توزيع المحتوى وشبكات توصيل المحتوى (CDNs)

تضع شبكات توزيع المحتوى نسخًا من المحتوى على خوادم قريبة من المستخدمين وتوجه كل طلب إلى نسخة متماثلة جيدة، مما يقلل من زمن الوصول وحمل المصدر ويجعل تسليم الويب والفيديو على نطاق واسع ممكنًا.

Definition

شبكة توصيل المحتوى هي نظام موزع جغرافيًا من الخوادم التي تخزن وتقدم نسخًا من المحتوى بالقرب من المستخدمين النهائيين، وتعيد توجيه كل طلب إلى نسخة متماثلة قريبة ومناسبة لتقليل زمن الوصول والفقدان والحمل على الخادم الأصلي.

Scope

يغطي هذا الموضوع كيفية تسليم المحتوى على نطاق الإنترنت: الأساس المنطقي لتكرار المحتوى بالقرب من المستخدمين، وهندسة شبكات توصيل المحتوى (CDNs) مع مخابئها الموزعة جغرافيًا، وآليات توجيه المستخدم إلى نسخة متماثلة قريبة (غالبًا عبر نظام أسماء النطاقات DNS)، والمتطلبات الخاصة لبث الفيديو بما في ذلك تقنيات معدل البت التكيفي، وتفاعل شبكات توصيل المحتوى مع الشبكة الأساسية. وهو يعتمد على بروتوكولات التسمية والتطبيقات ويستبعد تفاصيل ترميز الوسائط وآليات النقل الكامنة وراء التسليم.

Core questions

• لماذا يؤدي تكرار المحتوى بالقرب من المستخدمين إلى تحسين الأداء وقابلية التوسع؟
• كيف يتم تنظيم شبكة توصيل المحتوى (CDN)، وأين توضع خوادمها؟
• كيف يتم توجيه طلب المستخدم إلى نسخة متماثلة جيدة، وما هو الدور الذي يلعبه نظام أسماء النطاقات (DNS)؟
• كيف يقوم البث التكيفي لمعدل البت بتسليم الفيديو عبر الشبكات المتغيرة؟
• كيف تتفاعل شبكات توصيل المحتوى (CDNs) مع بنية الإنترنت الأساسية ومزودي خدمة الإنترنت (ISPs)؟

Key concepts

• تكرار المحتوى
• شبكات توصيل المحتوى (CDNs)
• خوادم التخزين المؤقت الطرفية
• إعادة توجيه الطلب عبر نظام أسماء النطاقات (DNS)
• الوعي بالقرب والحمل
• بث الفيديو
• البث التكيفي لمعدل البت (HTTP chunked)
• تخفيف الحمل عن الخادم الأصلي

Key theories

التكرار والقرب

يؤدي وضع المحتوى على العديد من الخوادم القريبة من المستخدمين إلى تقصير مسارات الشبكة، مما يقلل من زمن الوصول والفقدان، ويوزع الحمل بعيدًا عن المصدر والشبكة الأساسية؛ وتصبح المشكلة الهندسية المركزية هي اختيار مكان وضع النسخ المتماثلة وأيها لخدمة كل طلب.

إعادة توجيه الطلب

توجه شبكات توصيل المحتوى (CDNs) كل عميل إلى نسخة متماثلة قريبة وسليمة، عادةً عن طريق إرجاع عنوان خادم مختار استجابةً لاستعلام نظام أسماء النطاقات (DNS)، باستخدام المعرفة بقرب الشبكة والحمل الحالي.

البث التكيفي لمعدل البت

يتم ترميز بث الفيديو بمستويات جودة متعددة وتقسيمه إلى أجزاء يتم جلبها عبر HTTP، مع قيام العميل بتكييف معدل البت المطلوب مع النطاق الترددي الحالي، وهو ما يتناسب مع تسليم شبكات توصيل المحتوى (CDNs) القائم على HTTP ويتعامل مع ظروف الشبكة المتغيرة.

Clinical relevance

تحمل شبكات توصيل المحتوى (CDNs) حصة كبيرة من حركة مرور الإنترنت وهي ضرورية لتسليم صفحات الويب وتحديثات البرامج، وخاصة الفيديو على نطاق واسع وبأداء جيد. إنها تقلل من زمن الوصول للمستخدمين في جميع أنحاء العالم، وتحمي الخوادم الأصلية من التحميل الزائد، وتدعم خدمات البث التي تهيمن على استخدام الإنترنت الاستهلاكي، مما يجعل توزيع المحتوى أمرًا أساسيًا لكيفية أداء الويب الحديث.

History

مع تزايد حركة مرور الويب في أواخر التسعينيات، ظهرت شبكات توصيل المحتوى لتخزين المحتوى بالقرب من المستخدمين، وكانت Akamai مثالًا مبكرًا ومؤثرًا. ثم جعل نمو الفيديو عبر الإنترنت شبكات توصيل المحتوى والبث التكيفي القائم على HTTP أمرًا أساسيًا لتسليم الإنترنت، وتوسعت شبكات توصيل المحتوى لتصبح منصات حافة تدير أيضًا العمليات الحسابية بالقرب من المستخدمين.

Key figures

• Ramesh K. Sitaraman
• Erik Nygren
• James F. Kurose

Seminal works

• kurose2021
• nygren2010

Frequently asked questions

كيف تجعل شبكة توصيل المحتوى (CDN) موقع الويب أسرع؟

تقوم شبكة توصيل المحتوى (CDN) بتخزين نسخ من محتوى الموقع على خوادم منتشرة حول العالم وتخدم كل مستخدم من خادم قريب. وهذا يقصر مسار الشبكة، ويقلل من زمن الوصول والفقدان، ويخفف الحمل عن الخادم الأصلي. والنتيجة هي تحميل أسرع للصفحات وبث أكثر سلاسة، خاصة للمستخدمين البعيدين عن المصدر.

كيف تقرر شبكة توصيل المحتوى (CDN) أي خادم يجب أن يخدمني؟

تستخدم شبكات توصيل المحتوى (CDNs) معلومات حول قرب الشبكة، وحمل الخادم، وتوافره لاختيار نسخة متماثلة جيدة، ثم توجه طلبك إليها، عادةً عن طريق إرجاع عنوان هذا الخادم عندما يبحث جهازك عن اسم الموقع في نظام أسماء النطاقات (DNS). الهدف هو خادم قريب وسليم يمكنه تسليم المحتوى بسرعة.