Caching im Web ] 1. d o T. r o

Transkript

1 Caching im W r f, 1

2 Ürlick Cach Caching Architkturn Cach Füllung Cach Ertzung Cach Khärnz r f, 2

3 Caching Urprünglich au chnrarchitktur: CPU chnllr al Hauptpichr Datn in chnllm Zwichnpichr, m Cach haltn Zil im W: Ntzwrklatnz kachirn Klint chnllr al Ntz (+Srvr) Grungriff: Gucht Datn zwichngpich vrgfunn: Hit / rffr Gucht Datn nicht gfunn: Mi / Fault / Fhlr i Fhlr nachglan Originalatum in Cach gpich Annahm: Mhrr Zugriff zitlich gruppi Oft: lck um gucht Datn in Cach ghlt Annahm: Zugriff ölich gruppi r f, 3

4 Prxi un Caching Prxy/Stllvr antll vm Klintn Litt HP Anfrag vn Klintn an Srvr / anr Prxi witr ritt für n Srvr al Klint auf Litt Antw an Klintn witr Prxy Cach Agi auch al Cach Annahm: Zugriff rganiatrich gruppi rwr Firwall rwr Firwall Prxy Prxy Cach Srvr Srvr r f, 4

5 Vil Vil vn (Prxy-)Caching Ntzlat kann ffktiv gnkt wrn Ntzlatnz für Nutzr inkt Üragungzit inkt, wnn Ojkt im (ntztplgich) nahn Cach gfunn wrn Nicht gfunnn Ojkt wrn chnllr ghlt wgn gringrr Ntzlat auf m Wg zum Srvr gringrr Lat im Srvr ight cn rul : W Sit mu innrhal vn 8 Skunn angzigt wrn r Nutzr vrlirn Intr an Sit (zw. Kauf ) Srvrlat inkt wgn gringrr Zugriffzahl Vrfügarkit vn Ojktn tigt Prxi lan Nutzunganalyn zu r f, 5

6 Nachtil Nachtil vn (Prxy-)Caching Cach-Inhalt mu nicht knitnt mit Originalatn in i inm Cach-Fhlr tigt i Ntzlatnz ( Hit-at maximirn, Mi-Ktn minimirn) Prxy wir zum Engpa für Klintn Prxy wir zum Singl-pint-f-failur Prxy-Cach nkt Hit-atn (un anrn Maß) im Srvr ( Srvr könnn vruchn, Caching zu vrhinrn) Unnötig i Sitn i nur inmalig glan wrn r f, 6

7 Ntwnigkit Ntznutzung vruracht immr Ktn Ntzlatnzn wrn immr chwankn Entfrnungn im Ntz wrn urch mhr Grät größr anrit r Inhalt wir immr tign Ppulär Srvr in immr ürlatt Ntzktn in größr chnktn r f, 7

8 rwr Knfiguratin rwr kann zu xtrnm Prxy-Cach grichtt wrn rwr hat ar auch lr chn inn aln Cach (Spichr / Dik) r f, 8

9 Cach im W allgmin rwr Frwar Prxy: Litt Anfragn witr, füllt ich auf Anfrag Firwall Lkalr Cach ISP Cach ISP/CDN Cach vr Prxy: Litt Datn witr, it chn gfüllt wrn Srvr r f, 9

10 Cach Frwar Prxy Cach Stllvr für Klintn Vrmiung r Ntznutzung rwr-cach: Lkal, nutzrpzifich Prxy-Cach: Organiatinwit, gruppnpzifich ISP-Cach: ilntzwit vr Prxy Cach ( HP Acclratr ) Stllvr für Srvr Vrmiung r Srvrnutzung Cntnt Dlivry Ntwrk-Cach: Anitrwit, itpzifich Srvr Cach: Srvrwit, itpzifich 0 1

11 Dign-Zil Snkung r Ntzlatnz für Nutzr uthit ggnür Fhlrn lranz zu inzlnn Aufälln Kntrllir Litungrückgang Einfach Wirhrtllung nach Aufälln ranparnz Caching für n Nutzr Skalirarkit mit W-Wachtum Effizinz r urcnnutzung Minimal zuätzlich Ntzlat Erhaltung ptimalr Aunutzung vn urcn Aaptivität zum Nutzrvrhaltn un Ntzzutan Stailitätrhaltung r Gamtntz Latvilung ntlang n tiligtn Kmpnntn Einfachhit al Vrautzung witr Vrritung 1 1

12 Cach Architkturn - Hirarchich Caching Hirarchich Caching: Anfrag wir i inm Cach- Mi ür mhrr Hirarchitufn witrgricht Cach Natinal Cach Natinal Srvr rwr A A?? Cach Lkal A Cach ginal??? Gfunn Ojkt wir ntlang r Hirarchi jwil kpi 2 1

13 Cach Architkturn - Hirarchich Caching Vil In r Hirarchi nirig thn Cach prfitirn vn rr anrit r hch thn Cach Datn wrn in ichtung r Nachfrag rplizi Snkt Latnz für klin Dkumnt rlativ mhr Nachtil Platzirung r Cach an zntraln Ntzkntn it kritich J Cach-Lvl rnut zuätzlich Latnz möglich J höhr in Cach in r Hirarchi tht um hr wir r zum Engpa Datn wrn an hr viln Stlln ntlang r Cach- Hirarchi in Kpin ghaltn 3 1

14 Cach Architkturn - Vilt Caching Cach kprirn win, wlchr Cach wlch Ojkt hält (all, Hahing, ) fragn nach ( Harvt ICP) Ältr Frchungptypn, nicht vrritt Srvr D D? rwr C? A? Cach 1 Lkal : 2 C: 3 Cach 2 Lkal A: 1 C: 3 Cach 3 Lkal A C A: 1 : 2 4 1

15 Cach Füllung Cach kmmn auf Hit-atn vn 40-50% Wahrchinlich Zugriff vrwgnhmn Cach wir gfüllt urch Kpirn nachgfragtr Ojkt Aktiv hln nachar Ojkt Nacharchaft rgit ich au Einttung vn Ojktn auf W-Sitn un Link Aktiv Fülln in W-Cach: Prftching 5 1

16 Prftching Auwirkung zwichn rwr un Srvr 45% wnigr Latnz im rwr 200% Ntzlat zwichn Prxy un Srvr 60% wnigr Latnz im rwr zwichn Klint un Prxy 23% Wnigr Latnz Grßr rwr-cach ntwnig Puh-Anätz Srvr/Prxy vilt Dkumnt zu Klintn nicht im HP Mll Prftching nicht vrritt / nicht al innvll anghn 6 1

17 Cach Ertzung (Placmnt/placmnt) Wnn Cach vll it, mu Platz urch Löchung vn Ojktn gchaffn wrn Dri Anätz raitinll Anätz, ai auf Ojktnutzung Lat cnt U LU: Ojkt mit älttr Nachfrag wir glöcht Lat Frquntly U LFU: Ojkt mit wnigtn Nachfragn wir glöcht Pitkw/ckr: Wi LU, ar: fall all Ojkt am ln ag nachgfragt wurn, wir größt glöcht 7 1

18 Cach Ertzung (Placmnt/placmnt) ai auf Ornung vn Ojktignchaftn Siz: Größt Ojkt wir glöcht LU-MIN: Wnt LU auf Ojkt größr al an, fall nur klinr Ojkt, LU auf Ojkt größr al /2 anwnn uw. LU-hrhl: Wi LU, ar Ojkt ür inr Größ wrn nicht zwichngpich Hypr-G: Wi LFU, ar glichr ang ür LU un Siz aufglöt Lwt-Latncy-Firt: Ojkt mit gringtr Laaur wir glöcht 8 1

19 Cach Ertzung (Placmnt/placmnt) ai auf Nutzungktn Gr-Dual-Siz: Ktn wrn mit Ojkt vrunn, Ojkt mit gringtm Ktn/Größ Vrhältni wir glöcht Lat lativ Valu: Nutzn wir mit Ojkt vrunn, Ojkt mit gringtm Nutzn wir glöcht Lat Nrmaliz Ct placmnt: Funktin Zugriffhäufigkit Üragungktn Größ SLU Prfrmanz r Ertzung it tark vn Nutzungcharaktritik ahängig Kin Vrfahrn it für all Nutzungcharaktritik am ürlgn 9 1

20 Cach Khärnz Nutzr könnn vraltt Sitn vm inm Cach rhaltn Ähnlich Cach-Khärnz in Viltn Sytmn, ar anr Zugriffmutr anr Dimninn W-Ojkt wrn nur an inm O gän HP Untrtützung Har Expir: Datum lif Ungültigkitatum GE mit If-Mifi-Sinc: Datum Har lif Sit nur i Änrungn nach inm Datum Har Pragma: n-cach vrhin Caching Har Lat-Mifi: Datum lif Änrungatum Har Dat: Datum nthält Datum ltztn t auf Aktualität Har Eag: Signatur lif in Qurumm Ojkt 0 2

21 Cach Khärnz Mchanimn Stark Cach-Knitnz: Immr aktull Ojkt haltn Klint valii Annahm: urc im Cach in vraltt Vrghn: i jr Nutzung valiirn Implmntirung: GE mit If-Mifi-Sinc: Har 200 Kin Änrung 304 Nt mifi Antw i kinr Änrung (FC: hul ) Srvr invalii Annahm: urcn im Cach in aktull Vrghn: Srvr nt Mittilung i Änrung Implmntirung: Litn ür Cach-Klintn führn Wi kalirn? Wi Litn aktull haltn? 1 2

22 Cach Khärnz Mchanimn Schwach Cach-Knitnz: Irgnwann aktull Ojkt Klint invalii: Aaptiv im--liv (L) Augangpunkt: Lnaur vn Ojktn it imal Entwr hr kurz Lnaur r ht lang Lnaur Vrghn: L in Ojkt = Antil in Altr (Aktull Zit Lat-Mifi) Implmntirung: Harvt: Antil = 50% (CEN http 10%) Vil: Hält Antil altr Dkumnt untr 5% Nachtil Nur Huritik: Nutzr mu vntull auf unnötig wan Nur Huritik: Kin Auag ür tatächlich Gültigkit Nutzr könnn Huritik nicht influn Wa pai i agrchnn Lavrgängn? 2 2

23 Cach Khärnz Mchanimn Piggyack Invaliatin (Piggyack = Huckpack ) Augangpunkt: Kmmunikatin mit Srvr nutzn um Gültigkit zu rfragn Vrghn: Piggyack Cach Valiatin (PCV): Mit inr Anfrag chickt Prxy in Lit zu valiirnr Ojkt Piggyack Srvr Invaliatin (PSI): Mit inr Antw chickt Srvr in Lit gänr Ojkt Hyri: PCV+PSI Wnn ltztr Kntakt lang hr: PCV (Ovrha i langr PSI- Lit grör) Wnn ltztr Kntakt kurz hr: PSI (Lit kurz) 3 2

24 Cach-Fähigkit vn Ojktn Statichr Inhalt vn Sitn hr gut zwichnpichrar hr tatich Inhalt (Lg) mit hr pätm Expir Har Dynamich Inhalt chlcht zwichnpichrar hr ynamich Inhalt (örnatn) nicht cachn wnig ynamich Inhalt (Nutzranchrift) kurz cachn Srvritig Cachn al Altrnativ 4 2

25 Zuammnfaung Cach zur Latnzvrkürzung im Nutzr Mhrtufig Caching im W Cach Füllung urch Prftching Cach Ertzung nach vrchinn Mthn Cach Khärnz mit vrchinn Mthn 5 2

26 Litratur Jia Wang. A Survy f W Caching Schm fr th Intrnt. ACM Cmputr Cmmunicatin viw, 25(9), pp , Octr Zna arch, Inc. h Ecnmic Impact f Unaccptal W-Sit Dwnla Sp. April rian D. Davin. A W Caching Primr. IEEE Intrnt Cmputing, 5(4), pp , July/Augut intrntcmputing/puprimr.p.gz Michal antch, Lthar aum, Grg Mltr, Stffn thkugl an Ptr Sturm. Enhancing th W' Infratructur: Frm Caching t plicatin. IEEE Intrnt Cmputing, 1(2), pp , K. Chinn an S. Yamaguchi. An intractiv prftching prxy rvr fr imprvmnt f WWW latncy. Prcing f INE 97, Jun Sih Filing, J. Gtty, J. Mgul, H. Frytyk, L. Maintr, P. Lach,. rnr-l. Hypxt ranfr Pcl - HP/1.1. FC Jun I. Cpr, J. Dilly Akamai. Knwn HP Prxy/Caching. FC Jun Chritph Linmann, Olivr P. Walhrt. Analyi f W Caching in th Gigait arch Ntwrk G-WiN. Achlußricht zum Prjkt Analy r Wirkamkit vn W Caching im G-WiN. Univrity f Dmun. April