Uitleg van Edge Acceleration Technology: hoe je met behulp van edge nodes de prestaties van apps en de gebruikerservaring kunt verbeteren.

Wat is edge-acceleratie?

Edge acceleration is een strategie voor het optimaliseren van netwerkaanlegingen. Het idee achter deze strategie is om de mogelijkheden voor het leveren van content, verwerking van data en uitvoering van berekeningen te verplaatsen van traditionele, centrale datacentra (in de cloud) naar locaties die dichterbij de eindgebruikers of de bronnen van de data zijn. Met “edge” wordt bedoeld een geografisch verspreid netwerk van edge-nodeën; deze kunnen zich bevinden in de ruimtes van internetserviceproviders (ISP’s), in de buurt van mobiele basestations of zelfs in stadsgewijze datacentra.

In de traditionele manier van internettoegang moeten gebruikersverzoeken via lange netwerkketens worden gestuurd naar een centrale server op afstand. De server verwerkt de verzoeken en stuurt de gegevens daarna opnieuw terug. Dit proces leidt onvermijdelijk tot vertragingen in het netwerk, vooral wanneer de gebruiker fysiek ver van de centrale server is gelegen. Edge acceleration (randversnelling) wordt gebruikt om dit probleem te verhelpen door wereldwijd een groot aantal edge-nodeën (randstations) te plaatsen, waardoor een uitgebreid netwerk van caches en rekenkracht wordt gecreëerd. Wanneer een gebruiker een verzoek indient, wordt het verzoek intelligent gerouteerd naar de edge-node die zich het dichtst bij de gebruiker bevindt of die de beste prestaties biedt. De edge-node verzorgt vervolgens de service rechtstreeks, waardoor de tijd en de afstand die de gegevens moeten afleggen worden aanzienlijk verkort.

De essentie van edge acceleration is dus dat er een high-performance tussenlaag wordt opgezet tussen de eindgebruiker en de cloud. Deze tussenlaag niet alleen cachet het statische content, zoals afbeeldingen, CSS en JavaScript-bestanden van webpagina's, maar is ook in ontwikkeling tot een platform voor “edge computing” dat in staat is om lichte berekeningen uit te voeren, data in real time te verwerken en intelligente beslissingen te nemen.

Aanbevolen leesmateriaal Technologie voor edge-acceleratie: hoe je de prestaties en gebruikerservaring van websites kunt optimaliseren met edge computing.。

De kerncomponenten en technische principes van edge acceleration (versnelling van het webproces op de gebruikersmachine) zijn als volgt:

Het Edge Acceleration-systeem werkt afhankelijk van enkele kerncomponenten en belangrijke technologieën. Samen zorgen deze ervoor voor een volledige keten van acties, van het ontvangen van een gebruikersverzoek tot het leveren van een efficiënte respons.

\nbunny.net CDN

De maandelijkse kosten beginnen bij slechts 1 dollar, met duidelijke en transparante prijzen. De functionaliteit omvat permanente caching, realtime monitoring, DDoS-bescherming en gratis SSL-certificaten, speciaal geoptimaliseerd voor videostreaming, evenals een flexibele prijsstructuur op basis van gebruik.

Er is geen creditcard nodig en je kunt 14 dagen lang gratis proberen.

Bezoek de CDN van bunny.net →

Cloudways Cloudflare Enterprise

De prijs van het zakelijke CDN/WAF-abonnement van Cloudflare is als volgt: voor maximaal 5 domeinen betaal je 4,99 USD per maand per domein, inclusief 100 GB aan dataverkeer. Voor het overschrijden van deze limiet wordt 0,02 USD per GB in rekening gebracht.

Elke domeinnaam krijgt 100 GB aan dataverkeer.

Ga naar Cloudways Cloudflare Enterprise →

Edge Nodes

Edge nodes zijn fysieke of virtualiseerde eenheden die het hele netwerk vormen. Dit zijn servers die zijn verspreid over verschillende locaties en over basisfuncties beschikken als opslag, verwerking en netwerkkopieering. Een groot edge-netwerk kan duizenden van dergelijke nodes omvatten, waardoor een dichte dekking wordt gecreëerd. De kwaliteit van de nodes, de distributiedichtheid en de bandbreedte van de verbindingen bepalen direct de effectiviteit van de edge-acceleratie-diensten.

Intelligente planning en load balancing

Dit is het brein achter edge-acceleratie. Wanneer een gebruikersverzoek binnenkomt, moet het intelligente schakelsysteem (meestal gebaseerd op technieken als Anycast of DNS-schakeling) op het moment van hand een beslissing nemen om de gebruiker te leiden naar het meest geschikte edge-node. De beslissing wordt gebaseerd op, maar is niet beperkt tot:
Geografische afstand: selecteer het knooppunt dat fysiek het dichtstbij is.
Netwerkstatus: detecteer in realtime de status van de nodes, netwerkcongestie en responstijdvertragingen.
Status van de contentcache: er wordt prioriteit gegeven aan nodes waar de benodigde content al is opgeslagen in de cache.
– Gebruikersprovider: Kies zoveel mogelijk een node die zich bevindt in het netwerk van dezelfde provider als de gebruiker, om vertragingen tussen verschillende netwerken te voorkomen.

Content Distribution and Caching Strategies

Dit is een van de meest klassieke toepassingen van edge acceleration. Statische content wordt van tevoren vanaf de originele server (Origin Server) gehaald of actief naar de verschillende edge-nodeën geduwd (Pushed) om te worden opgeslagen in de cache. Enkele veelgebruikte cache-strategieën zijn:
Overlevingstijd: Stel een redelijke vervaldatum in voor de opgeslagen content om ervoor te zorgen dat de content tijdig wordt bijgewerkt.
Cache-sleutel: gebruikt om verschillende cache-objecten nauwkeurig te onderscheiden op basis van informatie zoals de URL en de aanvraagkop.
Edge-side logic: het uitvoeren van eenvoudige logica op edge-nodes om functies te implementeren zoals A/B-testen, het wijzigen van de request header en toegangscontrole, zonder terug te gaan naar de bron.

Edge computing en Functie-as-a-Service

Dit is de richting van de ontwikkeling van edge-acceleratie. Door op edge-nodeën een veilige, geisoleerde omgeving te bieden (bijvoorbeeld WebAssembly of containers), kunnen ontwikkelaars een deel van de bedrijfslogica (bijvoorbeeld beeldverwerking, personalisering van content, aggregatie van API's, realtime-datafiltering) rechtstreeks op de edge-deelnemers distribueren. Vraagstenen van gebruikers kunnen op de dichtstbijzijnde edge-node worden verwerkt, zodat een deel of al het verwerkingstraject wordt uitgevoerd, en alleen de nodige resultaten worden teruggegeven aan de gebruiker of verstuurd naar de centrale cloud. Dit verlicht de belasting op de kerndatacentra en vermindert de totale verwerkingstijd van vraagstenen aanzienlijk.

Aanbevolen leesmateriaal CDN vanaf nul begrijpen: het versnellingsprincipe, de kernvoordelen en een handleiding voor praktische implementatie。

De belangrijkste prestatieverbeteringen die worden geboekt door edge acceleration (versnelling van het proces van dataverwerking aan de rand van het netwerk) zijn:

Het implementeren van edge-acceleratie-technologieën kan onmiddellijk en op meerdere manieren de prestaties van webapplicaties, API-diensten en streaming-media verbeteren.

De netwerkvertraging aanzienlijk verminderen.

Dit is de meest directe voordel: door de serverpunten te verplaatsen van datacentra die duizenden kilometers verderop zijn naar edge nodes in de steden waar de gebruikers zich bevinden, wordt de fysieke afstand voor het verspreiden van data aanzienlijk verkort. Voor toepassingen die gevoelig zijn voor vertragingen, zoals het laden van webpagina's, online spelletjes en realtimecommunicatie, kan een verlaging van de tijd van enkele tientallen tot enkele honderden milliseconden een essentieel verschil maken tussen een “acceptabel” en een “soepel” gebruikerservaring.

Toepassingsmogelijkheden en redundantie verbeteren

Distribueerde architecturen beschikken van nature over een hoge beschikbaarheid. Zelfs als er een fout optreedt bij een randnode of een regionaal netwerk, kan het intelligente schakelsysteem het gebruikersverkeer snel en soepel omleiden naar andere, werkende nodes. Daarnaast wordt het content op meerdere nodes opgeslagen, waardoor DDoS-aanvallen op de originele server worden afgewend. De originele server hoeft alleen de terugkerende verzoeken van de randnodes te verwerken, waardoor de belasting aanzienlijk wordt verlicht.

Optimaliseren van de bandbreedtekosten en de efficiëntie van het dataverkeer

For providers die veel statische content aanbieden (zoals video's en software-downloads), kan edge-acceleratie aanzienlijke bandbreedtebesparingen opleveren. Het grootste deel van het gebruikersverkeer wordt al op de edge-nodes afgehandeld; alleen de niet-beantwoordde verzoeken of de delen die dynamisch verwerkt moeten worden, worden naar de originele server gestuurd. Dit vermindert de bandbreedteverbruik van de originele server. De verbindingen tussen de edge-nodes zijn meestal optimaal ingericht, waardoor de synchronisatie van de content tussen de verschillende nodes ook verbeterd wordt.

Verbeteren van de gebruikerservaring op mobiele apparaten en in de internet-of-things (IoT)-omgeving

De netwerkomstandigheden in mobiele netwerken en de internet-of-things (IoT)-omgeving zijn onstabiler. Edge-nodeën die worden geplaatst in de buurt van mobiele netwerkknooppunten, zorgen ervoor dat mobiele apps en IoT-apparaten op een kortere afstand en met een stabielere verbinding met backend-diensten kunnen communiceren. Dit vermindert onderbrekingen of fluctuaties in de dataoverdracht die kunnen worden veroorzaakt door netwerkschommelingen, en is zeer geschikt voor toepassingen als connected cars en smart homes.

Typische toepassingsgebieden van edge acceleration (versnelling van het verwerken van data op de rand van het netwerk):

De technologie voor randversnelling (edge acceleration) is niet alleen op één manier bruikbaar; de waarde ervan wordt in verschillende situaties volledig geïnvesteerd.

Aanbevolen leesmateriaal Alles over edge-acceleratie in één artikel: een volledige uitleg van de technische principes, de belangrijkste voordelen en de toepassingsscenario's。

Versnelling van statische en dynamische websites

Voor nieuwsportalen, e-commerce-sites en bedrijfswebpagina's kan men statische bronnen zoals HTML, foto's, video's en styleheets volledig opslaan in de edge-datacentra. Dankzij de mogelijkheden van edge-computing wordt het mogelijk om dynamische content op de edge-punten te personaliseren, ESI-labels te verwerken en zelfs eenvoudige server-side-rendering uit te voeren. Hierdoor kunnen dynamische websites een vergelijkbare snelheid van toegang bieden als statische websites.

Distributie van video- en live-streaming-media

Dit is een traditioneel sterke punt van edge acceleration (versnelling van het distribueren van content via lokale servers). Door videobestanden op te delen en deze in de cache op de lokale servers op te slaan, kunnen kijkers de data rechtstreeks van de dichtstbijzijnde server halen. Dit voorkomt dat het netwerk overbelast raakt, waardoor de video sneller wordt geladen en soepeler wordt afgespeeld. Voor live streams kunnen lokale servers de transcodering, het aanpassen van het formaat en de distributie van de content verzorgen, waardoor de druk op de originele server wordt verlicht en kijkers overal ter wereld een laaglatency-ervaring krijgen.

Distributie van updates voor software en games

De updatepakketten voor spelclients, besturingssystemen en grote softwareprogramma's zijn zeer groot in omvang. Dankzij het distribueren via edge-acceleratie-netwerken kunnen spelers en gebruikers wereldwijd de updates snel downloaden vanaf lokale of nabijgelegen servers. Dit voorkomt dat al het verkeer naar één enkele server stroomt, waardoor het vertragingen en overbelastingen veroorzaakt. Hierdoor wordt de tijd die nodig is voor het updaten aanzienlijk verkort, wat de tevredenheid van de gebruikers verhoogt.

API-interfaces en microservices: versnelling van de uitvoering

Moderne toepassingen zijn sterk afhankelijk van API-oproepen. Door deel van de functionaliteit van een API-gateway of alleen de leesbare API-data op te slaan in de edge (de buurt van de gebruiker), kan de respons tijd van de API's aanzienlijk worden verlengd. Voor data die door IoT-apparaten wordt verzonden of voor verzoeken om informatie, kan het apparaat rechtstreeks worden verbonden met een edge-node voor verwerking en samenvoeging van de gegevens. Vervolgens worden deze gegevens in batches en asynchroon gesynchroniseerd met de centrale cloud. Dit verbetert de totale doorvoercapaciteit en de real-time-eigenschappen van het systeem.

Beveiliging en toegangscontrole

Edge nodes kunnen dienen als eerste verdedigingslinie tegen securityrisico's. Hier kunnen regels voor webapplicatiefirewalls worden toegepast, DDoS-traffic worden gefilterd, botprogramma's worden beheerd en basisverificaties worden uitgevoerd. Kwaadwillige traffic wordt al op de edge-punten geblokkeerd, waardoor de bronserver niet wordt bedreigd. Dit beschermt de veiligheid van de bronserver en bespaart tegelijkertijd de verbruik van securitybronnen.

Samenvatting

Edge Acceleration creëert een distribuerd dienstennetwerk dat dichter bij de gebruikers is door de mogelijkheden voor verwerking en distributie van content naar de randen van het netwerk te verplaatsen. Het is niet alleen een simpel uitbreiding van een content-distributie-netwerk, maar een integraal oplossing dat verschillende technologieën combineert, zoals intelligente planning, globale load balancing en edge computing. De belangrijkste waarde van Edge Acceleration is dat het de fysieke en logische afstand tussen data en gebruikers drastisch verkleint, waardoor er significante voordelen zijn op het gebied van verlaging van vertragingen, verbetering van beschikbaarheid, optimalisatie van bandbreedtekosten en versterking van de beveiliging van diensten.

Met de explosieve groei van 5G, de Internet of Things en toepassingen voor realtime-communicatie, worden de eisen voor netwerkdelen en de betrouwbaarheid van het netwerk steeds strenger. Edge-acceleratie-technologieën zullen zich continu ontwikkelen en worden dieper geïntegreerd met cloudcomputing, waardoor een nieuwe type rekenarchitectuur wordt gevormd: “cloud-edge-device”. Deze architectuur vormt een onmisbare infrastructuur voor toekomstige digitale toepassingen.

Veelgestelde vragen (FAQ)

Wat is het verschil tussen edge acceleration en de traditionele CDN (Content Delivery Network)?

De traditionele CDN's (Content Delivery Networks) richten zich voornamelijk op het opslaan en distribueren van statische inhoud. De functionaliteit van hun nodes is relatief eenvoudig: ze worden gebruikt voor het opslaan van inhoud en het doorsturen van deze inhoud naar gebruikers.

De moderne edge-acceleratieplatformen combineren de mogelijkheden van edge-computing met de traditionele CDN (Content Delivery Network). Ze bieden ontwikkelaars de mogelijkheid om op edge-nodes eigen code uit te voeren, waardoor ze dynamische verzoeken met complexere logica kunnen verwerken. Dit resulteert in een betere omzetting van verzoeken en antwoordjes, de generatie van persoonlijke content en de realtime-verwerking van data. Edge-acceleratie kan dus worden gezien als een evolutie en versterking van CDN, waardoor een grotere programmeerbaarheid en rekenkracht wordt geboden.

Is het nodig om de bestaande toepassingsarchitectuur drastisch te veranderen om edge-acceleratie te implementeren?

Het is niet altijd nodig om een grote herstructurering uit te voeren. Voor het versnellen van statische content is het meestal voldoende om de DNS-resolutie te wijzigen, waardoor de domeinnaam wordt gerouteerd naar de adresen die worden aangeboden door de edge-acceleratieprovider. Dit gebeurt volledig transparant voor de toepassing.

Voor scenario's waarbij gebruik wordt gemaakt van de mogelijkheden van edge computing, kan enige ontwikkelingswerkzaamheid nodig zijn. Dit kan betekenen dat een deel van de stateless, lichte businesslogica moet worden herschreven tot functies die op de edge kunnen worden uitgevoerd. Veel edge computing-platformen bieden ontwikkelingshulpmiddelen en API's die compatibel zijn met bestaande clouddiensten, waardoor de drempel voor migratie en ontwikkeling wordt verlaagd. De implementatie kan worden gestart met niet-kernelijke functies die gevoelig zijn voor vertraging, en deze kunnen vervolgens worden getest.

Hoe kan de veiligheid en compliance van gegevens die zijn opgeslagen op edge nodes worden gewaarborgd?

Dit is een centraal probleem dat zowel edge-acceleratie-serviceproviders als gebruikers samen bespreken. De belangrijkste beschermingsmaatregelen zijn als volgt: de edge-nodes worden geëxecuteerd in een zeer veilig omgeving (een zogenaamde sandbox), waardoor er strikte isolatie van processen en netwerken wordt gewaarborgd; alle communicatie tussen de nodes, evenals de communicatie tussen de nodes en de bronserveren of gebruikers, wordt verplicht met TLS/SSL versleuteld; serviceproviders bieden meestal uitgebreide mogelijkheden voor het bijhouden van toegangsloggen en auditen.

Op het gebied van datacompliance moeten gebruikers met hun serviceprovider duidelijk afspreken welke geografische regels gelden voor het opslaan van gegevens in de cache. Veel services bieden de mogelijkheid om in te stellen dat gegevens niet in de cache mogen worden opgeslagen, of om aan te geven dat content alleen op nodes in bepaalde landen of regio's wordt opgeslagen. Dit is nodig om te voldoen aan vereisten van datalocalisatie-regelgevingen zoals de GDPR.

Betekent edge computing dat er geen centraal gevestigde cloudcomputing meer nodig is?

Dat is niet het geval. Edgecomputing en centraal cloudcomputing vormen een complementaire relatie en samen een geïntegreerde architectuur van “cloud-edge-device”. De edge-kant is gespecialiseerd in het verwerken van data in real time, met korte cycli en lage vertraging, waardoor lokale beslissingen kunnen worden genomen, zoals het realtime filteren, samenvoegen en onmiddellijk reageren op gegevens.

De centrale cloud is verantwoordelijk voor het permanente opslaan van enorme hoeveelheden data, complexe batch-verwerking, big data-analyse, modeltraining en het beheer van de globale bedrijfslogica. De resultaten die worden verwerkt door de edge-nodeën, de data die op langere termijn moet worden bewaard, en de distributie en het beheer van de code van de edge-functies zijn nog steeds afhankelijk van de krachtige, flexibele en functionele centrale cloud. Samen werken ze om de maximale efficiëntie te bereiken.