Как экономить трафик на веб-сервере

Нагруженный веб-проект расходует терабайты трафика. На больших числах экономия в 10-20% может существенно сберечь деньги и помочь не выйти за квоты.
Что делать, если трафик опасно приближается к лимитам вашего тарифа на хостинге или вовсе выходит за них?

В этой статье мы разберём основные техники, помогающие сэкономить трафик на веб-сервере.

Сожми это!

Самый простой способ сэкономить на трафике — сжать его. Это нагружает процессор сервера, но позволяет быстрее отдавать клиенту данные, уменьшая их размер, чтобы быстрее закрывать соединения. В ходу в основном алгоритмы, совместимые с Deflate, но есть и экзотика.

Gzip

Самый распространённый алгоритм сжатия. Сжимает без потерь, с хорошей степенью сжатия (настраивается от 1 до 9, по умолчанию 6) и быстрой распаковкой. Простой и эффективный, подойдёт в большинстве случаев.



Nginx

gzip            on;
gzip_min_length 1000;
gzip_proxied    expired no-cache no-store private auth;
gzip_types      text/plain application/xml;

Apache

AddOutputFilterByType DEFLATE text/plain
AddOutputFilterByType DEFLATE text/html
AddOutputFilterByType DEFLATE text/xml
AddOutputFilterByType DEFLATE text/css
AddOutputFilterByType DEFLATE application/xml
AddOutputFilterByType DEFLATE application/xhtml+xml
AddOutputFilterByType DEFLATE application/rss+xml
AddOutputFilterByType DEFLATE application/javascript
AddOutputFilterByType DEFLATE application/x-javascript

Zopfli

Современная альтернатива gzip, сжимает на 3-8% лучше, зато гораздо медленнее (разжимается на клиенте с той же скоростью). Работает на Deflate, поэтому на 100% совместим с zlib, поддержка в браузерах тоже полная.

git clone https://code.google.com/p/zopfli/
cd zopfli
make

Nginx

gzip_static     on;

Brotli

Как и Zopfli, разработан в недрах Гугла. Умеет сжимать не только в статике, но и на лету, как gzip. В отличие от предыдущих алгоритмов, не только ищет повторы в тексте, но и сразу мапит по своему словарю, в котором много тегов и стандартных кодовых фраз, что крайне эффективно для сжатия html/css/js: если Zopfli даёт около 8% сжатия после gzip, то Brotli способен накинуть ещё около 10-15%, а у кого-то и вовсе 23%! Зато поддерживается только в https и несовместим с zlib/deflate. Caniuse обнадёживает:



Nginx

Поддержка в виде стандартного модуля есть только в Plus, обычный Nginx надо собирать со сторонним модулем (--add-module=/path/to/ngx_brotli):

git clone https://github.com/google/ngx_brotli.git
git clone https://github.com/bagder/libbrotli.git
./autogen.sh
./configure
make

cd /path/to/nginx
./configure --prefix=/etc/nginx --sbin-path=/usr/sbin/nginx --modules-path=/usr/lib/nginx/modules --conf-path=/etc/nginx/nginx.conf --error-log-path=/var/log/nginx/error.log --http-log-path=/var/log/nginx/access.log --pid-path=/var/run/nginx.pid --lock-path=/var/run/nginx.lock --http-client-body-temp-path=/var/cache/nginx/client_temp --http-proxy-temp-path=/var/cache/nginx/proxy_temp --http-fastcgi-temp-path=/var/cache/nginx/fastcgi_temp --http-uwsgi-temp-path=/var/cache/nginx/uwsgi_temp --http-scgi-temp-path=/var/cache/nginx/scgi_temp --user=nginx --group=nginx --with-http_ssl_module --with-http_realip_module --with-http_addition_module --with-http_sub_module --with-http_dav_module --with-http_flv_module --with-http_mp4_module --with-http_gunzip_module --with-http_gzip_static_module --with-http_random_index_module --with-http_secure_link_module --with-http_stub_status_module --with-http_auth_request_module --with-http_xslt_module=dynamic --with-http_image_filter_module=dynamic --with-http_geoip_module=dynamic --with-http_perl_module=dynamic --with-threads --with-stream --with-stream_ssl_module --with-stream_geoip_module=dynamic --with-http_slice_module --with-mail --with-mail_ssl_module --with-file-aio --with-ipv6 --with-http_v2_module --with-cc-opt='-g -O2 -fstack-protector-strong -Wformat -Werror=format-security -Wp,-D_FORTIFY_SOURCE=2' --with-ld-opt='-Wl,-Bsymbolic-functions -Wl,-z,relro -Wl,--as-needed' --add-module=/path/to/ngx_brotli
make

Конфиг:

brotli_static	on;

В динамическом режиме:

brotli		on;
brotli_comp_level	6;
brotli_types	text/plain text/css text/xml application/x-javascript;

Apache

Тут всё проще, установить mod_brotli и сконфигурировать модуль:

<IfModule brotli_module>
 BrotliCompressionLevel 10
 BrotliWindowSize 22
 AddOutputFilterByType BROTLI text/html text/plain text/css text/xml
 AddOutputFilterByType BROTLI text/css
 AddOutputFilterByType BROTLI application/x-javascript application/javascript
 AddOutputFilterByType BROTLI application/rss+xml
 AddOutputFilterByType BROTLI application/xml
 AddOutputFilterByType BROTLI application/json
 </IfModule>

Закэшируй это!

Разгрузить канал между пользователем и сервером также можно, сведя к минимуму необходимость повторной загрузки ресурсов. Если файл был кэширован, то при следующем запросе, браузер получит его содержимое локально.

HTTP-заголовки Cache-control, Expires и Vary позволяют спроектировать очень гибкую политику кэширования, хотя можно и в лоб проставить всюду max-age=2592000.

Nginx

location ~* ^.+\.(js|css)$ {
	expires max;
}

Apache

<ifModule mod_headers.c>
    <FilesMatch "\.(html|htm)$">
        Header set Cache-Control "max-age=43200"
    </FilesMatch>
    <FilesMatch "\.(js|css|txt)$">
        Header set Cache-Control "max-age=604800"
    </FilesMatch>
    <FilesMatch "\.(flv|swf|ico|gif|jpg|jpeg|png)$">
        Header set Cache-Control "max-age=2592000"
    </FilesMatch>
    <FilesMatch "\.(pl|php|cgi|spl|scgi|fcgi)$">
        Header unset Cache-Control
    </FilesMatch>
</IfModule>
<ifModule mod_expires.c>
    ExpiresActive On
    ExpiresDefault "access plus 5 seconds"
    ExpiresByType image/x-icon "access plus 2592000 seconds"
    ExpiresByType image/jpeg "access plus 2592000 seconds"
    ExpiresByType image/png "access plus 2592000 seconds"
    ExpiresByType image/gif "access plus 2592000 seconds"
    ExpiresByType application/x-shockwave-flash "access plus 2592000 seconds"
    ExpiresByType text/css "access plus 604800 seconds"
    ExpiresByType text/javascript "access plus 604800 seconds"
    ExpiresByType application/javascript "access plus 604800 seconds"
    ExpiresByType application/x-javascript "access plus 604800 seconds"
    ExpiresByType text/html "access plus 43200 seconds"
    ExpiresByType application/xhtml+xml "access plus 600 seconds"
</ifModule>

Распредели это!

Хороший CDN для загруженного сайта обычно стоит приличных денег, но на первое время хватит и бесплатного. Загрузка тяжелых ресурсов через CDN может уменьшить трафик в несколько раз! Не стоит пренебрегать такой возможностью, особенно когда она условно-бесплатна. Одноразовых статей с топами бесплатных сетей в интернете полно, но на первое место всегда ставят Cloudflare.



А ещё у них же есть бесплатные Service Workers, на которых можно вручную поднять свой CDN с преферансом и куртизанками. Примеров мало, но туториал есть на официальном портале SW.

Заключение

Если вы ещё не используете хотя бы gzip — добро пожаловать в интернет, здесь более 80% сайтов работают с ним. Если стандартного сжатия и -9 вам не хватает, используйте Brotli с бэкапом в виде Zopfli (так как у бротли ещё нет 100% покрытия). На этом можно сэкономить кучу трафика:

• gzip: 50-95% сжатия в зависимости от контента. В среднем по вебу 65-80%
• Zopfli: +3-8% сжатия относительно gzip в среднем, но бывает и 10%
• Brotli: +10-15% сжатия относительно gzip в зависимости от контента c редкими выстрелами до 20% и выше

Кэшируйте данные на клиенте, это уменьшает трафик при повторных заходах на 99% и ниже, в зависимости от выбранной политики кэширования и изменений на сайте.

Используйте CDN для доставки контента и базовой балансировки. Основной удар берёт на себя раздающий сервер, в то время как до основного трафик сократится в разы. Насколько именно — зависит от сети, нагрузки и выбранного режима работы.

Всё вышеперечисленное разворачивается в кратчайшие сроки и не требует сложной перестройки серверной архитектуры, что даёт вам время на её грамотное проектирование. Сжимайте, кэшируйте, распределяйте, и мониторьте свои затраты, чтобы не попасть на большие деньги.