Co to jest memcached i jak działa?

Memcached to rozproszony system pamięci podręcznej, który jest używany do przechowywania danych w pamięci RAM w celu zwiększenia wydajności aplikacji. Działa on poprzez przechowywanie danych w pamięci podręcznej, dzięki czemu aplikacja może szybciej uzyskać dostęp do nich, zamiast korzystać z bardziej wolnego źródła danych, takiego jak baza danych. Jest szczególnie przydatny w aplikacjach, które wymagają dużej ilości odczytu danych lub generowania dużej ilości danych dynamicznych, takich jak sklepy internetowe lub portale społecznościowe. Jest oprogramowaniem open source i dostępnym na wiele platform, takich jak Linux, Unix, MacOS i Windows.

Jak działa memcached?

Aby to zrozumieć, należy wiedzieć, że jest on zbudowany z trzech głównych elementów: serwerów memcached, klientów memcached i pamięci podręcznej. Serwery to procesy, które są uruchamiane na komputerach i służą do przechowywania danych w pamięci RAM. Klienci to aplikacje lub biblioteki, które umożliwiają aplikacjom dostęp do serwerów memcached. Pamięć podręczna to miejsce, w którym przechowywane są dane w pamięci RAM serwerów.
Aby skorzystać z memcached, aplikacja wysyła żądanie do klienta, który następnie przekazuje je do serwera. Jeśli dane są już zapisane w pamięci podręcznej, serwer memcached je zwraca do klienta, a następnie do aplikacji. Jeśli dane nie są dostępne w pamięci podręcznej, serwer pobiera je z innego źródła, takiego jak baza danych, i zapisuje je w pamięci podręcznej, a następnie je zwraca. Dzięki temu, gdy aplikacja będzie potrzebować dostępu do tych samych danych ponownie, może je uzyskać z szybszego źródła, jakim jest pamięć podręczna, zamiast korzystać z wolniejszej bazy danych.

Zalety Memcached

Ma również kilka dodatkowych cech, które sprawiają, że jest to bardzo przydatne rozwiązanie do pamięci podręcznej. Po pierwsze, jest rozproszony, co oznacza, że może być uruchamiany na wielu serwerach jednocześnie i może przechowywać dane na wielu serwerach pamięci podręcznej. Po drugie, memcached jest w pełni dynamiczny i automatycznie dostosowuje swoją pamięć podręczną do potrzeb aplikacji. Po trzecie, jest wydajny i może obsługiwać duże ilości żądań i danych w krótkim czasie. Wreszcie, jest prosty w użyciu i może być łatwo zintegrowany z wieloma różnymi typami aplikacji.

Bezpieczeństwo memcached

1. Ograniczone dostępne interfejsy: Dla zachowania bezpieczeństwa, memcached powinien być skonfigurowany w taki sposób, aby ograniczyć dostęp do niego tylko do zaufanych systemów lub adresów IP. To zapobiega nieautoryzowanym interakcjom z pamięcią podręczną.
2. Szyfrowanie komunikacji: Memcached domyślnie nie oferuje mechanizmów szyfrowania danych ani uwierzytelniania. W celu zapewnienia bezpieczeństwa, warto rozważyć użycie protokołu TLS/SSL w komunikacji z memcached. Szyfrowanie danych pozwala zabezpieczyć je przed przechwyceniem lub modyfikacją.
3. Ograniczenia rozmiaru danych: Aby uniknąć potencjalnych ataków wypełnianiem pamięci, należy zastosować odpowiednie ograniczenia rozmiaru danych przechowywanych w memcached. Można to osiągnąć poprzez kontrolę maksymalnego rozmiaru dla poszczególnych kluczy lub zastosowanie polityki usuwania starszych danych.
4. Regularne aktualizacje: Memcached, podobnie jak inne oprogramowanie, może mieć podatności na ataki. Ważne jest regularne aktualizowanie memcached do najnowszych wersji, które zawierają poprawki zabezpieczeń. Śledzenie i wdrażanie poprawek ma kluczowe znaczenie dla utrzymania bezpieczeństwa memcached.
5. Monitoring i logowanie: Wdrożenie odpowiednich narzędzi do monitorowania i logowania aktywności memcached pozwala na wykrywanie podejrzanej lub niepożądanej aktywności. Przykłady obejmują monitorowanie liczby i rodzaju zapytań do pamięci podręcznej, rejestrację prób uwierzytelnienia czy monitorowanie wykorzystania zasobów.
6. Zabezpieczenia warstwy sieciowej: Ważne jest, aby memcached był chroniony na poziomie sieciowym. Można to osiągnąć poprzez zastosowanie zapór sieciowych (firewall) oraz konfigurację sieci w sposób zapewniający kontrolę dostępu i izolację memcached od publicznych sieci.
    

Dbałość o powyższe aspekty bezpieczeństwa memcached przyczyni się do minimalizowania ryzyka i zapewnienia, że dane przechowywane w pamięci podręcznej są chronione przed nieautoryzowanym dostępem czy atakami.

Wady memcached

Oczywiście, nie jest idealnym rozwiązaniem dla każdej aplikacji i nie jest odpowiedni dla wszystkich sytuacji. Jest to szczególnie ważne do zauważenia, ponieważ jest przechowywany w pamięci RAM, co oznacza, że może być ograniczony przez dostępną pamięć RAM na serwerze. W przypadku aplikacji, które wymagają dużej ilości pamięci, może być konieczne skorzystanie z innego rozwiązania do pamięci podręcznej, takiego jak Redis lub APC. Ponadto, memcached nie jest idealnym rozwiązaniem dla aplikacji, które wymagają dużej ilości zapisu danych lub aktualizacji danych w pamięci podręcznej, ponieważ może to prowadzić do opóźnień lub innych problemów z wydajnością.

Zastosowania memcached

• jako system cache dla aplikacji internetowych, co pozwala na szybsze ładowanie i wyświetlanie danych użytkownikowi,
• jako narzędzie do przyspieszania działania baz danych, poprzez przechowywanie często wykorzystywanych zapytań i wyników w pamięci RAM,
• jako system dystrybucji obciążenia (load balancing), dzięki czemu ruch internetowy jest równomiernie rozłożony na wiele serwerów,
• jako narzędzie do przetwarzania i przechowywania dużych ilości danych, takich jak strumienie wideo, pliki audio i obrazy,
• jako narzędzie do przechowywania i przetwarzania danych analitycznych, w tym do analizy ruchu internetowego, zachowań użytkowników i preferencji klientów,
• jako narzędzie do synchronizacji danych między różnymi aplikacjami i serwerami,
• jako system cache dla serwerów gier online, co pozwala na szybsze ładowanie i wyświetlanie grafiki i animacji,
• jako narzędzie do przechowywania i przetwarzania danych w czasie rzeczywistym, takich jak systemy monitorowania i alarmowe,
• jako narzędzie do przetwarzania dużych ilości danych w czasie rzeczywistym, takich jak systemy finansowe i handlowe,
• jako narzędzie do przetwarzania dużych ilości danych w systemach Big Data i Data Science.

Podsumowując, memcached to skuteczne rozwiązanie do pamięci podręcznej, które może znacząco poprawić wydajność aplikacji poprzez przechowywanie danych w pamięci RAM. Jest szczególnie przydatny w aplikacjach, które wymagają dużej ilości odczytu danych lub generowania dużej ilości danych dynamicznych, i jest łatwe w użyciu i integracji z wieloma różnymi typami aplikacji. Jednak należy pamiętać, że memcached nie jest idealnym rozwiązaniem dla każdej aplikacji i nie jest odpowiedni dla wszystkich sytuacji, szczególnie jeśli aplikacja wymaga dużej ilości pamięci lub dużej ilości zapisu danych.