توصيل المحتوى بسرعة باستخدام Amazon CloudFront: الدليل الكامل لمسؤولي تكنولوجيا المعلومات

كيف يمكن توصيل محتوى الموقع للمستخدمين بشكل أسرع وأكثر أماناً وبتكلفة أقل؟

إذا كان هدفك تقليل زمن الاستجابة، زيادة سرعة تحميل الصفحة و خفض تكاليف الإنتاج يُعد استخدام شبكة توصيل المحتوى (CDN) إحدى الخطوات الأولى. في هذه الوثيقة التقنية والتشغيلية، نشرح خطوة بخطوة كيفية القيام بذلك باستخدام أمازون كلاود فرونت قم بتقديم المحتوى بشكل أسرع، وقم بتحسينه ليتناسب مع احتياجات WordPress وواجهات برمجة التطبيقات والألعاب والذكاء الاصطناعي، وقم بدمج CloudFront مع البنية التحتية للمواقع التي تضم أكثر من 85 موقعًا وخوادم GPU الخاصة بالشركة.

نظرة عامة ومبادئ العمل

أمازون كلاود فرونت شبكة توزيع المحتوى (CDN) هي شبكة من مواقع طرفية تقوم بتوصيل المحتوى (الثابت والديناميكي) من أقرب نقطة إلى المستخدم. المبادئ بسيطة: يتم توصيل المحتوى من أقرب نقطة إلى المستخدم. أصل يتم تخزين البيانات مؤقتًا (مثل S3 أو EC2 أو خادم مخصص)، ويتم الرد على الطلبات اللاحقة من الحافة إلى تأخير و استخدام النطاق الترددي الأصلي يقلل.

المكونات الرئيسية لـ CloudFront

أهم مكونات ومفاهيم CloudFront هي:

• مواقع الحافة و مخابئ الحافة الإقليمية
• أصل (S3، موازن الأحمال، خادم مخصص/خادم افتراضي خاص)
• توزيع (الإعدادات والسلوكيات)
• سلوكيات التخزين المؤقت و مفاتيح التخزين المؤقت
• درع الأصل (طبقة واقية بين الحافة والأصل)
• لامدا@إيدج و وظائف CloudFront (كود قابل للتنفيذ على الحافة)
• WAF و درع للحماية من الهجمات

لماذا يُعدّ CloudFront مهمًا للشركات؟

كلاود فرونت يوفر هذا المنتج الفوائد الرئيسية التالية:

• تقليل زمن الاستجابة للمستخدمين العالميين الذين يستخدمون متصفح Edge.
• خفض تكلفة الحمل والإنتاج على المصدر (توفير حركة المرور).
• تعزيز الأمن مع بروتوكول TLS، وجدار حماية تطبيقات الويب (WAF)، وإمكانية الوصول إلى المصدر.
• ميزات التخصيص على الحافة مثل لامدا@إيدج لأغراض التوجيه، واختبار A/B، والتخصيص.

تطبيقات نموذجية

يُعدّ CloudFront مناسبًا لمجموعة متنوعة من الأغراض؛ ومن بين الاستخدامات الشائعة ما يلي:

• ووردبريس: التخزين المؤقت للأصول، وشبكة توصيل المحتوى (CDN) للملفات الثابتة والصور، وتقليل وقت استجابة الخادم (TTFB).
• ديف أوبس: قم بتوزيع الملفات الثابتة، وتقليل حمل واجهة برمجة التطبيقات، واستخدم Lambda@Edge لتعديل الرؤوس.
• التجار: التسليم السريع لصفحات لوحة المعلومات والرسوم البيانية؛ بالإضافة إلى Global Accelerator لبروتوكولي TCP وUDP.
• اللاعبون: توصيل سريع لحزم التثبيت والمحتوى، واستخدام خوادم VPS مخصصة للألعاب في مواقع قريبة من اللاعبين.
• الذكاء الاصطناعي والرسم: توزيع النماذج والبيانات الثابتة، باستخدام خوادم وحدة معالجة الرسومات جنبًا إلى جنب مع شبكة توصيل المحتوى (CDN).

إعداد CloudFront الأساسي - خطوات عملية

الخطوات العامة للإعداد الأولي:

1. قم بإنشاء حاوية S3 أو قم بإعداد مصدر (على سبيل المثال، Nginx على خادم سحابي).
2. قم بإنشاء توزيع في CloudFront وحدد المصدر.
3. قم بتكوين السلوكيات: المسارات، ومدة البقاء، وسياسة التخزين المؤقت.
4. اتصال SSL عبر ACM (ملاحظة: يجب إصدار شهادة ACM الخاصة بـ CloudFront في منطقة us-east-1).
5. قم بتعيين نطاق مخصص (CNAME) وقم بإعداد نظام أسماء النطاقات (على سبيل المثال، Route 53 أو نظام أسماء النطاقات الخاص بشركة الاستضافة الخاصة بك).
6. تفعيل التسجيل والمراقبة.

أمثلة على أوامر واجهة سطر الأوامر AWS للعمليات الشائعة:

aws cloudfront create-invalidation --distribution-id EXAMPLEDISTID --paths "/*"
aws cloudfront list-distributions

يتطلب إنشاء توزيع عادةً تكوين JSON معقدًا؛ أما البناء في وحدة التحكم فهو أسرع بكثير وأكثر وضوحًا من الناحية الرسومية.

إعدادات ذاكرة التخزين المؤقت وخادم المصدر - مثال Nginx

لتحقيق أقصى استفادة من CloudFront، يجب أن يحتوي المصدر على الرؤوس الصحيحة. التحكم في ذاكرة التخزين المؤقت العودة. مثال على إعدادات Nginx:

server {
    listen 80;
    server_name example.com;
    location / {
        root /var/www/html;
        add_header Cache-Control "public, max-age=31536000, immutable";
        gzip on;
        gzip_types text/plain text/css application/javascript application/json image/svg+xml;
        # Brotli if installed:
        brotli on;
        brotli_types text/plain text/css application/javascript application/json image/svg+xml;
    }
    location ~* \.(html|htm)$ {
        add_header Cache-Control "no-cache, must-revalidate";
    }
}

نصائح عملية:

• استخدم قيمة TTL عالية للملفات ذات الإصدارات (على سبيل المثال app.v1.2.3.js).
• بالنسبة للصفحات الديناميكية ذات وقت البقاء القصير أو التي لا تحتوي على ذاكرة تخزين مؤقتة؛ استخدم Lambda@Edge للتخصيص للحفاظ على سلامة ذاكرة التخزين المؤقت.

الأمن والوصول - أفضل الممارسات

مجموعة من التدابير الأمنية الموصى بها:

• تفعيل بروتوكول HTTPS لـ CloudFront (ACM على us-east-1).
• استخدام هوية الوصول إلى الأصل (OAI) أو التحكم في الوصول إلى الأصل (OAC) للوصول إلى S3 فقط من خلال CloudFront.
• تطبيق جدار حماية تطبيقات الويب من AWS لمنع هجمات SQLi وXSS وهجمات طبقة التطبيق.
• التفعيل درع متقدم للحماية من هجمات DDoS في حالة الخدمات الحساسة.
• تحديد معدل الوصول وحماية واجهات برمجة التطبيقات باستخدام الرموز المميزة أو عناوين URL الموقعة.
• HSTS، وإزالة الرؤوس الحساسة، وتعيين CSP لأمان المتصفح.

يُعد استخدام OAI/OAC وWAF لتقييد الوصول ومنع الهجمات على مستوى التطبيق أحد أفضل الممارسات الأمنية.

ذاكرة التخزين المؤقت المتقدمة واستراتيجية TTL

استراتيجيات لزيادة معدل نجاح الوصول إلى ذاكرة التخزين المؤقت وتقليل طلبات المصدر:

• استخدام التحكم في ذاكرة التخزين المؤقت و ETag لإدارة ذاكرة التخزين المؤقت بذكاء.
• الإصدارات الملفات بدلاً من عمليات الإبطال المتكررة (مما يقلل من تكاليف الإبطال).
• استخدام درع الأصل لتقليل طلبات المصدر (مناسب لحركة المرور العالية).
• تحسين مفتاح التخزين المؤقت: قم بإزالة ملفات تعريف الارتباط والمعلمات غير الضرورية والعناوين غير الفعالة لزيادة معدلات الوصول.

وظائف Lambda@Edge و CloudFront - مثال على الاستخدام

لتغيير العناوين أو إعادة التوجيه البسيطة من وظائف CloudFront أما بالنسبة للمهام الأكثر تعقيداً مثل المصادقة أو اختبار A/B، لامدا@إيدج يستخدم.

مثال بسيط لـ Lambda@Edge (Node.js) لإضافة رأس أمان:

exports.handler = (event, context, callback) => {
  const response = event.Records[0].cf.response;
  response.headers['strict-transport-security'] = [{ key: 'Strict-Transport-Security', value: 'max-age=63072000; includeSubDomains; preload' }];
  callback(null, response);
};

ملاحظة: يجب نشر التعليمات البرمجية على كل حافة ولها قيود زمنية وذاكرة.

مقارنة مواقع مراكز البيانات والاستراتيجية الهجينة

يضم Amazon CloudFront آلاف نقاط الوصول حول العالم، ولكن في بعض الأحيان يجب أن يكون موقع نقطة الوصول الأصلية قريبًا من مواقع محددة. تعمل شركتنا مع أكثر من 85 موقعًا عالميًا ويمكن لخدمات الخوادم الافتراضية الخاصة (VPS) للتداول والألعاب أن توفر خوادم محلية أو ذات زمن استجابة منخفض بالقرب من الأسواق المستهدفة.

التوصيات بناءً على السيناريو:

• المتداولون: ضع خادم المصدر أو خادم التداول في نفس المنطقة التي يتطلبها سوقك واستخدم CloudFront لتقديم لوحات المعلومات والرسوم البيانية.
• للاعبين: ضع ملفات التثبيت على شبكة توصيل المحتوى (CDN)، ولكن للألعاب في الوقت الفعلي، استخدم خوادم VPS مخصصة للألعاب و Global Accelerator.
• الذكاء الاصطناعي والعرض: ضع النماذج والبيانات للقراءة فقط على شبكة توصيل المحتوى (CDN) وقم بإجراء عمليات حسابية مكثفة على خوادم وحدة معالجة الرسومات (GPU).

شبكة توصيل المحتوى المتعددة وبروتوكول BGP: يمكن أن يساعد دمج CloudFront مع شبكات توصيل المحتوى الأخرى أو شبكة BGP الخاصة بشركتنا (Anycast) في تقليل حالات انقطاع الخدمة وتحسين مسارات البيانات. كما أن الربط الشبكي والشبكات المخصصة تُسهم في تقليل زمن الاستجابة (ping) للمستخدمين ذوي البيانات الحساسة.

المراقبة والتسجيل واستكشاف الأخطاء وإصلاحها

الأدوات والأساليب الموصى بها للتحقق من الأداء والأخطاء:

• قم بتمكين سجلات CloudFront في الوقت الفعلي لعرض معدلات النجاح/الفشل، وزمن الاستجابة، والأخطاء.
• استخدم CloudWatch للتنبيهات ولوحات المعلومات.
• قم بجمع السجلات في S3 وتحليلها باستخدام Athena أو استخدم خدمات SIEM لمراقبة الأمان.
• تحقق من رؤوس الاستجابة لضمان التحكم في ذاكرة التخزين المؤقت، وتحقق من حالة المصدر باستخدام curl.

curl -I -H "Host: cdn.example.com" https://cdn.example.com/path/to/file.js

تحسين التكاليف

حلول لخفض تكاليف شبكات توصيل المحتوى (CDN):

• استخدم فترات صلاحية مناسبة وإصدارات محددة بدلاً من عمليات الإبطال المتكررة.
• حماية المنشأ لتقليل طلبات المنشأ.
• قم بفحص أنماط حركة المرور واستخدم سياسات التخزين المؤقت المخصصة.
• بالنسبة لحركة التنزيل الكثيفة (مثل الألعاب أو الصور الكبيرة)، ضع في اعتبارك التوزيع متعدد المصادر أو متعدد الأجزاء.

نصائح عملية لفرق مختلفة

نصائح قصيرة وعملية مبنية على دور الفرق:

• مديرو ووردبريس: استخدموا إضافات متوافقة مع شبكات توصيل المحتوى (CDN)، وحوّلوا الصور إلى صيغة WebP، واستخدموا خاصية التحكم في التخزين المؤقت بشكل صحيح.
• DevOps: استخدم البنية التحتية كبرنامج لإدارة التوزيعات واستخدم AWS CLI/CloudFormation/Terraform.
• المتداولون: شبكة توصيل المحتوى (CDN) للأصول الثابتة ومسرع عالمي للأصول الحساسة لزمن الاستجابة (ping)؛ خادم افتراضي خاص للتداول بموقع قريب من البورصة.
• للاعبين: شبكة توصيل المحتوى (CDN) للتحديثات والملفات الثابتة؛ خوادم ألعاب منخفضة زمن الاستجابة للشركات للألعاب عبر الإنترنت.
• الذكاء الاصطناعي: استخدم CloudFront لتوزيع نماذج الاستدلال وخوادم GPU لتشغيل الاستدلال المكثف.

الخاتمة والتوصيات النهائية

قم بتوصيل المحتوى بشكل أسرع مع Amazon CloudFront مع التكوين الصحيح، يمكن تحسين أداء خدماتك وقابليتها للتوسع بشكل كبير، وتقليل التكاليف الخارجية، وزيادة الأمان. دمج CloudFront مع البنية التحتية أكثر من 85 موقعًاتوفر خوادم وحدة معالجة الرسومات (GPU) وخدمات مكافحة هجمات DDoS وشبكة BGP الخاصة بشركتنا حلاً شاملاً للمواقع الإلكترونية وتطبيقات التداول والألعاب ومشاريع الذكاء الاصطناعي.

خطوات مقترحة للبدء السريع:

• التكوين الأولي: أصل S3 + توزيع CloudFront + شهادة ACM (us-east-1).
• جلسة التحكم في ذاكرة التخزين المؤقت و استخدم التحكم في الإصدارات ملفات.
• التفعيل WAF و الوصول الأصلي.

إذا كنت بحاجة إلى تنفيذ سريع أو مشورة الخبراء في حالات حساسة مثل تداول VPS أو خوادم الألعاب أو معالجة الرسومات باستخدام وحدة معالجة الرسومات، فإن الفريق التقني للشركة على استعداد لتقديم التوجيه والخدمة.

الأسئلة الشائعة