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31 décembre 2021

Qu'est-ce qu'un CDN ?

Découvrons 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 g√©ographique des utilisateurs gr√Ęce √† des centres de donn√©es strat√©giquement plac√©s appel√©s Point de pr√©sence (PoP). Les CDN impliquent √©galement des serveurs de mise en cache qui stockent et fournissent des fichiers mis en cache pour acc√©l√©rer les temps de chargement des pages Web et r√©duire la consommation de bande passante. Ci-dessous, nous entrerons dans plus de d√©tails 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'actualit√©s avec des lecteurs dans de nombreux pays
  • Sites de m√©dias sociaux qui doivent fournir du contenu multim√©dia sur les flux d'utilisateurs
  • Sites Web de divertissement tels que Netflix qui offrent du contenu Web haute d√©finition en temps r√©el
  • Plateformes de commerce √©lectronique avec des millions de clients
  • Soci√©t√©s de jeux avec un contenu tr√®s graphique accessible par des utilisateurs r√©partis g√©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 brève histoire des CDN

Les CDN (ou CDN) ont été créés il y a près de vingt ans pour relever le défi d'envoyer rapidement d'énormes quantités de données aux utilisateurs finaux via Internet. Aujourd'hui, ils sont devenus la force motrice de la distribution de contenu de sites Web et continuent d'être recherchés et améliorés par les universités et les développeurs commerciaux.

Les premiers r√©seaux de distribution de contenu ont √©t√© construits √† la fin des ann√©es 90 et sont toujours responsables de 15 √† 30 % du trafic Internet mondial. Par la suite, la croissance du contenu √† large bande et des flux audio, vid√©o et de donn√©es associ√©s sur Internet a entra√ģn√© le d√©veloppement de plus de CDN. En g√©n√©ral, l'√©volution des CDN peut √™tre class√©e en quatre g√©n√©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.

G√©n√©ration XNUMX : Les premi√®res it√©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 m√©canisme principal √©tait donc la cr√©ation et la mise en Ňďuvre de r√©pliques, de m√©thodes de routage intelligent et de calcul de p√©riph√©rie. Les applications et les informations ont √©t√© r√©parties sur les serveurs.

Deuxi√®me g√©n√©ration : les CDN ax√©s sur le streaming de contenu audio et vid√©o ou les services de vid√©o √† la demande tels que Netflix pour les utilisateurs et les services d'information sont arriv√©s. Cette g√©n√©ration a √©galement √©t√© pionni√®re 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.

Troisi√®me g√©n√©ration : La troisi√®me g√©n√©ration de CDN est l√† o√Ļ nous en sommes maintenant et continue d'√©voluer avec de nouvelles recherches et d√©veloppements. Nous pouvons nous attendre √† ce que les CDN soient de plus en plus fa√ßonn√©s pour la communaut√© √† l'avenir. Cela signifie que les syst√®mes seront pilot√©s par des utilisateurs moyens et des individus normaux. L'auto-configuration devrait √™tre le nouveau m√©canisme technologique, ainsi que l'autogestion et la livraison autonome de contenu. La qualit√© de l'exp√©rience pour les utilisateurs finaux devrait √™tre le principal moteur pour l'avenir.

Les CDN ont initialement √©volu√© pour faire face √† des pressions extr√™mes en mati√®re de bande passante, la demande de streaming vid√©o augmentant parall√®lement au nombre de fournisseurs de services CDN. Avec les progr√®s de la connectivit√© et les nouvelles tendances de consommation √† chaque g√©n√©ration, le prix des services CDN a baiss√©, lui permettant de devenir une technologie de march√© de masse. Et comme le cloud computing est devenu largement adopt√©, les CDN ont jou√© un r√īle cl√© √† tous les niveaux des op√©rations commerciales. Ils sont essentiels pour des mod√®les 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 r√©duisant la distance physique entre un utilisateur et l'origine (un web ou un serveur d'applications). Il s'agit d'un r√©seau de serveurs distribu√© √† l'√©chelle mondiale qui stocke le contenu beaucoup plus pr√®s du serveur que de la source. Pour mieux comprendre cela, il est utile d'examiner comment un utilisateur acc√®de au contenu Web √† partir d'un site Web avec et sans CDN.

Sans CDN

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

Ensuite, le navigateur de l'utilisateur se connecte directement √† la source et t√©l√©charge le contenu du site Web. Chaque demande suivante est servie directement √† 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'acc√©der au m√™me site, il effectuera la m√™me s√©quence. √Ä chaque fois, les demandes des utilisateurs toucheront la source et la source r√©pondra avec le contenu. Chaque √©tape en cours de route ajoute un d√©lai, ou ¬ę latence ¬Ľ. Si la source est √©loign√©e de l'utilisateur, les temps de r√©ponse souffriront d'une latence importante, entra√ģnant une mauvaise exp√©rience utilisateur.

Avec un CDN

En pr√©sence d'un CDN, cependant, le processus est l√©g√®rement diff√©rent. Lorsque des requ√™tes DNS initi√©es par l'utilisateur sont re√ßues par son LDNS, il transmet les requ√™tes √† l'un des serveurs DNS du CDN. Ces serveurs font partie de l'infrastructure Global Server Load Balancer (ou "GSLB"). Le GSLB aide √† la fonctionnalit√© d'√©quilibrage de charge qui mesure litt√©ralement l'ensemble d'Internet et suit les informations sur toutes les ressources disponibles et leurs performances. Avec cette connaissance, le GSLB r√©sout la requ√™te DNS en utilisant l'adresse de p√©riph√©rie la plus performante (g√©n√©ralement pr√®s de l'utilisateur). Un ¬ę edge ¬Ľ est un ensemble de serveurs qui mettent en cache et diffusent du contenu Web.

Une fois la r√©solution DNS termin√©e, l'utilisateur envoie la requ√™te HTTPS √† la p√©riph√©rie. Lorsque la p√©riph√©rie re√ßoit la demande, les serveurs GSLB aident les serveurs Edge √† transf√©rer les demandes le long du chemin optimal jusqu'√† l'origine. Ensuite, les serveurs de p√©rim√®tre r√©cup√®rent les donn√©es demand√©es, les livrent √† l'utilisateur final qui les a demand√©es et les stockent localement. Toutes les demandes d'utilisateurs ult√©rieures seront trait√©es par l'ensemble de donn√©es local sans avoir √† interroger le serveur d'origine . Le contenu stock√© en p√©riph√©rie peut √™tre livr√© m√™me si la source devient indisponible pour une raison quelconque.

Pourquoi utiliser un CDN ?

Les CDN aident les entreprises √† fournir efficacement du contenu aux utilisateurs finaux en minimisant la latence, en am√©liorant les performances du site Web et en r√©duisant les co√Ľts de bande passante.

Une autre caract√©ristique unique des CDN est qu'ils permettent aux serveurs de p√©riph√©rie de pr√©-pr√©parer le contenu √† l'avance. Cela garantit que les donn√©es que vous fournissez sont stock√©es dans tous les centres de donn√©es CDN. Dans le jargon CDN, ces centres de donn√©es sont appel√©s Point of Presence (ou ¬ę POP ¬Ľ). Les PoP aident √† 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 aupr√®s de millions de clients potentiels. Vous pouvez vous attendre √† ce qu'un grand nombre de clients se pr√©cipitent sur votre site apr√®s 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 conna√ģtre une augmentation encore plus importante. Pouvez-vous √™tre s√Ľr que votre serveur d'origine sera capable de g√©rer ce pic de volume d'un seul coup ?

Dans un tel sc√©nario, les CDN peuvent aider √† r√©partir la charge entre les serveurs de p√©riph√©rie et tous recevront la r√©ponse. √Čtant donn√© 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 r√©seau en amont surcharg√©s.

Avantages des CDN

Selon la taille et les besoins de votre entreprise, les avantages des CDN peuvent √™tre divis√©s en 4 √©l√©ments diff√©rents :

Amélioration des temps de chargement des pages du site
Web En activant la diffusion de contenu Web plus près 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.

R√©duction des co√Ľts de bande passante
Chaque fois qu'un serveur d'origine r√©pond √† une requ√™te, la bande passante est consomm√©e. Les co√Ľts de consommation de bande passante sont une d√©pense importante pour les entreprises. Gr√Ęce √† la mise en cache et √† d'autres optimisations, les CDN sont en mesure de r√©duire la quantit√© de donn√©es qu'un serveur d'origine doit fournir, r√©duisant ainsi les co√Ľts d'h√©bergement pour les propri√©taires de sites Web.

Disponibilité et redondance accrues du contenu
De grandes quantités de trafic Web ou une panne matérielle peuvent perturber le fonctionnement normal du site Web et provoquer des temps d'arrêt. En raison de leur nature distribuée, un CDN peut gérer plus de trafic Web et mieux résister aux pannes matérielles que de nombreux serveurs d'origine. De plus, si un ou plusieurs serveurs CDN se déconnectent pour une raison quelconque, d'autres serveurs opérationnels peuvent capter le trafic Web et maintenir le service sans interruption.

Amélioration de la sécurité du site Web
Le même processus par lequel les CDN gèrent les pics de trafic le rend idéal pour atténuer les attaques DDoS. Il s'agit d'attaques dans lesquelles des acteurs malveillants submergent vos serveurs d'application ou d'origine en envoyant une énorme quantité de requêtes. Lorsque le serveur tombe en panne en raison du volume, le temps d'arrêt peut affecter la disponibilité du site Web pour les clients. Un CDN agit essentiellement comme une plate-forme de protection et d'atténuation DDoS avec le GSLB et les serveurs de périphérie répartissant la charge de manière égale sur l'ensemble de la capacité du réseau. Les CDN peuvent également assurer la gestion des certificats et la génération et le renouvellement automatiques des certificats.

Sinon, comment un CDN peut-il √™tre 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 être utilisé pour gérer les accès depuis différentes régions de la planète. Alors que vous autorisez l'accès pour certaines régions, vous pouvez refuser l'accès pour d'autres.

Vous pouvez facilement t√©l√©charger la logique applicative sur le p√©rim√®tre et au plus pr√®s de vos clients. Vous pouvez traiter et transformer les en-t√™tes et le corps de la demande/r√©ponse, acheminer les demandes entre les sources en fonction des attributs de la demande ou d√©l√©guer les t√Ęches d'authentification √† la p√©riph√©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 √† fait naturel que quelque chose devienne facile √† utiliser lorsque vous le connaissez d√©j√†. Pour cette raison, les bords CDN sont normalement bas√©s sur NGINX. Cela signifie que vous pouvez effectuer des t√Ęches √† 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 manières 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

√Čtant donn√© que le CDN est d√©ploy√© √† la p√©riph√©rie du r√©seau, il agit comme une barri√®re virtuelle de haute s√©curit√© contre les attaques sur votre site Web et votre application Web. L'infrastructure clairsem√©e et l'emplacement √† la p√©riph√©rie font √©galement un CDN id√©al pour arr√™ter les inondations DDoS . √Čtant donn√© que ces inondations doivent √™tre att√©nu√©es en dehors de votre infrastructure de r√©seau principale, le CDN les traitera sur diff√©rents PoP en fonction de leur origine, √©vitant ainsi la saturation du serveur.

Blocage des bots et des crawlers

Les CDN sont √©galement capables de bloquer les menaces et d'emp√™cher 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 r√©duire les co√Ľts de bande passante.

Accélération statique et dynamique

Le contenu statique fait référence à vos actifs qui n'ont pas besoin d'être générés, traités ou modifiés avant d'être livrés aux utilisateurs finaux. Il peut s'agir d'images ou d'autres fichiers multimédias, de fichiers binaires de toute nature ou de parties statiques de votre application telles que des bibliothèques HTML, CSS, JavaScript ou même JSON, HTML ou tout type de réponse dynamique qui ne change pas souvent. Il est possible de précharger un tel contenu à l'avance, comme mentionné ci-dessus. Ensuite, lorsque vous devez invalider ce contenu et le supprimer des serveurs Edge, vous pouvez supprimer les chemins souhaités.

L'accélération dynamique s'applique à quelque chose qui ne peut pas être mis en cache à la périphérie en raison de sa nature dynamique. Imaginez une application WebSocket écoutant les événements d'un serveur ou d'un point de terminaison d'API dont la réponse est différente, en fonction des informations d'identification, de l'emplacement géographique ou d'autres paramètres. Il est difficile d'exploiter le mécanisme de mise en cache périphérique d'une manière similaire à la mise en cache de contenu statique. Dans certains cas, une intégration plus étroite entre l'application et le CDN peut aider ; cependant, dans certains cas, autre chose que la mise en cache doit être utilisé. Pour l'accélération dynamique, l'infrastructure réseau optimisée des CDN et des algorithmes de routage de requête/réponse avancés sont utilisés.

Mod√®le de facturation ou ¬ę Que dois-je payer ? ¬Ľ

Classiquement dans un CDN, vous payez pour le trafic consomm√© par vos utilisateurs finaux et le nombre de requ√™tes. De plus, les requ√™tes HTTPS n√©cessitent plus de ressources de traitement que les requ√™tes HTTP, ce qui cr√©e une charge plus importante sur l'√©quipement du fournisseur de CDN. Pour cette raison, vous pouvez payer des frais suppl√©mentaires pour les requ√™tes HTTPS, tandis que les requ√™tes HTTP ne sont pas factur√©es √† un co√Ľt suppl√©mentaire.

Lorsque le calcul atteint la limite, le CPU devient un objet de facturation. Les requêtes peuvent avoir des pipelines de traitement différents et, par conséquent, nécessiteront différentes quantités 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 utilisé.

Qui utilise le CDN ?
Le CDN est utilis√© par des entreprises de diff√©rentes tailles pour optimiser la pr√©sence et la disponibilit√© du r√©seau et offrir une exp√©rience utilisateur sup√©rieure aux clients. Un CDN est particuli√®rement populaire dans les secteurs suivants :

  • Publicit√©
  • Publication num√©rique
  • Vid√©o et audio en ligne
  • CDN du jeu
  • √Čducation en ligne
  • E-Commerce
  • Secteur public
  • Gouvernement
  • Services financiers
  • SaaS.

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