CDN (Content Delivery Network)

Was ist ein CDN (Content Delivery Network) ?

Ein CDN, auch Content Delivery Network genannt, ist eine Gruppe von geografisch verteilten und miteinander verbundenen Servern, die zwischengespeicherte Internetinhalte von einem Netzwerkstandort in der Nähe eines Benutzers bereitstellen, um deren Bereitstellung zu beschleunigen. Das Hauptziel eines CDN ist es, die Webleistung zu verbessern, indem die Zeit, die für die Übertragung von Inhalten und Rich Media auf die mit dem Internet verbundenen Geräte der Benutzer benötigt wird, verkürzt wird.

Die Architektur des „Content-Bereitstellungsnetzwerks“ ist auch darauf ausgelegt, die Netzwerklatenz zu reduzieren, die oft durch den Transport von Daten über lange Strecken und über mehrere Netzwerke verursacht wird. Die Eliminierung von Latenzzeiten gewinnt zunehmend an Bedeutung, da immer mehr dynamische Inhalte, Videos und Software as a Service an eine wachsende Anzahl mobiler Geräte geliefert werden.

CDN-Anbieter hosten gecachte Inhalte entweder in ihren eigenen Network Points of Presence (POP) oder in Rechenzentren von Drittanbietern. Wenn ein Benutzer Inhalte von einer Website anfordert und diese Inhalte in einem Content Delivery Network zwischengespeichert werden, leitet das CDN die Anforderung an den Server weiter, der diesem Benutzer am nächsten liegt, und liefert die zwischengespeicherten Inhalte von seinem Standort am Netzwerkrand aus. Dieser Prozess ist für den Benutzer in der Regel unsichtbar.

Für welchen Bedarf ist ein CDN geeignet?

Eine Vielzahl von Unternehmen und Organisationen verwenden CDNs, um ihre Website-Inhalte zwischenzuspeichern, um die Leistungs- und Sicherheitsanforderungen ihrer Unternehmen zu erfüllen. Der Bedarf an CDN-Diensten steigt, da Websites mehr Streaming-Video, E-Commerce-Anwendungen und Cloud-basierte Anwendungen anbieten, bei denen hohe Leistung im Vordergrund steht. Nur wenige CDNs haben POPs in jedem Land, was bedeutet, dass viele Unternehmen mehrere CDN-Anbieter nutzen, um sicherzustellen, dass sie die Bedürfnisse ihrer Geschäfts- oder Privatkunden unabhängig vom Standort erfüllen können.

Neben Content Caching und schneller Datenlieferung nutzen CDN-Anbieter ihre Präsenz am Rande des Netzwerks, indem sie Dienste anbieten, die ihre Kernfunktionalitäten ergänzen. Dazu gehören Sicherheitsdienstleistungen, die Distributed Denial-of-Service (DDoS)-Schutz, Web Application Firewalls (WAFs) und Bot-Minderung, Web- und Anwendungs-Performance und -Beschleunigungsdienste, Streaming-Video- und Broadcast-Medienoptimierung und sogar Digital Rights Management für Video umfassen. Einige CDN-Anbieter stellen ihre APIs auch Entwicklern zur Verfügung, die die CDN-Plattform an ihre Geschäftsanforderungen anpassen möchten, insbesondere wenn Webseiten dynamischer und komplexer werden.

Wie funktioniert ein CDN?

Der Prozess des Zugriffs auf Inhalte, die an einem CDN-Netzwerk-Edge-Standort zwischengespeichert sind, ist für den Benutzer fast immer transparent. Die CDN-Verwaltungssoftware berechnet dynamisch, welcher Server sich am nächsten zum anfragenden Benutzer befindet und liefert Inhalte auf der Grundlage dieser Berechnungen. Der CDN-Server am Netzwerkrand kommuniziert mit dem Herkunftsserver des Inhalts, um sicherzustellen, dass alle Inhalte, die zuvor nicht zwischengespeichert wurden, auch an den Benutzer geliefert werden. Dadurch entfällt nicht nur die Entfernung, die der Inhalt zurücklegt, sondern auch die Anzahl der Sprünge, die ein Datenpaket machen muss. Das Ergebnis sind weniger Paketverlust, optimierte Bandbreite und schnellere Leistung, was Timeouts, Latenzzeiten und Jitter minimiert und die allgemeine Benutzerfreundlichkeit verbessert. Im Falle eines Internetangriffs oder eines Ausfalls bleiben die auf einem CDN-Server gehosteten Inhalte zumindest für einige Benutzer verfügbar.

Unternehmen kaufen Dienste von CDN-Anbietern, um ihre Inhalte ihren Nutzern vom nächstgelegenen Standort aus zur Verfügung zu stellen. CDN-Anbieter hosten entweder selbst Inhalte oder bezahlen Netzbetreiber und Internet Service Provider (ISPs), um CDN-Server zu hosten. CDN-Anbieter verwenden nicht nur Server am Netzwerkrand, sondern auch Lastausgleichs- und Solid-State-Festplatten, um die Daten schneller zu den Benutzern zu bringen. Sie arbeiten auch daran, die Dateigröße durch Kompression und spezielle Algorithmen zu reduzieren, und sie setzen maschinelles Lernen und KI ein, um schnellere Lade- und Übertragungszeiten zu ermöglichen.

Anbieter von Content Delivery Netwoks:

1. Akamai: Akamai ist einer der größten Anbieter von CDN-Dienstleistungen. Es bietet ein breites Spektrum an Lösungen, darunter Content Delivery, Cloud-Sicherheit, Web-Performance und Online-Video-Streaming. Es hat ein weltweites Netzwerk aus mehr als 200.000 Servern in über 130 Ländern.
2. Cloudflare: Cloudflare ist ein weiterer großer Anbieter von CDN-Dienstleistungen, der eine breite Palette von Lösungen für Content Delivery, Web-Performance, Sicherheit und DDoS-Schutz anbietet. Es hat ein weltweites Netzwerk von über 200 Daten-Zentren.
3. Amazon CloudFront: Amazon CloudFront ist ein CDN-Dienst von Amazon Web Services (AWS). Es bietet Content Delivery, Web-Performance und Sicherheitsfunktionen. Es nutzt das weltweite Netzwerk von AWS, um Inhalte schnell und zuverlässig zu liefern.
4. Fastly: Fastly ist ein Anbieter von CDN-Dienstleistungen, der sich auf die Bereitstellung von schneller und zuverlässiger Content-Lieferung sowie auf die Optimierung der Web-Performance spezialisiert hat. Es hat ein weltweites Netzwerk aus Daten-Zentren und Edge-Standorten.
5. StackPath: StackPath ist ein Anbieter von CDN-Dienstleistungen, der eine breite Palette von Lösungen für Content Delivery, Web-Performance, Sicherheit und Cloud-Computing anbietet. Es hat ein weltweites Netzwerk aus über 30 Daten-Zentren und Edge-Standorten.

Beispielhaftes Setup von Cloudflare

Verbinden Ihrer Website mit dem Cloudflare CDN erfordert in der Regel die folgenden Schritte:

1. Erstellen Sie ein Konto bei Cloudflare: Gehen Sie auf die Cloudflare-Website und registrieren Sie sich für ein kostenloses Konto.
2. Hinzufügen Ihrer Website: Geben Sie die URL Ihrer Website in das Suchfeld auf der Cloudflare-Startseite ein und klicken Sie auf „Scan DNS Records“. Cloudflare scannt dann Ihre DNS-Einträge und zeigt Ihnen eine Liste der gefundenen Einträge an.
3. Wählen Sie einen Plan: Cloudflare bietet verschiedene Pläne an. Wählen Sie den Plan, der am besten zu Ihren Anforderungen passt.
4. Ändern Sie Ihre DNS-Einträge: Cloudflare wird Sie auffordern, Ihre DNS-Einträge zu ändern, um den Traffic von Ihrer Website durch Cloudflare zu leiten. Sie müssen diese Änderungen bei Ihrem Domain-Registrar vornehmen.
5. Aktivieren Sie die Dienste: Nachdem Sie Ihre DNS-Einträge geändert haben, können Sie die Dienste von Cloudflare aktivieren. Diese können unter anderem Content Delivery, Web-Performance, Sicherheit und DDoS-Schutz umfassen.
6. Konfigurieren Sie Ihre Einstellungen: Cloudflare bietet viele Einstellungen, die Sie konfigurieren können, um Ihre Website zu optimieren und zu schützen. Dazu gehören unter anderem Caching-Einstellungen, Sicherheitseinstellungen und die Konfiguration von SSL/TLS.
7. Überwachen Sie Ihre Website: Verwenden Sie die Cloudflare-Berichte und -Tools, um die Leistung Ihrer Website zu überwachen und Fehler zu beheben.

Es ist wichtig zu beachten, dass die genauen Schritte abhängig von Ihrem aktuellen Setup und den Anforderungen Ihrer Website variieren können. Sollten Sie irgendwelche Probleme oder Unklarheiten haben, empfehle ich Ihnen die offizielle Dokumentation von Cloudflare zu lesen oder den Support zu kontaktieren.

Geschichte der CDNs

Sogenannte CDNs der ersten Generation, die sich auf E-Commerce-Transaktionen, Software-Downloads sowie Audio- und Video-Streaming spezialisiert haben. Als Cloud und Mobile Computing an Bedeutung gewannen, entwickelten sich die CDN-Dienste der zweiten Generation, um die effiziente Bereitstellung komplexerer Multimedia- und Webinhalte für eine breitere Nutzergemeinschaft über einen breiteren Gerätemix zu ermöglichen. Mit zunehmender Internetnutzung vervielfachte sich die Zahl der CDN-Anbieter, ebenso wie die von CDN-Unternehmen angebotenen Dienste.

Neue CDN-Geschäftsmodelle beinhalten auch eine Vielzahl von Preismethoden, die von Gebühren pro Nutzung und Volumen der Inhalte bis hin zu Flatrates oder kostenlosen Basisdiensten reichen, mit Zusatzgebühren für zusätzliche Leistungs- und Optimierungsdienste. Eine Vielzahl von Unternehmen nutzen CDN-Dienste, um statische und dynamische Inhalte, Online-Spiele und mobile Inhalte, Streaming-Video und eine Reihe anderer Anwendungen zu beschleunigen.

Was sind die Hauptvorteile der Nutzung eines CDN?

Zu den Hauptvorteilen der traditionellen CDN-Dienste gehören die folgenden:

• Verbesserte Ladezeiten der Webseiten, um zu verhindern, dass Benutzer eine langsam ladende Website oder E-Commerce-Anwendung verlassen, bei der Einkäufe im Warenkorb verbleiben;
• Verbesserte Sicherheit durch eine wachsende Anzahl von Diensten, die DDoS-Minderung, WAFs und Bot-Minderung umfassen;
• Erhöhte Inhaltsverfügbarkeit, da CDNs mehr Datenverkehr bewältigen und Netzwerkausfälle besser vermeiden können als der ursprüngliche Server, der sich mehrere Netzwerke vom Endbenutzer entfernt befinden kann; und eine vielfältige Mischung aus Leistungs- und Web-Content-Optimierungsdiensten, die die zwischengespeicherten Seiteninhalte ergänzen.
• Skalierbarkeit: Ein CDN ermöglicht es, die Kapazitäten auf Anfragen auszurichten, es ermöglicht eine flexible Anpassung an die tatsächlichen Anforderungen und es erleichtert die Lastverteilung und Skalierbarkeit der Inhalte, dies bedeutet das Sie nicht auf die Begrenzungen eines einzelnen Servers angewiesen sind.
• Reduktion der Latenz: Ein CDN kann dazu beitragen, die Latenz (die Zeit, die benötigt wird, um Daten von einem Server an einen Benutzer zu senden) zu reduzieren, indem es die Inhalte von einem Server in der Nähe des Benutzers liefert.
• Kosteneinsparungen: Ein CDN kann dazu beitragen, die Kosten für die Bereitstellung und den Betrieb einer Website zu senken, indem es die Belastung auf den Ursprungsserver reduziert und dadurch die notwendigen Ressourcen minimiert.
• Erhöhung der Performance: Ein CDN erhöht die Performance der Website indem es die Inhalte der Website (wie z.B. Bilder, Videos, HTML, CSS) cachingt und dadurch die Ladezeiten auf der Client-Seite reduziert.

Nachteile:

1. Kosten: Ein CDN kann zusätzliche Kosten verursachen, da es in der Regel eine monatliche Gebühr für den Dienst gibt, und die Kosten können je nach Anzahl der Abrufe und Bandbreitenbedarf steigen.
2. Konfigurationsaufwand: Ein CDN erfordert eine korrekte Konfiguration, um sicherzustellen, dass die Inhalte ordnungsgemäß auf den verschiedenen Servern repliziert werden. Dies kann Zeit und Fachwissen erforden.
3. Zeitverzögerung bei Aktualisierungen: Wenn die Inhalte auf mehrere Server repliziert werden, kann es einige Zeit dauern, bis die Aktualisierungen auf allen Servern verfügbar sind.
4. Abhängigkeit von Drittanbieter: Ein CDN ist ein Dienst, der von einem Drittanbieter bereitgestellt wird und es besteht immer eine gewisse Abhängigkeit von diesem Drittanbieter in Bezug auf die Verfügbarkeit, den Service-Level und die Kosten.
5. Limitierte Kontrolle: Abhängig von der Art des CDN Services den Sie nutzen, haben Sie möglicherweise nur begrenzte Kontrolle über die Konfiguration und die Management-Optionen des Netzwerks.
6. Problem mit Cookies und Sessions: Wenn Ihre Website viele Cookies oder Sessions verwendet, kann es Schwierigkeiten geben, da ein CDN in der Regel keine Möglichkeit hat, diese Informationen auf mehrere Server zu replizieren.

Es ist wichtig zu betonen, dass obwohl diese Nachteile existieren, CDNs im Allgemeinen als nützliches Tool angesehen werden um die Performance, Verfügbarkeit und Sicherheit von Websites zu erhöhen. Es ist daher immer ratsam die Vorteile und Nachteile von CDNs zu bewerten und zu prüfen, ob ein CDN für die spezifischen Anforderungen der Website geeignet ist.

Verwendung:

CDNs (Content Delivery Networks) sind für viele Arten von Websites geeignet, da sie helfen, die Ladezeit von Webseiten zu reduzieren und den Traffic effizienter zu verteilen. Hier sind einige Beispiele für Arten von Websites, die von der Verwendung eines CDN profitieren können:

1. Medien- und Unterhaltungswebsites: Websites, die Videos, Musik oder andere große Mediendateien hosten, profitieren besonders von einem CDN. Durch die Verwendung eines CDN können diese Dateien schneller an die Nutzer ausgeliefert werden, wodurch die Pufferzeiten verringert und das Nutzererlebnis verbessert wird.
2. E-Commerce-Websites: Bei Online-Shops sind schnelle Ladezeiten entscheidend, um potenzielle Kunden zu halten und die Conversion-Raten zu erhöhen. CDNs können dazu beitragen, die Ladezeiten zu verkürzen und sicherzustellen, dass Bilder und andere Ressourcen schnell geladen werden, insbesondere während Zeiten mit hohem Traffic, wie z.B. Verkaufsaktionen oder Feiertage.
3. Nachrichten- und Blog-Websites: Websites mit vielen Inhalten, wie Nachrichtenportale oder Blogs, können ebenfalls von einem CDN profitieren. Durch die schnellere Auslieferung von Inhalten können Nutzer schneller auf die gewünschten Artikel zugreifen und die Absprungraten reduzieren.
4. Internationale Websites: Websites, die ein globales Publikum ansprechen, können stark von einem CDN profitieren. CDNs verteilen Inhalte auf Server auf der ganzen Welt, wodurch Nutzer auf der ganzen Welt schnellere Ladezeiten und ein besseres Nutzererlebnis erhalten.
5. Websites mit hohem Traffic: Websites, die regelmäßig einen hohen Traffic haben, können von der Lastverteilung profitieren, die CDNs bieten. Durch das Verteilen des Traffics auf verschiedene Server werden Engpässe vermieden und die Wahrscheinlichkeit von Ausfallzeiten verringert.

Zusammenfassend kann gesagt werden, dass nahezu jede Art von Website von der Verwendung eines CDN profitieren kann. Die Vorteile von schnelleren Ladezeiten, besserer Lastverteilung und einem verbesserten Nutzererlebnis machen CDNs zu einer wichtigen Technologie für viele Webmaster und Website-Betreiber.

Fazit:

Ein Content Delivery Network (CDN) ist ein verteiltes Netzwerk, das Inhalte schnell und zuverlässig an Endbenutzer liefert. Es bietet viele Vorteile, einschließlich verbesserter Performance und Benutzerfreundlichkeit, kann aber auch teuer und schwierig zu implementieren sein. CDN werden häufig von Unternehmen und Webentwicklern verwendet, um Inhalte schneller und effizienter an Endbenutzer zu liefern.