Architetture di web-server a prestazione garantita

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1 Architetture di web- a prestazione garantita Ing. Mariateresa Celardo Presidenza del Consiglio dei Ministri Ufficio per l Informatica, la Telematica e la Statistica Host collegati Gennaio Luglio Gennaio Luglio Gennaio Luglio Gennaio Luglio Gennaio Luglio Gennaio Luglio Gennaio Luglio Gennaio Luglio Gennaio Fonte: Internet Software Consortium (http://www.isc.org) Il successo di Internet Numero di host (in milioni) dal 1997 al 2001 gen-97 lug-97 gen-98 lug-98 gen-99 lug-99 gen-00 lug-00 gen-01 Anni impiegati per 50M utenti Radio 38 Televisione 13 TV via cavo 10 Internet 5

2 Yahoo, Netscape, Microsoft, Pointcast, AltaVista, CNN, (>50 Milioni hits/day) Evento Periodo Peak hits/day Peak hits/minute NCSA (Oct. 1995) 2 Milioni Olympic Games 1996 (Atlanta, 1996) 180 Milioni 8 Milioni NASA Pathfinder (July 1997) 942 Milioni (14 days) 40 Milioni Olympic Winter Games (Japan, 1998) Milioni (16 days) 55 Milioni FIFA World Cup (France, 1998) Milioni (90 days) 73 Milioni Wimbledon (July, 1999) 942 Milioni (14 days) 125 Milioni Wimbledon (July, 2000) 282 Milioni Olympic Games Milioni Richiesta per una risorsa Client browser (1) (3) (4) (2) INTERNET oggetto (5) richiesta URL (index.html) root name name locale name autoritativo per

3 Sistemi di Replicare l informazione su multipli distribuiti localmente o geograficamente e definire: In che modo vengono indirizzate le richieste ai vari Meccanismo di routing Come individuare il migliore a cui indirizzare la richiesta Algoritmo di distribuzione (dispatching) Quale componente esegue l algoritmo di distribuzione (esecutore) Ridistribuzione del carico Ridirezione HTTP Ridirezione pacchetti Server Switch Client browser INTERNET Risoluzione nome root name name Ing. Mariateresa Celardo locale name autoritativo UITS-Presidenza Consiglio Ministri ForumPA 2002

4 Sistemi di Server Cluster di Server Ha un unica interfaccia con il mondo esterno costituita dal Switch al cui indirizzo fisico (Virtual IP) è associato l indirizzo logico del sito (URL) Dispositivo hardware special-purpose Modulo software su macchina con SO general purpose Distribuiti Non hanno un interfaccia univoca Meccanismo Risoluzione hostname Dispatching locale Dispatching geografico Ridirezione HTTP Dispatching locale Dispatching geografico Ridirezione pacchetti Dispatching locale ( cluster) Routing - esecutore Esecutore DNS Server Switch Oggetto Sessione Utente Richesta risorsa Richiesta oggetto/risorsa

5 Algoritmi di distribuzione Statici (information-less) RoundRobin Dinamici Informazioni sul Client Informazioni sullo stato del Server Informazioni sul Client e sul Server Architettura del Cluster One-Way Documento Il elabora la risposta e la invia al client Client browser Richiesta documento INTERNET Lo switch assegna un e gli invia la richiesta switch LAN LAN 5 4

6 Architettura del Cluster Two-Way 2 Il elabora la risposta e la invia allo switch. 3 Documento Lo switch altera l intestazione ed invia la risposta al client Client browser Richiesta documento INTERNET 1 Lo switch assegna un e gli invia la richiesta switch LAN LAN 5 4 Livelli ISO/OSI Pacchetti Application Presentation Session Transport Network Link Physical richiesta HTTP TCP/IP IP Ogni livello prende i dati dal livello superiore, vi aggiunge delle informazioni e passa il tutto al livello inferiore

7 Architetture web cluster Livello nella pila ISO/OSI a cui opera il Switch Percorso One-way Two-way Meccanismo di routing per il ridirezionamento dei Algoritmo di selezione del Algoritmi Statici (information less) Random, Round Robin Dinamici Stato Server numero Connessioni, utilizzo CPU, tempi di risposta Stato Switch numero connessioni attive per Stato Client Sessione utente (cookie, SSL id) Contenuto della richiesta Statico (tipo,dimensione,hash) Dinamico basato sul tipo di servizio (database, crittografia,download grandi file)

8 Two-ways ways Packet rewriting Prototipi/prodotti cluster L4 Packet rewriting One-way Packet forwarding Cisco s LocalDirector Magicrouter IBM TCP router IBM Network Dispatcher ONE-IP Foundry Networks ServerIron LSMAC Nortel Networks Alteon 180 LSNAT Foundry Networks ServerIron SwitchBack Linux Virtual Server F5 Networks BIG-IP Coyote Point Systems Equalizer Radware s WSD Prototipi/prodotti cluster L7 Two-ways ways One-way TCP gateway TCP splicing TCP handoff TCP conn. hop IBM Network Dispatcher CBR L5 ScalaServer Resonate s Central Dispatcher CLUB Nortel Networks OS CLUB Foundry Networks ServerIron

9 Algoritmi Statici vs. Dinamici Statici Dinamici Facile implementazione Overhead trascurabile (sullo switch) Possibili situazioni di sbilanciamento del carico Implementazione più complessa Overhead di comunicazione (tra switch e ) e di computazione (sullo switch) Migliore bilanciamento del carico Server Distribuiti Ridirezione HTTP Tutti i sono esecutori Il sovraccarico ridireziona la richiesta ad un altro La ridirezione è completamente trasparente per l utente (non per il client!) Algoritmi basati sul contenuto della richiesta Round robin, Prossimità client

10 DNS La distribuzione del carico è fatta dal Name Server autoritativo che all atto della traduzione dell indirizzo logico assegna l indirizzo fisico di uno dei Server. A causa del caching, nel caso di siti molto popolari, il DNS controlla solo il 5-7% del traffico in arrivo al sito. Algoritmi Statici, Stato Client(domini appartenenza), Stato TTL Adattativo Distribuzione geografica Più livelli di routing e dispatching DNS+ Server DNS+ Switch DNS+ Switch + Server

11 Cluster distribuiti geograficamente Two-level dispatching DNS+ Switch Alteon Systems GSLB CISCO s DistributedDirector Resonate s Global Dispatcher F5 Networks 3DNS Hydra Techs. HydraHydra Radware s WSD-NP, WSD-DS Three-level dispatching DNS+ Switch+ Server RND Networks WSD-DS Arrowpoint Comm. s ContentSmart Redirect Radware WSD-DS Hermes Coyote Point Systems Envoy IBM Network Dispatcher ISS Foundry Networks GSLB ServerIron Radware WSD-NP FINE

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