Content Delivery Networks

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Palestra introdutória sobre CDNs apresentada na disciplina de Sistemas DIstribuídos da UFRJ

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Content Delivery Networks

  1. 1. Content Delivery Networks Caio Guimarães Souza Rodolfo Henrique Carvalho
  2. 2. Distribuição de conteúdo na Internet Agentes Usuário Provedor de conteúdo Proprietário de conteúdo Distribuidores de conteúdo
  3. 3. Distribuição de conteúdo na Internet Expectativas do usuário Desempenho Disponibilidade Segurança Anonimato Acessibilidade Personalização / relevância Privacidade
  4. 4. Distribuição de conteúdo na Internet Expectativas do proprietário de conteúdo Escalabilidade Flexibilidade Lucratividade Segurança Controle Gerenciabilidade Diversidade (usuários e dispositivos) Personalização de serviço Diferenciação
  5. 5. Distribuição de conteúdo na Internet Obstáculos para uma boa distribuição Latência e falta de garantia de qualidade de serviço Links lentos Backbones de tráfego lento Grande quantidade de hops Distância física
  6. 6. Distribuição de conteúdo na Internet Exemplo: infraestrutura de fotos do Facebook (maio 2007) 1,7 bilhão de fotos de usuário (160 TB) 2,2 bilhões de amigos marcados em fotos 60 milhões de fotos adicionadas por semana (5 TB) 3 bilhões de imagens servidas por dia 100 mil imagens servidas por segundo em picos http://www.facebook.com/blog.php?post=2406207130
  7. 7. Distribuição de conteúdo na Internet Problema: alcançar, simultaneamente, otimização de distribuição de conteúdo satisfação de expectativas do usuário satisfação de expectativas do provedor de conteúdo Uma solução: CDN
  8. 8. Content Delivery Network (CDN)"Um CDN representa um grupo de servidores geograficamentedispersos implantados para facilitar a distribuição deinformação gerada por provedores de conteúdo de maneiraoportuna e eficiente." (Held, 2006)
  9. 9. Funcionamento de um CDN Arquitetura http://ww2.cs.mu.oz.au/~apathan/CDNs.html
  10. 10. Funcionamento de um CDN Fluxo básico http://ww2.cs.mu.oz.au/~apathan/CDNs.html
  11. 11. Funcionamento de um CDN Página típica com conteúdo servido por um CDN http://ww2.cs.mu.oz.au/~apathan/CDNs.html
  12. 12. Funcionamento de um CDN Tipos de conteúdo providos http://ww2.cs.mu.oz.au/~apathan/CDNs.html
  13. 13. Elementos básicos de um CDN Servidores de origem Servidores de cache Balanceadores de carga / redirecionadores
  14. 14. Servidores de origem Fonte original do conteúdo Onde o conteúdo pode ser alterado Cópias do conteúdo são transferidas para servidores de cache
  15. 15. Servidores de cache Armazenam parte do conteúdo dos servidores de origem localmente Com CDN, a comunicação cliente-servidor é divida em: comunicação cliente / servidor de cache comunicação servidor de cache / servidor origem
  16. 16. Servidores de cache O conteúdo a ser cacheado pode ser: Total Parcial Se parcial, os critério de seleção desse conteúdo podem ser: Empírico Baseado em popularidade Baseado em correlação (sessão de usuário, URL, ...)
  17. 17. Servidores de cache Alguns métodos de "terceirização de conteúdo" são: Método cooperativo baseado em push Método não-cooperativo baseado em pull Método cooperativo baseado em pull Pull Push Protocolo de automático FTP, SFTP, rsync, transferência WebDAV, Amazon S3, ... praticamente não flexível + requer configuração falta de flexibilidade requer configuração -
  18. 18. Servidores de cache Alguns métodos de atualização de cache são: Atualização periódica Propagação de atualização Atualização sob demanda Invalidação
  19. 19. Servidores de cache O problema das réplicas de servidores Web Objetivo Maximizar o desempenho percebido pelo cliente Minimizar o custo de infraestrutura Alguns algoritmos foram propostos (Greedy, Tree-based replicas ...)
  20. 20. Balanceadores de carga / redirecionadores O uso de múltiplos servidores (origem ou cache) pode ser motivado por, entre outros: Vantagem econômica sobre o uso de um número menor de servidores mais robustos Facilitar a obtenção de escalabilidade, disponibilidade e desempenho adequado O balanceamento de carga/redirecionamento é necessário para manter o sistema, à medida que cresce, Confiável Apto a expandir-se mais
  21. 21. Balanceadores de carga / redirecionadores Algumas técnicas de balanceamento/redirecionamento são Balanceamento de carga DNS Mapeamento de endereço IP Endereçamento por IP virtual
  22. 22. Balanceadores de carga / redirecionadores Alguns critérios para distribuir o tráfego entre dois ou mais servidores são: Alocação aleatória Alocação round-robin Alocação round-robin ponderada
  23. 23. Alguns dos principais CDNs no mundo Akamai CDNetworks Mirror Image Level 3 LimeLight Networks LocalMirror Distribui Exceda Global Crossing Samba TechAdmotion http://ww2.cs.mu.oz.au/~apathan/CDNs.html e http://www.dirceupauka.com/opcoes-de-cdn-no-brasil
  24. 24. Preços de serviços CDN Alguns dos principais critérios para determinação de preços são: Custo de largura de banda Tamanho do conteúdo replicado em servidores delegados Número de servidores delegados Confiabilidade e estabilidade do sistema Questões de segurança relacionadas à entrega de conteúdo terceirizado Em 2004, o preço médio era, em dólares por gigabyte transferido: $1 para rádio na Internet $1,75 para streaming de vídeo
  25. 25. Conclusão: como o CDN soluciona oproblema proposto Otimização de distribuição de conteúdo Diminui o número de hops e redes atravessadas Evita links e backbones lentos Diminui a distância entre cliente e servidor de conteúdo
  26. 26. Conclusão: como o CDN soluciona oproblema proposto Satisfação de expectativas do usuário Disponibilidade e desempenho A minimização da latência e a melhoria da qualidade de serviço são garantidas pela distribuição ótima de conteúdo
  27. 27. Conclusão: como o CDN soluciona oproblema proposto Satisfação de expectativas do proprietário de conteúdo Escalabilidade Garantida por uma distribuição de tráfego adequada Flexibilidade e lucratividade Terceirização evita necessidade de investimento em infraestrutura complexa e cara Terceirização reduz os custos de gerenciar tal infraestrutura Exemplo: Facebook
  28. 28. Obrigado!Perguntas?
  29. 29. Referências bibliográficas Beaver, D. Facebook Photos Infrastructure. Acesso em: 12/04/2011. Disponível em: <http: //www.facebook.com/blog.php?post=2406207130> Content delivery network. Acesso em: 12/04/2011. Disponível em: <http://en.wikipedia. org/wiki/Content_delivery_network> Hull, S. Content Delivery Networks: Web Switching for Security, Availability, and Speed. McGraw-Hill/Osborne, 2002. Held, G. A Practical Guide to Content Delivery Networks. Auerbach Publications, Taylor & Francis Group, 2006. Leers, W. Faster & more flexible CDN integration. DrupalCon Paris, 2009. Acesso em: 12/04/2011. Disponível em: <http://www.slideshare.net/wimleers/faster-more-flexible-cdn- integration> Manikandan, V. M. Content Delivery Networks. 2008. 30 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Software) – Department of Computer Science, Cochin University of Science & Technology, India. Pallis, G.; Vakali, A. Insight and Perspectives for Content Delivery Networks: Striking a balance between the costs for Web content providers and the quality of service for Web customers. Communications of the ACM, Jan. 2006. Vol. 49, No. 1

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