forked from volkanin/inet_protocols_slides
-
Notifications
You must be signed in to change notification settings - Fork 0
/
Copy path10 WWW.html
624 lines (475 loc) · 20.3 KB
/
10 WWW.html
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
387
388
389
390
391
392
393
394
395
396
397
398
399
400
401
402
403
404
405
406
407
408
409
410
411
412
413
414
415
416
417
418
419
420
421
422
423
424
425
426
427
428
429
430
431
432
433
434
435
436
437
438
439
440
441
442
443
444
445
446
447
448
449
450
451
452
453
454
455
456
457
458
459
460
461
462
463
464
465
466
467
468
469
470
471
472
473
474
475
476
477
478
479
480
481
482
483
484
485
486
487
488
489
490
491
492
493
494
495
496
497
498
499
500
501
502
503
504
505
506
507
508
509
510
511
512
513
514
515
516
517
518
519
520
521
522
523
524
525
526
527
528
529
530
531
532
533
534
535
536
537
538
539
540
541
542
543
544
545
546
547
548
549
550
551
552
553
554
555
556
557
558
559
560
561
562
563
564
565
566
567
568
569
570
571
572
573
574
575
576
577
578
579
580
581
582
583
584
585
586
587
588
589
590
591
592
593
594
595
596
597
598
599
600
601
602
603
604
605
606
607
608
609
610
611
612
613
614
615
616
617
618
619
620
621
622
623
624
<html>
<head>
<meta charset="utf-8">
<meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
<link rel="stylesheet" href="css/reveal.css">
<link rel="stylesheet" href="css/theme/white.css">
<style type="text/css">.reveal p { text-align: left; }</style>
<style type="text/css">.reveal blockquote { font-size: 50%; }</style>
<style type="text/css">.reveal table { font-size: 70%; }</style>
<style type="text/css">.reveal p img { border: 0px; }</style>
<style type="text/css">.reveal p.small { font-size: 80%; }</style>
</head>
<body>
<div class="reveal">
<div class="slides">
<section data-markdown>
# Снижение нагрузки в HTTP
Протоколы Интернет, лекция 10
</section>
<section data-markdown>
### План
> Продвигаясь по инстанциям снизу вверх, информация искажается (из сборника "Законы Мерфи")
* Проблемы ранних версий HTTP
* Кеширование
* CDN
* Запросы на диапазоны
</section>
<section data-markdown>
### Данные для анализа (1)
</section>
<section data-markdown>
### Данные для анализа (2)
</section>
<section data-markdown>
### Данные для анализа (3)
</section>
<section data-markdown>
### Соединения в HTTP
HTTP/1.0 - 1 соединение на запрос/ответ
* Попытка управлять - Connection: keep-alive / close
HTTP/1.1 - постоянные (persistent) соединения
* Не все клиенты умеют конвейер
RFC 2615, раздел 8.1.4 Practical Considerations
* A single-user client SHOULD NOT maintain more than 2 connections with any server or proxy.
* http://cs418931.vk.me/ - шардинг
</section>
<section data-markdown>
### Соединения в HTTP
Сайт определяется комбинацией IP + порт + Host
RFC 2615
* A single-user client SHOULD NOT maintain more than 2 connections with any server or proxy.
RFC 7230
* this was found to be impractical for many applications... instead... be conservative when opening multiple connections
</section>
<section data-markdown>
#### Повышение производительности
Снижение нагрузки на серверы
* Условные запросы
- RFC 7232 - HTTP/1.1: Conditional Requests
* Кеширование
- RFC 7234 - HTTP/1.1: Caching
* Запросы на диапазоны
- RFC 7233 - HTTP/1.1: Range Requests
* Механизм Expect/Continue
</section>
<section data-markdown>
#### Повышение производительности
Ускорение получения ответа клиентом
* Потоковые запросы
* Транспортное кодирование
- сжатие, chunked + Trailers
* Content Delivery Network
* в HTTP/2
- предварительная загрузка
- одно tcp-соединение + мультиплексирование
</section>
<section data-markdown>
## Кеширование в HTTP
[Google: Performance](https://developers.google.com/web/fundamentals/performance/optimizing-content-efficiency/http-caching?hl=ru)
[HTTPArchive: кеширование, статистика](https://almanac.httparchive.org/en/2019/caching)
</section>
<section data-markdown>
### Валидаторы
Меняются при изменениях в ресурсе
Слабые и сильные валидаторы
* Last-Modified: Thu, 24 Apr 2020 11:00:26 GMT
* ETag (Entity tag)
- ETag: "строка ASCII"
- ETag: W/"строка ASCII"
Какой это валидатор для файла?
* хеш коммита в git
* размер + дата изменения
</section>
<section data-markdown>
### Etag и согласование
```
GET /index HTTP/1.1
Host: www.example.com
Accept-Encoding: gzip
```
Вариант ответа, если сжатие отключено
```
HTTP/1.1 200 OK
ETag: "123-a"
Content-Length: 70
Vary: Accept-Encoding
Content-Type: text/plain
```
Вариант, если контент сжат сервером
```
HTTP/1.1 200 OK
ETag: "123-b"
Content-Length: 43
Vary: Accept-Encoding
Content-Type: text/plain
Content-Encoding: gzip
```
Note:
Content-Encoding - это не Transfer-Encoding
</section>
<section data-markdown>
### Сравнение валидаторов
2 функции сравнения
| ETag 1 | ETag 2 | Strong Comparison | Weak Comparison |
|--------|--------|-------------------|-----------------|
| W/"1" | W/"1" | no match | match |
| W/"1" | W/"2" | no match | no match |
| W/"1" | "1" | no match | match |
| "1" | "1" | match | match |
</section>
<section data-markdown>
### Условные запросы
Precondition Header Fields
If-Match: "*" / entity-tag
* обычно в POST, PUT, DELETE
* ответы - 2xx, 412 Precondition Failed
* строгое сравнение
* можно список - If-Match: "123-a", "123-b"
If-None-Match: "*" / entity-tag
* обычно в GET, а если в PUT ?
* 2xx, 304 Not Modified, 412 Precondition Failed
</section>
<section data-markdown>
### Условные запросы
If-Modified-Since: HTTP-date
* только GET, HEAD
* ответы 2xx, 304 Not Modified
If-Unmodified-Since: HTTP-date
* обычно в POST, PUT, DELETE
* ответы - 2xx, 412 Precondition Failed
If-Range: entity-tag / HTTP-date
* обычно GET, для частично полученных ранее ресурсов
</section>
<section data-markdown>
### Кеширование
Ключ записи в кеше
* Основной - URI + метод (обычно GET)
* Вторичный - из заголовка Vary
Кешируем код ответа и представление ресурса,
допускается кешировать не только 200 OK
* постоянные перенаправления (301)
* отсутствие ресурса (404)
* неполный ответ (206)
При извлечении - проверка свежести (freshness), подтверждение актуальности (validation)
</section>
<section data-markdown>
### Условия кеширования
Основные условия (без деталей)
* знакомые метод запроса и код ответа
* в запросе/ответе нет директив "no-store", "private" (для публичного кеша)
* в запросе нет заголовка Authorization (в ответе сервера можно разрешить)
* ответ содержит заголовок Expires или директивы max-age, public (Cache Control)
В противном случае "A cache MUST NOT store a response to any request"
</section>
<section data-markdown>
### Свежесть (Fresh/stale)
Определяется возрастом (Age) ответа с момента генерации (заголовок Date)
Механизм определения свежести кешем
* Исходный сервер сообщает срок хранения
- Cache-Control: s-maxage=секунд
- Cache-Control: maxage=секунд
- Expires: дата+время
- эвристическое определение
Клиенты в запросе используют Cache-Control + min-fresh / max-age
</section>
<section data-markdown>
### Свежесть (эвристика)
Если явных директив нет
* Можно ориентироваться на Last-Modified и Date
* Warning: 113 Heuristic Expiration
В RFC 2616 запрещалось для динамически сгенерированных ответов
* в URI есть параметры - yandex.ru/search?text=123
* обычно нет Last-Modified
</section>
<section data-markdown>
### Возраст
Предполагаемый возраст ответа при получении из кэша
Заголовок Age: секунд
* max(0, response_time - исходный_Date)
* может быть скорректирован на время response_delay
Заголовок Age говорит клиенту, что проверки актуальности ответа не было
</section>
<section data-markdown>
### Потеря связи
Кеш может отдавать устаревшие (stale) ответы
* Warning: 110 - "Response is Stale"
* Warning: 112 - "Disconnected Operation"
</section>
<section data-markdown>
### Валидация
В кеше есть ответ, но использовать не можем
* напр., срок годности вышел, ключ Vary не тот
Validation / revalidation request
* условный запрос к исходному серверу на основе ETag/Last-Modified
* может использоваться метод HEAD
Заголовок Age говорит клиенту, что проверки актуальности ответа не было
</section>
<section data-markdown>
### Управление кешем (клиент)
Cache-Control: директива=значение, ...
| директива | значение |
|----------------|-----------------------------------------------------------------------------|
| max-age | возраст должен быть не больше данного значения |
| max-stale | возможно использование устаревшего ответа, но не старше указанного значения |
| min-fresh | ответ должен оставаться актуальным по меньшей мере указанное время |
| no-cache | принудительная загрузка с оригинального веб-сервера |
| no-store | кешам не разрешено сохранять запрос, ответ |
| no-transform | прокси не должен изменять тип данных ресурса |
| only-if-cached | получение ресурса только из кеша |
</section>
<section data-markdown>
### Управление кешем (сервер)
Тот же Cache-Control: директива=значение, ...
| директива | значение |
|--------------|--------------------------------------------------------------------|
| public | разрешение кэшировать ответ, где угодно |
| private | ответ только для конкретного пользователя |
| | напр., так - private="CustomerID" |
| no-store | не разрешено кэшировать ответ, запрос |
| no-cache | кешировать можно :), но валидация обязательна |
| | напр., чтобы учесть наличие и корректность заголовка Authorization |
| no-transform | прокси-сервер не должен изменять тип содержания |
</section>
<section data-markdown>
### Управление кешем (сервер)
Тот же Cache-Control: директива=значение, ...
| директива | значение |
|------------------|--------------------------------------------------------------------|
| must-revalidate | проверять актуальность после истечения годности |
| | если ответ несвежий и проверить не удалось, то 504 Gateway Timeout |
| proxy-revalidate | то же, но только для прокси-серверов |
| max-age | возраст ответа не должен превышать заданного значения |
| s-maxage | макс. возраст ответа в совместно используемых кэшах |
</section>
<section data-markdown>
### Срок жизни в кеше
Cache-Control: max-age, no-store
Заголовок Expires: дата
* иногда применяется дата «в прошлом» для отключения кеша
Pragma: no-cache
* для совместимости с HTTP/1.0
</section>
<section data-markdown>
</section>
<section data-markdown>
### Без кэша
</section>
<section data-markdown>
### Last-modified
</section>
<section data-markdown>
### Etag
</section>
<section data-markdown>
### Expires
</section>
<section data-markdown>
### Cache-control
</section>
<section data-markdown>
### Принудительное обновление
В браузере - Ctrl+F5 / Ctrl+Shift+R
Что в заголовках запроса?
</section>
<section data-markdown>
### Примеры настройки
Apache
```
<IfModule mod_expires.c>
ExpiresActive On
ExpiresByType image/jpg "access plus 1 year"
ExpiresByType text/css "access plus 1 month"
ExpiresDefault "access plus 2 days"
</IfModule>
```
```
<ifModule mod_headers.c>
<FilesMatch "\.(gif|ico)$">
Header set Cache-Control "max-age=2592000, public"
</FilesMatch>
<FilesMatch "\.(js)$">
Header set Cache-Control "max-age=88000, private, must-revalidate"
</FilesMatch>
<FilesMatch "\.(php)$">
Header set Cache-Control "private, no-store, no-cache, must-revalidate, no-transform, max-age=0"
</FilesMatch>
</ifModule>
```
</section>
<section data-markdown>
### Примеры настройки
Lighttpd
```
expire.url = (
"" => "access plus 1 hours",
"image/" => "access plus 1 days"
)
```
Nginx
```
server {
#...
location ~* \.(gif|ico|jpe?g|png)(\?[0-9]+)?$ {
add_header Cache-Control "max-age=88000, public";
}
location ~* \.(css|js)$ {
expires 1d;
}
#...
}
```
</section>
<section data-markdown>
## Запросы на диапазоны
</section>
<section data-markdown>
### Зачем?
Изначально - необходимость извлекать части документов в формате PDF
Докачивание при обрыве связи (сверьте хеш!)
Получение измененной/обновленной части
Аудио/видео с указанного времени
Сервер может указать, что он умеет отдавать часть ресурса
* Accept-Ranges: bytes
* Accept-Ranges: none
</section>
<section data-markdown>
### Использование
Вариант запроса
```
GET / HTTP/1.1
Host: ...
Range: 21010-
If-Range: "123-a"
```
Варианты ответов
```
HTTP/1.1 206 Partial Content
Content-Range: bytes 21010-47021/47022
Content-Length: 26012
```
```
HTTP/1.1 200 OK
Content-Length: 47022
```
```
HTTP/1.1 416 Range Not Satisfiable
```
</section>
<section data-markdown>
### Описание диапазона
Range: описание диапазона
| запрос Range | смысл |
|---------------|----------------------------------------------|
| bytes=0-499 | первые 500 байтов |
| bytes=-500 | последние 500 байтов, если размер неизвестен |
| bytes=9500- | с байта 9501 до конца файла |
| bytes=0-0,-1 | первый и последний байт |
Запрошенные диапазоны могут пересекаться, сервер их упрощает
Могут быть другие единицы измерения, в заголовке ответа Accept-Ranges
</section>
<section data-markdown>
### Ответ в «сложном» случае
```
HTTP/1.1 206 Partial Content
Date: Thu, 23 Apr 2020 11:55:24 GMT
Last-Modified: Thu, 23 Apr 2020 04:58:08 GMT
Content-Length: 1741
Content-Type: multipart/byteranges; boundary=THIS_SEPARATES
--THIS_SEPARATES
Content-Type: application/pdf
Content-Range: bytes 500-999/8000
...the first range...
--THIS_SEPARATES
Content-Type: application/pdf
Content-Range: bytes 7000-7999/8000
...the second range…
--THIS_SEPARATES--
```
</section>
<section data-markdown>
## Content Delivery Network
</section>
<section data-markdown>
### Скорость и RTT
На скорость загрузки больше влияет география, чем канал
</section>
<section data-markdown>
### Сеть доставки
Сеть доставки содержимого, Content Delivery (Distribution) Network - географически распределённая сетевая инфраструктура
Используется совместно с механизмами кеширования
Ключевое различие CDN разных типов - какая часть трафика проходит через CDN
</section>
<section data-markdown>
### Примеры CDN
* Бесплатные CDN раздачи JS-библиотек (MaxCDN, Google. Yandex)
* CDN сервисов по клиентской оптимизации (Google Fonts для шрифтов, Cloudimage)
* CDN для статики и оптимизации ресурсов в CMS (в Битриксе, Wordpress и др.)
* CDN общего назначения (StackPath, CDNVideo, NGENIX, Мегафон)
* СDN для ускорения сайтов (Cloudflare, Imperva, Айри)
Последние - полное проксирование трафика
</section>
<section data-markdown>
### Схема работы
</section>
<section data-markdown>
### Почему ускорение?
Возможности CDN по ускорению сайта
* Сжатие текстовых ресурсов
* Установка заголовков клиентского кэширования
* Оптимизация картинок (WebP, MozJPEG)
* Оптимизация TLS-соединения
* Сокращение задержек подключения
* Оптимизация контента (минификация, структурные изменения)
</section>
<section data-markdown>
### Другие технологии
Общее слово - HighLoad
Специальная архитектура приложений
Кеширование на нескольких уровнях
* Memcached и т.п.
http://highload.guide/blog/
</section>
<section data-markdown>
# Вопросы ?
</section>
</div>
</div>
<script src="js/reveal.js"></script>
<script>
Reveal.initialize({
hash: true,
slideNumber: true,
center: false,
dependencies: [
{ src: 'plugin/markdown/marked.js' },
{ src: 'plugin/markdown/markdown.js' },
{ src: 'plugin/math/math.js', async: true },
{ src: 'plugin/notes/notes.js', async: true },
{ src: 'plugin/highlight/highlight.js', async: true }
]
});
</script>
</body>
</html>