7.2.4 Content Distribution Networks

7.2.4 Content Distribution Networks
Today, many Internet video companies are distributing on-demand multi-Mbps
streams to millions of users on a daily basis. YouTube, for example, with a library
of hundreds of millions of videos, distributes hundreds of millions of video streams
to users around the world every day [Ding 2011]. Streaming all this traffic to locations all over the world while providing continuous playout and high interactivity is
clearly a challenging task.
For an Internet video company, perhaps the most straightforward approach to
providing streaming video service is to build a single massive data center, store all
of its videos in the data center, and stream the videos directly from the data center to
clients worldwide. But there are three major problems with this approach. First, if
the client is far from the data center, server-to-client packets will cross many communication links and likely pass through many ISPs, with some of the ISPs possibly
located on different continents. If one of these links provides a throughput that is
less than the video consumption rate, the end-to-end throughput will also be below
the consumption rate, resulting in annoying freezing delays for the user. (Recall
from Chapter 1 that the end-to-end throughput of a stream is governed by the
throughput in the bottleneck link.) The likelihood of this happening increases as the
number of links in the end-to-end path increases. A second drawback is that a popular video will likely be sent many times over the same communication links. Not
only does this waste network bandwidth, but the Internet video company itself will
be paying its provider ISP (connected to the data center) for sending the same bytes
into the Internet over and over again. A third problem with this solution is that a single data center represents a single point of failure—if the data center or its links to
the Internet goes down, it would not be able to distribute any video streams.
In order to meet the challenge of distributing massive amounts of video data to
users distributed around the world, almost all major video-streaming companies
make use of Content Distribution Networks (CDNs). A CDN manages servers in
multiple geographically distributed locations, stores copies of the videos (and other
types of Web content, including documents, images, and audio) in its servers, and
attempts to direct each user request to a CDN location that will provide the best user
experience. The CDN may be a private CDN, that is, owned by the content provider
itself; for example, Google’s CDN distributes YouTube videos and other types of
content. The CDN may alternatively be a third-party CDN that distributes content
on behalf of multiple content providers; Akamai’s CDN, for example, is a thirdparty CDN that distributes Netflix and Hulu content, among others. A very readable
overview of modern CDNs is [Leighton 2009].
CDNs typically adopt one of two different server placement philosophies
[Huang 2008]:
• Enter Deep. One philosophy, pioneered by Akamai, is to enter deep into the
access networks of Internet Service Providers, by deploying server clusters in
access ISPs all over the world. (Access networks are described in Section 1.3.)

Kết quả (Việt) 1:

7.2.4 mạng lưới phân phối nội dungNgày nay, nhiều công ty Internet video phân phối theo nhu cầu đa-Mbpssuối đến hàng triệu người dùng trên một cơ sở hàng ngày. YouTube, ví dụ, với một thư việncủa hàng trăm triệu của video, phân phối hàng trăm triệu của video trực tuyếncho người dùng trên toàn thế giới mỗi ngày [đinh 2011]. Streaming tất cả này lưu lượng truy cập đến các địa điểm trên khắp thế giới trong khi cung cấp liên tục playout và tương tác caorõ ràng là một nhiệm vụ đầy thử thách.Đối với một công ty video Internet, có lẽ có cách tiếp cận đơn giản nhất đểcung cấp dịch vụ video streaming là để xây dựng một trung tâm dữ liệu lớn duy nhất, lưu trữ tất cảCác video trong Trung tâm dữ liệu, và các dòng video trực tiếp từ các dữ liệu trung tâm đểkhách hàng trên toàn thế giới. Nhưng có ba vấn đề lớn với cách tiếp cận này. Đầu tiên, nếukhách hàng ở xa trung tâm dữ liệu, phục vụ khách hàng gói sẽ vượt qua liên kết nhiều thông tin liên lạc và có khả năng vượt qua nhiều ISP, với một số các ISP có thểnằm trên các châu lục khác nhau. Nếu một trong những liên kết này cung cấp một thông lượng làít hơn mức tiêu thụ video, thông qua kết thúc để kết thúc cũng sẽ dưới đâytỷ lệ tiêu thụ, dẫn đến sự chậm trễ đóng băng gây khó chịu cho người dùng. (Nhớ lạitừ chương 1 thông qua kết thúc để kết thúc của một dòng được quản lý bởi cácthông lượng trong các liên kết nút cổ chai.) Khả năng này xảy ra tăng như cácsố lượng các liên kết trong kết thúc để kết thúc đường tăng. Một nhược điểm thứ hai là rằng một đoạn video phổ biến sẽ có khả năng được gửi nhiều lần qua các liên kết giao tiếp cùng. Khôngchỉ có băng thông mạng chất thải này, nhưng công ty video Internet chính nó sẽtrả tiền của nhà cung cấp ISP (kết nối với Trung tâm dữ liệu) để gửi cùng một bytevào Internet hơn và hơn nữa. Vấn đề thứ ba với giải pháp này là một trung tâm dữ liệu duy nhất đại diện cho một điểm duy nhất của thất bại-nếu Trung tâm dữ liệu hoặc các liên kết đếnInternet đi xuống, nó sẽ không thể phát hành bất kỳ dòng video.Nhằm đáp ứng những thách thức của phân phối số lượng lớn các dữ liệu video đểngười dùng được phân phối xung quanh các thế giới, hầu như tất cả các video streaming công tylàm cho việc sử dụng mạng lưới phân phối nội dung (CDNs). Một đô la Canada quản lý máy chủnhiều về mặt địa lý phân bố vị trí, Mua sắm các bản sao của các video (và khácloại nội dung Web, bao gồm cả tài liệu, hình ảnh và âm thanh) trong máy chủ của nó, vàcác nỗ lực để trực tiếp mỗi yêu cầu người dùng đến một vị trí CDN sẽ cung cấp cho người sử dụng tốt nhấtkinh nghiệm. Các CDN của có thể là một đô la Canada riêng, nghĩa là thuộc sở hữu của các nhà cung cấp nội dungbản thân; Ví dụ: Google CDN phân phối video trên YouTube và các loạinội dung. Các CDN của ngoài ra có thể một CDN của bên thứ ba phân phối nội dungthay mặt cho nhiều nhà cung cấp nội dung; Akamai CDN, ví dụ, là một thirdparty CDN phân phối nội dung của Netflix và Hulu, trong số những người khác. Rất dễ đọcTổng quan về các CDNs hiện đại là [Leighton 2009].CDNs thường áp dụng một trong hai máy chủ khác nhau vị trí triết lý[Hoàng 2008]:• Nhập sâu. Một trong những triết lý, đi tiên phong của Akamai, là nhập sâu vào cáctruy cập mạng của nhà cung cấp dịch vụ Internet, bằng cách triển khai cụm máy chủ tạitruy cập vào ISP trên thế giới. (Truy cập mạng được mô tả trong phần 1.3.)

Kết quả (Việt) 2:

7.2.4 Nội dung Mạng Phân phối
Ngày nay, nhiều công ty truyền hình Internet đang phân phối theo nhu cầu đa Mbps
suối để hàng triệu người sử dụng trên một cơ sở hàng ngày. YouTube, ví dụ, với một thư viện
của hàng trăm triệu video, phân phối hàng trăm triệu dòng video
đến người dùng trên khắp thế giới mỗi ngày [Ding 2011]. Trực tuyến tất cả lưu lượng này đến các địa điểm trên toàn thế giới trong khi cung cấp phát sóng liên tục và tương tác cao là
rõ ràng là một nhiệm vụ đầy thách thức.
Đối với một công ty truyền hình Internet, có lẽ là phương pháp đơn giản nhất để
cung cấp dịch vụ video trực tuyến là để xây dựng một trung tâm dữ liệu khổng lồ duy nhất, lưu trữ tất cả
video của nó trong các trung tâm dữ liệu, và các dòng video trực tiếp từ các trung tâm dữ liệu cho
khách hàng trên toàn thế giới. Nhưng có ba vấn đề lớn với cách tiếp cận này. Đầu tiên, nếu
khách hàng là xa trung tâm dữ liệu, máy chủ đến khách hàng các gói tin sẽ vượt qua nhiều đầu mối giao thông và có khả năng đi qua nhiều ISP, với một số các ISP có thể
nằm trên các châu lục khác nhau. Nếu một trong những liên kết này cung cấp một thông đó là
ít hơn so với mức tiêu thụ video, thông end-to-end cũng sẽ được dưới
mức tiêu thụ, dẫn đến chậm trễ đóng băng gây phiền nhiễu cho người sử dụng. (Nhớ lại
từ chương 1, các thông end-to-end của một dòng được điều chỉnh bởi các
thông lượng trong các liên kết nút cổ chai.) Khả năng xảy ra điều này tăng lên khi
số lượng các liên kết trong các end-to-end đường tăng. Một nhược điểm thứ hai là một video phổ biến có thể sẽ được gửi nhiều lần qua các liên kết truyền thông tương tự. Không
chỉ làm băng thông mạng chất thải này, nhưng các công ty video Internet tự nó sẽ
được trả ISP nhà cung cấp của nó (kết nối với các trung tâm dữ liệu) để gửi các byte cùng
vào Internet hơn và hơn nữa. Một vấn đề thứ ba với giải pháp này là một trung tâm dữ liệu duy nhất đại diện cho một điểm duy nhất của thất bại, nếu các trung tâm dữ liệu hoặc liên kết của nó với
Internet đi xuống, nó sẽ không có khả năng phân phối bất kỳ dòng video.
Để đáp ứng những thách thức của phân phối số lượng lớn các dữ liệu hình ảnh để
người dùng phân phối trên toàn thế giới, gần như tất cả các công ty phát video trực tuyến lớn
sử dụng các mạng phân phối nội dung (CDN). Một CDN quản lý các máy chủ tại
nhiều địa điểm địa lý phân phối, cửa hàng các bản sao của video (và các
loại nội dung Web, bao gồm tài liệu, hình ảnh và âm thanh) trong các máy chủ của nó, và
cố gắng để chỉ đạo từng yêu cầu người sử dụng đến một vị trí CDN rằng sẽ cung cấp cho các dùng tốt nhất
kinh nghiệm. CDN có thể là một CDN riêng, đó là, thuộc sở hữu của các nhà cung cấp nội dung
của chính nó; ví dụ, CDN của Google phân phối video YouTube và các loại
nội dung. CDN có thể cách khác là một bên thứ ba CDN phát tán nội dung
đại diện cho nhiều nhà cung cấp nội dung; CDN của Akamai, ví dụ, là một CDN thirdparty rằng phân phối Netflix và Hulu nội dung, trong số những người khác. A rất có thể đọc được
cái nhìn tổng quan của CDN hiện đại là [Leighton 2009].
CDN thường áp dụng một trong hai triết lý vị trí máy chủ khác nhau
[Huang 2008]:
• Nhập Deep. Một triết lý, đi tiên phong của Akamai, là để nhập sâu vào các
mạng truy nhập của nhà cung cấp dịch vụ Internet, bằng cách triển khai các cụm máy chủ tại
các ISP truy cập tất cả các nơi trên thế giới. (Mạng truy cập được mô tả trong phần 1.3.)