Was ist ein CDN (Content Delivery Network)?

Ein Content Delivery Network (CDN), auch als Delivery Networking oder Application Delivery Networking bezeichnet, ist für Unternehmen mit geografisch weit verteilten Mitarbeitern oder Benutzern oder beidem geschäftskritisch. Bei der Bereitstellung von Daten auf Anforderung der Benutzer kommt es auf jede Sekunde (und jeden Bruchteil einer Sekunde) an. Und wenn man sich auf einen Server in der Nähe des Benutzers verlassen kann, ist eine nahezu Echtzeit-Datenübertragung gewährleistet. 

CDNs fungieren als Schicht im Internet-Ökosystem. Inhaltseigentümer wie Medienunternehmen, soziale Plattformen und E-Commerce-Sites bezahlen CDN-Betreiber für die Zwischenspeicherung und Bereitstellung ihrer Inhalte für ihre Endbenutzer. Im Gegenzug bezahlt ein CDN-Betreiber Internetdienstanbieter (ISPs), Carrier und Netzwerkbetreiber für das Hosting seiner Server in ihren globalen Rechenzentren.

Beim herkömmlichen Webhosting werden die Daten einer Website auf einem einzigen Hardwareserver gespeichert. Obwohl diese Art des Hostings zuverlässig und sicher ist, wird es aufgrund seiner begrenzten Reichweite und Funktionalität im Allgemeinen nicht allein für den Internetverkehr verwendet. Zwar ersetzt ein CDN für ein Unternehmen nicht die Notwendigkeit einer leistungsstarken, zuverlässigen Webhosting-Lösung, es ergänzt jedoch Hosting-Dienste durch die Zwischenspeicherung von Inhalten am Netzwerkrand. 

Durch dieses Caching werden wichtige Datensicherungen durchgeführt und weltweit Datenbanken erstellt, sodass die Website-Leistung und der Benutzerzugriff auf Daten verbessert und einige der Schwachstellen des herkömmlichen Webhostings behoben werden können.

CDNs können lokale Rechenzentren oder Cloud-basiert sein. Wenn Ihre Website kostenloses oder Shared Hosting nutzt, kann Ihnen ein CDN dabei helfen, weniger Ressourcen zu verbrauchen, die auf solchen Plattformen normalerweise begrenzt sind. Falls es auf Ihrer Site zu Datenverkehrsspitzen kommt, stellen CDNs außerdem sicher, dass diese Spitzen nicht zu einer Überschreitung des Ressourcenlimits führen. Hier finden Sie wichtige Funktionen und Begriffe, die Ihnen helfen, CDNs besser zu verstehen und optimal zu nutzen.

Ursprungsserver: In einem verbundenen Bereitstellungsnetzwerk ist ein Ursprungsserver der Server, der die Originalkopie einer von einem Client angeforderten Ressource speichert. Über einen verteilten privaten Cloud-Link können Sie einen Ursprungsserver über einen privaten Link konfigurieren.

Zwischenspeicherung : Ein Content Delivery Network speichert Inhalte (einschließlich Bilder, Videos oder Webseiten) auf Proxyservern zwischen, die sich physisch näher am Endbenutzer befinden als die Ursprungsserver. (Ein Proxyserver empfängt Anfragen von anderen Servern und leitet sie an diese weiter.) Da sich die Server näher am anfragenden Benutzer befinden, kann ein CDN Inhalte schneller bereitstellen. Beim Caching reagieren die weit verteilten Server auf Anfragen und speichern bzw. „zwischenspeichern“ die Informationen anschließend für die spätere Verwendung. Durch das Caching wird die Latenz verringert. Zwischengespeicherte Inhalte verbleiben im CDN-Cache, solange Benutzer sie weiterhin anfordern.

Edge-Computing : Edge-Server (die mit Edge-Clients verwendet werden) sind ein Typ von Edge-Gerät, das einen Einstiegspunkt in ein Netzwerk bereitstellt. CDNs konzentrieren sich auf die Übertragung zwischengespeicherter Daten, während Edge Computing auch viele andere Arten des Computing unterstützt, wie Live-Streaming, Gaming und KI.

Präsenzpunkte (PoPs) : Zur Erzielung maximaler Leistung werden die Points of Presence (PoPs) über ein dediziertes und redundantes privates Netzwerk mit mehreren Terabit-Anschlüssen miteinander verbunden. Diese PoPs sind dicht vernetzt und mit mehreren Tier-1-Transitanbietern verbunden, um einen zuverlässigen, qualitativ hochwertigen Internetzugang für Anwendungen und Verbraucher bereitzustellen. 

Jede Organisation, die auf die Verfügbarkeit und Betriebszeit des Webverkehrs angewiesen ist, kann von der Verwendung eines CDN profitieren. CDNs arbeiten nicht nur mit Ihrem primären Netzwerk zusammen, um die Verkehrslast zu verteilen, sondern sie verteilen sie auch gezielt an den physischen Punkt, der dem Standort des Benutzers am nächsten liegt.

• Verbesserte Ladezeiten der Website: Indem CDNs Inhalte näher an die Website-Besucher verteilen, verkürzen sie die Seitenladezeiten, verringern die Latenz und verbessern das Benutzererlebnis.
• Reduzierte Bandbreitenkosten: CDNs optimieren die Datenübertragung und das Caching und reduzieren so die Datenmenge, die vom Ursprungsserver übertragen werden muss. Dies kann dazu beitragen, die Hosting-Kosten für Websitebesitzer zu senken.
• Verbessertes Benutzererlebnis: Diese reduzierte Latenz und optimierten Ladezeiten sorgen wiederum für ein besseres Erlebnis Ihrer Benutzer und Kunden, ganz gleich, wo sie sich gerade befinden.
• Erhöhte Inhaltsverfügbarkeit und Redundanz: CDNs können große Datenmengen verarbeiten und Hardwareausfälle besser überstehen als einzelne Ursprungsserver. Diese Skalierbarkeit und bessere Lastverteilung verbessern die Website-Verfügbarkeit und verringern das Risiko von Ausfallzeiten.
• Verbesserte Website-Sicherheit: Einige CDNs bieten auch Sicherheitsfunktionen wie die Abwehr von Distributed-Denial-of-Service-Angriffen (DDoS) sowie Verbesserungen bei Sicherheitszertifikaten. Diese Funktionen tragen zum Schutz von Websites vor gängigen bösartigen Angriffen bei.

Zum Konfigurieren eines CDN benötigen Sie Ihren Ursprungsserver sowie ein verteiltes Cloud-Services-Konto bei einer zuverlässigen Cloud-Computing-Organisation. Dies sind die allgemeinen Schritte, die Sie zum Implementieren der Konfiguration befolgen müssen:

Schritt 1: Melden Sie sich bei der Konsole Ihres Cloud-Services-Kontos an und erstellen Sie eine neue CDN-Verteilung.

Schritt 2: Konfigurieren Sie die CDN-Einstellungen, einschließlich Metadaten, Domänen und Verteilungstyp.

Schritt 3: Integrieren Sie den Ursprungsdienst, indem Sie den CDN-Ursprungspool konfigurieren.

Schritt 4: Konfigurieren Sie bei Bedarf erweiterte Optionen, um Ihren Inhaltsbereitstellungsvorgang zu steuern.

Schritt 5: Schließen Sie die Erstellung der Verteilung ab.

Schritt 6: Überprüfen Sie den Verteilungsstatus. Es kann einige Minuten dauern, bis Ihre CDN-Verteilung bereitgestellt wird und bereit ist, Inhalte an regionalen Rändern zwischenzuspeichern und bereitzustellen.

Schritt 7: Konfigurieren Sie eine Secure Sockets Layer (SSL) oder eine Transport Layer Security (TLS), um Ihre Netzwerkdaten zu sichern.

Schritt 8: Überwachen Sie die Leistung Ihrer Verteilungen und nehmen Sie bei Bedarf Anpassungen vor.

Wenn Sie noch kein CDN implementiert haben und dies beabsichtigen, ist es wichtig, mit einem Unternehmen zusammenzuarbeiten, das Ihnen bei jedem Schritt die erforderliche Bandbreite und Unterstützung bietet. Um eine fundierte Entscheidung treffen zu können, müssen Sie mehrere Faktoren berücksichtigen.

1. Identifizieren Sie Ihre Anforderungen: Bestimmen Sie Ihre spezifischen Anforderungen und Ziele für die Verwendung eines CDN . Berücksichtigen Sie Faktoren wie geografische Abdeckung, Leistung, Funktionen, Preis, Kundensupport und Skalierbarkeit.
2. Informieren Sie sich über die verfügbaren Optionen: Erkunden Sie verschiedene CDN-Anbieter und vergleichen Sie ihre Angebote und ihren Ruf in der Branche.
3. Leistung bewerten: Sehen Sie, wie jeder Anbieter Ihre Anforderungen in Bezug auf Geschwindigkeit, Netzwerkkonnektivität, Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit , Latenz und Kapazität erfüllt. Bewerten Sie dann die Leistung anhand von Metriken wie DNS-Antwortzeit, Verbindungszeit, Wartezeit, Durchsatz und Traceroutes. 
4. Bedenken Sie die Sicherheit: Stellen Sie sicher, dass der CDN-Anbieter über robuste Sicherheitsmaßnahmen zum Schutz Ihrer Inhalte und Daten verfügt. Achten Sie auf Funktionen wie DDoS-Schutz und sichere Bereitstellung von Inhalten .
5. Preise überprüfen: Vergleichen Sie die Preismodelle verschiedener CDN-Anbieter und berücksichtigen Sie dabei Faktoren wie Bandbreitennutzung, Datenübertragungskosten und Gebühren.
6. Kundenbewertungen prüfen: Lesen Sie Bewertungen und Erfahrungsberichte anderer Kunden, um Einblicke in ihre Erfahrungen mit den von Ihnen in Betracht gezogenen CDN-Anbietern zu erhalten.
7. Holen Sie sich fachkundigen Rat ein: Lassen Sie sich von Branchenexperten beraten oder holen Sie sich Rat bei Fachleuten, die Erfahrung mit CDN-Anbietern haben.

Nachdem Sie Ihre Sorgfaltspflicht erfüllt haben, können Sie den CDN-Anbieter auswählen, der Ihren Anforderungen – und Ihrem Budget – am besten entspricht.

Viele der zuvor besprochenen Vorteile von CDNs können sich auch positiv auf die Suchergebnisse einer Website und von Webseiten auswirken. Es ist wichtig, sich daran zu erinnern, dass es keine Garantie für irgendeine Art von Auswirkung auf die Suchergebnisseiten (SERP) gibt. Aber die Optimierung Ihres Web-Erlebnisses auf bestimmte Weise kann möglicherweise dazu beitragen, Ihre SEO zu verbessern. 

• Verbesserte Seitenladezeiten: CDNs verteilen Website-Inhalte auf mehrere Server in verschiedenen geografischen Regionen. Dadurch wird die physische Distanz zwischen Benutzern und Webhost verringert, was zu schnelleren Ladezeiten und geringerer Latenz führt. Und das wiederum kann sich positiv auf das Benutzererlebnis auswirken und möglicherweise zu einem besseren Ranking in Suchmaschinen beitragen.
• Verbesserte Website-Verfügbarkeit: CDNs helfen dabei, den Website-Verkehr auf mehrere Server zu verteilen und verringern so das Risiko einer Serverüberlastung und von Ausfallzeiten. Wenn Ihre Website für Benutzer zuverlässig zugänglich bleibt, kann dies dazu beitragen, ihre Sichtbarkeit und ihr Ranking in Suchmaschinen aufrechtzuerhalten.
• Globale Reichweite: CDNs verfügen über ein Netzwerk von Servern, die in verschiedenen Regionen weltweit verteilt sind. Allein diese globale Präsenz kann sich positiv auf das Benutzererlebnis und das Ranking in Suchmaschinen auswirken, insbesondere bei Websites mit einem internationalen Publikum.
• Verbessertes mobiles Erlebnis: CDNs optimieren die Bereitstellung von Inhalten für Mobilgeräte und sorgen dafür, dass Websites auf Smartphones und Tablets schnell und effizient geladen werden. Angesichts der zunehmenden Bedeutung der mobilen Optimierung für die Suchmaschinenoptimierung kann die Verwendung eines CDN dazu beitragen, das Suchmaschinen-Ranking Ihrer Website zu verbessern.

Um das Beste aus Ihrem Content Delivery Network herauszuholen, müssen Sie dessen Vorgänge anhand Ihrer wichtigsten KPIs überwachen. Analysieren Sie dann Leistung und Bereitstellung und optimieren Sie abschließend weiter, um die Leistung zu optimieren. 

• Benchmarking des CDN-Anbieters: Bevor Sie ein CDN bereitstellen, ermitteln Sie die Leistung Ihres aktuellen Website-Servers im eigenen Benchmark. Stellen Sie dann sicher, dass ein CDN Ihre Daten tatsächlich schneller liefert.
• Überwachen Sie die Anzahl der Fahrten zum Ursprungsserver: Behalten Sie die Anzahl der an den Ursprungsserver gerichteten Anfragen im Auge. Eine höhere als erwartete Anzahl von Fahrten kann bedeuten, dass das CDN die Daten nicht effektiv zwischenspeichert und diese Caches nicht verwendet.
• Wählen Sie ein CDN aus, das in Ihrer Region verfügbar ist: Wählen Sie einen CDN-Dienst aus, dessen Server sich in den geografischen Gebieten befinden, in denen sich Ihre Benutzer befinden.
• Tests aus verschiedenen Bereichen: Führen Sie Tests von verschiedenen geografischen Standorten aus durch, um überall eine gleichbleibende Leistung sicherzustellen.
• Belastungstest HTTP/2: Um potenzielle Engpässe und Verbesserungsbereiche zu identifizieren, bewerten Sie die Leistung Ihres CDN unter Bedingungen hoher Auslastung. 
• Überwachen und optimieren Sie Ihr CDN im Laufe der Zeit: Testen Sie Ihr CDN kontinuierlich, indem Sie die vom CDN und Ihrem Ursprungsserver angeforderten Dateien überwachen. Aktualisieren Sie Ihr CDN-Setup regelmäßig und stellen Sie sicher, dass alles gut funktioniert. Mit den folgenden drei Methoden erreichen Sie eine kontinuierliche Optimierung:

1. Cache-Steuerungsheader: Mit Cache-Control-Headern wird angegeben, wie lange Inhalte vom CDN zwischengespeichert werden sollen. Durch das Setzen entsprechender Cache-Control-Header können Sie steuern, wie häufig das CDN Inhalte vom Ursprungsserver abruft, was wiederum die Belastung des Ursprungsservers reduziert.
2. Bereinigung und Ungültigkeitserklärung von Inhalten: Durch die Bereinigung und Ungültigkeitserklärung von Inhalten können Sie bestimmte Dateien oder Inhalte aus dem CDN-Cache entfernen oder aktualisieren. Dadurch wird sichergestellt, dass Ihre Benutzer immer die neuesten und relevantesten Informationen erhalten.
3. Komprimierung und Minimierung: Komprimierungs- und Minimierungstechniken reduzieren die Größe der zwischen dem Ursprungsserver und den CDN-Servern übertragenen Dateien. Durch das Komprimieren von Dateien wird die zu übertragende Datenmenge reduziert, was zu schnelleren Ladezeiten führt, und durch die Minimierung werden unnötige Zeichen wie Leerzeichen und Kommentare aus bestimmten Dateien entfernt, um die Leistung zu verbessern.        

Content Delivery Networks können zwar dazu beitragen, die digitale Breite und Reichweite Ihres Unternehmens zu steigern, doch CDNs können auch gewisse Herausforderungen mit sich bringen. IT-Abteilungen sollten sich dieser potenziellen Probleme bewusst sein und ihnen vorbeugen oder den Betrieb regelmäßig überprüfen, um Aktualisierungen und Verbesserungen vorzunehmen.

1. Einsatz: Die Entscheidung über den Ursprung, von dem das CDN die Inhalte abruft, und die Bereitstellung der Inhalte in mehreren Speichersystemen kann eine Herausforderung sein. Dazu gehören auch anfängliche Fehlkonfigurationen des CDN, die korrigiert werden sollten, sobald sie entdeckt werden.
2. Regionale Inhaltsunterschiede: Sie möchten Ihren Benutzern nahtlose, zuverlässige und konsistente Inhalte bereitstellen, egal wo sie sich befinden. CDNs sollen genau dies bieten, manchmal kann es jedoch zu regionalen Abweichungen bei den Inhalten kommen. Aktivieren Sie ein System zur Prüfung von CDN-Inhalten in verschiedenen Regionen und passen Sie die Leistung entsprechend an.
3. Versionierung und Cache-Kontrolle: Das Verwalten von Aktualisierungen statischer Inhalte und das Bereitstellen neuer Versionen kann komplex sein.
4. Testen: Um sicherzustellen, dass das CDN wie erwartet funktioniert und Ihren Anforderungen entspricht, sind möglicherweise gründliche Tests erforderlich.
5. Inhalts- und Clientsicherheit: Der Schutz Ihrer Inhalte vor unbefugtem Zugriff oder Manipulation kann bei der Verwendung eines CDN eine Herausforderung darstellen. Setzen Sie eine vertrauenswürdige Sicherheitslösung ein, um böswillige Akteure vom Zugriff auf Ihre Daten und die persönlichen Informationen Ihrer Benutzer fernzuhalten.
6. Widerstandsfähigkeit: Die Aufrechterhaltung einer hohen Verfügbarkeit und Ausfallsicherheit bei Netzwerk- oder Infrastrukturausfällen ist von entscheidender Bedeutung. Schließlich setzen Unternehmen CDNs ein, um die Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit zu verbessern. Testen Sie daher Ihr System, um sicherzustellen, dass es dies für Ihr Unternehmen tatsächlich leistet.

In den letzten Jahren sind neue Trends entstanden, die dazu beitragen, dass CDNs mit dem digitalen Wachstum von Unternehmen skalierbar sind. Hier sind einige, die Ihnen helfen können, Ihre CDN-Bereitstellung zukunftssicher zu machen.

Edge Computing und CDN-Integration: Durch die Integration von Edge Computing und CDNs können Unternehmen die Vorteile beider Ansätze nutzen. Edge Computing verlagert Aktionen so nah wie möglich an die Quelle, ermöglicht so Entscheidungsfindung in Echtzeit und reduziert die Latenz. CDNs ergänzen diese Funktionalität, indem sie sicherstellen, dass Inhalte schnell und effizient bereitgestellt werden, indem sie von Servern bereitgestellt werden, die näher am Benutzer sind.

Durch die Kombination von Edge Computing und CDN-Integration können Unternehmen das Benutzererlebnis verbessern, die Anwendungsleistung steigern und die Bereitstellung von Daten und Inhalten optimieren. Dies ist insbesondere in Szenarien mit dem Internet der Dinge (IoT) wichtig, in denen es auf Entscheidungen in Echtzeit und geringe Latenz ankommt.

CDN-Bereitstellung mit HTTP/3- und QUIC-Protokoll: HTTP/3 ist ein neueres Internetprotokoll, dessen Popularität und Nutzung schnell zunimmt. Es verwendet QUIC , ein Multiplex-Transportprotokoll, das CDNS geringere Latenz und schnellere Ladezeiten bietet. HTTP/3 weist eine geringere Latenz auf und lädt im realen Einsatz viel schneller.

KI und maschinelles Lernen im CDN: Die zunehmende Verfügbarkeit und Nutzung künstlicher Intelligenz (KI) und maschinellen Lernens (ML) in der Technologie bietet insgesamt große Chancen für diejenigen, die Content Delivery Networks nutzen. Hier sind vier Vorteile, die wir sehen:

1. Verkehrsoptimierung: KI- und ML-Algorithmen analysieren Netzwerkverkehrsmuster, um die Bereitstellung von Inhalten durch die Vorhersage des Nutzerverhaltens zu optimieren. 
2. Intelligentes Caching: KI- und ML-Modelle helfen CDNs dabei, Inhalte intelligent zwischenzuspeichern, indem sie Benutzerzugriffsmuster analysieren. 
3. Anomalieerkennung: KI- und ML-Algorithmen können Anomalien im Netzwerkverkehr und der CDN-Leistung erkennen und so dabei helfen, Probleme nahezu in Echtzeit zu finden und zu beheben. KI- und ML-Algorithmen können CDNs auch dabei helfen, Sicherheitsbedrohungen wie Distributed-Denial-of-Service-Angriffe (DDoS) zu erkennen und einzudämmen.
4. Dynamische Inhaltserstellung mit generativer KI: KI- und ML-Modelle können die dynamische Bereitstellung von Inhalten optimieren, indem sie Inhalte basierend auf Benutzerpräferenzen und -verhalten personalisieren und tatsächlich erstellen. Dies stellt für Inhaltsanbieter eine enorme Chance dar – die Vorlaufkosten für Investitionen in kreative KI und ML werden jedoch wahrscheinlich erheblich sein.

Wir bei F5 verfügen über umfassende Erfahrung in der Implementierung und dem Schutz von Content Delivery Networks (CDNs). Wir wissen, dass die Verteilung Ihrer Daten und die Bereitstellung des Zugriffs für alle, die diese Daten benötigen, egal wo auf der Welt diese Personen leben, für Ihr Unternehmen von zentraler Bedeutung ist. Beschreiben Sie, wie die Produkte und Lösungen von F5 bei der Implementierung und dem Schutz von CDNs helfen können.

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