CONTENT DISTRIBUTION NETWORKS

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1 CONTENT DISTRIBUTION NETWORKS

2 Definizione (CDN): Le reti per la distribuzione di contenuto o CDN sono delle strutture, operanti sulla rete Internet, in grado di consegnare o distribuire contenuti statici o multimediali agli utenti, su richiesta, con prestazioni, in termini di ritardo d accesso e di larghezza di banda utilizzata, di gran lunga superiori rispetto alle soluzioni che non fanno uso di esse.

3 Possono richiedere e usufruire dei servizi di una CDN tutti gli hosts collegati a Internet I contenuti offerti da una CDN possono anche essere di tipo live streaming e sono possibili, per gli utenti, anche servizi di tipo cooperativo Quindi una CDN oltre a migliorare le prestazioni generali di Internet consente ad un gruppo di utenti di vedere insieme un live concert o una partita di calcio anche trovandosi in luoghi diversi, permette inoltre di visionare un film on demand utilizzando funzioni VCR

4 Motivazioni di una CDN Internet opera senza un coordinamento globale Il miglioramento dell infrastruttura globale di Internet non è paragonabile alla crescita dei volume complessivo dei contenuti che su di essa si scambiano La qualità di servizio è aleatoria oltre che insoddisfacente Un servizio di bassa qualità in termini di ritardo nella consegna dei contenuti incide negativamente sul profitto delle aziende che operano sul web La fluttuazione e l irregolarità del ritardo d accesso ha un serio impatto sulla qualità dello streaming del contenuto che l utente percepisce

5 Come lavora una CDN sposta i contenuti dai server originali in luoghi decentrati di Internet, più vicini agli utenti che ne fanno richiesta. Vantaggi della CDN I contenuti offerti da un server locale hanno prestazioni migliori (più basso ritardo d accesso, più alta velocità di trasferimento) rispetto al server originale utilizzare molti replica servers per soddisfare le richieste ha costi complessivi più bassi che usare i servers del disegno originale

6 ARCHITETTURA GENERALE DELLA CDN

7 Interfaccia 1: 2: L origin server delega pubblicagli iluri contenuto dello spazio che dei devenomi essere chedistribuito devono essere e consegnato distribuiti attraverso e consegnati la CDN attraverso nel sistemala dicdn distribuzione al Sistema di Instradamento delle Richieste

8 Interfaccia 3: 4: Il sistema client richiede di distribuzione documenti, spostao oggetti il Web contenuto in generale, nei dareplica quelloservers. che crede Inoltre, esserequesto il server componente origine. interagisce Invece, dovuto con alla il sistema delegadi degli instradamento URI dello spazio delle richieste dei attraverso nomi, la richiesta una retroazione, è diretta al coadiuvando sistema instradamento il processo di selezione delle richieste dei server replica che dovrebbero soddisfare le richieste dei cliente

9 Interfaccia 5: Il sistema di instradamento delle richieste indirizza la petizione a un server replica adeguato della CDN che sia disponibile

10 Interfaccia 6: 7: Il server sistemareplica di accounting selezionato aggrega consegna le il contenuto informazioni richiesto raccolteal inserendole client. In più, in alcuni il server record replica che manda contengono informazioni dettagli di suicarattere contenuti statistico, della CDN. riguardanti Queste il contenuto statistiche consegnato, sono utilizzate al dagli sistema origin di accounting server e dal sistema di fatturazione. Anche il sistema di instradamento delle richieste si avvale di essi, per eseguire i suoi compiti

11 Interfaccia 8: Il sistema di fatturazione usa il contenuto dei records statistici per fatturare tutte le parte coinvolte nel processo di distribuzione e consegna dei contenuti

12 Sistema di distribuzione Esistono due approcci dominanti per distribuire il contenuto dagli origin servers ai replica servers: usando Internet, e usando il broadcast satellitare La distribuzione attraverso Internet è più semplice. La CDN stabilisce una overlay su Internet attraverso la quale distribuisce i contenuti dagli origin server ai replica servers Il broadcast via satellite è più economico e garantisce alta qualità e percorsi sempre disponibili per inviare contenuti critici, come ad esempio uno streaming in tempo reale Akamai Technologies e Sandpiper Networks usano Internet, CyberStar e Edgix utilizzano il broadcast via satellite

13 Sistema di Instradamento delle Richieste Ha il compito di selezionare un server replica opportuno che abbia la copia del contenuto richiesto dal client e dirige le richieste entranti a quel server Vicinanza fra il cliente e server e carica del server replica sono i due criteri maggiormente usati per scegliere un opportuno server replica Quindi le funzioni di questo blocco si possono scindere in 2 passi successivi: scelta del server replica e instradamento delle richieste al server selezionato

14 Sistema di Instradamento delle Richieste Scelta del server replica Affinché la scelta di un server replica sia ottima occorre determinare la distanza fra esso e i vari client. Il numero di salti fra i routers e il round-trip time sono due metriche usate per misurare la distanza. traceroute e ping sono gli strumenti più comuni per ottenere questi due parametri Inoltre occorre determinare la carica dei replica servers. Due tecniche ampiamente usate per questo scopo sono server push e client probe

15 Sistema di Instradamento delle Richieste Instradamento delle richieste Client multiplexing HTTP redirection DNS indirection Anycasting Peer-to-Peer Routing

16 CDN - Politecnico di Valencia Architettura

17 CDN Valencia Cliente: Il Cliente sarà un browser Internet. La prima volta che il Client accede alla CDN, sarà reindirizzato dal server DNS ad uno dei portali, che s incaricherà di fornire il contenuto statico (oggetti web). Normalmente, il Client sarà reindirizzato sempre al Portal locale. Successivamente il Client comincerà a visualizzare il video mediante un applet. L utente dovrà previamente autenticarsi

18 CDN Valencia Portal: La funzione dei Portal è di fare da punto d accesso alla CDN per i clienti, e fornire i contenuti che essi sollecitano. Ciascun Portal avrà a disposizione un numero limitato di video, immagazzinati in cache, che è gestita dal CDN Manager. Sarà sempre il Portal locale a offrire il contenuto, sempre che sia disponibile in cache, e che le risorse, server e rete, siano adeguate. In caso contrario, il Redirector, fornirà l indirizzo IP di un altro Portal

19 CDN Valencia Server DNS: Il server DNS soddisfa le richiesta DNS dirette ai domini gestiti dalla CDN. in ogni sottorete si avrà un server DNS della CDN. Quando un client accede alla CDN, il DNS Server restituisce un IP di un Portal seguendo questa strategia: In funzione della carica dei server, il server che abbia la carica minima In funzione della distanza client-server, il server con distanza minima

20 CDN Valencia Monitor SNMP: Si incarica di catturare informazioni sullo stato dei portali e della rete usando il protocollo SNMP, interrogando gli agenti installati nei Portal. L informazione che si monitorerà sarà di due tipi: risorse del server: carica della CPU, memoria RAM disponibile, numero di connessioni stabilite, spazio libero sul disco Informazioni sullo stato della rete fra i client e i portali: ritardo temporale, distanza (in hop)

21 CDN Valencia Redirector: E il componente più importante del sistema. La sua funzione è determinare il server ottimo per ciascun cliente, cioè di stabilire quale possa dare il miglior servizio, evitando le zone della rete congestionate, e i server carichi, tutto ciò si fa a partire dalle informazioni raccolte dal modulo monitor

22 CDN Valencia CDN Manager: Questo modulo s incarica della gestione dei contenuti e degli utenti della CDN. Inoltre è il punto d accesso dell amministratore della CDN. Le sue funzioni sono: Gestione dei contenuti Gestione degli utenti

23 CDN Valencia Architettura di Prova Surrogate /24 Client /24 CDN Manager /24 Hub /24 Router 1 /24 Router /24 /24 Hub 2 Hub / / / /24 Client 2 Surrogate 2 Client 3 Surrogate 3