CDN и традиционный хостинг: обзор архитектур и их преимуществ

Производительность, стоимость, безопасность - все это важно при выборе хостинга для проекта, сайта или любого другого сервиса, который собирает клиентов из онлайн-пространства. Выбор архитектуры стоит начать уже на стадии планирования, хотя у вас и будет возможность организовать переезд проекта на новый хостинг в процессе роста.

Выбор региона для хостинга имеет первостепенное значение, если вы, находясь в одной стране, хотите охватить целевую аудиторию из другой локации или даже нескольких. Мы здесь, чтобы рассказать вам подробнее о двух популярных архитектурах для хостинга онлайн-проектов.

Традиционная и CDN архитектура

Качественная и быстрая доставка контента - основа для любого онлайн-проекта. В данном случае речь идет не только о сайтах, но и о приложениях, сервисах и многом другом. Чтобы быть всегда доступным для клиентов, проект должен хоститься на надежных серверах, расположенных в регионе целевой аудитории. Но что делать, если клиенты разбросаны по всему миру?

Традиционный хостинг может быть более чем эффективен на относительно коротких дистанциях, а для глобальной и молниеносной работы может понадобиться сеть доставки контента.

Детали традиционного хостинга

Традиционный хостинг, также известный как локальный хостинг, предполагает хранение и управление данными и приложениями на физических серверах, расположенных в собственности организации. Такой подход обеспечивает предприятиям больший контроль над ИТ-инфраструктурой и безопасностью данных. Хотя не все так просто.

Описание инфраструктуры традиционного хостинга

Традиционная инфраструктура хостинга обычно состоит из физических серверов, устройств хранения данных, сетевого оборудования и программных приложений. Эти компоненты размещаются в безопасной среде центра обработки данных или в серверных помещениях компании, где обеспечивается резервное питание и мониторинг окружающей среды.

Выделенные серверы - это тип традиционного хостинга, при котором физический сервер выделяется исключительно для одного клиента. Это дает бизнесу полный контроль над ресурсами сервера, включая аппаратное и программное обеспечение, а также конфигурацию сети. Выделенные серверы идеально подходят для веб-проектов, требующих высокого уровня производительности, безопасности и настройки.

Широкий выбор хостинг-провайдеров сегодня позволяет арендовать выделенные серверы в нужных локациях и передавать часть технических аспектов администрирования сторонним специалистам. Тем самым компании могут сосредоточиться на развитии сайта или проекта.

Установка одного сервера

При использовании одного сервера сайт или приложение размещается на отдельном физическом сервере, который обрабатывает все запросы, хранит данные и доставляет контент пользователям.

Односерверные системы просты в настройке и управлении, что делает их популярным выбором для небольших и средних проектов, не требующих высокой масштабируемости или избыточности. А поскольку используется только один сервер, нет дополнительных расходов, связанных с созданием сложной серверной инфраструктуры.

Ограничения в масштабируемости и производительности

При использовании одного сервера по мере роста веб-сайта или приложения могут возникать ограничения по ресурсам. Такие параметры, как процессор, оперативная память, объем памяти и пропускная способность, могут стать проблемными местами, влияющими на производительность и масштабируемость размещенного проекта.

Масштабирование одного сервера может оказаться сложной задачей. По мере роста трафика и потребностей в ресурсах сервер может достичь пределов своей мощности, что приведет к снижению производительности.

Поскольку все данные и сервисы размещаются на одном сервере, существует риск возникновения единой точки отказа. Аппаратные сбои, проблемы с программным обеспечением, простои и весь сайт или приложение могут стать недоступными до тех пор, пока проблема не будет решена.

Что такое сеть доставки контента

Сеть доставки контента (CDN) - это сеть серверов, разбросанных по всему миру, которые работают вместе, чтобы быстрее и безопаснее доставлять веб-контент пользователям. CDN делают веб-сайты и приложения технически привлекательнее и быстрее для пользователей по всему миру, сокращая время задержки.

Распределенная архитектура помогает балансировать нагрузку, снижать нагрузку на серверы и обеспечивать быструю и надежную доставку контента пользователям независимо от их местоположения.

Как работают архитектура CDN

Архитектура CDN работает за счет кэширования статического контента, такого как изображения, видео, файлы CSS и JavaScript, на серверах, расположенных ближе к конечным пользователям. Вкратце, когда пользователь запрашивает содержимое сайта, CDN доставляет его с ближайшего сервера, а не с родительского, сокращая расстояние, которое приходится преодолевать данным, и улучшая время загрузки.

В отличие от традиционного хостинга, CDN отличаются высокой масштабируемостью и избыточностью. Они способны выдерживать скачки трафика и обеспечивают высокую доступность, распределяя контент по сети серверов.

Механизмы кэширования для ускорения доставки контента

Механизмы кэширования - незаменимая часть архитектуры CDN, поскольку хранят копии статического контента ближе к конечным пользователям.

• Пограничное кэширование.

В архитектуре CDN используются пограничные серверы, расположенные в различных точках присутствия (PoP) по всему миру, для кэширования контента.

• Предварительная выборка контента.

CDN могут предсказывать, какой контент, скорее всего, будет запрошен, основываясь на поведении пользователей, и предварительно отправлять его на пограничные серверы до того, как он будет фактически запрошен.

• Аннулирование кэша.

CDN реализуют механизмы аннулирования кэша, чтобы пользователи всегда получали наиболее актуальный контент. Когда контент на оригинальном сервере обновляется, CDN удаляет старый кэш-контент с пограничных серверов, чтобы доставить пользователям свежую версию.

• Time-to-Live (TTL).

Для кэшированного контента устанавливаются значения Time-to-Live, определяя, как долго контент должен оставаться в кэше до истечения срока его действия.

• Заголовки Cache-Control.

Такие заголовки используются для предоставления инструкций о том, как содержимое должно кэшироваться браузерами и промежуточными хранилищами. В этих заголовках указываются такие директивы, как публичное или частное кэширование, значения max-age и требования к повторной проверке.

• Иерархии кэша.

Архитектуры CDN часто используют иерархические структуры кэширования, в которых пограничные серверы кэшируют контент локально, а если у конкретного пограничного сервера нет контента, он запрашивает его у сервера более высокого уровня. Такая иерархия помогает оптимизировать доставку контента и обеспечить эффективное использование ресурсов.

• Динамическое кэширование контента.

Хотя CDN в основном используются для кэширования статического контента, они также могут кэшировать динамически генерируемый контент, используя возможности пограничных вычислений. Это позволяет CDN кэшировать персонализированный контент или контент реального времени ближе к пользователям, повышая производительность динамических веб-сервисов.

Сложности работы с архитектурой CDN

Неэффективные механизмы аннулирования кэша могут привести к тому, что пользователи будут получать устаревшее содержимое, что негативно скажется на их восприятии. Поддержание согласованности кэшированного содержимого на разных пограничных серверах может быть сложной задачей, особенно в распределенной среде. Однако это регулируется квалифицированной командой.

Хотя CDN могут оптимизировать доставку контента и повысить производительность, управление расходами, связанными с услугами CDN, может стать отталкивающим фактором. Организациям необходимо соотносить преимущества производительности и сопутствующие расходы, если они пользуются услугами сторонних инфраструктур. Сильная зависимость от одного поставщика CDN может ограничивать гибкость и потенциально увеличивать расходы.

Архитектура CDN - это удобная среда для атак, поэтому обеспечение безопасности контента и данных, передаваемых через CDN, имеет буквально решающее значение. Внедрение надежных мер безопасности, таких как шифрование, защита от DDoS и настройка брандмауэров приложений, жизненно необходимо для снижения рисков безопасности.

Безопасность CDN в сравнении с традиционным хостингом

Тема безопасности заслуживает отдельного раздела, поскольку как для традиционного хостинга, так и для архитектуры CDN существуют свои нюансы. Хотя и безопасность архитектуры CDN, и безопасность традиционного хостинга сталкиваются с похожими проблемами, ключевые различия заключаются в характере угроз и масштабах их воздействия:

• Вопросы безопасности CDN в первую очередь связаны с доставкой контента и защитой пользовательских данных во время передачи.
• В традиционном хостинге проблемы безопасности охватывают более широкий круг вопросов, включая физическую безопасность, сетевую безопасность, уязвимости программного обеспечения и утечки данных.

Например, проблемы на родительском сервере CDN и на едином сервере традиционной архитектуры приводят к одному результату - простой в работе и отсутствие доступа к контенту.

Если пограничный сервер CDN взломан, он может быть использован для проведения атак прежде, чем нарушение будет обнаружено, в то время как серверы в других локациях будут как прежде доставлять контент. Вредоносное содержимое может быть кэшировано на пограничных серверах и непреднамеренно передано пользователям до того, как фильтры обнаружат проблему.

Если единый, или традиционный, сервер взломан, злоумышленники могут свободно перемещаться внутри него и получать доступ к другим службам, базам данных, файлам и т. д. Сдерживать их сложнее, а последствия могут достигнуть невиданных масштабов.

Несмотря на то, что архитектура CDN создает некоторые уникальные риски, традиционный хостинг в целом более уязвим из-за централизованной архитектуры с единой точкой отказа и возможностью внешней атаки. Тем не менее, у традиционного хостинга больше вариантов защиты, поскольку там вы самостоятельно можете заниматься вопросами безопасности и применять упреждающие меры. Глубинная оборона по своей сути более эффективна при использовании CDN, однако меры защиты нужны везде.

Преимущества и недостатки архитектур для онлайн-проектов

Кому-то может показаться, что архитектура CDN стала панацеей, а традиционный хостинг изживает свое. Однако мы готовы доказать вам, что обе архитектуры хостинга для сайтов и приложений достойны внимания. Просто для каждой из них есть свои случаи использования.

Бывают случаи, когда от двух вариантов хочется взять лучшее. И такое возможно при создании своеобразной гибридной инфраструктуры - сети CDN из собственных серверов в разных локациях. Изучите преимущества и недостатки CDN и традиционного хостинга, а после мы расскажем, как создать собственную распределенную сеть.

Традиционный хостинг

Вот несколько основных преимуществ традиционного хостинга, которые могут привлечь вас как владельца онлайн-проекта:

1. При использовании традиционного хостинга организации имеют полный контроль над серверной средой, что позволяет настраивать конфигурацию, устанавливать программное обеспечение и другие сервисы.
2. Получив контроль над обеспечением безопасности сервера, компании могут внедрять надежные протоколы безопасности, контроль доступа, шифрование и стратегии резервного копирования для эффективной защиты конфиденциальных данных.
3. Традиционный хостинг, как правило, дешевле и экономически более выгоден чем инфраструктура CDN, особенно для небольших сайтов или проектов с небольшим трафиком.

Однако стоит обратить внимание на недостатки, о которых мы говорили ранее:

1. В зависимости от расположения сервера и сетевой инфраструктуры традиционный хостинг может привести к замедлению загрузки для пользователей, находящихся слишком далеко.
2. Масштабирование ресурсов в традиционном хостинге может занимать много времени и требовать участия специалистов, что может привести к простою во время обновления или миграции ресурсов.
3. Традиционный хостинг требует больше технических знаний для управления, чем инфраструктура CDN, что может быть недостатком для небольших компаний или частных лиц без ИТ-персонала. Тем не менее эта проблема решается арендой сервера с администрированием.
4. Наличие лишь одного сервера повышает риск простоя в случае сбоев оборудования, проблем с техническим обслуживанием или кибератак.

В целом, традиционный хостинг - это простая и понятная модель, доступная компаниям любых масштабов. Хотя традиционный хостинг обеспечивает повышенный контроль и возможности настройки, он может стать причиной проблем масштабируемости и производительности сервера.

Инфраструктура CDN

Оценивая преимущества архитектуры CDN, вам может показаться, что это отличный вариант для проектов, стремящихся охватить множество аудиторий по всему миру:

1. CDN кэшируют контент на пограничных серверах, расположенных ближе к конечным пользователям, сокращая задержки и улучшая время загрузки благодаря доставке контента с ближайшего сервера.
2. Оптимизируя доставку контента, CDN повышают производительность сайта, удобство использования и SEO-рейтинг благодаря более быстрому времени загрузки.
3. Архитектура CDN обеспечивает масштабируемость за счет распределенной сети серверов, гарантируя высокую доступность и надежность даже при скачках трафика или сбоях в работе определенных серверов.
4. Особенно важно - глобальный охват, достигаемый с помощью архитектуры CDN.

Как и любая инфраструктура, CDN не лишены недостатков:

1. Хотя CDN могут оптимизировать доставку контента и повысить производительность, они могут нести дополнительные расходы в зависимости от объема обслуживаемого контента, использования пропускной способности и дополнительных функций, таких как защита от DDoS или шифрование.
2. Управление аннулированием кэша для обеспечения получения пользователями обновленного контента может быть сложной задачей, требующей разработки комплексных стратегий очистки устаревшего контента и поддержания согласованности данных.
3. CDN создают дополнительные проблемы безопасности, что требует повышенного внимания к мерам защиты от потенциальных уязвимостей и атак.
4. Организации, использующие CDN, полагаются на инфраструктуру и производительность поставщика услуг, что может привести к ограничениям в настройке, контроле и возможным блокировкам от провайдера.

Инфраструктура CDN обеспечивает более быструю доставку контента, масштабируемость и глобальный охват, но требует внимания к стоимости, управлению кэшем, безопасности и зависимости от услуг поставщика CDN. Архитектура CDN предпочтительнее для крупных сайтов с глобальным охватом, а для других ее возможности могут быть в избытке и привести нерациональному использованию ресурсов.

Как создать собственный CDN?

Если вы пытаетесь сосредоточиться на надежности и контроле, а даже самые доступные решения CDN вас не устраивают; если вы нуждаетесь в гарантированной пропускной способности и ресурсах; если вам требуются специальные настройки доставки контента; если вы опасаетесь, что сторонние CDN могут незаконно собирать и использовать данные пользователей, то этот раздел для вас.

Построить собственную архитектуру CDN более, чем реально. Чтобы создать даже простую сеть доставки контента, вам понадобится следующее:

• Доменное имя, на котором размещен ваш веб-сайт.
• Минимум два сервера в разных регионах, например, выделенные серверы или виртуальные частные серверы (VPS).
• Инструмент geoDNS, с помощью которого пользователь, отправляющий запрос к домену, будет направлен на ближайший к нему сервер.

Наиболее выгодное решение для создания собственной сети доставки контента - это VPS. Быстрая масштабируемость, демократическая стоимость и множество локаций.

Так, предположим, вы арендовали VPS серверы в Сингапуре, Польше и Канаде, каждый из которых имеет уникальный IP-адрес. Пользователь пытается получить доступ к вашему сайту, по IP пользователя определяется его страна или регион (для этой операции требуются базы данных GeoIP, которые есть в свободном доступе). В зависимости от местоположения пользователя geoDNS возвращает ему IP-адрес ближайшего CDN-сервера.

DNS-сервер с функцией geoDNS можно создать самостоятельно, но быстрее и легче использовать готовые решения. При заказе geoDNS обращайте внимание на количество запросов, входящих в пакет, и имейте в виду, что реальное количество запросов может значительно превышать ваши ожидания. Речь идет о краулерах, сканерах и прочих обитателях онлайн-пространства.

Заключение

В то время как традиционный хостинг предоставляет возможность детального контроля и настройки, CDN ускоряет доставку контента, повышает удобство работы пользователей и обеспечивают глобальный охват. Компромиссы между этими архитектурами имеют свои нюансы: традиционный хостинг делает акцент на контроле и потенциальных затратах, в то время как CDN ставят во главу скорость, масштабируемость и распределенность.

В конечном счете, лучший выбор для вашего сайта или проекта будет зависеть от ваших потребностей и бюджета. Если вы ищете самое быстрое и масштабируемое решение для относительно большого проекта, то CDN - это хороший вариант. Однако если у вас ограниченный бюджет или вам нужно больше контроля над серверной средой, то традиционный хостинг может оказаться лучшим выбором.

Конечно же, никто не отменял создание собственной инфраструктуры CDN, используя несколько собственных (арендованных) серверов. Такой гибрид хоть и требует больше технических знаний и, вероятно, команду специалистов, но заключает в себе преимущества как сторонней сети CDN, так и традиционного хостинга.