«Домашние» сети доставки контента

Корпоративные сети CDN открывают перед пользователями заманчивые перспективы. Остается понять, кому следует заняться их сопровождением.

Повышение скорости доступа в Web — одна из главных целей, к которым устремлен мир сетевых технологий. Однако найти и удержать эту чашу Грааля труднее, чем кажется на первый взгляд. Многие благородные замыслы терпели крах из-за неудачных технологий, ошибочных решений и упущенных возможностей.

Сети доставки контента (Content Delivery Network, CDN) — один из способов ускорения доступа в Internet, успешно проявивший себя на практике. Применяемые такими провайдерами, как Akamai, Digital Island, Mirror Image, iBeam и др., они представляют собой наложенные сети, по которым часто запрашиваемые материалы Internet перемещаются из ядра ближе к конечному пользователю. Передавая контент на периферию сети, службы CDN смогут быстрее удовлетворять последующие запросы на ту же информацию, поскольку число промежуточных маршрутизаторов глобальной сети сокращается, и, соответственно, уменьшается задержка. Контент на периферии помещается в кэш, где хранятся данные, предназначенные для последующего извлечения.

Сети CDN и механизмы кэширования не только обеспечивают повышение быстродействия при доступе в Web, но и снижают нагрузку на сервер — источник данных. Другие пользователи в поисках той же информации будут попадать на ближайший к ним кэш, а не на серверную ферму. При этом потребление пропускной способности глобальной сети также снижается, так как трафик идет от конечного пользователя на периферию сети, а не в ее ядро. К тому же кэширование данных на дисках обходится гораздо дешевле, чем модернизация каналов глобальной сети. Занимающаяся вопросами реализации сетей контента Internet организация Stardust.com (см. врезку «Ресурсы Internet») приводит цены на кэширование данных на уровне 1,4 доллара за 1 Мбит/с — разительное отличие от 800 долларов за 1 Мбит/с пропускной способности глобальной сети! Восторженные реляции энтузиастов CDN изобилуют подобными свидетельствами в пользу новой технологии.

Заметим, что до недавних пор услуги CDN предоставлялись исключительно провайдерами. У корпоративных клиентов была возможность развертывать свои кэши, но только такие компании, как Akamai, могли удовлетворить более изощренные потребности в отношении доставки контента. Впрочем, некоторые компании: Inktomi, CacheFlow, Network Appliance и Cisco Systems — создали платформы CDN, предназначенные именно для частных сетей. В этой статье мы рассмотрим достоинства и недостатки подобных корпоративных сетей CDN (Enterprise Content Delivery Network, ECDN) и обсудим новые разработки в сфере технологий CDN.

СТРОИМ СЕТЬ

ECDN — это частная сеть CDN, в которой распространение контента не ограничивается кэшем на шлюзе или границе сети, а выходит за их пределы. «Такие сети обеспечивают плановую рассылку контента Web и мультимедийных файлов (Quicktime, RealPlayer и Microsoft MediaPlayer) в кэш удаленных офисов в нерабочее время, — говорит Питер Ферстбрук, ведущий специалист компании META Group. — По окончании этого процесса можно будет централизованно управлять контентом с помощью средств ECDN (например, удалять, обновлять или добавлять данные — вручную или автоматически)».

Удаленные офисы обычно связываются со своими хостинговыми центрами посредством более медленных соединений, поэтому предварительная выборка контента позволяет избежать перегрузок и свести к минимуму потребности в корпоративных ресурсах глобальной сети. Кроме того, сети ECDN доставляют содержимое сервера-источника в кэш одним потоком трафика, после чего тот разделяется на несколько для доставки в настольные системы. В связи с этим требования к пропускной способности становятся еще более умеренными.

Согласно схеме, предложенной META Group, в состав сети CDN входят следующие элементы (см. Рисунок 1):

• узлы хранения и доставки отвечают за хранение, доставку, воспроизведение и многоадресную рассылку файлов мультимедиа;
• центральный контроллер занимается размещением контента и управляет процессами анализа статистики и выставления счетов;
• центральный диспетчер отслеживает показатели производительности и загруженности узлов, а также характеристики сетевого трафика;
• диспетчер запросов переадресует поступающие от конечных пользователей запросы на ближайший доступный узел хранения;
• центральное хранилище данных получает содержимое от узлов-источников.

Эти функции реализованы многими производителями и могут частично совпадать. В зависимости от применяемого метода, всю работу осуществляют интеллектуальные серверы кэширования и коммутаторы седьмого уровня.

Главная возможность, которую должна обеспечивать сеть ECDN, — публикация контента, благодаря чему компании могут быстро формировать и рассылать мультимедийные материалы по сети в «прямом эфире» или по запросу. Более гибкие средства управления пропускной способностью и интеграции систем создания контента и делопроизводства пока находятся в стадии планирования; их появление ожидается в 2002 или 2003 г. Важное значение имеет обработка динамического контента; этой функцией можно будет воспользоваться в 2002 г.

ГДЕ ЭТО МОЖЕТ ПРИГОДИТЬСЯ?

Многие компании в целях экономии сокращают расходы на командировки и обучение. Один из способов снижения затрат состоит в том, что учебные материалы и другие важные для работы данные делаются доступными в электронных форматах (видео, музыка, интерактивные приложения и т. п.). В этом случае поддержка QoS при сопровождении контента приобретает первостепенное значение. Вряд ли вы захотите, чтобы видеоконференции по маркетингу обслуживал какой-либо общедоступный провайдер. Сети ECDN обеспечат доставку необходимых учебных видео- и аудиофайлов за меньшую цену при условии, что контент допускает форматирование в соответствии с каким-нибудь протоколом ECDN, например HTML или подобным ему, поддерживающим полноценную передачу мультимедиа.

Клиенты используют ECDN для реализации множества приложений, требующих высокой пропускной способности, в том числе для изучения новых продуктов, корпоративных служб вещания Web, электронного обучения, безопасной рассылки документов, доступа к корпоративным порталам и даже распространения программных продуктов. Компания Digital Island, недавно приобретенная компанией Cable & Wireless, применяет оборудование Cisco для организации электронного обучения, выпуска электронных газет и проведения рекламных кампаний в торговых точках.

Многие компании проявляют интерес к приложениям Web с использованием кэшей от Microsoft, Oracle, Peoplesoft, Siebel и др. Другими примерами приложений с интенсивным потреблением пропускной способности могут служить передача видео и аудио стандарта MPEG в формате QuickTime, отображение некоторых документов Adobe Acrobat и транзакции апплетов Java. Большинству из них требуется поддержка потоковой передачи мультимедиа или доставки видео по запросу. «Мы полагаем, что от 60 до 75% мультимедийных материалов станут доступны по запросу; однако наряду с этим будет востребована и прямая потоковая трансляция, так как она позволяет ускорить доставку информации, улучшить интерактивные возможности и повысить приоритет сообщения (например, если это обращение Президента страны)», — рассказывает Ферстбрук.

Все эти функции наиболее актуальны для компаний из списка Fortune 2000, крупных транснациональных предприятий с повышенными запросами к мультимедийным службам — финансовых институтов, фармацевтических компаний, организаций здравоохранения, предприятий автомобилестроения и других отраслей.

По оценке Ферстбрука, около 2500 компаний постоянно пользуются CDN. Это означает 100-процентный рост рынка по сравнению с 2000 г., однако этот показатель скорее всего снизится вследствие насыщения рынка и общего экономического спада. Ожидается, что к 2005 г. за счет обострения конкуренции и снижения цен число конечных пользователей CDN увеличится до 14 тыс., а объем рынка достигнет 251 млн долларов. Есть и более смелые прогнозы — рост составит от 4 до 18 млрд долларов (Frost and Sullivan оценивает рынок инфраструктуры на 2003 г. в 4 млрд долларов!), но они кажутся чрезмерно оптимистичными.

Все эти оценки не вполне согласуются друг с другом. Если Gartner Group считает, что к 2006 г. 80% предприятий будут использовать ECDN для доставки видео по запросу и других приложений, то Forrester Research утверждает, что среди 50 опрошенных компаний из списка Global 3500 лишь 4% планируют заняться аутсорсингом рассылки контента, так что статистика использования ECDN вряд ли будет намного выше.

В число клиентов Network Appliance входят компании, у которых имеется от пяти до 300 офисов. Количество рабочих мест в каждом офисе колеблется от 10 и менее в небольших удаленных офисах до 100 и более в центральных. У корпоративных клиентов компании F5, выпускающей коммутаторы для сетей доставки контента, обычно имеется 1-5 центральных отделений и 50-250 удаленных офисов. Впрочем, обычно развертываемая сеть, по данным Ферстбрука, на начальном этапе охватывает от 10 до 20 точек; верхний предел едва превышает 200. «Типичная стоимость структуры с четырьмя узлами (удаленными офисами), центральным кэшем и модулем управления ECDN находится в диапазоне от 150 тыс. до 300 тыс. долларов, — утверждает Ферстбрук. — Ожидается, что в течение 2001—2004 гг., по мере усиления конкуренции и увеличения объемов оборота, цены будут ежегодно падать на 15%». Рентабельность инвестиций можно оценить по достигнутой экономии в использовании пропускной способности, ресурсов хранения и мультимедийного сервера.

ПАМЯТКА ДЛЯ ПОКУПАТЕЛЯ

Выбирая конкретное решение ECDN, прежде всего обращайте внимание на цену и производительность. Чтобы понять, насколько полезной и экономичной может быть для вас сеть ECDN, выясните, что вам нужно. Во-первых, определите, какие будут в ней использоваться приложения и на какие категории пользователей она должна быть рассчитана. Убедитесь, что ECDN удастся интегрировать в существующую сеть. Кроме того, узнайте, какие средства управления предлагает производитель для упреждающего контроля контента и применения к нему заданных правил. Проверьте, поддерживает ли ECDN безопасную публикацию и централизованную обработку, а также составление отчетов и журналов, фиксирующих показатели работы ECDN по всем узлам. Важно также иметь возможность определять правила для отдельных пользователей.

Изучите предложение поставщика и оцените, позволит ли он обслуживать новые типы приложений и возрастающий трафик. Выясните, насколько устойчиво финансовое положение компании и ее репутация среди клиентов, обладает ли она достаточным опытом в области ECDN. Наконец, определите степень зависимости от производителя и узнайте, возможен ли выбор между решением от одного производителя и смешанным вариантом.

Производитель должен обеспечить все компоненты будущего решения, в том числе поставку приложений и оборудования, системную интеграцию, техническую поддержку и обслуживание, а также предварительную настройку конфигурации и тестовый прогон. Используйте операционную систему, оптимизированную для работы с кэшами (здесь не подойдет универсальная ОС с возможностями кэширования). Обратите внимание на число поддерживаемых потоков и стоимость каждого из них. Сеть ECDN должна быть достаточно гибкой, настраиваемой и легко программируемой.

Вам нужна сеть ECDN, поддерживающая все используемые вами форматы файлов — HTTP, XML, PDF, потоки и т. п. Она должна уметь переформатировать данные (например, преобразовывать загружаемое содержимое Web в формат дисплея беспроводного устройства), если это требуется для масштабируемой «живой» потоковой передачи, работы приложений Web или доставки видео по запросу. Обязательно наличие возможностей публикации или рассылки контента, а также интегрированных средств управления контентом, публикации и составления отчетов. Необходимы функции быстрого обновления контента в соответствии с текущими изменениями в бизнесе. И не забудьте об интеграции устройств хранения данных.

Реализация настраиваемых правил доставки для конкретного приложения или пользователя в сети ECDN должна осуществляться с помощью удобного в работе графического интерфейса для варьирования параметров доставки в зависимости от типа данных или самого приложения. Именно здесь будет весьма уместен коммутатор седьмого уровня компании F5 или аналогичный продукт. Digital Island предлагает средство интеллектуальной систематизации и рассылки контента, с помощью которого администраторы могут настраивать пользовательские каналы, закрепляемые за конкретными отделами, подразделениями, должностями и проч. Периферийные кэши отбирают только каналы, в соответствии с имеющимися конечными пользователями, и могут обеспечить выделение пропускной способности в соответствии с планом рассылки контента (например, назначая ее после окончания рабочего дня, когда интенсивность трафика падает).

Средства централизованного управления должны включать функции предоставления и контроля удаленным образом с помощью графического интерфейса. Прежде всего необходимы сбор статистики о сетевых элементах, средства составления отчетов о просмотре контента и загруженности серверов Web, серверов мультимедиа и кэшей, — это поможет выполнять мониторинг и администрирование транспортной сети в части, относящейся к ECDN. Важное значение имеет приоритезация доставки контента и регулирование его использования, а также возможность организации рассылки обновлений в избранные узлы. Обращайте внимание на анонсируемые средства безопасности. О них упоминает каждый производитель, но очень немногие предлагают нечто большее, чем обычный контроль входа в сеть.

И в заключение — о соотношении стоимости реализации и получаемой выгоды. Как отмечалось выше, типовая конфигурация ECDN (четыре узла, центральный кэш и модуль управления) стоит 150-300 тыс. долларов; организация же одного внутрикорпоративного мероприятия, по оценке Ферстбрука, может обойтись в 250 тыс. долларов (с учетом командировочных расходов и затрат на подготовку места проведения мероприятия). Представители Inktomi заявляют, что их сеть ECDN окупает себя за год, обслуживая всего лишь 30% плановых коммуникационных мероприятий компании (ежемесячные аудиоконференции, происходящие раз в полгода корпоративные собрания, ежеквартальные рекламные туры) и учебного трафика. Очевидно, темпы окупаемости зависят от числа узлов и типов приложений.

ОБЩЕДОСТУПНАЯ ИЛИ ЧАСТНАЯ?

Не следует рассматривать ECDN как универсальное решение. Выбор между ECDN и ее комбинацией с CDN определяется местоположением предполагаемой аудитории. Если партнеры и клиенты компании не объединены ее частной сетью, то наилучшим вариантом станет общедоступная сеть CDN с более широким охватом. «Сети ECDN хорошо подходят в том случае, когда большая часть контента остается в пределах собственной сети клиента (например, на внутренних узлах, доступных сотрудникам компании), однако многие пользователи все больше ориентируются на провайдеров, так как те готовы доставить контент через несколько сетей», — отмечает Каунс Бродерс, аналитик компании Current Analysis.

Если радиус действия не критичен, то следует учесть, что сети ECDN предоставляют администраторам более широкие возможности управления различными типами контента, правилами для пользователей, безопасностью, шифрованием и оптимизацией пропускной способности. Естественнее всего было бы реализовать все это, не выходя за пределы компании, — при наличии у нее отвечающего современным требованиям центра обработки данных и квалифицированного персонала ИТ, способного решать задачи проектирования, настройки, развертывания, поддержки приложений и технического обслуживания. Однако такое встречается редко. Некоторые провайдеры предлагают подобный сервис в режиме аутсорсинга, включая услуги анализа управления (по подписке) и предоставление выделенного оборудования.

Аутсорсинг обладает рядом преимуществ:

• меньшие авансовые расходы по сравнению с ECDN и, как следствие, ускорение возврата инвестиций;
• круглосуточный мониторинг и администрирование силами опытных специалистов в области ИТ;
• управляемая поддержка оборудования, включая обслуживание на месте;
• значительное увеличение охвата сети, в зависимости от провайдера (по этому показателю лидируют Akamai и Digital Island).

«Пользоваться услугами провайдера имеет смысл, если вас с ним связывают «толстые» каналы или его точка присутствия расположена за брандмауэром, и при этом за вами стоит солидный контингент рассредоточенных повсюду пользователей, например, находящихся в постоянных разъездах или работающих дома, для которых удаленный доступ к ECDN становится насущной необходимостью», — считает Ферстбрук. «Для экономии пропускной способности с помощью ECDN никакой провайдер не нужен, — уверяет Сима Уильямс из Forrester. — Но если число пользователей заметно возросло и вы намереваетесь расширить круг доступных возможностей за счет обучения или исследовательских работ, лучше обратиться к провайдеру, поскольку в его распоряжении, как правило, более качественные программные средства, и поэтому рядовые пользователи смогут работать с его службой, не вникая в тонкости новых технологий».

Использовать общедоступную сеть CDN наряду с частной целесообразно в том случае, когда компания стремится охватить две различные аудитории. Например, во время рекламной кампании какого-либо продукта учебные материалы и данные о продажах проще доставлять в пределах предприятия через ECDN, а клиентам и партнерам через сеть провайдера. Такой комбинированный подход можно использовать только при необходимости, например для расширенного освещения разовых событий Web, вводя в действие дополнительные мощности.

Провайдер CDN может потребовать, чтобы перед кэшированием вы модифицировали свой бизнес-контент или кодировали его в специальном формате. Если вам сложно выполнять кодирование при каждой публикации обновленного материала, то напомним, что Akamai достигла больших успехов в автоматизации и этого процесса.

Зыбкая грань между внутрикорпоративным сопровождением и аутсорсингом станет еще менее ощутимой, когда провайдеры начнут предлагать услуги управления клиентскими сетями ECDN (этого можно ожидать к 2002 г.). Такая система может оказаться вполне приемлемой для приложений второго ряда, однако внутреннюю информацию, предназначенную для торговых агентов, сотрудников службы маркетинга и отдела кадров, скорее всего, сочтут секретной. «Если у компании имеются ресурсы для управления ключевыми приложениями без посторонней помощи, она должна ими воспользоваться, однако приложения доставки видео по запросу и широковещательной передачи, ориентированные на крупные удаленные аудитории, предпочтительнее разместить у провайдеров», — полагает Ферстбрук.

ЧТО ЖДЕТ ВПЕРЕДИ

Самая интересная из новинок, касающихся CDN, — технология под названием ESI (EdgeSide Includes), разработанная несколькими производителями во главе с Akamai. Это простой язык разметки (аналогичный XML), с помощью которого можно определять динамически изменяющиеся фрагменты страниц Web (например, элементы, генерируемые с помощью базы данных, такие, как обновления биржевого курса и сообщения о ходе спортивных состязаний; или контент, персонально настраиваемый по таким параметрам, как местонахождение или предпочтения абонента, и т. п.), а также приложения Web. ESI выносит указанные транзакции на периферию сети, чтобы ускорить процесс обработки.

То, что доступ к базе данных производится в реальном масштабе времени на периферии сети, означает снижение нагрузки на серверы с исходным контентом. Вы сможете быстро создавать страницы Web с доступом к базе данных в реальном времени, так что их не придется переделывать каждый раз, когда запрашивается обновленный или персонализированный контент. В результате страницы генерируются с меньшей избыточностью, повышается быстродействие узла (в потенциале на порядок), обеспечивается защита от всплесков активности и снижается уровень требований к инфраструктуре (см. Рисунок 2).

Неудобство технологии ESI заключается в необходимости переформатирования узла. «Это не очень удобно в случае узлов Active Server Pages, — замечает Ферстбрук. — Для большинства пользователей реализация ESI будет означать по крайней мере частичную перестройку узла. К тому же ESI предлагает очень ограниченные возможности в плане аннулирования содержимого кэша (удаления и обновления контента). Кроме того, нельзя обрабатывать действительно динамически генерируемые страницы, а только само содержимое страницы».

Как бы то ни было, многие аналитики считают, что ESI знаменует собой следующий этап в решении проблемы кэширования динамического контента. Служба EdgeSuite компании Akamai — единственная на сегодня реализация ESI провайдером, однако многие провайдеры и производители продуктов ECDN наверняка последуют примеру Akamai в 2002-2003 гг. Некоторые новые компании, например Spider Cache и Chutney, предлагают собственные ESI-подобные решения, превосходящие EdgeSuite в функциональном отношении. Другие участники рынка ECDN также начинают включать возможности динамического кэширования в свои сети ECDN, поэтому при выборе продукта обязательно проверяйте наличие данной функции.

ЧАС НАСТАЛ?

У сетей ECDN масса достоинств, в том числе более широкий внутрикорпоративный контроль контента, усиленная безопасность и более надежные гарантии QoS. Компании имеют возможность, не прибегая к масштабированию базового сетевого оборудования, манипулировать своими сетями для удовлетворения повышенного спроса на доставку трафика или обеспечения передачи мультимедийных материалов с помощью наложенной сети. Кроме того, компании более эффективно смогут рассылать контент во все свои офисы-филиалы, причем практически одновременно.

«Во многих случаях, особенно в приложениях, использующих потоковую передачу мультимедиа, часто невозможно обеспечить эффективное участие удаленных офисов в работе без помощи ECDN», — заявляет Эмит Пэнди, старший директор подразделения Network Appliance, занимающегося вопросами доставки контента.

Пусть в этом есть доля преувеличения, однако аналитики подтверждают, что ECDN действительно позволяет сократить потребление пропускной способности глобальной сети. Вы можете упорядочить по приоритетам другие приложения, работающие на том же канале (например, отдать телефонным вызовам отдела сбыта большее предпочтение, чем учебному видео), используя либо собственные механизмы QoS, имеющиеся в ECDN, либо устройства сторонних разработчиков, таких, как Packeteer или NetReality.

Впрочем, у сетей ECDN есть и недостатки. Они требуют авансовых инвестиций, хотя и окупаются довольно быстро, не предназначены для обслуживания неизвестных или находящихся в отдаленных регионах мира пользователей, имея ограниченный радиус действия и работая только в частной среде. В результате многие партнеры и потенциальные клиенты оказываются отрезаны от их содержимого. Кроме того, управление сетью ECDN весьма обременительное занятие, которое по плечу только опытным профессионалам. С. Уильямс отмечает, что неспециалистам трудно управлять сетями ECDN, тем более при наличии неинтуитивных интерфейсов. Поскольку за текущее обслуживание отвечает штатный персонал компании, его задачи заметно усложняются, особенно когда сразу несколько приложений и пользователей начинают работать со службой одновременно. К тому же некоторые люди до сих пор предпочитают контактировать с собеседниками лично, а не с помощью видео, хотя после событий 11 сентября они, возможно, пересмотрят свое отношение к новым технологиям.

Итак, хотя сети ECDN сегодня еще не в состоянии обрабатывать все приложения (сейчас ведутся работы по ускорению доступа со страниц Web в базы данных), кэширование вне всяких сомнений благотворно сказывается на передаче файлов GIF и им подобных. Пришло ли уже время ECDN или пользователям стоит подождать, пока появится новое поколение оборудования, более мощное и производительное? «Необязательно. Все названные возможности весьма полезны, причем в большинстве своем это программные средства, так что при необходимости вы сможете выполнить обновление, — говорит Ферстбрук. — Функции, доступные уже сейчас, позволят вам оправдать сделанные инвестиции».

Ресурсы Internet

По адресу: http://www.stardust.com, находится информационный документ о бизнес-моделях и архитектурах ECDN под названием «Content Networking and Edge Services: Leveraging the Internet for Profit» («Сети доставки контента и периферийные службы: как извлекать прибыль из Internet»).

Чтобы подробнее узнать о технологии EdgeSide Includes (ESI), зайдите на узел http://www.esi.org и щелкните ссылку Overview («Обзор»); вашему вниманию будет предложена подробная документация.

В разделе информационных документов узла Web компании F5 имеется множество полезных материалов (несмотря на их пристрастный характер), в которых описывается технология коммутации контента, различные методы доставки контента и другие важные разработки на ту же тему. См.: http://www.f5.com/solutions/whitepapers/index.html.

назад