Hlavní navigace

Systém Akamai na síti TEN-155 CZ

Michal Krsek

Počínaje červnem 2000 provozuje sdružení CESNET na síti TEN-155 CZ kešovací farmu serverů systému Akamai. Kešování je metoda, která na základě požadavků na konkrétní data dokáže vzít jejich kopii, umístěnou na místě s lepší dostupností. Cílem tohoto článku je zmapovat přínos farmy Akamai pro síť TEN-155 CZ.

Akamai provozuje několik systémů určených pro distribuci obsahu. Tyto systémy jsou, na rozdíl od klasických kešovacích systémů, provozovány v souladu s poskytovateli obsahu. Obchodní model je tedy obrácený. Akamai vybírá peníze od poskytovatelů obsahu, zatímco k poskytovatelům konektivity umisťuje své kešovací servery. Na rozdíl od konkurenčních společností se Akamai nesoustřeďuje pouze na obsazení několika klíčových bodů v Internetu, ale snaží se umístit co nejvíce serverů po celém světě.

Životaschopnost tohoto obchodního modelu je umožněna posunem vnímání aplikací provozovaných nad službou WWW od prostého navázání spojení z bodu A do bodu B na portu 80 směrem k dostupnosti poskytovaných dat. Jak se ukazuje, ani aplikace nových technologií sítí v Internetu nejsou schopny plně vyhovět požadavkům na zpoždění a okamžitou dostupnost přenosového pásma. To je způsobeno skutečností, že v cestě ke koncovému uživateli je skoro vždy nějaké úzké hrdlo.

Systém Akamai umožňuje poskytovatelům obsahu vložit do svých stránek odkazy na statické objekty (obrázky, video soubory apod.). Tyto objekty poté na vyžádání kešují již zmíněné farmy Akamai. Akamai jednotlivým poskytovatelům obsahu poskytuje statistiky přístupů k jejich obsahu, čímž odstraňuje jednu z obchodních překážek využití kešovacích systémů. Podobným způsobem je řešeno přesměrování multimediálních datových toků (tzv. „media streaming“).

323

Optimalizace provozu řeší namísto zabezpečení dostatečné kapacity od zdroje k cíli problém, který ze serverů vybrat pro doručení dat ke konkrétnímu uživateli. Akamai používá rozlišení podle autonomního systému (AS), ve kterém je umístěn klient – samozřejmě s informacemi, které dostává Akamai od provozovatele konkrétního AS. Dotaz na DNS adresu v Akamai systému potom vrací IP adresu podle aplikované politiky.

V síti TEN-155 CZ je umístěna farma pěti (čtyři provozní + jeden záložní) serverů systému Akamai. Tyto servery jsou propojeny dle následujícího obrázku. Díky tomu jsou pro interní provoz farmy používány jiné IP adresy, než pro produkční systém. Tímto způsobem se jednoduše odstíní interní provoz sloužící k synchronizaci jednotlivých serverů v rámci farmy.

324

Aplikací současné podoby AUP (pravidla použití sítě) na farmu Akamai bylo stanoveno, že provoz této farmy bude omezen v první fázi na vlastní síť TEN-155 CZ, později byl rozšířen i na slovenskou síť SANET. Vzhledem ke kapacitě a využití připojení sítě TEN-155 CZ do NIX.CZ není technickým problémem rozšíření počtu AS, kterým bude obsah farmy na síti TEN-155 CZ poskytován.

Pro analýzu dat byly použity systémy měření sítě, které byly vyvinuty v rámci řešení výzkumného záměru v CESNETu. Popis těchto systémů se nachází například na adrese http://www.ten­.cz/doc/zprava1999/roz­voj8.html.

Pro analýzu provozu byl vybrán měsíc září, který poskytuje lepší obraz o skutečném fungování systému než prázdninové měsíce.

Úspěšnost provozu kešovacího systému můžeme rozdělit do dvou skupin.

První skupinu tvoří vybavovací doba daného obsahu, který je poskytován z kešovacího systému, proti době, za kterou uživatel dostane svá data ze zdrojového serveru. Tyto testy nejsou předmětem článku.

Druhou skupinu tvoří úspěšnost kešování – tj. jakou šíři přenosového pásma tato technologie ušetří. Protože vytížení okruhů není stálé, je pro ISP úsporou i přemístění přesunů dat do nočních hodin (využívané tzv. precache servery). Další úsporu poté tvoří fakt, že klienti ze sítě ISP nesahají pro obsah do zahraničí, ale získávají jej lokálně.

Statistiky jsou brány ze síťového prvku, který je v pozici „upstream“ vůči farmě Akamai. Díky tomu je třeba obrátit směry IN/OUT.

Měsíční statistika září 2000:

325

Denní statistika 26. září 2000:

326

Ze statistik dobře vidíme, že se vůbec neprojevuje metoda předběžného kešování, tj. farma Akamai reaguje až na konkrétní požadavky klientů.

Průměrné denní zatížení ve směru do farmy se pohybuje kolem 250 Kb/s, což nepředstavuje pro dnešní velké ISP problém. Ovšem v případě poskytování multimediálních dat může datový tok špičkově stoupnout až na jednotky megabitů za sekundu. Farma poskytuje směrem ven v našem případě kolem 1 Mb/s, což znamená úsporu pásma kolem 300%. Případné poskytování dat dalším ISP nepředstavuje příliš velký problém, neboť data jsou poskytována směrem ven ze sítě, kde má většina ISP dostatečnou rezervu kapacity. Efektivita kešování samozřejmě roste s počtem uživatelů.

KL17_hlasovani

Vlastní provoz v udávaném časovém období tvořil (dle IP statistik provozu) kolem 45 GB směrem z farmy a 13 GB směrem do farmy. Z těchto hodnot připadají 2 GB na režii farmy – tudíž čistý poměr činí 43 GB / 11 GB. Takže i zde nacházíme přibližně 300% úsporu. Skoro 90% provozu tvořil protokol HTTP (port 80) – což znamená, že buď Akamai nemá velké množství obsahu, který je poskytován jako streamovaný, nebo uživatelé TEN-155 CZ o tento obsah nejeví zájem.

Špičkové zatížení farmy a ověření v běžném provozu přinese až počátek školního roku, kdy se posluchárny naplní uživateli.

Našli jste v článku chybu?