O que é uma CDN?

Uma rede de entrega de conteúdo (CDN) é uma rede de servidores interconectados que aceleram o carregamento de uma página da Web para aplicações com dados pesados. A CDN pode significar rede de entrega de conteúdo ou rede de distribuição de conteúdo. Quando um usuário vista um site, os dados armazenados no servidor do site precisam viajar pela Internet até chegar no computador do usuário. Caso o usuário esteja longe do servidor, ele levará mais tempo para carregar um arquivo maior, como um vídeo ou uma imagem. Em vez disso, o conteúdo do site é armazenado em servidores CDN geograficamente próximos aos usuários, assim ele pode chegar no computador do usuário rapidamente.

Por que a CDN é importante?

O propósito principal de uma rede de entrega de conteúdo (CDN) é reduzir a latência ou o atraso na comunicação criados por um projeto de rede. Tendo em vista natureza global e complexa da Internet, o tráfego de comunicação entre os sites (servidores) e seus usuários (clientes) precisam viajar entre longas distâncias físicas. A comunicação também acontece em duas vias, com as requisições sendo originadas a partir do cliente ao servidor, e as respostas sendo enviados do servidor ao cliente.

Uma CDN melhora a eficiência ao introduzir servidores intermediários entre o cliente e o servidor do site. Esses servidores CDN gerenciam algumas das comunicações entre o cliente e o servidor. Isso diminui o tráfego da Web para o servidor Web, reduz o consumo da largura de banda e melhora a experiência do usuário em suas aplicações.

Quais são os benefícios da CDNs?

As redes de entrega de conteúdo (CDNs) oferece muitos benefícios que melhoram a performance do site, além de compatibilidade com as principais estruturas de rede. Por exemplo, uma CDN pode realizar as tarefas a seguir:

Reduzir o tempo de carregamento de uma página

O tráfego ao site pode diminuir caso o tempo de carregamento da página seja muito lento. Uma CDN pode reduzir as taxas de salto e aumentar os tempo de audiência no site.

Reduzir os custos de largura de banda

Os custos de largura de banda são significativamente caros, uma vez que cada novo site requer o consumo de largura de banda da rede. Por meio do armazenamento em cache e outras otimizações, as CDNs podem reduzir a quantidade de dados que um servidor de origem pode oferecer e reduzir os custos de hospedagem para os proprietários do site.

Aumentar a disponibilidade do conteúdo

Muitos visitantes ao mesmo tempo ou falhas no hardware da rede podem causar uma falha no site. Os serviços de uma CDN podem lidar com o tráfego da Web e reduzir a carga nos servidores da Web. Além disso, caso um ou mais servidores CDN fiquem offline, outros servidores operacionais podem substitui-los para garantir a continuidade do serviço.

Melhora na segurança do site

Ataques do tipo negação de serviço distribuída (DDoS) tentam derrubar as aplicações ao enviar grandes quantidades de tráfego falso para o site. As CDNs pode lidar com os picos de tráfego ao distribuir a carga entre vários servidores intermediários, o que reduz o impacto no servidor de origem.

Qual é a história da tecnologia CDN?

A tecnologia da rede de entrega de conteúdo (CDN) veio à tona no final dos anos 90 e teve como foco acelerar a entrega de conteúdo pela Internet:

Primeira geração

Os serviços da primeira geração da CDN tiverem como foco os princípios de rede do gerenciamento inteligente do tráfego de rede e datacenters para replicação.

Segunda geração

A segunda geração de CDNs ainda está em desenvolvimento. A AWS está orientando a inovação como uma provedora líder de serviços CDN no mundo. Com a maioria dos serviços Web centralizados em nuvem, agora o foco está direcionado para a computação de borda (gerenciamento de consumo de largura de banda mediante o uso de dispositivos inteligentes que se comunicam de forma inteligente). A rede de borda autônoma e autogerenciada pode representar a próxima etapa da tecnologia CDN.

Terceira geração

Muitos visitantes ao mesmo tempo ou falhas no hardware da rede podem causar uma falha no site. Os serviços de uma CDN podem lidar com o tráfego da Web e reduzir a carga nos servidores da Web. Além disso, caso um ou mais servidores CDN fiquem offline, outros servidores operacionais podem substitui-los para garantir a continuidade do serviço.

Qual é o conteúdo da Internet que pode ser entregue por uma CDN?

Uma rede de entrega de conteúdo (CDN) pode entregar dois tipos de conteúdo: conteúdo estático e conteúdo dinâmico.

Conteúdo estático

O conteúdo estático são os dados do site que não mudam de usuário para usuário. Cabeçalhos de imagem do site, logotipos e estilos de fonte permanecem inalterados entre todos os usuários, e a empresa não os muda frequentemente. Os dados estáticos não precisam ser modificados, processados ou gerados. Trata-se do conteúdo ideal para ser armazenado em uma CDN.

Conteúdo dinâmico

O conteúdo dinâmico, como as novidades do feed das mídias sociais, relatórios climáticos, status de login e mensagens de chat variam entre os usuários do site. Esses dados são alterados de acordo com a localidade do usuário, hora do login e preferências do usuário. O site deve gerar os dados para cada usuário e cada interação com o usuário.

Como uma CDN funciona?

As redes de entrega de conteúdo (CDNs) funcionam ao estabelecer um ponto de presença (POP) ou um grupo de servidores de borda CDN em diversas localizações geográficas. Essa rede geograficamente distribuída trabalha com os princípios computacionais de armazenamento em cache, aceleração dinâmica e lógica computacional de borda.

Armazenamento em cache

Armazenamento em cache é o processo de armazenar diversas cópias dos mesmos dados para o acesso mais rápido aos dados. Em computação, o princípio de armazenamento em cache é aplicado em todos os tipos de memória e gerenciamento de armazenamento. Em tecnologia CDN, o termo é uma referência para o processo de armazenamento de conteúdo estático do site em diversos servidores na rede. O armazenamento em cache na CDN funciona da seguinte maneira:

  1. Um visitante geograficamente remoto do site faz a primeira requisição de conteúdo estático da Web a partir do seu site.
  2. A requisição chega no seu servidor de aplicação Web ou servidor de origem. O servidor de origem envia a resposta para o visitante remoto. Ao mesmo tempo, ele também envia uma cópia da resposta para o CDN POP geograficamente mais próximo do visitante.
  3. O servidor CDN POP armazena a cópia como um arquivo em cache.
  4. Na próxima vez, o visitante ou qualquer outro visitante na mesma localidade fazem a mesma requisição, o servidor de cache envia a resposta, e não o servidor de origem. 

Aceleração dinâmica

A aceleração dinâmica é a redução no tempo de resposta do servidor para as requisições de conteúdo dinâmico da Web, uma vez que existe o servidor CDN intermediário entre as aplicações da Web e o cliente. O armazenamento em cache não funciona com o conteúdo dinâmico da Web, pois o conteúdo pode mudar de acordo com cada requisição do usuário. Os servidores CDN precisam reconectar com o servidor de origem a cada requisição dinâmica, mas eles aceleram o processo ao otimizar a conexão entre si e os servidores de origem.

Caso o cliente envie uma requisição dinâmica diretamente para o servidor Web pela Internet, a requisição pode se perder ou sofrer atraso devido à latência de rede. Também pode haver perda de tempo durante a abertura e fechamento da conexão em razão da verificação de segurança. Por outro lado, caso um servidor CDN nas imediações encaminhe uma requisição ao servidor de origem, eles já terão uma conexão encaminhada e confiável estabelecida. Por exemplo, os seguintes recursos poderiam otimizar ainda mais a conexão entre eles:

  •  Algoritmos de roteamento inteligente
  • Proximidade geográfica até a origem
  • A capacidade de processar as requisições do cliente, o que reduz o seu tamanho

Lógica computacional de borda

É possível programar o servidor de borda CDN para executar as computações lógicas que simplificam a comunicação entre o cliente e o servidor. Por exemplo, o servidor pode fazer o seguinte:

  • Inspecionar as requisições do usuário e modificar o comportamento de armazenamento em cache.
  • Validar e lidar com as requisições incorretas do usuário.
  • Modificar ou otimizar o conteúdo antes de responder.
 
A distribuição da lógica da aplicação entre os servidores Web e a borda de rede ajuda os desenvolvedores a aliviar a carga nos requisitos computacionais dos servidores de origem e melhorar a performance do site.

Para que serve uma CDN?

Uma rede de entrega de conteúdo (CDN) melhora as funções normais de um site e aumenta a satisfação do cliente. Eis alguns exemplos de casos de uso.

Entrega de conteúdo em alta velocidade

Ao combinar a entrega de conteúdo da Internet estático e dinâmico, é possível usar as CDNs para oferecer aos clientes do site como um todo a experiência global e de alta performance. Por exemplo, a Reuters é a maior distribuidora de notícias do mundo para os principais canais, como BBC, CNN, The New York Times e The Washington Post. O desafio dos canais de notícias para a Reuters é entregar o conteúdo de notícias prontamente para os clientes ao redor do mundo. A Reuters usa o serviço CDN da Amazon, o Amazon CloudFront, com o Amazon Simple Storage Service (Amazon S3) para minimizar a dependência da comunicação por link de satélite e criar uma plataforma de rede distribuída globalmente mais barata, altamente disponível e segura.

Streaming em tempo real

As CDNs podem ajudar a entregar arquivos de mídia de alta qualidade, com um rico conteúdo, de maneira confiável a um baixo custo. As empresas de streaming de vídeo e áudio usam as CDNs para superar três desafios: reduzir os custos com a largura de banda, aumentar a escalabilidade e diminuir o tempo de entrega. Por exemplo, a Hulu é uma plataforma online de streaming de vídeo da Walt Disney Company. Ela usa o Amazon CloudFront para transmitir consistentemente mais de 20 GBps de dados para a sua carteira crescente de clientes.

Escalabilidade multiusuário

As CDNs ajudam a oferecer suporte para um grande número de usuários simultâneos. Os recursos do site podem gerenciar apenas um número limitado de conexões de cliente simultaneamente. As CDNs podem oferecer escalabilidade rapidamente para esse número ao assumir parte da carga do servidor de aplicação. Por exemplo, a King é uma empresa de jogos que desenvolve jogos socialmente conectados, de plataforma cruzada, e que podem ser jogados a qualquer hora, em qualquer lugar e a partir de qualquer dispositivo. A King tem mais de 350 milhões de jogadores em qualquer horário, e eles jogar 10,6 bilhões de jogos na plataforma em um dia.

As aplicações de jogos da King registram os dados dos usuários em datacenters centrais, o que permite jogar em diferentes dispositivos sem perder o progresso. Os datacenters têm o objetivo de oferecer aos usuários uma experiência consistente, mesmo no caso de os usuários entrarem no jogo a partir de máquinas antigas e com largura de banda limitada.

A King usa o Amazon CloudFront para entregar centenas de terabytes de conteúdo diariamente, com picos para meio petabyte ou mais quando um novo jogo é lançado ou quando se inicia um programa de marketing em larga escala.

O que é o Amazon CloudFront?

O Amazon CloudFront é um serviço de rede de entrega de conteúdo (CDN) criado para alta performance, segurança e conveniência do desenvolvedor. É possível usar o Amazon CloudFront para realizar as seguintes tarefas:

  • Entregar dados por meio de mais de 275 pontos de presença (POPs) com mapeamento de rede automatizado e roteamento inteligente.
  • Melhorar a segurança com criptografia de tráfego, controles de acesso e usar o AWS Shield Básico para se defender contra ataques do tipo negação de serviço distribuída (DDoS) sem custo adicional.
  • Personalizar o código executado na borda da rede AWS usando recursos de computação com tecnologia sem servidor para equilibrar custo, performance e segurança.
  • Dimensionar automaticamente para fornecer software, patches de jogos e atualizações de IoT em grande escala com altas taxas de transferência.
 
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