31 décembre 2021

Qu'est-ce qu'un CDN ?

DĂ©couvrons le sens du Content Delivery Network et les avantages d'en adopter un

Qu'est-ce qu'un CDN ?

Un réseau de diffusion de contenu (CDN) est un réseau de serveurs répartis géographiquement et leurs centres de données associés qui aident à fournir du contenu aux utilisateurs avec un délai minimal.

Pour ce faire, il rapproche le contenu de l'emplacement géographique des utilisateurs grùce à des centres de données stratégiquement placés appelés Point de présence (PoP). Les CDN impliquent également des serveurs de mise en cache qui stockent et fournissent des fichiers mis en cache pour accélérer les temps de chargement des pages Web et réduire la consommation de bande passante. Ci-dessous, nous entrerons dans plus de détails sur le fonctionnement exact des CDN.

Les services CDN sont essentiels pour les entreprises qui comptent sur la livraison de contenu aux utilisateurs.

Considérer ce qui suit:

  • Grandes publications d'actualitĂ©s avec des lecteurs dans de nombreux pays
  • Sites de mĂ©dias sociaux qui doivent fournir du contenu multimĂ©dia sur les flux d'utilisateurs
  • Sites Web de divertissement tels que Netflix qui offrent du contenu Web haute dĂ©finition en temps rĂ©el
  • Plateformes de commerce Ă©lectronique avec des millions de clients
  • SociĂ©tĂ©s de jeux avec un contenu trĂšs graphique accessible par des utilisateurs rĂ©partis gĂ©ographiquement

Toutes ces entreprises doivent garantir une livraison de contenu accélérée, la disponibilité des services, l'évolutivité des ressources et la sécurité des applications Web. C'est là que les services CDN brillent comme un avantage unique.

Une brĂšve histoire des CDN

Les CDN (ou CDN) ont Ă©tĂ© crĂ©Ă©s il y a prĂšs de vingt ans pour relever le dĂ©fi d'envoyer rapidement d'Ă©normes quantitĂ©s de donnĂ©es aux utilisateurs finaux via Internet. Aujourd'hui, ils sont devenus la force motrice de la distribution de contenu de sites Web et continuent d'ĂȘtre recherchĂ©s et amĂ©liorĂ©s par les universitĂ©s et les dĂ©veloppeurs commerciaux.

Les premiers rĂ©seaux de distribution de contenu ont Ă©tĂ© construits Ă  la fin des annĂ©es 90 et sont toujours responsables de 15 Ă  30 % du trafic Internet mondial. Par la suite, la croissance du contenu Ă  large bande et des flux audio, vidĂ©o et de donnĂ©es associĂ©s sur Internet a entraĂźnĂ© le dĂ©veloppement de plus de CDN. En gĂ©nĂ©ral, l'Ă©volution des CDN peut ĂȘtre classĂ©e en quatre gĂ©nĂ©rations :

Période de pré-formation : Avant la création proprement dite des CDN, les technologies et infrastructures nécessaires ont été développées. Cette période a été caractérisée par la croissance des fermes de serveurs, la mise en cache hiérarchique, les améliorations des serveurs Web et le déploiement de proxys de mise en cache. La mise en miroir, la mise en cache et le multihébergement étaient également des technologies qui ont ouvert la voie à la création et à la croissance de CDN.

GĂ©nĂ©ration XNUMX : Les premiĂšres itĂ©rations du CDN se concentraient principalement sur la fourniture de contenu dynamique et statique, car il s'agissait des deux seuls types de contenu sur le Web. Le mĂ©canisme principal Ă©tait donc la crĂ©ation et la mise en Ɠuvre de rĂ©pliques, de mĂ©thodes de routage intelligent et de calcul de pĂ©riphĂ©rie. Les applications et les informations ont Ă©tĂ© rĂ©parties sur les serveurs.

DeuxiĂšme gĂ©nĂ©ration : les CDN axĂ©s sur le streaming de contenu audio et vidĂ©o ou les services de vidĂ©o Ă  la demande tels que Netflix pour les utilisateurs et les services d'information sont arrivĂ©s. Cette gĂ©nĂ©ration a Ă©galement Ă©tĂ© pionniĂšre dans la fourniture de contenu de site Web aux utilisateurs mobiles et a vu l'utilisation des techniques P2P et de l'informatique en nuage.

TroisiĂšme gĂ©nĂ©ration : La troisiĂšme gĂ©nĂ©ration de CDN est lĂ  oĂč nous en sommes maintenant et continue d'Ă©voluer avec de nouvelles recherches et dĂ©veloppements. Nous pouvons nous attendre Ă  ce que les CDN soient de plus en plus façonnĂ©s pour la communautĂ© Ă  l'avenir. Cela signifie que les systĂšmes seront pilotĂ©s par des utilisateurs moyens et des individus normaux. L'auto-configuration devrait ĂȘtre le nouveau mĂ©canisme technologique, ainsi que l'autogestion et la livraison autonome de contenu. La qualitĂ© de l'expĂ©rience pour les utilisateurs finaux devrait ĂȘtre le principal moteur pour l'avenir.

Les CDN ont initialement Ă©voluĂ© pour faire face Ă  des pressions extrĂȘmes en matiĂšre de bande passante, la demande de streaming vidĂ©o augmentant parallĂšlement au nombre de fournisseurs de services CDN. Avec les progrĂšs de la connectivitĂ© et les nouvelles tendances de consommation Ă  chaque gĂ©nĂ©ration, le prix des services CDN a baissĂ©, lui permettant de devenir une technologie de marchĂ© de masse. Et comme le cloud computing est devenu largement adoptĂ©, les CDN ont jouĂ© un rĂŽle clĂ© Ă  tous les niveaux des opĂ©rations commerciales. Ils sont essentiels pour des modĂšles tels que SaaS (Software as a service), IaaS (Infrastructure as a service), PaaS (Platform as a service) et BPaaS (Business Process as a service).

Comment fonctionne un CDN ?

Les CDN fonctionnent en rĂ©duisant la distance physique entre un utilisateur et l'origine (un web ou un serveur d'applications). Il s'agit d'un rĂ©seau de serveurs distribuĂ© Ă  l'Ă©chelle mondiale qui stocke le contenu beaucoup plus prĂšs du serveur que de la source. Pour mieux comprendre cela, il est utile d'examiner comment un utilisateur accĂšde au contenu Web Ă  partir d'un site Web avec et sans CDN.

Sans CDN

Lorsqu'un utilisateur accĂšde au site Web dans son navigateur, il Ă©tablit une connexion similaire Ă  celle de la figure suivante. Le nom du site Web se rĂ©sout en une adresse IP Ă  l'aide d'un DNS ou LDNS local (comme le serveur DNS fourni par le FAI ou un serveur de rĂ©solution DNS public). Si le DNS ou le LDNS ne peut pas rĂ©soudre l'adresse IP, il demande rĂ©cursivement la rĂ©solution des serveurs DNS en amont. En fin de compte, la demande peut aller au serveur DNS faisant autoritĂ© oĂč la zone est hĂ©bergĂ©e. Ce serveur DNS rĂ©sout l'adresse et la renvoie Ă  l'utilisateur.

Ensuite, le navigateur de l'utilisateur se connecte directement Ă  la source et tĂ©lĂ©charge le contenu du site Web. Chaque demande suivante est servie directement Ă  partir de la source et les ressources statiques sont mises en cache localement sur l'ordinateur de l'utilisateur. Si un autre utilisateur d'un emplacement similaire ou autre essaie d'accĂ©der au mĂȘme site, il effectuera la mĂȘme sĂ©quence. Ă€ chaque fois, les demandes des utilisateurs toucheront la source et la source rĂ©pondra avec le contenu. Chaque Ă©tape en cours de route ajoute un dĂ©lai, ou « latence Â». Si la source est Ă©loignĂ©e de l'utilisateur, les temps de rĂ©ponse souffriront d'une latence importante, entraĂźnant une mauvaise expĂ©rience utilisateur.

Avec un CDN

En prĂ©sence d'un CDN, cependant, le processus est lĂ©gĂšrement diffĂ©rent. Lorsque des requĂȘtes DNS initiĂ©es par l'utilisateur sont reçues par son LDNS, il transmet les requĂȘtes Ă  l'un des serveurs DNS du CDN. Ces serveurs font partie de l'infrastructure Global Server Load Balancer (ou "GSLB"). Le GSLB aide Ă  la fonctionnalitĂ© d'Ă©quilibrage de charge qui mesure littĂ©ralement l'ensemble d'Internet et suit les informations sur toutes les ressources disponibles et leurs performances. Avec cette connaissance, le GSLB rĂ©sout la requĂȘte DNS en utilisant l'adresse de pĂ©riphĂ©rie la plus performante (gĂ©nĂ©ralement prĂšs de l'utilisateur). Un « edge Â» est un ensemble de serveurs qui mettent en cache et diffusent du contenu Web.

Une fois la rĂ©solution DNS terminĂ©e, l'utilisateur envoie la requĂȘte HTTPS Ă  la pĂ©riphĂ©rie. Lorsque la pĂ©riphĂ©rie reçoit la demande, les serveurs GSLB aident les serveurs Edge Ă  transfĂ©rer les demandes le long du chemin optimal jusqu'Ă  l'origine. Ensuite, les serveurs de pĂ©rimĂštre rĂ©cupĂšrent les donnĂ©es demandĂ©es, les livrent Ă  l'utilisateur final qui les a demandĂ©es et les stockent localement. Toutes les demandes d'utilisateurs ultĂ©rieures seront traitĂ©es par l'ensemble de donnĂ©es local sans avoir Ă  interroger le serveur d'origine . Le contenu stockĂ© en pĂ©riphĂ©rie peut ĂȘtre livrĂ© mĂȘme si la source devient indisponible pour une raison quelconque.

Pourquoi utiliser un CDN ?

Les CDN aident les entreprises à fournir efficacement du contenu aux utilisateurs finaux en minimisant la latence, en améliorant les performances du site Web et en réduisant les coûts de bande passante.

Une autre caractéristique unique des CDN est qu'ils permettent aux serveurs de périphérie de pré-préparer le contenu à l'avance. Cela garantit que les données que vous fournissez sont stockées dans tous les centres de données CDN. Dans le jargon CDN, ces centres de données sont appelés Point of Presence (ou « POP »). Les PoP aident à minimiser le temps d'aller-retour en rapprochant le contenu Web du visiteur du site Web.

Par exemple, supposons que vous meniez une campagne publicitaire et que vous fassiez la promotion de votre service ou de votre produit auprĂšs de millions de clients potentiels. Vous pouvez vous attendre Ă  ce qu'un grand nombre de clients se prĂ©cipitent sur votre site aprĂšs avoir lu le message. Si vous faites affaire avec des influenceurs qui ont de bons taux d'engagement de l'audience, le volume de trafic peut connaĂźtre une augmentation encore plus importante. Pouvez-vous ĂȘtre sĂ»r que votre serveur d'origine sera capable de gĂ©rer ce pic de volume d'un seul coup ?

Dans un tel scĂ©nario, les CDN peuvent aider Ă  rĂ©partir la charge entre les serveurs de pĂ©riphĂ©rie et tous recevront la rĂ©ponse. Étant donnĂ© que seule une petite fraction des demandes atteindra l'origine, vos serveurs ne subiront pas de pics de trafic massifs, d'erreurs 502 et de canaux rĂ©seau en amont surchargĂ©s.

Avantages des CDN

Selon la taille et les besoins de votre entreprise, les avantages des CDN peuvent ĂȘtre divisĂ©s en 4 Ă©lĂ©ments diffĂ©rents :

Amélioration des temps de chargement des pages du site
Web En activant la diffusion de contenu Web plus prÚs des visiteurs du site Web à l'aide d'un serveur CDN à proximité (entre autres optimisations), les visiteurs bénéficient de temps de chargement de page Web plus rapides. Les visiteurs sont généralement plus susceptibles de cliquer ou de rebondir sur un site Web avec un temps de chargement de page élevé. Cela peut également affecter négativement le classement des pages Web sur les moteurs de recherche. Ainsi, avoir un CDN peut réduire les taux de rebond et augmenter le temps que les gens passent sur le site. En d'autres termes, un site Web qui se charge rapidement gardera plus de visiteurs plus longtemps.

Réduction des coûts de bande passante
Chaque fois qu'un serveur d'origine rĂ©pond Ă  une requĂȘte, la bande passante est consommĂ©e. Les coĂ»ts de consommation de bande passante sont une dĂ©pense importante pour les entreprises. GrĂące Ă  la mise en cache et Ă  d'autres optimisations, les CDN sont en mesure de rĂ©duire la quantitĂ© de donnĂ©es qu'un serveur d'origine doit fournir, rĂ©duisant ainsi les coĂ»ts d'hĂ©bergement pour les propriĂ©taires de sites Web.

Disponibilité et redondance accrues du contenu
De grandes quantitĂ©s de trafic Web ou une panne matĂ©rielle peuvent perturber le fonctionnement normal du site Web et provoquer des temps d'arrĂȘt. En raison de leur nature distribuĂ©e, un CDN peut gĂ©rer plus de trafic Web et mieux rĂ©sister aux pannes matĂ©rielles que de nombreux serveurs d'origine. De plus, si un ou plusieurs serveurs CDN se dĂ©connectent pour une raison quelconque, d'autres serveurs opĂ©rationnels peuvent capter le trafic Web et maintenir le service sans interruption.

Amélioration de la sécurité du site Web
Le mĂȘme processus par lequel les CDN gĂšrent les pics de trafic le rend idĂ©al pour attĂ©nuer les attaques DDoS. Il s'agit d'attaques dans lesquelles des acteurs malveillants submergent vos serveurs d'application ou d'origine en envoyant une Ă©norme quantitĂ© de requĂȘtes. Lorsque le serveur tombe en panne en raison du volume, le temps d'arrĂȘt peut affecter la disponibilitĂ© du site Web pour les clients. Un CDN agit essentiellement comme une plate-forme de protection et d'attĂ©nuation DDoS avec le GSLB et les serveurs de pĂ©riphĂ©rie rĂ©partissant la charge de maniĂšre Ă©gale sur l'ensemble de la capacitĂ© du rĂ©seau. Les CDN peuvent Ă©galement assurer la gestion des certificats et la gĂ©nĂ©ration et le renouvellement automatiques des certificats.

Sinon, comment un CDN peut-il ĂȘtre utile ?

Un CDN ne se limite pas aux avantages expliqués ci-dessus. Une plate-forme CDN moderne offre de nombreux autres avantages à vos équipes commerciales et techniques.

Il peut ĂȘtre utilisĂ© pour gĂ©rer les accĂšs depuis diffĂ©rentes rĂ©gions de la planĂšte. Alors que vous autorisez l'accĂšs pour certaines rĂ©gions, vous pouvez refuser l'accĂšs pour d'autres.

Vous pouvez facilement tĂ©lĂ©charger la logique applicative sur le pĂ©rimĂštre et au plus prĂšs de vos clients. Vous pouvez traiter et transformer les en-tĂȘtes et le corps de la demande/rĂ©ponse, acheminer les demandes entre les sources en fonction des attributs de la demande ou dĂ©lĂ©guer les tĂąches d'authentification Ă  la pĂ©riphĂ©rie.

De grandes quantités de trafic nécessitent une infrastructure de journalisation et de traitement pour une analyse plus approfondie. Les CDN collectent des journaux et fournissent une interface pour analyser facilement les données générées par les visiteurs.

Il est tout à fait naturel que quelque chose devienne facile à utiliser lorsque vous le connaissez déjà. Pour cette raison, les bords CDN sont normalement basés sur NGINX. Cela signifie que vous pouvez effectuer des tùches à l'aide des directives NGINX standard.

Par exemple, notre équipe a passé des milliers d'heures à étendre NGINX.

Sécurité des données et CDN

La sécurité de l'information fait partie intégrante d'un CDN. Les CDN aident à protéger les données d'un site Web des maniÚres suivantes.

En fournissant des certificats TLS/SSL

Le CDN peut aider à sécuriser un site en fournissant des certificats TLS (Transport Layer Security) / Secure Sockets Layer (SSL) qui garantissent un niveau élevé d'authentification, de cryptage et d'intégrité. Il s'agit de certificats qui garantissent le respect de certains protocoles dans le transfert de données entre un utilisateur et un site Internet.

Lorsque les données sont transférées sur Internet, elles deviennent vulnérables à l'interception par des acteurs malveillants. Ceci est résolu en cryptant les données à l'aide d'un protocole tel que seul le destinataire prévu peut décrypter et lire les informations. TSL et SSL sont de tels protocoles qui cryptent les données envoyées sur Internet. Il s'agit d'une version plus avancée de Secure Sockets Layer (SSL). Vous pouvez savoir si un site Web utilise la certification TLS/SSL s'il commence par https:// au lieu de http://, suggérant qu'il est suffisamment sécurisé pour la communication entre un navigateur et un serveur.

Atténuer les attaques DDoS

Étant donnĂ© que le CDN est dĂ©ployĂ© Ă  la pĂ©riphĂ©rie du rĂ©seau, il agit comme une barriĂšre virtuelle de haute sĂ©curitĂ© contre les attaques sur votre site Web et votre application Web. L'infrastructure clairsemĂ©e et l'emplacement Ă  la pĂ©riphĂ©rie font Ă©galement un CDN idĂ©al pour arrĂȘter les inondations DDoS . Étant donnĂ© que ces inondations doivent ĂȘtre attĂ©nuĂ©es en dehors de votre infrastructure de rĂ©seau principale, le CDN les traitera sur diffĂ©rents PoP en fonction de leur origine, Ă©vitant ainsi la saturation du serveur.

Blocage des bots et des crawlers

Les CDN sont Ă©galement capables de bloquer les menaces et d'empĂȘcher les robots et les robots abusifs d'utiliser la bande passante et les ressources du serveur. Cela permet de limiter les autres attaques de spam et de piratage et de rĂ©duire les coĂ»ts de bande passante.

Accélération statique et dynamique

Le contenu statique fait rĂ©fĂ©rence Ă  vos actifs qui n'ont pas besoin d'ĂȘtre gĂ©nĂ©rĂ©s, traitĂ©s ou modifiĂ©s avant d'ĂȘtre livrĂ©s aux utilisateurs finaux. Il peut s'agir d'images ou d'autres fichiers multimĂ©dias, de fichiers binaires de toute nature ou de parties statiques de votre application telles que des bibliothĂšques HTML, CSS, JavaScript ou mĂȘme JSON, HTML ou tout type de rĂ©ponse dynamique qui ne change pas souvent. Il est possible de prĂ©charger un tel contenu Ă  l'avance, comme mentionnĂ© ci-dessus. Ensuite, lorsque vous devez invalider ce contenu et le supprimer des serveurs Edge, vous pouvez supprimer les chemins souhaitĂ©s.

L'accĂ©lĂ©ration dynamique s'applique Ă  quelque chose qui ne peut pas ĂȘtre mis en cache Ă  la pĂ©riphĂ©rie en raison de sa nature dynamique. Imaginez une application WebSocket Ă©coutant les Ă©vĂ©nements d'un serveur ou d'un point de terminaison d'API dont la rĂ©ponse est diffĂ©rente, en fonction des informations d'identification, de l'emplacement gĂ©ographique ou d'autres paramĂštres. Il est difficile d'exploiter le mĂ©canisme de mise en cache pĂ©riphĂ©rique d'une maniĂšre similaire Ă  la mise en cache de contenu statique. Dans certains cas, une intĂ©gration plus Ă©troite entre l'application et le CDN peut aider ; cependant, dans certains cas, autre chose que la mise en cache doit ĂȘtre utilisĂ©. Pour l'accĂ©lĂ©ration dynamique, l'infrastructure rĂ©seau optimisĂ©e des CDN et des algorithmes de routage de requĂȘte/rĂ©ponse avancĂ©s sont utilisĂ©s.

ModĂšle de facturation ou « Que dois-je payer ? Â»

Classiquement dans un CDN, vous payez pour le trafic consommĂ© par vos utilisateurs finaux et le nombre de requĂȘtes. De plus, les requĂȘtes HTTPS nĂ©cessitent plus de ressources de traitement que les requĂȘtes HTTP, ce qui crĂ©e une charge plus importante sur l'Ă©quipement du fournisseur de CDN. Pour cette raison, vous pouvez payer des frais supplĂ©mentaires pour les requĂȘtes HTTPS, tandis que les requĂȘtes HTTP ne sont pas facturĂ©es Ă  un coĂ»t supplĂ©mentaire.

Lorsque le calcul atteint la limite, le CPU devient un objet de facturation. Les requĂȘtes peuvent avoir des pipelines de traitement diffĂ©rents et, par consĂ©quent, nĂ©cessiteront diffĂ©rentes quantitĂ©s de temps CPU. Il n'est pas pratique de facturer en fonction du nombre de demandes ; il est plus pratique de facturer par volume de trafic + temps CPU utilisĂ©.

Qui utilise le CDN ?
Le CDN est utilisĂ© par des entreprises de diffĂ©rentes tailles pour optimiser la prĂ©sence et la disponibilitĂ© du rĂ©seau et offrir une expĂ©rience utilisateur supĂ©rieure aux clients. Un CDN est particuliĂšrement populaire dans les secteurs suivants :

  • PublicitĂ©
  • Publication numĂ©rique
  • VidĂ©o et audio en ligne
  • CDN du jeu
  • Éducation en ligne
  • E-Commerce
  • Secteur public
  • Gouvernement
  • Services financiers
  • SaaS.

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