Select Page

Cơ sở hạ tầng của CDN

Cơ sở hạ tầng của CDN
This entry is part 2 of 6 in the series CDN- Kiến thức tổng hợp từ A- Z

Kiến trúc cơ sở hạ tầng sẽ quyết định 2 yếu tố, đó là: định hình sản phẩm CDN và xác định giá trị của một CDN. Các khối xây dựng cơ bản của cơ sở hạ tầng CDN là PoPs( Các điểm hiện diện)- các trung tâm dữ liệu có trách nhiệm giao tiếp với người dùng gần nhất.

Sử dụng PoP sẽ cắt giảm chỉ số Round- Trip Time( RTT) khiến trang web của chúng ta nhanh hơn và đáp ứng tốt hơn cho tất cả các khách truy cập, bất kể vị trí địa lý. Thông thường, mỗi PoP có nhiều máy chủ và bộ định tuyến chịu trách nhiệm về caching, tối ưu hóa kết nối và các tính năng phân phối nội dung khác. Đối với CDN cung cấp các giải pháp bảo mật, PoP cũng giữ cho các máy chủ khỏi cuộc tấn công DDoS và các chức năng liên quan đến an ninh khác.

Lưu ý: Nhiệm vụ của CDN là tăng cường lưu trữ của máy chủ bằng cách giảm tiêu thụ băng thông, giảm lacenty và cung cấp khả năng mở rộng cần thiết để xử lý các truy cập bất thường. Những nhiệm vụ này chỉ có thể đạt được bằng một kiến trúc mạng( một cơ sở hạ tầng) mạnh mẽ- một hệ thống chuyển CDN của chúng ta thành một làn đường riêng ví như một cao tốc thông tin.

Round- Trip Time

Round- Trip Time( RTT) là thời gian quay vòng được tích bằng ms cần cho trình duyệt gửi yêu cầu và nhận phản hồi từ máy chủ. RTT không bị ảnh hưởng bởi kịch thước tập tin hoặc tốc độ kết nối Internet. Thay vào đó, RTT bị ảnh hưởng bởi:

  • Khoảng cách vật lý
  • Số nút trung gian
  • Số lượng giao thông
  • Phương tiện truyền dẫn

RTT là nơi mà trận chiến về tốc độ thường win and lost, vì không có rendering trong trình duyệt của người dùng bắt đầu khi yêu cầu gửi ban đầu cho đến khi các tập tin HTML được trả lại.

Bốn điểm quan trọng trong thiết kế cơ sở hạ tầng CDN

Hiệu suất

Nhiệm vụ của CDN là giảm lacenty- độ trễ mạng. Từ quan điểm này trên phương diện kiến trúc, điều đó đồng nghĩa với việc phải xây dựng để có các kết nối tối ưu, nơi PoP được đặt tại các nút giao điểm chính của mạng trung tâm di chuyển dữ liệu.

Cơ sở vật chất là một điểm quan trọng cần cân nhắc. Theo quy định, PoP của chúng ta trong một trung tâm dữ liệu cao cấp, nơi các nhà cung cấp ngang hàng với nhau, nghĩa là nhà cung cấp CDN của chúng ta đã thiết lập các thỏa thuận ngang hàng với các nhà cung cấp CDN khác. Các thỏa thuận này cho phép CDN giảm đáng kể thời gian xử lý và phản hồi, cải thiện việc sử dụng băng thông.

Độ tin cậy

Quy mô cơ sở hạ tầng CDN đảm bảo cho hệ thống không xảy ra trục trặc ngoài ý muốn. Tuy nhiên, quy mô tương tự này có thể đảm bảo khả năng phục hồi và tính khả dụng cao, cho phép các nhà cung cấp CDN cam kết 99,9% trong các thỏa thuận dịch vụ( SLAs).

Theo nguyên tắc, các CDN thương mại thông qua phương pháp ” no single point of failure”, cả bằng cách thực hiện  nghiêm túc chu trình bảo trì và tích hợp thêm các phần cứng, phần mềm dự phòng.

Nhiều người cũng quản lý hệ thống chuyển đổi dự phòng nội bộ và khôi phục thảm họa tự động định tuyến lưu lượng truy cập xung quanh các máy chủ bị down. Để bổ sung thêm, các nhà cung cấp CDN cũng phải đối phó với nhiều hãng viễn thông và dựa vào các kênh quản lý out- of- band dành riêng, cho phép họ tương tác với các máy chủ trong trường hợp xảy ra rủi ro.

Khả năng mở rộng

Được xây dựng để định tuyến tốc độ và lưu lượng cao, CDN sẽ phải xử lý bất kỳ lưu lượng truy cập nào. Để làm được điều này, CDN cần cung cấp các nguồn lực phong phú và mạng lưới xử lý trên tất cả các cấp để tính toán và lưu trữ các tài nguyên có sẵn trên mỗi máy chủ lưu trữ.

Như điều mà chúng ta mong đợi, CDN cung cấp dịch vụ bảo vệ các cuộc tấn công DDoS có yêu cầu về khả năng mở rộng cao hơn nhiều. Để giải quyết những nhu cầu này, các nhà cung cấp triển khai các máy chủ chuyên dụng được xây dựng để giảm thiểu DDoS( Scrubbers). Các thiết lập này có thể tự động xử lý số lượng truy cập có kích thước mạng lớn, xử lý hàng chục GB mỗi giây.

Phản ứng

Với mạng có quy mô toàn cầu, CDN liên tục phát triển để cải thiện khả năng phản ứng- được đo bằng khoảng thời gian cần thiết để các thay đổi cấu hình trên toàn mạng có hiệu lực.

Ngay cả những thay đổi cấu hình nhỏ, chẳng hạn như một đơn hàng để đưa một hình ảnh cụ thể từ cache hoặc bổ sung địa chỉ vào danh sách IP bị cấm, cần được thông báo đến tất cả các PoP. Ngoài ra, cần thực hiện việc giải quyết các vấn đề lớn hơn và nhiều hơn nữa về mặt địa lý mạng gây ra.

Để đảm bảo chất lượng dịch vụ cho tất cả khách hàng, CDN cần được thiết kế với sự tuyên truyền về cấu hình nhanh chóng. Mục đích của điều này là đạt được sự kết hợp chặt chẽ.

Bên trong máy chủ lưu trữ CDN

Máy chủ lưu trữ hiện nay là một máy chủ phân phối nội dung hiện đại với RAM tăng và CPU thông lượng, bổ sung bởi một ổ SSD. RAM và SSD được sử dụng để cung cấp khả năng truy cập nhanh tới các đối tượng lưu trữ với bộ nhớ RAM- nhanh hơn trong số 2 thiết bị lưu trữ các mặt hàng thường xuyên sử dụng hơn.

Trong khi một số CDN vẫn sử dụng các ổ cứng điện cơ( HDD), ổ SSD nhanh chóng trở thành tiêu chuẩn ngành. CDN về tốc độ và các bài kiểm tra chuẩn cho thấy SSD nhanh hơn đáng kể.

So sánh SDD, HDD, RAM về tốc độ

CDN Topology

Các nhà cung cấp khác nhau đã phát triển các cách tiếp cận khác nhau cho kiến trúc CDN của họ. Hai mô hình ưu việt của cấu trúc liên kết là Scattered CDN và Consolidated CDN. Mỗi mô hình cung cấp rất nhiều lợi ích, cùng với đó là một số ưu và nhược điểm tạo sự khác biệt.

Scattered CDN( CDN phân tán)

Scattered CDN

Hoạt động dựa trên nhiều PoP trung bình và công suất thấp, có mật độ dân cư cao trong các vùng địa lý chọn lọc. Sự tập trung CDN topology này là tối ưu hóa vật lý. Do đó, nó không phải là hiếm để tìm PoP vị trí rất gần với nhau- thường không quá vài trăm km.

Các CDN ban đầu được triển khai trong giai đoạn chuyển tiếp giữa cáp đồng và cáp quang, dựa vào mô hình phân tán. Với thời gian, khi nhiều cáp quang đã được đặt xuống và kết nối toàn cầu tiếp tục được cải thiện, lợi ích cận biên của việc giảm thiểu khoảng cách vật lý tới các máy chủ tiếp tục được giảm đi. Hơn nữa, khi CDN tiếp tục giới thiệu nhiều tính năng tùy chỉnh, scattered topology cũng được tìm thấy để cản trở phản ứng của hệ thống, do đó chặn triển khai cấu hình nhanh.

Tuy nhiên, đến thời điểm hiện tại sự gần gũi vẫn là vấn đề. Scattered CDN cung cấp cải tiến tốc độ bổ sung, đặc biệt trong các khu vực có kết nối thấp. Ngoài ra, các PoP nhỏ hơn sẽ dễ triển khai hơn, cho phép tăng cường nhanh chóng phạm vi phủ sóng mạng.

Ưu điểm:

  • Khoảng cách vật lý làm giảm lacenty
  • Hiệu quả trong các vùng kết nối thấp
  • Các PoP nhỏ hơn sẽ dễ triển khai hơn

Nhược điểm:

  • Chi phí bảo trì cao hơn
  • RTT kéo dài bởi nhiều điểm kết nối
  • Chậm triển khai khi có các cấu hình mới, tiên tiến hơn

Consolidated CDN( CDN tập trung)

Consolidated CDN

Hoạt động trên một số lượng PoP dung lượng cao, được định vị chiến lược trong các trung tâm dữ liệu lớn để phục vụ cho một quần  thể rộng hơn. Mối liên kết mạng này thể hiện cách tiếp cận hiện đại hơn đối với việc phân phối nội dung đã được thực hiện bởi sự phát triển của kết nối Internet.

Lợi ích chính của việc consolidated topology là tập trung cơ sở hạ tầng, cho phép quản lý và triển khai cấu hình nhanh. Điều này có lợi cho cả người dùng cuối và nhà điều hành mạng cung cấp kiểm soát nhiều hơn và đáp ứng tốt hơn. Ngoài ra, PoPs có dung lượng cao còn linh hoạt hơn, đặc biệt là giảm thiểu các cuộc tấn công DDoS.

Ngược lại, một consolidated topology ít hiệu quả hơn trong các vùng kết nối thấp. PoP có dung lượng cao yêu cầu triển khai phức tạp hơn, cản trở việc mở rộng mạng hơn.

Ưu điểm:

  • Máy chủ công suất cao sẽ tốt hơn cho việc giảm thiểm DDoS
  • Cho phép triển khai cấu hình nhanh
  • Chi phí bảo trì thấp

Nhược điểm:

  • Ít hiệu quả trong vùng kết nối thấp
  • PoP dung lượng cao khó triển khai hơn

Chi phí- Giá bán của CDN

Chi phí luôn là một sự cân nhắc khi so sánh các sản phẩm trực tuyến, và không có gì khác biệt đối với CDN. Scattered CDN thường đòi hỏi ngân sách hoạt động cao. Những chi phí này thường được chuyển cho người tiêu dùng, dẫn đến giá thành cao hơn.

Theo khảo sát, các consolidated CDN nói chung giá cả phải chăng hơn với các khoản tiết kiệm do hiệu quả tích hợp. Tất nhiên, không ai trong tất cả các nhà cung cấp CDN cố định giá, vì giá bị ảnh hưởng bởi các network topology.

Lời kết

Như vậy, khi đánh giá một CDN hoàn hảo hay không chúng ta cần quan tâm đến 4 yếu tố quan trọng trong thiết kế cơ sở hạ tầng của CDN, đó là: Hiệu suất, độ tin cậy, khả năng mở rộng và khả năng phản ứng. Từ 4 yếu tố kể trên, CDN được phân loại thành 2 mô hình: scattered CDN và consolidated CDN. Cả hai đều là những mô hình ưu việt, mỗi mô hình sẽ đáp ứng tốt một trong số các chức năng chính, nhưng xét về mức giá thì có lẽ consolidated CDN vượt trội hơn.

Series Navigation<< CDN- Tín hiệu đáng mừng khi sử dụng Shared HostingBộ nhớ đệm của CDN- CDN Caching >>

About The Author

Rain Nguyen

Tôi là Rain, người sáng lập và là biên tập viên của blog RN DOT COM. Tôi làm việc để xây dựng một cộng đồng vững mạnh bằng cách hướng dẫn mọi người viết blog kiếm tiền, xây dựng hệ thống kinh doanh của chính mình qua hệ thống bài viết của tôi. Nếu bạn thấy bài viết nào đó hay, hãy chia sẻ nó như một cách giúp tôi hỗ trợ những ai đang khao khát như bạn. I love all my friends!

Leave a reply

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

Tùy chọn tìm kiếm tên miền