دانلود رایگان ترجمه مقاله اندازه گیری شبکه تحویل محتوای تجاری (ACM سال 2011)

مبتدی (مناسب برای درک مفهوم کلی مطلب) 

مقالات گوناگونی عملکرد CDN ها را مورد مطالعه قرار داده اند. کریشنامورتی و همکارانش عملکرد چندین CDNs را در زمان مطالعه مقایسه کردند[11]. این مقاله اولین نشانه از این است که ممکن است آثار وجود CDN مستقیماً به عنوان عملکرد آن تفسیر نگردد. مطالعه ما یک مطالعه مستقیم در ارتباط با عملکرد مفاهیم تقویت مرکز داده یا همان CDN است.
Canali و همکارانش [5]عملکردی که توسط کاربر از تحویل CDN درک می شود را با در نظر گرفتن موارد مرتبط با فواصل مکانی و با نظارت بر عملکرد تحویلCDN به مدت 2 سال و از سه مکان مورد مطالعه قرار دادند. Su و Kusmanovic تحویل محتوای Akamai را از دیدگاه امنیتی تجزیه و تحلیل کردند[22]. ما تحویل منظم ترافیک وب توسط Akamai را در نظر گرفته که به روشی متفاوت از جریان، مهندسی شده است.
Biliris و همکارانش عملکرد مفاهیم بالا بردن سرعت از طریق ارائه محتواهای مشابه از طریق CDN های متفاوت را برای کاربران مختلف بررسی نموده اند[4]. این بررسی نشان داده است که هیچ نوع CDN به تنهایی پوشش کافی برای تمامی کاربران اینترنت را ارائه نمی دهد. در کنار نتایج حال حاضر ما که Akamai با تقویت مراکز داده اش عملکرد نزولی اش را تحمل نمی کند، این نتیجه حاکی این است داد که CDN ها ممکن است قادر باشند تا دسترسی مکانی شان را سهولت بخشند.
Su و همکارانش[21]، امکان استفاده از انتخاب سرور Akamai برای یافتن مسیرهای شلوغ باکیفیت بر روی اینترنت را بررسی کرده اند و در این پروسه جوانب مختلفی از عملکردهای Akamai را مورد بررسی قرار داده اند. Poese و همکارانش[16] مشاهده کرده اند که انتخاب سرور CDN می تواند از طریق کمک از ISP مربوط به کلاینت بهبود یابد. این مطالعات نیازمند کشف سرور های Akamai دارد، تجربه ما در این مورد، برای تحقیقات آتی مفید خواهد بود.

3. سابقه: شبکه های تحویل محتوا
یک CDN، زیر بنایی است برای تحویل موثر محتوای مبتنی بر وب جهت ارائه به کاربران اینترنت. یک اپراتور CDN ( نظیر Akamai) تعداد زیادی از edge server ها را از طریق اینترنت گسترش می دهد. ارائه دهنده محتوا hostname های مشخص را به DNS مربوط به CDN تحویل می دهد به صورتیکه وقتی یک کاربر بر روی یک URL تحویل داده شده کلیک می کند، محتوا به جای اینکه از سایت ارائه دهنده محتوا دانلود شود، از طریق نزدیک ترین edge server دانلود می شود.
مکانیزم پایه در شکل 1 توضیح داده شده است. جــهت انجام عملیات تحویــل host name تحــت عنوان images.firm-x.com ، سرور DNS مربـــوط به firm-x تقاضاهای DNS را با برگرداندن CNAME (canonical name) برای hostname های تحویل داده شده به CDN بازمی گرداند، شبیه پاسخ به کاربر، به طور مثال image.firm-x.com.CDNname.net (مرحله 2 در شکل). اکنون کاربر با یک query که در سیستم DNS برای دامنه CDN-name.net وارد می شود بایستی canonical name را حل کند که با CDN عمل می کند (مرحله 3). عمل آخر یک edge server را انتخاب می کند (به طور نمونه نزدیک به کلاینت، تا زمانیکه بار سرور و شرایط شبکه اجازه دهد) و به query با آدرس IP سرور انتخاب شده پاسخ می دهد، دانلود محتوا از سرور انتخاب شده تصویب می گردد (مرحله 4). Edge sever به صورت یک cache عمل می کند- محتوا را به صورت نمونه از محل ذخیره محلی تهیه می کند ( اگر محتوا را از درخواست های قبلی داشته باشد) یا محتوا را از سایت مبدا تهیه می کند و آن را به کلاینت ارسال می کند و برای نیاز آتی آن را ذخیره می کند.
در واقع، Akamai یک سیستم DNS در مرحله ای را به خدمت می گیرد ( به دلیل پیچیدگی در شکل نشان داده نشده است): سرورهای سطح بالای مرکزی پاسخ های نوع NS را به query ها بر می گردانند، آنها را به سرورهای DNS سطح پایین نزدیک شان راهنمایی می کنند و در آخر عملیات Hostname به IP را انجام می دهند. ساختار پلتفرم حقیقی، آدرس دهی های پیچیده دیگری را انجام می دهد. مثلاً، Sherman و همکاران سیستم مدیریت پیکربندی خبره Akamai را توصیف نموده اند[20].

4. روش شناسی
این بخش روش های تجربی اصلی که جهت مطالعه مورد استفاده قرار می دهیم را توصیف می کند.

4.1 کشف edge server
بیشتر تحقیقات CDN نیاز به کشف edge server های CDN دارند[11,5,21]. تکنیک پــــایه بــــرای کشف edge server به خوبی استقرار یافته و به سادگی مستلزم شناسایی و حل یک hostname تحویل داده شده است. مثلاً دستور nslookup روی images.amazon.com یا روی canonical name به صورت a1794.1.akamai.net معمولاً حداقل دو آدرس IP از edge server ها بر می گرداند.
در هر صورت چالش هنگامی روی می دهد که شخصی بخواهد بر روی یک مجموعه بزرگ از edge server ها کار کند، این مورد نیاز دارد به اینکه hostname از مکان های جغرافیایی متفاوت استخراج شود. برای جلوگیری از پیچیدگی به دسترسی و ارتباط به host های دیگر، از DipZoom استفاده کرده ایم که یک پلتفرم محاسبه اینترنت نقطه به نقطه است[7,26]. DipZoom تعداد زیادی نقاط محاسباتی در اطراف جهان دارد و اجازه می دهد که تجربیات جهانی به صورت برنامه های جاوای محلی اجرا شوند بدون اینکه نیاز باشد تا به صورت آشکار با نقاط محاسباتی جداگانه تعامل داشته باشند. هنگامی که نقاط محاسباتی DipZoom در دسترس، از نظر زمانی متفاوت باشند، معمولاً بیش از 400 MP فعال در دسترس، غالباً در گره های PlanetLab وجود دارند و همچنین روی بعضی از هاست های academic و residential. به عنوان نمونه ای از پوشش جغرافیایی، شکل شماره 2 یک تصویر گرفته شده از Google map را به صورتی نشان می دهد که نقاط DipZoom فعال از هم جدا شده اند[7].
طی بررسی که انجام دادیم، canonical name های ارسال شده به Akamai را گردآوری نمودیم به این صورت که آنها را دانلود کرده و منابع صفحات وب را از 95 مشتری Akamai که بر روی وب سایت Akamai لیست شده بودند تست نمودیم. سپس متناوبا (دوباره در هفته) عملیات صورت گرفت توسط DNS را از این نام ها به تعداد زیادی از مکان های شبکه در یک بازه زمانی 13 هفته ای را انجام دادیم. نتیجتاً زیر 12 هزار Akamai edge server حاصل شد که 10231 سرور در انتهای فرآیند اکتشاف قابل ردیابی بودند. با کلاسه بندی این edge server ها بر اساس شهر و سیستم های مستقل، به طور سنتی تخمین زدیم که حداقل 308 مکان کشف شده اند. عدد حقیقی بزرگتر است به صورتیکه edge sever های کشف شده 864 از 24 پیشوند را به صورت مجزا نشان می دهد. به طور واضح بخش کشف شده از پلتفرم Akamai فقط مجموعه ای از سرورهای Akamai و مکان ها را نشان می دهند به هر حال همانطور که در بخش 6.1 توضیح خواهیم داد، این مورد در راستای نتایج ما نیست.

4.2 لغو انتخاب CDN Edge Server
برای سنجش عملکرد CDN، ارزیابی استاندارد عملکرد از طریق دانلود صفحه موثر است به صورتیکه از طریق ابزار Curl گزارش شده باشد [6]. جهت اندازه گیری عملکرد دانلود از یک edge server مشخص به جای انتخاب سرور Akamai، بایستی مستقیما با استفاده از IP آدرس خام آن به جای DNS host name از URL به edge server مطلوب متصل شویم. بررسی های ما نشان داده که جهت پردازش درخواست توسط یک Akamai’s edge server کافی است که خیلی ساده HTTP host header را که با یک درخواست با استفاده از DNS host name مناسب ارائه شده بوده است را مشمول نماییم.
مثلا” دستور زیر با ارائه host header مورد انتظار از طریق مقدار دستوری “-H” با موفقیت عملیات دانلود را از Akamai edge server انجام می دهد (با آدرس آی پی : 206.132.122.75) .