RETIINTERNETMULTIMEDIALI

ContentDeliveryNetworks

Ildocumentoèada.atodamaterialecortesementemessoadisposizionedalProf.Vi.orioTrecordi

1

Nuoveesigenzeenuovestrategie!   Ladiffusionedicontenu/conl’archite4uraWebhaavutounosvilupponotevolegraziealsuoparadigma

sempliceedigrandeefficacia§  Permezzodell’archite4uraWebèpossibiletrasferirecontenu/di/poeterogeneo:testo,audio,video,

immagini,ecc.!   Storicamenteicontenu/viaWebsonosta/residisponibilipermezzodiservercentralizza:(originserver)nella

retedibackbone§  Mol/clientcheaccedonoallamedesimainformazionegeneranouncaricosutaleserveresullaretechepuòessere

evitatooridimensionato!   Nuovestrategieperladiffusioneefficientedicontenu/viaWebsonostatedefiniteper

§  Fronteggiarel’aumentodeltrafficoinrete§  Assicurarelatenzeacce4abili§  Occuparelerisorseinmodoefficiente

2

ImpiegodiProxy!   L’introduzionedisistemichereplicanoicontenu/(sistemidicaching)esi

frappongonotraclienteoriginserver(deOProxyoProxyApplica:vi)èunapra/cachetendeamigliorareilsistemadidistribuzionedeicontenu/

!   UnapossibilitàèusaredeiReverseproxyu/lizza/comefront-enddelserverdaifornitoridicontenu/perridurreilcaricodelserverperladiffusionedicontenu/sta/ci

3

ImpiegodiProxy!   IForwardproxysonosistemiintermediconfunzionidireplicadeicontenu/

posiziona/inprossimitàdeiclientedispiega/nellareteaziendaleodall’ISPnellasuarete

!   Questaposizioneconsentediridurrelalatenzadiaccessoecontenereilcaricodiretepercontenu/popolari

!   ChiameremosiaiForwardcheiReverseproxyconilterminegenericodicache

4

ReplicadeicontenuC!   Lareplicadeicontenu/èefficacese

§  Icontenu/sonoconsisten/evalidi§  Icontenu/sonorichies/daunapluralitàdiuten/(localitàspazialee

temporale)!   Duediversemodalitàdicaching

§  Ilcontenutopuòesserereplicatodallecacheopportunis/camentequandovienerichiestodaunutente(sistemapull)

§  Lereplichedeicontenu/possonoesseresistema/camenteprogrammate(sistemapush)•  Lacopiapuòesseregenerataa4raversounsistemaesplicitodidiffusioneche

propagacopiedeicontenu/cheverosimilmentebeneficerannodelcaching(contenu/popolari)

!   Duediverse/pologiediaccessoallecache§  NelTransparentCachinglecachesonotrasparen/rispe4oaiclient

(interce4anoiltrafficointransito)§  NelCachingEsplicitoiclientsonoconfigura/perpuntareadun

sistemaintermediochefacaching5

Principiodelcaching

!   Lacapacitàdistoragedellecachechepossonoessereposizionatevicinoagliuten/èusualmentescarsa§  Simiraareplicarevicinoagliuten/soloicontenu/accedu/piùcomunemente

§  E’importantedefinireunastrategiaperdeterminareicontenu/usa/comunemente(contenu/popolari)

!   Gliaccessisonospessocorrela/traloroesidicechepossiedonolocalità§  Localitàtemporale:l’informazionechevieneconsultatainuncertoistantesaràconsultatanuovamenteintempibrevi

§  Localitàspaziale:l’informazioneconsultatadaunpuntosaràverosimilmenteconsultatadapun/adiacen/

6

Consistenza

!   Consistenza:assicurachelereplichesonocoeren/eallineate

!   Diversigradidiconsistenza§  Forte:sievitalaconsegnadireplichenonconsisten/§  Debole:siconsegnanoreplichenonconsisten/conbassaprobabilità

!   Esistonotremeccanismipercontrollarelereplichedicontenu/nellecache§  Invalida:on:dipendedall’expectedexpiry:me,definitodall’originserver.Unareplicavieneinvalidatadopolascadenzaditaletempo

§  Freshness:garan/scecheunareplicaincachepossaessereconsiderata«fresca»,ovverononobsoleta

§  Valida:on:perme4edicontrollareseunareplicanellacacheèancoravalida,anchedopolascadenzadell’expectedexpiry/me

7

CachingcooperaCvo

!   Quandolacachenoncon/eneuncontenutospecifico(cachemiss),anzichéchiederloall’originserverpuòrichiederloadaltrecache

!   Due/pologiedicachingcoopera/vo§  Flat:tu4elecachesitrovanoallostessolivello

§  Gerarchico:lecachesonostru4urateinlivelligerarchicieladiffusionedeicontenu/èorganizzataadalbero 8

DireEveHTMLeHTTP

!   LedireOveHTMLeHTTPconsentonoaclienteserverdiimpostarelemodalitàdicachingdiuncontenuto

!   DireOveHTML§  Es.<metah.p-equiv="pragma"content="no-cache">§  Faciledacontrollarepergliautoridellepagineweb§  LimitatoaoggeOHTML

!   DireOveHTTP§  Es.Cache-control:,Expires:,If-Modified-Since:§  Campidell’intestazioneHTTP§  Piùfacilidages/redapartedellecache§  Sonopiùdiffuse

9

DireEveHTTPimperaCve

!   Hannolaprecedenzasualtricontrollidellecache

!   Nellerichiesteenellerisposte§  cache-control:no-store:impedisceilcachingdeglioggeO

§  cache-control:no-transform:impedisceallacachedioperaretrasformazionideida/

!   Solamentenellerichieste§  cache-control:only-if-cached:richiedel’usoesclusivodiuncontenutopresenteincache•  Seilcontenutononèpresenteincache,lacacherispondeconungateway:meout

10

DireEvesulciclodivitadiuncontenuto

!   Last-modified:istanteincuiilcontenutoèstatomodificatodall’originserver§  L’originserverelecachedevonoriferirsiauncomuneclockdiriferimento§  Nondifferenziatracambiamen/minoriemaggiori

!   Date:Indical’istanteincuil’ogge4oèstatoinviatodall’originserverallacache

! Expires:predizionedelserverdiquandolecopiedevonoesseresos/tuite!   Age:tempopassatodall’ogge4onellacache

§  Date+Age<Expires11

DireEveditempisCca

!   Iclientpossonorichiederecontenu/chehannounacertaesigenzaditempis/ca§  Max-age:ilclientpuònongradireinformazioniconunacerta

obsolescenza(riferitoaDate)§  Min-fresh:ilclientsiassicuracheuncontenutosiasufficientemente

distantedallostatodiExpiry§  Max-stale:Ilclientpotrebbeacce4areuncontenutounpo’obsoleto

(didefaultlecachenonres/tuisconocontenu/obsole/)

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ExpirypredeGadalserver

!   L’originserverlimitailtempodivitadeicontenu/cheinviaallecachepermezzodell’Expires

!   L’expiry/meèperòunapredizionedelserverepuòesseresbagliata,perquestoènecessarioricorreallavalidazioneunavoltaraggiuntol’expiry/me

!   Nota:sesihagaranziachel’originservernonmodificaunogge4oprimadelsuoexpiry/me(Expires),ilclientpuòesseresicurodellaconsistenzaforte

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Validazionedapartedelclient

!   Ilclientcercaunareplicavalida!   Lavalidazioneèlaverificaeffe4uata

percapirese,unavoltachel’expiry/meèscaduto,unacopiaèancorau/lizzabile

!   Sel’expiry/meèstatoraggiuntoperilcontenutorichiesto

1.  LacacheinviaunaGETrequestcon–  if-modified-since:datadellacopiaincache–  if-none-match:Etagdellacopiaincache

»  Etag(en/tytag):stringachedis/nguediverseversionidiuncontenuto

2.  Ilserverrispondeconunotra–  Ilcontenuto(semodificato)–  ResponsecodeHTTP/1.0304NotModified

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EsempiodivalidazioneGET/img/ie\.pngHTTP/1.1Host:ir\.orgReferer:h.p://ir\.org/If-Modified-Since:Fri,06May201110:01:43GMTIf-None-Match:"aa0b06-754-4a29893aa8fc0"

HTTP/1.1304NotModifiedDate:Tue,24May201105:21:29GMTETag:"aa0b06-754-4a29893aa8fc0“Expires:Tue,31May201105:21:29GMT 15

HTTPGETRequest

HTTPResponse

EterogeneitàdeicontenuC

!   Esistono/pologieeterogeneedicontenu/§  Contenu:sta:ci:rela/vamentestabilineltempo(es.,HTML,immagini,archivi)

§  Contenu:vola:li:modifica/difrequente,periodicamenteodaeven/incorso(news,even/spor/vi,/tolidiborsa)

§  Contenu:dinamici:crea/dinamicamentesullabasedellarichiestadelclient(motoridiricerca,e-commerce)

!   Icontenu:mul:mediali,ovveroqueicontenu/audio/videoaven/dimensioni/picamentemaggioririspe4oadaltri/pidicontenu/(videoclip,mp3,animazioniFlash),sonosolitamentesta:ci

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ContenuCtraGabiliincache

!   Unaporzionesignifica/vadeicontenu/(>50%)sono«uncacheable»

!   Leprincipalifon/diuncacheabilitysono§  Vola/lità:cambianodifrequenteneltempoesarebbedispendiosoallinearelecopieincache

§  Dinamicità:lecachenonsonosolitamentedisegnatepergeneraredinamicamentecontenu/

§  SSL:ida/cifra/nonsonotra4abiliincache§  Adver/sing/Analy/cs:ilproprietarioadesempiodiunbannerpubblicitariovuolemisurareilnumerodiclick

!   Tu4avialamaggiorpartedeicontenu/vola/liodinamicihaunadimensionemodesta,mentreicontenu/sta/ciemul/medialisonovoluminosi

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CosaèunaContentDeliveryNetwork(CDN)

!   UnaCDNèun’infrastru4uracreataperdistribuireefficacementeicontenu/deiserverWebpiùpopolariagliuten/diInternet

!   LeCDNsibasanosulladistribuzioneprogrammataeintelligentedireplichedeicontenu/delserverprincipaledelContentProvider(originserver)adunamolteplicitàdiserverdispos/sullaretedaunCDNProvider§  IlserviziodiCDNèoffertodaiCDNProvideraiContentProviderchehannocontenu/popolaririchieden/unadiffusionevastaecapillare

!   IlservizioCDNpuntaamigliorareleprestazioni§  Riduzionedellalatenzadiaccessoauncontenuto§  Riduzionedellabandaoccupatainrete

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ComponenCdell’architeGuraCDN!   Componen/dicontentdelivery

§  Originservereinsiemedireplicaserver(cache)

!   Componentedidistribuzionedelcontenuto§  Replicailcontenutodell’origin

serverneiReplicaservereman/enelaconsistenza

!   Componentedirequestrou:ng§  Indirizzalerichiestedegliuten/

versounserver(originoreplica)§  Interagisceconilcomponentedi

distribuzionepermantenereunacopiaaggiornatadelcontenuto

!   Componentediaccoun:ng§  Man/eneilogdegliaccessidegli

uten/§  Effe4uaanalisideltrafficoe

perme4ealContentProviderdieffe4uarelatariffazione 19

Placementdeireplicaserver

!   ProblemadioOmizzazione!   Variantedelproblemadik-medians(NP-hard,

maesistonobuoneeuris/cheealgo.approssima/):§  Datouninsiemedipun/(uten/)ek(k=numeroreplicaserver)

§  Trovarekcentritaliiclusterdetermina/(distanzadalcentro/server)sianominimizza/(peres.:distanzamedia,latenzaetc.)

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ComponentedirequestrouCng

!   ComesiindirizzalarichiestadiunclientadunospecificocacheserverdellaCDN?

!   SiusailsistemaDNS(DomainNameServer)!   Vengonou/lizza/duemeccanismi

§  DNSredirec:on§  URLrewri:ng

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DomainNameServer(DNS)

22

DNSautorita/vopermail.example.org

DNSredirecCon

!   IlDNSautorita/vodelsitoWebpuò§  Delegarelarisoluzionedell’hostnameinunindirizzoIPaunnameservercontrollatodallaCDN

§  Effe4uaredire4amentelarisoluzionediunindirizzoaduncacheserverdellaCDN(selaCDNpuòges/redire4amenteilDNSautorita/vo)

!   Inentrambiicasi§  LasceltadiundeterminatocacheserverdellaCDNèeffe4uataconlatraduzionedahostnameaindirizzoIP

§  Lasceltaèeffe4uatadalsistemaDNSinternoallaCDN

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URLrewriCng

!   IlContentProviderriscriveleURLpresen/nellapaginaHTMLinmododafarapparirechegliembeddedobjectsonolocalizza/suuncacheserver

!   Cosìcisaràbisognodiunarisoluzionespecificadell’hostnamedeivariembeddedobject,ilcuinameserverautorita/voèso4oilcontrollodellaCDN§  Nellarisoluzionedelnuovohostname,iDNSdellaCDNindirizzerannolerichiestedeiclientpergliembeddedobjectversouncacheserverdellaCDN

!   E’possibileusarepiùdiuncacheserverpergliembeddedobjectdiunapagina

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Akamai

! AkamaièunacompagniastatunitensechesioccupadiserviziInternet§  E’natanel1998inMassachussets§  Tralealtrecose,èilpiùimportanteCDNProviderdelmondo

!   PossiedelaCDNpiùestesaalmondo§  NumerosissimiContentProvideru/lizzanolaCDNAkamaiperladiffusionedeipropricontenu/

§  TralevariecompagniechehannounapartnershipcommercialeconAkamaisipossonocitareApple,FacebookeTwi4er

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AkamaiArchiteGura

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AkamaiRouCngindireGoeURLrewriCng!   UnsitoWebchevuoleavereunapartedeipropri

contenu/distribui/daAkamaideverinominareleURLadesserela/veconunprefissospecifico

!   Larisoluzionedell’hostnameinunindirizzoIPdiuncacheserverdiAkamaièeseguitadalDNSdiAkamai

!   Ilcacheserverpresceltoè«vicino»alclientenondeveesseresovraccarico§  Akamaieffe4uamisurazionietestpero4enereunamappadellareteInternet

§  InquestomodoilDNSpuòstabilireilcacheserveroOmodacuireperireunospecificocontenutodapartediunospecificoutente

27

AkamaiARL:AkamaiResourceLocator

!   IlcontentproviderselezionailcontenutochesaràospitatodaAkamai

! Akamaifornisceunostrumentochetrasformal’URL(www.cnn.com/i/22.gif)nellaARLriportatasopra§  L’hostpartdellaARLvieneinviatacomerispostadalDNSautorita/vo

delcontenutoalNameserverdelclient!   Inquestomodo,ilclientaccedeaicacheserverdiAkamai

(a620.g.akamai.net/)enonall’originserver!   SeilserverAkamainonhailcontenutoincacheessoviene

richiestoall’originserver28

HostPart AkamaiControlPart ContentURL

h4p://a620.g.akamai.net/7/620/16/259fdbf4ed29de/www.cnn.com/i/22.gif

AkamaiRidirezioneDNSaduelivelli

! AkamaiprevededuelivellidiridirezioneDNS1.  AkamaiTop-LevelNameServer(TLNS)•  Localizza/:4inUS,3inEUe1inAsia•  ITLNSrispondonoconunLLNS,presodauninsiemedi

8LLNSviciniall’utente

2.  AkamaiLow-LevelNameServer(LLNS)•  PuntanoversogliAkamaiEdgeServercheconsegnano

icontenu/•  Effe4uanobilanciamentodeltraffico

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AkamaiRidirezioneDNSaduelivelli

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ArchiteGuraYoutubeModalitàbase

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!   Stru4uradicacheatrelivelli:primaria,secondariaeterziaria!   Bilanciamentodelcaricodeiserversullabasedell’informazionedi

localizzazione!   Circa50cache

§  40primarie(circa10pressoISPs)§  8secondarie§  5terziarie

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ArchiteGuraYoutubeNuovamodalità

ArchiteGuraNeTlix! NewlixhaunproprioDatacenterperlefunzionidiges/one(es.

registrazioneetariffazione),perilrestosibasasuCloudAWS(AmazonWebService)diAmazonperivideostreamingserver

!   U/lizzatreCDNperlaconsegnadicontenu/video(acodificascalabile)

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UnNuovoparadigmaInformaConCentricNetworking

!   Progressivamentesiassisteaduncambiodiparadigmadell’usopreminentedellareteInternet§  Dasistemadicondivisionedirisorseediconversazionetrahostasistemadi

distribuzionedicontenu/invarieformeeconvolumicrescen/

!   LaconsapevolezzadiquestetendenzehasollecitatolostudiodiunnuovoparadigmaperInternetchespostailfuocodell’a4enzionesultra4amentodeicontenu/:InformaConCentricNetworking

!   E’unparadigmaalterna/voaIP,basatosuicontenu/piu4ostochesugliindirizzi

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