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01 septiembre 2021

Redes de entrega de contenido (Content Delivery Networks)

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Una red de entrega o distribución de contenido (CDN – Content Delivery/Distribution Network) es un gran sistema de servidores dispersos, ubicados en diferentes centros de datos conectados a través de Internet. El propósito de las CDN es garantizar la máxima disponibilidad de contenidos y las mejores prestaciones en su puesta a disposición para los usuarios finales. En la actualidad, las CDN se utilizan para servir gran parte del contenido de Internet, desde objetos web (texto, gráficos y scripts), archivos descargables (multimedia, software, documentos), aplicaciones (comercio electrónico, portales), retransmisiones en directo, vídeo bajo demanda y redes sociales.

Las dinámicas de las CDN

Una CDN es un sistema de servidores distribuidos (red) cuyo propósito es poner a disposición de los usuarios finales páginas y otros contenidos web teniendo en cuenta su ubicación geográfica, la página web de origen y el servidor de entrega del contenido. Se trata de un servicio que permite acelerar la distribución de contenidos en páginas web con mucho tráfico y alcance global. Cuanto más cerca geográficamente esté el usuario de un servidor CDN, más rápido podrá acceder a su contenido. Las CDN también ofrecen protección frente a incrementos repentinos de tráfico.

BBVA-OpenMind-Banafa-Content Delivery Networks-CDNs-bofu-shaw-The closer the CDN server is to the user geographically, the faster the content will be delivered to the user
Cuanto más cerca geográficamente esté un usuario de un servidor CDN, más rápido podrá acceder al contenido

Las solicitudes de los usuarios de una página web se gestionan desde los servidores más próximos. Las CDN copian las páginas de un sitio web en sus redes de servidores dispersos en distintos emplazamientos geográficos, almacenando los contenidos de la página en su memoria caché. Cuando un usuario envía una solicitud a una página web que forma parte de una red de entrega de contenido, la CDN redirige la solicitud desde el servidor de origen de la página web al servidor de la CDN más cercano al usuario, entregando el contenido almacenado en la memoria caché. La CDN también se comunicará con el servidor de origen para entregar cualquier contenido que no se encuentre almacenado previamente en la memoria caché. Este proceso de idas y venidas en la CDN es casi transparente para el usuario.

En una CDN, existen múltiples copias de los contenidos en diferentes servidores dispersos estratégicamente. Es lo que se conoce como replicación de contenidos. Las CDN de mayor tamaño pueden llegar a estar compuestas por miles de servidores, de cara a garantizar que son capaces de ofrecer el mismo contenido a multitud de usuarios de una manera eficiente y fiable, incluso durante tramos de máxima intensidad de tráfico online o “picos” repentinos de demanda. Cuando un usuario solicita una página, archivo o programa específico, la red determina dinámicamente cuál es el servidor más cercano a ese usuario (medido en términos del número mínimo de nodos entre el servidor y el usuario). De esta manera, la red optimiza la velocidad con la que el contenido se pone a disposición de ese usuario.

Diferencia entre servir contenido con y sin CDN

El uso de la tecnología CDN ofrece ventajas económicas obvias para aquellas empresas cuyas páginas web ya reciben o se espera que reciban un gran número de visitas provenientes de todo el planeta. En caso de que decenas o centenares de usuarios seleccionen la misma página web o contenido simultáneamente, la CDN gestiona las solicitudes permitiendo a cada usuario acceder al contenido correspondiente sin demora ni tiempo de espera. De esta manera las redes son capaces de minimizar los problemas de latencia excesiva, así como las grandes variaciones de latencia de un momento a otro (que pueden causar una “inestabilidad” molesta durante la reproducción de audio y video). El ancho de banda que cada usuario “ve” se maximiza. La diferencia es mucho más perceptible por parte de aquellos usuarios con conexiones a Internet de alta velocidad acostumbrados a consumir contenidos en streaming o a transferir archivos de gran tamaño.

BBVA-OpenMind-Banafa-Content Delivery Networks-CDNs-clics-CDN technology has obvious economic advantages to enterprises who expect, or experience, large numbers of hits on their Web sites from locations all over the world
El uso de la tecnología CDN ofrece ventajas económicas obvias para aquellas empresas cuyas páginas web ya reciben o se espera que reciban un gran número de visitas provenientes de todo el planeta

Otra ventaja de la tecnología CDN es la redundancia de contenido que ofrece protección frente a fallos y permite ofrecer un servicio con un nivel de degradación aceptable en el caso de daño o mal funcionamiento de una parte de Internet. Incluso en el caso de ataques a gran escala, capaces de poner en jaque multitud de servidores, las CDN permiten asegurar la disponibilidad de los contenidos, al menos para un porcentaje de usuarios. Otra ventaja más que ofrece inherentemente la tecnología CDN es una mayor capacidad de copia de seguridad, archivo y almacenamiento de datos. Una ventaja para aquellas personas y empresas para quienes la posibilidad de realizar copias de seguridad de datos en línea es una funcionalidad clave.

En una arquitectura CDN completa, sus componentes individuales trabajan de manera coordinada para brindar un servicio a la comunidad de usuarios finales. Un ejemplo típico de CDN sería el de un servidor de archivos consolidado que se utiliza como almacén de aplicaciones y archivos de usuarios. Las funciones comunes asociadas con la red de entrega de contenido incluirían el acceso a archivos, el procesamiento de aplicaciones, la entrega multimedia y el almacenamiento de contenidos en la memoria caché. Una CDN completa tiene la capacidad de ofrecer funcionalidades que sólo son posibles gracias a la participación de cada uno de sus componentes individuales.

Los servidores ubicados estratégicamente ofrecen mayor capacidad que las redes troncales, lo que les permite maximizar su potencial para incrementar un número de usuarios simultáneos. Además, estos servidores ubicados estratégicamente en puntos frontera de la red permiten reducir el tiempo de entrega de contenidos y la carga en nodos públicos y privados, redes troncales e interconexiones. Las redes CDN gestionan el volumen de tráfico total, redirigiéndolo hacia servidores frontera.

BBVA-OpenMind-Ahmed Banafa-CDNs Servicios

Tipos de servicios

    •     Aceleración web: Una CDN puede incrementar la aceleración mediante la compresión entre nodos de su propia red. Con frecuencia, las CDN solo entregan contenido gráfico de una página web, mientras que el texto HTML se envía desde los servidores del cliente.
    •     Streaming y descargas: Las aplicaciones de streaming de video consumen un gran ancho de banda de red y muchos clientes de las CDN recurren a estos servicios exclusivamente para difundir contenidos de video entre sus usuarios. Las CDN soportan todos los métodos de streaming más comunes, como Flash, Windows Media, Silverlight y las descargas progresivas.
    •     Procesamiento del lado del servidor: Las CDNs son capaces de procesar scripts del lado del servidor Java y ASP.
    •     CDN híbridas (Peer-to-Peer): Las CDN soportan procesamiento peer-to-peer. Para ello, es necesario que el usuario instale el cliente de software en sus propios equipos o que venga preinstalado en un decodificador.
    •     Optimización de motor de búsqueda (SEO): En la actualidad, los motores de búsqueda penalizan a aquellas páginas que tardan demasiado en cargar. El nivel de penetración de la banda ancha ha creado atascos de tráfico sin precedentes. Si los contenidos se sirven con lentitud, de poco le sirve al espectador disponer de una conexión rápida.
    •     Redundancias de seguridad frente a fallos La tecnología CDN incorpora redundancias de seguridad frente a fallos en el caso de que se produzcan fallos parciales de Internet. La duplicación de contenido también protege contra situaciones donde podrían darse pérdidas de datos o degradación de imagen.

BBVA-OpenMind-Ahmed Banafa-CDNs Pros y cons

El futuro

Según algunos estudios el acceso a contenido de vídeos por internet (streaming) va a ser uno de los segmentos con mayores tasas de crecimiento. Y visto el nivel de popularidad que han alcanzado las aplicaciones móviles, podemos hacernos una idea de cómo van a evolucionar las CDN en un futuro próximo. El éxito de las plataformas de streaming de películas y series parece confirmar estas proyecciones, sobre todo ahora, cuando se cumple un año desde la adopción masiva del teletrabajo, que ha disparado el uso de los servicios de videoconferencia para reuniones en vivo.

Dado el constante incremento en el número de usuarios que acceden a Internet mediante dispositivos móviles, es probable que la entrega de datos mediante conexiones con anchos de banda bajo y redes de alta latencia se convierta en el principal campo de batalla para el sector de las tecnologías de aceleración de datos de alto rendimiento. Teniendo en cuenta además la creciente popularidad de los servicios basados en la nube, como el software como servicio y las soluciones de almacenamiento en la nube, no sería de extrañar que para los proveedores de redes CDN el problema del bajo rendimiento termine por convertirse en una prioridad en los próximos años. Además de eso, el despliegue de las redes 5G va a suponer la aparición de otra alternativa para la entrega de este tipo de contenidos, reduciendo la carga en otras redes tradicionales. La incorporación a este cóctel tecnológico del estándar Wi-Fi 6 y, en un plazo de 10, de las redes 6G, con velocidades de entrega astronómicas, supondrá una nueva vuelta de tuerca para el campo de las CDN.

Aunque a corto plazo, el futuro de las redes de distribución de contenido parece asegurado, el mundo de los datos online evoluciona de manera constante. Conforme surjan nuevas tecnologías que den soporte a tipos de archivos cada vez más complejos, los proveedores de CDN van a verse obligados a seguir invirtiendo para dar respuesta al incremento de demanda resultante.

Ahmed Banafa, Autor de los libros:

Secure and Smart Internet of Things (IoT) Using Blockchain and AI

Blockchain Technology and Applications

Referencias

CDN

CDN (content delivery network)

Content Delivery Network (CDN)

CDN

 

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