CDN là mạng lưới máy chủ lưu giữ bản sao của các nội dung tĩnh bên trong website và phân phối đến nhiều máy chủ PoP.
Trong thời đại công nghệ số phát triển mạnh mẽ, tốc độ tải trang và trải nghiệm người dùng là yếu tố then chốt quyết định sự thành công của một website. Vậy CDN là gì? Tại sao mạng phân phối nội dung CDN lại trở thành một phần không thể thiếu trong việc tối ưu hóa hiệu suất và bảo mật website hiện nay? Bài viết này sẽ giúp bạn hiểu rõ CDN, cách hoạt động và lý do vì sao nó được sử dụng rộng rãi trên toàn cầu.
CDN là gì? Khái niệm và vai trò của Mạng phân phối nội dung
CDN (Content Delivery Network) là một mạng lưới các máy chủ được phân bố rộng rãi trên toàn cầu, giúp lưu trữ và phân phối các nội dung tĩnh của website như hình ảnh, video, CSS, JavaScript và các tệp tĩnh khác đến người dùng một cách nhanh chóng và hiệu quả.
So sánh CDN và website không dùng CDN: Khác biệt rõ ràng
Đối với website Không sử dụng CDN: thì mọi yêu cầu từ người dùng sẽ được gửi trực tiếp đến máy chủ gốc, dẫn đến:
- Thời gian tải trang phụ thuộc vào hiệu suất của máy chủ gốc.
- Nguy cơ tắc nghẽn khi có lượng truy cập lớn đồng thời.
- Thời gian phản hồi chậm hơn khi người dùng ở xa máy chủ gốc.
Đối với Website Sử dụng CDN: Nội dung được phân phối từ các máy chủ PoP (Points of Presence) gần người dùng, mang lại:
- Thời gian tải trang nhanh hơn nhờ vào việc phân phối nội dung từ máy chủ gần nhất.
- Giảm thiểu tắc nghẽn và cải thiện hiệu suất khi có lượng truy cập lớn.
- Tăng cường độ tin cậy và ổn định cho website.
CDN nên dùng khi nào? Những trường hợp lý tưởng để triển khai
Việc triển khai CDN thực sự mang lại lợi ích khi:
Máy chủ gốc đặt cách xa người dùng.
Website có lượng truy cập đồng thời lớn từ nhiều quốc gia khác nhau.
Lượng băng thông tiêu thụ cao.
Cần sử dụng kỹ thuật Load Balancing và Failover để đảm bảo tính sẵn sàng cao.
Vì sao ở đoạn trên mình lại nói chỉ thật sự mang lại lợi ích đối với những điều kiện trên. Bởi vì, trong nhiều trường hợp việc gắn CDN còn khiến cho website của bạn chậm hơn.
Điển hình rằng dự án của bạn xây dựng lên phục vụ cho người Việt Nam nhưng CDN bạn gắn không có PoP tại Việt Nam thì người dùng sẽ truy cập ở các PoP khác xa hơn so với server gốc hiện tại nên sẽ chậm hơn.
Ưu và nhược điểm của CDN
Ưu điểm:
Tăng tốc độ tải trang: Nội dung được phân phối từ máy chủ gần người dùng, giảm độ trễ và tăng tốc độ tải trang.
Tiết kiệm băng thông: Giảm tải cho máy chủ gốc và tiết kiệm chi phí băng thông.
Cải thiện SEO: Tốc độ tải trang nhanh hơn giúp cải thiện thứ hạng trên các công cụ tìm kiếm.
Bảo mật cao: CDN giúp bảo vệ website khỏi các cuộc tấn công DDoS và ẩn địa chỉ IP thật của máy chủ gốc.
Nhược điểm:
Chi phí: Một số dịch vụ CDN có thể tốn kém, đặc biệt đối với các website có lượng truy cập lớn.
Phức tạp trong cấu hình: Việc cấu hình và quản lý CDN có thể phức tạp đối với người mới bắt đầu.
Vấn đề đồng bộ hóa: Cần đảm bảo nội dung được đồng bộ hóa giữa máy chủ gốc và các máy chủ CDN để tránh hiển thị thông tin lỗi thời.
CDN hoạt động như thế nào? Cơ chế vận hành của hệ thống phân phối nội dung
CDN hoạt động bằng việc thiết lập các PoP hoặc nhóm máy chủ CDN ở nhiều vị trí khác nhau. Thông thường, CDN hoạt động dựa trên các nguyên tắc chính: lưu bộ nhớ đệm, tăng tốc động và tính toán logic biên.
Lưu bộ nhớ đệm
Lưu bộ nhớ đệm là quá trình lưu trữ nhiều bản sao của dữ liệu nhất định, giúp việc truy cập dữ liệu nhanh hơn. Quá trình lưu bộ nhớ đệm diễn ra như sau:
- Người dùng truy cập website và gửi yêu cầu đầu tiên, nếu đó là nội dung tĩnh.
- Request được truyền đến server gốc, sau đó server gốc sẽ gửi phản hồi đến người dùng, đồng thời gửi bản sao đến PoP của CDN gần nhất với nơi người dùng đang truy cập.
- Bản sao trong bộ nhớ đệm sẽ được hệ thống Pop tự động lưu trữ.
- Vào lần truy cập kế tiếp, khi có một người dùng nào đó truy cập cùng vị trí và gửi request giống vậy, server lưu bộ nhớ đệm trực tiếp gửi phản hồi, giảm thời gian truy cập.
Quá trình tăng tốc động
Tăng tốc động là quá trình làm giảm thời gian phản hồi của server, bằng cách CDN can thiệp trung gian vào yêu cầu nội dung động của website giữa server gốc và máy của người dùng:
- Giảm độ trễ mạng: Khi người dùng gửi request đến máy chủ gốc qua Internet, yêu cầu có thể bị chậm lại do độ trễ mạng.
- CDN giúp tăng tốc bằng cách sử dụng các máy chủ gần người dùng hơn, nhờ vậy mà yêu cầu được truyền đến máy chủ gốc nhanh và tin cậy hơn.
Các tính năng của CDN hỗ trợ như:
- CDN sử dụng các thuật toán để tìm đường truyền nhanh nhất cho yêu cầu.
- CDN có các máy chủ đặt gần vị trí của máy chủ gốc, giảm thời gian truyền tải dữ liệu.
- CDN tối ưu hóa và giảm kích thước của yêu cầu từ máy người dùng, giúp truyền tải nhanh hơn.
Tính toán logic biên
Doanh nghiệp có thể tự lập trình để máy chủ CDN thực hiện phép tính logic, giúp đơn giản quá trình kết nối và truyền tải thông tin giữa server và máy của người dùng. Server có thể đảm nhiệm nhiệm vụ như:
- CDN có thể kiểm tra, sửa đổi hành vi lưu vào bộ nhớ đệm và yêu cầu của khách hàng.
- Xác nhận và giải quyết các request không chính đáng và tối ưu hóa trước khi gửi phản hồi.
Hoạt động phân phối logic ứng dụng giữa các server và biên giúp giảm thiểu yêu cầu tính toán của server gốc, đồng thời giúp cải thiện hiệu suất website.
Những nội dung CDN phân phối qua Internet
CDN có khả năng phân phối hai loại nội dung chính: nội dung tĩnh và nội dung động:
Nội dung tĩnh
- Nội dung tĩnh là dữ liệu website không thể thay đổi, dù là đối tượng người dùng nào. Ví dụ, tất cả người dùng sẽ thấy cùng một phông chữ của tiêu đề trang, biểu tượng, và hình ảnh trên website.
- Dữ liệu này không cần sửa đổi thường xuyên, phù hợp để lưu trữ trên CDN (images, video, CSS, JavaScript,…).
Nội dung động
- Nội dụng động là những dữ liệu thay đổi dựa theo tương tác của người dùng. Nguồn cung cấp thông tin trên mạng xã hội, đoạn chat, trạng thái đăng nhập, hoặc báo cáo thời tiết là các ví dụ về nội dung động.
- Trên cùng website những nội dung khác nhau giữa các người dùng. Dữ liệu này có thể được thay đổi dựa vào vị trí, thời gian hoặc những tùy chọn cá nhân của người dùng.
Các hình thức CDN phổ biến hiện nay bạn cần biết
Pull HTTP/Static
- Sau khi khai báo tên miền hoặc IP máy chủ, các PoP CDN sẽ tự động lưu bản sao nội dung tĩnh (hình ảnh, CSS, JS, video,…).
- Bạn có thể truy cập các tập tin ngay qua đường dẫn CDN hoặc tên miền riêng của CDN.
POST/PUSH/PUT/Storage CDN
- Bạn sẽ tải trực tiếp các nội dung cần phân phối qua CDN lên server thông qua giao thức phổ biến như HTTP hay FTP. Hình thức này giúp tiết kiệm không gian lưu trữ trên server gốc.
Streaming CDN
- Phương thức này giúp CDN phân phối nội dung phát live trực tuyến (streaming) từ máy chủ đến người dùng, tiết kiệm băng thông.
Những yếu tố bạn cần xem xét khi chọn CDN
Đây là những yếu tố bạn cần phải xem xét, bên cạnh vấn đề về ngân sách, chi phí, những tính năng cơ bản khi lựa chọn CDN:
- Chức năng Push/pull.
- Shield gốc.
- Ghi log (logging).
- Kiểm soát bộ nhớ (cache control).
- Khả năng tùy biến.
- Bảo vệ bằng DDoS.
- Hỗ trợ HTTP/2.
- Lọc khu vực (geo filtering).
Top CDN miễn phí phổ biến được developer ưa chuộng
Dưới đây là CDN miễn phí hiện tại developer hay sử dụng, bạn có thể tham khảo dịch vụ của những nhà cung cấp như:
Cloudflare
Cloudflare là một trong những giải pháp hiện đại nhất để tăng tốc website và tăng cường bảo mật với những tính năng có trong gói free như:
- CDN cân bằng tải trên toàn cầu.
- Bộ nhớ đệm nội dung, bộ nhớ đệm xóa tức thì.
- Loading Javascript bất đồng bộ (Rocket Loader).
- IPV6.
- HTTP / 2 & HTTP / 3.
- WebSockets.
- Khôi phục API.
- Chống DDoS cơ bản.
- TLS 1.2, 1.3.
- Chứng chỉ do Cloudflare cấp.
- Rewrite HTTPS.
- Chống spam comment , bảo vệ content cóp nhặt.
- DNSSEC.
- Thông tin chi tiết về hoạt động và các mối đe dọa.
- Quy tắc trang (page).
Cloudfront
- CloudFront giúp phân phối nội dung toàn cầu với hiệu suất cao, bảo mật và tốc độ truyền tải nhanh, độ trễ thấp.
Kết luận
Qua bài viết, bạn đã hiểu rõ CDN là gì, cách thức hoạt động và lý do vì sao mạng phân phối nội dung CDN lại trở thành công nghệ thiết yếu cho các website hiện đại. Hãy cân nhắc triển khai CDN phù hợp để tối ưu hiệu suất và trải nghiệm người dùng.
