Optimierung des Ursprungsnetzwerks mit Railgun™

Optimized-Partner können internationale Kunden dank Railgun schneller erreichen

Railgun stellt sicher, dass die Verbindung zwischen Ihrem Ursprungsserver und dem Cloudflare-Netzwerk so schnell wie möglich ist.

Railgun komprimiert zuvor nicht erreichbare Web-Objekte. Hierbei werden ähnliche Methoden wie beim Komprimieren qualitativ hochwertiger Videos genutzt. Dies kann zu einer zusätzlichen Leistungssteigerung führen.

Funktionsweise von Railgun

Railgun beschleunigt die Verbindung zwischen jedem Cloudflare-Rechenzentrum und Ursprungsserver, so dass selbst Anfragen, die nicht aus dem Cloudflare-Cache bearbeitet werden können, sehr schnell bereitgestellt werden.

Etwa zwei Drittel der Anfragen an Websites auf Cloudflare werden direkt aus dem Cache von dem Rechenzentrum verarbeitet, das dem physischen Standort des Internetbenutzers am nächsten liegt. Da die Rechenzentren von Cloudflare auf der ganzen Welt verteilt sind, werden Webseiten schnell bereitgestellt, unabhängig davon, ob Sie sich in Bangalore, Brisbane, Birmingham oder Boston befinden, und selbst dann, wenn der Ursprungs-Webserver Tausende Kilometer entfernt ist.

Cloudflares Fähigkeit, eine Website so bereitzustellen, als ob sie in der Nähe des Besuchers gehostet wird, ist der Schlüssel für schnelleres Surfen im Netz. Eine Website kann in den USA gehostet sein, aber hauptsächlich von Besucher in Großbritannien aufgerufen werden. Mit Cloudflare wird die Website von einem Rechenzentrum in Großbritannien bereitgestellt, so dass kostspielige Verzögerungen entfallen.

Das übrige Drittel der an Cloudflare gesendeten Anforderungen muss jedoch zur Bearbeitung an den Ursprungsserver gesendet werden. Dies kann aufgrund einer Fehlkonfiguration erforderlich sein, oder, und dies ist häufiger der Fall, weil die Webseite sich häufig ändert oder personalisiert ist.

Es ist zum Beispiel schwierig, die Homepage der New York Times für längere Zeit zwischenzuspeichern, da sich die Nachrichten laufend ändern und Aktualität für das Geschäft ausschlaggebend ist. Im Fall personalisierter Websites wie Facebook wird für jeden Benutzer eine andere Seite angezeigt, auch wenn die URL für mehrere Benutzer identisch ist.

Railgun nutzt eine Reihe von Techniken, um diese bislang nicht zwischenspeicherbaren Webseiten zu beschleunigen und zu cachen. Selbst wenn der Ursprungsserver konsultiert werden muss, werden Webseiten schnell bereitgestellt. Und das funktioniert auch für Seiten, die sich schnell ändern (z. B. Nachrichtenseiten), sowie für personalisierte Inhalte.

Cloudflare-Untersuchungen haben gezeigt, dass viele nicht zwischenspeicherbare Websites sich letztlich nur wenig ändern. Die Homepage der New York Times ändert sich zwar mehrmals im Laufe des Tages, da neue Nachrichten veröffentlicht werden, die HTML-Textbausteine der Seite bleiben jedoch größtenteils unverändert und viele Nachrichten verbleiben den ganzen Tag lang auf der Titelseite.

Personalisierte Websites weisen dieselben HTML-Textbausteine auf und nur ein kleiner Teil des Inhalts ändert sich (z. B. die Twitter-Zeitleiste oder der Facebook-Newsfeed eines Benutzers). Das heißt, wenn der unveränderte Teil der Seiten erkannt werden kann und nur die Unterschiede übermittelt werden, ergeben sich enorme Möglichkeiten bei der Komprimierung von Webseiten für die Übertragung.

Funktionsweise

Wenn ein Cloudflare-Server eine Anforderung für eine Webseite erhält, die nicht im Cache vorhanden ist, stellt Cloudflare eine HTTP-Verbindung zum Ursprungsserver her, um die Seite anzufordern. Genau diese HTTP-Verbindung wird von Railgun beschleunigt und gesichert.

Ohne Railgun

Mit Railgun

Railgun besteht aus zwei Softwarekomponenten: dem Listener und dem Sender. Der Railgun Listener ist auf Ihrem Webhost auf einem Ursprungsserver installiert. Dieses kleine Programm wird auf einem Standardserver ausgeführt und bearbeitet Anfragen von Cloudflare unter Verwendung des verschlüsselten, binären Railgun-Protokolls.

Der Railgun Sender ist in allen Cloudflare-Rechenzentren auf der ganzen Welt installiert und ist mit Railgun Listenern verbunden.

Wenn eine HTTP-Anforderung eingeht, die von einem Ursprungsserver verarbeitet werden muss, ermittelt Cloudflare, ob diese für eine Railgun-fähige Website bestimmt ist. Ist dies der Fall, wird die HTTP-Anforderung zur Verarbeitung an den Railgun Sender weitergeleitet. Wenn nicht, wird Standard-HTTP verwendet.

Der Railgun Sender wandelt die Anforderung in einen komprimierten Binärblock um, der an den entsprechenden Railgun Listener übertragen wird. Der Railgun Listener bearbeitet die Anforderung und sendet eine HTTP-Anforderung an den Ursprungsserver. Für den Ursprungsservers stammt die HTTP-Verbindung direkt von Cloudflare, und obwohl die Verbindung eigentlich aus der Infrastruktur des Hosting-Partners stammt, wird die Anforderung ohne latenzbedingte Verzögerung bearbeitet.

Railgun verwendet einen neuen Caching-Mechanismus, der die Versionen einer Seite vergleicht, um zu ermitteln, welche Daten über das Internet an den Railgun Sender übertragen werden müssen. Dank dieses Mechanismus ist Cloudflare in der Lage, eine Komprimierungsrate von 99,6 % zu erzielen (eine 100-k-Website wird beispielsweise auf 400 Bytes reduziert) und eine Beschleunigung von mehr als 700 % zu erreichen. Die komprimierten Daten sind häufig sogar so klein, dass das binäre Railgun-Protokoll der gesamten Antwort in ein einzelnes TCP-Paket passt.

Railgun-Verbindungen werden mit TLS geschützt, damit darüber gesendete Anfragen nicht ausgespäht werden können. Die Verbindung wird durch Zertifikate geschützt, wodurch kein On-Path-Angriff möglich ist. Die TCP-Verbindung zwischen Cloudflare und dem Ursprungsserver wird aufrecht gehalten, damit sie auch für Folgeanforderungen genutzt werden kann. Auf diese Weise wird der zeitintensive Aufbau einer TCP-Verbindung umgangen.

Railgun-Anfragen werden per Multiplexing über die selbe Verbindung übertragen und können asynchron bearbeitet werden. Das bedeutet, dass Railgun viele gleichzeitige Anfragen bearbeiten kann, ohne die TCP-Verbindung zu blockieren oder maximal zu belegen.

Railgun Listener besteht aus einer einzigen ausführbaren Datei, deren einzige Abhängigkeit eine ausgeführte Memcache-Instanz ist. Der Listener wird auf 64-Bit-Linux-Systemen als Daemon ausgeführt.

Der Listener benötigt für das Railgun-Protokoll einen einzigen offenen Port zum Internet, damit die Cloudflare-Rechenzentren damit in Kontakt treten können. Außerdem muss er über HTTP und HTTPS auf die Website zugreifen können. Idealerweise wird der Listener auf einem Server mit schnellem Internetzugriff und geringer Latenz platziert. Die Installation besteht lediglich aus einer RPM- oder -deb-Datei. Detaillierte Informationen zur Installation von Railgun finden Sie in der offiziellen Dokumentation zu Railgun.

Railgun ist verfügbar für Kunden mit einem Cloudflare Business oder Enterprise Plan oder Kunden, die bei einem Optimized Hosting Partner gehostet werden.

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