Qué es una CDN: Cómo funciona y quién necesita una red de distribución de contenidos

Content Delivery Network (CDN) afecta su vida en línea más de lo que cree. Podrás evaluar su impacto al cargar cualquier contenido en el sitio y aplicaciones: audio, video, streaming, imágenes, textos, gráficos. Una CDN ayuda a entregar contenido rápidamente al usuario, lo cual es importante en muchas áreas. Por ejemplo, debido al largo tiempo de carga de la página de la tienda en línea, el cliente irá a la competencia, y si el sitio web del medio tarda mucho en cargarse, el lector elegirá otro medio en línea.

¿Qué es CDN?

CDN es una arquitectura de red distribuida diseñada para acelerar la entrega de contenido a los usuarios. En el hosting normal, el cliente solicita contenido al servidor que almacena los datos. El servidor procesa la solicitud y transmite un paquete de datos, después de lo cual se carga el sitio o la aplicación. El alojamiento CDN incluye servidores adicionales en la cadena que son responsables de almacenar en caché el contenido.

Content Delivery Network tiene sus servidores en tantas ubicaciones geográficas como sea posible. Debido a la red distribuida de servidores CDN, la distancia entre el servidor de origen y el usuario no afecta la velocidad de transferencia de datos. 

Historia de CDN 

Akamai lanzó la primera CDN en 1998, cuyas técnicas sirven de base para las redes modernas de distribución de contenidos. Las CDN de primera generación se centraban en contenidos estáticos: software, imágenes, archivos.

A medida que la computación móvil y en la nube se generalizó, se desarrollaron los servicios CDN de segunda generación. Permitieron la entrega eficiente de contenido web y multimedia dinámico más complejo. A medida que ha crecido el número de usuarios de Internet, ha aumentado el número de proveedores de CDN y los servicios que ofrecen.

Algunos modelos de negocio de CDN se basan en el volumen de contenido entregado. Otros proveedores brindan servicios básicos por una tarifa fija o incluso gratuitos, cobrando más por las mejoras y optimizaciones del rendimiento.

Cómo funciona CDN

La arquitectura CDN incluye:

• Servidor de origen: almacena los datos de origen que recuperan los nodos de borde. El servidor de origen es un almacenamiento en la nube o un servidor dedicado. Una CDN puede incluir varios servidores similares;
• Nodo perimetral o punto de presencia: un servidor local distribuido geográficamente. Los nodos perimetrales entregan contenido almacenado en caché a los usuarios.

El contenido alojado en el servidor de origen se duplica en los puntos de presencia. Cuando un usuario visita un sitio, el contenido se descarga desde el nodo intermedio más cercano. En ausencia de una CDN, los visitantes del sitio solicitan información y reciben respuestas directamente de la fuente principal. Este método aumenta las demandas en el servidor de origen: cada solicitud aumenta la carga y la ubicación remota del usuario desde el origen aumenta el tiempo de carga de la página.

El nodo de borde es el componente central de una CDN. Almacena copias o versiones en caché del contenido del sitio web recibido del servidor de origen; el nodo perimetral proporciona el contenido a pedido. Los servidores de almacenamiento en caché actúan como servidores proxy inversos (puntos de conexión ubicados frente a los servidores web) que actúan como intermediarios para las solicitudes de los usuarios finales. Los servidores proxy inversos interceptan solicitudes, las reenvían a servidores web y devuelven respuestas a los visitantes del sitio.

Además, se pueden agregar escudos de origen a la arquitectura CDN. También funcionan como proxy inverso y protegen el servidor de origen contra sobrecargas.

La función principal del servidor de protección es aliviar el servidor de origen de ráfagas de tráfico; representa las solicitudes, añadiendo otra capa de protección.

Mecanismos CDN

Existen varios mecanismos mediante los cuales funciona CDN:

• regla de almacenamiento en caché: determina cuánto tiempo permanece el contenido en el caché en el nivel de borde;
• tiempo de vida (TTL): el período de almacenamiento en caché en el nodo perimetral antes de recuperar datos del servidor de origen;
• limpieza: el mecanismo y proceso de limpieza del contenido en los puntos de presencia;
• restricción: una regla que regula el acceso al contenido desde un caché, por ejemplo, permitiendo solicitudes solo desde ciertas zonas geográficas o de dominio.

Tipos de contenido 

El contenido procesado por una CDN se divide en dos tipos.

Contenido estático : archivos en el servidor que no cambian durante la carga: archivos HTML, imágenes, videos. 

El contenido dinámico son datos que cambian según el usuario. El contenido dinámico se ve afectado por el género del usuario, el historial de navegación, el tiempo de sesión, la ubicación, el dispositivo y otros factores.

Los datos dinámicos se generan mediante scripts que cambian el contenido de una página web. El mismo sitio web se verá diferente para los usuarios, haciéndolo más personalizado e interactivo. El ejemplo más sorprendente son los feeds de redes sociales que responden a me gusta, comentarios y publicaciones de los usuarios.

El contenido estático y el dinámico cargan los servidores de forma diferente. El contenido estático utiliza RAM, mientras que el contenido dinámico utiliza la velocidad de la red. Ambos tipos de contenido en el mismo servidor crean el doble de carga. 

Herramientas CDN 

Para comprender dónde está el nodo de borde más cercano y guiar al usuario correctamente, existen dos herramientas CDN.

GeoDNS es una herramienta basada en un algoritmo para convertir una dirección IP en coordenadas geográficas. Después de recibir una solicitud, el servidor DNS determina la ubicación del usuario por dirección IP y encuentra el punto de presencia más cercano. 

Anycast : la herramienta funciona con el protocolo BGP, que transmite información sobre las redes vecinas y la distancia a ellas. Anycast es similar en funcionalidad a GeoDNS.

¿Qué problemas resuelve CDN? 

El rendimiento de un sitio web o aplicación se ve afectado por muchos factores: DNS y configuración del servidor host, calidad y optimización del código, y la distancia entre el servidor web y la ubicación de los usuarios; una CDN resuelve este problema.

El tiempo de respuesta del contenido alojado en una red CDN es significativamente menor en comparación con el tiempo de respuesta (descarga) del contenido por parte del usuario directamente desde el sitio generador de contenido. Una CDN le permite descargar contenido instantáneamente independientemente de la ubicación del servidor de origen. El usuario puede estar ubicado en Belgrado y el servidor puede estar en Bangkok. Los servidores CDN permiten el acceso a más visitantes simultáneos de diferentes países.

Una CDN ayuda a distribuir la carga en los servidores y proteger a los usuarios de picos de tráfico. Los recursos informáticos y el ancho de banda del servidor de origen son limitados; si se reciben más solicitudes de clientes de las que el servidor web puede manejar, el sitio o la aplicación pueden dejar de estar disponibles. Gracias a los servidores de caché, se reduce el consumo de ancho de banda en el servidor de origen, lo que ahorra recursos de la red.

Si la arquitectura tiene varios servidores de origen, la CDN actúa como una herramienta de equilibrio de carga, distribuyendo las solicitudes entrantes. El equilibrio ayuda a hacer frente a la congestión del tráfico y optimiza la capacidad del servidor.

CDN mejora la seguridad de la infraestructura. Mantener soluciones locales de mitigación de DDoS es costoso y complejo. Los servidores CDN están distribuidos en todos los continentes y proporcionan un amplio ancho de banda, por lo que un ataque DDoS a un sitio se distribuirá entre varios servidores. Muchas CDN también emplean mecanismos de seguridad y filtrado adicionales que mejoran y mejoran las estrategias de defensa contra ataques cibernéticos.

Content Delivery Network mejora la seguridad de las aplicaciones, las CDN pueden equiparse con un WAF (Web Application Firewall). Esta herramienta está diseñada para proteger las aplicaciones de vulnerabilidades: bloqueando ciberataques y exploits comunes.

CDN proporciona cifrado de tráfico. El uso de cifrado SSL/TLS aumenta la seguridad. Una CDN cifra el tráfico a medida que pasa a través de los servidores perimetrales, lo cual es especialmente importante si el sitio no tiene su propio certificado SSL.

¿Quién necesita una CDN? 

Una tienda en línea local o un sitio con pocos datos estadísticos probablemente no necesitará una CDN para su optimización. Para las empresas que trabajan con una gran cantidad de datos, especialmente contenido dinámico, una CDN ayudará a crear y retener una audiencia. Normalmente, la red de contenido dinámico es utilizada por:

• grandes tiendas online con audiencia distribuida y picos de carga;
• servicios de streaming con contenidos de audio y vídeo en streaming;
• empresas que utilizan activamente aplicaciones móviles;
• Portales de juego: distribuidores y proveedores de servicios de juego en la nube.

Posición actual de CDN en el mercado 

CDN es una parte integral de la arquitectura moderna de Internet. Las redes de entrega de contenido nacieron de la necesidad de mantener los sitios web funcionando de manera eficiente y cumplen ese propósito hasta el día de hoy.

Cada año, el contenido «pesado» gana popularidad: las redes sociales adquieren funciones adicionales y los servicios de streaming de audio y vídeo se están generalizando cada vez más.

Un estudio de 2022 realizado por Portent encontró que incluso pequeños aumentos en la velocidad de la página tienen un impacto significativo en las tasas de conversión:

• un tiempo de carga de 1 segundo genera un aumento del 40% en la conversión;
• cargar una página en 1 segundo tiene una tasa de conversión 3 veces mayor que cargarla en 5 segundos;
• una página que se carga en 10 segundos tiene una tasa de conversión 10 veces menor que una que se carga en 1 segundo.

Términos básicos

En un pequeño glosario te recordaremos los principales términos de CDN.

Content Delivery Network (CDN) es una red de entrega de contenido, una arquitectura de red distribuida diseñada para acelerar la entrega de contenido a los usuarios. 

Servidor de origen : almacena los datos de origen que recuperan los nodos perimetrales. El servidor de origen puede ser un almacenamiento en la nube o un servidor dedicado. Una CDN puede incluir varios servidores similares.

Un nodo de borde o punto de presencia es un servidor local distribuido geográficamente. Los nodos perimetrales entregan contenido almacenado en caché a los usuarios.

Contenido estático : archivos en el servidor que no cambian durante la descarga. Por ejemplo, archivos HTML, imágenes, vídeos. 

El contenido dinámico son datos que cambian según el usuario. El contenido dinámico se ve afectado por el género del usuario, el historial de navegación, el tiempo de sesión, la ubicación, el dispositivo y otros factores.

Conclusión

CDN mejora la velocidad de carga de sitios web y aplicaciones. Este factor es clave para todos los usuarios. Para una empresa que trabaja para una audiencia amplia, una CDN ayudará a brindar servicios de alta calidad y promover sus productos, pero es importante elegir un proveedor que pueda satisfacer los requisitos de todos para una CDN de alta calidad.