Acesso rápido

12 bons motivos para você usar uma CDN (parte 1)

por André Tellini Segunda-feira, 10 de outubro de 2016

Que a tecnologia evolui rapidamente não é novidade para ninguém, na verdade hoje em dia é o esperado. O problema é que a Tecnologia da Informação está presente em tantas frentes distintas que se torna praticamente impossível acompanhar todas as mudanças.

Lembro de ter lido, há alguns anos, que para um médico ler todo o material publicado durante o período de um ano, precisaria ler ininterruptamente por mais de 10 mil horas, ou seja, mais de 400 dias lendo sem parar.

Acredito que estejamos avançando (em TI) a passos largos na mesma direção. A consequência dessa enxurrada de informação é que muitas vezes você acaba ficando para trás por não conhecer algo que evoluiu e se tornou útil, ou até mesmo essencial.

O que levou a este artigo. A maioria dos profissionais web já se deparou com o termo CDN – Content Delivery Network (Rede de Distribuição de Conteúdo) – e, em algum momento, leu a respeito.

O conceito é simples, espelha-se o conteúdo do site de seu servidor de origem(onde está hospedado) para servidores distribuídos geograficamente em datacenters estratégicos, para que, ao acessar um site, o usuário final receba os arquivos armazenados no data center mais próximo, reduzindo assim a latência e melhorando a experiência do usuário.

Sem uma CDN os usuários buscam as páginas diretamente no servidor de origem.

Com o uso de uma CDN - imagem 1

Com o uso de uma CDN o conteúdo do servidor de origem fica distribuído geograficamente e o usuário acessa o servidor mais próximo.

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Inicialmente considerada uma ferramenta importante para sites com conteúdo estático muito pesado, como por exemplo filmes, hoje em dia este tipo de plataforma oferece muito mais do que apenas a melhora na latência (que não deixou de ser importante).

Neste artigo vamos analisar 12 motivos fundamentados em dados para a utilização de uma CDN e como isso pode ajudar a melhorar a competitividade do seu site.

Por que usar um CDN?

Muitas das melhores marcas e sites hoje em dia já estão usando CDNs porque servem audiências globais e precisam de uma maneira rápida e eficiente para entregar seu conteúdo. De acordo com o site BuiltWith, mais de 51% dos top 10.000 sites do mundo estão usando uma CDN.

Se expandirmos a análise para os top 100.000 esta proporção cai significativamente, e o motivo para isso é muito simples – na maioria dos casos, as empresas menores ainda não perceberam o quão benéfica uma CDN pode ser.

No Brasil este cenário é ainda pior, pois graças à falta de alternativas competitivas em nosso mercado havia apenas um grande player internacional cobrando muito caro pelo uso de sua CDN. Isto criou a associação do termo “CDN” a algo “caro” e “apenas para as grandes empresas”. Felizmente este cenário mudou e hoje existem alternativas bastante viáveis economicamente, mesmo para as micro e pequenas empresas.

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Com dados do mesmo site, quando avaliamos a situação do Brasil, temos a seguinte tabela que resume a adoção de CDN até o fim do mês de Agosto/2016:

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Ao compararmos com a média de utilização mundial, os top 100 mil sites no Brasil estão bem próximos ao resto do mundo, mas os demais estão apenas abaixo da metade da média.

O tamanho médio das página Web vem crescendo rapidamente à medida que a velocidade de conexão à internet melhora e o uso de mídia integra cada vez mais uma parte significativa de nossas vidas. De acordo com dados fornecidos pelo httparchive.org, o tamanho médio das página na web em 2010 era de 632 KB, em 2016 cresceu para 2.456 kB. Um crescimento de 389%!

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É possível ver nos gráficos acima que todos os componente da página aumentaram em tamanho, mas um em especial chama a atenção, as imagens, que cresceram quase 365%, ou seja, quase 4x mais. Mesmo com velocidades de conexão maiores, não há como evitar que o tempo de carregamento das páginas aumente consideravelmente.

Além do tamanho maior das páginas, o meio utilizado para acesso também mudou.
Em 2014 o acesso móvel superou o acesso via desktop, e desde então essa diferença só faz crescer.

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Vejamos nos 3 gráficos a seguir, de uma pesquisa da GWI – Global Web Index – feita no final do primeiro semestre de 2016, mais alguns dados relevantes.

A maioria da população brasileira possui um smartphone:

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Enquanto o uso do smartphone como meio para acessar a internet só aumenta, o de desktops vem caindo lentamente.

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E a importância atribuída ao smartphone como principal meio de acesso à web já superou a do desktop:

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A consequência disso é que muitos sites já tem por filosofia o “mobile first”, priorizando o acesso via smartphone ou tablet. É lógico deduzir então que o progressivo aumento no tamanho médio das páginas torna-se uma grande dor de cabeça, dada a péssima qualidade das conexões de dados móveis no Brasil. É este mais um dos motivos que impulsionam a adoção de uma CDN, mas conforme o título deste artigo, evidenciaremos outros benefícios que o uso desta ferramenta traz a um website e podem não ser tão intuitivos à primeira vista. 

  1. Melhor desempenho e menor latência

Claro, a primeira razão, mais popular, para utilização de uma CDN é porque ela fornece uma maneira simples e fácil de aumentar a velocidade de carregamento dos websites, ao mesmo tempo reduzindo a latência.

A utilização de uma CDN nos permite terminar a conexão mais perto do usuário, o que pode reduzir significativamente o custo de handshake TCP e TLS. Para melhores resultados, você deve utilizar uma CDN para servir tanto conteúdo estático quanto dinâmico

– Ilya Grigorik, Engenheiro de Desempenho do Google

Um dos erros mais comuns quando se trata de desempenho web, segundo Andreas Grabner em seu blog about:performance, é que os desenvolvedores não utilizam todas as camadas corretas de cacheamento (navegador, CDN, servidor web e servidor de aplicação).

Vejamos um teste simples com um site em WordPress utilizando o tema “Verbosa” e algumas imagens pesadas, de alta resolução e tamanho superior a 500KB.

Utilizamos o site www.gowp.com.br para os testes e a ferramenta Web Page Test, simulando acessos via Desktop (conexão via Cabo com 5Mbps) e dispositívo Móvel (conexão via 3g com 1,6Mbps). Configuramos a ferramenta para fazer uma bateria de 5 testes de acesso utilizando o Chrome como navegador e o acesso a partir de uma origem no EC2 da Amazon Brasil.

O que deve ser observado, principalmente, são as colunas “Start Render”, que mostra o tempo para o início da exibição da página e afeta diretamente a percepção de velocidade do usuário final, e o “Load Time”, que é o tempo para a carga completa da página.

 

  • Velocidade em desktop Sem CDN (link para o teste) – Acesso via Cabo 5Mbps + Chrome

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Velocidade em desktop Com CDN (link para o teste) – Acesso via Cabo 5Mbps + Chrome

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Na simulação de acesso via desktop, o ganho no tempo de abertura foi de 30% e o tempo total de carga melhorou 12%.

  • Velocidade em smartphone sem CDN (link para o teste) – Acesso via 3G 1,6Mbps + Chrome

Performance Results 2

 

  • Velocidade em smartphone com CDN (link para o teste) – Acesso via 3G 1,6Mbps + Chrome

Performance Results

 

Na simulação de acesso via dispositivo móvel, o ganho no tempo de abertura foi de 31% e o tempo total de carga melhorou 24%.

Vale ressaltar que não houve otimização das imagens, o que ocasiona os tempos absurdos para carga via 3G, mas mesmo neste cenário simplório é possível obter uma boa ideia dos ganhos que uma CDN proporciona, com média de abertura da página 30% mais veloz.

  1. Provedores de hospedagem tradicionais não conseguem acompanhar

A tecnologia atual e tradicional de hospedagem web não é mais capaz de atender as demandas de websites. A CDN, composta por servidores de borda que são implantados em diferentes localizações geográficas, passou a desempenhar um papel significativo na superação dos recursos computacionais dos provedores de hospedagem tradicionais, cumprindo mais adequadamente o objetivo de entregar conteúdo rico em multimídia com qualidade alta e de forma confiável a baixo custo.

As CDNs agora são responsáveis pela maior parte da carga de uma grande quantidade de websites. Isso tem como consequência a economia de recursos em seu host, tanto computacionais quanto de tráfego.

Vejamos nas imagens abaixo quanto da demanda de recursos uma CDN absorve em um mesmo site durante o período de um mês – Agosto/2016:

  • Tráfego (Banda)

No Brasil, este é um dos itens mais caros da infraestrutura de um website. Também é um dos primeiros gargalos quando ocorre um pico de visitação, já que a maioria dos provedores de hospedagem limita a largura de banda disponível para cada cliente.

No exemplo abaixo, vemos no primeiro gráfico o ponto selecionado onde o consumo médio de tráfego durante um dia comum para o site em questão é de aproximadamente 357 megabytes.  347 megabytes do tráfego foram atendidos pela CDN e somente 9 megabytes chegaram ao servidor de origem.  Ou seja, em um dia normal, 97% do tráfego do site é atendido pela CDN.

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O gráfico a seguir mostra um pico de demanda, onde o volume de dados trafegado no dia foi de 801 megabytes. Isso representa um aumento de 124% sobre o volume médio diário. Note que a CDN absorveu um percentual ainda maior deste tráfego, superior a 99%, deixando passar para o servidor de origem apenas 7 megabytes de tráfego, menos do que a média diária do mês, de 9 megabytes.

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O site no exemplo teve um consumo total, durante o mês de Agosto, de 10 terabytes.

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O gráfico a seguir mostra o resultado de uso da CDN durante o mês, note que em média o uso de tráfego no servidor de origem foi de apenas 2% do total, ou cerca de 206 gigabytes.

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No final das contas, apesar do enorme consumo de dados durante o mês, o site em questão não encontrou problema algum com as limitações do seu provedor de hospedagem, nem teve surpresas desagradáveis em sua fatura ao final do mês.

  • Page Views

Esta métrica demonstra quantas páginas por dia os usuários do site estão visualizando e está diretamente relacionada à carga no servidor. No nosso exemplo é interessante notar que, apesar do pico de tráfego no dia 21, o consumo de páginas permaneceu dentro da média.

Existem diversos motivos para isso ocorrer, neste caso o site publicou uma página específica que era bem mais “pesada” do que a média, então podemos deduzir que o pico de tráfego não ocorreu devido a um aumento na visitação mas sim uma página publicada com o dobro do tamanho médio.

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É interessante notar que das 268 mil páginas servidas no dia, apenas 30 mil (11%) foram servidas a partir do servidor de origem, o restante foi acessado nos servidores de cache da CDN.

Esta proporção pode mudar drasticamente dependendo das configurações de tempo de cache que um site utiliza, mas não é incomum vermos taxas superiores a 80% das páginas atendidas pela CDN como neste exemplo onde 89% foram atendidas no dia de pico.

No mês de Agosto o site transferiu quase 8 milhões de páginas:

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E no gráfico de utilização da CDN durante o mês é possível ver que em média 87,5% das páginas foram servidas diretamente da CDN, sem necessidade de uso dos servidores de origem.

Isso equivale a 6.776.596 páginas que a infraestrutura de origem deixou de servir, fica fácil deduzir que as economias em recursos de CPU, memória e banco de dados são bastante expressivas.

  • Requisições (Requests)

Eis aqui o principal responsável pela carga na sua infraestrutura. Uma única página pode conter centenas de requisições, imagens, banners, conexão ao banco, formulário, cada item da página equivale a uma requisição e cada requisição consome recursos computacionais para ser atendida.

Por este motivo uma página, mesmo com pouca visitação, pode ficar “pesada” e demorar um tempo considerável para carregar.

No nosso exemplo, vemos que o pico de requisições coincide com o segundo dia do pico de transferência de dados. Aqui, novamente, chama a atenção a quantidade de requisições que a CDN absorve.

De um total de pouco mais de 8 milhões de requisições atendidas, apenas 300 mil foram repassadas à infra de origem, menos de 4% do total. O resultado disso é que a infraestrutura do site foi capaz de atender tranquilamente o pico na demanda por recursos computacionais e a experiência do usuário não sofreu impacto algum.

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O volume de requisições no mês de Agosto para o site foi de quase 158 milhões.

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E como mostra o gráfico abaixo, apenas 6,2% destas requisições demandou recursos do servidor de origem, ou seja , 148 milhões de requisições foram atendidas pela CDN.

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Isto se traduz em uma enorme economia de infraestrutura. Para sites que utilizam infraestrutura em nuvem, onde é possível escalar ou reduzir a quantidade de recursos contratados, a economia é imediata, pois a adequação no dimensionamento pode ser feita em poucas horas.

Para sites que utilizam infraestrutura física, a consolidação pode levar um pouco mais de tempo, mas isso não deixa de tornar a economia atraente.

No final das contas, o uso da CDN traz dois benefícios importantes quando olhamos para a questão da hospedagem:

o site fica no ar, já que não extrapola os limites de tráfego e hardware impostos pelo provedor de hospedagem, evitando ser penalizado por isso.

a fatura no final do mês sofre uma redução brutal, pois há menos consumo de banda e recursos de hardware.

Gostou das primeiras dicas?

Confira na próxima semana a continuação deste artigo que vai falar sobre:

  1. Melhorias de SEO
  2. Preço
  3. Robustez
  4. Picos de acesso e escalabilidade
  5. Custos Operacionais
  6. Defesa contra DDoS
  7. SSL, TLS e HTTP/2
  8. Integrações simplificadas
  9. Melhor taxa de conversão (CRO) e Otimização de Desempenho Web (WPO)
  10. Redução de TCO (Total Cost of Ownership – Custo Total de Propriedade)

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