Brotli-Komprimierung: Eine schnelle Alternative zur GZIP-Komprimierung

Geschwindigkeit ist für jede Website wichtig. Im Streben des Webs nach schnellen Ladezeiten stehen uns verschiedene Technologien zur Verfügung. Ein Ansatz besteht darin, den zugrunde liegenden Code, den Ihre Website verwendet, zu minimieren, ohne die Funktionsweise zu beeinträchtigen. Die GZIP-Komprimierung ist eine Möglichkeit, dies zu tun, aber die Brotli-Komprimierung ist eine alternative junge Methode, die Aufmerksamkeit erregt.

Es handelt sich um eine von Google entwickelte Lösung, die eine Reihe von Vorteilen gegenüber (sowie einer Alternative zur) GZIP-Komprimierung bieten soll. Die Details in diesem Artikel werden genau darauf eingehen, was die Technologie bietet, aber die Brotli-Komprimierung ist schnell und effizient – ​​was alle Kriterien erfüllt, die Sie benötigen, um sie zu untersuchen.

In diesem Tutorial werden wir uns die Brotli-Komprimierung ansehen und Ihnen zeigen, wie Sie überprüfen können, ob Ihre Website sie verwendet, und wie Sie sie bei Bedarf aktivieren können. Zuerst werden wir Brotli in den Bereich der Komprimierungsalgorithmen einordnen und darüber sprechen, warum Sie es anderen Lösungen vorziehen sollten.

Datenkomprimierung für das Web

In ihrer einfachsten Form nimmt die Datenkomprimierung den Code für eine Website oder App und minimiert die Dateigröße. Dadurch können Sie leichtere Dateien im Web verschieben und die Zeit zum Laden und Rendern einer Website reduzieren. Sie werden feststellen, dass es je nach Dateityp, mit dem Sie arbeiten, viele Möglichkeiten gibt, die Daten zu komprimieren.

Ein gängiger Ansatz ist die „Minifizierung“. Hier entfernt ein Algorithmus den Code Ihrer Website von einigen seiner überflüssigen Elemente. Die Idee ist, dass Aspekte wie Einzüge, Kommentare, Leerzeichen und mehr die Dateigröße und damit die Ladezeiten erhöhen.

Das Entfernen dieser Elemente wirkt sich in den meisten Situationen nicht auf die Benutzererfahrung (UX) aus. Es macht die Dinge jedoch einfacher für die Computer, die den Code kompilieren und rendern müssen. Nehmen Sie zum Beispiel diese Code-Suite:

 define( 'WP_INSTALLING', true ); /** Sets up the WordPress Environment. */ require __DIR__ . '/wp-load.php'; require __DIR__ . '/wp-blog-header.php'; if ( ! is_multisite() ) { wp_redirect( wp_registration_url() ); die(); } $valid_error_codes = array( 'already_active', 'blog_taken' );

Der obige Code verwendet Elemente wie Leerzeichen und Wagenrückläufe, um ihn für Menschen lesbar zu machen, aber ein Computer benötigt diese nicht, um den Kerncode zu verstehen. Darüber hinaus nehmen diese Stapel von Leerzeichen und Zeilenumbrüchen wertvollen Platz ein, der Ihnen, wenn er entfernt wird, einen Leistungsschub geben kann.

Wenn Sie diesen Code minimieren, sieht es ganz anders aus:

 define( 'WP_INSTALLING', true ); /** Sets up the WordPress Environment. * / require __DIR__ . '/wp-load.php'; require __DIR__ . '/wp-blog-header.php'; if ( ! is_multisite() ) { wp_redirect( wp_registration_url() ); die(); } $valid_error_codes = array( 'already_active', 'blog_taken' );

Die Grundlagen dessen, was dieser Code tut, sind jedoch immer noch dieselben.

Sie werden feststellen, dass andere Dateitypen Möglichkeiten zum Komprimieren von Daten bieten. Zum Beispiel müssen Bilder oft stark komprimiert werden, um die Größe zu reduzieren, ohne dass das Bild selbst stark beeinträchtigt wird:

Die GZIP-Komprimierung ist eine Standardmethode, um die Größe von Dateibündeln zu minimieren – denken Sie an Pakete wie ZIP- oder Linux- .tar -Bundles. Doch bisher gab es keine wirklichen Alternativen. Wir werden später mehr darüber sprechen, warum es eine Alternative geben sollte, aber zuerst wollen wir Ihnen den „Konkurrenten“ von GZIP vorstellen.

Brotli-Komprimierung

Kurz gesagt, Broti ist ein Datenkomprimierungsalgorithmus. Wenn dies jedoch alles wäre, was wir zu sagen hätten, gäbe es keinen Grund, dies zu untersuchen.

Es bietet „verlustfreie“ Komprimierung und wird von Google unter einer MIT-Lizenz entwickelt. Das Unternehmen ist oft an der Spitze der Web-Advance-Technologie, daher ist es nicht verwunderlich, dass Brotli versucht, das zu übernehmen, was GZIP tut, es zu verbessern und Benutzern und Websites ein verbessertes Erlebnis zu bieten.

Die Brotli-Komprimierung verwendet dieselben Kerntechnologien wie die GZIP-Komprimierung, nämlich:

• Der LZ77-Algorithmus
• Huffman-Codierung und -Decodierung

Wenn Sie diese beiden Technologien kombinieren, erhalten Sie das DEFLATE -Format, das als Grundlage sowohl für die GZIP- als auch für die Brotli-Komprimierung dient. Darauf gehen wir in unserem Beitrag zur GZIP-Komprimierung sehr eingehend ein.

Kurz gesagt, unkomprimierte Dateien durchlaufen die LZ77- und Huffman-Algorithmen als Teil des DEFLATE -Prozesses, um sie in ein Brotli-Format zu komprimieren. Von dort aus dekomprimiert ein INFLATE -Prozess die Dateien bei Bedarf erneut.

Obwohl Brotli derzeit der Hauptkonkurrent von GZIP ist, gibt es andere ähnliche Technologien, die ebenfalls DEFLATE verwenden. Im nächsten Abschnitt sprechen wir darüber, was Brotli auszeichnet.

Brotli-Komprimierung vs. GZIP-Komprimierung

Wie bereits erwähnt, verwenden sowohl Brotli als auch GZIP die DEFLATE -Methode, um Daten zu komprimieren (und zu dekomprimieren). Dies kann viele Menschen verwirren, da dies allein noch keine Umstellung rechtfertigt.

Google baut jedoch auf DEFLATE auf, um verbesserte Techniken anzubieten und Daten auf einen größeren, schnelleren Standard zu komprimieren.

Wie Brotli Wörterbücher verwendet, um die Datenkomprimierung zu verbessern

Ein technischer Aspekt von Datenkomprimierungsformaten ist die Art und Weise, wie die Brotli-Komprimierung vorhandene bekannte Sprache und Text in Datenwörterbüchern verwendet, um ihren Algorithmus anzuwenden.

Entwickler werden ein Wörterbuch von Schlüssel-Wert-Paaren verwenden, um Daten zu speichern, da es effizient, flexibel und skalierbar ist. So würde ein PHP-Wörterbuch (als „Array“ bezeichnet) aussehen:

 $cats = get_categories( array( 'taxonomy' => 'link_category', 'hierarchical' => 0, 'include' => $link_cat, ) );

Während GZIP keine Wörterbücher verwendet, verwendet Brotli zwei .

Brotlis statisches Wörterbuch

Das erste ist ein statisches (dh vordefiniertes) Wörterbuch gängiger Codebegriffe, die als Referenz für den HTML-, CSS- und JavaScript-Text dienen.

Es gibt über 13.000 Wörter in sechs verschiedenen Sprachen, und Brotli wird diese als Verweise auf Punkte im Code verwenden. Es ist keine genaue Analogie, aber es ähnelt der Art und Weise, wie ein WordPress-Hook auf eine größere Code-Suite verweist.

Somit muss der Encoder den Code nicht Byte für Byte durchforsten. Stattdessen kann es auf die Referenzen reagieren, die Definition aus dem Wörterbuch ziehen und zur nächsten übergehen.

Sie werden auch feststellen, dass das Wörterbuch Ausdrücke aus der realen Welt sowie Code enthält, der nicht oft komprimiert wird. Dies hilft einigen Tags wie <HTML> und Parametern wie type="text/javascript" eine gewisse Komprimierung zu nehmen und Ihnen größere Gewinne zu verschaffen.

Es gibt auch einige „Transformationen“ innerhalb des Wörterbuchs: teilweise, unvollständige und andere Arten von Phrasen, die mit einem neuen Präfix, Suffix oder Groß-/Kleinschreibung zu einem ganz neuen Wort werden – zum Beispiel „Work“ wird zu „Working“ oder „html“. “ zu „HTML“.

Brotlis dynamisches Wörterbuch

Das dynamische Wörterbuch analysiert Inhalt und Code an der Quelle, was gut für kleinere Geräte ist, aber nicht so gut für größere Dateien. Es wird auch als „Sliding Window“ bezeichnet und kann bis zu 16 MB groß sein. Hier speichert der Komprimierungsalgorithmus einige der neuesten Daten, um darauf zu verweisen. Es ist insofern ultradynamisch, als es sich ständig ändert.

Wenn Sie dies mit dem gleitenden Fenster von GZIPs von etwa 32 KB vergleichen, werden Sie sehen, dass der Spielraum für Echtzeit-Parsing und -Komprimierung riesig ist. Tatsächlich verwenden die meisten typischen Praktiken ein Brotli-Schiebefenster von etwa 4 MB, was im Vergleich zu konkurrierenden Algorithmen immer noch ein Mammut ist.

Brotli-Komprimierung vs. GZIP-Komprimierung: Leistung und Support

Wenn es um reine Nutzerzahlen geht, ist die GZIP-Komprimierung nach wie vor die Nummer eins. Die Brotli-Komprimierung wird jedoch jeden Tag häufiger verwendet. Dies ist zum Teil auf breitere Akzeptanzmaßnahmen der großen Browser zurückzuführen; Der Aufstieg von Chromium-basierten Browsern hilft ebenfalls.

Die Website Can I Use… zeichnet auf, welche Technologien Browser verwenden, und bietet eine Art Verlauf. Diese Seite stellt fest, dass über 95 % der Browser die Brotli-Komprimierung zum gegenwärtigen Zeitpunkt verwenden, einschließlich aller Hauptversionen.

In unserem GZIP-Komprimierungsartikel haben wir einen Benchmark-Test festgestellt, bei dem Brotli im Vergleich zu konkurrierenden Algorithmen ein besseres Komprimierungsverhältnis hatte, aber in der Komprimierungs- und Dekomprimierungszeit zurückblieb:

Die Squash-Benchmark-Tests zeigen jedoch eine andere Geschichte – eine, die nuancierter ist. Der eigentliche Vorteil ist, dass Brotli insgesamt flexibler ist als GZIP, mit einem allgemein höheren Komprimierungsverhältnis.

Hier ist die Zusammenfassung der Ergebnisse von Squash Benchmarks:

• Brotli hat das bessere Komprimierungsverhältnis (dh es erzeugt kleinere komprimierte Dateien) auf allen Komprimierungsstufen.
• Während GZIP Brotli die meiste Zeit in Bezug auf Geschwindigkeit schlägt, beeinflusst das Niveau, auf das Sie komprimieren, die Ergebnisse, die Sie sehen werden.

Die Aufschlüsselung von Paul Calvano gibt weitere Details, aber der springende Punkt ist, dass Brotli mehr CPU-Leistung benötigt, um einen größeren Faktor der Dateikomprimierung bereitzustellen. Dies zeigt sich sowohl bei der höchsten als auch bei der niedrigsten Komprimierungsstufe. Das Benchmarking von Cloudflare bestätigt dies: viel kleinere Dateien mit näher vergleichbaren Komprimierungsgeschwindigkeitszahlen.

Beachten Sie auch, dass einige Testtools wie Pingdom und einige Content Delivery Networks (CDNs) Brotli noch nicht unterstützen. Dies kann die Daten verfälschen, die andere über die Funktionsweise von Brotli sammeln. Sie können „falsche Negative“ sehen, wenn Sie Tests durchführen: höhere Seitengeschwindigkeitszahlen, die die von Ihnen verwendete Dateikomprimierung ignorieren.

Vorteile der Brotli-Komprimierung

Bisher gibt es viele Informationen zur Brotli-Komprimierung zu berücksichtigen. Wir können jedoch zusammenfassen, was Sie darüber wissen müssen, warum Sie Brotli gegenüber GZIP wählen sollten:

1. Es verwendet die gleiche Technologie wie GZIP und verbessert sie mit modernen Methoden.
2. Das wörterbuchbasierte Parsing von Brotli bedeutet, dass es mehr Ihrer Dateien auf eine tiefere Ebene komprimieren kann.
3. Während Brotli im Vergleich zu GZIP mehr Rechenleistung benötigt, bedeuten die Ergebnisse kleinere Dateien.
4. Bei den Komprimierungsstufen, die die meisten Webhoster verwenden – etwas im mittleren Bereich wie Stufe vier oder fünf – schneidet Brotli besser ab als GZIP, ohne ins Schwitzen zu geraten.
5. Sie werden feststellen, dass Brotli eine nahezu universelle Unterstützung für alle Browser bietet, wenn nicht sogar einige der Benchmark-Tools, an die Sie gewöhnt sind.
6. Brotli ist kostenlos und Open Source. Dies ist ein Vorteil, wenn Sie ein Broti-kompatibles CDN wie Cloudflare verwenden.

Es ist erwähnenswert, dass Cloudflare auf allen seinen Servern die Brotli-Komprimierung verwendet. Tatsächlich verwendet es eine modifizierte und optimierte Version von Brotli, um Ihnen weitere Vorteile in Bezug auf Geschwindigkeit und Dateibereitstellung zu bieten.

Da Kinsta die Cloudflare-Integration für alle Pläne anbietet, verwendet jede gehostete Website standardmäßig Brotli. Dies ist nur ein Grund, warum Kinsta einer der marktführenden und besten Hosting-Anbieter überhaupt ist.

So überprüfen Sie, ob Ihre Website die Brotli-Komprimierung verwendet

Da die Brotli-Komprimierung noch kein Standard ist (obwohl sie fast da ist), möchten Sie wahrscheinlich wissen, ob Ihre Website sie verwendet. Es gibt ein paar Möglichkeiten, dies herauszufinden.

1. Verwenden Sie ein Online-Tool

Der einfachste Weg, um zu überprüfen, ob Ihre Website die Brotli-Komprimierung verwendet, ist ein Online-Tool. Es stehen zwar einige zur Auswahl, aber Sie möchten etwas, das schnell und einfach zu bedienen ist und Ihnen auch eine Reihe von Informationen zu Ihrem Setup liefert.

Gift of Speed ​​ist unsere Wahl, um die Brotli-Komprimierung zu überprüfen.

Es bestimmt, ob Ihre Website GZIP, Brotli oder überhaupt keine Komprimierung verwendet, und liefert einige andere Metriken, die Ihnen bei der Entscheidung helfen, was als nächstes zu tun ist. Diese Metriken bieten wichtige Einblicke, da Sie nicht nur berücksichtigen möchten, ob der Server Ihrer Website die richtige „Variante“ der Komprimierung verwendet.

Es gibt viele Elemente, aus denen eine Website besteht, und sogar Bibliotheken und Abhängigkeiten von Drittanbietern. Sie können sich dafür entscheiden, sie über ein CDN bereitzustellen, und wenn dies der Fall ist, muss dies auch die Brotli-Komprimierung verwenden, um die bestmögliche Leistung zu erzielen.

Wenn Sie Gift Of Speed ​​verwenden, um einzelne Assets zu testen, können Sie sich den Serverwert ansehen, um zu sehen, wie er bereitgestellt wird.

Alle Kinsta-Sites verwenden das von Cloudflare betriebene Kinsta CDN. Daher verwendet jede Site auch die Brotli-Komprimierung in der gesamten Kette und Serverarchitektur.

2. Aktivieren Sie die Verwendung der Entwicklertools Ihres Browsers

Die meisten Entwickler werden wissen, dass ein Browser einige fantastische Tools bietet, die Ihnen bei allen Arten von webbezogenen Untersuchungen und Fehlerbehebungen helfen. Eine schnelle Überprüfung, die Sie durchführen können, ist, ob Ihre Website (oder ein bestimmtes Asset) die Brotli-Komprimierung verwendet.

Für alle gängigen Browser wie Brave, Edge, Firefox oder Chrome können Sie zum Bildschirm Netzwerk > Alle gehen.

Zunächst sehen Sie nichts in Bezug auf Inhaltskopfzeilen – Sie müssen auf der linken Seite ein Asset oder eine Anfrage auswählen. Wenn Sie weiter suchen und die Liste nach unten scrollen, sehen Sie, dass sich ein Fenster öffnet, das standardmäßig die Header -Informationen anzeigt.

Scrollen Sie hier in der Ausgabe nach unten, bis Sie die Zeile content-encoding: br sehen:

Kurz gesagt: Wenn Sie content-encoding: br sehen, bedeutet dies, dass Brotli für diese Site aktiv ist.

So aktivieren Sie die Brotli-Komprimierung für Ihre Website

In diesen letzten Abschnitten zeigen wir Ihnen verschiedene Möglichkeiten, die Brotli-Komprimierung für Ihre Website zu aktivieren. Der erste ist der Ansatz, den wir für die meisten WordPress-Sites empfehlen, die Kinsta nicht verwenden – und der letzte ist das, was wir für jede Site empfehlen, die den ersten Ansatz liest!

1. Verwenden Sie ein WordPress-Plugin

Nahezu jede WordPress-Site verwendet mindestens ein Plugin – oft mehr, abhängig von der Funktionalität, die die Site benötigt. Caching ist ein Anwendungsfall für Plugins, und es gibt viele davon. Allerdings können Sie die Brotli-Komprimierung nicht bei allen aktivieren, also müssen Sie mit Bedacht wählen und darauf vorbereitet sein, Ihre bevorzugte Lösung zu wechseln.

Bevor Sie Änderungen an einer Website vornehmen, denken Sie daran, eine vollständige Sicherung zu erstellen, falls Sie sie später wiederherstellen müssen. Für diese Methode verwenden wir W3 Total Cache, da es einfach ist, die richtige Einstellung zu finden.

Sie müssen in WordPress zur Seite Leistung > Browser-Cache gehen:

Dieser Bildschirm zeigt zwei Einstellungen. Diejenige, die Sie auswählen möchten, ist Enable HTTP (brotli) Compression :

Dies ist jedoch nicht für jeden Standort und jede Situation geeignet. Beispielsweise optimiert Kinsta seine Server für schnelles, leistungsstarkes und zuverlässiges Hosting. Daher gibt es eine Reihe von Plugins, die Sie nicht benötigen, und einige andere sind sogar für die Verwendung auf Kinsta-Websites verboten.

In diesen Fällen sollten Sie einen anderen Ansatz wählen.

2. Aktivieren Sie Brotli auf dem Server

Wenn es um die Wahl eines Servertyps geht, ist Nginx vs. Apache ein langjähriger Kampf, den ersterer (vorerst) gewinnt. Unabhängig davon können beide Servertypen die Brotli-Komprimierung aktivieren, und es gibt jeweils unterschiedliche Ansätze.

Bevor Sie sich mit dem manuellen Ansatz befassen, sollten Sie einige Voraussetzungen kennen:

• Sie sollten verstehen, wie Sie auf Ihre Konfigurationsdateien für Ihren spezifischen Server zugreifen.
• Befehlszeilenkenntnisse sind von Vorteil, insbesondere wenn es um Apache-Server geht. Um Befehle auszuführen, müssen Sie ein Root-Benutzer mit sudo -Berechtigungen sein.
• Möglicherweise benötigen Sie einen Texteditor, aber für schnelle Änderungen wie diese sollten Sie in Ordnung sein.
• In einigen Fällen benötigen Sie Ihre Anmeldeinformationen als Secure Shell (SSH)-Benutzer auf dem Server selbst. Sie finden diese in Ihrem Hosting-Kontrollfeld oder wenden Sie sich an den Support, um danach zu fragen.

Wenn Sie Zweifel bezüglich des manuellen Ansatzes haben, empfehlen wir Ihnen, sich nach einer anderen Option umzusehen oder sich an Ihren Gastgeber zu wenden, um Hilfe zu erhalten. Unabhängig davon geben wir einen kurzen Überblick über den Prozess für jeden Server, beginnend mit Nginx.

Nginx

Um die Brotli-Komprimierung auf Nginx-Servern zu aktivieren, müssen Sie zuerst die Datei nginx.conf finden. Es wird einer von wenigen Standorten sein:

• /usr/local/nginx/conf
• /etc/nginx
• /usr/local/etc/nginx

Wenn Sie die Datei geöffnet haben, fügen Sie unten Folgendes hinzu:

 brotli on; brotli_static on; brotli_comp_level 9; # You can change this from 1–11. 4–9 offers good performance balance. brotli_types text/plain text/css application/javascript application/json image/svg+xml application/xml+rss;

Diese Suite schaltet Brotli ein und verwendet es, um statische Dateien bereitzustellen. Die Einstellung brotli_comp_level können Sie je nach Anwendungsfall und Bedarf ändern. Höhere Zahlen bieten eine bessere Komprimierung, die mit einer weniger leistungsfähigen Site ausbalanciert ist.

Apache

Da Apache in Bezug auf Konfigurationen flexibel ist, können Sie die Brotli-Komprimierung ohne allzu viel Aufhebens aktivieren.

Gehen Sie dazu folgendermaßen vor:

1. Melden Sie sich über eine Eingabeaufforderung oder eine Terminalanwendung als Root- sudo -Benutzer bei Ihrem Server an.
2. Führen Sie den Befehl a2enmod brotli , um die Komprimierung einzuschalten.
3. Fügen Sie entweder innerhalb von Apache VirtualHost oder Ihrer Serverkonfiguration die AddOutputFilterByType BROTLI_COMPRESS text/html text/plain text/xml text/css text/javascript application/javascript hinzu, um die richtigen Dateitypen festzulegen, die Sie komprimieren möchten.

Obwohl Apache keine statische Komprimierung unterstützt, können Sie die von Ihnen angebotene Stufe der Brotli-Komprimierung mit der BrotliCompressionQuality LEVEL-NUMBER . Sie müssen jedoch den Platzhalter „LEVEL-NUMBER“ durch eine Zahl zwischen 1–11 ersetzen.

3. Verwenden Sie einen unterstützenden Webhost

Der einfachste Weg, die Brotli-Komprimierung für Ihre Website zu aktivieren, besteht darin, sicherzustellen, dass Ihr Host dies standardmäßig tut. Kinsta bietet dank seiner Integration mit dem CDN von Cloudflare standardmäßig Brotli-Komprimierung an.

Das Kinsta CDN wird bei allen Plänen von der Infrastruktur von Cloudflare betrieben – also verwendet jede Seite die Brotli-Komprimierung, ohne dass du sie aktivieren musst.

Sie sollten überprüfen, ob Ihr ausgewählter Host Brotli-Komprimierung anbietet und bis zu welchem ​​Grad Sie sie konfigurieren müssen. Um die leistungsfähigste, stabilste und sicherste Website zu betreiben, ist gutes Hosting unerlässlich.

Zusammenfassung

Die Datenkomprimierung ist eine notwendige Komponente bei der Entwicklung und Nutzung des modernen Webs. Die Dateigröße kann aufgrund der reichhaltigen und komplexen Dateitypen, die Sie zum Zusammensetzen einer Website verwenden, in die Höhe schnellen. Alle von ihnen benötigen eine Form der Komprimierung.

Der typische Ansatz war bis jetzt GZIP, aber es gibt ein neues Kind auf dem Block.

Die Brotli-Komprimierung basiert auf derselben Grundlage wie GZIP, enthält jedoch einige leistungssteigernde Vorteile. Wie wir besprochen haben, verwendet es Kontextzuordnung, um eine Komprimierungsanforderung schneller zu verarbeiten, und ein Wörterbuch, das dynamische Auffüllung verwendet. Dies ist viel größer als das, was GZIP bieten kann, und lässt auch mobile Benutzer von der Komprimierung profitieren.

Die gute Nachricht ist, dass jede Kinsta-Site aufgrund unserer einzigartigen Cloudflare-Integration von der Brotli-Komprimierung profitieren kann. Dies bedeutet, dass Ihre von Kinsta gehostete Website schneller ist als die Konkurrenz, die GZIP verwendet, und auf kleineren Geräten schnell geladen wird.

Haben Sie Fragen zur Brotli-Komprimierung? Fühlen Sie sich frei, im Kommentarbereich unten nachzufragen!