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Einführung in Amazon CloudFront und seine Architektur

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1- Was ist Amazon Cloudfront?

Wenn Sie eine Website mit Benutzern aus der ganzen Welt haben, tritt ein Problem mit Ihren Benutzern auf, die zu weit von Ihrem Server entfernt sind. Sie müssen lange warten, um eine Anwort vor der Website zu erhalten.
CDN ist die Abkürzung von Content Delivery Network. CDN ist ein Netzwerk von vielen Servern in verschiedenen Teilen der Welt. Sie speichern die Kopien des Inhalts Ihrer Website, um sie an Benutzer in der Nähe zu verteilen. Amazon CloudFront ist eines der weltweit größten Systeme CDN.
Hier haben wir zwei Begriffe

Origin Server

Origin Server : Hier werden Ihre Originaldateien abgelegt. Dies kann ein HTTP Server, Amazon S3 Bucket, ... sein.

Edge Location (POP - Point of Presence)

Edge Location wird auch als POP (Point of Presence) bezeichnet, an den die Anforderungen vom Benutzer gesendet werden. Beachten Sie, dass Anforderungen vom Benutzer nicht direkt an den Origin Server gesendet werden.
Schauen wir uns die folgende Abbildung an. Wir werden analysieren, wie Cloudfront funktioniert, wenn der Benutzer eine Datei von Ihrer Website anfordert:
1- Der Benutzer greift auf Ihre Website zu und fordert eine Datei wie eine Bilddatei oder HTML,... an.
2 - DNS leitet die Anforderung an den am schnellsten reagierenden POP (Edge Location) weiter (minimale Latenz). Normalerweise ein POP mit der geografischen Standord, der am nähsten zu dem Benutzer liegt, und erfüllt die Anforderungen vom Benutzer.
3 - Bei POP (Edge Location) überprüft CloudFront seinen Cache, um festzustellen, od die vom Benutzer angeforderte Datei verfügbar ist. Wenn vorhanden, wird die Datei an den Benutzer zurückgegeben. Befindet sich die Datei jedoch nicht im Cache, führt CloudFront die folgenden Schritten durch:
  • 3a - CloudFront schickt eine Anforderung an Origin Server um die Datei zu erhalten.
  • 3b - Origin Server schickt die Datei an Edge Location.
  • 3c - Sogleich wenn die ersten bytes von Datein aus Origin Server an Edge Location geschickt werden, werden sie an den Benutzer geschickt. CloudFront fügt auch diese Datei in die Cache von Edge Location für das nächste Mal ein, in dem ein Benutzer diese Datei anfordert.

2- Die neue Architektur von CloudFront

Ab November von 2016 hat Amazon die Struktur von CloudFront aktualisiert. Hier ist die Abbildung vom Unterschied zwischen die alte und neue Architektur.
Wir können die Präsenz von Regional Edge Cache in die neue Architektur sehen.
Was passiert bei der neuen Architektur von CloudFront, wenn der Benutzer eine Datei von Ihrer Website anfordert?
1 - Ein Benutzer greift auf Ihre Website zu und fordert eine Datei wie eine Bilddatei oder HTML,...an
2 - Die Benutzeranforderung wird an denn am schnellsten reagierenden POP (Edge Location) gesendet (minimale Latenz).
3 - Bei POP (Edge Location): wenn die angeforderte Datein in Cache von POP vorhanden ist, wird sie an den Benutzer zurückgegeben. Andernfalls fürht CloudFront die folgdenden Schritte aus:
  • 3a - CloudFront leitet die Anforderung an Regional Edge Cache weiter.
  • 3b - Wenn die Datei in die Cache von Regional Edge Cache existiert, wird es zu Edge Location gesendet. Umgekehrt leitet es die Anforderung nach Origin Server (...) weiter.
  • 3c - Sobald die ersten bytes von Daten aus Regional Edge Cache an Edge Location geschickt werden, werden sie an die Benutzer geschickt. CloudFront fügt auch die Datei in die Cache von Edge Location für das nächte Mal ein, in dem ein Benutzer diese Datei anfordert.
Regional Edge Cache hat einen viel größeren Cache als ein einzelner Edge Location, sodass Dateien, einschließlich weniger häufiger, länger gespeichert werden. Während Edge Location einen kleinen Cache hat, werden üblichen Dateien lang gespeichert. Wenn eine Datei im Laufe der Zeit weniger populär ist, wird sie aus dem Cache von Edge Location entfernt.
Die Präsenz von Regional Edge Cache reduziert die Anforderungen, die an Origin Server gesendet werden.

3- Edge Locations Map

Die folgende Karte zeigt Ihnen die georgrafischen Ort von Edge Location und regionalen Regional Edge Cache in der Welt:

4- Invalidation

Wenn eine Datei am Edge Location (oder Regional Edge Cache) gespeichert wird, hat sie eine Gültigkeitsdauer (wie lange sie sich im Cache befindet). Wenn der Benutzer vor Ablauf der Gültigkeitsdauer Zugriff darauf erhält, wird diese Gültigkeitsdauer von Anfang an zurückgesetzt, andernfalls wird die Datei aus dem Cache entfernt.
Achtung: Die Gültigkeit von Dateien im Regional Edge Cache ist viel länger als die von Dateien im Edge Location.
Wenn Sie den Inhalt einer bestimmten Datei auf dem Origin Server ändern, kann der Benutzer möglicherweise nicht auf den neuen Inhalt zugreifen, denn CloudFront dem Benutzer die alte Version der Datei sendet, wenn sie sich im Cache befindet.
Sie können die Anforderung Invalidate an CloudFront senden, um CloudFront zu sagen, eine Liste bestimmter Dateien aus dem Cache aller Edge Location und Regional Edge Cache zu löschen.

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