TTL چیست و چه کاربردی در شبکه دارد

امروزه “سرعت” به یکی از مهم ترین ارکان برای کاربران در هنگام استفاده از اینترنت به شمار می آید، تا بتوانند خیلی سریع و در کمترین زمان ممکن، اطلاعات خود را ارسال کرده و برنامه های خود را پیش ببرند. ممکن است برای شما هم رخ داده باشد که در حال جستجو و یا انجام کار در یک سایت باشید ولی به علت پایین بودن سرعت به سایت دیگری جهت پیشبرد کار خود مراجعه کنید.

اگرچه تجهیزات شبکه شما اهمیت بالایی در ایجاد شبکه دارند اما عوامل دیگری نیز موثر هستند. اگر می خواهید سرعت وب سایت خود را بالا ببرید، می توانید این مقاله را تا انتها دنبال کنید تا با مفهوم “TTL چیست و چه کاربردی در شبکه دارد” بیشتر آشنا شوید؛

TTL چیست و چه کاربردی در شبکه دارد:

Time to live (TTL) به مدت زمان یا Hops به معنای “دفعاتی که یک بسته میان روترها پرش می کند”، اشاره دارد. TTLدر واقع زمان معتبر بودن یک بسته را مشخص می کند که برای آن (بسته) تنظیم شده است، قبل از اینکه توسط روتر دور ریخته شده و می تواند در داخل شبکه وجود داشته باشد.

TTL همچنین در زمینه های دیگر از جمله کش CDN و کش DNS نیز استفاده می شود. به عبارتی TTL به بسته ها زمان می دهد که بتوانند در شبکه مورد استفاده قرار گیرند و بعد از منقضی شدن آن، بسته ها فاقد اعتبار شده و از شبکه دور ریخته می شوند. مقدار TTL می تواند بین 1 تا 255 باشد.

DNS TTL به حل‌کننده DNS دستور می‌دهد تا زمان مورد نیاز برای کش کردن یک پرس و جو را قبل از درخواست جدید در حافظه پنهان کند. این اطلاعات در حافظه پنهان بازگشتی یا محلی که TTL را مدیریت می کند تا زمانی که مجبور به جمع آوری جزئیات جدید شود، ذخیره می شود.

TTL ها همان طور که از نامشان پیداست “Time To Live” نشان دهنده زمان هستند، که واحد اندازه گیری آن ها ثانیه می باشد. مثلا وقتی شما TTL یک وب سایت را معادل 90 در نظر می گیرد به معنای 90 ثانیه بوده یعنی یک دقیقه و 30 ثانیه. حداقل میزان TTL معادل 30 ثانیه و حداکثر آن معادل 86400 ثانیه یعنی یک شبانه روز است.

تکنولوژی TTL چگونه کار می کند:

هنگامی که بسته ای از اطلاعات ایجاد می شود و در سراسر اینترنت ارسال می شود، این خطر وجود دارد که به طور نامحدود از روتر به روتر منتقل شود. برای کاهش این احتمال، بسته‌ها با انقضایی طراحی می‌شوند که به آن محدودیت زمان تا زندگی یا Time to live می‌گویند. TTL همچنین می تواند در تعیین مدت زمانی که یک بسته در گردش بوده است مفید باشد و به فرستنده این امکان را بدهد که اطلاعات مسیر یک بسته را از طریق اینترنت دریافت کند.

هر بسته دارای مکانی است که در آن مقدار عددی را ذخیره می کند و تعیین می کند چه مدت دیگر باید در شبکه به حرکت خود ادامه دهد. هر بار که روتر بسته ای را دریافت می کند، یک بسته را از تعداد TTL کم می کند و سپس آن را به مکان بعدی در شبکه ارسال می کند. اگر در هر نقطه ای تعداد TTL پس از تفریق برابر با صفر باشد، روتر بسته را دور می اندازد و یک پیام ICMP را به میزبان اصلی ارسال می کند.

دستورات رایج شبکه ping و traceroute هر دو از TTL استفاده می کنند. هنگام استفاده از دستور traceroute، جریانی از بسته ها با TTLهای متوالی به طور فزاینده ای بالاتر از طریق اینترنت به سمت یک مقصد ارسال می شوند.

از آنجا که هر مرحله در طول اتصال آخرین توقف برای یکی از بسته ها است، هر مکان یک پیام ICMP را پس از دور انداختن بسته به فرستنده برمی گرداند. مدت زمانی که طول می کشد تا پیام ICMP به فرستنده بازگردد، برای تعیین مدت زمان لازم برای رسیدن به هر پرش متوالی در طول شبکه استفاده می شود.

چه مواقعی از تکنولوژی TTL استفاده می کنیم:

علاوه بر ردیابی مسیری که بسته ها در اینترنت طی می کنند، کاربرد TTL در زمینه ذخیره سازی اطلاعات برای مدت زمان مشخصی می باشد. به جای اندازه‌گیری زمان در پرش بین مسیریاب‌ها، که هر کدام از آنها می‌توانند زمان متغیری داشته باشند، برخی از موارد استفاده از شبکه به شیوه سنتی‌تری عمل می‌کنند.

CDN ها همانند CDN Cloudflare معمولاً از یک TTL برای تعیین مدت زمان ارائه محتوای کش شده از یک سرور Edge CDN، قبل از واکشی، یک کپی جدید از سرور اصلی می گیرد و با تنظیمِ مناسب مدت زمان بین کشش سرور مبدا، یک CDN می‌تواند محتوای به‌روز شده را بدون اینکه درخواست‌ها به طور پیوسته به مبدأ منتشر شوند، ارائه دهد.

این بهینه‌سازی به CDN اجازه می‌دهد تا به طور مؤثر محتوا را نزدیک‌تر به کاربر ارائه دهد و در عین حال پهنای باند مورد نیاز از مبدا را کاهش دهد. در زمینه یک رکورد DNS ،TTL یک مقدار عددی است که مشخص می‌کند یک سرور کش DNS چه مدت می‌تواند یک رکورد DNS را قبل از دسترسی به سرور DNS معتبر دریافت و یک کپی جدید از رکورد، ارائه دهد.

از طرفی وب سایت ها حاوی متن، تصویر، فایل هایی با فرمت های گوناگون همچون JS ،CSS و … می باشند که این داده ها در میان روترها و شبکه در حال جابجایی و انتقال هستند. این فایل ها و اطلاعات به چندین بسته تقسیم می شوند و پس از تعیین زمان توسط TTL می توانند درون یک شبکه جابه جا شوند بسته های جریان یافته درون شبکه می توانند توسط مدیران محتوای سایت تغییر کرده و به روز رسانی شوند.

در صورتی که قبل از اتمام زمان TTL، کاربری بخواهد محتویات بسته را بخواند، قادر به انجام این کار نخواهد بود و باید ابتدا TTL تمام شده و به پایان برسد تا روتر مجددا درخواست بازیابی بسته جدید را ارسال کند. پس در مشخص کردن زمان TTL با توجه به محتوایی که مورد بررسی قرار داده شده است اهمیت بسیار بالایی دارد.

بیشتر بخوانید: CDN چیست و چه کاربردی دارد؟

کاربرد TTL در شبکه چیست:

کاربرد TTL در شبکه مواردی از قبیل DNS، CDN، IP و PING می باشد. که در ادامه به توضیح بیشتر درباره آن ها خواهیم پرداخت؛

• کاربرد TTL در DNS:

سرورها با توجه به آدرسIP می توانند داده ها را مورد بررسی قرار دهند و آن ها را شناسایی کنند و نمی توانند دامنه هایی همچون mrshabake.com را بخوانند و آن را معنی کنند، بنابراین ترجمه و تفسیر نام دامنه بر عهده DNS می باشد. بنابراین وقتی شما دامنه ای را در مرورگر سرچ می کنید، ابتدا DNSها آن ها را به آدرس IP تبدیل کرده و سپس به سرور ارسال می کنند.

در حقیقت می توان گفت که یک رابط میان دامنه و سرور می باشند. به عبارت دیگر سرورهای DNS برای ذخیره سازی این رکوردها از حافظه Cache استفاده می کنند و تعیین زمان نگهداری اطلاعات در کش توسط TTL مشخص می شود.

چگونه می توانیم TTL را در DNS کاهش یا افزایش دهیم:

برای این کار نیاز به سی پنل داریم که از طریق مراحل زیر می توانید آن را کاهش و یا افزایش دهید؛

1. در ابتدا وارد کنترل پنل قسمت Cpanel شوید.
2. وارد قسمت Domain شده و سپس Zone Editor را انتخاب کنید.
3. لیستی که به شما نمایش داده می شود را بررسی کرده و سپس گزینه Manage را در دامنه مد نظر خود انتخاب کنید.
4. در لیست رکوردهای دامنه خود Edit را کلیک کنید.
5. مقدار TTL را بر حسب ثانیه کم یا زیاد کنید.

• کاربرد TTL در Ping:

همان طور که می دانید ping یک ابزار اندازه گیری است که شما را از زمان اتصال و تاخیر در شبکه آگاه می سازد. مثلا مدت زمانی که طول می کشد تا داده شما ارسال و دریافت گردد را با ping اندازه می گیرند. هنگامی که شما از شبکه خود pingمی گیرید به شما اطلاعات داده می شود که TTL نیز بخشی از این اطلاعات است.

اما TTL نشان دهنده چیست؟ TTL به شما این امکان را می دهد تا از زمان صرف شده جهت اتصال کامل خود اطلاع پیدا کنید. همان طور که در بالا توضیح دادیم، hop به پرش بسته ها توسط روتر در یک شبکه گفته میشود، بسته شما هرتعداد پرش داشته باشد برای هر hop یک TTL به شما ارائه می شود.

بیشتر بدانید: ping چست و چه کاربردی دارد؟

• کاربرد TTL در IP:

دو نوع از IPهایی که جهت مسریابی داده مورد استفاده قرار می گیرد، IPv4 و IPv6 هستند که که برای ارسال داده به سمت مقصد دارای یکسری قوانین می باشند. درواقع این IPها دارای اطلاعاتی همچون آدرس مبدا، آدرس مقصد هستند که در داده ذخیره شده است.

ابتدای بسته ها یک Header وجود دارد که برای ذخیره سازی این اطلاعات مورد استفاده قرار می گیرد. Header ها در Ipv4 و IPv6 با هم کاملا متفاوت هستند. هِدِر در IPv4 دارای TTL است اما در IPv6 دارای Hop Limit می باشد که این آیتم در IPv6 نشان دهنده تعداد پرش یک بسته قبل از خروج از شبکه بوده است.

• کاربرد TTL در CDN:

این فناوری در شبکه تولید محتوا یا CDN نوآوری جدید ایجاد می کند:

-هنگامی که کاربران درخواستی بروی وب سایت ارسال می کنند، محتوایی که به روز شده باشد برای آنها ارسال می گردد. در این زمان از TTLبرای بروزرسانی نسخه های وب استفاده می شود. CDN به روزترین نسخه را جستجو می کند و چون محتوای بسته ها در چندین موقعیت جغرافیایی ذخیره می شود، از تراکم گره های بین المللی جلوگیری می شود.

-ایجاد کننده های CDN ایده ای را پیاده سازی کردند که بیت هایی که دارای محتوای جدید هستد به وب سایت ها تحویل دهند و این کار را جایگزین پیاده سازی دوباره کردند و گره هایی که شلوغی کمتری دارند را مسدود می کنند تا بسته های کوچک به راحتی از آن ها عبور کنند و بازدیدکنندگان سایت بتوانند محتوا را با سرعت بیشتری دریافت کنند.

این نوآوری ها موجب می گردد تا نیازی به ذخیره سازی کل محتوای سایت از قبیل؛ تصاویر، فایل ها و .. بر روی وب سایت نباشد و آن ها را به صورت ثابت بر روی سرورها نگهداری کنید و با استفاده از قابلیت حافظه پنهان در هنگام تحویل بسته ها صرفه جویی کنید.

• کاربرد TTL در وب سایت:

اگر شما صاحب یک وب سایت هستید، یکی از اصلی ترین نگرانی های شما درباره سرعت بارگذاری اطلاعات خود، همچون عکس، صفحات، کد و سایر موارد مرتبط با وب سایت شما است که بر روی سرعت بارگذاری، بسیار موثر بوده و بر SEO نیز تاثیر زیادی خواهد داشت. اگر این محتویات برای هر کاربر بارگیری شود می تواند سرعت وب سایت شما را به صورت چشمگیری کاهش دهد.

که یکی از روش های مقابله با این چالش ایجاد TTL با زمان طولانی است تا برای مدت زمان طولانی داده ها بر روی وب سایت شما وجود داشته باشند و این موجب می گردد اطلاعات سریع تر بارگذاری شده و به سرور شما آسیبی وارد نمی شود. از طرف دیگر برای تعیین زمان TTL باید به محتوای سایت توجه داشته باشید اگر مدام در حال بروزرسانی هستید، نباید از TTL طولانی استفاده کنید.

TTL Exceeded چیست:

این عبارت نشان دهنده خطا می باشد، هنگامی که بسته IP پرش های زیادی را پشت سر بگذارد، عدد TTL به صفر می رسد. در این مرحله روتر، بسته داده را رها می کند و پیام خطای ICMP به فرستنده ارسال می کند، کد خطایی که کاربر دریافت می کند TTL Exceeded است.

مزایای TTL چیست:

1. مزایای استفاده از TTLطولانی: هنگامی که از یک TTL طولانی استفاده می کنید، اطلاعات و داده ها برای زمان بیشتری در شبکه هستند و سپس به روز می شوند. این کار موجب بارگیری سریع تر شده و به سرور شما فشار کمتری وارد می شود.
2. مزایای استفاده از TTL کوتاه: TTL کوتاه مورد استفاده قرار می گیرد که اطلاعات در وب سایت شما مدام در حال به روز رسانی باشند. وب سایت هایی که داده ها را دائما به روز رسانی می کنند با استفاده از TTL کوتاه داده های به درد نخور و اضافی را حذف می کنند و همچنین از حملاتی همچون DDoS از وب سایت شما محافظت می کنند.

چه پایگاه داده هایی از تکنولوژی TTL پشتیبانی می کنند:

• SQL server
• Scylla
• Cassandra
• DynamoDB
• MySQL
• Oracle
• PostgreSQL

این پایگاه های داده با پشتیبانی از TTL، داده های اضافی را حذف می کنند و آن ها را در حافظه پنهان خود نگه می دارند و حال می خواهیم بدانیم که چرا پایگاه داده ها به TTL نیازمند هستند؟ داده هایی که در حافظه پنهان ذخیره می کنید به صورت دیفالت در پایگاه داده باقی می مانند، مگر آنکه توسط عملیات حذف از بین رفته باشند.

اما توجه داشته باشید که حذف دستی خیلی کار درستی نیست و مدیران تمایل بیشتری نسبت به حذف داده ها به صورت “خودکار دور ریخته شدن و تنها باقی ماندن اطلاعات جدید” دارند. بنابراین یکی از کاربردهای مهم TTLدر پایگاه داده جهت از بین رفتن خدکار رکودهایی است که دیگر کاربردی ندارند و انقضای آن ها به سر رسیده است این امر موجب می گردد داده های غیر ضروری در پایگاه داده باقی نماند و بعد از منقضی شدن داده ها قابل بازیابی نخواهند بود.

مقادیر در تکنولوژی TTL چه مفهومی دارند:

• مقدار 0 نشان دهنده قرار گرفتن در Host است
• عدد 1 نشان دهنده قرار گرفتن در یک Subnet است
• عدد 32 نشان دهنده قرار گرفتن در یک Site است
• عدد 64 نشان دهنده قرار گرفتن در یک کشور است
• عدد 128 نشان دهنده قرار گرفتن در یک قاره است
• عدد 256 نشان دهنده عدم محدودیت است

اگر مقاله “TTL چیست و چه کاربردی در شبکه دارد” برای شما مفید واقع شده است می توانید سایر مقالات ما را در مجله مستر شبکه دنبال کنید.