Miten CDN:t tallentavat sisältöä välimuistiin

Tervetuloa! Tässä oppitunnissa perehdymme siihen, miten sisällönjakeluverkot (CDN:t) nopeuttavat verkkosisällön latautumista.

Pohjimmiltaan CDN-välimuistissa on kyse verkkosivustonne tiedostojen kopioiden tallentamisesta palvelimille, jotka sijaitsevat lähempänä käyttäjiänne. Tämä lyhentää datan kulkemaa matkaa ja nopeuttaa toimitusta.

CDN:t tallentavat yleensä välimuistiin kahdenlaista sisältöä:

• Staattinen sisältö: Harvoin muuttuvia tiedostoja, kuten kuvia (JPG, PNG), videoita, CSS-tyylitiedostoja ja JavaScript-tiedostoja. Ne sopivat erinomaisesti välimuistiin tallennettaviksi!
• Dynaaminen sisältö: Usein muuttuvaa tai kullekin käyttäjälle yksilöityä sisältöä, kuten käyttäjän ostoskori tai reaaliaikainen uutisvirta. Dynaamisen sisällön tallentaminen välimuistiin on hankalampaa, mutta edistyneillä tekniikoilla mahdollista.

”Taika” tapahtuu reunapalvelimilla. Nämä ovat eri puolilla maailmaa sijaitsevia palvelinkeskuksia, jotka kuuluvat CDN-verkkoon.

Kun käyttäjä pyytää sisältöä, CDN ohjaa pyynnön lähimmälle reunapalvelimelle. Jos palvelimella on sisällöstä kopio, se toimittaa sen suoraan käyttäjälle. Tätä kutsutaan reunavälimuistiksi.

Mitä tapahtuu, jos reunapalvelimella ei ole pyydettyä sisältöä?

Se suorittaa alkuperäispalvelimelta haun (origin pull). Tämä tarkoittaa, että reunapalvelin pyytää sisällön pääasialliselta verkkopalvelimeltanne eli ”alkuperäispalvelimelta”. Saatuaan sisällön reunapalvelin tallentaa siitä kopion välimuistiin ja toimittaa sen sitten käyttäjälle.

Lähellä olevien käyttäjien myöhemmät pyynnöt samasta sisällöstä voidaan tällöin palvella reunavälimuistista.

Näillä termeillä kuvataan CDN:lle lähetetyn sisältöpyynnön lopputulosta:

• Välimuistiosuma: Pyydetty sisältö löytyy CDN:n reunapalvelimen välimuistista ja toimitetaan suoraan sieltä. Tämä on nopeaa!
• Välimuistihuti: Pyydettyä sisältöä EI löydy reunapalvelimen välimuistista. CDN:n on silloin haettava se alkuperäispalvelimelta. Tämä on hitaampaa, mutta sisältö tallennetaan välimuistiin tulevia pyyntöjä varten.

Kuinka kauan CDN säilyttää sisältöä välimuistissa ennen päivitysten tarkistamista?

Sen määrittää voimassaoloaika (Time-to-Live, TTL). Se on asetus, joka kertoo CDN:lle, kuinka kauan välimuistissa olevaa kohdetta pidetään ”tuoreena” tai kelvollisena. Kun TTL umpeutuu, CDN hakee seuraavan pyynnön yhteydessä sisällön alkuperäispalvelimelta tarkistaakseen, onko saatavilla uudempi versio.

Määritätte TTL:n HTTP:n välimuistinhallinnan otsakkeilla, joita käsittelemme tarkemmin myöhemmällä oppitunnilla.

Mistä CDN tietää, mikä välimuistissa oleva kohde pitää toimittaa?

Se käyttää välimuistiavainta. Yleensä se on pyydetyn resurssin URL-osoite. Esimerkiksi https://yourwebsite.com/images/logo.png voisi olla logo-kuvan välimuistiavain.

Edistyneet CDN:t voivat sisällyttää välimuistiavaimeen myös muita tekijöitä, kuten kyselyparametreja tai HTTP-otsakkeita, jotta saman URL-osoitteen eri versiot voidaan tallentaa välimuistiin.

Joskus sisältö on päivitettävä heti, vaikka sen TTL ei olisi vielä umpeutunut. Tällöin käytetään välimuistin mitätöintiä.

Voitte käskeä CDN:ää ”tyhjentämään” tai poistamaan tietyn sisällön välimuististaan. Tämä pakottaa CDN:n hakemaan sisällön alkuperäispalvelimelta seuraavan pyynnön yhteydessä, jolloin käyttäjät saavat uusimman version.

Emme perehdy strategioihin tässä tarkemmin, mutta on tärkeää tietää, että sisällön voi mitätöidä manuaalisesti.

Hahmotellaan tyypillinen pyyntö:

1. Käyttäjän pyyntö: Lontoossa oleva käyttäjä pyytää osoitetta yourwebsite.com/image.jpg.
2. CDN reitittää: CDN ohjaa pyynnön lähimmälle reunapalvelimelle (esimerkiksi Lontooseen).
3. Välimuistin tarkistus: Reunapalvelin tarkistaa välimuististaan tiedoston image.jpg.
4. Välimuistiosuma: Jos tiedosto löytyy, palvelin toimittaa image.jpg-tiedoston heti.
5. Välimuistihuti: Jos tiedostoa ei löydy, palvelin hakee sen pääpalvelimelta, tallentaa image.jpg-tiedoston välimuistiin ja toimittaa sen sitten käyttäjälle.

Olette oppineet CDN-välimuistin keskeiset toimintaperiaatteet!

• CDN:t tallentavat sisältöä käyttäjien lähellä sijaitseville reunapalvelimille.
• Ne erottavat toisistaan staattisen (helposti välimuistiin tallennettavan) ja dynaamisen (hankalamman) sisällön.
• Välimuistiosuma tarkoittaa, että sisältö toimitetaan reunapalvelimelta, kun taas välimuistihuti käynnistää alkuperäispalvelimelta haun.
• TTL määrittää välimuistin sisällön tuoreuden, ja välimuistiavaimet tunnistavat sisällön.
• Voitte mitätöidä sisältöä manuaalisesti pakottaaksenne päivitykset.

Näiden käsitteiden ymmärtäminen on ratkaisevan tärkeää sisällön toimituksen optimoinnissa!