CDN-backed storage چیست؟

به‌طور ساده، CDN-backed storage ترکیبی از دو تکنولوژی مجزا اما مکمل است:

1. Cloud Storage (ذخیره‌سازی ابری): فضایی مانند Azure Blob Storage، AWS S3 یا Google Cloud Storage که فایل‌های اصلی (Source of Truth) در آنجا نگهداری می‌شوند. این لایه را Origin می‌نامند.

2. CDN (شبکه توزیع محتوا): شبکه‌ای از سرورهای پراکنده در نقاط مختلف جهان (Edge Servers) که نسخه‌ای از فایل‌های شما را کش (Cache) می‌کنند و از نزدیک‌ترین موقعیت جغرافیایی به کاربر تحویل می‌دهند.

نحوه عملکرد

وقتی یک کاربر درخواستی برای یک فایل (مثلاً یک تصویر) ارسال می‌کند:

• درخواست ابتدا به نزدیک‌ترین سرور CDN می‌رود.

• اگر فایل در آن سرور موجود باشد (Cache Hit)، مستقیماً به کاربر تحویل داده می‌شود.

• اگر موجود نباشد (Cache Miss)، CDN فایل را از Storage اصلی واکشی کرده، یک نسخه از آن را برای درخواست‌های بعدی ذخیره می‌کند و سپس به کاربر تحویل می‌دهد.

چرا باید از CDN برای استوریج خود استفاده کنیم؟

استفاده از این معماری مزایای متعددی دارد:

• کاهش تاخیر (Latency): فایل‌ها از سروری که فیزیکی به کاربر نزدیک‌تر است ارسال می‌شوند.

• کاهش بار روی سرور اصلی: به دلیل اینکه اکثر درخواست‌ها توسط CDN پاسخ داده می‌شوند، ترافیک ورودی به Storage اصلی به شدت کاهش می‌یابد.

• کاهش هزینه‌ها: بسیاری از سرویس‌های ابری، هزینه خروج داده (Egress) از CDN را ارزان‌تر از خروج داده مستقیم از Storage محاسبه می‌کنند.

• مقیاس‌پذیری (Scalability): CDNها برای مدیریت ترافیک‌های عظیم طراحی شده‌اند و به راحتی هجوم ناگهانی کاربران را مدیریت می‌کنند.

پیاده‌سازی در .NET (راهنمای گام‌به‌گام)

در این بخش، ما از Azure Blob Storage به عنوان مبدأ و Azure CDN استفاده می‌کنیم. با این حال، اصول کدنویسی برای AWS S3 و CloudFront نیز مشابه است.

پیش‌نیازها

• نصب SDK مربوطه: Azure.Storage.Blobs

• داشتن یک Connection String از Storage Account.

• تنظیم یک Endpoint در CDN که به Storage وصل شده باشد.

گام اول: پیکربندی در appsettings.json

ابتدا اطلاعات دسترسی را در فایل تنظیمات پروژه قرار می‌دهیم:

{
  "StorageSettings": {
    "ConnectionString": "DefaultEndpointsProtocol=https;AccountName=your_account;...",
    "ContainerName": "uploads",
    "CdnBaseUrl": "https://your-app.azureedge.net" 
  }
}

نکته: CdnBaseUrl آدرسی است که CDN در اختیار شما قرار می‌دهد تا به جای آدرس مستقیم Storage از آن استفاده کنید.

گام دوم: ایجاد سرویس Storage در #C

یک اینترفیس و کلاس برای مدیریت فایل‌ها طراحی می‌کنیم.

public interface IFileService
{
    Task<string> UploadFileAsync(IFormFile file);
}

public class CdnStorageService : IFileService
{
    private readonly BlobServiceClient _blobServiceClient;
    private readonly string _containerName;
    private readonly string _cdnBaseUrl;

    public CdnStorageService(IConfiguration configuration)
    {
        var settings = configuration.GetSection("StorageSettings");
        _blobServiceClient = new BlobServiceClient(settings["ConnectionString"]);
        _containerName = settings["ContainerName"];
        _cdnBaseUrl = settings["CdnBaseUrl"];
    }

    public async Task<string> UploadFileAsync(IFormFile file)
    {
        var containerClient = _blobServiceClient.GetBlobContainerClient(_containerName);
        await containerClient.CreateIfNotExistsAsync();

        var fileName = $"{Guid.NewGuid()}{Path.GetExtension(file.FileName)}";
        var blobClient = containerClient.GetBlobClient(fileName);

        using (var stream = file.OpenReadStream())
        {
            await blobClient.UploadAsync(stream, true);
        }

        // به جای بازگرداندن آدرس مستقیم Blob، آدرس CDN را برمی‌گردانیم
        return $"{_cdnBaseUrl}/{_containerName}/{fileName}";
    }
}

گام سوم: تنظیم Headerهای کش

برای اینکه CDN بداند یک فایل را تا چه زمانی باید کش کند، باید Headerهای مربوطه را هنگام آپلود تنظیم کنیم.

var blobHttpHeader = new BlobHttpHeaders
{
    ContentType = file.ContentType,
    CacheControl = "public, max-age=31536000" // فایل را برای یک سال کش کن
};

await blobClient.UploadAsync(stream, new BlobUploadOptions { HttpHeaders = blobHttpHeader });

مدیریت چالش‌ها در کدنویسی

الف) حذف کش (Cache Invalidation)

یکی از بزرگترین چالش‌ها این است که وقتی فایلی را در Storage آپلود یا جایگزین می‌کنید، کاربران همچنان نسخه قدیمی را از CDN می‌بینند.

راهکارها:

1. Version Checking: به نام فایل‌های خود ورژن یا Hash اضافه کنید (مانند image_v1.jpg). این بهترین روش است.

2. Purging: استفاده از APIهای پرووایدر (مانند Azure CDN SDK) برای پاکسازی دستی کش.

نمونه کد برای Purge کردن کش در Azure:

// این متد نیاز به پکیج Microsoft.Azure.Management.Cdn دارد
public async Task PurgeCdnCache(string contentPath)
{
    // کد مربوط به احراز هویت در Azure و فراخوانی متد Purge
}

ب) امنیت و دسترسی محدود

اگر فایل‌های شما خصوصی هستند (مانند فاکتورهای مشتری)، نباید آن‌ها را به صورت عمومی در CDN قرار دهید. در این حالت از Signed URLs یا Shared Access Signatures (SAS) استفاده می‌شود.

در معماری CDN-backed، شما باید CDN را طوری تنظیم کنید که درخواست‌ها را با یک کلید خاص به Storage بفرستد یا از قابلیت CDN Token Authentication استفاده کنید.

مقایسه مستقیم: با CDN و بدون CDN

نتیجه‌گیری

استفاده از CDN-backed storage در پروژه‌های .NET فراتر از یک انتخاب لوکس است؛ برای اپلیکیشن‌هایی که کاربرانی در سطح جغرافیایی وسیع دارند، این یک ضرورت محسوب می‌شود. با استفاده از SDKهای استاندارد و مدیریت صحیح Cache-Control در کد C#، می‌توانید تجربه‌ای سریع و روان برای کاربران خود رقم بزنید.