مواقع الحافة

ما هي مواقع الحافة؟

مواقع الحافة هي مراكز بيانات وضعتها Amazon Web Services (AWS) بشكل استراتيجي حول العالم لتسليم المحتوى للمستخدمين النهائيين مع تقليل زمن الاستجابة. على عكس مناطق AWS ومناطق التوافر التي تستضيف الخدمات الأساسية مثل مثيلات EC2 وحاويات S3، فإن مواقع الحافة تقدم المحتوى المخزن مؤقتًا، مما يجعل البيانات أقرب فعليًا إلى المستخدمين. هذا القرب يقلل من المسافة التي يجب أن تقطعها البيانات، مما يؤدي إلى أوقات تحميل أسرع وتجارب مستخدم محسنة. مواقع الحافة جزء أساسي من استراتيجيات تسليم المحتوى في AWS، حيث تلعب دورًا محوريًا في خدمات مثل Amazon CloudFront وAWS Global Accelerator وAmazon Route 53.

تعمل مواقع الحافة كجزء من بنية AWS التحتية العالمية، وهي مصممة للتعامل مع اتصالات عالية الإنتاجية ومنخفضة زمن الاستجابة. توجد في المدن الكبرى والمناطق الحضرية، مما يضمن أن المستخدمين في جميع أنحاء العالم يمكنهم الوصول السريع إلى المحتوى. من خلال تخزين البيانات مؤقتًا وتوجيه طلبات المستخدمين عبر أقرب موقع حافة، تقلل AWS بشكل كبير من الوقت الذي تستغرقه البيانات في الانتقال بين المستخدمين والخوادم. يعزز هذا النظام الأداء، خاصة في التطبيقات التي تتطلب وصولًا لحظيًا للبيانات مثل خدمات البث والألعاب عبر الإنترنت وتطبيقات الويب التفاعلية.

كيف تختلف مواقع الحافة عن المناطق ومناطق التوافر؟

مناطق AWS هي مناطق جغرافية منفصلة تجمع فيها AWS مراكز بياناتها. تتكون كل منطقة من عدة مناطق توافر، وهي مواقع معزولة داخل المنطقة صممت لتكون مستقلة عن الأعطال في المناطق الأخرى. بينما تركز المناطق ومناطق التوافر على توفير التكرار، وتحمل الأعطال، والتعافي من الكوارث لخدمات AWS الأساسية، تم تصميم مواقع الحافة خصيصًا لتسليم المحتوى. فهي لا تستضيف خدمات AWS الأساسية، بل تقوم بتخزين نسخ من البيانات مؤقتًا وتعمل كنقاط تواجد (PoPs) لجلب المحتوى أقرب إلى المستخدمين.

تختلف مواقع الحافة أيضًا في الحجم والعدد. هناك عدد أكبر بكثير من مواقع الحافة مقارنة بالمناطق ومناطق التوافر. هذا العدد الكبير يضمن أن المستخدمين، بغض النظر عن موقعهم الجغرافي، قريبون من موقع حافة، مما يعزز سرعة وموثوقية تسليم المحتوى. الدور الأساسي لمواقع الحافة هو تسهيل الخدمات التي يكون فيها زمن الاستجابة بالغ الأهمية، دون الحاجة لنشر الموارد في عدة مناطق أو مناطق توافر.

كيف تُستخدم مواقع الحافة؟

تُستخدم مواقع الحافة من قبل عدة خدمات AWS لتسريع تسليم المحتوى وتحسين أداء التطبيقات. وأبرز خدمة تعتمد على مواقع الحافة هي Amazon CloudFront، وهي شبكة تسليم محتوى (CDN) من AWS. يقوم CloudFront بتخزين المحتوى مؤقتًا في مواقع الحافة، بحيث عندما يطلب المستخدم بيانات، يتم تقديمها من أقرب موقع حافة بدلًا من خادم المصدر. تقلل هذه الآلية من زمن الاستجابة وتخفف الضغط عن خوادم المصدر.

هناك خدمة أخرى تستخدم مواقع الحافة وهي AWS Global Accelerator. تقوم بتسريع حركة مرور المستخدمين عبر توجيهها عبر البنية التحتية العالمية لـ AWS، وتوجيه الطلبات إلى نقطة النهاية المثلى بناءً على الأداء والصحة وسياسات التوجيه. من خلال استخدام مواقع الحافة كنقاط دخول إلى شبكة AWS، يعزز Global Accelerator توافر وأداء التطبيقات التي تعمل في مناطق AWS المختلفة.

بالإضافة إلى ذلك، يستخدم Amazon Route 53، وهي خدمة نظام أسماء النطاقات (DNS) القابلة للتوسع من AWS، مواقع الحافة لتوجيه المستخدمين النهائيين إلى تطبيقات الإنترنت من خلال ترجمة أسماء النطاقات إلى عناوين IP. من خلال توزيع خدمات DNS عبر مواقع الحافة، يضمن Route 53 استجابة منخفضة الزمن وتوافرًا عاليًا لحل أسماء النطاقات للمستخدمين حول العالم.

شبكة تسليم المحتوى (CDN) مع Amazon CloudFront

يعد Amazon CloudFront شبكة CDN تتكامل مع مواقع الحافة لتسليم البيانات والفيديوهات والتطبيقات وواجهات برمجة التطبيقات (APIs) بسرعة وأمان. عند طلب المحتوى، يوجه CloudFront الطلب إلى أقرب موقع حافة. إذا كان المحتوى مخزنًا مؤقتًا هناك، يتم تسليمه فورًا. وإذا لم يكن، يجلبه CloudFront من خادم المصدر ثم يخزنه مؤقتًا في موقع الحافة للطلبات المستقبلية.

يدعم CloudFront المحتوى الثابت والديناميكي، مما يجعله مناسبًا لمجموعة واسعة من التطبيقات. من خلال الاستفادة من مواقع الحافة، يقلل CloudFront من زمن الاستجابة الذي يواجهه المستخدمون، ويحسن الإنتاجية، ويُحسن أداء التطبيقات. هذه الخدمة مفيدة بشكل خاص للمواقع والتطبيقات ذات الجماهير العالمية، حيث تنشأ طلبات المستخدمين من مناطق مختلفة حول العالم.

الخدمات التي تستخدم مواقع الحافة

AWS Global Accelerator

يحسن AWS Global Accelerator توافر وأداء التطبيقات من خلال استخدام الشبكة العالمية لـ AWS. يوفر عناوين IP ثابتة تعمل كنقاط دخول ثابتة للتطبيق، مما يلغي الحاجة لتحديث العملاء في حال تغير نقاط النهاية الداخلية للتطبيق. من خلال توجيه حركة المستخدمين إلى نقطة النهاية المثلى بناءً على أداء الشبكة، يضمن Global Accelerator وصولًا ثابتًا ومنخفض الزمن للتطبيقات.

تلعب مواقع الحافة دورًا حيويًا في Global Accelerator حيث تعمل كنقاط دخول إلى شبكة AWS. يتم توجيه طلبات المستخدمين إلى أقرب موقع حافة، حيث تدخل إلى العمود الفقري للشبكة الخاصة بـ AWS. يقلل هذا من عدد القفزات عبر الإنترنت العام، ويخفض زمن الاستجابة، ويحسن تجربة المستخدم بشكل عام.

Amazon Route 53

يستخدم Amazon Route 53 مواقع الحافة لتوفير خدمات DNS سريعة وموثوقة. من خلال توزيع خوادم DNS عبر مواقع الحافة، يضمن Route 53 أن يتم حل استفسارات DNS بسرعة، بغض النظر عن مكان تواجد المستخدم. يساعد هذا التواجد العالمي في تقليل الوقت اللازم لترجمة أسماء النطاقات إلى عناوين IP، مما يسرع الاتصال الأولي بين المستخدمين والتطبيقات.

يتكامل Route 53 أيضًا مع خدمات AWS الأخرى لتمكين سياسات توجيه الحركة، وفحوصات الصحة، وتكوينات التحويل التلقائي. من خلال الاستفادة من مواقع الحافة، يعزز من مرونة وأداء خدمات DNS، التي تعتبر أساسية للاتصال بالإنترنت والوصول إلى التطبيقات.

AWS WAF و AWS Shield

يوفر كل من جدار حماية تطبيقات الويب من AWS (WAF) وAWS Shield حماية أمنية ضد الاستغلالات الشائعة للهجمات على الويب وهجمات حجب الخدمة الموزعة (DDoS). يتم نشر هذه الخدمات في مواقع الحافة لتصفية الحركة قبل وصولها إلى خوادم المصدر. من خلال فحص الطلبات عند الحافة، يمكن لـ AWS WAF حظر الحركة الضارة بناءً على قواعد محددة مسبقًا، ويمكن لـ AWS Shield امتصاص هجمات DDoS بالقرب من مصدرها.

يساعد نشر هذه التدابير الأمنية في مواقع الحافة في تقليل كمية الحركة غير المرغوبة التي تصل إلى البنية التحتية الأساسية، مما يحافظ على الموارد واستمرارية توفر التطبيق. كما يسمح باستراتيجيات دفاع استباقية، حيث يتم احتواء التهديدات قبل أن تؤثر على الأداء أو تتسبب في توقف الخدمة.

Lambda@Edge و CloudFront Functions

تتيح Lambda@Edge للمطورين تشغيل الكود في مواقع الحافة الخاصة بـ AWS استجابةً لأحداث CloudFront. تتيح هذه الميزة تنفيذ منطق مخصص بالقرب من المستخدمين دون الحاجة لتوفير أو إدارة خوادم. تشمل الاستخدامات الشائعة تعديل طلبات واستجابات HTTP، وإجراء اختبارات A/B، وتنفيذ المصادقة والتفويض للمستخدمين.

CloudFront Functions هي خدمة أخرى تسمح بتنفيذ كود JavaScript خفيف الوزن في مواقع الحافة. تم تصميمها لتناسب الأحمال الكبيرة وزمن الاستجابة المنخفض، حيث يمكنها معالجة ملايين الطلبات في الثانية مع تأثير ضئيل على الأداء. وهي مثالية للمهام البسيطة مثل تعديل رؤوس الطلبات، وإعادة كتابة عناوين URL، وتصفية الطلبات.

من خلال تشغيل الكود عند الحافة، تتيح هذه الخدمات التخصيص والمعالجة اللحظية للمحتوى، مما يعزز وظائف التطبيقات وتجربة المستخدم دون المساومة على السرعة.

فوائد مواقع الحافة

تقليل زمن الاستجابة

واحدة من أهم فوائد مواقع الحافة هو التقليل الكبير في زمن الاستجابة. من خلال تقديم المحتوى من موقع قريب جغرافيًا من المستخدم، لا تحتاج البيانات لعبور مسافات طويلة عبر الشبكة. يؤدي هذا القرب إلى تسليم البيانات بشكل أسرع، مما يقلل الوقت الذي تستغرقه التطبيقات للتحميل والاستجابة. بالنسبة للتطبيقات التي يعتبر فيها السرعة أمرًا حيويًا—مثل الألعاب عبر الإنترنت، وخدمات البث، والتواصل اللحظي—يعد زمن الاستجابة المنخفض ضروريًا لرضا المستخدمين.

تحسين الأداء

تعزز مواقع الحافة الأداء العام للتطبيقات من خلال تخزين المحتوى مؤقتًا ومعالجة الطلبات محليًا. هذا يقلل الضغط على خوادم المصدر، حيث تتم معالجة الطلبات المتكررة عند الحافة. كما يقلل من تكلفة النطاق الترددي وازدحام الشبكة. من خلال تحويل المهام إلى مواقع الحافة، يمكن للتطبيقات التوسع بشكل أكثر فعالية والحفاظ على أداء عالٍ خلال فترات الذروة أو زيادة الطلب.

وصول عالمي

بفضل شبكة واسعة من مواقع الحافة المنتشرة في المدن الكبرى حول العالم، تُمكّن AWS التطبيقات من الوصول إلى المستخدمين في مناطق جغرافية متنوعة بأداء ثابت. يضمن هذا التواجد العالمي أنه بغض النظر عن مكان تواجد المستخدمين، يمكنهم الوصول إلى خدمات سريعة وموثوقة. ويتيح ذلك للشركات توسيع نطاق وصولها دون استثمارات كبيرة في البنية التحتية، مما يسهل خدمة قاعدة عملاء عالمية.

أمثلة وحالات استخدام

تسليم المحتوى الثابت مع CloudFront

حالة استخدام شائعة لمواقع الحافة هي تسليم المحتوى الثابت مثل الصور والفيديوهات والمستندات باستخدام Amazon CloudFront. غالبًا ما تواجه المواقع الإلكترونية طلبًا عاليًا على الأصول الثابتة، وتقديمها من خادم المصدر قد يؤدي إلى أوقات تحميل أطول واستهلاك أكبر للنطاق الترددي. من خلال تخزين هذه الأصول مؤقتًا في مواقع الحافة، يضمن CloudFront تسليم المحتوى للمستخدمين بسرعة، مما يحسن من استجابة الموقع.

على سبيل المثال، يمكن لموقع تجارة إلكترونية استخدام CloudFront لتسليم صور المنتجات للعملاء حول العالم. عندما يقوم عميل في آسيا بالوصول إلى الموقع، يتم تقديم الصور من أقرب موقع حافة، مما يقلل من زمن التحميل مقارنة بجلبها من خادم في أمريكا الشمالية. هذا التحسين في السرعة يمكن أن يعزز تجربة المستخدم ويزيد من معدلات التحويل.

المحتوى الديناميكي والتخصيص باستخدام Lambda@Edge

تُمكّن مواقع الحافة تخصيص المحتوى في الوقت الفعلي من خلال خدمات مثل Lambda@Edge. يمكن للمطورين تنفيذ كود في مواقع الحافة لتعديل الطلبات والاستجابات، وتخصيص المحتوى، أو تطبيق تدابير الأمان. يعد هذا مفيدًا بشكل خاص لتسليم محتوى ديناميكي يتغير حسب تفضيلات المستخدم أو موقعه أو جهازه.

على سبيل المثال، يمكن لموقع إخباري تقديم محتوى محلي للمستخدمين. باستخدام Lambda@Edge، يمكن للموقع اكتشاف موقع المستخدم وتقديم مقالات إخبارية خاصة بالمنطقة دون الحاجة لطلبات إضافية إلى خادم المصدر. لا يقلل هذا من زمن الاستجابة فحسب، بل يجعل تجربة المستخدم أكثر ملاءمة وجاذبية.

تطبيقات الذكاء الاصطناعي والشات بوتات عند الحافة

غالبًا ما تتطلب تطبيقات الذكاء الاصطناعي (AI) والشات بوتات معالجة بيانات لحظية وأوقات استجابة سريعة. يمكن لمواقع الحافة أن تلعب دورًا مهمًا في نشر هذه التطبيقات بالقرب من المستخدمين، مما يعزز الأداء والاستجابة. من خلال معالجة أعباء عمل الذكاء الاصطناعي عند الحافة، يمكن تقليل زمن الاستجابة، وهو أمر بالغ الأهمية لتطبيقات مثل المساعدين الصوتيين، والشات بوتات التفاعلية، وأجهزة إنترنت الأشياء.

على سبيل المثال، يمكن لشات بوت دعم العملاء المدعوم بالذكاء الاصطناعي استخدام Lambda@Edge لمعالجة استفسارات المستخدمين في أقرب موقع حافة لهم. هذا الإعداد يضمن تسليم الردود بسرعة، مما يحسن رضا المستخدمين. علاوة على ذلك، يمكن معالجة البيانات الحساسة محليًا، مما يعزز الخصوصية والامتثال للوائح إقامة البيانات.

كما تمكّن الحوسبة الطرفية (الحافة) نماذج الذكاء الاصطناعي من العمل بكفاءة في البيئات ذات الاتصال المحدود أو قيود النطاق الترددي. من خلال تنفيذ الاستدلال عند الحافة، يمكن للتطبيقات العمل بشكل موثوق حتى عند انقطاع الاتصال أو تعذره مع الخوادم المركزية.