Was ist ein Content Delivery Network (CDN)?

Ein Content Delivery Network ist ein Netz von Servern, die geografisch verteilt sind, um eine schnellere Webleistung zu ermöglichen, indem Kopien von Webinhalten näher an den Nutzern platziert werden oder die Bereitstellung dynamischer Inhalte (z. B. Live-Video-Feeds) erleichtert wird.

Jeder CDN-Server befindet sich am so genannten "Netz-Edge" - näher an den Nutzern als der Host-Server, von dem die Website stammt. Aus diesem Grund werden CDN-Server oft als "Edge-Server" bezeichnet. Jeder Server speichert oder zwischenspeichert Kopien eines Teils der Webinhalte - HTML-Dateien, Bilder, Audio, Video, Anwendungen - vom Host-Server. Indem es die Entfernung zwischen diesen Inhalten und den Benutzern verringert, hilft das Netz zur Bereitstellung von Inhalten dem Publisher der Website, einen schnelleren Durchsatz zu realisieren, die Ladezeit für seine Benutzer zu verkürzen und seine eigene Bandbreitennutzung und seine Kosten zu kontrollieren.

In der Regel kaufen Unternehmen CDN-Services von CDN-Anbietern, die ihre eigenen Servernetze unterhalten.

In dem Video "Was ist ein Content Delivery Network?" geht IBM Chefarchitekt Ryan Sumner auf ein Szenario ein, in dem ein CDN dazu beiträgt, die Website- und Seitenaufrufzeit für weltweit verteilte Benutzer zu beschleunigen:

Wenn Sie mehr über Cloud Computing und Edge-Netze erfahren möchten, lesen Sie die Blogbeiträge Cloud at the Edge und Rounding out the Edges.

CDNs bieten schnellere Ladezeiten, einen geringeren Bandbreitenverbrauch und viele andere Vorteile für Web-Publisher:

Bessere Konnektivität und Skalierbarkeit für Web-Publisher: Ein Content Delivery Network bietet Website-Nutzern schnellere Ladezeiten für Inhalte. Für Web-Publisher bedeutet das: mehr Seitenaufrufe, mehr Datenverkehr, verbesserte Kundeninteraktion und weniger Seitenabbrüche.

Geringerer Bandbreitenverbrauch: Web-Hosts stellen den Unternehmen die vom Ursprungsserver übertragenen Daten in Rechnung. Durch die Speicherung von Kopien der Inhalte näher an den Nutzern werden weniger Daten vom Ursprungsserver übertragen, was den Bandbreitenverbrauch und die Kosten eines Unternehmens senkt.

Geringere Latenz: Unter Latenz versteht man die Verzögerung zwischen dem Zeitpunkt, zu dem Daten von einem System angefordert werden, und dem Zeitpunkt, zu dem das System tatsächlich mit dem Senden der Daten beginnt. Eine größere Entfernung zwischen einem Benutzer, der Webinhalte anfordert, und dem Server, der sie liefert, kann zu größeren Latenzen führen. Da ein CDN-Server Webinhalte näher bei Ihren Benutzern zwischenspeichert, kann er die Latenz verringern und den Durchsatz verbessern.

Besseres Reagieren auf Spitzen im Datenverkehr: Eine erfolgreiche Marketingkampagne, ein zeitlich begrenztes Angebot, ein virales Video - diese Arten von Ereignissen können zu einem plötzlichen (erwarteten oder unerwarteten) Anstieg der Nachfrage nach Inhalten führen. Content Delivery Networks nutzen Lastausgleichsfunktionen (Load Balancing), um diese Nachfrage auf mehrere Server zu verteilen und so eine Überlastung eines einzelnen Servers zu vermeiden. Der Lastausgleich trägt auch dazu bei, dass sich Nachfragespitzen oder -schübe nicht auf die Leistung der Website auswirken.

Extern vergebener Infrastruktursupport: Wenn ein Unternehmen auf ein CDN zurückgreift, muss es keine Zeit, kein Personal und kein Geld für den Aufbau und die Wartung eines eigenen geografisch verteilten Servernetzes aufwenden.

Verbesserter Zugriffsschutz: In Content Delivery Networks kommen Analyse- und Automationstools zum Einsatz, die unter anderem Distributed-Denial-of-Service-Angriffe (DDoS), Man-in-the-Middle-Angriffe (MITM) und Firewall-Probleme aufdecken können.

Höhere Nutzerzufriedenheit: Langsame Ladezeiten und Probleme mit der Medienwiedergabe und der Reaktionsfähigkeit von Anwendungen gehören zu den Hauptgründen, warum Benutzer Websites verlassen und/oder meiden. Durch den Einsatz eines Content Delivery Network können einige dieser Leistungsprobleme verhindert oder reduziert werden, wodurch die Wahrscheinlichkeit steigt, dass die Nutzer der Inhalte mit den Website-Interaktionen zufrieden sind.

Verbesserte Bereitstellung von Inhalten: CDNs stellen Inhalte nicht nur schneller bereit, sie verbessern auch die Qualität der bereitgestellten Inhalte. Videowiedergabe, Videoanrufe und Live-Videostreaming können durch eine langsame Übertragung behindert werden, die zu Signalschwankungen führen kann. Buffering, schlechte Bild- und Tonqualität und unvollständige Übertragungen beeinträchtigen ebenfalls die Bereitstellung von Video- und Audioinhalten. Content Delivery Networks tragen dazu bei, die Entfernung zwischen den Inhalten und dem Nutzer zu verkürzen und den Datenverkehr auszugleichen, damit Router oder Server nicht überlastet werden.

Schnellerer E-Commerce: E-Commerce-Kunden haben hohe Erwartungen an Online-Einkaufserlebnisse - sie erwarten kurze Ladezeiten von Produktabbildungen, schnelle Zahlungsabwicklung und einfache Transaktionen auf jedem Mobil- oder Desktop-Gerät. Content Delivery Networks helfen B2C- und B2B-Einzelhändlern, E-Commerce-Inhalte und -Anwendungen in den Hauptzugriffszeiten schnell bereitzustellen.

Wie bereits erwähnt, unterstützt ein CDN einen Web-Publisher dabei, seinen Nutzern kürzere Zugriffszeiten und eine höhere Qualität zu bieten, indem die Inhalte von Servern verteilt werden, die sich näher an den Nutzern befinden als der Ursprungsserver der Website.

Angenommen, Ihre Website befindet sich im Vereinigten Königreich (UK). Wenn jemand aus den Vereinigten Staaten (USA) auf Ihre Website zugreift, bedient das CDN diesen Nutzer von einem Peripherie-Server in den USA aus, der näher am Nutzer liegt, anstatt von Ihrem im Vereinigten Königreich ansässigen Ursprungsserver für die Webseite. Daraus ergeben sich ein schnelleres Laden der Inhalte und eine höhere Leistung der Webanwendungen sowie eine verbesserte Benutzerfreundlichkeit.

Mehr als die Hälfte des gesamten Webdatenverkehrs wird über Content Delivery Networks abgewickelt und dieser Prozentsatz wächst weiter, da die Unternehmen ihre weltweite Reichweite ausbauen und immer mehr verschiedene Arten von Inhalten anbieten. CDNs verteilen zudem die Datenverkehrslasten, sodass kein einzelner Server mit Datenverkehrsanfragen überlastet wird. Gaming-Unternehmen, Entwickler von Cloud-Anwendungen, On-Demand-Medien für Live-Streaming und andere Medienservices, E-Commerce-Websites mit weltweiter Reichweite - je mehr die digitale Nutzung zunimmt, desto mehr Inhaltseigner verwenden CDNs, um ihren Nutzern einen besseren Service zu bieten.

Ein CDN bietet in erster Linie eine verbesserte Bereitstellung von Webinhalten, aber CDN-Anbieter haben zusätzliche Services im Angebot, die die Bereitstellung von Inhalten ergänzen.

Sicherheitsservices

CDNs können DDOS-Schutz für Rechenzentren und Websites zur Verfügung stellen.

Bei einem DDoS-Angriff versuchen die Angreifer, die DNS-Server einer Domäne mit sehr viel Datenverkehr zu überlasten, sodass der Service gestört wird oder sich verschlechtert. CDNs nutzen Analysen und Automation, um diese Angriffe zu überwachen und mit einer Begrenzung der Anfrageraten zu reagieren (Anzahl der HTTP-Informationsanfragen in einem bestimmten Zeitraum).

Bei einer MITM-Attacke versucht der Angreifer, die Kommunikation zwischen dem Ursprungsserver, den CDN-Servern und den Benutzern der Website abzufangen oder zu verändern. MITM-Angriffe können an verschiedenen Stellen in einem Netz erfolgen, aber CDNs helfen, diese Angriffe abzuschwächen, indem sie SSL- und TLS-Protokolle (Secure Sockets Layer, Transport Layer Security) einsetzen, um die Kommunikation zwischen dem CDN und dem Ursprungsserver der Website sowie zwischen dem CDN und dem ISP zu schützen.

Private CDNs

Wenn Sie mit einem Content Delivery Network arbeiten, werden Sie höchstwahrscheinlich die Netzfunktionen mit anderen CDN-Kunden teilen. Einige CDNs bieten jedoch inzwischen nicht öffentliche CDNs an, die dem Kunden ihre eigenen dedizierten CDN-Ressourcen zur Verfügung stellen. Ein nicht öffentliches CDN kann für ein Unternehmen interessant sein, das strenge Anforderungen an den Zugriffsschutz oder spezifische geografische Anforderungen hat, oder das einfach nur seine eigenen dedizierten Edge-Server haben möchte, die hochverfügbar sind und keine Latenzprobleme aufweisen.

Analytik

Content Delivery Networks können Echtzeit-Analytik zur Überwachung des Website-Datenverkehrs und zur Erfassung von Metriken über die Besucher einer Website anbieten. Ziel dabei ist es, das Nutzerverhalten zu verfolgen. Mit diesen Informationen können Website- und Webanwendungsersteller Inhalte für die Nutzer optimieren, den Service der Website verbessern und Marketingmaßnahmen auf bestimmte Nutzer-Personas ausrichten.

Jeder CDN-Anbieter hat eine eigene Preisstruktur. Die meisten berechnen eine monatliche Gebühr auf der Grundlage der von den Peripherie-Servern zu den Nutzern übertragenen Gigabytes an Daten. Die Tarife variieren je nach Zielort (die Region, in der die zwischengespeicherten Inhalte gehostet und von den Nutzern abgerufen werden). Die Anbieter haben auch unterschiedliche Richtlinien für die Speicherung; einige erheben Speichergebühren, andere nicht.

Die großen CDN-Anbieter veröffentlichen die Preise auf ihren Websites. Bei den meisten Anbietern sinkt der Preis pro Gigabyte, wenn die Gesamtzahl der übertragenen Gigabytes steigt. Führende CDN-Anbieter berechnen ihren Kunden auch nur die monatlich genutzte Bandbreite, d. h. die Abrechnung entspricht genau der tatsächlichen Nutzung des Service.

Einige Anbieter haben sogar kostenlose Service-Levels im Angebot. Was in diesen kostenlosen Service-Levels enthalten ist, variiert stark von Anbieter zu Anbieter. Kostenlose und kostenpflichtige Service-Levels basieren auf speziellen Service Level Agreements (SLAs). Führende CDN-Anbieter können ihren Kunden in der Regel eine Verfügbarkeit von 99,9 Prozent bieten.

Bevor Sie sich für einen CDN-Anbieter entscheiden, sollten Sie sich über dessen Preisstruktur und SLAs informieren. Da die meisten Anbieter auf der Grundlage der tatsächlich genutzten Bandbreite abrechnen, sollten Sie die Nutzung abschätzen, bevor Sie sich für einen Service entscheiden, um eine ungefähre Vorstellung von den monatlichen Kosten zu erhalten. Es gibt CDN-Preisrechner im Internet, mit denen Sie die Preise der führenden Anbieter auf der Grundlage von Bandbreitenschätzungen und Bandbreitennutzung nach geografischer Region vergleichen können.

Nicht jeder Website-Publisher braucht ein CDN. Die Website eines lokalen Schulbezirks beispielsweise benötigt möglicherweise kein CDN, da die meisten Nutzer von einem nahe gelegenen Standort aus auf die Website zugreifen.

Wenn Sie jedoch eine Website mit zahlreichen Medien, eine geografisch verteilte Nutzergruppe oder geschäftskritische Inhalte haben, die eine schnelle Bereitstellung erfordern, ist ein CDN möglicherweise die beste Option für Sie.

Die Zahl der CDN-Anbieter ist durch die Zunahme der Arten von Inhalten und der Geräte, die für den Zugriff auf diese Inhalte verwendet werden, stark gestiegen. Zu den wichtigsten Anbietern gehören die folgenden:

• Akamai
• MaxCDN
• Incapsula
• Rackspace
• Cloudflare

chten Sie bei der Auswahl eines CDN-Anbieters auf die Größe und Verteilung seines Netzes, die Übereinstimmung der Serverstandorte (sogenannte Points of Presence oder PoPs) mit den Standorten Ihrer Website-Benutzer, die Verfügbarkeit des Kundensupports, die Preise und die Service Level Agreements (SLAs). Bedenken Sie zudem, ob der Anbieter zusätzliche Services anbietet, die für Ihr Unternehmen hilfreich wären, z. B. zusätzliche Services für Sicherheit und Analytik.

CDN-Hosting beschreibt die vernetzten Server eines CDN-Anbieters, die ausgewählte Webinhalte einer Website hosten. Während sich Website-Hosting in der Regel auf nur einen Server bezieht, umfasst das CDN-Hosting viele miteinander vernetzte Server. CDN-Hosting erweitert das Website-Hosting durch die Zwischenspeicherung von Inhalten auf Netzservern, die geografisch näher an den Website-Nutzern liegen. Es unterscheidet sich von einem Web-Server, der Ihre gesamte Website auf dem Ursprungsserver hostet. CDN-Hosting kann daher die Inhalte schneller für die Nutzer bereitstellen als der Ursprungsserver der Website.

Nicht bei jedem Unternehmen sind die Kosten für die Nutzung eines Content Delivery Network gerechtfertigt. Open-Source-CDNs bieten eine weniger kostspielige, aber zeit- und arbeitsintensivere Option. Mit Open-Source-CDNs können Sie auf Inhaltsbibliotheken wie CSS- oder JavaScript-Frameworks verlinken. Open-Source-CDNs hosten Elemente der Website-Infrastruktur auf CDN-Servern. Website-Content-Manager können kostenlos auf diese Inhalte zugreifen. Open-Source-CDNs hosten nicht den Originalinhalt Ihrer Website. Sie können jedoch die Bereitstellung von Inhalten verbessern, indem sie gängige Strukturelemente Ihrer Website in die Nähe der Nutzer verlagern.

Für Website-Betreiber, die einen hohen Speicherbedarf für ihre Inhalte haben, bieten CDN-Anbieter Speichercluster an, die in ihr Netz von Edge-Servern integriert werden können. Website-Betreiber benötigen diese Speichermöglichkeit möglicherweise, wenn sie große statische Dateien wie Videos oder Installationsdateien bereitstellen. Durch die Speicherung dieser Dateien in der Nähe des Nutzers bietet CDN-Speicherung einen besseren Service und schnellere Downloads. Diese Speicheroptionen entlasten auch den Ursprungsserver, indem sie die Lastanforderungen verringern und diese Anforderungen stattdessen an CDN-Edge-Server weiterleiten.

Erfahren Sie mehr darüber, wie Sie den Cloud Object Storage über alle IBM CDN-Angebote hinweg nutzen können.

Wenn Sie mehr über die Nutzung von Content Delivery Networks erfahren möchten, sollten Sie eines dieser Lernprogramme ausprobieren:

• Im Lernprogramm Beschleunigte Bereitstellung statischer Dateien mit einem CDN erfahren Sie ganz praktisch, wie Sie Dateien in ein Cloud Object Storage-Bucket hochladen und dann Inhalte mit einem CDN weltweit verfügbar machen können.
  
  
• In ähnlicher Weise können Sie Ihre in IBM Cloud Object Storage gespeicherten Daten über die CIS-Funktion Überschreibung mit COS auflösen  komfortabel verwalten.