شبکه توزیع محتوا

1. ‫محتوا‬ ‫توزیع‬ ‫شبکه‬

2. ‫کش‬HTTP
‫اما‬ ‫کند‬ ‫می‬ ‫کش‬ ‫را‬ ‫صفحات‬ ‫کالینت‬
◦‫چه‬‫زمانی‬‫جهت‬ ‫به‬ ‫دهنده‬ ‫سرویس‬‫تغییرات‬ ‫بررسی‬
‫جلسه‬ ‫هر‬ ‫روز؟‬ ‫هر‬ ‫شود؟‬ ‫می‬ ‫بررسی‬‫؟‬
HTTP‫شامل‬‫است‬ ‫کش‬ ‫اطالعات‬.
◦ HTTP 0.9/1.0: “Expires: <date>”; “Pragma: no-cache”
◦ HTTP 1.1/2.0: “Cache-Control”
‫به‬ ‫را‬ ‫آن‬ ،‫نباشد‬ ‫نشده‬ ‫منقضی‬ ‫کش‬ ‫اگر‬
‫دهد‬‫می‬ ‫نمایش‬ ‫کاربر‬.
‫سرویس‬ ‫از‬ ‫را‬ ‫آن‬ ،‫باشد‬ ‫شده‬ ‫منقضی‬ ‫اگر‬
‫گیرد‬‫می‬ ‫دهنده‬.

3. ‫پروکسی‬ ‫وب‬ ‫کش‬
‫را‬ ‫مرورگر‬ ‫کاربر‬
‫کند‬‫می‬ ‫تنظیم‬:‫اتصال‬
‫کش‬ ‫طریق‬ ‫از‬ ‫وب‬ ‫به‬
‫تمامی‬ ‫مرورگر‬
‫های‬ ‫درخواست‬HTTP‫را‬
‫میفرستد‬ ‫سرور‬ ‫کش‬ ‫به‬.
◦‫کش‬ ،‫باشد‬ ‫موجود‬ ‫اطالعات‬ ‫اگر‬
‫بازمیگرداند‬ ‫را‬ ‫آن‬ ‫سرور‬.
◦‫آن‬ ‫سرور‬ ‫کش‬ ‫اینصورت‬ ‫غیر‬ ‫در‬
‫دریافت‬ ‫دهنده‬ ‫سرویس‬ ‫از‬ ‫را‬
‫گرداند‬ ‫بازمی‬ ‫مرورگر‬ ‫به‬ ‫و‬.
‫کالینت‬
‫کش‬ ‫سرور‬
‫کالینت‬
‫دهنده‬ ‫سرویس‬
‫دهنده‬ ‫سرویس‬

4. ‫اول‬ ‫مثال‬‫مفروضات‬
‫اطالعات‬ ‫اندازه‬ ‫متوسط‬=
100K bits
‫صفحات‬ ‫درخواست‬ ‫نرخ‬ ‫متوسط‬
‫سرویس‬ ‫به‬ ‫ها‬ ‫کالینت‬ ‫سوی‬ ‫از‬
‫ها‬ ‫دهنده‬=20/sec
‫دریافت‬ ‫در‬ ‫تاخیر‬ ‫میزان‬
‫روتر‬ ‫سوی‬ ‫از‬ ‫اطالعات‬
‫سازمان‬=2 sec
‫نتایج‬
‫ظرفیت‬ ‫از‬ ‫استفاده‬ ‫میزان‬
‫شبکه‬=20%
‫پهنای‬ ‫از‬ ‫استفاده‬ ‫میزان‬
‫اینترنت‬ ‫باند‬=100%
origin
servers
public
Internet
institutional
network
10 Mbps LAN
1.5 Mbps
access link

5. ‫دوم‬ ‫مثال‬‫موجود‬ ‫حل‬ ‫راه‬
‫به‬ ‫باند‬ ‫پهنای‬ ‫افزایش‬100
Mbps‫هزینه‬ ‫پر‬ ‫البته‬ ‫که‬
‫است‬.
‫نتایج‬
‫شبکه‬ ‫مصرفی‬ ‫باند‬ ‫پهنای‬=
20%
‫اینترنت‬ ‫مصرفی‬ ‫باند‬ ‫پهنای‬
=20%
‫تاخیر‬ ‫مجموع‬=‫تاخیر‬
‫اینترنت‬+‫اتصال‬ ‫تاخیر‬
‫اینترنتی‬+‫تاخیر‬‫شبکه‬=
2‫میلی‬ ‫چندین‬ ‫و‬ ‫ثانیه‬
‫ثانیه‬
origin
servers
public
Internet
institutional
network
10 Mbps LAN
10 Mbps
access link

6. ‫سوم‬ ‫مثال‬‫سرور‬ ‫کش‬ ‫نصب‬
‫مشاهده‬ ‫نرخ‬ ‫کنید‬ ‫فرض‬
‫یکسان‬ ‫صفحات‬60‫باشد‬ ‫درصد‬.
‫نتایج‬
60‫ها‬ ‫درخواست‬ ‫درصد‬
‫شود‬ ‫می‬ ‫داده‬ ‫پاسخ‬ ‫بالدرنگ‬
(‫مثال‬60ms)
40‫از‬ ‫ها‬ ‫درخواست‬ ‫درصد‬
‫میشود‬ ‫تامین‬ ‫دهنده‬ ‫سرویس‬.
‫اینترنت‬ ‫مصرفی‬ ‫باند‬ ‫پهنای‬
‫به‬53‫یابد‬ ‫می‬ ‫کاهش‬ ‫درصد‬.
‫تاخیر‬ ‫میزان‬ ‫میانگین‬
= .6*2 s + .4*10 ms < 1.3 s
‫ها‬ ‫دهنده‬ ‫سرویس‬
‫اینترنت‬
‫داخلی‬ ‫شبکه‬
10 Mbps LAN
1.5 Mbps
access link
‫سازمان‬ ‫سرور‬ ‫کش‬

7. ‫کش‬ ‫الیه‬ ‫یک‬ ‫زمانی‬ ‫چه‬
‫نیست؟‬ ‫کافی‬
‫میزان‬ ‫که‬ ‫زمانی‬ ‫در‬
‫سرور‬ ‫کش‬ ‫فضای‬ ‫از‬ ‫مصرف‬
‫باشد‬ ‫بیشتر‬.
‫از‬ ‫استفاده‬ ‫در‬ ‫حل‬ ‫راه‬
‫مراتبی‬ ‫سلسله‬ ‫رویه‬ ‫یک‬
‫است‬.
‫اینترنت‬
‫مراتبی‬ ‫سلسله‬ ‫کش‬

8. ‫ها‬ ‫چالش‬
‫بسیاری‬ ‫میزان‬(‫از‬ ‫بیش‬50‫درصد‬)‫از‬
‫نیست‬ ‫کش‬ ‫قابل‬ ‫وب‬ ‫اطالعات‬.
‫قبیل‬ ‫از‬
◦‫پویا‬ ‫اطالعات‬:‫غیره‬ ‫و‬ ‫نتایج‬ ،‫ها‬ ‫قیمت‬
◦CGI scripts:‫پاسخ‬ ‫درخواست‬ ‫اساس‬ ‫بر‬ ‫را‬ ‫نتایجی‬ ‫که‬
‫دهند‬ ‫می‬.
◦Cookie:‫داراست‬ ‫را‬ ‫کاربران‬ ‫اطالعات‬ ‫که‬
◦SSL:‫کند‬ ‫می‬ ‫کد‬ ‫را‬ ‫اطالعات‬ ‫که‬
◦Advertising / Analytics:‫کاربر‬ ‫فعالیت‬ ‫بر‬ ‫مبتنی‬ ‫که‬
‫است‬.
‫قابل‬ ‫غیر‬ ‫اطالعات‬ ‫اندازه‬ ‫چه‬ ‫هر‬ ‫اما‬
‫بزرگ‬ ‫کش‬ ‫قابل‬ ‫اطالعات‬ ،‫هستند‬ ‫کوچک‬ ‫کش‬
‫هستند‬(،‫ویدیوها‬ ،‫تصاویر‬CSS،JS‫و‬

9. ‫توزیع‬ ‫های‬ ‫شبکه‬‫محتوا‬(CDN)
‫محتوا‬ ‫کنندگان‬ ‫تولید‬
‫مشتریان‬CDN‫هستند‬.
‫محتوا‬ ‫جابجایی‬
‫دهنده‬ ‫ارایه‬ ‫شرکت‬CDN
‫در‬ ‫را‬ ‫زیادی‬ ‫سرورهای‬
‫دهد‬ ‫می‬ ‫قرار‬ ‫اینترنت‬:
◦‫بزرگ‬ ‫داده‬ ‫مراکز‬ ‫در‬
◦‫مشتریان‬ ‫به‬ ‫نزدیک‬ ‫یا‬
CDN‫را‬ ‫مشتریان‬ ‫محتویات‬
‫کند‬ ‫می‬ ‫جابجا‬.
،‫محتوا‬ ‫تغییر‬ ‫با‬CDN
‫شمالی‬ ‫امریکای‬ ‫در‬ ‫اصلی‬ ‫دهنده‬ ‫سرویس‬
‫توزیع‬ ‫گره‬CDN
‫سرور‬CDN‫در‬
‫جنوبی‬ ‫امریکای‬ ‫سرور‬CDN‫در‬
‫اروپا‬
‫سرور‬CDN‫در‬
‫آسیا‬

10. ‫محتوا‬ ‫توزیع‬ ‫های‬ ‫شبکه‬‫و‬
‫سرور‬ ‫انتخاب‬ ‫سرورهای‬ ‫در‬ ‫مشتری‬ ‫محتوای‬CDN‫شود‬ ‫می‬ ‫جابجا‬.
‫مشکالت‬
◦‫محتوا‬ ‫جابجایی‬ ‫چگونگی‬
◦‫محتوا‬ ‫جابجایی‬ ‫جهت‬ ‫سرورها‬ ‫محل‬
◦‫شده‬ ‫جا‬‫جابه‬ ‫محتوای‬ ‫یافتن‬ ‫چگونگی‬
◦‫محتوا‬ ‫یک‬ ‫دادن‬ ‫قرار‬ ‫جهت‬ ‫سرور‬ ‫انتخاب‬ ‫چگونگی‬
◦‫محتوا‬ ‫به‬ ‫مشتریان‬ ‫کردن‬ ‫رهنمون‬ ‫چگونگی‬

11. ‫سرور‬ ‫انتخاب‬
‫دهنده‬ ‫سرویس‬ ‫چندین‬
◦‫بار‬ ‫کمترین‬:‫سرورها‬ ‫بین‬ ‫بار‬ ‫توزیع‬
◦‫کارایی‬ ‫بیشترین‬:‫قبال‬ ‫در‬ ‫دهنده‬ ‫سرویس‬ ‫کارایی‬ ‫بهبود‬
‫کاربران‬
◦‫دارد‬ ‫مستقیم‬ ‫رابطه‬ ‫کاربران‬ ‫جغرافیایی‬ ‫موقعیت‬ ‫با‬ ‫موضوع‬ ‫این‬.
◦‫فعال‬ ‫های‬ ‫دهنده‬ ‫سرویس‬:‫دهنده‬ ‫سرویس‬ ‫کردن‬ ‫خارج‬ ‫مدار‬ ‫از‬
‫فعال‬ ‫غیر‬ ‫های‬
‫دهنده‬ ‫سرویس‬ ‫به‬ ‫کاربر‬ ‫کردن‬ ‫رهنمون‬ ‫چگونگی‬
◦‫مسیریابی‬:‫و‬ ‫بار‬ ‫توزیع‬ ‫شبکه‬anycast
◦HTTP redirect
◦DNS

12. ‫ها‬ ‫روش‬ ‫مقایسه‬
‫مسیریابی‬:
◦‫فواید‬:‫مستقل‬ ،‫ای‬ ‫شبکه‬ ‫مشکالت‬ ‫سازی‬ ‫برطرف‬
‫کاربر‬ ‫از‬
◦‫معایب‬:‫محدود‬ ‫کنترل‬‫مقیاس‬ ‫و‬ ‫پیچیدگی‬ ،
‫پذیر‬‫ی‬
HTTP redirects:
◦‫فواید‬:‫مناسب‬ ‫کنترل‬ ،‫برنامه‬ ‫الیه‬ ‫در‬
◦‫معایب‬:‫کش‬ ‫در‬ ‫مشکالت‬ ‫و‬ ‫اضافی‬ ‫بار‬
DNS:
◦‫فواید‬:‫کاهش‬ ،‫مناسب‬ ‫کش‬RTT
◦‫معایب‬:‫سوی‬ ‫از‬ ‫درخواست‬Resolver‫نه‬ ‫و‬
‫نه‬ ‫و‬ ‫دامنه‬ ‫اساس‬ ‫بر‬ ‫درخواست‬ ،‫کاربر‬URL

13. ‫وب‬ ‫های‬ ‫پروکسی‬
‫پروکسی‬ ‫کش‬:
◦‫به‬ ‫سرویس‬ ‫کیفیت‬ ‫بردن‬ ‫باال‬ ‫برای‬ ‫دهنده‬ ‫سرویس‬ ‫محتوای‬ ‫کردن‬ ‫کش‬
‫کاربران‬
◦‫سازمانی‬ ‫های‬ ‫سیاست‬ ‫کارگیری‬ ‫به‬

14. ‫محتوا‬ ‫توزیع‬ ‫های‬ ‫شبکه‬
(CDN)
CDN‫از‬ ‫را‬ ‫سرویس‬ ‫که‬ ‫دهد‬‫می‬ ‫را‬ ‫امکان‬ ‫این‬ ‫کاربران‬ ‫به‬
‫کنند‬ ‫دریافت‬ ‫دهنده‬ ‫سرویس‬ ‫ترین‬‫نزدیک‬.

15. ‫با‬ ‫دهنده‬ ‫سرویس‬ ‫ترین‬ ‫نزدیک‬ ‫به‬ ‫کاربران‬ ‫کردن‬ ‫رهنمون‬DNS:
◦‫کاربر‬ ‫درخواست‬‫با‬‫از‬ ‫دهنده‬ ‫سرویس‬ ‫نزدیک‬ ‫که‬ ‫است‬ ‫همراه‬ ‫پاسخی‬
CDN‫کند‬‫می‬ ‫معرفی‬ ‫آن‬ ‫به‬ ‫را‬.
◦‫دهنده‬ ‫سرویس‬CDN‫سزویس‬ ‫از‬ ‫را‬ ‫بار‬ ‫تا‬ ‫کند‬‫می‬ ‫کش‬ ‫را‬ ‫اطالعات‬
‫دهد‬ ‫کاهش‬ ‫اصلی‬ ‫دهنده‬.

16. ‫صفحات‬‫کند‬‫می‬ ‫تغییر‬ ‫اصلی‬ ‫دهنده‬ ‫سرویس‬:
‫در‬ ‫شده‬ ‫منتشر‬ ‫صفحه‬CDN
‫معمول‬ ‫صفحه‬

17. Akamai‫می‬ ‫کار‬ ‫چگونه‬
‫کند‬
‫دهنده‬ ‫سرویس‬ ‫از‬ ‫ابتدا‬ ‫در‬ ‫کاربران‬
‫گیرند‬‫می‬ ‫سرویس‬ ‫اصلی‬.
◦‫مثال‬ ‫عنوان‬ ‫به‬index.html‫از‬ ‫را‬aliasys.co
‫شده‬ ‫جابجا‬ ‫محتوای‬ ‫در‬ ‫محتوا‬ ‫های‬‫آدرس‬
‫کند‬‫می‬ ‫تغییر‬.
◦‫مثال‬ ‫عنوان‬ ‫به‬<img
src=“http://aliasys.co/images/x.gif”>‫به‬
<img src=http://a73.g.akamai.net/7/23/aliasys.co/images/x.gif>‫تغییر‬
‫کند‬‫می‬.
‫درخواست‬ ‫کاربران‬DNS‫برای‬ ‫را‬ ‫خود‬

18. Akamai‫می‬ ‫کار‬ ‫چگونه‬
‫کند‬
Akamai‫جابجا‬ ‫را‬ ‫استاتیک‬ ‫اطالعات‬ ‫تنها‬
‫کند‬‫می‬.
‫دهنده‬ ‫سرویس‬ ‫به‬ ‫درخواست‬ ‫وقتی‬Akamai
‫رسد‬‫می‬:
◦‫شود‬‫می‬ ‫بررسی‬ ‫داخلی‬ ‫کش‬ ‫ابتدا‬.
◦‫شوند‬‫می‬ ‫بررسی‬ ‫مجموعه‬ ‫در‬ ‫دیگر‬ ‫سرورهای‬.
◦‫و‬ ‫کش‬ ،‫تغییر‬ ،‫دریافت‬ ‫اصلی‬ ‫دهنده‬ ‫سرویس‬ ‫از‬ ‫محتوا‬
‫شود‬‫می‬ ‫داده‬ ‫نمایش‬ ‫کاربر‬ ‫به‬.
CDN‫است‬ ‫یافته‬ ‫توزیع‬ ‫شبکه‬.
◦Akamai‫دارای‬25‫هزار‬ ‫در‬ ‫که‬ ‫است‬ ‫سرور‬ ‫هزار‬
‫است‬ ‫گرفته‬ ‫قرار‬ ‫دنیا‬ ‫سراسر‬ ‫در‬ ‫مجموعه‬.

19. ‫دهنده‬ ‫سرویس‬ ،‫ریشه‬ ‫دامنه‬ ‫نام‬ ‫دهنده‬ ‫سرویس‬
‫دامنه‬(NS Record)‫برای‬ ‫را‬akamai.net‫به‬
‫گرداند‬‫می‬ ‫باز‬ ‫کاربر‬.
‫دامنه‬ ‫نام‬ ‫دهنده‬ ‫سرویس‬Akamai‫رکورد‬
g.akamai.net‫دهد‬‫می‬ ‫پاسخ‬ ‫را‬.
◦‫جواب‬ ‫این‬(‫صورت‬ ‫به‬ ‫حقیقت‬ ‫در‬ ‫که‬IP‫است‬)‫همان‬ ‫در‬
‫است‬ ‫کاربر‬ ‫جغرافیایی‬ ‫منطقه‬.
◦TTL‫است‬ ‫بزرگ‬.
g.akamai.net‫خوشه‬ ‫در‬ ‫را‬ ‫سرور‬ ‫یک‬(‫کالستر‬)
‫کند‬‫می‬ ‫انتخاب‬.
◦‫در‬ ‫را‬ ‫محتوا‬ ‫که‬ ‫شود‬ ‫انتخاب‬ ‫ای‬ ‫دهنده‬ ‫سرویس‬ ‫باید‬
‫دارد‬ ‫کش‬ ‫خود‬.
◦‫برای‬ ‫الگوریتمی‬ ‫از‬Hash‫شود‬‫می‬ ‫استفاده‬ ‫فایل‬ ‫نام‬.

20. ‫شده‬ ‫کش‬ ‫اطالعات‬ ‫از‬ ‫استفاده‬
‫در‬Akamai
End-user
DNS root server Akamai server
1 2
Akamai high-level
DNS server
Akamai low-level
DNS server
Nearby
hash-chosen
Akamai
server
3
4
5
6
GET
index.
html
GET /aliasys.co/test.jpg
aliasys.co (content provider)

21. End-user
DNS root server Akamai server
1 2 3
4
Akamai high-level
DNS server
Akamai low-level
DNS server
Nearby
hash-chosen
Akamai
server
11
6
7
8
9
10
GET
index.
html
GET /aliasys.co/test.jpg
12
GET test.jpg
5
aliasys.co (content provider)
‫در‬ ‫کش‬ ‫اولین‬Akamai