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CDNの仕組み
JANOG 36
2015年7月15日
鍋島 公章
株式会社Jストリーム
1© 2015 J-Stream Inc. All Rights Reserved.
REV:20150715
目次
▶CDN概論
▶キャッシュ制御
▶負荷分散
▶キャッシュ出来ない通信への適用
▶プロトコル変換(アクセラレーション)
▶CDNの未来
© 2015 J-Stream Inc. All Rights Reserved. 2
CDN概論
▶CDNとは
▶CDNのメリット
▶CDNの仕組み
© 2015 J-Stream Inc. All Rights Reserved. 3
CDN:Content Delivery Network
▶Content (デジタルデータ/不可算名詞)
▶Not Contents(入れ物/可算名詞)
▶Delivery (配達):コンテンツをクライアントに届けること
▶Not Distribution(流通):コンテンツを配信網内に分散させること
▶Network (実際には仮想ネットワーク)
▶Not 配信専用の物理Tire1ネットワーク(昔はあった)
4
© 2015 J-Stream Inc. All Rights Reserved.
CDNとは
▶配信のアウトソース
▶地理分散
5
オリジンサーバ
CDNサーバ
クライアント
© 2015 J-Stream Inc. All Rights Reserved. 5
CDNとは
▶メリット
6
種別 用途
国際配信 アクセスの高速化
国内配信 ピーク対策、コスト削減
プロトコル変換 SSL化、HTTP/2化、WebSocket化等
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CDNのメリット:高速化
▶TCPの速度制限
▶前提:ショートセッション
▶ロングセッションはTCPウィンドウの自動拡張により速度改善
▶後進国
▶不十分な国際リンク
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距離 RTT 最高速度
東京・沖縄間 0.04秒 12.5Mbps
日米間 0.10秒 5.0Mbps
日欧間 0.20秒 2.5Mbps
CDNのメリット:ピーク対策
▶ピーク例
▶CDNの効果
8
ピーク同時接続 ピーク帯域
キャンペーン 通常の数~数十倍
メディア露出 同時接続:数千 数百Mbps
TV連動 同時接続:数十万~ 数十Gbps~
仮定:1ページあたり10オブジェクト、1オブジェクトたり20KB
CDNなし
CDNあり
オリジン
トラフィック
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CDNのメリット:設備費用の圧縮
▶配信設備の壁
▶CDNの効果
▶設備費用の平準化
9
項目 上限値
クラウド
ホスティング
同時接続 200~
帯域 100Mbps
専用サーバ
同時接続 1,000~10,000
帯域 100Mbps、1Gbps
ピーク性能
設備費用
CDNなし CDNあり
共用の壁 100Mbpsの壁 1Gbpsの壁
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CDNのメリット:プロトコル変換
▶プロトコル変換
▶オリジンサーバ
▶HTTP/1.1
▶CDNサーバ(変換後の主要プロトコル)
▶TLS
▶HTTP/2
▶WebSocket
10
オリジンサーバクライアント
TLS
HTTP
CDNサーバ
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もっとも単純なCDN
▶コンポーネント
▶DNS複数IPアドレス返し
▶ミラーサーバ
▶ブラウザ処理
▶複数のIPアドレス
▶ラウンドロビン動作
▶フェイルオーバー処理
▶HTTPデーモンダウン
▶瞬時切り替え
▶サーバダウン
▶数十秒以上(TCPフェイル)待ち
▶課題
▶最適なサーバ選択
▶フェイルオーバー処理
▶ミラーサーバ同期待ち
© 2015 J-Stream Inc. All Rights Reserved. 11
198.51.100.10
203.0.113.10
192.0.2.10
DNS:www.example.jp
192.0.2.10
203.0.13.10
198.51.100.10
フルミラーラウンドロビン
オリジンサーバ
CDNサーバ
CDNの仕組み
▶コンポーネント
▶配信サーバ
▶コンテンツの複製
▶リクエストルーティング
▶(広域負荷分散)
▶最適な配信サーバの選択
▶最適な配信経路の選択
▶管理システム
▶顧客コンソール
▶顧客管理、ログ管理
▶複製制御、配信経路制御
© 2015 J-Stream Inc. All Rights Reserved. 12
192.0.2.10
203.0.13.10
最適な複製配置最適なサーバ選択
198.51.100.10
オリジンサーバ
CDNサーバ
CDN配信サーバ:複製の方式
▶キャッシュ型
▶一般オブジェクト、共用CDN
▶オブジェクト配置:削除アルゴリズム
▶LRU (Least Recently Used):アクセス時刻が古いもの
▶LFU (Least Frequently Used):アクセス頻度が低いもの
▶ミラー型
▶巨大オブジェクト(XGB~)、OTT専用CDN
▶コンテンツの人気度にあわせた(意図的な)オブジェクト配置
▶無駄なディスク書き込みの排除
▶同期さえれた後に外部公開(CMS必須)
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1回目
2回目以降
オリジンサーバCDNサーバ
CDN配信サーバ:パフォーマンス
▶一般構成
▶目安(構成により異なる:RAID、CPU等)
▶瞬間ピークの前提
▶特定コンテンツへの集中アクセス(オンメモリのオブジェクトヒット)
▶The state of Arts構成(Netflix等)
▶SSD+メインメモリ100GB~ +各種チューニング
▶通常ピーク:30Gbps~
© 2015 J-Stream Inc. All Rights Reserved. 14
通常ピーク 瞬間ピーク
HDD構成 ~0.5Gbps 5Gbps程度
SSD構成 数Gbps 5Gbps程度
キャッシュ制御
▶HTTPヘッダ
▶部分ファイル対応
▶Cookie対応
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キャッシュ制御
▶生存時間(TTL)、キャッシュ禁止指定
▶基本的な考え方(現実は別)
▶大まかな制御
▶設定コンソール+API
▶細かな制御+クライアントのキャッシュ制御
▶HTTPヘッダ
© 2015 J-Stream Inc. All Rights Reserved. 16
HTTPヘッダ
正規表現
API
方法 概要
設定コンソールによる指定 正規表現等によるオブジェクト指定
CDN API コンテンツの削除、プリロード
オリジンサーバからの制御 レスポンスのHTTPヘッダによるオブジェクト単位の詳細設定
設定コンソール
オリジンサーバCDNサーバ
キャッシュ:HTTPヘッダ
▶HTTPの基本
© 2015 J-Stream Inc. All Rights Reserved.
HTTPリクエスト
HTTPレスポンス
GET /index.html HTTP/1.1
Accept: image/gif, image/jpeg, */*
…
HTTP/1.1 200 OK
Date: Thu, 26 Oct 2012 16:51:49 GMT
Server: Apache/1.3.14 (Unix)
….
HTML本体
HTTPヘッダ
キャッシュ:HTTPヘッダ
リクエスト レスポンス
© 2015 J-Stream Inc. All Rights Reserved. 18
GET /index.html HTTP/1.1
Accept: image/gif, image/x-xbitmap, image/jpeg,…
Accept-Language: ja
Accept-Encoding: gzip, deflate
User-Agent: Mozilla/5.0 (compatible; MSIE 5.5;…
Host: example.jp
Connection: Keep-Alive
HTTP/1.1 200 OK
Date: Thu, 26 Oct 2000 16:51:49 GMT
Server: Apache/1.3.14 (Unix)
Last-Modified: Thu, 18 Mar 1999 05:31:05 GMT
ETag: "f012-491-36f08f99"
Accept-Ranges: bytes
Content-Length: 1169
Keep-Alive: timeout=15, max=100
Connection: Keep-Alive
Content-Type: text/html
<!DOCTYPE HTML PUBLIC "-//IETF//DTD HTML//EN">
<html> <head>
<title>サンプルサーバ</title>
…
HTTPヘッダ
キャッシュ:HTTPヘッダ
▶CDNにおける分類
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③レスポンス
HTTPヘッダ
②リクエスト
HTTPヘッダ
④レスポンス
HTTPヘッダ
①リクエスト
HTTPヘッダ
ブラウザ CDNサーバ オリジンサーバ
リクエスト
①CDNサーバ、オリジンサー
バに対するキャッシュ指示
②オリジンサーバに対する
キャッシュ指示
ー
レスポンス ー
④ブラウザに対するキャッ
シュ指示
③CDNサーバ、ブラウザに
対するキャッシュ指示
オリジンサーバCDNサーバ
HTTPヘッダ:③オリジン生成(レスポンス)
▶オリジンサーバが生成するCDN関連ヘッダ
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HTTPヘッダ 概要 サンプル
キャッシュ
コントロール
Cache-Control キャッシュ設定一般 各種パラメータ指定
Expires 有効期限 Thu, 01 Dec 2015 16:00:00 JST
Vary URLに対し複数のオブジェクト User-Agent
設定が必須(無いと
キャッシュされない)
Content-Length オブジェクト長 4427
Last-Modified 最終更新時間 Thu, 01 Dec 2014 16:00:00 JST
設定しない方が良い(あ
るとキャッシュされない
場合がある)
ETag オブジェクトのユニークiD 686897696a7c876b7e
httpのサーバ圧縮 Content-Encoding エンコーディング gzip, deflate, sdch※
※sdch: Shared Dictionary Compression over HTTP (Chrome)
HTTPヘッダ:③オリジン生成(レスポンス)
▶Cache-Controlパラメータ
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用途 パラメータ 概要
キャッシュ許可
public キャッシュ許可
private ブラウザ等に対し許可(キャッシュサーバでは禁止)
no-cache キャッシュ不許可
no-store 一時的な(内部処理としての)コピーも禁止
改変許可 no-transform 改変不可
最新性のチェック
max-age 無チェック時間の最大値
s-maxage 無チェック時間の最大値(キャッシュサーバ上)
must-revalidate 毎回、チェック
proxy-revalidate プロキシー、CDNサーバでは毎回チェック
HTTPヘッダ:③オリジン生成(レスポンス)
▶サンプル
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Cache-Control 用途
no-cache, no-transform
・キャッシュ不可
・改変不可
private
・ブラウザではキャッシュ可
・CDNではキャッシュ不可
public, max-age=3600
・キャッシュ可
・ブラウザおよびキャッシュサーバは1時間以上保持したオブジェクトの最新性を
チェック
public, s-maxage=3600
・キャッシュ可
・キャッシュサーバは1時間以上保持したオブジェクトの最新性をチェック
・ブラウザは、最新性チェック設定(毎回、起動時等)に従う
HTTPヘッダ:③オリジン生成(Vary)
▶Vary
▶同一URLに対し複数のVariationが存在する
▶例
▶User-Agent(オリジンはUser-Agent毎にページ生成)
▶Accept-Encoding(オリジンはhttpをgizp圧縮)
▶指定
▶User-Agent、Accept-Charset、Accept-Encoding、Accept-Language
▶注意:キャッシュ効率が低下(User-Agent:IE 9だけで数十種類)
© 2015 J-Stream Inc. All Rights Reserved. 23
Vary: User-Agent
https://example.jp
オリジンサーバCDNサーバ
HTTPヘッダ:③オリジン生成(ETag)
▶ETag
▶例
▶ETag: "686897696a7c876b7e"
▶オブジェクト毎・サーバ毎にユニークな値
▶オリジンサーバが複数台の場合
▶CDNに悪影響(キャッシュされない)
▶オリジンサーバで生成しない設定が必要
© 2015 J-Stream Inc. All Rights Reserved. 24
ETag: “12345"
ETag: “98765"
ミラー
オリジンサーバCDNサーバ
HTTPヘッダ:③オリジン生成(その他)
▶オリジンで意図的に生成すべきヘッダ
▶有効期間の指定(expire、max-age)
▶指定が一切無いとCDNサーバでキャッシュされない場合がある
▶ブラウザにおける最新性チェックを防ぐ(FEO)
▶指定時間の間は、再起動してもチェックしない
© 2015 J-Stream Inc. All Rights Reserved. 25
HTTPヘッダ:②④CDNサーバ生成
▶CDNサーバが生成
© 2015 J-Stream Inc. All Rights Reserved. 26
HTTPヘッダ 概要 サンプル
②リクエスト
(対オリジン)
X-Forwarded-for ブラウザIPアドレス 192.168.0.100
Forwarded 同上 192.168.0.100
④レスポンス
(対ブラウザ)
AGE オブジェクトの無チェック時間 3623
Via 中継サーバの名前※ our-proxy
※中継サーバ名前:中継サーバで設定された名前(偽造容易)
③レスポンス
HTTPヘッダ
②リクエスト
HTTPヘッダ
④レスポンス
HTTPヘッダ
①リクエスト
HTTPヘッダ
オリジンサーバCDNサーバ
HTTPヘッダ:①ブラウザ生成
▶ブラウザが生成(キャッシュサーバへの指示関連)
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HTTPヘッダ 概要
キャッシュ関連 Cache-Control 各種設定
最新性チェック
If-Modified-Since 指定時間から変更があった場合
If-Unmodified-Since 指定時間から変更が無かった場合
Etag関連
If-Match Etagがマッチした場合
If-None-Match Etagがマッチしない場合
If-Range Etagがマッチした場合Rangeを実行
Vary関連
User-Agent ブラウザ名
Accept-Charset 受け付けるCharset
Accept-Encoding 受け付けるEncoding(HTTP圧縮:gzip、deflate、sdch)
Accept-Language 受け付けるLanguage
Pragma (HTTP/1.0) Pragma:no-cache キャッシュ不可
HTTPヘッダ:①ブラウザ生成
▶Cache-Control
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用途 パラメータ 概要
キャッシュされたコンテンツの
送信許可(対キャッシュサーバ)
no-cache
キャッシュされたコンテンツの配信を不許可
得られたコンテンツをキャッシュ不可
no-store 同上(一時的なストアも不許可)
改変不可(対キャッシュサーバ) no-transform 改変不可、改変されたコンテンツの配信を不許可
キャッシュ存否 only-if-cached キャッシュされていた場合のみ
最新性のチェック
(条件を満たさない場合、受け
取りを拒否)
max-age 無チェック時間の最大値
max-stale 無効となってからの最大時間
min-fresh 有効である時間の最小時間※
※例 min-fresh=3600:1時間以内に無効となるコンテンツを受け付けない
キャッシュ:応答コード抜粋
系列 Code 概要
100系 100 通知
200系 200 処理成功
206
Range成功
部分コンテンツ配信
300系
301
リダイレクト(恒久)
サイト移設、常時SSL
302
リダイレクト(臨時)
Apacheデフォルト
304 オブジェクト無変更
307
リダイレクト(臨時)
メソッド変更禁止※
© 2015 J-Stream Inc. All Rights Reserved. 29
系列 Code 概要
400系 400 リクエスト不正
401 パスワードエラー
403 権限エラー
404 オブジェクトNot Found
407 プロキシ認証必要
412 マッチング条件失敗※※
500系 500 サーバ内エラー
502 CDN:オリジンエラー
503 サービスダウン(高負荷)
504 CDN:オリジンタイムアウト
※PostなのにGetで処理するブラウザ対策 ※※If-Unmodified-Since
MPEG-DASH概要
▶ライブ
▶オンデマンド
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HTTPサーバ
メディアソース
mp4、mp4aファイル
MPDファイル
クライアント
変換
HTTPサーバ
メディアファイル
mp4、mp4aファイル
MPDファイル
クライアント
変換ファイルの部分取得
キャッシュ:部分ファイル対応
▶URLパラーメタ方式
▶例:http://example.jp/test.mp4?range=1025,2048
▶test.mp4の1025バイト目から2048バイト目までを指定
▶オリジンの対応が必要
▶一般的な方法
▶使用サービス:Youtube
▶キャッシュの対応
▶CDN
▶「URLパラメータを含む」キャッシュができることが必須
▶企業FW
▶「URLパラメータを含む」キャッシュは出来ないが、HTTPの中継は出来るた
め(多くの場合)影響なし(元々、多くのMPEG-DASHはno-cache)
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キャッシュ:部分ファイル対応
▶CMS等へのキャッシュ適用
▶URLパラーメタを含むキャッシュ
▶例:http://example.jp/index.php?page=12
▶ページ番号:12
▶全体をキーとしてキャッシュ
▶例:http://example.jp/index.php?page=12&uid=100
▶ページ番号:12
▶ユーザID:100
▶ページ番号までをキー(uid部分を無視)してキャッシュ
▶メリット
▶バックエンドDB負荷の低減
▶ページの更新
▶CDN APIで対象ページを更新
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キャッシュ:部分ファイル対応
▶HTTP Rangeヘッダ方式
▶Range例
▶応答コード
© 2015 J-Stream Inc. All Rights Reserved. 33
GET /test.mp4
Host: example.jp
Range:bytes=1025-2048
HTTP/1.1 206 Partial Content
…
Accept-Ranges:Bytes
Content-Length: 1024
Content-Range:bytes 1025-2048/40960
Code 概要 コンテンツの扱い
200 Range失敗 全体が返される
206 Range成功 指定部分が返される
リクエスト レスポンス
キャッシュ:部分ファイル対応
▶Rangeヘッダに対するキャッシュの実装レベル
▶補足:クライアントの実装レベル
▶Rangeを出して200が返るとパニックするアプリに注意
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レベル 概要 レスポンス
ファイルの最後のみを指定
キャッシュの可否 返答待ち
レベル1 Rangeリクエストの仕様を守る(処理
できないことをレスポンスする)
200
不可 なし(先頭か
ら返す)レベル2 可(全体)
レベル3 部分ファイルをクライアントに返す 206 可(全体)※ あり
レベル4 部分的なキャッシュが出来る 206 可(指定部分のみ) なし
※全体をキャッシュするまでファイルを返さない(待ちが発生)
キャッシュ:Cookieの基本
1回目リクエスト 2回目以降リクエスト
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HTTPリクエスト
HTTPレスポンス
GET /index.html HTTP/1.1
HTTP/1.1 200 OK
…
Set-Cookie:id=kosho;path=/;expires=…
はじめまして。
HTTPリクエスト
GET /index.html HTTP/1.1
…
Cookie:id=kosho
HTTPレスポンス
HTTP/1.1 200 OK
…
koshoさん、こんにちは
キャッシュ:クッキー(Set-Cookie)
▶「レスポンスにSet-Cookieを含む」オブジェクト
▶キャッシュすると複数の端末に同じクッキーを設定
▶一般的には無意味
⇒キャッシュさせない
© 2015 J-Stream Inc. All Rights Reserved. 36
HTTPリクエスト
HTTPレスポンス
GET /index.html HTTP/1.1
HTTP/1.1 200 OK
…
Set-Cookie:id=kosho;path=/;expires=…
はじめまして。
キャッシュ:クッキー(Cookie)
▶「Cookieを含むリクエストに対する」オブジェクト配信
▶Cookieベースでページ生成
▶情報の漏洩⇒キャッシュさせない
▶Cookieベースでユーザトラッキングのみ
▶キャッシュ可能
▶CDNへの設定
▶基本ルール
▶無視してキャッシュ
▶例外ルール
▶キャッシュしないURLを指定
▶補足
▶クッキーベースの制御は困難
▶使用例:グルーピング(国別クッキー)
© 2015 J-Stream Inc. All Rights Reserved. 37
HTTPリクエスト
GET /index.html HTTP/1.1
…
Cookie:uid=kosho
HTTPレスポンス
HTTP/1.1 200 OK
…
koshoさん、こんにちは
HTTP/1.1 200 OK
…
みなさん、こんにちは
負荷分散
▶リクエストナビゲーション(広域負荷分散)
▶DNS
▶メタファイル
▶エニキャスト
▶SDN
▶制御
▶粒度
▶テーブル作成
▶ローカル負荷分散
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広域負荷分散
▶リクエストナビゲーション
▶手法
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単位(粒度) 補足
DNS ローカルDNSサーバ 一般的な方法
メタファイル クライアントIPアドレス ストリーミング用
エニキャスト AS 一部CDN事業者が使用を開始
? ー 一部Tire1 OTT
39
40
広域負荷分散:DNS
▶DNSによる制御
▶ホスト名をResolveする時に、異なるIPアドレスを返す
▶ISP DNS(ISPのDNSキャッシュサーバ)単位のクライアント認識
usa.example.jp
(203.0.113.10)
japan.example.jp
(198.51.100.10)
example.jp
ISP DNSサーバ
example.jp DNSサーバ
ISP DNSサーバ
example.jp
198.51.100.10 203.0.113.10
198.51.100.10 203.0.113.10
example.jp example.jp
© 2015 J-Stream Inc. All Rights Reserved.
課題
DNSの有効期間(30秒等)を無視するDNSサーバ
DNSの有効期間(30秒等)内の障害
41
広域負荷分散:メタファイル
▶メタファイルによる制御
▶メタファイル生成時に、異なるメディアファイル(サーバ)を返す
▶IPアドレス単位のクライアント認識
usa.example.jp
japan.example.jp
https://usa.example.jp/test.mp4
https://japan.example.jp/test.mp4
© 2015 J-Stream Inc. All Rights Reserved.
課題
メタファイルサーバの地理分散
クライアント単位のルーティングテーブル作成は大変
video.mpd
42
広域負荷分散:エニキャスト
▶エニキャストによる制御
▶同じIPアドレスを複数の拠点に配置
▶ルーティング(主にBGP)で経路を制御
198.51.100.10 198.51.100.10
経路の広報
経路の広報
課題
サーバダウン時の経路制御
経路制御が乱れた時のTCP(ステイトフル)通信
© 2015 J-Stream Inc. All Rights Reserved.
43
広域負荷分散:Tire1 OTT
▶Tire1 OTTネットワーク内処理
▶AS内部の経路制御を高速化
198.51.100.10 198.51.100.10
?
© 2015 J-Stream Inc. All Rights Reserved.
Tire 1 Network
課題
詳細不明
44
広域負荷分散:制御粒度
▶地理的距離≠ネットワーク距離
▶トンネリング
▶携帯網 (GTP-u)
▶フレッツ網 (PPPoE)
▶DNSベース
▶ISP DNS単位の制御
© 2015 J-Stream Inc. All Rights Reserved.
広域負荷分散:テーブル作成
▶基本アプローチ
①距離の計測
②計測結果の収集
③ナビゲーションテーブル作成
© 2015 J-Stream Inc. All Rights Reserved. 45
ISP DNS-abc ISP DNS-xyz
②計測結果の収集
GSLB
①距離の計測
DNS-abc: Edge1
DNS-xyz:Edge2
….
③ナビゲーションテーブル作成
Edge1 Edge2
広域負荷分散:テーブル作成
▶実際
▶自動距離測定は難しい
▶メトリック
▶RTT (ICMP):ICMP通らない、ISPからのクレーム
▶ルータホップ数:同上
▶BGP ホップ:GSLBへの読み込ませが大変
▶プローブ数
▶配信拠点が増えると、全拠点からの計測は不可能
▶現実には、事前設定した各種テーブルとの合わせ技+職人技
▶国別・IPテーブル
▶AS・IPテーブル
© 2015 J-Stream Inc. All Rights Reserved. 46
ローカル負荷分散:クラスタ化
▶キャッシュサーバのローカルクラスタ化
▶メリット
▶ヒット率の向上
▶パフォーマンス向上(DiskIOの軽減)
▶ローカル・リクエスト制御
▶手法
▶複数IP返し
▶L4SW(Direct Server Return)
▶メリット
▶フェイルオバー
© 2015 J-Stream Inc. All Rights Reserved. 47
example.jp
(DNS複数IPアドレス返し)
198.51.100.10
198.51.100.11
198.51.100.11198.51.100.10
キャッシュのハッシュ化
キャッシュ出来ない通信のCDN
▶アプリケーション通信
▶ライブストリーミング
© 2015 J-Stream Inc. All Rights Reserved. 48
キャッシュできない通信のCDN
▶配信サーバの中継による経路制御
▶L3な経路を取らない(アプリケーション層ルーティング)
▶対象
▶アプリケーション通信
▶ライブ・ストリーミング
© 2015 J-Stream Inc. All Rights Reserved. 49
49
輻輳
50
アプリケーションCDN
▶アプリケーション通信
▶高速プロトコルの使用(配信サーバ間)
▶アグレッシブ(わがまま)なプロトコルを使用
▶極端な例:全速力で送信、輻輳無視、全速力で再送信
▶対比:TCPの特性
▶Fairness(公平性):ひとつのセッションがリソースを占領しない
▶輻輳検知→送信レートを下げる
▶注意
▶「高速化の効果<プロトコル変更のコスト」がありうる(主に国内配信)
TCP 特殊(わがままな)プロトコル
© 2015 J-Stream Inc. All Rights Reserved.
51
ライブCDN
▶経路の冗長化
▶プッシュ型:スプリッタで結合(昔の実装、最近はあまり聞かない)
▶パケットを一定時間バッファ、シーケンス番号で判別
▶プル型:最近の実装
▶2経路を用意(視聴アプリで切り替え)
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エンコーダ
エンコーダ
ライブフィード
(ライブのオリジン)
ライブフィード
52
ライブCDN
▶エンコーダおよび会場回線の冗長化
▶代表例
▶エンコーダ→会場→ライブフィードサーバ:2系統プッシュ
▶スプリッタ→ライブフィード:2系統プル
▶例:アクティブ・スタンバイ構成
▶実際の運用ではアクティブ・アクティブが多い
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エンコーダライブフィード
会場(足回り)回線
プロトコル変換
▶SSL
▶HTTP/2
▶WebSocket
© 2015 J-Stream Inc. All Rights Reserved. 53
SSL CDN:SSL化の動向
▶動向
© 2015 J-Stream Inc. All Rights Reserved. 54
大項目
マーケターニーズ
Google検索のランクダウン
SSLサイトからのリファラ取得
HTTP/2 基本的にTLSが使用される(非暗号版が実装されるか未定)
ブラウザ実装
FireFox:非SSLサイトへの機能制約(予定)
Chrome:非SSLサイトへのワーニング表示(ベータ機能)
動画のHTTPS化
Youtube:対応済み
Netflix:2015年9月より開始、2016年中に完了
米国連邦政府 連邦機関の全サイトをSSL化(期限:2016年12月31日)
iOS9アプリ ATS(TLS1.2+ forward secrecy必須)がデフォルトで有効化
SSL CDN:SNI
▶SSL SNI (Server Name Indicator)
▶SSLにおけるバーチャルホスト機能
▶非対応
▶Android 2.x、Windows XP、Java6、古めのテレビ
▶SSL ハンドシェイク
▶SNIを使わない場合、ホスト名は使わない
© 2015 J-Stream Inc. All Rights Reserved. 55
・Client Hello (サポートしている暗号方式)
接続したいホスト名 (SNI)
・Server Hello (使用する暗号方式)
・Server Certificate (サーバのSSL証明書)
www.example.jp
198.51.100.10
198.51.100.10
名前引き
SSL CDN:証明書の種類
ドメイン認証(CNのみ) 企業認証(CN+O)
EV 証明書:企業認証+綿密なチェック+専用上位証明書
© 2015 J-Stream Inc. All Rights Reserved. 56
CN: Common Name
O: Organization
SSL CDN:証明の対象(サブジェクト)の格納
ワイルドカード・一般証明書 マルチドメイン証明書
© 2015 J-Stream Inc. All Rights Reserved. 57
SSL CDN:IPアドレス割り振り
▶1台のCDNサーバに4種類のIPアドレス
▶補足
▶SNIのマルチドメイン・ワイルドカード証明書は実装依存
▶配信サーバが証明書の中身(マルチドメイン・ワイルドカード)を認識する
必要がある
© 2015 J-Stream Inc. All Rights Reserved. 58
IPアドレス 証明書 例 EV対応 SNI使用
① 顧客証明書 www.example.jp ○ ×
② マルチドメイン証明書/CDN事業者 www.example.jp/www.stream.ne.jp △ ×
③ ワイルドカード証明書/CDN事業者 *.stream.ne.jp × ×
④ 顧客証明書 www.example.jp ○ ○
マルチドメイン証明書/顧客 www.example.jp/example.jp ○ ○
ワイルドカード証明書/顧客 *.example.jp × ○
HTTP/2概要
▶HTTP/2 メリット
▶プロトコルのバイナリ化(フレーム化)
▶HTTP/2フレーム:HTTPメソッドの新フォーマット
▶HTTPヘッダの圧縮
▶使用するTCPは1セッション
▶輻輳制御の効率化→帯域利用の最大化
▶多重化通信(多重ストリーム)
▶HTTP/2ストリーム:サーバ・クライアント間の(多重化)通信単位
▶新規TCP、新規SSLセッションの開始コストを削減
▶同時転送数の上限なし(サーバ側の制限あり)
▶ストリーム間の優先付け
▶サーバープッシュ(コンテンツのプリセンド)
© 2015 J-Stream Inc. All Rights Reserved. 59
HTTP/2 CDN
▶HTTP/2アクセラレータ
© 2015 J-Stream Inc. All Rights Reserved. 60
クライアント
HTTP/2
HTTP/1.1
複数のリクエスト
を1本のTCP化
サーバプッシュ
レスポンスHTTPヘッダ
プッシュ指定
link:<screen.css>; rel=preload; as=stylesheet
CDN設定
プッシュ指定(ファイル)
プライオリティ指定
オリジンサーバCDNサーバ
WebSocket概要
▶WebSocket概要
▶HTTPベースの両方向通信
▶軽量
▶他の軽量プロトコルのラップ
▶RESP (Redis Serialization Protocol)
▶MQTT (MQ Telemetry Transport)
▶CoAP (Constrained Application Protocol)
▶アプリケーション
▶ゲーム・チャットルーム
▶リアルタイム一斉配信
▶アンケート
▶データ集計(IoT:Internet of Things)
© 2015 J-Stream Inc. All Rights Reserved. 61
WebSocket CDN
▶RESP等のWebSocket化(さらにはSSL化)
▶FWの通過
▶RESP:ほぼ通らない
▶WebSocket:たまに通らない(Protocol Upgradeできない)
▶SSL:通る
© 2015 J-Stream Inc. All Rights Reserved. 62
オリジンサーバ
(Redis等)CDNサーバ
クライアント
RESP等/WebSocket/SSL
RESP等
終端+各
種処理
PC等からの操作
WebSocket CDN:課題
▶ポート番号
▶ポート番号:0~65,535
▶最近のサーバは、1台あたり6万セッション以上を処理可能
▶1台のサーバに複数IPアドレス
▶SSL化
▶SSL化の負荷:10倍程度
▶SSLオフロード(アクセラレータ)ボード
▶IPアドレスの増加
▶「WebSocket対応=最近の端末」⇒SNIでOK
▶WebSocketの終端
▶汎用(API)化
© 2015 J-Stream Inc. All Rights Reserved. 63
CDNの未来
▶複数CDNの統合
▶ICN/CCN
© 2015 J-Stream Inc. All Rights Reserved. 64
複数CDNの結合
▶マルチCDN
▶メタGSLBによるCDN振り分け
▶CDNフェデレーション(CDNI)
▶CDNの結合
▶CDNIインターフェイス
▶IETFでの議論
▶CDI WG: 2001~2003
▶CDNI WG: 2011~
▶配信サーバの共有モデル
▶プロプライエタリなシステム
© 2015 J-Stream Inc. All Rights Reserved. 65
CDN1
CDN2
契約
CDN1
CDN2
プロプライエタリ
CDN1
CDN2
CDNI
契約
契約
GSLB
GSLB
GSLB
GSLB
GSLB
マルチCDN
CDNI
配信サーバの共有
メタGSLB
ICN/CCN
▶Internetの仕組みをコンテンツを中心に再構築
▶Information Centric Networking (ICN)
▶Content Centric Network (CCN)
▶CCN概要
▶コンテンツのPublish&Interest
▶名前によるルーティング(コンテンツへの経路テーブル)
▶経路上へのコンテンツ・プロパゲーション(複製)
▶課題
▶スケーラビリティ(キャッシュ領域、経路テーブル)
© 2015 J-Stream Inc. All Rights Reserved. 66
違いはルーティング
PublishInterest
複製複製複製
おわりに
▶参考文献等のリンク
▶J-Stream CDN情報サイト
▶https://tech.jstream.jp/blog/meeting/janog36/
© 2015 J-Stream Inc. All Rights Reserved. 67

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