تاریخچه الگوریتم Compression برای فشرده‌سازی محتوا در CDN ها به سال‌های اوایل اینترنت باز میگردد. در آن زمان، پهنای باند بسیار محدود بود و ارسال داده‌ها به سرعت کند و با مشکلاتی مواجه بود. در این شرایط، ارائه یک الگوریتم کارآمد برای فشرده‌سازی محتوای وب به منظور کاهش حجم داده‌هایی که باید به کاربران ارسال شود، ضروری شد.
اولین تکنولوژی Compression برای فشرده‌سازی محتوای وب در سال 1993 معرفی شد. این تکنولوژی با استفاده از الگوریتم DEFLATE برای فشرده‌سازی محتوای متنی از جمله HTML، CSS و JavaScript به کار میرفت.
در سال 1996، تکنولوژی Gzip معرفی شد که از الگوریتم DEFLATE برای فشرده‌سازی محتوای وب استفاده میکرد. در این تکنولوژی، توانایی فشرده‌سازی محتوای متنی و تصویری بهبود یافت.
در سال‌های بعدی، تکنولوژی‌های جدیدی مانند Brotli، Zstandard و LZ4 برای فشرده‌سازی محتوای وب معرفی شدند. این تکنولوژی‌ها قابلیت فشرده‌سازی سریعتر و بهبود یافته را ارائه میکنند و با استفاده از آنها میتوان به سرعت بیشتری در ارسال داده‌ها و بهبود سرعت بارگیری وب‌سایت‌ها دست یافت.
به طور کلی، با پیشرفت تکنولوژی‌های فشرده‌سازی، الگوریتم Compression برای کاهش حجم داده‌هایی که باید به کاربران ارسال شود، بسیار کارآمد و مفید شده است و همچنان بهبود و توسعه مییابد.
مطالعه بیشتر: شبکه تحویل محتوا (CDN) چیست؟ افزایش سرعت لود سایت!
الگوریتم Compression:
الگوریتم Compression یکی از روش‌های کاهش حجم داده است. در این الگوریتم، اطلاعات و فایل‌هایی که برای ارسال به کاربران در CDN قرار دارند، فشرده سازی میشوند تا حجم آنها کاهش یابد و در نتیجه سرعت ارسال و دریافت اطلاعات بهبود پیدا کند.
در این الگوریتم، فایل‌های مختلف از جمله تصاویر، صفحات HTML، فایل‌های CSS و جاوا اسکریپت و … فشرده سازی میشوند. این فشرده سازی به کمک الگوریتم‌هایی مانند Gzip و Deflate انجام میشود. این الگوریتم‌ها با کاهش حجم فایلباعث کاهش زمان لود سایت میشوند.
هنگامی که یک کاربر درخواست ارسال یک فایل را از CDN ارسال میکند، سرور CDN این فایل را با استفاده از الگوریتم‌های فشرده سازی فشرده میکند و سپس فایل فشرده شده را به کاربر ارسال میکند. دریافت کننده فایل در سمت کاربر نیز با استفاده از الگوریتم فشرده سازی فایل را بازگشایی میکند و به صورت اصلی در مرورگر خود نمایش میدهد.
استفاده از الگوریتم Compression در CDN ها باعث بهبود کارایی و کاهش هزینه های پهنای باند میشود. به عنوان مثال، فایل‌هایی که به دلیل حجم بالای خود ممکن است مشکل در انتقال و ارسال داشته باشند، با اعمال الگوریتم Compression کاهش حجم می‌یابند و به راحتی ارسال میشوند.
مطالعه بیشتر : HTTP چیست و چگونه عمل میکند؟
نحوه عملکرد الگوریتم Compression:
عملکرد الگوریتم Compression در CDN به شکل زیر است:
۱. درخواست فایل از سمت کاربر : در ابتدا کاربر یک درخواست برای دریافت یک فایل از CDN میفرستد.
۲. فشرده سازی فایل : سرور CDN فایل درخواست شده را به صورت فشرده شده با استفاده از الگوریتم‌های فشرده سازی مانند Gzip و Deflate فرستاده و حجم آن را کاهش میدهد.
۳. ارسال فایل فشرده : فایل فشرده شده به کاربر ارسال میشود.
۴. بازگشایی فایل : کاربر فایل دریافتی را با استفاده از الگوریتم فشرده سازی بازگشایی کرده و به صورت اصلی در مرورگر خود نمایش میدهد.
در نتیجه، این الگوریتم با کاهش حجم فایلها، زمان لود صفحات و کاهش مصرف پهنای باند را بهبود میبخشد و این امر باعث ارتقای کارایی و کاهش هزینه های انتقال داده در CDN میشود.
مطالع بیشتر : الگوریتم SSL Acceleration چیست ؟
نحوه محاسبات الگوریتم Compression:
محاسبه کارایی الگوریتم Compression در CDN از طریق دو پارامتر زیر صورت میگیرد:
۱. حجم فایل فشرده شده : حجم فایلی که با استفاده از الگوریتم Compression در CDN فشرده سازی شده است.
۲. حجم فایل اصلی : حجم فایل اصلی قبل از اعمال الگوریتم فشرده سازی.
سپس با استفاده از فرمول زیر، نسبت فشرده‌سازی محاسبه میشود:
Compression Ratio = (حجم فایل اصلی – حجم فایل فشرده شده) / حجم فایل اصلی
مثلا اگر حجم فایل اصلی 1 مگابایت بوده و پس از اعمال الگوریتم فشرده سازی، حجم فایل به 500 کیلوبایت کاهش یافته باشد، نسبت فشرده سازی برابر با ((1-0.5)/1) 50 درصد خواهد بود.
با اعمال الگوریتم فشرده‌سازی، حجم داده‌هایی که باید ارسال شوند کاهش پیدا میکند و این موضوع باعث بهبود سرعت ارسال و دریافت داده‌ها و کاهش هزینه های پهنای باند در CDN میشود.
همچنین، برای ارزیابی کارایی الگوریتم‌های Compression در CDN، میتوان از دو معیار زیر استفاده کرد:
۱. Compression Ratio: که در بخش قبل توضیح داده شد. این معیار نشان میدهد که چقدر حجم داده‌های ارسالی در CDN با استفاده از الگوریتم Compression کاهش یافته است. بنابراین، هر چه این مقدار بیشتر باشد، فشرده‌سازی بهتری صورت گرفته است.
۲. CPU Usage: میزان مصرف پردازشگر در سمت سرور CDN برای اعمال الگوریتم Compression روی فایل‌هایی که از CDN ارسال میشوند. این معیار نشان میدهد که این الگوریتم چه میزان باری بر سیستم CDN تحمیل میکند. هر چه این مقدار بیشتر باشد، الگوریتم فشرده‌سازی سنگین تر و ممکن است باعث کاهش کارایی سرور CDN شود.
به طور کلی، اعمال الگوریتم Compression در CDN میتواند بهبود کارایی و کاهش هزینه‌های پهنای باند و استفاده از منابع سرورهای CDN را بهبود ببخشد. با این حال، برای انتخاب بهترین الگوریتم فشرده‌سازی در CDN، باید نسبت به پارامترهای مختلفی همچون سرعت فشرده‌سازی و میزان CPU Usage بررسی صورت گیرد.
مطالعه بیشتر : الگوریتم Least Load
تکنولوژی فشرده سازی چه مزایایی داره؟
استفاده از الگوریتم Compression در CDN، کاربردهای متعددی دارد که به طور کلی شامل موارد زیر است:
۱. کاهش هزینه‌های پهنای باند : با کاهش حجم داده‌هایی که باید از CDN به کاربران ارسال شوند، هزینه‌های مرتبط با پهنای باند کاهش مییابد.
۲. افزایش سرعت ارسال و دریافت داده‌ها : با کاهش حجم داده‌هایی که باید ارسال شوند، سرعت انتقال داده‌ها افزایش مییابد و کاربران سریعتر به داده‌های مورد نظر خود دسترسی پیدا میکنند.
۳. بهبود تجربه کاربری : با کاهش زمان لود صفحات و افزایش سرعت دریافت داده‌ها، تجربه کاربری کاربران بهبود مییابد.
۴. حفاظت از اطلاعات : در برخی موارد، الگوریتم Compression میتواند به عنوان یک روش جلوگیری از دسترسی به اطلاعات حساس و محرمانه استفاده شود.
مطالعه بیشتر : dns چیست؟ راهنمای جامع DNS برای کاربران
چرا الگوریتم فشرده سازی طراحی شد؟
استفاده از الگوریتم Compression در CDN برای حل مشکل کاهش سرعت دریافت و انتقال داده‌ها به کاربران و کاهش هزینه‌های پهنای باند است. با افزایش حجم داده‌هایی که باید از CDN به کاربران ارسال شود، هزینه‌های پهنای باند افزایش مییابد و سرعت ارسال و دریافت داده‌ها کاهش مییابد که میتواند تجربه کاربری را تحت تاثیر قرار دهد. برای حل این مشکلات، الگوریتم Compression استفاده میشود تا حجم داده‌هایی که باید از CDN به کاربران ارسال شود کاهش یابد و به این ترتیب، سرعت انتقال و دریافت داده‌ها افزایش پیدا کند و همچنین هزینه‌های پهنای باند کاهش یابد. در نتیجه، استفاده از الگوریتم فشرده سازی، کارایی و تجربه کاربری را بهبود میبخشد.
مطالعه بیشتر : کاوش در CSRF: چگونه حملات مخرب وب را شناسایی کنیم؟
از چه تکنولوژی در این الگوریتم برای فشرده سازی استفاده میشه؟
در سرور ها از تکنولوژی مختلفی برای فشرده سازی استفاده میشود. برخی از تکنولوژی‌های مهم که در این الگوریتم به کار میروند عبارتند از:
۱. Gzip : یکی از محبوبترین تکنولوژی‌های Compression در CDN ها است که برای فشرده‌سازی محتوای متنی استفاده میشود.
۲. Brotli : این تکنولوژی نسخه پیشرفته‌تری از Gzip است که برای فشرده‌سازی محتوای متنی و فایل‌های CSS و JavaScript به کار میروند.
۳. Zstandard : یکی از تکنولوژی‌های پر کاربرد Compression در CDN هاست که برای فشرده‌سازی فایل‌های باینری، متنی و تصویری به کار میروند.
۴. LZ4: این تکنولوژی برای فشرده‌سازی سریع فایل‌های باینری و تصویری به کار میروند و عملیات فشرده‌سازی سریع را انجام میدهد.
۵. Deflate: این تکنولوژی برای فشرده‌سازی محتوای متنی، فایل‌های CSS و JavaScript و تصاویر به کار میروند.
در کل، تکنولوژی‌های مختلف Compression برای فشرده‌سازی محتوا در CDN ها به کار میروند که باعث بهبود سرعت دریافت و انتقال داده‌ها و کاهش هزینه‌های پهنای باند میشوند.
مطالعه بیشتر : تفاوت هاست اشتراکی، هاست اختصاصی و هاست مجازی و هاست هاست ابری
نتیجه گیری:
در نتیجه، الگوریتم Compression یکی از الگوریتم‌های مهم در CDN هاست که برای فشرده‌سازی محتوا به کار میروند. این الگوریتم با کاهش حجم داده‌هایی که باید از CDN به کاربران ارسال شود، میتواند سرعت انتقال و دریافت داده‌ها را بهبود بخشد و همچنین هزینه‌های پهنای باند را کاهش دهد. در استفاده از الگوریتم Compression، از تکنولوژی‌های مختلفی مانند Gzip، Brotli، Zstandard، LZ4 و Deflate استفاده میشود که برای فشرده‌سازی محتوا در CDN ها بسیار موثر و مفید هستند.
