सामग्री वितरण और सीडीएन (CDNs)

सामग्री वितरण नेटवर्क उपयोगकर्ताओं के निकट सर्वर पर सामग्री की प्रतियां रखते हैं और प्रत्येक अनुरोध को एक अच्छी प्रतिकृति पर निर्देशित करते हैं, जिससे विलंबता और मूल भार कम होता है तथा बड़े पैमाने पर वेब और वीडियो वितरण संभव हो पाता है।

Definition

एक सामग्री वितरण नेटवर्क सर्वर की एक भौगोलिक रूप से वितरित प्रणाली है जो अंतिम उपयोगकर्ताओं के करीब सामग्री की प्रतियां संग्रहीत और परोसती है, प्रत्येक अनुरोध को विलंबता, हानि और मूल सर्वर पर भार को कम करने के लिए एक उपयुक्त पास की प्रतिकृति पर पुनर्निर्देशित करती है।

Scope

यह विषय बताता है कि इंटरनेट पैमाने पर सामग्री कैसे वितरित की जाती है: उपयोगकर्ताओं के करीब सामग्री की प्रतिकृति बनाने का औचित्य, भौगोलिक रूप से वितरित कैश के साथ सामग्री वितरण नेटवर्क (CDNs) की वास्तुकला, उपयोगकर्ता को पास की प्रतिकृति पर निर्देशित करने के तरीके (अक्सर DNS के माध्यम से), अनुकूली बिटरेट तकनीकों सहित स्ट्रीमिंग वीडियो की विशेष मांगें, और अंतर्निहित नेटवर्क के साथ CDNs की परस्पर क्रिया। यह नामकरण और अनुप्रयोग प्रोटोकॉल पर आधारित है और इसमें विस्तृत मीडिया-एन्कोडिंग और वितरण के तहत परिवहन तंत्र शामिल नहीं हैं।

Core questions

• उपयोगकर्ताओं के पास सामग्री की प्रतिकृति बनाने से प्रदर्शन और मापनीयता में सुधार क्यों होता है?
• एक CDN कैसे व्यवस्थित होता है, और इसके सर्वर कहाँ स्थित होते हैं?
• एक उपयोगकर्ता अनुरोध को एक अच्छी प्रतिकृति पर कैसे निर्देशित किया जाता है, और इसमें DNS की क्या भूमिका होती है?
• अनुकूली बिटरेट स्ट्रीमिंग परिवर्तनीय नेटवर्क पर वीडियो कैसे वितरित करती है?
• CDNs अंतर्निहित इंटरनेट टोपोलॉजी और आईएसपी (ISPs) के साथ कैसे इंटरैक्ट करते हैं?

Key concepts

• सामग्री प्रतिकृति
• सामग्री वितरण नेटवर्क (CDNs)
• एज कैशिंग सर्वर
• DNS के माध्यम से अनुरोध पुनर्निर्देशन
• निकटता और भार जागरूकता
• वीडियो स्ट्रीमिंग
• अनुकूली बिटरेट (HTTP चंक्ड) स्ट्रीमिंग
• मूल सर्वर ऑफलोड

Key theories

प्रतिकृति और निकटता

उपयोगकर्ताओं के पास कई सर्वर पर सामग्री रखने से नेटवर्क पथ छोटे हो जाते हैं, जिससे विलंबता और हानि कम होती है, और मूल तथा बैकबोन से भार वितरित होता है; केंद्रीय इंजीनियरिंग समस्या यह तय करना बन जाती है कि प्रतिकृतियां कहाँ रखी जाएं और प्रत्येक अनुरोध को कौन सी प्रतिकृति परोसे।

अनुरोध पुनर्निर्देशन

CDNs प्रत्येक क्लाइंट को एक पास की, स्वस्थ प्रतिकृति पर निर्देशित करते हैं, आमतौर पर DNS लुकअप के जवाब में चुने हुए सर्वर का पता वापस करके, नेटवर्क निकटता और वर्तमान भार के ज्ञान का उपयोग करते हुए।

अनुकूली बिटरेट स्ट्रीमिंग

स्ट्रीमिंग वीडियो को कई गुणवत्ता स्तरों पर एन्कोड किया जाता है और HTTP पर प्राप्त चंक्स में विभाजित किया जाता है, जिसमें क्लाइंट वर्तमान बैंडविड्थ के अनुसार अपनी अनुरोधित बिटरेट को अनुकूलित करता है, जो CDNs के HTTP-आधारित वितरण के अनुकूल है और परिवर्तनीय नेटवर्क स्थितियों का सामना करता है।

Clinical relevance

CDNs इंटरनेट ट्रैफिक का एक बड़ा हिस्सा वहन करते हैं और बड़े पैमाने पर तथा अच्छे प्रदर्शन के साथ वेब पेज, सॉफ्टवेयर अपडेट और विशेष रूप से वीडियो वितरित करने के लिए आवश्यक हैं। वे दुनिया भर के उपयोगकर्ताओं के लिए विलंबता को कम करते हैं, मूल सर्वर को ओवरलोड से बचाते हैं, और स्ट्रीमिंग सेवाओं को आधार प्रदान करते हैं जो उपभोक्ता इंटरनेट उपयोग पर हावी हैं, जिससे सामग्री वितरण आधुनिक वेब के प्रदर्शन के लिए केंद्रीय बन जाता है।

History

1990 के दशक के अंत में जब वेब ट्रैफिक में वृद्धि हुई, तो उपयोगकर्ताओं के करीब सामग्री को कैश करने के लिए सामग्री वितरण नेटवर्क उभरे, जिसमें अकामाई (Akamai) एक प्रारंभिक और प्रभावशाली उदाहरण था। ऑनलाइन वीडियो के विकास ने CDNs और HTTP-आधारित अनुकूली स्ट्रीमिंग को इंटरनेट वितरण के लिए केंद्रीय बना दिया, और CDNs एज प्लेटफॉर्म में विस्तारित हुए जो उपयोगकर्ताओं के करीब गणना भी चलाते हैं।

Key figures

• Ramesh K. Sitaraman
• Erik Nygren
• James F. Kurose

Seminal works

• kurose2021
• nygren2010

Frequently asked questions

एक CDN किसी वेबसाइट को तेज़ कैसे बनाता है?

एक CDN दुनिया भर में फैले सर्वर पर एक साइट की सामग्री की प्रतियां संग्रहीत करता है और प्रत्येक उपयोगकर्ता को पास के सर्वर से सेवा प्रदान करता है। यह नेटवर्क पथ को छोटा करता है, विलंबता और हानि को कम करता है, और मूल सर्वर से भार हटाता है। इसका परिणाम तेज़ पेज लोड और सुचारू स्ट्रीमिंग होता है, खासकर उन उपयोगकर्ताओं के लिए जो मूल सर्वर से दूर हैं।

एक CDN कैसे तय करता है कि मुझे कौन सा सर्वर सेवा प्रदान करेगा?

CDNs नेटवर्क निकटता, सर्वर भार और उपलब्धता के बारे में जानकारी का उपयोग करके एक अच्छी प्रतिकृति चुनते हैं, फिर आपके अनुरोध को उस पर निर्देशित करते हैं, आमतौर पर जब आपका डिवाइस DNS में साइट का नाम देखता है तो उस सर्वर का पता वापस करके। लक्ष्य एक पास का, स्वस्थ सर्वर है जो सामग्री को तेज़ी से वितरित कर सके।