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Web Caching

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Introduzione

Il Web Caching consiste nel salvare le pagine richieste per riutilizzarle in seguito senza doverle richiedere al server.

Prestazioni

Questo strumento permette di migliorare le prestazioni sia client che del server infatti:

  • Il client non dovrà aspettare le risposte del server.
  • Il server riceve meno richieste riducendo il carico

Il caching può essere eseguito da Browser o attraverso un Proxy.

Browser Caching

In questo caso è browser a mantenere una cache delle pagine visitate

Funzionalità

Esistono vari meccanismi per la gestione della cache locale:

  • L’utente può impostare il numero di giorni dopo i quali i contenuti della cache vengono cancellati.
  • La pagina può essere mantenuta in cache in base alla sua ultima modifica (es. modificata un’ora prima → mantenuta per un’ora, oppure un giorno, un mese, etc.)
  • Si possono utilizzare informazioni nei campi intestazione dei messaggi per gestire la cache • Es: campo Expires specifica la scadenza dopo la quale la pagina è considerata obsoleta (stale) • Non sempre rispettato dai browser

Proxy Caching

Si inserisce un sever proxy tra la comunicazione del client ed il server originale. Questo server proxy mantiene delle pagine visitate.

Il browser trasmette tutte le richieste HTTP alla cache dove:

  • se l’oggetto è presente nella cache allora verrà fornito al client dalla cache
  • altrimenti la cache richiede l’oggetto al server d’origine e poi lo inoltra al client

oss: La cache opera come client (fa richieste al server originale) e come server (risponde al client).

Server Proxy in una LAN

Tipicamente la cache è installata da un ISP (università, aziende o ISP residenziali

Vantaggi

  • Riduce i tempi di risposta alle richieste dei client.
  • Riduce il traffico sul collegamento di accesso a Internet.
  • Internet arricchita di cache consente ai provider meno efficienti di fornire dati con efficacia.

Inserimento e Validazione di un oggetto

Inserimento

  1. Il Client invia messaggio di richiesta HTTP alla cache:
  • GET /page/figure.gif
  • Host: www.sito.com
  1. La cache non ha l’oggetto e quindi inoltra la richiesta HTTP al Server.
  2. l server invia risposta HTTP alla cache:
  • HTTP/1.1 200 OK
  • Date: …
  • Last-Modified: Wed, 2 Jul 2008 09:23:24
  • (dati dati dati …)
  1. La cache memorizza la pagina per richieste future, mantenendo la data di ultima modifica.
  2. La cache invia la risposta al client.

Validazione

  1. Il Client invia messaggio di richiesta HTTP alla cache:
  • GET /page/figure.gif
  • Host: www.sito.com
  1. La cache ha l’oggetto, ma prima di inviarlo al client deve verificare che non sia scaduto (modificato sul server di origine).
  2. La cache esegue una richiesta verso il Web server che mantiene l’oggetto, per verificarne la validità mediante il metodo Get Condizionale.
  • nel metodo GET Include una riga di intestazione If-Modified-Since- <data>

Get Condizionale

Esempio

Immaginiamo avere una rete LAN collegata ad Internet attraverso un collegamento di accesso, con queste caratteristiche:

  • Collegamento LAN - Internet: 15 Mbps
  • Rate interno alla Lan: 100 Mbps

Facciamo queste ipotesi:

  • Dimensione media di un oggetto: 1 Mb
  • Frequenza media di richieste al server d’origine: 15 richieste al secondo
  • Ritardo per recuperare un oggetto sulla rete internet (Internet delay): 2 sec
  • Il tempo totale di risposta (total delay): LAN delay + access delay + Internet delay

Facciamo dei calcoli:

  • Intensità di traffico (La/R) sulla LAN: (15req/s*1Mb/req)/100Mbps = 15% corrisponde ad un ritardo nel ordine delle decine di ms.
  • Intensità di traffico (La/R) sul collegamento con d’accesso: (15req/s*1Mb)/15Mbps = 100% corrisponde ad un ritardo nel ordine di minuti.

Visto che ritardo totale = ritardo di Internet + ritardo di accesso + ritardo della LAN il ritardo per ogni richiesta ad Internet sarà nel ordine di minuti e non va bene.

Per risolvere questo problema abbiamo due metodi:

  1. Aumentare ampiezza di banda del collegamento
  2. Installare una cache

Aumentare ampiezza di banda del collegamento

Aumentare l’ampiezza di banda del collegamento d’accesso a 100 Mbps.

Risultati:

Abbiamo risolta i problema ma questa soluzione non sempre attuabile e comunque costoso aggiornare il collegamento.

Installare una cache

Installiamo una cache nella rete LAN, supponiamo che quest ultima abbia un hit rate pari a 0.4.

Conseguenze:

  • il 40% delle richieste sarà soddisfatto quasi immediatamente (circa 10ms) dalla cache.
  • il restante 60% delle richieste sarà soddisfatto dal server d’origine.

Risultati: Ritardo totale medio = ritardo di Internet + ritardo di accesso + ritardo della LAN = 0,6*(2,01) sec + 0.4*(0.01) sec ~ 1,2 sec.

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