پایان نامه بهینه سازی اجرا و پاسخ برنامه های C2C و B2C در فضای ابری با روش های توزیع، تسهیم و پیش پردازش، مطالعه موردی سیستم های انجین ایکس و وارنیش

پایان نامه دوره کارشناسی ارشد رشته مهندسی فناوری اطلاعات

چکیده

در دنیای امروز اینترنت و مهم ترین سرویس آن وب، زندگی بشر را دچار تغییر و تحولات فراوانی کرده است. اینترنت تمام نیازهای اشخاص برای برقراری ارتباط با یکدیگر، به دست آوردن اطلاعات در هر زمینه ای، بازی و سرگرمی، آموزش و هر زمینه ای که به ذهن انسان خطور کند را فراهم می کند. اهمیت این سرویس به حدی رسیده است که همه روزه دانشمندان در حوزه ی کامپیوتر و وب به دنبال راهی برای جذب بیشتر افراد به وب هستند. تمرکز آن ها روی این زمینه است که اشخاص در مدت کوتاهی بتوانند تمام نیازهایی که هر لحظه برایشان پیش می آید را از طریق وب برطرف کنند. خوشبختانه یکی از زمینه هایی که فعالیت وب در آن بسیار گسترده و مهم شده است، مقوله ی تجارت و سیستم های تجاری است. درحال حاضر هیچ فعالیت اقتصادی وجود ندارد که نتوان از طریق وب به آن پاسخ داد. اما مساله ای که پیش می آید این است که باید سطح این خدمات تجاری بهبود پیدا کند و این بهبود به طور مستقیم با سرعت فعالیت ها در ارتباط است. در نتیجه در سال های اخیر دانشمندان تمرکز خود را روی سرعت بخشیدن به وب قرار دادند و تلاش کردند تا راهی برای سریع تر کردن وب بیابند. سرورهای وب ابزارهایی بودند که توسعه دهندگان به وسیله ی آن ها توانستند راه حل هایی برای تسریع وب پیشنهاد دهند و با پیاده سازی آن ها نتایج سودمندی را برای افراد جامعه رقم زدند. هدف از نگارش این پژوهش معرفی راهکارهای تسریع وب از طریق ابزاری به نام وب سرورها بود. در ابتدای کار مقدماتی از وب سرورها و انواع آن ها توضیح دادیم و سپس به دونوع مهم از آن ها پرداختیم. سپس نرم افزاری برای تسریع در این وب سرورها معرفی کرده و در نهایت شروع به پیاده سازی این وب سرورها کردیم. پس از نصب و اجرای آن ها عملیات تست سرعت را روی تمامی آن ها انجام داده و نتایج به دست آمده را مورد بررسی قرار دادیم.

کلمات کلیدی: اینترنت، وب، وب سرور، تسریع وب، سیستم های تجاری

فصل اول:

کلیات پژوهش

مقدمه

اینترنت و مهمترین سرویس آن وب، علاوه بر این که حیات بشری را در هزاره سوم دستخوش تحولات فراوانی کرده است، توانسته است منشاء تحولات گسترده ای در سایر حوزه های فناوری گردد. یکی از حوزه های جدی تاثیر اینترنت تجارت الکترونیک است.

در وب سایت های تجاری سرعت اجرا و پاسخ سیستم ها موضوعی بسیار مهم و حیاتی شده است. در مورد سیستم های تجاری مشتری به مشتری[1] و تجارت به مشتری[2] با توجه به حجم بالای مراجعه کنندگان و بازدید کنندگان که هریک عملیات متنوعی را انجام می دهند توان و سرعت پاسخگویی سیستم امری بسیار تاثیر گذار در رضایت مشتریان و کارآمدی سیستم تجاری است.

روش های شناخته شده و سابقه داری از قبیل پیش پردازش[3]، کوکی[4]، آژاکس[5]، کش کردن[6] و ...  برای سرعت بخشیدن به اجرای برنامه های اینترنتی استفاده شده اند ولی همچنان نیاز به بالا بردن سرعت اجرا و بهره وری سیستم های تحت وب احساس می شود.

اهمیت سرعت اجرا در وب سایت های تجاری مشتری به مشتری به دلیل ماهیت ذاتی آن (مشارکت مشتریان با یکدیگر) و تعداد بالای بازدیدکنندگان همزمان بسیار حیاتی است. سیستم های تجارت الکترونیک از قبیل بازارهای اینترنتی، بازارهای حراج اینترنتی، خرده فروشی های مشارکتی و ... نمونه هایی از این سیستم های مشتری به مشتری هستند.

در مورد سیستم های تجارت الکترونیک با پایه ی تجارت به مشتری مثل بانک های اینترنتی، سیستم های پرداخت و تسویه حساب اینترنتی و ... نیز به دلیل تعامل همزمان با تعداد زیادی از مشتریان سرعت اجرا و پاسخ دهی بلادرنگ اهمیت ویژه ای پیدا می کند.

کارایی سرویس های تجارت الکترونیک فقط به موارد فوق محدود نمی شوند و اهمیت سرعت و پاسخ دهی بلادرنگ در سیستم های دیگری مثل موتورهای جستجو، سیستم های مشارکتی تبلیغات بازرگانی، سیستم های مشارکتی چندرسانه ای، سیستم های ویدئو کنفرانس، سیستم های تلفن اینترنتی، سیستم های چت، سیستم های ای آر پی[7]، سی آر ام[8]و ... نیز قویا ضروری می نماید]12][13[.

بنابراین اهمیت اجرای سریع برنامه های تحت وب، سیستم های تجارت الکترونیک و به طور کلی همه سیستم های پربازدید و پر ترافیک اجرای سریع و پاسخ دهی بلادرنگ را مولفه ای حیاتی برای کار خود تلقی می کنند.

در این فصل پس از آشنایی با تکنولوژی وب، تاریخچه ای از آن به صورت مشروح و کامل توضیح داده می شود. سپس انواع مدل های وب معرفی، و تعریف هر یک از آن ها، دستاوردها و ویژگی هایشان به صورت کامل شرح داده می شوند. همچنین تخمینی از آینده ی وب و حدس ما درمورد تکنولوژی های آینده در وب توضیح داده می شود. در ادامه، مساله اصلی این تحقیق تعریف شده و سوال های پیش رو و ضرورت انجام تحقیق شرح داده می شود. درنهایت ساختار پژوهش آورده می شود]14 [.

1-2 آشنایی با تکنولوژی وب

تکنولوژی وب توسعه ی مکانیزمی است که به دو یا چند کامپیوتر اجازه می دهد تا در سطح یک شبکه ارتباط برقرار کنند. برای مثال در محیط یک شرکت، ممکن است تعدادی از کامپیوترها که به همراه دستگاه هایی نظیر پرینتر[9] درون یک شبکه به هم متصل هستند، برای ارسال مناسب و سریع اطلاعات همکاری کنند. فرآیندی که تکنولوژی وب دارد پیچیده و گوناگون است و به همین علت است که تمامی سازمان های بزرگ تجاری با این مساله سروکار دارند. تکنولوژی وب تغییرات اساسی در شیوه های ارتباطی ایجاد کرده است که بسیار موثرتر عمل می کنند.

مزیت اصلی تکنولوژی وب این است که با فراهم آوردن ارتباط هایی با سرعت بالا در دنیای کامپیوتر، آسودگی و راحتی را به ارمغان آورده است. فرآیند هایی که از کامپیوتر استفاده می کنند، چه در شرکت باشند و چه در منزل، با استفاده از یک شبکه بسیار سریع و آسان عمل می کنند. تکنولوژی وب به پیام ها اجازه می دهد که در سطح یک سیستم ارسال شوند، با درنظر گرفتن اینکه ممکن است قبل از آن نیاز به به کار بردن یک مجرای اصلی باشد یا ترک فضای کاری برای برقراری ارتباط با یک پیام. همچنین واضح است که تکنولوژی وب باعث کاهش قیمت ها، افزایش پتانسیل تجاری و کارآمدتر شدن کمپانی می شود.

عیب اصلی تکنولوژی وب این است که مسائلی که شامل تکنولوژی وب می شوند، می توانند بسیار پیچیده باشند و این قضیه برای افرادی که تجربه ای مرتبط با عیب یابی مشکلات شبکه ای ندارند، می تواند کار سختی باشد. بنابراین نیاز به استخدام افرادی با مهارت حل مشکلات شبکه ای احساس می شود که خود مستلزم پرداخت هزینه است. علاوه بر این وجود شبکه مجال حمله به سیستم های کامپیوتری را فراهم می کند. ضعف در شبکه ممکن بود بهره برداری شود، اطلاعات مهم ممکن بود گم شود یا از بین برود و ویروس های کامپیوتری می توانستند خطرات جدی برای شبکه به وجود بیاورند. بنا بر این دلایل، امنیت شبکه موضوع دیگریست که هنگام استفاده از تکنولوژی وب باید درنظر گرفته شود]1][2[.

1-3 تاریخچه ی وب

تار جهان گستر[10]، یا به عبارت خلاصه وب، مرجعی جهانی برای کاربرانی است که از طریق اینترنت با آن در ارتباط هستند.

عبارت تار جهان گستر گاهی به صورت اشتباه به جای کلمه اینترنت به کار می رود، در حالی که وب سرویسی است برای امور اینترنتی مانند ایمیل[11]. سابقه ی پیدایش اینترنت بسیار طولانی تر از وب است.

ایده ی داشتن مرجعی جهانی که حتی از خانه هم بتوان به آن دسترسی داشت شاید به داستان کوتاه ایساک آسیموف[12]، "جشن سالیانه[13]" که در سال 1959 منتشر شد برگردد. در این داستان، شخصیت ها از طریق کامپیوترهای خانگی به دنبال اطلاعاتی می گشتند که از طریق یک شبکه گسترده زمینی به یک سوپر کامپیوتر در جایی درون زمین متصل بود.
 

1-3-1 1991-1980: آغاز پیشرفت های ابتدایی وب

اولین وب سرور جهان، "نکست کیوب[14]" نام داشت که توسط تیم بارنرز لی[15]در سِرن[16]مورد استفاده قرار گرفت. این سرور مجبور بود تمام لینک ها و صفحات جدید را به صفحه های باقی مانده لینک کند. برای برطرف کردن این نقیصه، او ایده ی به اشتراک گذاشتن اطلاعات را بدون استفاده از ابزار و نرم افزارهای جدید ارائه داد. او در سال 1989 شروع به کار روی ایده خود کرد و یک ابرمتن[17] را به وجود آورد. او اسامی مختلفی برای این طرح ارائه کرد از جمله مِشِ اطلاعات[18]، معدن اطلاعات[19]، و ...، تا در نهایت تار جهان گستر انتخاب شد.

هدف پروژه ی "وب"، دادن قابلیت لینک شدن به هر اطلاعاتی در هر جایی بود. "بسیار از گسترده سازی وب در تمام نقاط دنیا و ایجاد سرورهای گذرگاهی و دروازه ای برای هر اطلاعاتی هیجان زده و خوشحالیم. همه دست اندرکاران خوش آمدید!" این قسمت هایی از اولین پیغام بارنرز لی بود.
 

1-3-2 1995-1992 رشد وب

دراین سال ها، همچنان مرورگر گرافیکی وجود نداشت. این ضعف در سال 1992 با انتشار "اروایز[20] "برطرف شد.
اما با معرفی مرورگر "موزاییک[21]"، نقطه عطفی در وب به وجود آمد. موزاییک در دانشگاه ایلی نویز[22]طراحی و در سال 1993 عرضه شد.

در می 1994، اولین کنفرانس بین المللی وب در سِرن  برگزار شد و از آن تاریخ به بعد هر ساله برگزار می شود.
 

1-3-3 1998-1996 تجاری سازی وب

قبل از سال 1996 مشخص شد که وب دیگر تنها به عنوان مرجعی برای دستیابی به اطلاعات و برقراری ارتباط به کار نمی رود، اکنون بسیاری از شرکت ها برای تجارت های تحت وب نیز روی آن حساب می کردند. با به وجود آمدن این شرایط، بسیاری خواستار استفاده از این موقعیت و بهره مندی از مزایای آن شدند.

1-3-4 جدال مرورگر ها

به دلیل آغاز به کار زودتر، نت اسکیپ[23]در سال 1996 انتخاب 80% کاربران بود. اما وجود برخی نقاط ضعف و کارایی پائین و عرضه شدن نسخه ی 4 اینترنت اکسپلورر[24]، به تدریج کاربران استفاده از اینترنت اکسپلورر را ترجیح دادند به طوری که در سال 2001، 90% کاربران از اینترنت اکسپلورر استفاده می کردند. در سال 1998، موزیلا[25]وارد بازار شد. در سال 2006، نسخه ی فایرفاکس[26]آن نیز عرضه شد و شمار کاربران اینترنت اکسپلورر را از 95% به 85% کاهش داد.
 

1-3-5 2001-1999 دات کام، ارتقا و انفجار

از نظر تاریخی، انفجار "دات کام[27]" را می توان با بسیاری از اختراعات و اکتشافات دیگر مقایسه کرد. مانند افتتاح راه آهن در 1840، رادیو در 1920، الکتریسیته در 1950 و کامپیوتر های خانگی در اوایل 1980.

در سال 2001، حباب "دات کام" ترکید و بسیاری از پیشگامان این عرصه، که نتوانستند از سرمایه گذاری های خود، منتفع شوند، از عرصه رقابت خارج گردیدند.
 

1-3-6  2002 تا زمان حال

در این سال ها، شرکت های متعددی، سرمایه های بسیاری در وب برای ارتقای کیفیت و بالا بردن سرعت اینترنت صرف کرده اند. شرکت های بسیاری، پیشرفت های خود را از طریق وب یافته اند و همین هم سبب تجاری شدن وب گردیده است.

سایت های بزرگی مانند موتورهای جستجوی گوگل[28]، ای بی[29]و آمازون دات کام[30]خدمات بسیاری برای جستجوی راحت تر در اینترنت ارائه داده اند.

سایت های شبکه های اجتماعی نظیر مای اسپیس[31]، فیس بوک[32]، فرندستر[33]و ... هم فعالیت خود را در این سال ها آغاز کردند که در ابتدا با استقبال مواجه نشدند اما به تدریج محبوب و گسترده شدند.

با آغاز سال 2002، وب با ایده های متعددی مانند آر اس اس[34]و وبلاگ[35]ها مواجه شده بود. با گسترده شدن فعالیت های موتور های جستجو، نیاز به تغییراتی در وب به وجود آمد که نتیجه آن وب 2[36] بود.

اکنون که جستجو در اینترنت همه گیر شده بود، ویکی پدیا[37]و پروژه[38]هایش به عنوان مرجعی برای اطلاعات به وجود آمدند. در سال 2005، سه تن از کارمندان سابق پی پال[39]، وب سایتی برای نمایش ویدئو طراحی کردند که یوتیوب[40]نام گرفت. تنها یک سال بعد، این سایت به عنوان سریع ترین سایت گسترده شده از زمان پیدایش وب شناخته شد که به خوبی کاربران را جذب خود کرده است.

پیشرفت های اینترنت در همه زمینه ها، به ویژه تجارت، آن را بسیار آسان کرده و در دسترس همگان قرار داده است]3][4[.

1-4  مدل های وب

دنیای مجازی جهانیست که با ظهور وب و شبکه ی اینترنت شکل جدیدی به خود گرفت و به صورت جدی به رقابت با دنیای فیزیکی پرداخت. در ابتدا وب 1 دنیای اطلاعات را متحول ساخت (2000-1990) و با ایجاد دسترسی همگانی به اطلاعات مختلف بدون محدودیت های زمانی و مکانی در دنیای فیزیکی، انقلابی شگرف در زمینه ی دسترسی به اطلاعات و پیشرفت علم ایجاد نمود.

سپس وب 2 و وب سایت های دوسویه و شبکه های اجتماعی مجازی مطرح شد (2010-2000) و دنیای ارتباطات را متحول ساخت. دیگر کاربران صرفا دریافت کننده ی اطلاعات نبودند و خود آن ها خوراک سایت ها را فراهم می کردند. این ارتباطات دوطرفه و فعل و انفعالی و جذابیت ناشی از مشارکت در محصول موجب ایجاد سایت های بزرگی همچون فیس بوک (سومین جامعه ی بزرگ دنیا)، آمازون (بزرگ ترین کتاب فروشی دنیا)، ویکی پدیا (بزرگ ترین دایره المعارف دنیا)، ای بی (بزرگ ترین سوپرمارکت دنیا) و بسیاری از سایت های وب 2 ای دیگر در تمام زمینه های زندگی بشر نمود و کلیه ی روابط اجتماعی ما را تحت تاثیر خود قرار داد.

اما هنوز بشر خواسته های بیشتری از وب داشته و هرروز نیازمندی های خود را به آن محسوس تر می بیند و جنبه های بیشتری از زندگی خود را به آن می سپارد و به آن وابسته تر می شود. مثلا میس[41]از دانشگاه ام آی تی[42]در حال کار بر روی آیینه هائیست که در حمام به اینترنت متصل می شوند واگر هنگام مسواک زدن به آیینه ها نگاه کنید، از آخرین اخبار مطلع می شوید. از این رو سرعت و کیفیت بهره گیری از این دنیای مجازی روز به روز از اهمیت بیشتری برخوردار می شود و همین نیاز است که فردای وب را خواهد ساخت.

اما آینده ی وب را تحت عنوان وب 3 معرفی می کنند. این نوع جدید از وب که درحال ورود به دنیای مجازیست، وب هوشمند یا وب مفهومی نیز خوانده می شود.

1-5 تشریح وب 1 و دستاوردهای آن

وب با تاریخ 20 ساله ی خود در میان یکی از مهم ترین و موثرترین فناوری های قرن 21 ام قرار دارد و درواقع مجموعه ای بسیار پیچیده از انواع منابع اطلاعاتی است که به وسیله ی افراد متفاوت تولید می شود و توسط کاربران مختلف مورد جستجو قرار می گیرد.

وب یا تور جهان گستر یکی از مهم ترین و کاربردی ترین ابزار و خدمات موجود در اینترنت می باشد، وب مانند دیگر خدمات شبکه ای بر اساس معماری سرویس دهنده/سرویس گیرنده است و از طریق آن می توان به گستره ی وسیعی از منابع اینترنتی دسترسی پیدا کرد.

وب در ابتدا یک سری صفحه های ایستا بود که بینشان چیزی به نام پیوند[43] وجود داشت که قابلیت انتقال از یک صفحه به صفحه ی دیگر را فراهم می کرد. بعد از مدتی، صفحه های پویا این بحث را کامل کردند و بعد پایگاه های داده، کوکی ها و اطلاعات شخصی، نمونه های نوین تری از فناوری وب 1 بودند.

بنابراین وب براساس نظام فرارسانه ای کار می کند، فرارسانه ترکیبی از فرامتن و چندرسانه ای است. فرامتن عبارت از متنی است که از سایر متون در صفحه ی وب متمایز شده است و به منابع اطلاعاتی یا صفحات دیگر که توسط کاربر قابل دسترسی می باشد اشاره می کند، یعنی اگر کاربر بخواهد به صفحات دیگر دسترسی پیدا کند کافیست توسط اشاره گر ماوس خود بر روی متن متمایز شده کلیک کند تا صفحات دیگر وب برای وی قابل دسترس شوند. چندرسانه ای نیز ترکیبی از رسانه های مختلف مانند صدا، تصویر، فیلم، تصاویر متحرک و متن می باشد. این ترکیب ممکن است برای جذابیت و رساندن مفهوم منابع اطلاعاتی در صفحات وب به کار رفته باشد]5][6[.

Optimizing web programs response in cloud, using distribution, forwarding and pre-processing, case study nginx, varnish

Abstract:

In today's world of Internet and the most important service of that (WEB), has changed human life. Internet Provide All the requirements for Communicate with each other, obtain information on any aspect, Games and Entertainment, Education and whatever comes to mind. This service is so important that Scientists in the field of computers and web are looking for a way to attract more people to the web and their focus is on that people can eliminate all their needs quickly with web. Fortunately, one of the areas of Web activity that is very widespread is Trade and business systems. Today, there is no economic activity that can be done via web; but the problem that arises is that it should improve the level of services and this is directly related to the speed of activities. In recent years, scientists have focused on accelerating the web and tried to find a way to faster web. Web servers using the tools that developers are able to offer solutions for accelerating Web And to implement them for the public benefit outcomes achieved. The purpose of this study was to identify ways to accelerate the Web via a tool called Web server. First, the introduction of web servers and their types explained, then the two most important kind of their discussed, then introduced a software for accelerate these web servers. Finally, we began to implement these web servers. After installing and running them, Did the speed test on all of them And the results were examined.

Keywords: Internet, Web, Web server, Accelerated web, Business Systems.