10 Alat caching open source teratas untuk Linux di 2023

Sistem dan aplikasi komputasi terdistribusi yang andal telah menjadi landasan bisnis terkemuka, terutama dalam mengotomatiskan dan mengelola proses bisnis yang sangat penting dan memberikan layanan kepada pelanggan.

Sebagai pengembang dan administrator sistem dari sistem dan aplikasi ini, Anda diharapkan untuk menyediakan semua jenis solusi teknologi informasi (TI) yang akan memastikan bahwa Anda memiliki sistem yang paling efisien yang tersedia.

Ini termasuk tugas -tugas seperti merancang, menguji, dan mengimplementasikan strategi untuk kinerja sistem/aplikasi, keandalan, ketersediaan, dan skalabilitas, untuk memberi pengguna akhir tingkat layanan yang memuaskan.

Caching adalah salah satu dari banyak teknik pengiriman aplikasi yang sangat mendasar namun efektif yang dapat Anda andalkan. Sebelum kita melangkah lebih jauh, mari kita lihat secara singkat apa itu caching, di mana dan/atau bagaimana hal itu dapat diterapkan, dan manfaatnya.

Daftar isi

• Apa itu caching atau caching konten?
• Mengapa menggunakan caching?
• 1. Redis
• 2. Memcached
• 3. Apache Ignite
• 4. Server Couchbase
• 5. Hazelcast IMDG
• 6. Mcroutter
• 7. Cache pernis
• 8. Proxy caching cumi
• 9. Nginx
• 10. Server lalu lintas Apache
  • • Ucapan penutup

Apa itu caching atau caching konten?

Caching (atau Caching konten) adalah teknik yang banyak digunakan untuk menyimpan salinan data di lokasi penyimpanan sementara (juga dikenal sebagai a cache) sehingga data dapat dengan mudah dan cepat diakses saat diambil dari penyimpanan asli.

Data yang disimpan dalam cache dapat mencakup file atau fragmen file (seperti file HTML, skrip, gambar, dokumen, dll.), operasi atau catatan basis data, panggilan API, catatan DNS, dll tergantung pada jenis dan tujuan caching.

Cache dapat dalam bentuk perangkat keras atau perangkat lunak. Cache berbasis perangkat lunak (yang merupakan fokus dari artikel ini) dapat diimplementasikan pada lapisan tumpukan aplikasi yang berbeda.

Caching Dapat diterapkan di sisi klien (atau di lapisan presentasi aplikasi), misalnya, caching browser atau caching aplikasi (atau mode offline). Sebagian besar jika tidak semua browser modern dikirimkan dengan implementasi cache http.

Anda mungkin pernah mendengar frasa populer “Bersihkan cache Anda”Saat mengakses aplikasi web untuk memungkinkan Anda melihat data atau konten terbaru di situs web atau aplikasi, alih -alih browser menggunakan salinan lama konten yang disimpan secara lokal.

Contoh lain dari caching sisi klien adalah Caching DNS yang terjadi di level Sistem Operasi (OS). Ini adalah penyimpanan informasi sementara tentang pencarian DNS sebelumnya oleh OS atau browser web.

Caching juga dapat diimplementasikan di tingkat jaringan, baik di a Lan atau LEMAH melalui proxy. Contoh umum dari jenis caching ini ada CDN (Jaringan Pengiriman Konten), yang merupakan jaringan server proxy web terdistribusi secara global.

Ketiga, Anda juga dapat mengimplementasikan caching di asalnya atau server backend. Ada berbagai bentuk caching tingkat server, mereka termasuk:

• Caching Server Web (Untuk caching gambar, dokumen, skrip, dan sebagainya).
• Caching Aplikasi atau menghafal (Digunakan dalam membaca file dari disk, data dari layanan atau proses lain, atau meminta data dari API, dll.).
• caching basis data (Untuk memberikan akses dalam memori ke data yang sering digunakan seperti baris basis data yang diminta, hasil kueri, dan operasi lainnya).

Perhatikan bahwa data cache dapat disimpan dalam sistem penyimpanan apa pun termasuk database, file, memori sistem, dan sebagainya tetapi harus menjadi media yang lebih cepat dari sumber utama. Dalam hal ini, caching dalam memori adalah bentuk caching yang paling efektif dan umum.

Mengapa menggunakan caching?

Caching menawarkan banyak manfaat termasuk yang berikut:

• Pada tingkat database, ia meningkatkan kinerja baca ke mikrodetik untuk data yang di -cache. Anda juga dapat menggunakan cache write-back untuk meningkatkan kinerja tulis, di mana data ditulis dalam memori dan kemudian ditulis ke disk atau penyimpanan utama pada interval tertentu. Tetapi aspek integritas data itu mungkin memiliki implikasi yang berpotensi membawa bencana. Misalnya, saat sistem macet sebelum data berkomitmen untuk penyimpanan utama.
• Pada tingkat aplikasi, cache dapat menyimpan data yang sering membaca dalam proses aplikasi itu sendiri, sehingga mengurangi waktu pencarian data dari detik hingga mikrodetik, terutama melalui jaringan.
• Mempertimbangkan keseluruhan aplikasi dan kinerja server, caching membantu mengurangi beban server, latensi, dan bandwidth jaringan Anda karena data yang di -cache disajikan kepada klien, sehingga meningkatkan waktu respons dan kecepatan pengiriman kepada klien.
• Caching juga memungkinkan ketersediaan konten, terutama melalui CDN, dan banyak manfaat lainnya.

Dalam artikel ini, kami akan meninjau beberapa sumber terbuka teratas (CACHING APLIKASI/DATABASE Dan server proxy caching) Alat untuk mengimplementasikan caching sisi server di Linux.

1. Redis

Redis (Server Kamus Jarak Jauh Secara penuh) adalah sistem komputasi in-memori terdistribusi yang bebas, cepat, berkinerja tinggi, dan fleksibel yang dapat digunakan dari sebagian besar jika tidak semua bahasa pemrograman.

Ini adalah penyimpanan struktur data dalam memori yang berfungsi sebagai mesin caching, database on-disk yang persisten, dan broker pesan. Meskipun dikembangkan dan diuji pada Linux (platform yang disarankan untuk digunakan) dan OS X, Redis juga bekerja di sistem POSIX lain seperti *BSD, tanpa dependensi eksternal apa pun.

Redis mendukung berbagai struktur data seperti string, hash, daftar, set, set yang diurutkan, bitmap, aliran, dan banyak lagi. Ini memungkinkan pemrogram untuk menggunakan struktur data tertentu untuk menyelesaikan masalah tertentu. Ini mendukung operasi otomatis pada struktur datanya seperti menambahkan string, mendorong elemen ke daftar, menambah nilai hash, persimpangan komputasi, dan banyak lagi.

Fitur utamanya termasuk replikasi redis master-slave (yang asinkron secara default), ketersediaan tinggi dan failover otomatis yang ditawarkan menggunakan Redis Sentinel, Redis Cluster (Anda dapat skala secara horizontal dengan menambahkan lebih banyak node cluster), dan partisi data (mendistribusikan data di antara beberapa Redis contoh). Ini juga menampilkan dukungan untuk transaksi, skrip LUA, berbagai opsi kegigihan, dan enkripsi komunikasi klien-server.

Menjadi basis data in-disk yang dalam memori tetapi gigih, Redis menawarkan kinerja terbaik saat bekerja paling baik dengan dataset dalam memori. Namun, Anda dapat menggunakannya dengan database on-disk seperti MySQL, PostgreSQL, dan banyak lagi. Misalnya, Anda dapat mengambil data kecil yang sangat banyak menulis di Redis dan meninggalkan potongan data lainnya dalam database on-disk.

Redis mendukung keamanan dalam banyak hal: satu dengan menggunakan "mode dilindungiFitur untuk mengamankan instance Redis agar tidak diakses dari jaringan eksternal. Ini juga mendukung otentikasi server-klien (di mana kata sandi dikonfigurasi di server dan disediakan di klien) dan TLS di semua saluran komunikasi seperti koneksi klien, tautan replikasi, protokol bus cluster redis, dan banyak lagi.

Redis memiliki banyak kasus penggunaan yang mencakup caching basis data, caching halaman penuh, manajemen data sesi pengguna, penyimpanan respons API, menerbitkan/berlangganan sistem pesan, antrian pesan, dan banyak lagi. Ini dapat diterapkan dalam game, aplikasi jejaring sosial, umpan RSS, analisis data real-time, rekomendasi pengguna, dan sebagainya.

2. Memcached

Memcached adalah sistem caching objek memori yang bebas dan open-source, sederhana namun kuat, terdistribusi. Ini adalah toko nilai kunci dalam memori untuk potongan data kecil seperti hasil panggilan database, panggilan API, atau rendering halaman. Ini berjalan pada sistem operasi seperti unix termasuk Linux dan OS X dan juga di Microsoft Windows.

Menjadi alat pengembang, ini dimaksudkan untuk digunakan dalam meningkatkan kecepatan aplikasi web dinamis dengan caching konten (secara default, a Paling baru digunakan (Lru) cache) dengan demikian mengurangi beban database on-disk-bertindak sebagai memori jangka pendek untuk aplikasi. Ini menawarkan API untuk bahasa pemrograman paling populer.

Memcached mendukung string sebagai satu -satunya tipe data. Ini memiliki arsitektur klien-server, di mana setengah dari logika terjadi di sisi klien dan setengah lainnya di sisi server. Yang penting, klien memahami cara memilih server mana yang harus ditulis atau dibaca, untuk suatu item. Juga, klien tahu betul apa yang harus dilakukan jika tidak dapat terhubung ke server.

Meskipun ini adalah sistem caching terdistribusi, sehingga mendukung pengelompokan, server memcached terputus satu sama lain (i.E mereka tidak sadar satu sama lain). Ini berarti bahwa tidak ada dukungan replikasi seperti di Redis. Mereka juga memahami cara menyimpan dan mengambil item, dan mengelola kapan harus mengusir, atau menggunakan kembali memori. Anda dapat meningkatkan memori yang tersedia dengan menambahkan lebih banyak server.

Ini mendukung otentikasi dan enkripsi melalui TLS sebagai memcached 1.5.13, tetapi fitur ini masih dalam fase eksperimental.

3. Apache Ignite

Apache Ignite, juga merupakan sumber key-value-memory-source yang bebas dan terbuka yang didistribusikan secara horizontal, dan sistem database multi-model yang menyediakan API pemrosesan yang kuat untuk menghitung data terdistribusi yang terdistribusi. Ini juga merupakan kisi data dalam memori yang dapat digunakan baik dalam memori atau dengan kegigihan asli yang memicu. Itu berjalan pada sistem seperti unix seperti Linux dan juga Windows.

Ini fitur penyimpanan multi-tier, dukungan SQL lengkap, dan ASAM Transaksi (atomisitas, konsistensi, isolasi, daya tahan) (hanya didukung pada tingkat API nilai kunci) di beberapa node cluster, pemrosesan co-located, dan pembelajaran mesin. Ini mendukung integrasi otomatis dengan database pihak ketiga mana pun, termasuk apapun Rdbms (seperti MySQL, PostgreSQL, Oracle Database, dan sebagainya) atau toko NoSQL.

Penting untuk dicatat bahwa meskipun Menyalakan Bekerja sebagai penyimpanan data SQL, ini bukan sepenuhnya database SQL. Ini dengan jelas menangani kendala dan indeks dibandingkan dengan database tradisional; Ini mendukung indeks primer dan sekunder, tetapi hanya indeks utama yang digunakan untuk menegakkan keunikan. Selain itu, ia tidak memiliki dukungan untuk kendala kunci asing.

Ignite juga mendukung keamanan dengan memungkinkan Anda untuk mengaktifkan otentikasi di server dan memberikan kredensial pengguna kepada klien. Ada juga dukungan untuk komunikasi soket SSL untuk memberikan koneksi yang aman di antara semua node Ignite.

Menyalakan memiliki banyak kasus penggunaan yang mencakup sistem caching, akselerasi beban kerja sistem, pemrosesan data real-time, dan analitik. Ini juga dapat digunakan sebagai platform grafik-sentris.

4. Server Couchbase

Server Couchbase juga merupakan database keterlibatan berorientasi dokumen open-source, terdistribusi, yang berorientasi dokumen yang menyimpan data sebagai item dalam format nilai kunci. Ini bekerja di Linux dan sistem operasi lainnya seperti Windows dan Mac OS X. Ini menggunakan bahasa kueri yang kaya fitur, berorientasi dokumen yang disebut N1QL yang menyediakan layanan kueri dan pengindeksan yang kuat untuk mendukung operasi sub-milidetik pada data.

Fitur-fitur pentingnya adalah toko nilai kunci cepat dengan cache yang dikelola, pengindeks yang dibuat khusus, mesin kueri yang kuat, arsitektur skala-out (penskalaan multi-dimensi), data besar dan integrasi SQL, keamanan tumpukan penuh, dan ketersediaan tinggi.

Server Couchbase Dilengkapi dengan dukungan cluster instance multipel, di mana alat cluster manager mengoordinasikan semua aktivitas node dan hanya menyediakan antarmuka kluster-lebar untuk klien. Yang penting, Anda dapat menambahkan, menghapus, atau mengganti node sesuai kebutuhan, tanpa downtime. Ini juga mendukung replikasi data di seluruh node kluster, dan replikasi data selektif di seluruh pusat data.

Ini mengimplementasikan keamanan melalui TLS menggunakan server couchbase khusus, mekanisme otentikasi yang berbeda (menggunakan kredensial atau sertifikat), kontrol akses berbasis peran (untuk memeriksa setiap pengguna yang diautentikasi untuk peran yang ditentukan sistem yang ditetapkan), audit, log, dan sesi.

Kasus penggunaannya termasuk antarmuka pemrograman terpadu, pencarian teks lengkap, pemrosesan kueri paralel, manajemen dokumen, pengindeksan, dan banyak lagi yang dirancang khusus untuk menyediakan manajemen data latensi rendah untuk aplikasi interaktif skala besar, seluler, dan aplikasi IoT skala besar.

5. Hazelcast IMDG

Hazelcast IMDG (In-Memory Data Grid) adalah open-source, ringan, cepat, dan dapat diperpanjang dalam memori kisi middleware, yang menyediakan komputasi dalam memori terdistribusi secara elastis. Hazelcast IMDG Juga berjalan di Linux, Windows, Mac OS X, dan platform lainnya dengan Java diinstal. Ini mendukung berbagai struktur data yang fleksibel dan asli bahasa seperti peta, set, daftar, multimap, ringbuffer, dan hyperloglog.

Hazelcast adalah peer-to-peer dan mendukung skalabilitas sederhana, pengaturan cluster (dengan opsi untuk mengumpulkan statistik, memantau melalui protokol JMX, dan mengelola cluster dengan utilitas yang bermanfaat), struktur dan peristiwa data terdistribusi, porsi data, dan transaksi. Ini juga berlebihan karena menyimpan cadangan setiap entri data pada banyak anggota. Untuk skala cluster Anda, cukup mulai contoh lain, data dan cadangan secara otomatis dan merata seimbang.

Ini menyediakan kumpulan API yang berguna untuk mengakses CPU di cluster Anda untuk kecepatan pemrosesan maksimal. Ini juga menawarkan implementasi terdistribusi dari sejumlah besar antarmuka yang ramah pengembang dari Java seperti peta, antrian, ExecutorService, Lock, dan JCache.

Fitur keamanannya termasuk anggota cluster dan otentikasi klien dan pemeriksaan kontrol akses pada operasi klien melalui fitur keamanan berbasis JAAS. Ini juga memungkinkan untuk mencegat koneksi soket dan operasi jarak jauh yang dieksekusi oleh klien, enkripsi komunikasi tingkat soket antara anggota cluster, dan memungkinkan komunikasi soket SSL/TLS. Namun menurut dokumentasi resmi, sebagian besar fitur keamanan ini ditawarkan dalam versi perusahaan.

Kasing penggunaannya yang paling populer didistribusikan caching dalam memori dan penyimpanan data. Tapi itu juga dapat digunakan untuk pengelompokan sesi web, penggantian NoSQL, pemrosesan paralel, pesan yang mudah, dan banyak lagi.

6. Mcroutter

Mcroutter adalah router protokol memcached yang bebas dan open-source untuk menskalakan penyebaran memcached, dikembangkan dan dikelola oleh Facebook. Ini fitur protokol ASCII memcached, routing fleksibel, dukungan multi-cluster, cache multi-level, kumpulan koneksi, beberapa skema hashing, perutean awalan, kumpulan yang direplikasi, bayangan lalu lintas produksi, konfigurasi ulang online, dan pemantauan kesehatan tujuan/failover otomatis.

Selain itu, ini mendukung pemanasan cache dingin, statistik yang kaya dan perintah debugs, dapat diandalkan mengalirkan kualitas layanan, nilai besar, dan operasi siaran, dan dilengkapi dengan dukungan IPv6 dan SSL.

Ini sedang digunakan di Facebook dan Instagram sebagai komponen inti dari infrastruktur cache, untuk menangani hampir 5 miliar permintaan per detik di puncaknya.

7. Cache pernis

Varnish Cache adalah akselerator aplikasi web yang fleksibel, modern, dan multi-tujuan yang terletak di antara klien web dan server asal. Ini berjalan di semua platform Linux, FreeBSD, dan Solaris (x86 saja) modern modern. Ini adalah mesin caching yang sangat baik dan akselerator konten yang dapat Anda gunakan di depan server web seperti Nginx, Apache, dan banyak lainnya, untuk mendengarkan port http default untuk menerima dan meneruskan permintaan klien ke server web dan mengirimkan web Tanggapan Server kepada Klien.

Saat bertindak sebagai perantara antara klien dan server asal, Cache pernis Menawarkan beberapa manfaat, elemen yang menjadi caching konten web dalam memori untuk meringankan beban server web Anda dan meningkatkan kecepatan pengiriman ke klien.

Setelah menerima permintaan HTTP dari klien, itu meneruskannya ke server web backend. Setelah server web merespons, pernis menyimpan konten dalam memori dan memberikan respons kepada klien. Ketika klien meminta konten yang sama, pernis akan melayani dari respons aplikasi penambah cache. Jika tidak dapat melayani konten dari cache, permintaan diteruskan ke backend dan responsnya di -cache dan dikirim ke klien.

Pernis fitur Vcl (Bahasa konfigurasi pernis - bahasa khusus domain fleksibel) yang digunakan untuk mengonfigurasi bagaimana permintaan ditangani dan lebih banyak lagi, Modul pernis (Vmods) yang merupakan ekstensi untuk cache pernis.

Secara bijaksana, Cache pernis mendukung pencatatan, meminta inspeksi, pelambatan, otentikasi, dan otorisasi melalui Vmods, tetapi tidak memiliki dukungan asli untuk SSL/TLS. Anda bisa mengaktifkan Https untuk cache pernis menggunakan proxy SSL/TLS seperti Halangan atau nginx.

Anda juga dapat menggunakan Cache pernis sebagai firewall aplikasi web, bek serangan DDOS, pelindung hotlinking, penyeimbang beban, titik integrasi, gateway masuk tunggal, mekanisme kebijakan otentikasi dan otorisasi, perbaikan cepat untuk backend yang tidak stabil, dan router permintaan http permintaan http HTTP HTTP HTTP HTTP HTTP HTTP HTTP HTTP Router HTTP.

8. Proxy caching cumi

Lainnya yang bebas dan open-source, luar biasa, dan proxy yang banyak digunakan, dan solusi caching untuk Linux adalah cumi-cumi. Ini adalah perangkat lunak server cache proxy web yang kaya fitur yang menyediakan layanan proxy dan cache untuk protokol jaringan populer termasuk HTTP, HTTPS, dan FTP. Ini juga berjalan di platform dan windows UNIX lainnya.

Seperti Cache pernis, itu menerima permintaan dari klien dan meneruskannya ke server backend tertentu. Saat server backend merespons, ia menyimpan salinan konten dalam cache dan menyerahkannya ke klien. Permintaan di masa depan untuk konten yang sama akan dilayani dari cache, menghasilkan pengiriman konten yang lebih cepat ke klien. Jadi itu mengoptimalkan aliran data antara klien dan server untuk meningkatkan kinerja dan cache konten yang sering digunakan untuk mengurangi lalu lintas jaringan dan menyimpan bandwidth.

Squid hadir dengan fitur -fitur seperti mendistribusikan beban melalui hierarki server proxy yang berkomunikasi, menghasilkan data mengenai pola penggunaan web (e.G statistik tentang situs yang paling banyak dikunjungi), memungkinkan Anda untuk menganalisis, menangkap, memblokir, mengganti, atau memodifikasi pesan yang diproksi.

Ini juga mendukung fitur keamanan seperti kontrol akses yang kaya, otorisasi, dan otentikasi, dukungan SSL/TLS, dan penebangan aktivitas.

9. Nginx

Nginx (diucapkan sebagai Engine-x) adalah solusi konsolidasi sumber terbuka, berkinerja tinggi, fitur penuh, dan sangat populer untuk menyiapkan infrastruktur web. Ini adalah server HTTP, server proxy terbalik, server proxy email, dan server proxy TCP/UDP generik.

Nginx menawarkan kemampuan caching dasar di mana konten cache disimpan dalam cache persisten di disk. Bagian yang menarik tentang caching konten di nginx adalah bahwa ia dapat dikonfigurasi untuk mengirimkan konten basi dari cache ketika tidak dapat mengambil konten segar dari server asal.

Nginx menawarkan banyak fitur keamanan untuk mengamankan sistem web Anda, ini termasuk penghentian SSL, membatasi akses dengan otentikasi dasar HTTP, otentikasi berdasarkan hasil sub-permintaan, otentikasi JWT, membatasi akses ke sumber daya HTTP proksi, membatasi akses oleh lokasi geografis, dan banyak lagi.

Ini biasanya digunakan sebagai proxy terbalik, penyeimbang beban, terminator SSL/gateway keamanan, akselerator aplikasi/cache konten, dan gateway API dalam tumpukan aplikasi. Ini juga digunakan untuk media streaming.

10. Server lalu lintas Apache

Terakhir namun tidak kalah pentingnya, kami memiliki server lalu lintas Apache, server proxy caching open-source, Fast, Scalable, dan Extensible dengan dukungan untuk HTTP/1.1 dan http/2.0. Ini dirancang untuk meningkatkan efisiensi dan kinerja jaringan dengan caching konten yang sering diakses di tepi jaringan, untuk perusahaan, ISP (penyedia server internet), penyedia tulang punggung, dan banyak lagi.

Ini mendukung proksi lalu lintas http/https terbalik dan terbalik. Ini juga dapat dikonfigurasi untuk berjalan di salah satu atau kedua mode secara bersamaan. Ini fitur caching persisten, API plugin; Dukungan untuk ICP (Internet Cache Protocol), ESI (sisi tepi termasuk); Tetap hidup, dan banyak lagi.

Dalam hal keamanan, server lalu lintas mendukung pengendalian akses klien dengan memungkinkan Anda untuk mengkonfigurasi klien yang diizinkan untuk menggunakan cache proxy, terminasi SSL untuk kedua koneksi antara klien dan dirinya sendiri, dan antara dirinya sendiri dan server asal. Ini juga mendukung otentikasi dan otorisasi dasar melalui plugin, logging (dari setiap permintaan yang diterima dan setiap kesalahan yang dideteksi), dan pemantauan.

Server lalu lintas dapat digunakan sebagai cache proxy web, proxy maju, proxy terbalik, proxy transparan, penyeimbang beban, atau dalam hierarki cache.

Ucapan penutup

Caching adalah salah satu teknologi pengiriman konten web yang paling bermanfaat dan sudah lama ada yang terutama dirancang untuk meningkatkan kecepatan situs web atau aplikasi. Ini membantu mengurangi beban server, latensi, dan bandwidth jaringan Anda karena data yang di -cache disajikan kepada klien, sehingga meningkatkan waktu respons aplikasi dan kecepatan pengiriman kepada klien.

Dalam artikel ini, kami meninjau alat caching open-source teratas untuk digunakan pada sistem Linux. Jika Anda tahu alat caching open-source lainnya yang tidak terdaftar di sini, silakan bagikan dengan kami melalui formulir umpan balik di bawah ini. Anda juga dapat membagikan pemikiran Anda tentang artikel ini dengan kami.