Qu’est-ce que le CDN ?

Le CDN repose sur un réseau de points répartis à travers le monde et qui facilitent la distribution locale du contenu des serveurs des sites. Les fichiers stables, c’est-à-dire ceux qui n’ont point besoin de mises à jour, sont automatiquement mis en cache. Les serveurs d’un CDN conservent momentanément dans un cache les éléments des pages Web, tels que les images, le HTML, le JavaScript et les vidéos. Ils transmettent ensuite ces données mises en cache aux utilisateurs qui accèdent à la page web. En conséquence, les contenus sont stockés sur les serveurs délocalisés. Ainsi, les contenus sont délivrés plus rapidement lorsque vous en faites la demande. Le CDN offre alors un accès optimisé aux contenus. Cette rapidité d’exécution des tâches constitue une caractéristique et l’avantage clé du Content Delivery Network.

Cette technologie tire vraisemblablement parti des innovations technologiques qui visent à maximiser l’efficacité des sites à l’échelle internationale. Ordinairement, les sites qui n’utilisent pas la technologie Content Delivery Network sont en effet plus lents que ceux qui l’utilisent. Beaucoup d’agences web proposent désormais à leurs clients de s’appuyer sur un CDN pour diffuser les contenus de leurs sites et applications web aux utilisateurs.

De quelle manière un CDN optimise-t-il les performances de chargement ?

En ligne, la plupart des utilisateurs ont déjà profité au moins une fois des atouts d’un Content Delivery Network (CDN). La majorité des grandes entreprises technologiques (Google, Microsoft et Apple par exemple), ont recours aux CDN pour diminuer considérablement le temps de latence lors du chargement des pages Web.

De manière fonctionnelle, un CDN positionne habituellement ses serveurs aux niveaux des points d’échange entre divers réseaux. Ces points d’échange sont des intersections qu’on appelle généralement IXP ou “point d’échange Internet”. Il s’agit des principaux endroits où différents fournisseurs d’accès Internet (FAI) connectent entre eux leurs réseaux afin d’échanger des ressources. Par ailleurs, outre les IXP, le CDN installe aussi ses serveurs dans des centres de données répartis partout dans le monde, principalement dans des zones ayant une forte densité de trafic. Mais les CDN implantent aussi leurs centres de données à des emplacements stratégiques, afin de déplacer le trafic le plus vite possible.

Les principaux avantages d’un CDN pour un site web

Les sites web et applications web privilégient l’usage du réseau de diffusion de contenus principalement en raison de quatre avantages majeurs :

• Performances améliorée ;
• Réduction des coûts ;
• Fiabilité améliorée ;
• Grande résistance aux cyberattaques.

Performances accrues des sites et des applications web

L’accroissement des performances est sans nul doute le principal avantage qui vient à l’esprit de la majorité des professionnels lorsqu’il s’agit d’adopter un CDN. L’un des atouts majeurs d’un réseau de diffusion de contenus réside dans sa capacité à distribuer du contenu de manière rapide et efficace. Cela n’est évidemment pas sans raison. En effet, les sites Internet ayant adopté le CDN ont pu observer une diminution considérable du temps de chargement (50%, voire plus dans certains cas). Concrètement, les Content Delivery Network accélèrent la distribution du contenu en :

• Diminuant la taille des fichiers dans le but d’accélérer le temps pour les charger ;
• Rapprochant l’emplacement du stockage du contenu de celui de sa destination ;
• Améliorant l’infrastructure des serveurs afin de répondre plus rapidement aux différentes requêtes des internautes.

Les optimisations de performance du CDN se classent en trois grandes catégories. Premièrement, il y a la réduction de la distance qui constitue le fondement d’un Content Delivery Network. La distance physique entre les données demandées et le client est considérablement restreinte. Deuxièmement, il y a les optimisations matérielles et/ou logicielles. Le réseau de diffusion de contenus optimise les capacités de l’infrastructure côté serveur, notamment en adoptant des disques SSD et en répartissant plus efficacement les charges. Enfin, grâce au CDN, les données transférées sont de plus petite taille. C’est une technologie qui utilise des techniques pour réduire le poids des fichiers sans les dégrader. Ceci, afin de charger les pages des sites web plus rapidement.

Fiabilité améliorée

Il arrive parfois que des incidents surviennent en ligne. Par exemple, les serveurs peuvent cesser de fonctionner et les réseaux peuvent se retrouver saturés. Dans certains pays, on observe même des coupures récurrentes de connexions. Un réseau de distribution de contenu (CDN) ou centre de données de reprise (RDC) permet aux sites web d’assurer une continuité du service Internet pour les utilisateurs. Même en cas de difficultés, le service reste assuré. Les Content Delivery Network distribuent le trafic réseau de manière stratégique et équilibrée. Cela permet d’éviter la surcharge d’un serveur. Si éventuellement un serveur tombe en panne, le répartiteur de charge du CDN peut engager un basculement afin de faire en sorte qu’un serveur de secours prenne le relais. Certains RDC, ceux de Cloudflare par exemple, peuvent facilement éviter les encombrements du réseau.

Constitués de multiples serveurs répartis à travers divers centres de données, les CDN ont la possibilité d’offrir une redondance élevée. Ainsi, en cas de défaillance d’un serveur ou d’un centre de données, les RDC peuvent continuer à distribuer du contenu à partir d’autres serveurs se trouvant dans le réseau.

Content Delivery Network – La réduction des coûts

Les CDN permettent aux propriétaires de sites web de minimiser les coûts en limitant les allers-retours vers le serveur principal. Le fait de mettre en cache une grande partie du contenu d’un site et de le délivrer directement depuis ce cache, permet au CDN de prendre en charge la distribution de ce contenu. Cela évite ainsi au serveur principal de devoir fournir les données de manière répétée. Les entreprises prestataires d’hébergement web facturent ordinairement les sites en fonction du volume de données échangées avec l’hébergeur. En conséquence, plus la quantité de données est élevée, plus grand est le coût. Généralement, on utilise le terme « bande passante » pour désigner les coûts. Mais en réalité, il s’agit de la capacité du réseau.

Cependant, lorsqu’un CDN prend en charge le contenu d’un site Internet en lieu et place du serveur original, le volume de data à transférer s’en trouve considérablement réduit. Le serveur principal reçoit donc moins de requêtes de la part des internautes. Le CDN gère en effet la majorité des requêtes. En conséquence, le contenu est acheminé depuis le serveur original, ce qui diminue considérablement les coûts liés à la bande passante.

Content Delivery Network – Grande résistance aux cyberattaques

Les centres de données des CDN sont particulièrement efficaces. Ils protègent les sites Web contre les attaques DoS et DDoS. Ces attaques consistent généralement à inonder les sites avec des flux massifs de trafic indésirable. L’objectif, c’est de surcharger ces sites et de les rendre inopérants. Grâce à leur infrastructure composée d’une multitude de serveurs, les CDN ont la capacité d’absorber des volumes importants de trafic. Ils peuvent aussi absorber des pics inhabituels de trafic causés par une attaque DDoS ou DoS, bien mieux qu’une infrastructure composée d’un seul serveur. C’est ainsi que les sites Internet arrivent à rester accessibles même en cas d’agression cybernétique.

Comment le temps de chargement varie-t-il selon l’utilisation ou non d’un Content Delivery Network ?

Imaginons qu’un internaute se trouvant Hong-Kong doive consulter un site Internet hébergé sur un serveur situé à Paris. Il ne fait aucun doute que la distance entre ces deux lieux est immense, s’étendant sur des milliers de kilomètres. Si le serveur principal se trouve à Paris, chaque requête doit faire le trajet entre Hong-Kong et Paris et inversement. Chaque demande doit nécessairement transiter par un certain nombre de routeurs tout au long du trajet, du point de départ vers le point d’arrivée. L’utilitaire “traceroute” permet de connaître le nombre de connexions différentes (sauts) requises pour que votre ordinateur accède à un service web spécifique depuis votre position actuelle.

Dans la pratique, puisque la requête envoyée de Hong-Kong vers Paris transite par chaque routeur se trouvant sur le chemin, on peut observer une certaine latence. Cette dernière est due à la distance totale parcourue et au temps nécessaire à chaque routeur pour traiter la demande. Après le traitement de la requête par le serveur d’origine, ce dernier renvoie les informations à travers les mêmes routeurs avant de revenir à Hong-Kong.

Temps de latence pour les sites qui n’utilisent pas de CDN

A titre illustratif, il faut normalement environ 260 ms pour que la requête d’un internaute fasse le trajet entre Hong-Kong à Paris. En établissant une connexion TCP/IP, on peut avoir 3 instances de 260 ms de latence. En principe, une page web bien constituée nécessite différents types de ressource unique : images, fichiers JavaScript, etc. Considérant les 3 instances de 260 ms de latence, la connexion TCP/IP s’établira entre le client (à Hong-Kong) et le serveur d’origine (à Paris) au bout de 780 ms. Ensuite, il y aura une requête HTTP qui durera 260 ms pour le trajet Paris à Hong-Kong. Le client de Hong-Kong reçoit une réponse du serveur d’origine à Paris avec le code 200. La page web s’affiche au bout de 260 ms supplémentaires.

Plus tard, les différents types de ressources sont demandés par le client situé à Hong-Kong. La durée de la réponse est de 260 ms. Ces ressources sont livrées de manière asynchrone au poste client depuis le serveur principal qui se trouve à Paris. Somme toute, la réponse dure 1560 ms. En fin de compte, pour cet exemple, le temps de transit total pour que la page que l’internaute demande se charge est 3120 ms.

Vous pouvez donc observer un temps de réponse considérable pour les sites n’utilisant pas de CDN. Au fur et à mesure que le site se développe et demande davantage de ressources ou de données, le délai entre le point A et le point B ne cessera de croître.

Temps de latence pour les sites qui utilisent un content Delivery Network

Reprenons l’exemple précédent (serveur situé à Paris et internaute situé à Hong-Kong). Désormais, le site se trouve hébergé sur le serveur principal de Paris qui utilise un CDN avec un serveur qui lui, se trouve à Singapour. Ce dernier conserve une version du site web statique en cache. Dans ces conditions, il faudrait 40 ms pour qu’une demande voyage de Hong-Kong à Singapour. Le fait de mettre en place une connexion TCP/IP favorisera l’ajout de 3 instances de 40 ms de latence. La page que l’internaute demande requiert 5 ressources distinctes dont des images, des fichiers JavaScript et la page elle-même. Ainsi, en considérant tous ces paramètres, une page web qui utilise un CDN peut se charger en 1040 ms.

Dans cet exemple, on constate une diminution de la distance entre le client et le contenu. Ce qui crée une nette amélioration du temps de latence. L’amélioration est donc significative lorsque le site utilise un CDN.

Comment un réseau de diffusion de contenus distribue-t-il du contenu ?

Généralement, lorsqu’un client demande un fichier au serveur principal, cette requête implique un aller-retour entre le client et le serveur. C’est le principe fondamental du web. Un CDN améliore le temps en envoyant les fichiers de contenu statique du serveur principal vers son propre réseau distribué. Cela se fait grâce à un processus appelé mise en cache. Certains Content Delivery Network proposent des fonctionnalités avancées qui permettent également de mettre en cache des contenus dynamiques. Lorsque les données sont mises en cache, le CDN fournit en retour le contenu au poste client. Il le fait depuis le centre de données le plus proche. Lorsque la connexion TCP/IP est établie entre le client et le serveur, l’appareil client transmet une requête HTTP au réseau du CDN.

Si le contenu demandé ne se trouve pas encore dans le cache, le CDN procédera d’abord à un téléchargement depuis le serveur d’origine. Pour ce faire, il doit effectuer une requête supplémentaire entre le serveur principal et le serveur périphérique du CDN. Voici les quatre phases d’un processus classique de mise en cache avec un CDN :

• Quand un utilisateur sollicite une page Web, sa requête va vers le serveur périphérique le plus proche du CDN ;
• Le serveur périphérique transmet alors une requête au serveur d’origine et récupère le contenu que l’utilisateur a demandé ;
• Le serveur d’origine répond au serveur périphérique ;
• Le serveur périphérique répond en retour au serveur principal.

Content Delivery Network – Conclusion

L’intérêt de la proximité d’un CDN avec un poste client se manifeste une fois que la requête initiale a été faite auprès du serveur principal. Après la mise en cache des données sur le réseau du Content Delivery Network, les requêtes ultérieures du poste client n’ont qu’à aller vers le serveur périphérique le plus proche. C’est ainsi que le temps de latence peut diminuer considérablement.