Was ist Cache & Wie wird eine Website Zwischengespeichert?

Der Cache ist von entscheidender Bedeutung für die Beschleunigung von Vorgängen und die Verbesserung des Benutzererlebnisses beim Surfen im Internet und bei der Verwendung von Softwareanwendungen.

In diesem Artikel erfahren Sie, was Cache ist, wie Caching funktioniert, welche verschiedenen Typen es gibt und wie Sie den Cache leeren, um eine optimale Website-Leistung zu erzielen.

Cache-Speicher ist ein weit gefasster Begriff, der sich auf die Server-Infrastruktur und den lokalen Browser- oder Hardware-Cache beziehen kann.

Obwohl es viele technische Aspekte des Cache gibt, definieren wir die für Websitebesitzer und -benutzer relevantesten.

Wie funktioniert das Caching?

Das folgende Bild zeigt den Seitenladevorgang und wie Daten an verschiedenen Punkten zwischengespeichert werden:

Es beginnt, wenn ein Besucher die URL einer Website in seinen Browser eingibt.

Der Browser prüft zunächst seinen Cache, um zu sehen, ob Teile der Seite (wie Bilder oder Dateien) lokal gespeichert sind. Wenn etwas gefunden wird, wird es sofort geladen. Wenn nicht, sendet der Browser eine Anfrage an den Server der Website.

Website-Dateien (wie HTML, CSS oder JavaScript) können aus einem Content Delivery Network (CDN) stammen, das das Laden dieser Ressourcen beschleunigt, indem es sie näher am Besucher speichert.

Als nächstes stellt der Server den Inhalt zusammen und sendet ihn an den Browser. Wenn die Webseite bereits zuvor gespeichert wurde, sendet ein Seitencache möglicherweise eine gespeicherte Version, anstatt sie neu zu erstellen.

Wenn die Seite nicht zwischengespeichert ist, verarbeitet der Webserver die Anfrage. Er sammelt alle notwendigen Ressourcen und interagiert möglicherweise mit einer Datenbank, um dynamische Inhalte wie Blogbeiträge oder Benutzerdaten abzurufen.

Durch das Zwischenspeichern in verschiedenen Phasen wird die zum Laden von Inhalten benötigte Zeit verkürzt und die Gesamtleistung verbessert.

Welche verschiedenen Cache-Typen gibt es?

Das Website-Caching kann in serverseitigen und clientseitigen Cache unterteilt werden. Darüber hinaus verfügen auch Hardwarekomponenten (wie die CPU und der RAM-Speicher Ihres Geräts) über einen eigenen Cache, um Vorgänge zu beschleunigen.

1. Clientseitiges Caching

Das clientseitige Caching erfolgt auf dem Gerät des Benutzers, nachdem Daten vom Server empfangen wurden.

• Browser-Cache

Der Browser-Cache ist der Cachetyp, mit dem Benutzer am häufigsten konfrontiert werden. Er speichert Informationen von Websites, die Sie zum ersten Mal auf Ihrem lokalen Gerät besuchen.

Webbrowser wie Google Chrome, Microsoft Edge oder Safari verwenden diesen Cache, um die Ladezeiten zu verbessern.

Wenn Sie beispielsweise eine Nachrichten-Website besuchen, speichert Ihr Browser Elemente wie Bilder, Logos und CSS-Dateien. Bei Ihrem nächsten Besuch ruft er diese Dateien aus dem Cache ab, anstatt sie erneut herunterzuladen.

• Lokaler DNS-Cache

Ihr Gerät speichert DNS-Informationen im Cache, um Domänenadressen schnell aufzulösen.

Wenn Sie eine Website zum ersten Mal besuchen, fragt Ihr System einen externen DNS-Server ab, um die IP-Adresse zu erhalten.

Beim nächsten Besuch derselben Website überprüft es zunächst seinen lokalen DNS-Cache, um festzustellen, ob er kürzlich eine IP-Adresse für diese Domäne gespeichert hat.

Wenn die Domäne und die IP-Adresse im lokalen DNS-Cache gefunden werden, kann der Client die Abfrage eines externen DNS-Servers überspringen. Dies verbessert die Ladegeschwindigkeit und verringert den Netzwerkverkehr und die Belastung externer DNS-Server.

2. Serverseitiges Caching

Diese Art der Zwischenspeicherung erfolgt auf dem Server, bevor die Site-Daten an den lokalen Client (Browser oder Gerät) gesendet werden. Ziel ist es, die Verarbeitungslast des Servers zu verringern und dem Benutzer Inhalte schneller bereitzustellen.

Serverseitiges Caching funktioniert auf mehreren Ebenen. Sie zielen auf verschiedene Aspekte der Leistungsverbesserung innerhalb der Serverumgebung ab.

• Reverse-Proxy-Cache

Reverse-Proxy-Caching speichert gesamte HTTP-Antworten, wie etwa vollständige Webseiten, statische CSS- oder Bilddateien. Wenn jemand eine Seite anfordert, prüft der Proxy zuerst seinen Cache. Wenn die Seite zwischengespeichert ist, sendet er die gespeicherte Version, was die Ladezeiten beschleunigt.

Dies reduziert die Arbeitslast auf dem Hauptserver, der die Seite nicht erneut senden muss. Für diese Art der Zwischenspeicherung werden häufig Tools wie NGINX und Varnish verwendet.

• Dynamischer Cache

Diese Ebene zielt auf Inhalte ab, die von Websites wie WordPress generiert werden. CMS-Anwendungen erstellen Seiten dynamisch basierend auf Benutzeranforderungen und Datenbankabfragen.

Im Gegensatz zu statischen Websites, bei denen eine Seite als einfache Datei (wie HTML) gespeichert wird, verwenden dynamische Websites Datenbankabfragen und serverseitige Verarbeitung zum Generieren von Seiten.

Dynamisches Caching reduziert die Notwendigkeit dafür, indem es die vollständige, vom Server generierte Seitenantwort zwischenspeichert. Dies führt zu schnelleren Seitenladezeiten und einer geringeren Serverlast bei zukünftigen Anfragen.

• Objekt-Cache

Beim Objekt-Caching werden einzelne Informationsobjekte gesammelt, die zum Generieren einer Seite verwendet werden.

Beispielsweise muss WordPress möglicherweise das Navigationsmenü der Site abrufen. Dazu ist eine Datenbankabfrage erforderlich.

Beim Objekt-Caching wird dieses Abfrageergebnis zwischengespeichert. Selbst wenn sich die dynamische Seite ändert, können die Menüdaten weiterhin aus dem Cache abgerufen werden, ohne die Datenbank zu belasten.

Dies ist besonders für Websites mit hohem Datenverkehr oder großen Datenbanken von Vorteil, da häufig verwendete Daten über mehrere Seiten hinweg zwischengespeichert werden. Dadurch wird die Belastung der Datenbank erheblich reduziert.

Memcached von SiteGround ist eine Objekt-Caching-Lösung.

• Opcode-Cache

Opcode-Caching verbessert die Leistung, indem kompilierter PHP-Code (Opcodes) im Speicher gespeichert wird.

Dadurch entfällt die Notwendigkeit, Skripte für jede Anforderung neu zu kompilieren, und die Ausführungszeiten werden beschleunigt. OPcache ist die am häufigsten verwendete Opcode-Caching-Lösung.

Durch das Zwischenspeichern von kompiliertem Code wird die Leistung von PHP-basierten Anwendungen wie WordPress optimiert. Dies reduziert auch die CPU-Auslastung des Servers.

• CDN-Cache

CDN-Caching ist wichtig, insbesondere wenn eine Website eine globale Zielgruppe hat. Es besteht aus CDN-Kanten, die zwischengespeicherte Kopien von Website-Daten an verschiedenen Standorten speichern.

Jeder Besucher lädt Site-Daten vom nächstgelegenen CDN-Edge, anstatt eine Anfrage an den Ursprungsserver zu senden. Dadurch können Benutzer, die weit vom Rechenzentrum entfernt sind, schneller auf Seiten zugreifen.

CDNs sind auch nützlich, um den Datenverkehr zu verteilen und die Belastung des Ursprungsservers zu verringern. Dies verbessert die Leistung und bietet eine zusätzliche Sicherheitsebene.

3. Hardware-Caching

Obwohl er eher für die Rechenleistung relevant ist, kann der Hardware-Cache als gute Analogie für die Funktionsweise des Caching auf Websites dienen.

• CPU-Cache

Der CPU-Cache ist ein kleiner Hochgeschwindigkeitsspeicher in der zentralen Verarbeitungseinheit eines Computers. Er enthält temporäre Dateien, die häufig von der CPU verwendet werden.

• Speichercache

Der Speichercache speichert Daten im RAM Ihres Systems, damit Sie schnell darauf zugreifen können. Beispielsweise kann Google Chrome Daten im RAM speichern, wenn Sie viele Tabs geöffnet haben, um das Surfen im Internet reibungsloser zu gestalten.

• Festplattencache

Ihr Speicherlaufwerk verfügt auch über einen eigenen Cache, z. B. Flash-Cache und persistenten Cache. Sie erhöhen die Geschwindigkeit von Lese- und Schreibvorgängen. Dies ist in Zeiten hoher Nachfrage wichtig, z. B. beim Spielen oder bei der Videobearbeitung.

Vorteile des Cache für Ihre Website

1. Verbesserte Website-Geschwindigkeit

Der offensichtlichste Vorteil des Caching ist die verbesserte Website-Geschwindigkeit. Die Reduzierung der Seitenladezeiten ist ein wichtiger Faktor für die Benutzerbindung.

Studien haben gezeigt, dass mehr als 50 % der Nutzer eine Website verlassen, wenn das Laden einer Seite länger als drei Sekunden dauert. Verschiedene Caching-Stufen gehen direkt auf dieses Problem ein, indem sie die Leistung deutlich steigern.

2. Reduzierte Serverlast

Durch das Caching wird die Notwendigkeit wiederholter Datenanfragen verringert und der Server kann mehr Datenverkehr verarbeiten. Durch die Reduzierung der Serverlast kann Ihre Website dank Caching effizienter ausgeführt werden.

3. SEO-Boost

Geschwindigkeit ist ein wichtiger Faktor für die Suchmaschinenoptimierung (SEO). Schnellere Websites werden tendenziell höher eingestuft, da Suchmaschinen Websites mit einer besseren Benutzererfahrung den Vorzug geben. Es wird empfohlen, alle verfügbaren Caching-Tools zu verwenden, um Ihre Chancen auf eine Platzierung auf der ersten Seite der Suchergebnisse zu verbessern.

4. Offline-Zugriff

Ein wesentlicher Vorteil der Verwendung von CDN-Caching ist der Offline-Zugriff auf Webinhalte. Beispielsweise hält der CDN-Always-Online-Modus von SiteGround Ihre Seiten auch bei einem Ausfall zugänglich. Wenn der Hauptserver ausfällt, können Besucher Ihre Website trotzdem nahtlos nutzen.

Wie man den Cache leeren kann

Alte zwischengespeicherte Daten können dazu führen, dass Websites veraltete Inhalte laden. Durch das Löschen aller Caches wird Speicherplatz auf Ihrem Gerät freigegeben. Außerdem werden dadurch serverseitige Probleme mit Cache-Veraltung und unsachgemäßer Ungültigkeitserklärung vermieden.

1. Browser-Cache und Cookies löschen

Cache und Cookies dienen unterschiedlichen Zwecken. Der Cache speichert Websitedaten, um die Ladegeschwindigkeit zu verbessern. Cookies speichern Informationen wie Anmeldedaten und Einstellungen. Beachten Sie, dass beim Löschen von Cookies auch gespeicherte Anmeldesitzungen aus Ihrem Browser gelöscht werden.

So löschen Sie Browserdaten in Google Chrome:

1. Klicken Sie auf die drei gepunkteten Linien in der oberen rechten Ecke, um auf das Einstellungsmenü zuzugreifen
2. Wählen Sie „Browserdaten löschen“.
3. Überprüfen Sie zwischengespeicherte Bilder und Dateien sowie Cookies und andere Websitedaten
4. Klicken Sie auf „Daten löschen“.

Sie können auch einen Zeitraum zum Löschen angeben. Normalerweise wird jedoch empfohlen, bei der Fehlerbehebung den gesamten Cache zu löschen.

Klicken Sie bei Safari in der Menüleiste auf „Verlauf“ > „Verlauf löschen“ > Zeitraum auswählen > „Verlauf löschen“

Wir haben auch ausführliche Artikel mit den genauen Schritten zum Löschen des Cache in anderen Browsern, einem Android-Gerät und mobilen iOS-Geräten.

2. DNS-Cache leeren

Manchmal kann es notwendig sein, den DNS-Cache zu leeren, um Probleme im Zusammenhang mit nicht übereinstimmenden IP-Adressen zu beheben.

Die Schritte variieren je nach Betriebssystem. Wir haben separate Artikel zum Löschen des DNS-Cache auf einem Windows-Computer, Apple-Computer und einem Linux-Gerät erstellt.

3. Serverseitigen Cache leeren

Der dynamische Cache von SiteGround wird nach einer bestimmten Zeit automatisch geleert. Sie können ihn auch manuell über das Site Tools -Dashboard leeren oder die Schaltfläche „Cache leeren“ des Speed Optimizers verwenden.

Die meisten Hosting-Anbieter, die eine Form von serverseitigem Caching anbieten, verfügen in ihren Dashboards auch über die Schaltflächen „Cache leeren“ oder „Cache bereinigen“.

4. CDN-Cache leeren

Um den CDN-Cache zu leeren, navigieren Sie zu den Einstellungen Ihres CDN-Anbieters und suchen Sie nach der Schaltfläche „Cache leeren/Cache löschen“.

Für das CDN von SiteGround gehen Sie zu Site Tools > Geschwindigkeit > CDN > klicken Sie auf Cache leeren. Dadurch werden alle im Netzwerk des CDN gespeicherten Daten gelöscht, sodass den Benutzern die aktuellste Version Ihrer Website bereitgestellt wird.

Mögliche Caching-Probleme

1. Cache-Veraltung

Cache-Veraltung tritt auf, wenn der Browser eine veraltete Kopie der Seite bereitstellt.

Wenn Sie die neuesten Updates nicht sehen können, liegt das normalerweise daran, dass der Browser immer noch die veraltete, zwischengespeicherte Version abruft.

In solchen Fällen sollte das Leeren des Browser-Cache und des gesamten serverseitigen Cache das Problem beheben.

2. Cache-Miss-Strafen

Caches arbeiten mit einem System aus Cache-Treffern und Cache-Fehlern.

Ein Cache-Treffer tritt auf, wenn die angeforderten Daten im Cache gefunden werden.

Ein Cachefehler bedeutet, dass die Site-Daten nicht zwischengespeichert werden und das System gezwungen ist, sie vom Ursprungsserver abzurufen.

Cachefehler erhöhen die Ladezeit und können sich negativ auf das Benutzererlebnis auswirken.

3. Begrenzter Speicherplatz

Cache-Dateien können manchmal viel Speicherplatz auf Ihrem Gerät beanspruchen, wenn sie sich im Laufe der Zeit ansammeln. Dies kann Ihren Internetbrowser verlangsamen.

In solchen Fällen ist es ratsam, Ihren Browserverlauf sowie den Cache und die Cookies zu löschen.

Warum ist Caching wichtig?

Das Zwischenspeichern von Websitedaten ist ein komplexer Vorgang. Wir haben die für Websitebesitzer und -benutzer wichtigsten Aspekte behandelt.

Es gibt zwei wichtige Erkenntnisse:

1. Ob serverseitig, clientseitig oder hardwarebasiert, das Ziel des Caching ist immer dasselbe – den Datenzugriff zu beschleunigen und die Leistung zu steigern.
2. Das Leeren des Caches ist ein wichtiger Schritt bei der Behebung technischer Probleme.

Wenn Sie das Caching effektiv nutzen, können Sie die Geschwindigkeit, Effizienz und Zuverlässigkeit Ihrer Website erheblich verbessern.