سیستم Cache چیست و چه مزایایی دارد؟
کش یک لایه ذخیره سازی داده با سرعت بالا است که مجموعه ای از داده ها را ذخیره می کند، با این هدف که پاسخ گویی به درخواست ها با سرعت بیشتری انجام شود. به طور کلی داده ها در کش، در سخت افزار با دسترسی سریع مانند RAM (حافظه با دسترسی تصادفی) ذخیره می شود تا امکان استفاده از داده های کش شده با سرعت بالا فراهم باشد. هدف اولیه Cache افزایش بازده داده ها با کاهش نیاز به دسترسی به لایه ذخیره سازی با سرعت پایین تر(مانند Hard Disk (است.
Cache ها در لایه های مختلفی مانند سیستم عامل ها، لایه های شبکه از جمله NetNews ، تحویل محتوا (CDN) و DNS، برنامه های کاربردی وب و پایگاه های داده استفاده می شود.
مزایای استفاده از سیستم Cache
با توجه به میزان نرخ درخواست بالا و یا IOPS (عملیات ورودی / خروجی در هر ثانیه) عملکرد زمان ذخیره و بازیابی اطلاعات در RAM به مراتب بیشتر از وب سرور ها و پایگاه داده های سنتی و سخت افزار مبتنی بر Disk می باشد. شما می توانید با استفاده از cache به طور قابل توجهی شاهد کاهش تاخیر و بهبود IOPS برای بسیاری از درخواست های برنامه کاربردی باشید. اطلاعاتcache شده میتواند شامل نتایج پرس و جو پایگاه داده، محاسبات فشرده محاسباتی، درخواستهای API / پاسخها و المانهای وب مانند HTML، js، css و فایلهای تصویری باشد.
بهبود عملکرد برنامه
از آنجایی که حافظه RAM سریع تر از DISK (مغناطیسی یا SSD) است، اطلاعات خواندن از حافظه Cache بسیار سریع (کمتر از یک میلی ثانیه) می باشد. این دسترسی سریعتر به داده ها به طور قابل توجهی عملکرد کلی برنامه را بهبود می بخشد.
کاهش پردازش پایگاه داده
Cache می تواند صدها هزار IOPS را فراهم کند، به صورت کلی بجای هر بار اجرای دیتابیس برای هر درخواست یکسان، با کش شدن تنها یک درخواست پردازش دیتابیس نیاز است، به این ترتیب کش هزینه را کاهش می دهد. این موضوع از آن جهت دارای اهمیت است که برای هر درخواست مشابه نیازی به اجرای کوئری های مشابه در دیتابیس وجود ندارد.
کاهش بار در Backend
با هدایت قسمت قابل توجهی از ترافیک بالای تکرار شده از وب سرورها و پایگاه داده به لایه حافظه RAM، پردازش بار در وب سرور و پایگاه داده کاهش میابد، و درخواست های کمتری به سمت سرورهای Backend در زیرساخت ارسال میشود.
عملکرد قابل پیش بینی
یک چالش رایج در برنامه ها، برخورد با زمان هایی است که قرار است به علت خاصی در بازه زمانی محدودی درخواست های زیادی دریافت شود. مانند شامل برنامه های اجتماعی در طول روز و یا روز انتخابات، وب سایت های تجارت الکترونیک برای فروش های ویژه و غیره . افزایش بار در پایگاه داده و وب سرورها باعث می شود که تاخیر بیشتری برای دریافت اطلاعات اتفاق بیافتد، و عملکرد کلی برنامه را غیر قابل پیش بینی میکند و حتی ممکن است سایت یا برنامه شما عملا از دسترس خارج شود. با استفاده از ظرفیت بالا در Cache ، این موضوع را می توان براحتی کنترل نمود.
تفاوت Cache با CDN چیست؟
CDN و Cache در مواردی مشابه یکدیگر هستند اما اساسا استفاده از CDN زمانی مناسب است که پهنای جغرافیایی بازدید کنندگان از سرور یا سایت شما به وسعت کل جهان باشد. در حقیقت CDN یک محتوای پویا از اطلاعات سایت یا سرور شما در چندین نقطه مختلف جهان است که در زمان درخواست بازدیدکننده یا کاربر برای مشاهده و استفاده از سایت، از نزدیک ترین مرکزCDN به کاربر پاسخ داده خواهد شد و با این روش تاخیر ایجاد شده به علت طول مسافت جغرافیایی کاربر با سرورهای اصلی کاهش پیدا میکند.
CDN صرفا تحویل محتوا را از طریق تکرار فایل های معمول درخواست شده (محتوای استاتیک) در یک مجموعه جهانی توزیع شده از سرورهای ذخیره سازی، بهبود می بخشد و پاسخ به کاربر از نزدیک ترین سرویس CDN داده خواهد شد.
آیا به سرویس CDN در داخل کشور نیاز است؟
با توجه به اینکه اکثر درخواست ها به سرور و سایت های کاربران ایرانی فارسی زبان، تنها از داخل کشور انجام میشود و ایران از نظر جغرافیایی مساحت زیادی ندارد که دریافت اطلاعات را با تاخیر مواجه کند، عملا پیاده سازی و استفاده از CDN در داخل کشور تفاوت چندانی در سرعت پاسخ گویی ایجاد نمیکند. اما ذخیره سازی اطلاعات در مراکز تبادل ترافیک IXP میتواند قابلیت دسترسی و اطمینان را افزایش دهد. در صورت بروز اختلال در یک مرکز سایر مراکز به فعالیت‌های خود ادامه می‌دهند و علاوه بر این در صورت قطع ارتباطات بین المللی مشکلی در ارتباطات داخلی ایجاد نخواهد شد.
مراکز تبادل ترافیک اینترنتی، زیرساخت‌های فیزیکی هستند که از طریق آن‌ها ارایه دهندگان خدمات اینترنتی یا ISP ها می‌توانند به راحتی ترافیک اینترنت را میان شبکه‌های خود مبادله کنند.
چرا باید از Cache استفاده کنیم؟
-
افزایش سرعت بارگذاری محتوای سایت
-
عدم نیاز به افزایش سخت افزار و منابع در زمان بازدید و ترافیک بالا
-
کاهش هزینه سرویس و جلوگیری از خسارت در زمان هایی که ترافیک بالای پیش بینی نشده وجود دارد
-
پایداری سایت در زمان حملات سیل آسا DOS
-
آپتایم بالا سایت حتی در زمان بروز مشکل و قطعی درBackend (اطلاعات تا زمان رفع مشکل Backend از cache سیستم فراخوانی میشود)
