Как работает CDN (Content Delivery Network)?

Content Delivery Network (CDN)– это сеть доставки контента, состоящая из геораспределенной серверной и сетевой инфраструктуры. Сеть используется для доставки статического контента в широком географическом регионе.

CDN используют как крупные ресурсы с большим трафиком – например, социальная сеть Pinterest или агрегатор AliExpress, так и небольшие бизнесы, ведь проектам любой тематики и масштаба необходимо улучшать пользовательский опыт и применять решения для роста коммерческих метрик.

Использование сетей доставки контента помогает веб-сайтам снизить потребление пропускной способности, а также уменьшить время загрузки страниц. За счет этого экономятся драгоценные секунды, которые необходимо было бы потратить на обработку запроса каждого пользователя в отдельности на ресурсе без CDN.

Доставка контента при использовании обычного хостинга (без CDN) устроена таким образом:

1. когда пользователь открывает страницу сайта, его браузер отправляет запрос на сервер, на котором хранятся нужные данные;

2. производится обработка запроса на сервере и выдача пакета данных, соответствующих запросу;

3. ответ уходит к браузеру пользователя, происходит загрузка нужной страницы.

Что меняет CDN? Она добавляет в эту цепочку еще один очень важный компонент – серверы для кеширования страниц или части контента. Они являются промежуточным звеном между исходным сервером и конечным пользователем, хранят и передают друг другу информацию для быстрой загрузки конечному пользователю. Таким образом, даже если origin сайта находится в Москве, а запрос сделан из Владивостока, пользователь увидит страницу моментально, так как получит ранее закешированные данные от ближайшего к нему сервера сети доставки контента.

Контент загружается из CDN при помощи двух востребованных сегодня технологий:

AnyCast – маршрутизация осуществляется в пределах региона на близлежащие серверы.

GeoDNS – несколько IP-адресов находятся на одном доменном имени. Местоположение пользователя определяется по IP и перенаправляет его в ближайший сервер CDN.

Предоставлением CDN-хостинга занимаются провайдеры. Благодаря тому, что они размещают сеть связанных между собой и занимающихся кешированием серверов в разных точках мира, расстояние между origin и клиентами не влияет на скорость передачи контента.

Какие шаги необходимо сделать для настройки собственного CDN:

1. приобрести всю необходимую аппаратуру для создания сети;

2. зарегистрировать домен и заказать серверы;

3. настроить geoDNS;

4. установить SSL-сертификаты;

5. установить и настроить Nginx (балансировщик нагрузки);

6. проверить работу CDN.

Подобное решение потребует значительных затрат. Если компания не располагает достаточными ресурсами или ИТ-директор не считает целесообразным тратить время на дополнительные процессы по настройке, выгоднее приобрести готовое решение у провайдера.

В этом случае настройка и подключение CDN проводится всего в два этапа:

1. регистрация на сайте выбранного провайдера и указание в личном кабинете адреса своего домена;

2. смена прежнего адреса на своем сайте на новый (во всех путях к картинкам, шрифтам и скриптам), который выдаст CDN-сервис.

Все! Теперь, например, картинка с сайта https://ваш-адрес.com/im.jpg будет грузиться с адреса https://сdn-адрес.com/im.jpg, а cdn-адрес.com будет взаимодействовать с множеством распределенных по разным точкам мира кеширующих серверов.

Плюсы CDN для сайтов и онлайн-сервисов:

1. Снижение времени задержки для улучшенного пользовательского опыта. Это особенно актуально для веб-сайтов с большим объемом статического контента, который потребляет много трафика (стриминг-сервисы, онлайн-кинотеатры, высоконагруженные ресурсы с множеством крупных изображений – интернет-магазины, турагентства и другие). На таких сервисах низкая скорость загрузки и большое время задержки оказывают непосредственное влияние на пользовательский опыт и уровень вовлеченности.
2. Снижение нагрузки на источник. Сайты, которые практически достигли пиковой пропускной способности на своих серверах, при помощи CDN смогут разгрузить статичный контент (CSS и JavaScript, изображения, видео, файлы).
3. Уменьшение затрат. Большую часть трафика обычно занимает именно статичный контент. Возможность перенести его в сети доставки контента позволит уменьшить расходы на инфраструктуру. Снижаются также расходы на организацию работы сервера за счет снижения нагрузки на серверы источника или origin.
4. Предотвращение остановки работы серверов и контроль над пиковыми нагрузками для трафика. Если веб-сайт использует только один сервер, то частые пики перегружают систему и приводят к тому, что сайт просто «ложится». CDN хорошо справляется с резким ростом трафика, обрабатывая пиковые нагрузки. Это особенно актуально для ecom-проектов в период «черной пятницы», «киберпонедельника» и других крупных распродажных акций. Даже разовое упоминание в блоге популярного автора способно положить сайт. Сеть доставки контента полностью снимает эту угрозу.
5. Повышение уровня безопасности. CDN позволяет значительно смягчить последствия DDoS-атак. Качественные поставщики предоставляют различные службы для смягчения подобных атак. Использование SSL дает возможность шифровать трафик между конечным пользователем и CDN.
6. Улучшение оптимизации для поисковых систем. Для поисковиков важна скорость загрузки сайта, поэтому в поисковой выдаче они отдают предпочтение ресурсам с минимальной задержкой загрузки.

Одна из проблем, с которой могут столкнуться веб-сервисы, использующие CDN, это вероятность блокировки ресурса «за компанию» с другим ресурсом, который находится на том же сервере. В этом случае рекомендуется обратиться к провайдеру и сменить IP-адрес.

Еще один вероятный минус использования CDN – это задержка кеширования. Этот фактор снижает производительность интернет-приложений, повышает нагрузку на серверную часть, замедляет время выполнения запросов. Решить эту задачу можно регулярной очисткой кеша.

В качестве альтернативы может выступать VPS/VDS-хостинг. Технология обладает идентичными с CDN качествами: масштабируемость, отказоустойчивость, высокий уровень безопасности. Однако управление таким хостингом требует значительных финансовых вливаний, так как для управления придется нанимать штат квалифицированных программистов.

Какие задачи решает CDN и для кого она особенно актуальна

В качестве предварительного резюме можно выделить несколько основных задач, которые с успехом решает CDN. Среди них – ускорение работы онлайн-ресурса, что способствует росту трафика и улучшению позиций в поисковых системах. Также распределительная сеть снижает нагрузку на сервер, обеспечивает защиту от DDoS-атак, делает онлайн-проект более безопасным, дает возможность организовать стабильную работу сайта.

CDN позволит операторам связи, например, экономить на магистральном канале, привлекать дополнительных клиентов при помощи собственной локальной сети CDN. Для проектов, связанных с демонстрацией видео (онлайн-трансляции или видео по запросу), подключение к CDN чуть ли не обязательный шаг в развитии сервиса. Для поддержки высокого качества воспроизведения у пользователей, независимо от географии подключения, необходимо либо вкладывать огромные ресурсы, как финансовые, так и человеческие, в создание инфраструктуры, либо брать их «в аренду» у операторов сетей доставки. Это позволит сосредоточиться на развитии бизнеса и внутренних сервисов, не переживать о росте аудитории и приходящих с ним запросов к ресурсной части проекта и предоставлять стабильное качество видео.

CDN будет особенно актуальна для:

• телеканалов;

• онлайн-кинотеатров;

• крупных e-commerce проектов;

• образовательных порталов;

• стриминг-сервисов;

• онлайн-трансляций в прямом эфире;

• видеохостингов;

• гейминг-порталов.

Компании, основной бизнес которых находится в онлайне – такие как Amazon или Facebook, – тщательно контролируют скорость загрузки своих сайтов, ведь увеличение времени ожидания хотя бы на одну секунду принесет корпорации годовые убытки в размере 1,6 миллиарда долларов. До определенного времени многие российские компании (интернет-магазины Insales.ru, Omlet.ru; портал sportbox.ru, Rutube, ВГТРК и др.) тоже теряли средства из-за медленной работы ресурса. Поэтому задача снижать скорость загрузки страниц актуальна как для крупного, так и для небольшого проекта, который начинает работать в онлайн-формате.

Исследовательские отчеты Google наглядно показывают, насколько время загрузки контента влияет на поведенческие метрики. Стоит скорости замедлиться на 1-2 секунды, и вероятность отказа от посещения вырастет до 32%. А если период загрузки увеличится на 6 секунд, то вероятность отказа составит уже целых 106%.

От медленной загрузки страниц ухудшается не только показатель отказов, но и столь важная для бизнеса конверсия. Согласно исследованию маркетингового агентства PORTENT, каждая секунда задержки снижает конверсию на 2,11%, и это актуально для веб-ресурсов разных тематик.

Когда мы говорим о скорости загрузки страниц сайта, нужно понимать, что речь идет о моменте, когда пользователь получает интерфейс сайта, с которым можно работать. Часто сложные страницы с большим количеством тяжелых элементов становятся проблемным местом для разработчиков. В результате сайты грузятся медленно, что отражается на общих показателях. Согласно исследованию Akamai , конверсия уменьшается на 7%, если загрузка задерживается хотя бы на 0,1 секунду.

Видео становится наиболее популярным типом контента. Согласно отчету Ericsson, к 2026 году доля видео в мировом трафике мобильных данных вырастет до 77%. Речь идет о просмотре видео не только на видеоплатформах или в онлайн-кинотеатрах, а также на информационных ресурсах и развлекательных порталах. Более того, ритейлеры, ecommerce-проекты и другие представители бизнеса используют видео как наиболее вовлекающий посетителей формат, повышающий время их пребывания на сайте и вероятность их возврата на сайт.

Чтобы необходимость нагружать сайт «тяжелым» контентом и пользовательский опыт не вступали в противоречие, нужно решать вопрос ускорения веб-ресурса. Иногда проблема медленной загрузки сайта успешно решается без задействования CDN-хостинга. Можно предпринять такие меры:

• для генерации HTML-страниц попробовать использовать сервер с более мощными ресурсами;

• уменьшить изображения на веб-ресурсе;

• заняться удалением дублирующих JS-библиотек и плагинов;

• установить CSS-стили и JS-скрипты в требуемом порядке;

• позаботиться об оптимизации настроек СУБД и веб-приложений.

Но даже грамотно и последовательно выполненная подобная работа не даст гарантий того, что скорость сайта будет увеличена. Так, если компания занимается организацией онлайн-трансляций, масштабных бизнес-конференций и прочих мероприятий, скорость соединения играет для неё ключевую роль. В этом случае поможет только качественный CDN. Благодаря присутствию копии страницы в CDN, пользователь все равно получит запрашиваемую информацию из других узлов сети, даже если откажет сервер или сам сайт.

1. Сколько стыков у провайдера с операторами связи. Большое количество стыков обеспечивает лучшую скорость передачи данных. Получить подобную информацию можно из обзоров.
2. Сколько точек присутствия у провайдера. Эту информацию необходимо сопоставить с географией распределения вашей реальной и потенциальной целевой аудитории.
3. Поддерживают ли конкретные CDN-сети необходимые вашему проекту протоколы и технологии.
4. Какие дополнительные услуги и функции предлагает провайдер. Например: анализ статистики потребления, real-time информирование об отказе отдельных узлов, предзагрузка «тяжелого» контента, управление политиками кеширования и HTTP-заголовками, очистка кеша – полная или выборочная, а также технические решения, ориентированные на раздачу контента на мобильном устройстве.
5. Какой тип контента обрабатывает провайдер. Лучше, если он предлагает обработку как статических, так и динамических данных.

Cloud предлагает облачный продукт Cloud CDN, состоящий более чем из 60 интернет-узлов со специальным программным обеспечением. Серверы сети доставки контента расположены не только в России, но и в Австралии, Африке, Европе, Азии, Северной Америке.

Cloud CDN содержит весь набор стандартных качеств, и выделяется такими особенностями:

• Высокая емкость сети CDN – более 1 Тбит/с;

• ЦОД уровня Tier III;

• Функция Restream – ретрансляция на любые площадки (Facebook, Youtube, TikTok, Instagram и т.д.);

• Возможность записи эфира и наложения субтитров;

• Оплата по модели Pay-as-you-Gо;

• Предоставление тестового периода на 14 дней.

Выбирая CDN от Cloud, клиент может «в том же окне» подключить другие необходимые услуги – например, защищенное объектное хранилище S3 и инструмент для защиты от DDoS-атак.