کش سرور چیست؟ مزایا، معایب و کاربردهای آن

کش سرور چیست؟ قبل از پاسخ به این سوال دانستن اینکه اصلا سرور چیست به درک عمیق‌تر موضوع کمک خواهد کرد. اگر بخواهیم در سطح جهانی برایتان بگوییم، سرورها مجموعه‌ای از سیستم‌های کامپیوتری همیشه روشن و در دسترس، توسط اینترنت هستند. آن‌ها سبب می‌شوند شما هر تایمی از شبانه روز که موضوعی را جستجو می‌کنید به آن دست یابید. اما دقیقا چه اتفاقی می‌افتد؟

به عنوان مثال یک مطلبی را در مرورگر خود سرچ می‌کنید. درخواست شما از طریق مرورگر به سرور مربوط ارسال می‌شود و بعد این دیتای گرفته شده برایتان به نمایش در می‌آید. در این فرایند شاید مساله‌ای دقت شما را نیز جلب کرده باشد، آن هم بارگذاری سریع‌تر موضوعاتی که برای بار چندم سرچ می‌کنید. این به چه علت است؟ اینجاست که کش سرور وارد عمل می‌شود.

کش سرور به عنوان یک مکانیزم قدرتمند و کارآمد در جلوگیری از تکرار درخواست‌ها به سرور اصلی و افزایش سرعت دریافت اطلاعات به کار می‌رود. صنعت‌های مختلفی از این تکنولوژی بهره می‌برند. برای آشنایی بیشتر با cache server و نحوه کار آن، مزایا و معایب و کاربردهایی که دارد در ادامه همراه ما باشید.

cache و جایگاه آن در ارسال درخواست و دریافت پاسخ از سرور

منظور از کش چیست؟

Caching به فرایند ذخیره‌سازی داده‌ها در یک کش سرور اشاره دارد. کش با هدف بهبود عملکرد سیستم، دسترسی سریع‌تر به داده‌ها را بهبود و تسهیل می‌کند. شرکت‌هایی مانند گوگل، فیسبوک، آمازون، نت فلیکس و بسیاری دیگر، از کش در برنامه‌ها و خدمات خود استفاده می‌کنند.

کش چگونه کار می‌کند؟

نحوه کار کش سرور چیست؟ Cache با ذخیره سازی کپی‌هایی از داده‌های نزدیک‌تر به کاربر، چه در دستگاه آن‌ها و چه در سرورهایی که به صورت استراتژیک در سراسر شبکه قرار دارند، عمل می‌کند. این کار دسترسی سریع‌تر به اطلاعات را ممکن می‌سازد، زیرا نیاز به بازیابی آن از منبع اصلی را از بین می‌برد. هنگامی که کاربر قطعه خاصی از داده را درخواست می‌کند، سیستم ابتدا حافظه نهان را بررسی می‌کند. اگر داده پیدا شود، بلافاصله تحویل داده می‌شود و نیاز به درخواست‌های اضافی شبکه را از بین می‌برد. این فرایند به طور قابل توجهی تاخیر را کاهش و عملکرد کلی را افزایش می‌دهد.

مکانیزم‌های ذخیره سازی می‌توانند در سطوح مختلف از جمله مرورگر، سرور وب و شبکه‌های تحویل محتوا (CDNs) پیاده سازی شوند. هر سطح مزیت‌ها و موارد استفاده منحصر به فرد خود را دارد، اما همه آن‌ها هدف تسریع انتقال داده را به اشتراک می‌گذارند.

مطالعه بیشتر: درباره راه اندازی سرور جه می‌دانید؟

کش سرور چیست؟

در محاسبات، یک سرور حافظه نهان (cache server) نوعی سرویس شبکه است که محتوای اینترنت و صفحات وب را به صورت محلی ذخیره می‌کند. این یک سرور ذخیره سازی داده با سرعت بالا است که زیرمجموعه‌ای از داده‌ها را ذخیره می‌کند تا درخواست آینده برای آن داده‌ها، سریع‌تر از دسترسی به محل ذخیره سازی اولیه انجام شود.

نحوه عملکرد کش سرور

مزایای کش سرور

بالاتر گفتیم که کش سرور چیست اما استفاده از این قابلیت چه مزیت‌های می‌تواند داشته باشد؟ در ادامه برخی از مزایای آن را بررسی خواهیم کرد.

کاهش پهنای باند

سیستم‌های کش با ارائه داده‌هایی که قبلاً کش شده‌اند، به جای هر بار بازیابی آن از منبع اصلی، به کاهش مصرف پهنای باند شبکه کمک می‌کنند. این عمل نه تنها هزینه‌ها را برای ارائه‌دهندگان شبکه کاهش می‌دهد، بلکه مصرف داده را نیز کارآمدتر می‌سازد. در نتیجه کاربران می‌توانند ویدئوهای با کیفیت بالا را پخش کرده، فایل‌ها را دانلود کنند، و وب‌سایت‌ها را بدون اضعاف حجم پلن داده خود مرور کنند.

تجربه کاربری بهتر

Cache با کاهش زمان بارگذاری صفحه و به حداقل رساندن تاخیری شبکه، تجربه کاربری را به طور قابل توجهی بهبود می‌بخشد. مطالعات نشان داده‌اند که حتی تاخیر یک ثانیه‌ای در زمان بارگذاری صفحه می‌تواند منجر به کاهش قابل توجه تعامل کاربر شود. با استفاده از کش سرور، وب سایت‌ها می‌توانند تجربه‌ای یکپارچه و تعاملی را فراهم کنند و به کاربران اجازه دسترسی سریع و بدون دردسر به اطلاعات را بدهند.

cache server و اثر آن در سرعت

تحویل محتوای قابل اعتماد

منظور از تحویل محتوای قابل اعتماد در کش سرور چیست؟ نرم‌افزار سرور کش مدرن CDN با ظرفیت ترافیکی طراحی شده است که قابلیت‌های شبکه‌های معمولی سازمانی را فراتر می‌برد. بهترین سرور کش، به اندازه کافی انعطاف‌پذیر و ایمن است تا بتواند افزایش ناگهانی ترافیک را بدون ایجاد خرابی در وب‌سایت تحمل کند.

این امکان با وب‌سایت‌های خود-میزبان، که به راحتی توسط افزایش ناگهانی ترافیک، قابل اختلال هستند، وجود ندارد. سرورهای کش CDN در لحظاتی که وب‌سایت شما با افزایش ترافیک مواجه می‌شود، بسیار پایدار عمل می‌کنند.

کنترل هوشمند

تا چندی پیش، caching CDN یک فرایند دستی بود که نیاز به مدیریت تخصصی توسط کارشناسان وب برای مدیریت یک سرور کش HTTP یا یک سرور کش برای ارائه‌دهندگان اینترنت داشت. با این حال، CDN‌های مدرن فرایندهای جدیدی را برای نظارت و کشینگ آسان‌تر برای طیف وسیعی از محتوا ارائه می‌دهند. این کار در زمان شما صرفه جویی می‌کند و کارایی کلی فرایندهای ذخیره سازی را بهبود می‌بخشد. این ویژگی‌های بهبود یافته عملکرد، بدون تاثیر بر قیمت سرور کش از سوی اکثر توسعه دهندگان ارائه می‌شوند.

این یک رویکرد مبتنی بر یادگیری است که به توانایی یک شبکه تحویل محتوا در ردیابی الگوهای مصرف محتوا برای بهینه سازی خودکار ذخیره سازی و تحویل متکی است. مزیت اصلی کنترل بسته‌بندی هوشمند، توانایی یک شبکه برای شناسایی فرصت‌های بسته‌بندی جدید برای اشیایی است که به صورت پویا تولید می‌شوند. بخش‌هایی از محتوایی که به تازگی با هر بازدید تولید می‌شوند، ممکن است در معرض تغییر قرار نگیرند اما به دلیل فنی بودن، همچنان پویا در نظر گرفته می‌شوند.

مدیریت ترافیک سایت

کش سرورهای مدرن، با امکانات پیشرفته، در مقابل وقوع افزایش غیرمنتظره ترافیک، اقدام به مدیریت بدون ایجاد اختلال در سرویس می‌نمایند. در لحظات پرترافیک، موتورهای کش قادر به ارائه خدمات به تمام کاربران هستند، بدون اینکه عملکرد سایت تحت تأثیر قرار گیرد. علاوه بر این، امکانات امنیتی بالای سرورهای کشینگ به وب‌سایت‌ها اجازه می‌دهد که در مقابل حملات مخرب و افزایش ناگهانی ترافیک مقاومت نشان دهند. به عبارت دیگر، در مقابل چالش‌های امنیتی و ترافیک غیرمنتظره، سرورهای کش به عنوان یک سپر محافظ عمل می‌نمایند و این ویژگی به مدیران وب‌سایت اطمینان و اعتماد بیشتری می‌بخشد.

معایب سرور کش

معایب کش سرور چیست؟ درست است که کش سرور مزایای زیادی دارد اما با معایبی نیز همراه است. ذخیره سازی می‌تواند ناسازگاری ایجاد کند، زیرا داده‌های ذخیره شده ممکن است آخرین تغییرات یا به روزرسانی‌های سرور را منعکس نکنند. Caching همچنین می‌تواند پیچیدگی ایجاد کند، چرا که برنامه وب نیاز به مدیریت سیاست‌های انقضا، اعتبارسنجی و ابطال حافظه نهان دارد. Caching همچنین می‌تواند خطرات امنیتی ایجاد کند، زیرا داده‌های ذخیره شده ممکن است در معرض دسترسی یا اصلاح غیر مجاز قرار گیرند.

روش کار کش سرور و ارتباط آن با سرور اصلی

کاربردهای کش سرور

کاربرد کش سرور چیست؟ cache server در صنعت‌های مختلفی مورد استفاده قرار می‌گیرد و هر کدام مزایای خاص خود را از این قابلیت دریافت می‌کنند. در ادامه به برخی از آن‌ها می‌پردازیم:

• تجارت الکترونیک: یک وب‌سایت تجارت الکترونیک صفحات محصولاتی که ترافیک بالایی دارند را کش می‌کند تا بار سرور را کاهش داده و زمان بارگیری صفحات را بهبود بخشد.  با این کار نرخ تبدیل افزایش یافته و هزینه‌های سرور کاهش می‌یابد.
• رسانه‌: یک سرویس پخش رسانه، ویدیوهایی که زیاد تماشا می‌شوند را کش می‌کند تا زمان بارگیری ویدیو و تجربه کاربری را بالاتر ببرد. پخش سریع‌تر ویدیو، کاهش بار سرور، افزایش بازگشت کاربران از مزایایی است که این صنعت دریافت می‌نماید.
• امور مالی: شرکت‌های خدمات مالی اغلب به داده‌های مالی دسترسی دارند تا زمان دسترسی کارمندان یا کاربران به اطلاعاتی مانند: قیمت سهام، اخبار و داده‌های بازار را کاهش دهند. این مجموعه‌ها با استفاده از کش سرور، از مزایایی همچون افزایش بهره وری، کاهش هزینه‌های سرور و بهبود امنیت داده‌ها بهره می‌برند.
• گیمینگ: در صنعت بازی سازی می‌توان مواردی همچون تکسچرها، مدل و لول‌های بازی را که مداوم در دسترس کاربران قرار می‌گیرند کش کرد. از این طریق زمان بارگذاری بازی را سرعت بخشید، بار سرور را کاهش داد و به بهبود تجربه کاربری افزود.
• خدمات بهداشتی: مجموعه‌های ارائه دهنده خدمات درمانی، سوابق بیمار شامل داده‌های پزشکی که به طور مکرر در دسترس هستند، سوابق بیمار، نتایج آزمایش و داده‌های تصویربرداری را کش می‌کنند. بهبود مراقبت از بیمار، افزایش بهره وری، کاهش هزینه‌های سرور، مزیت‌هایی است که نصیب آن‌ها می‌شود.
• آموزش آنلاین: پلتفرم‌های آموزشی آنلاین نیز محتوای آموزشی با دسترسی مکرر، مثل: مطالب درسی، یادداشت‌های سخنرانی و تکالیف را در حافظه پنهان نگه می‌دارد. افزایش سرعت وب سایت، تعامل بهتر اساتید و دانشجویان و کاهش هزینه‌های سرور فواید استفاده از کش سرور در این گروه است.

انواع حافظه کش سرور چیست؟

انواع مختلفی از حافظه کش سرور وجود دارد که در زیر آن‌ها را شرح خواهیم داد.

ذخیره سازی پایگاه داده

سرعت و عملکرد خروجی پایگاه داده شما یک عامل تاثیرگذار است که عملکرد کلی برنامه شما را تعیین می‌کند. ذخیره سازی پایگاه داده‌ها این امکان را برای شما فراهم می‌کند که با کاهش تاخیر در بازیابی داده‌ها در پایگاه‌های داده پشتیبان، توان عملیاتی را افزایش دهید.

این موضوع منجر به بهبود عملکرد اپلیکیشن‌ها می‌شود. در این حالت، حافظه نهان به عنوان یک لایه مجاور برای دسترسی داده‌ها به پایگاه داده شما عمل می‌نماید که برنامه‌های کاربردی شما می‌توانند از آن برای بهبود عملکرد استفاده کنند. شما می‌توانید یک حافظه نهان پایگاه داده را در هر نوع پایگاه داده، از جمله پایگاه داده‌های NoSQL به کار ببرید. روش‌های رایجی که می‌توانند برای بارگذاری داده‌ها در یک حافظه نهان استفاده شوند شامل روش‌های نوشتن و بارگذاری تنبل می‌شوند.

کش عمومی

در مواردی که نیازی به پشتیبانی از داده‌های تراکنشی نیست، استفاده از کش عمومی به عنوان یک پایگاه داده مستقل یک روش موثر برای ساخت برنامه‌های کاربردی با عملکرد بالا است. برنامه‌ها علاوه بر بهبود سرعت، توان عملیاتی بهبود یافته را نیز با قیمت پایین‌تری ثبت می‌کنند. حافظه نهان عمومی می‌تواند برای داده‌های قابل ارجاع مانند فهرست‌های دسته بندی، گروه بندی محصولات و اطلاعات پروفایل استفاده شود.

افزایش سرعت انتقال دیتا توسط cdn cache

کش cdn

cdn در انواع حافظه کش سرور چیست؟ یک شبکه تحویل محتوا یا CDN شبکه‌ای است که محتوای وب مانند ویدیوها، تصاویر یا صفحات وب را در سرورهای پروکسی واقع در نزدیکی سرور مبدا که توسط کاربران وب مورد استفاده قرار می‌گیرد، ذخیره می‌کند. به دلیل نزدیکی سرور پروکسی به کاربر که درخواست‌ها را ارسال می‌کند، یک شبکه، محتوای درخواستی را سریع‌تر تحویل می‌دهد.

زمانی که کاربر محتوایی را در وب سایتی درخواست می‌کند که از CDN استفاده می‌کند، شبکه تحویل محتوا، محتوای یک سرور را پیدا می‌کند. این روش یک کپی از محتوا را در سرور کش CDN برای درخواست‌های آینده ذخیره می‌کند. این داده‌ها در حافظه کش CDN باقی می‌مانند و هر زمان که درخواست شود در دسترس قرار می‌گیرند.

سرورهای کش CDN در مراکز داده نقاط مختلف جهان قرار دارند. این موضوع باعث می‌شود سرورها در نزدیکی کاربرانی باشند که نیاز به دسترسی به محتوا دارند. هرچه یک سرور به کاربر نزدیک‌تر باشد، فرآیند بازیابی محتوا سریع‌تر انجام می‌شود.

سخن پایانی

در این مقاله به این موضوع که کش سرور چیست پرداختیم. نحوه کار آن، مزایا، معایب، کاربردهای مختلفی که در صنعت‌های متعدد دارد را بررسی کردیم. در انتها امیدواریم از آشنایی با این مبحث لذت برده باشید.

منبع: ionos

فناوران آتیه گئومات

سوالات متداول

• تفاوت بین کش محلی با کش سرور چیست؟

در سمت کلاینت، فشرده سازی دارایی‌های وب سایت مثل: تصاویر یا کدهای جاوا اسکریپت باعث بهبود سرعت صفحه و صرفه جویی در پهنای باند می‌شود. در سمت سرور، ذخیره سازی سرور می‌تواند برای ذخیره داده‌های درخواستی مکرر مورد استفاده قرار گیرد. این کار از ارسال مکرر داده‌ها همچون ردیف‌های پایگاه داده یا پاسخ‌ها از APIهای شخص ثالث جلوگیری می‌کند.

• کش سرور وب چیست؟

وب کشینگ، فعالیت ذخیره سازی داده‌ها برای استفاده مجدد است. مانند یک کپی از یک صفحه وب که توسط یک سرور وب سرویس‌دهی می‌شود.

• مزایای استفاده از کش سرور چیست؟

استفاده از کش سرور می‌تواند مزیت‌های بسیاری را برای صنعت‌های مختلف در پی داشته باشد. در این مقاله به طور مفصل در این خصوص صحبت کرده‌ایم.