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CDN, la rete nella Rete per la distribuzione di contenuti

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CDN, la rete nella Rete per la distribuzione di contenuti FASTWEB S.p.A.
L'architettura di rete di un Content Delivery Network si basa su numerosi server distribuiti in varie nazioni
Internet
Il Content Delivery Network (CDN) è un sistema di consegna dei contenuti inventato in Italia a metà anni '90. Ecco come funziona

Per Content Delivery Network (rete per la consegna di contenuti, abbreviato spesso e volentieri in CDN) si intende una rete di computer e server, connessi tra di loro attraverso Internet e utilizzati per distribuire in tutto il mondo file e dati di grandi dimensioni, come film e programmi TV in streaming.

Che cos'è un CDN

I Content Delivery Network sono una rete nella Rete, decine di server (a volte anche centinaia o migliaia) sparsi sui cinque continenti, che ospitano gli stessi contenuti (solitamente film e altri file multimediali di grandi dimensioni), rendendoli disponibili ai computer di tutto il mondo. Lo scopo è ottimizzare il processo di consegna dei contenuti ai vari nodi della Rete che ne fanno richiesta, garantendo che eventuali picchi di richieste non abbiano effetti negativi sulle prestazioni del server.

Soprattutto quando si ha a che fare con file multimediali – come ad esempio lo streaming live di eventi televisivi o di film –, sistemi centralizzati basati su un singolo server di distribuzione possono subire un notevole degrado delle prestazioni. Ciò ha inevitabilmente delle ripercussioni sulla qualità audio e video dei contenuti distribuiti: grazie al CDN è possibile ovviare a questo problema deviando il traffico su altri server, copia perfetta dell’originale, mantenendo inalterate le prestazioni della Rete e la qualità dei contenuti distribuiti.

Come funziona il CDN

Il Content Delivery Network ha un funzionamento per alcuni versi elementare. In sintesi, potremmo dire che riproduce “in sedicesimi” ciò che Internet fa su larga scala. Internet è stato progettato e realizzato secondo il principio dell'end-to-end (da estremità a estremità). Alla base di questa scelta, la volontà di rendere il funzionamento della Rete il più funzionale e lineare possibile, affidando ai due nodi estremi della catena (l'host da una parte e l'utente dall'altra) il compito di scegliere come regolare il traffico dati. Ne risulta una struttura che, sostanzialmente, si occupa solo di far transitare le informazioni tra i due nodi, mentre il resto viene appunto affidato agli attori principali (host e utente finale).

 

A sinistra il funzionamento di una rete basata su un singolo server, a destra una rete CDN

 

Il Content Delivery Network riproduce in piccolo questo principio, moltiplicando i nodi-server a cui i nodi-utenti possono fare riferimento per la richiesta dei dati. Ciò permette, tra le altre cose, di ridurre la distanza tra i due nodi estremi: se in una Rete basata su un solo server l'utente è costretto a utilizzare quell'unico nodo distante magari migliaia di chilometri, grazie al CDN il traffico dell'utente viene indirizzato verso l’host presente nella rete a lui più vicina e con maggior disponibilità di banda. Il risultato è una navigazione più spedita e fluida.

Per rendere possibile e funzionante questa architettura di rete, nel tempo sono stati sviluppati tutta una serie di protocolli ad hoc. L'Internet Content Adaptation Protocol (ICAP) garantisce ad esempio la connessione tra i vari server dello stesso CDN, anche se negli ultimi anni è stato sostituito dall'Open Pluggable Edge Services (OPES); grazie all'ESI (edge side includes), un piccolo linguaggio di markup affine allo HTML, invece, è garantita la scalabilità del sistema. Un sistema si definisce scalabile quando ha la capacità di “crescere” o “decrescere”, ossia di aumentare o diminuire le sue dimensioni, in funzione delle necessità e delle disponibilità.

La storia

La rete per la consegna di contenuti è piuttosto giovane. I primi esperimenti di tal genere vennero portati avanti a metà anni '90 dalla NEXUS International Broadcasting Association, un incubatore di imprese in ambito informatico senza scopo di lucro con sede a Milano. La prima versione commerciale del Content Delivery Network venne lanciata nel 1995 dalla stessa NEXUS e immediatamente se ne compresero le potenzialità tecnologiche e finanziarie.

Negli anni successivi il sistema venne esportato anche negli Stati Uniti e in altri Paesi occidentali ma è proprio nella patria di Internet che trovò applicazioni più interessanti e maggiori margini di sviluppo. Nel 1998 un ex-studente del Massachusetts Institute of Technology fondò Akamai, azienda leader mondiale nella fornitura di servizi CDN.

 

Schema di funzionamento di Akamai

 

Akamai, che fornisce le sue prestazioni a giganti del calibro di Adobe, Audi, Apple, IBM, Nintendo, IKEA, Reuters e molti altri, effettua una copia mirror del contenuto dei server dell'azienda committente e ne salva varie copie su diversi server del suo network. Sebbene l'URL resti lo stesso, l'utente viene automaticamente reindirizzato verso uno dei server Akamai, selezionato a seconda della tipologia di file richiesto e della collocazione geografica dell'utente.

Tutto ciò accade in maniera trasparente, ovvero senza che l'utente se ne accorga e, soprattutto, senza che la qualità dei servizi di cui vuole usufruire ne risenta.

I vantaggi dei Content Delivery Network

Non è questo, però, il solo vantaggio garantito dai CDN.

  • Le reti per la consegna dei contenuti garantiscono generalmente un caricamento delle pagine web più veloci, perché possono indirizzare il traffico verso server geograficamente più vicini al nodo da cui la richiesta è partita.

  • Minimizzano la perdita di pacchetti dati nel corso del trasferimento.

  • Migliorano il posizionamento dei siti web all'interno dei motori di ricerca grazie a prestazioni più elevate e maggiore qualità dei contenuti distribuiti.

  • Garantiscono ridondanza e scalabilità. La prima è assicurata dalla presenza dello stesso contenuto su diverse decine di server; la seconda dalla possibilità di aggiungere nuovi server o eliminarne di vecchi e non più funzionanti (o funzionali) senza che le prestazioni generali del sistema ne risentano.

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