Desde su surgimiento en la década de 1990, las CDN han sido promocionadas como una solución para reducir la latencia y mejorar la disponibilidad de los sitios, factores que tienen un impacto directo en los resultados de los sitios web. Según el informe de Deloitte de 2020 Milliseconds Make Millions, incluso una reducción de 0.1 segundos en la latencia aumenta las conversiones minoristas en un 8.4%, el valor promedio de los pedidos en un 9.2%, reduce la tasa de rebote en un 5.7% y aumenta la participación del cliente en un 5.2%.
Sin embargo, las frecuentes actualizaciones y el contenido dinámico de los sitios web actuales son problemáticos para las CDN tradicionales, que solo pueden almacenar en caché contenido estático y deben reenviar solicitudes a los servidores de origen cada vez que el contenido desactualizado se elimina del caché.
Como resultado, surgió un nuevo tipo de plataforma de red distribuida, capaz de suministrar contenido con la agilidad que requiere el Internet actual. Esta publicación explicará qué son las CDN y cómo funcionan, los factores que afectan el desempeño de las CDN, la evolución y transformación de las CDN y cómo la edge computing está revolucionando el mercado, así como los beneficios de usar productos de edge computing como Edge Application, Edge Functions y Edge Cache de Azion como solución para aplicaciones modernas.
Evolución de las CDN
Las CDN se introdujeron por primera vez a finales de la década de 1990 para aliviar los cuellos de botella del aumento del tráfico de Internet y mejorar la confiabilidad de los servicios críticos. Desde entonces, el tráfico, el contenido y la infraestructura de Internet han cambiado considerablemente, lo que ha resultado en:
- La necesidad de suministrar contenido confiable y de alta velocidad en tiempo real.
- Expectativas de servicio y la necesidad de una mayor calidad de experiencia.
- Sitios web con contenido de video y medios enriquecidos.
- Demanda de juegos y transmisión de video con baja latencia.
- Uso de Internet y adopción de dispositivos móviles.
Estos cambios han provocado un cambio en el mercado, desde las CDN tradicionales hacia plataformas edge que ejecutan cargas de trabajo en el edge a través de tecnologías serverless. Tanto edge computing como serverless son mercados de rápido crecimiento, superando el CAGR del 14.1% de las CDN, con serverless creciendo a un CAGR del 22.7% y edge computing creciendo a un asombroso 34.1% entre 2020 y 2025, según predicciones recientes de MarketsandMarkets. Además, las CDN han tenido que evolucionar con el tiempo, con más capacidad, ofertas de servicios y mejor tecnología subyacente.
Capacidad
El uso de Internet ha aumentado sustancialmente desde que Akamai introdujo la primera CDN en 1999. En ese momento, los teléfonos móviles todavía usaban redes 2G, el teléfono inteligente aún no había sido introducido y el término IoT acababa de ser acuñado. Desde entonces, la proliferación de dispositivos conectados a Internet ha crecido exponencialmente, requiriendo capacidad adicional para acomodar miles de millones de dispositivos y zettabytes de datos. Además, el contenido de las aplicaciones web es cada vez más pesado, incorporando video e imágenes de alta definición. Como resultado, las CDN han tenido que expandir su capacidad de cientos de megabits por segundo y millones de solicitudes por día a decenas de terabits por segundo y billones de solicitudes por día.
Servicios
Con el aumento de los dispositivos móviles y de IoT, las CDN han tenido que ofrecer una gama más amplia de servicios. La proliferación de diferentes dispositivos y tamaños de pantalla, junto con un aumento en imágenes de alta calidad en sitios web, ha impulsado la necesidad de servicios de optimización de imágenes. Al mismo tiempo, el aumento de los dispositivos de IoT, que a menudo tienen capacidades de seguridad menos estrictas que las PC, y las superficies de ataque más amplias de las aplicaciones modernas han impulsado la necesidad de CDN capaces de mitigar ataques DDoS y proteger aplicaciones web. Además, el aumento de los dispositivos IoT ha generado la necesidad de data centers distribuidos capaces de procesamiento y análisis en tiempo real, lo que ha resultado en quizás el mayor paso en la evolución de las CDN hasta la fecha: la transición de las CDN tradicionales a la edge computing.
Tecnología
La infraestructura de CDN ha evolucionado desde PoPs que consisten en servidores de caché hasta data centers de edge capaces de análisis y procesamiento de datos en tiempo real. Esta transición se ha vuelto cada vez más necesaria a medida que aumenta la automatización, reemplazando la velocidad humana por la velocidad de las máquinas. Como se señala en el más reciente informe State of the Edge de LFE, “el Internet actual, aunque lo suficientemente rápido para la mayoría de los humanos, parece glacial cuando las máquinas hablan con máquinas… A medida que más y más máquinas se conectan, las empresas buscarán aplicar el poder del procesamiento del lado del servidor a sus comportamientos. Esto requerirá un Internet habilitado para el edge que opere a velocidades de máquina”.
Además, aplicaciones de baja latencia como VR, AR, videoconferencias y servicios ultra confiables de baja latencia habilitados por 5G, requieren cada vez más capacidades de procesamiento potentes en el edge, reemplazando los PoP de CDN con data centers de edge. El Open Glossary of Edge Computing de LFE explica que los data centers de edge son “Capaces de realizar las mismas funciones que los data centers centralizados, aunque a menor escala individualmente”, una hazaña que es posible gracias a “operación autonómica, multitenencia, resiliencia distribuida y local, y estándares abiertos”.
Anatomía de una CDN
PoPs
Los PoPs a menudo se confunden con los data centers, ya que los dos términos a veces se usan indistintamente. Sin embargo, para una CDN tradicional, los PoPs son generalmente mucho más pequeños y menos complejos que los data centers. El Open Glossary of Edge Computing de LFE proporciona las siguientes definiciones para los dos términos:
- PoP: un punto en su infraestructura de red donde un proveedor de servicios permite la conectividad a su red por parte de usuarios o socios.
- Data center: una estructura diseñada específicamente que está destinada a albergar múltiples nodos de computación y almacenamiento de datos de alto desempeño, de modo que una gran cantidad de recursos de computación, almacenamiento de datos y red estén presentes en una sola ubicación. Esto a menudo implica sistemas especializados de rack y gabinete, pisos construidos para este propósito, así como sistemas adecuados de calefacción, refrigeración, ventilación, seguridad, extinción de incendios y suministro de energía.
De forma más simple, un PoP es cualquier punto de acceso a la red; puede ser tan pequeño como un solo servidor con recursos limitados. Incluso algunos dispositivos de gama alta y equipos de red pueden servir como PoPs. Por otro lado, los data centers albergan múltiples servidores que pueden traducirse en miles de PoPs en una ubicación centralizada.
Debido a su tamaño y escala, los data centers pueden manejar mucho más tráfico que un solo PoP y son capaces de realizar funciones de computación más complejas. Un PoP está diseñado para realizar tareas más simplificadas, como almacenar contenido en caché, servir contenido en caché y reenviar solicitudes que no están almacenadas en el caché.
Servidores de caché
Cada PoP está compuesto por uno o más servidores de caché. Los servidores de caché almacenan temporalmente archivos junto con su TTL, que le dice al servidor cuánto tiempo deben permanecer los archivos en el caché antes de ser eliminados. Esto asegura que el contenido pueda ser purgado para eliminar contenido antiguo, hacer espacio para contenido nuevo y garantizar que cualquier problema con la carga de contenido no ocurra indefinidamente. Cuando el TTL expira, o cuando el propietario del sitio purga manualmente el caché, los archivos en caché se eliminan. La próxima vez que se solicite el contenido del servidor de caché, reenviará la solicitud al servidor de origen para obtener contenido, proporcionando contenido actualizado, pero con mayor latencia.
Recursos del servidor
Los recursos del servidor vienen en dos variedades: persistentes y en memoria. La memoria de acceso aleatorio (RAM) se utiliza para el almacenamiento en memoria, al que la CPU puede acceder rápidamente mientras los archivos están en uso. Sin embargo, la RAM también es volátil, lo que significa que los archivos no permanecen en memoria cuando no se necesitan o cuando la máquina se apaga. En contraste, el almacenamiento persistente tiene más capacidad y no es volátil, lo que significa que los archivos almacenados en él permanecen en su lugar cuando el servidor no está encendido. Sin embargo, el almacenamiento persistente tarda más en acceder; cuánto más depende del tipo de almacenamiento que esté utilizando la máquina.
Los servidores más antiguos utilizan unidades de disco duro (HDD) para almacenamiento persistente, que utilizan un proceso mecánico similar a un tocadiscos para leer y escribir datos. Como resultado, es más lento y frágil que las unidades de estado sólido (SSD), una tecnología más nueva que almacena datos en chips de memoria flash interconectados. Debido a que no hay partes móviles, las SSD son más rápidas y confiables que las HDD. También son mejores para acceder a archivos fragmentados, que se almacenan en diferentes ubicaciones en un disco. La Azion Web Platform utiliza SSD para mejorar el desempeño y la confiabilidad.
- RAM: almacenamiento en memoria que almacena temporalmente archivos mientras están en uso para que la CPU pueda acceder a ellos rápidamente.
- HDD: un método de almacenamiento persistente que utiliza un dispositivo mecánico para leer y escribir archivos en un disco magnético giratorio.
- SSD: un método más nuevo de almacenamiento persistente que almacena y accede a datos a través de chips de computadora.
Virtualización
Las CDN almacenan datos para muchos clientes diferentes, cada uno de los cuales debe estar aislado para evitar fugas de datos y problemas de seguridad. Además, los recursos como CPU y ancho de banda deben segmentarse para garantizar un acceso equitativo y evitar que el tráfico de un solo cliente sobrecargue un servidor. Una forma de hacer esto es segmentando un servidor en máquinas virtuales, o VM: entornos virtualizados separados e independientes que tienen su propia interfaz de red y su propia parte de CPU, memoria y almacenamiento. Esto también permite a los proveedores de CDN brindar recursos más flexibles, ya que las VM pueden ponerse en marcha en cuestión de minutos para satisfacer una mayor demanda.
Sin embargo, los usuarios de hoy no esperarán minutos para que se cargue una página; el usuario promedio abandonará una página de carga lenta en segundos. Para obtener más flexibilidad, los recursos pueden dividirse en contenedores, que tienen propiedades de aislamiento relajadas que les permiten compartir el kernel del sistema operativo, en lugar de requerir que cada contenedor incluya su propio sistema operativo, como lo hacen las VM. Como resultado, los nuevos contenedores pueden implementarse en segundos y ponerse en marcha en aproximadamente medio segundo.
Factores que afectan el desempeño de las CDN
Aunque el objetivo de todas las CDN es el mismo (acelerar la entrega de contenido, reducir el uso de recursos y mejorar la confiabilidad), su capacidad para ejecutar estas tareas varía considerablemente. Para empezar, el desempeño de la CDN depende en gran medida de la ubicación, distribución y número de PoPs del proveedor de CDN. Dado que las CDN mejoran el desempeño al reducir la distancia entre los usuarios y el contenido que solicitan, los PoPs deben ubicarse lo más cerca posible de donde se concentran los usuarios finales.
Además, los PoPs no son creados iguales. Un servidor sentado en un gabinete en un edificio de oficinas no tendrá la misma confiabilidad o seguridad que uno alojado en un data center con redundancias incorporadas, soporte en el sitio para mantenimiento para manejar problemas de seguridad y técnicos, y sistemas diseñados específicamente para controlar la temperatura, la humedad y el flujo de aire.
El desempeño también depende de la calidad y capacidad del equipo utilizado. Los HDD no son tan rápidos o confiables como los SSD, y consumen más energía. La capacidad del servidor también marca la diferencia, ya que los servidores con más almacenamiento y memoria tendrán menos fallos de caché, lo que resulta en menor latencia.
El desempeño de la CDN depende de muchos factores:
- Ubicación y número de PoPs.
- Cobertura regional o geográfica.
- QoS y capacidad de IBX y data centers.
- Calidad y capacidad del equipo.
Beneficios de Edge Application
Edge Application moderniza los servicios tradicionales de CDN al incorporar capacidades de edge computing, incluyendo módulos para caching, aceleración de aplicaciones, optimización de imágenes y balanceo de carga. Además, puede extenderse con características de seguridad y análisis en tiempo real a través de protección avanzada de firewall y soluciones de monitoreo. Los desarrolladores también pueden crear contenido personalizado y aplicaciones nativas de edge utilizando funciones de computación serverless.
Edge Cache brinda servicios de caching diseñados para el panorama digital actual. Una red definida por software monitorea y procesa solicitudes continuamente en tiempo real, asegurando una conexión segura y dirigiendo dinámicamente a los usuarios finales al nodo edge más cercano y saludable. La arquitectura serverless permite la creación de lógica personalizada, reglas de negocio, estrategias de clustering y mecanismos de caching inteligentes para manejar grandes volúmenes de solicitudes y suministrar contenido dinámico de manera eficiente.
Con Edge Cache, los usuarios se benefician de:
- Una sólida primera línea de defensa contra ataques.
- Cargas de página más rápidas.
- Procesamiento optimizado de API.
- Mejor gestión del tráfico.
- Cumplimiento con regulaciones locales.
- Mayor control y flexibilidad.
- Experiencia de usuario mejorada.
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