CDN (content delivery network)

Content Delivery Network – CDN là gì?

CDN – Viết tắt của Content Delivery Network (Mạng lưới phân phối nội dung) là một phần quan trọng của quy trình xử lý nội dung qua Internet.

Rất nhiều website của các hãng công nghệ lớn, có phạm vi hoạt động toàn cầu như Microsoft, HP, Amazon… đều đang sử dụng giải pháp này.

Trong bài viết này chúng ta sẽ cùng nhau tìm hiểu mọi thứ về CDN.

CDN là gì?

CDN hay Mạng lưới phân phối nội dung là hệ thống các máy chủ được đặt tại nhiều nơi trên thế giới nhằm tăng tốc độ truy cập website cho người dùng.

Nghĩa là, thay vì chỉ lưu trữ nội dung tại một máy chủ (theo phương thức truyền thống), CDN mang lại giải pháp hiệu quả hơn nhiều. Một bản sao của nội dung sẽ được sao chép từ máy chủ trung tâm và lưu trữ tại nhiều máy chủ con của CDN. Trình duyệt sẽ không phải tìm nạp dữ liệu từ máy chủ trung tâm mà từ máy chủ gần nhất về địa lý với người dùng.

Cấu trúc CDN

Lợi ích chính:

  • Hạn chế tình trạng “thắt cổ chai” so với việc tất cả người dùng cùng truy cập vào một máy chủ trung tâm.
  • Được Google xếp thứ hạng website cao hơn khi người dùng tìm kiếm.
  • Tốc độ tải trang nhanh hơn đồng nghĩa với việc tăng trải nghiệm của người dùng.

Để biết rõ hơn về nguyên lý hoạt động của CDN, hãy cùng tìm hiểu về Độ trễ mạng.

Độ trễ mạng là gì?

Độ trễ mạng là thời gian của dữ liệu để truyền từ nguồn đến đích, được tính bằng Mili giây (1 Mili giây = 0,001 giây).

Độ trễ phụ thuộc vào khoảng cách. Khoảng cách giữa máy chủ và trình duyệt càng nhiều thì độ trễ sẽ càng nhiều.

Cách tốt nhất để giảm độ trễ là giảm khoảng cách giữa nguồn và đích. Đây là chức năng chính của các CDN.

Nói một cách đơn giản hơn, mục đích của CDN là tăng trải nghiệm người dùng bằng cách tăng cường định tuyến mạng cho các tài nguyên.

Cách CDN hoạt động:

  • Phân phối nội dung quan trọng cho nhiều trung tâm dữ liệu được đặt trên toàn cầu để người dùng có thể truy cập nội dung đó từ các máy chủ gần nhất.
  • Tối ưu hóa các máy chủ cho nội dung, vì vậy nội dung có thể truyền tải hiệu quả hơn.

CDN cũng giúp tiết kiệm chi phí bằng cách giảm tải băng thông của hosting. Và một điểm quan trọng nữa đó là phòng chống hiệu quả các cuộc tấn công DDoS từ bên ngoài.

Như bạn thấy đó, vị trí đặt server giờ đây không còn quan trọng nữa. CDN giải quyết vấn đề này bằng cách phân phối nội dung tại nơi gần người dùng nhất.

Dĩ nhiên, bạn cũng cần phải biết về 2 dạng nội dung được phân phối.

Nội dung tĩnh vs. động

Nội dung tĩnh nghĩa là không thay đổi thường xuyên. Một ví dụ để bạn hiểu rõ, giống như tờ báo. Sau khi xuất bản, nội dung của tờ báo không sửa đổi. Không quan trọng ai chọn nó, hay ai đọc nó; các bài viết, hình ảnh và nội dung sẽ giống nhau cho tất cả mọi người.

Nội dung tĩnh nghĩa là không thay đổi thường xuyên.

Nội dung tĩnh vẫn giữ nguyên mỗi lần được gửi đến người dùng, kể cả khi bạn truy cập trang web vào bất kỳ thời điểm nào. Các tệp HTML và hình ảnh là ví dụ điển hình.

Nội dung động thay đổi dựa trên các yếu tố dành riêng cho người dùng, chẳng hạn như thời gian truy cập, vị trí, thiết bị, trang web. Trang động là khác nhau, nó thích nghi và thay đổi khi người dùng tiếp tục sử dụng nó.

Bảng tin Facebook, tạp chí web và các trang truyền thông xã hội (Twitter, Instagram, Pinterest…) là những ví dụ điển hình của nội dung động.

Nội dung động thay đổi dựa trên các yếu tố dành riêng cho người dùng

Các trang web động không được lưu trong bộ nhớ cache dưới dạng tệp HTML tĩnh. Tập lệnh phía máy chủ tạo tệp HTML để phản hồi các sự kiện, chẳng hạn như tương tác của người dùng với trang web. Sau đó, tệp HTML được gửi đến trình duyệt web.

Khi các máy chủ tạo ra nội dung động, nó phải được phục vụ từ các máy chủ gốc.

Không thể lưu trữ nội dung động trong một thời gian dài. Nhưng với các công nghệ mới, bộ nhớ đệm của các trang web động đã trở nên khả thi. Bộ nhớ đệm đã giảm độ trễ và cải thiện trải nghiệm người dùng.

Hãy cùng nhìn vào lịch sử CDN.

Lịch sử của CDN

Akamai Technologies Inc, có trụ sở tại Cambridge, Massachusetts, đã đặt nền móng cho Mạng lưới phân phối nội dung (CDN) đầu tiên.

Họ là một trong những công ty quan trọng nhất trong thị trường CDN. 15-30% lưu lượng truy cập Internet toàn cầu đang đi qua CDN của Akamai. Với hơn 2.200 điểm hiện diện tại 120 quốc gia, Akamai là nhà cung cấp CDN có thị phần lớn nhất.

Nhưng có thể bạn chưa biết, mạng lưới CDN toàn cầu ngày nay có lịch sử lên đến gần 30 năm.

Internet của thập niên 90 tại các nơi trên thế giới có sự khác biệt rất lớn. Băng thông người dùng thấp, chi phí băng thông mạng, định dạng video, khả năng của trình duyệt, kiến ​​trúc máy chủ web, bảo mật… ở mọi khía cạnh, Internet đều khác nhau tại thời điểm CDN bắt đầu.

Với sự phát triển không ngừng của Internet, các trang web không còn là một công cụ giao tiếp đơn giản, mà nó đã trở thành một phần quan trọng của cuộc sống hàng ngày (tìm kiếm thông tin, dẫn đường qua bản đồ, xem phim, nghe nhạc…).

Mạng lưới phân phối nội dung cũng giống như vậy. Bắt đầu với một loạt các máy chủ trên khắp thế giới, kết nối với internet. Sử dụng để lưu trữ và phục vụ nội dung với các yêu cầu định tuyến phần mềm thông minh đến máy chủ phù hợp.

Bước ngoặt phát triển đến từ sự thay đổi mạnh mẽ trong hành vi tiêu dùng của người dùng. Sự mong đợi của người tiêu dùng từ web đã tăng lên rất nhiều và cách người dùng sử dụng internet đã biến CDN thành một phần thiết yếu của các trang thương mại điện tử và các website truyền thông.

Khi nhu cầu về CDN tăng lên đồng nghĩa với việc phải không ngừng cải tiến. Bên cạnh đó, hành vi truy cập nội dung qua thiết bị thông minh cũng thúc đẩy tới quá trình phát triển CDN.

Sẽ không sai khi nói rằng CDN đóng một vai trò quan trọng trong việc tạo ra internet như ngày nay. CDN có thể được coi là một trong những công nghệ tốt nhất giúp internet phát triển.

Kể từ khi ra mắt CDN đầu tiên của Akamai, việc phân phối nội dung đã tăng lên và đa dạng hóa rất nhiều. Bây giờ, có âm thanh, video, hình ảnh, văn bản và các định dạng nội dung khác nhau và CDN quản lý mọi thứ.

Các thế hệ CDN

Thế hệ đầu tiên

Điểm khởi đầu cho CDN. Giai đoạn đầu tiên là quá trình thiết lập các máy chủ, cải thiện bộ nhớ đệm và triển khai proxy lưu trữ. Đây là thời điểm phát triển cơ sở hạ tầng, hệ thống lưu trữ.

Thế hệ thứ 2

Trọng tâm của các CDN thế hệ thứ hai là phân phối hai loại nội dung trên web: Nội dung động và nội dung tĩnh. Cơ chế rất đơn giản: Tạo và sao chép nội dung được lưu trữ trên các máy chủ và sau đó sử dụng định tuyến thông minh để phục vụ nội dung.

Thế hệ thứ 3

Video theo yêu cầu là trọng tâm chính của CDN thế hệ thứ ba. Truyền phát video và nội dung âm thanh đang trở nên phổ biến đối với người dùng và dịch vụ tin tức, web là kênh thông tin để thực hiện điều đó.

Với việc phân phối video và âm thanh qua CDN, việc tiêu thụ nội dung qua điện thoại thông minh trở nên dễ dàng hơn, do đó, thế hệ thứ ba đã giúp các nhà cung cấp nội dung phục vụ người dùng di động.

Cấu trúc của CDN

Nền tảng cơ bản xây dựng lên CDN chính là PoP (điểm hiện diện), còn được biết đến với tên gọi là Máy chủ Edge. Điểm hiện diện CDN là các trung tâm dữ liệu chịu trách nhiệm thiết lập liên lạc với người dùng trong phạm vi địa lý của họ.

Chức năng chính là đưa nội dung đến gần hơn với người dùng. Sử dụng PoP để phục vụ nội dung giúp giảm thời gian khứ hồi và trang web tải nhanh cho khách truy cập.

Mỗi PoP chứa nhiều máy chủ và bộ định tuyến để lưu dữ liệu đệm, tạo kết nối và tối ưu hóa. Nhiều CDN cung cấp các giải pháp bảo mật, và trong trường hợp đó, giải pháp phòng chống DDoS chính là một trong những ưu điểm của PoP.

Hãy cùng xem một mô hình đơn giản của CDN:

Nhà cung cấp nội dung (Content Provider): Trang web / ứng dụng hoặc thực thể đang cung cấp nội dung. Giống như Facebook hoặc YouTube.

Ủy quyền (Authorization): Nhà cung cấp nội dung cấp quyền cho phép CDN cung cấp nội dung, được thực hiện thông qua bảng điều khiển CDN và thay đổi DNS.

Báo cáo (Reporting): Mạng phân phối nội dung cung cấp các phân tích hiệu suất và nhiều dữ liệu khác liên quan đến phân phối nội dung.

Nguồn (Source): Bản sao nội dung được gửi đi bởi nhà cung cấp nội dung. Bản sao này được lưu bởi CDN và được phục vụ cho người dùng.

Nội dung (Content): Nội dung thực tế được phép gửi cho người dùng.

Yêu cầu (Request): Trình duyệt của người dùng gửi yêu cầu đến nhà cung cấp nội dung để xem nội dung. Tuy nhiên, CDN hoạt động như một người trung gian và chặn yêu cầu và trả lời với nội dung được lưu trữ đệm.

Phân phối (Deliver): CDN đọc yêu cầu và cung cấp nội dung được yêu cầu.

Người dùng (User): Người dùng cuối yêu cầu nội dung từ nhà cung cấp nội dung.

Đây là cấu trúc cơ bản của Mạng lưới phân phối nội dung.

Phân biệt CDN phân tán vs. hợp nhất

Mục đích chính của Mạng lưới phân phối nội dung là giảm thiểu độ trễ mạng. Vì vậy vị trí của PoP đóng một phần quan trọng trong kiến trúc CDN.

CDN tuân theo hai loại cấu trúc liên kết:

  • CDN phân tán
  • CDN hợp nhất

CDN phân tán

Scattered CDN

Trong cấu trúc CDN phân tán, một số lượng lớn PoP công suất trung bình và thấp được phân tán dày đặc ở một vị trí địa lý được chọn. Ý nghĩ đằng sau cấu trúc liên kết này nhằm tối ưu về mặt địa lý với người dùng.

Có nghĩa là các PoP được đặt gần nhau, đôi khi chỉ cách vài chục km. Khi vật liệu đồng (Cu) được sử dụng làm dây dẫn, kiến trúc CDN ban đầu được xây dựng theo mô hình phân tán.

Một số CDN thế hệ sau được triển khai trong giai đoạn chuyển tiếp giữa dây đồng và cáp quang vẫn hoạt động dựa trên mô hình phân tán. Theo thời gian, dây cáp dần thay thế dây đồng bởi ưu điểm vượt trội hơn; và các nhà cung cấp CDN nhận thấy rằng lợi ích cận biên của việc triển khai máy chủ phân tán là không nhiều.

Với các tính năng và công nghệ mới hiện nay, việc cấu hình triển khai trong CDN phân tán là rất phức tạp.

Ưu điểm:

  • Các PoP gần về địa lý giúp giảm thiểu độ trễ mạng
  • Hoạt động hiệu quả trong các khu vực có kết nối thấp
  • Dễ dàng triển khai các PoP nhỏ

Nhược điểm:

CDN hợp nhất

Consolidated content delivery network

Trong cấu trúc CDN hợp nhất, một số lượng nhỏ PoP dung lượng cao được thiết lập với chiến lược đặt tại các trung tâm dữ liệu và thành phố lớn. Kiểu cấu trúc liên kết này được sử dụng để phục vụ nhiều người dùng hơn.

CDN hợp nhất là một cách tiếp cận hiện đại để phân phối nội dung, được thực hiện nhờ kết nối internet được tăng cường.

Cơ sở hạ tầng tập trung là lợi thế đáng kể nhất của cấu trúc liên kết hợp nhất. Nó cho phép nhà cung cấp CDN duy trì và triển khai cấu hình nhanh chóng và hiệu quả. Hơn nữa, PoP dung lượng cao có khả năng bảo vệ tốt hơn trong các cuộc tấn công DDoS.

Tuy nhiên, cấu trúc liên kết hợp nhất không phù hợp với các khu vực kết nối thấp. Việc triển khai phức tạp hơn và việc mở rộng mạng lưới rất phức tạp.

Ưu điểm:

  • Giảm thiểu DDoS tốt hơn
  • Triển khai cấu hình linh hoạt
  • Chi phí bảo trì thấp

Nhược điểm:

  • Ít hiệu quả với các khu vực có kết nối thấp
  • Khó mở rộng mạng lưới

Ưu điểm khi sử dụng CDN

CDN giúp cải thiện tốc độ truy cập trang web bằng cách phân phối nội dung ở gần người dùng nhất. Nhưng đó không phải là ưu điểm duy nhất của CDN.

Tăng tốc độ phản hồi trang

Theo nghiên cứu, một trang thương mại điện tử có thể mất 7% doanh thu nếu tốc độ truy cập chậm hơn 0,001 giây. Đối với những trang web lớn, doanh số sụt giảm có thậm chí có thể còn nhiều hơn.

CDN giúp đảm bảo rằng trang web được tải nhanh hơn và độ trễ trang không làm ảnh hưởng tới trải nghiệm của người dùng.

Tiếp cận thông tin toàn cầu

62% trên thế giới hiện đang sử dụng Internet và tốc độ tăng trưởng là hơn 1.000% trong thập kỷ qua. Thế giới đang phát triển online và Internet ngày càng trở nên phổ biến.

Internet cho phép người dùng truy cập nội dung toàn cầu. CDN đang giúp các nhà cung cấp đưa nội dung của họ tới mọi nơi trên thế giới.

Tăng tốc đám mây và các POP cục bộ, CDN giúp loại bỏ các vấn đề về độ trễ trong các giao dịch đường dài và phân phối nội dung.

Tiết kiệm tiền bạc

CDN cắt giảm chi phí đầu tư vào cơ sở hạ tầng cần thiết để duy trì tốc độ của trang web trên toàn thế giới.

Bạn phải mua cơ sở hạ tầng lưu trữ cho trang web hoặc ứng dụng của bạn ở nước ngoài để cung cấp nội dung ở quốc gia đó. Mặt khác sẽ có vấn đề liên quan tới mạng, độ trễ, và rất nhiều thời gian chết (downtime).

Thay vì mua hosting hoặc đầu tư vào infra, bạn có thể sử dụng CDN với mạng lưới PoP rộng khắp trên một nền tảng.

Nếu công ty có ngân sách eo hẹp, sử dụng CDN là một quyết định sáng suốt. Ngay cả các công ty lớn như Shopify, IBM, Loreal… cũng sử dụng CDN. Không chỉ chi phí, mà CDN còn cắt giảm rất nhiều giấy tờ quan liêu cần thiết để thiết lập lưu trữ ở nước ngoài.

100% trực tuyến

Nội dung của trang web được phân phối cho nhiều khu vực. Vì vậy, trường hợp trang web không mở được từ một máy chủ, CDN sẽ nhanh chóng chuyển hướng người dùng đến máy chủ khác để hiển thị nội dung trang web.

Ngay cả khi có sự cố phần cứng và sự cố mạng, CDN vẫn giữ trang web hoạt động với bộ nhớ đệm.

Giảm tải máy chủ

Thay vì giảm tải nội dung cho một máy chủ, sau đó phân phối nội dung cho tất cả người dùng từ máy chủ đó, CDN phân phối nội dung cho nhiều máy chủ và sau đó phục vụ nội dung từ máy chủ gần với người dùng.

Do đó, tải trên máy chủ giảm và chi phí cung cấp nội dung tổng thể cũng giảm.

Phòng chống DDoS

Một cuộc tấn công website không chỉ ảnh hưởng đến kinh doanh và tài chính, mà còn làm mất danh tiếng của tổ chức.

Khách hàng cung cấp thông tin thẻ tín dụng của họ khi thanh toán qua website vì họ tin tưởng uy tín của công ty. Nếu website bị tấn công, hậu quả sẽ làm giảm sự tin tưởng của người dùng.

Các tin tặc không ngừng tìm ra những phương thức tấn công mới và nền tảng web phải thường xuyên nâng cao độ bảo mật để phòng tránh. Hiện có nhiều biện pháp bảo mật được các chuyên gia khuyến cáo để đảm bảo an toàn chơ website, chẳng hạn như chứng chỉ SSL.

Trong các cuộc tấn công DDoS, những kẻ tấn công làm sập một máy chủ bằng cách làm tràn ngập traffic từ nhiều nguồn. Bạn không thể chặn địa chỉ IP và bạn không thể phân biệt giữa các lượt truy cập thực và bot.

CDN giảm thiểu các cuộc tấn công DDoS và bảo vệ máy chủ gốc trong khi giữ cho trang web tồn tại.

Phân tích và báo cáo

Khi bạn sử dụng CDN đồng nghĩa với việc CDN được sao chép, lưu trữ mọi nội dung của website.

CDN cung cấp nhiều thông tin mà bạn có thể phân tích để tìm ra xu hướng và thói quen tiêu dùng của khách truy cập.

Bạn có thể quan sát số liệu thống kê tải thời gian thực, các khu vực hoạt động, mọi người của từng khu vực, nội dung nào sẽ được phục vụ nhiều nhất và nhiều hơn nữa với CDN.

Khi CDN được thêm vào máy chủ, nhật ký sử dụng sẽ bị hủy kích hoạt và bạn không thể nhận được báo cáo máy chủ. Thông tin mà CDN cung cấp không hữu ích cho các nhà tiếp thị, nhà phát triển và thậm chí là bán hàng. Nhìn chung, sau khi nghiên cứu sâu về các báo cáo, người ta có thể tìm thấy nhiều cách để tối ưu hóa trang web hơn nữa cho trải nghiệm người dùng.

Nhược điểm của CDN

Bạn cần biết một số nhược điểm CDN trước khi quyết định sử dụng.

Băng thông tốn kém

Một mặt, nó tiết kiệm tiền, nhưng bạn phải trả tiền cho dịch vụ CDN. Một số dịch vụ CDN miễn phí nếu bạn sử dụng tài nguyên thấp (băng thông < 50 GB/tháng chẳng han), nhưng chúng sẽ không đủ cho các trang web lớn.

Thâm chí giá tối thiểu của dịch vụ CDN chất lượng cao cũng bắt đầu từ 0,1 đô la cho mỗi GB băng thông. Chi phí này còn cao hơn giá bán băng thông của các nhà cung cấp dịch vụ hosting.

Thông tin nhạy cảm

Lưu trữ thông tin nhạy cảm trên trang web sẽ có những mối đe dọa tiềm tàng đối với quyền riêng tư. Vì mọi thứ bạn tải lên máy chủ sẽ được sao chép tới các máy chủ khác trên toàn cầu.

Hơn nữa, những máy chủ đó thậm chí không phải của bạn; bạn chỉ đang thuê họ.

Tích hợp với CDN

Rất nhiều CMS và những mã nguồn phổ biến hiện nay như WordPress, Joomla, Magento… đều hỗ trợ tích hợp CDN. Nhưng đối với các mã nguồn tự xây dựng hoặc tùy biến riêng cho doanh nghiệp thì việc tích hợp CDN đồng nghĩa với việc phải viết thêm rất nhiều code và cấu hình bổ sung.

Lỗi SEO

Theo ServerGuy, họ đã thực hiện một nghiên cứu trường hợp với CloudFlare và một trang web của khách hàng để kiểm tra tác động của CDN đối với lưu lượng truy cập và xếp hạng.

Kết quả của cho thấy rằng thứ hạng đã giảm khi kích hoạt CDN.

Mặc dù kết quả này gây ra một số tranh cãi, nhưng việc tích hợp CDN chắc chắn có ảnh hưởng nhất định đến SEO.

Mặc dù vẫn còn một số nhược điểm, nhưng không thể phủ nhận rất nhiều lợi ích to lớn mà CDN mang lại.

Và trên hết, tôi khuyên bạn nên quyết định sử dụng CDN để đưa nội dung tới gần người dùng tại mọi nơi trên thế giới.

Theo ServerGuy

Leave a Comment

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *