Seminar: Innovative Netztechnologien

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1 Seminar: Innovative Netztechnologien Content Distribution Networks Andreas Siemer 06/2002 1

2 Inhalt 1. Content Networking Akamai 2

3 Begriffe: Content Networking Inhalt (Content) im Internet verfügbare Information Content Network Netzwerk, das das Abholen und Ausliefern von Inhalten unterstützt (Retrieval and Delivery) Content Networking Technologie Content Network zugrunde liegende Technologie 3

4 Content im Internet Internet wächst exponentiell an Folge: steigende Anzahl von Nutzern länger im Internet mehr Breitband-Inhalte Flaschenhälse bei Zugriff auf Webinhalte Zugriffsverzögerungen Server überlastet, usw. "WWW = World Wide Waiting" 4

5 Content Networking als Lösung Inhalte näher zum Endnutzer bringen "to the edge of the network" zwei Möglichkeiten Caching: alle Inhalte zu bestimmten Nutzern (CDN) bestimmte Inhalte zu allen Nutzern 5

6 Content Distribution Network (1) Netzwerk aus mehreren Servern an verschiedenen Orten strategisch wichtige Punkte wie ISPs mit Kopien der selben Inhalte Endnutzer erhält Zugriff auf gewünschten Inhalt durch für ihn günstigsten Server niedrigere Latenzzeiten höhere Robustheit niedrigere Kosten 6

7 CDN (2) Kunden eines CDN: Unternehmen, die ein geographisch (weit) verstreutes (sehr) großes Publikum erreichen wollen. Webpräsenz großer Unternehmen Medienunternehmen Broadcast-Unternehmen 7

8 CDN (3) auf bestehende Infrastruktur aufgesetzt drei Komponenten: Content Delivery Content Routing Performance Measuring 8

9 Content Delivery (1) Arbeitsablauf rund um Inhalte Kodierung... Auslieferung Auslieferung: Caching-Struktur mit Caches an strategischen Punkten im Netzwerk (POPs) Caches statt zentralem Server liefern Inhalte Inhalte "näher" beim Endnutzer Vorgang vollkommen transparent 9

10 Content Server Cache Cache Cache Cache Cache 10

11 Content Delivery (2) verschiedene Vorteile niedrigere Latenzzeiten bessere Erreichbarkeit weniger Last in zentralen Verbindungen Burst-Protection Kostensenkung 11

12 Content Delivery (3) Caching: Pull- und Push-Strategie Push: Pre-Caching zentraler Server liefert Inhalte an Caches bevor Anfragen vorliegen Verteilung zu Niedriglastzeiten Pull: Just-in-time Caching Cache besorgt sich Inhalte bei Bedarf vom zentralen Server von anderen Caches (ICP) 12

13 Content Delivery (4) Problem: Aktualität der Inhalte Caches müssen stets aktuellste Kopie haben zwei Methoden 1.Zeitmarke für Inhalte => nach Ablauf neue besorgen 2.regelmäßige Überprüfung auf Änderungen 13

14 Content Routing finden des am besten geeigneten Caches um Inhalte an bestimmten Client zu liefern was zeichnet "bestgeeigneten" Cache aus? globales vs. lokales Routing 14

15 Globales Routing (1)? an welchen POP wird Client weitergeleitet? DNS Redirection DNS Server Cache Cache Cache Client 15

16 Globales Routing (2)? verschiedene Gesichtspunkte Netzwerknähe geographische Nähe Antwortzeit Serverlast Art des Nutzers (zahlend?) 16

17 Lokales Routing mehrere Server an einem POP verschiedene Server für Client unsichtbar Switch agiert als ein Server mit "virtueller IP" an welchen Server weiterleiten? Ziel: Load-Balancing? 17

18 Performance Measuring Ende-zu-Ende Performance beobachten verstehen projizieren aktive Messungen des CDN Analyse der Log-Dateien der Server 18

19 Performance Measuring (2) es interessieren Paketverluste Latenzzeiten Bandbreiten... zwei Arten von Messungen: intern <-> extern 19

20 Performance Measuring (3) interne Performance vom Betreiber des CDN selbst gemessen Analyse der Log-Dateien aller Caches Messungen im Netz beim Ausliefern der Inhalte vor allem in Außenbereichen vom Endnutzer wahrgenommene Performance externe Performance unabhängige Dritte simulieren Endnutzer durch geographisch verteilte Prüfungen 20

21 Akamai (1) Berners-Lee: "somebody should figure out how to distribute Web content on the Internet so it is always available with a minimal delay..." seit 1995 am MIT entwickelt und getestet 1998 Gründung Akamai Technologies Inc. von Anfang an "große" Kunden, jetzt Server in 60 Ländern über Standorte (unbemannt) 21

22 Akamai (2) umfangreiches Netzwerk "verteilte Präsenz" im Internet Bildung eines Internet-Modells mit Routingtabellen und aktiven Messungen wie sind welche Netzwerke untereinander verbunden? wo können Flaschenhälse entstehen? Kernkompetenz: "know what's going on" 22

23 Akamai (3) IP-Adresse des Endnutzer bekannt Netzwerk des Endnutzers ungefähre Position aus Position und Modell: welcher Server bietet beste Anbindung für Nutzer? Umleitung aller Zugriffe auf diesen Server Umleitung transparent für Endnutzer 23

24 Akamai: Beispiel apple.com Root DNS High level Akamai DNS Akamai Server Low level Akamai DNS Anfrage an apple.com HTML-Seite mit Bildern auf a772.g.akamai.net Root-DNS => akamai.net High-Level DNS => g.akamai.net Low-Level DNS => a772.g.akamai.net Redirection auf bestgeeigneten Akamai-Server Endnutzer nächstgelegener Akamai Server Akamai Server holen der Daten von Akamai- Server 24

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