Content Delivery Networks (CDNs) sind geografisch verteilte Netzwerke von Servern, die zusammenarbeiten, um eine schnelle Bereitstellung von Internetinhalten zu ermöglichen. Sie ermöglichen die schnelle Übertragung von Assets, die zum Laden von Internetinhalten benötigt werden, einschließlich HTML-Seiten, JavaScript-Dateien, Stylesheets, Bildern und Videos.
Ursprung und Geschichte von Content Delivery Networks
Das Konzept der CDNs tauchte erstmals Ende der 1990er Jahre als Lösung für das „World Wide Wait“-Problem auf. Die boomende Popularität des Internets verlangsamte die Bereitstellungsgeschwindigkeit von Webseiten und Online-Inhalten. Die erste Erwähnung eines CDN erfolgte 1998 in einem Patent von Sandpiper Networks mit dem Titel „System and Method for Distributed Content Delivery“.
Mit dem Wachstum des Internets wuchs auch die Nachfrage nach CDN-Diensten. Heutzutage bedienen CDNs einen großen Teil des gesamten Webverkehrs, einschließlich Webobjekten (Text, Grafiken), herunterladbaren Objekten (Mediendateien, Software, Dokumente), Anwendungen (E-Commerce, Portale), Live-Streaming-Medien und On-Demand-Streaming-Medien , und soziale Netzwerke.
Ausführlich: Content Delivery Networks
Bei CDNs geht es im Wesentlichen um Geschwindigkeit und Zuverlässigkeit. Sie sollen das Problem der Latenz lösen, also der Verzögerung, die auftritt, wenn Sie das Laden einer Webseite anfordern, und der Zeit, die benötigt wird, um den Inhalt vollständig auf Ihrem Bildschirm anzuzeigen.
Je weiter die Anfrage entfernt sein muss, desto höher ist die Latenz. CDNs lösen dieses Problem, indem sie Inhalte auf mehreren Servern auf der ganzen Welt zwischenspeichern. Wenn ein Benutzer also eine Anfrage stellt, werden die Inhalte vom nächstgelegenen Server, dem „Edge-Server“, bereitgestellt, wodurch sich die zurückzulegende Entfernung verringert.
Interne Struktur und Funktionsweise von CDNs
Ein CDN besteht aus zwei Hauptkomponenten: einem Ursprungsserver und einem Netzwerk von Edge-Servern. Der Ursprungsserver speichert die ursprüngliche „Master“-Kopie des Webinhalts. Die Edge-Server sind strategisch auf der ganzen Welt verteilt und speichern zwischengespeicherte Versionen dieser Inhalte.
Wenn ein Benutzer Inhalte anfordert (z. B. ein Video oder eine Webseite), stellt der dem Benutzer am nächsten gelegene Edge-Server des CDN die zwischengespeicherten Inhalte bereit und sorgt so für minimale Latenz und schnellste Ladezeiten. Falls der angeforderte Inhalt auf dem Edge-Server nicht verfügbar ist, ruft er ihn vom Ursprungsserver oder einem nahegelegenen Edge-Server ab.
Hauptmerkmale von CDNs
- Leistung: Durch die Zwischenspeicherung von Inhalten in der Nähe des Benutzers reduzieren CDNs die Latenz und erhöhen die Geschwindigkeit der Inhaltsbereitstellung.
- Skalierbarkeit: CDNs können plötzliche Verkehrsspitzen und große Lasten bewältigen und stellen so sicher, dass Inhalte immer verfügbar sind.
- Zuverlässigkeit: Durch die Verteilung von Inhalten auf viele Server schützen CDNs vor Ausfällen und gewährleisten einen unterbrechungsfreien Dienst.
- Sicherheit: CDNs bieten Sicherheitsmaßnahmen wie DDoS-Schutz, sichere Token und IP-Blockierung.
Arten von CDNs
Es gibt verschiedene Arten von CDNs, die unterschiedliche Anforderungen erfüllen:
| Art des CDN | Beschreibung |
|---|---|
| Standard-CDN | Stellt zwischengespeicherte statische Inhalte von Edgeservern bereit. |
| Dynamische Site-Beschleunigung (DSA) | Optimiert die Bereitstellung dynamischer, nicht zwischenspeicherbarer Inhalte. |
| Privates CDN | Ein benutzerdefiniertes CDN, das von einzelnen Unternehmen wie großen Unternehmen erstellt und verwendet wird. |
| Hybrides CDN | Kombiniert die Funktionen privater und öffentlicher CDNs. |
Nutzung, Probleme und Lösungen
CDNs werden von einer Vielzahl von Branchen verwendet: E-Commerce-Websites für eine schnellere Produktansicht, Medien-Websites für schnelles Laden von Bildern und Online-Gaming für schnelles, nahtloses Gameplay. Sie sind besonders für Unternehmen mit globaler Reichweite von Vorteil.
Allerdings kann die Verwendung von CDN zu einigen Problemen wie Cache-Poisoning führen, bei dem der Angreifer Antworten sendet, die dazu führen, dass das CDN eine falsche Version der Website zwischenspeichert. Diese können durch strenge Cache-Kontrollmechanismen und die Einführung sicherer HTTP-Header gemildert werden.
Vergleiche und Eigenschaften
CDNs können mit herkömmlichem Webhosting verglichen werden. Beim herkömmlichen Hosting kommen alle Inhalte von einem Server. Bei CDNs stammen die Inhalte jedoch von mehreren weltweit verteilten Servern, was zu einer schnelleren und zuverlässigeren Bereitstellung von Inhalten führt.
Zu den Hauptmerkmalen eines CDN gehören die Anzahl der PoPs (Points of Presence), die gesamte Netzwerkkapazität (gemessen in Tbit/s) und die Arten von Inhalten, die es liefern kann (statisch, dynamisch, Live-Streaming usw.).
Zukunftsperspektiven und Technologien
Es wird erwartet, dass neue Technologien wie 5G und Edge Computing die Zukunft von CDNs beeinflussen werden. 5G wird die Nachfrage nach hochwertigen Inhalten erhöhen und Edge Computing wird die Verarbeitungskapazitäten von Edge-Servern verbessern.
CDNs werden auch stärker in Cloud-Dienste integriert und stärker auf Sicherheit ausgerichtet sein und Dienste wie Bot-Abwehr, Web Application Firewalls (WAF) und DDoS-Schutz anbieten.
Proxyserver und CDNs
Sowohl Proxyserver als auch CDNs sind an der Bereitstellung von Webinhalten beteiligt. Während Proxyserver als Vermittler für Anfragen von Clients fungieren, die nach Ressourcen von anderen Servern suchen, verteilen CDNs den Dienst räumlich relativ zu den Endbenutzern, um eine hohe Verfügbarkeit und Leistung zu gewährleisten. Proxyserver können Teil einer CDN-Infrastruktur sein und beim Zwischenspeichern und Bereitstellen von Inhalten helfen.
