CDN là gì?
CDN (Content Delivery Network) hay mạng phân phối nội dung là hệ thống gồm nhiều máy chủ được đặt tại nhiều vị trí khác nhau trên thế giới, hoạt động cùng nhau để phân phối nội dung website (như hình ảnh, video, file CSS, JavaScript, v.v.) đến người dùng nhanh và ổn định nhất.
Thay vì mọi yêu cầu truy cập đều phải đi thẳng về máy chủ gốc (Origin Server), thường đặt ở một địa điểm cố định, CDN sẽ tự động chuyển người dùng đến máy chủ gần họ nhất (Edge Server) để nhận nội dung. Nhờ vậy, thời gian tải trang được rút ngắn, giảm tải cho máy chủ gốc, và trải nghiệm người dùng được cải thiện đáng kể.
Ngoài tăng tốc độ, CDN còn giúp bảo vệ website trước các cuộc tấn công mạng (như DDoS), tiết kiệm băng thông và duy trì hoạt động ổn định ngay cả khi lượng truy cập tăng đột biến. Nói cách khác, CDN giống như mạng lưới trạm trung chuyển thông minh, giúp nội dung của bạn luôn được phân phối nhanh nhất đến mọi người dùng, ở bất kỳ đâu trên thế giới.
Lịch sử ra đời của CDN
Công nghệ CDN đã xuất hiện vào cuối những năm 1990 với mục đích tối ưu hóa phân phối nội dung trên mạng internet. Từ đó, quá trình phát triển CDN đã trải qua ba thế hệ, mỗi thế hệ giới thiệu các khả năng, công nghệ và khái niệm mới cho kiến trúc mạng của CDN.
- Thế hệ đầu tiên của CDN chủ yếu tập trung vào kết nối mạng của trung tâm dữ liệu và trung tâm quản lý lưu lượng mạng thông minh.
- Thế hệ thứ hai ra đời để đáp ứng sự gia tăng của các dịch vụ truyền phát âm thanh và video trực tuyến, đặc biệt là video theo nhu cầu. Công nghệ CDN giai đoạn này cũng giúp giải quyết những thách thức trong hoạt động phân phối nội dung trên các thiết bị di động, sử dụng các kỹ thuật điện toán đám mây và mạng ngang hàng để tăng tốc độ phân phối nội dung.
- Thế hệ thứ ba dự kiến sẽ hoàn toàn do cộng đồng điều khiển, tự chủ và tự quản lý, với trọng tâm chính là cải thiện chất lượng trải nghiệm cho người dùng cuối. Trong quá trình phát triển, giá dịch vụ CDN có xu hướng giảm, đánh dấu sự chuyển đổi của nó thành công nghệ thị trường đại chúng.
Lợi ích của CDN là gì?
Công nghệ CDN (Content Delivery Network) mang lại nhiều lợi ích rõ rệt cho cả doanh nghiệp và người dùng cuối. Dưới đây là 6 lợi ích nổi bật nhất:
Tăng tốc độ tải trang và trải nghiệm người dùng
CDN rút ngắn khoảng cách truyền dữ liệu giữa người dùng và máy chủ, giúp website tải nhanh hơn, giảm độ trễ và hạn chế tình trạng gián đoạn khi truy cập.
Giảm tải cho máy chủ gốc (Origin Server)
Các tệp tĩnh được lưu trong bộ nhớ đệm của máy chủ biên, nhờ đó máy chủ gốc không phải xử lý lại mọi yêu cầu, giúp hệ thống vận hành ổn định và tiết kiệm tài nguyên.
Tối ưu chi phí băng thông và hạ tầng
Vì phần lớn nội dung được phục vụ từ các điểm biên, doanh nghiệp giảm đáng kể chi phí băng thông quốc tế và không cần đầu tư quá lớn cho hạ tầng máy chủ trung tâm.
Tăng cường khả năng bảo mật
CDN có khả năng chống tấn công DDoS ở tầng mạng (Layer 3/4) trong mô hình OSI. Đặc biệt, khi kết hợp với tường lửa ứng dụng web (WAF – Web Application Firewall), CDN còn có thể ngăn chặn các cuộc tấn công ở tầng ứng dụng (Layer 7) như SQL Injection, XSS hay truy cập trái phép, giúp đảm bảo an toàn cho máy chủ gốc và dữ liệu người dùng.
Đảm bảo tính sẵn sàng và khả năng mở rộng
Khi một máy chủ gặp sự cố, CDN tự động định tuyến lưu lượng sang các máy chủ khác trong mạng lưới, đảm bảo website luôn hoạt động ổn định kể cả trong giờ cao điểm.
Hỗ trợ phân phối nội dung toàn cầu hiệu quả
Với hệ thống PoP (Points of Presence) được đặt tại nhiều khu vực trên thế giới, CDN giúp nội dung của website được truyền tải nhanh chóng và ổn định tới người dùng ở mọi nơi. Dù truy cập từ Việt Nam, Mỹ hay châu Âu, người dùng đều nhận được cùng một trải nghiệm mượt mà và nhất quán.
Một số thuật ngữ quan trọng khi sử dụng CDN
| STT | Thuật ngữ | Giải thích |
| 1 | Anycast | Anycast giúp định tuyến lưu lượng đến CDN gần nhất để xử lý yêu cầu một cách hiệu quả. |
| 2 | Origin Server | Origin Server là một máy chủ chạy một hoặc nhiều chương trình được thiết kế để lắng nghe và xử lý các yêu cầu Internet gửi đến. |
| 3 | Edge Server | Edge Server đóng vai trò kết nối giữa các mạng riêng biệt. Mục đích chính của máy chủ biên CDN là lưu trữ nội dung càng gần máy khách yêu cầu càng tốt, do đó giảm độ trễ và cải thiện thời gian tải trang. |
| 4 | Internet Exchange Point | Điểm trao đổi Internet (IXP) là nơi mà các Nhà cung cấp dịch vụ Internet (ISP) và các CDN kết nối với nhau. IXP giúp rút ngắn đường đi quá cảnh từ các ISP khác nhau, do đó giảm độ trễ, cải thiện thời gian khứ hồi. |
| 5 | Reverse Proxy | Reverse Proxy là một máy chủ nằm phía trước các máy chủ web và chuyển tiếp các yêu cầu của máy khách (ví dụ: trình duyệt web) đến các máy chủ web đó. Proxy ngược thường được triển khai để giúp tăng tính bảo mật, hiệu suất và độ tin cậy. |
| 6 | Thuật ngữ Global Server Load Balancing (GSLB) | Cân bằng tải máy chủ toàn cầu (GSLB) là phương thức phân phối lưu lượng truy cập Internet giữa một số lượng lớn máy chủ được kết nối phân tán trên khắp thế giới. Lợi ích của GSLB là tăng độ tin cậy và giảm độ trễ của CDN SSL/TLS. |
| 7 | CDN security | Giống như tất cả các mạng tiếp xúc với Internet, CDN phải bảo vệ chống lại các cuộc tấn công trên đường dẫn, vi phạm dữ liệu hoặc tấn công DDoS. CDN có thể có nhiều chiến lược để giảm thiểu các lỗ hổng bao gồm mã hóa SSL/ TLS phù hợp và phần cứng mã hóa chuyên dụng. Định tuyến lưu lượng đến CDN gần nhất để xử lý yêu cầu một cách hiệu quả. |
| 8 | Data Center | Data Center là một cơ sở chứa nhiều server có kết nối mạng để cùng để xử lý, lưu trữ và chia sẻ dữ liệu. |
Các thành phần của Cơ sở hạ tầng CDN
Edge Server (Máy chủ biên) và PoPs (Điểm hiện diện)
Mỗi Edge hoặc PoP có thể được đặt tại các điểm trao đổi giữa các mạng khác nhau (tức là các điểm trao đổi Internet, hoặc IXP). IXP là các trung tâm dữ liệu nơi các nhà cung cấp dịch vụ Internet (ISP) khác nhau kết nối để cung cấp cho nhau quyền truy cập vào lưu lượng truy cập Internet bắt nguồn từ các mạng khác nhau. Bằng cách kết nối với các vị trí có tốc độ cao và được kết nối mạnh mẽ với nhau này, PoP có thể giao tiếp hiệu quả với người dùng cuối trong vùng gần nó nhất, do đó giảm được thời gian khứ hồi để phân phối dữ liệu và chi phí băng thông truyền tải. Mỗi PoP thường chứa nhiều máy chủ bộ nhớ đệm (Caching Servers).
Máy chủ bộ nhớ đệm (Caching Servers)
Mỗi PoP chứa một số máy chủ bộ nhớ đệm. Chức năng chính của các máy chủ này là lưu trữ và cung cấp các tệp được lưu trong bộ nhớ cache (nội dung tĩnh) cho người dùng cuối gần đó. Bằng cách lưu nội dung web vào bộ nhớ đệm, chúng có thể giảm tiêu thụ băng thông của máy chủ gốc và đồng thời tăng tốc thời gian tải trang web. Máy chủ bộ nhớ đệm có khả năng mạnh về lưu trữ và bộ nhớ để lưu các tệp vào bộ đệm ẩn một cách an toàn với tốc độ cao.
Cấu hình DNS
Ngoài cơ sở hạ tầng vật lý, cũng cần phải sửa đổi cấu hình DNS của miền gốc (và các miền phụ) mà bạn muốn kết nối với CDN. Mục đích là đặt CDN làm cổng vào mặc định cho tất cả các yêu cầu truy cập đến. Có nghĩa là, DNS sẽ định tuyến tất cả khách truy cập đến CDN thay vì định tuyến nó đến máy chủ gốc. Việc kích hoạt CDN thường tuân theo 2 bước:
- Bước 1: Sửa đổi bản ghi A của miền gốc để trỏ đến một trong các dải IP của CDN.
- Bước 2: Sửa đổi bản ghi CNAME của miền phụ để trỏ đến “địa chỉ cạnh mà CDN đã gán”.
Các nhà cung cấp CDN và nhà cung cấp DNS khác nhau có thể có một số khác biệt về cách bạn cần định cấu hình DNS của mình để kích hoạt CDN. Do đó, bạn cần kiểm tra hướng dẫn từng bước ở mỗi nhà cung cấp CDN.
Một trong những yếu tố gây ảnh hưởng lớn nhất đến hiệu suất của trang web là khoảng cách địa lý giữa user và máy chủ web. Khoảng cách đó càng ngắn thì thời gian để phân phối nội dung đến user càng nhanh. Lúc này, công nghệ CDN là giải pháp hiệu quả nhất giúp giải quyết vấn đề này. CDN giúp cắt giảm khoảng cách giữa Server gốc và user, bằng cách phân phối các máy chủ biên (Edge Server) trên toàn cầu.
Các loại CDN phổ biến trong quản trị web
Đối với quản trị viên web, loại CDN rất quan trọng. Dưới đây là một số loại CDN phổ biến mà quản trị viên web thường sử dụng.
Mạng phân phối nội dung ngang hàng (P2P)
Nhiều tổ chức phi chính phủ và tập đoàn lớn sử dụng phương thức P2P để phân phối nội dung web. Trong kỹ thuật phân phối nội dung P2P, bộ nhớ đệm không cần thiết. Người dùng cuối sẽ là một phần của mạng CDN. Vì thế, mạng CDN P2P sẽ sử dụng tài nguyên và phần cứng thấp hơn, nên đã xuất hiện một số dịch vụ CDN P2P miễn phí.
Push CDN
Máy chủ gốc gửi nội dung web trực tiếp đến máy chủ CDN theo cách thủ công hoặc tự động. Nội dung được lưu trong bộ nhớ cache trên máy chủ CDN trừ khi nội dung đó bị xóa. Khái niệm cốt lõi của Push CDN là quản trị viên web chịu trách nhiệm gửi nội dung đến máy chủ CDN.
Pull CDN
Hoàn toàn ngược lại với Push CDN, trong Pull CDN, các mạng phân phối nội dung chịu trách nhiệm “kéo” nội dung web được phục vụ cho người dùng cuối sau khi nhận được yêu cầu. Trong môi trường Pull CDN, quản trị viên web cho phép giữ nguyên nội dung trên máy chủ gốc, nhưng viết lại URL để chúng trỏ đến máy chủ CDN. Khi người dùng đưa ra yêu cầu, CDN sẽ “kéo” nội dung web từ máy chủ gốc và phân phối nó.
Cloud CDN
Để cải tiến khả năng mở rộng, bảo mật, hiệu suất và độ tin cậy của mạng phân phối nội dung truyền thống, các nhà cung cấp dịch vụ Đám mây hàng đầu đã tích hợp CDN vào các công cụ và nền tảng điện toán đám mây để tăng hiệu suất CDN và dễ quản lý hơn. Theo nhiều báo cáo, Cloud CDN là xu hướng công nghệ CDN mới nhất trong thời đại số.
CDN hoạt động như thế nào?
Để xem CDN hoạt động như thế nào, chúng ta hãy xem quy trình từng bước khi user truy cập nội dung web như sau:
Ở hình minh họa trên, người dùng cuối từ Châu Á muốn truy cập một trang web được lưu trữ ở Bắc Mỹ và chủ sở hữu trang web đó sử dụng CDN. Các bước xảy ra như sau:
- Bước 1: Người dùng cuối từ Châu Á truy cập vào tên miền www.vnetwork.vn.
- Bước 2: Trình duyệt định tuyến truy vấn cho www.vnetwork.vn tới hệ thống tên miền (DNS).
- Bước 3: DNS thực hiện tra cứu và trả về bản ghi CNAME (bí danh tên miền) trỏ đến hệ thống CDN DNS.
- Bước 4: CDN DNS xác định máy chủ biên (Edge Server) gần người dùng nhất (tức là máy chủ biên châu Á) và gửi lại địa chỉ IP của máy chủ đó cho DNS.
- Bước 5: DNS gửi lại địa chỉ IP của máy chủ biên cho trình duyệt web.
- Bước 6: Khi đã có địa chỉ IP, trình duyệt gửi yêu cầu HTTP GET tới máy chủ biên. Từ đây, trình duyệt làm việc với máy chủ biên thay vì máy chủ gốc. Tùy vào loại nội dung tĩnh (hình ảnh, mã nguồn, video…) hay động (thông tin tài khoản, dữ liệu hệ thống…) mà yêu cầu sẽ được xử lý theo những lộ trình khác nhau:
| Nội dung tĩnh | Nội dung động |
| Bước 9: Máy chủ biên ở Châu Á gửi trực tiếp nội dung tĩnh đã lưu trong bộ nhớ cache đến trình duyệt web (tức là bỏ qua bước 7 và 8). Đây là cách mà công nghệ CDN giúp tăng tốc hiệu suất trang web. Nếu máy chủ biên không tìm thấy nội dung, nó sẽ tìm kiếm nội dung từ các máy chủ biên khác trong mạng lưới CDN. Nếu nội dung vẫn không có sẵn, máy chủ biên sẽ hoạt động như một proxy ngược và gửi yêu cầu trở lại máy chủ gốc (bước 7), tìm nạp nội dung (bước 8), lưu nội dung vào bộ nhớ cache để phục vụ các yêu cầu trong tương lai, và cuối cùng gửi nội dung đến trình duyệt web. |
|
Tuy nhiên, quá trình lưu vào bộ nhớ đệm trên các máy chủ biên chỉ xảy ra 1 lần duy nhất. Tức là ban đầu các máy chủ biên chưa có nội dung tĩnh được lưu trong bộ nhớ cache. Chúng phải tìm nạp tất cả nội dung từ máy chủ gốc. Cả nội dung động và tĩnh buộc phải thực hiện theo các bước từ 7 đến 9 để nạp dữ liệu lần đầu tiên. Điều này khiến cho “yêu cầu đầu tiên” luôn chậm hơn so với các yêu cầu tiếp theo.
Ngoài ra, nội dung tĩnh có thể được lưu trong bộ đệm theo những quy tắc được xác định trên máy chủ biên. Tùy thuộc vào từng quy tắc, nên có thể không phải mọi nội dung tĩnh đều được lưu vào bộ nhớ đệm. Mặc dù nội dung động không được lưu trữ trên máy chủ biên, CDN vẫn có thể hỗ trợ tăng tốc độ phân phối nội dung động từ máy chủ gốc thông qua nén nội dung. Với tính năng nén nội dung, các tệp được tạo từ máy chủ gốc (ví dụ: js, html, css, xml, json và shtml) được làm nhỏ hơn đáng kể để chúng có thể tiếp cận đến thiết bị của user nhanh hơn.
Quá trình lưu trữ của bộ nhớ đệm CDN là quá trình lưu trữ nhiều bản sao của cùng một dữ liệu để truy cập dữ liệu nhanh hơn. Trong hoạt động tính toán, nguyên tắc lưu bộ nhớ đệm sẽ áp dụng cho tất cả các loại bộ nhớ và loại hình quản lý quá trình lưu trữ. Trong công nghệ CDN, thuật ngữ bộ nhớ đệm CDN dùng để chỉ quá trình lưu trữ nội dung tĩnh của trang web trên nhiều máy chủ trong mạng CDN.
Quá trình lưu trữ dữ liệu của bộ nhớ đệm CDN
Hoạt động lưu bộ nhớ đệm trong CDN được thể hiện như sau:
- Bước 1. Lần truy cập đầu tiên (first request): người dùng ở xa gửi yêu cầu lấy nội dung tĩnh (HTML, CSS, JS, ảnh, video…).
- Bước 2. Yêu cầu được chuyển về máy chủ gốc (origin). Origin trả nội dung cho người dùng đồng thời gửi một bản sao tới PoP/edge (điểm hiện diện CDN gần người dùng).
- Bước 3. PoP/edge lưu bản sao đó vào bộ nhớ đệm (cache).
- Bước 4. Các lần truy cập sau (subsequent requests) tại cùng khu vực, edge phục vụ trực tiếp nội dung từ cache, không cần hỏi lại origin → tải nhanh hơn, giảm tải cho origin.
Doanh nghiệp nào cần sử dụng CDN?
Với những lĩnh vực có lượng truy cập lớn hoặc yêu cầu tốc độ cao thì CDN gần như là bắt buộc. Dưới đây là các ngành điển hình nên triển khai CDN để tối ưu hiệu năng, chi phí và trải nghiệm người dùng:
- TMĐT (E-commerce): Các trang bán hàng, sàn thương mại điện tử hay website flash sale thường có lượng truy cập đột biến và nhiều hình ảnh, video sản phẩm. CDN giúp cache nội dung tĩnh, giảm tải cho máy chủ gốc và duy trì tốc độ tải nhanh ngay cả trong mùa cao điểm.
- Bán lẻ omnichannel (website + app + kiosk): Với mô hình bán hàng đa kênh, việc đồng bộ nội dung khuyến mãi và tồn kho trên nhiều nền tảng đòi hỏi hệ thống ổn định. CDN phân phối nội dung qua các PoP/Edge gần từng khu vực, kết hợp GSLB và failover để đảm bảo trải nghiệm liền mạch giữa online và cửa hàng.
- Báo chí / Xuất bản trực tuyến: Khi có tin nóng hay sự kiện trực tiếp, lưu lượng truy cập có thể tăng gấp hàng trăm lần. CDN giúp phân phối bài viết, ảnh và video qua các máy chủ biên, giảm áp lực lên máy chủ gốc và tránh gián đoạn truy cập.
- Tài chính – Ngân hàng – Bảo hiểm: Các hệ thống giao dịch trực tuyến cần bảo mật và độ trễ cực thấp. CDN không chỉ phân tán tải mà còn giúp chống tấn công DDoS ở tầng mạng (Layer 3/4), đảm bảo giao dịch an toàn và ổn định.
- Giáo dục / EdTech / Học trực tuyến: Các nền tảng học tập có nhiều video, tài liệu dung lượng lớn và lượng người dùng truy cập cùng lúc vào giờ cao điểm. CDN giúp phân phối nội dung học tập từ máy chủ gần học viên nhất, giảm độ trễ và tình trạng giật lag trong các buổi học online hoặc thi trực tuyến.
- Game online / Ứng dụng di động: Khi phát hành bản cập nhật hoặc patch game, CDN giúp lưu trữ file tại các PoP gần người chơi, rút ngắn thời gian tải xuống. Cơ chế Anycast định tuyến thông minh giúp giảm ping, cải thiện trải nghiệm chơi game.
Các tiêu chí lựa chọn CDN
Không phải nhà cung cấp dịch vụ CDN nào cũng giống nhau. Có những yếu tố quan trọng với một CDN giúp bạn lựa chọn nhà cung cấp phù hợp. Phạm vi địa lý về cơ bản, khi lựa chọn nhà cung cấp CDN, không nhất thiết phải có mạng lưới trên toàn thế giới mà chỉ cần có ở các khu vực địa lý mà doanh nghiệp bạn cần. Do đó, có một số tiêu chí lựa chọn CDN như dưới đây:
Chống request xấu
Ngoài việc sử dụng CDN để làm loãng các cuộc tấn công từ chối dịch vụ phân tán (DDoS), thì khả năng chống truy cập trái phép vào server gốc cần phải có. Đó là lý do doanh nghiệp cần lựa chọn nhà cung cấp CDN có tích hợp tường lửa ứng dụng web (WAF) và mã hóa SSL, để chống lại các lỗi bảo mật trên website.
Đa dạng chức năng
CDN có thể có các tính năng khác nhau, vì vậy doanh nghiệp phải luôn tìm hiểu trước những tính năng được cung cấp. Một số tính năng cần thiết như: quản lý hình ảnh, bộ nhớ đệm nâng cao và tăng tốc nội dung động.
Chi phí
Các chi phí phát sinh khi sử dụng CDN cần được xác định rõ, để đảm bảo nhà cung cấp CDN đó có mức giá phù hợp với ngân sách của công ty. Chính vì vậy, các doanh nghiệp thường ưu tiên sử dụng dịch vụ của các nhà cung cấp CDN hàng đầu với mô hình giá linh hoạt và gói dung lượng theo nhu cầu.
Ngoài ra còn có các dịch vụ đi kèm như: Lưu trữ dữ liệu (Cloud Storage), chi phí hỗ trợ giám sát liên tục (SOC) và các dịch vụ liên quan đến truyền tải nội dung video như: Transcoding, Video Streaming (bao gồm Live hoặc VoD - Voice of Demand).
Chất lượng hỗ trợ
Một dịch vụ khách hàng tốt cần có chế độ hỗ trợ sẵn sàng 24/7 (kể cả ngày nghỉ, ngày lễ).
VNCDN - Nhà cung cấp CDN hàng đầu Châu Á
Nếu doanh nghiệp đang tìm kiếm một giải pháp CDN mạnh mẽ, linh hoạt và được tối ưu cho thị trường Việt Nam, VNCDN là lựa chọn đáng cân nhắc. Sở hữu hơn 2.300 PoPs tại 146+ quốc gia, VNCDN mang đến tốc độ truyền tải vượt trội, khả năng mở rộng linh hoạt và bảo mật toàn diện cho mọi quy mô doanh nghiệp. Từ thương mại điện tử, truyền thông, tài chính đến giáo dục trực tuyến.
Được triển khai trên toàn bộ các ISP hàng đầu (Viettel, Mobifone, VNPT, FPT), với năng lực chịu tải lên tới 10 triệu+ người dùng đồng thời và 20 tỷ+ request mỗi ngày. Băng thông uplink trong nước đạt 15 Tbps+ và quốc tế đạt 200 Tbps.
Điểm nổi bật của VNCDN:
- Gia tăng hiệu suất & mở rộng linh hoạt: hỗ trợ giao thức mới nhất HTTP/3 và QUIC, băng thông mở rộng lên đến 200 Tbps.
- Tối ưu chi phí & giảm tải máy chủ gốc: hệ thống cache thông minh giúp giảm request và tiết kiệm băng thông đáng kể.
- Tích hợp bảo mật mạnh mẽ: chống DDoS Layer 3/4, giới hạn tốc độ (Rate Limit), Token Access, SSL và chính sách kiểm soát truy cập toàn diện.
- Quản lý trực quan & linh hoạt: giao diện portal dễ thao tác, biểu đồ real-time, hỗ trợ API giúp nhà phát triển theo dõi và tối ưu hiệu năng nhanh chóng.
Với năng lực xử lý mạnh, bảo mật đa lớp và đội ngũ hỗ trợ 24/7, VNCDN là giải pháp CDN lý tưởng để doanh nghiệp tăng tốc website, tối ưu chi phí hạ tầng và đảm bảo trải nghiệm người dùng luôn mượt mà.