Was ist ein CDN (Content Delivery Network)?

Ein Content Delivery Network (CDN), auch bekannt als Delivery Network oder Application Delivery Network, ist für Organisationen mit geografisch weit verstreuten Mitarbeitern oder Benutzern oder beidem geschäftskritisch. Jede Sekunde (und jeder Bruchteil einer Sekunde) zählt bei der Bereitstellung von Daten, wenn die Benutzer sie anfordern, und die Möglichkeit, sich auf einen Server zu verlassen, der sich in der Nähe eines Benutzers befindet, trägt dazu bei, die Datenbereitstellung nahezu in Echtzeit zu gewährleisten.

CDNs fungieren als ein Layer im Internet-Ökosystem. Eigentümer von Inhalten wie Medienunternehmen, soziale Plattformen und E-Commerce-Websites bezahlen CDN-Betreiber dafür, dass sie ihre Inhalte zwischenspeichern und ihren Endbenutzern zur Verfügung stellen. Im Gegenzug bezahlt ein CDN-Betreiber Internetdienstanbieter (ISPs), Carrier und Netzbetreiber für das Hosting seiner Server in deren globalen Rechenzentren.

Beim herkömmlichen Webhosting werden die Daten einer Website auf einem einzigen Hardwareserver gespeichert. Diese Art des Hostings ist zwar zuverlässig und sicher, wird aber aufgrund seiner begrenzten Reichweite und Funktionalität in der Regel nicht als alleinige Lösung für den Internetdatenverkehr verwendet. Ein CDN ersetzt zwar nicht die Notwendigkeit einer starken, zuverlässigen Webhosting-Lösung für eine Organisation, ergänzt aber die Hosting-Dienste, indem es Inhalte am Netzwerkrand zwischenspeichert.

Durch diese Zwischenspeicherung werden wichtige Daten gesichert und Datenbanken auf der ganzen Welt aufgebaut, sodass die Leistung der Website und die Zugänglichkeit der Daten für die Benutzer verbessert und einige der Probleme des herkömmlichen Webhostings verringert werden können.

CDNs können in Rechenzentren vor Ort oder in der Cloud betrieben werden. Wenn Ihre Website kostenloses oder gemeinsam genutztes Hosting verwendet, kann ein CDN dazu beitragen, dass Sie weniger Ressourcen verbrauchen, die auf solchen Plattformen in der Regel begrenzt sind. Falls Ihre Website Datenverkehrsspitzen aufweist, sorgen CDNs auch dafür, 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 Ressource speichert, die von einem Client angefordert wird. Ein Distributed Cloud Private Link kann es Ihnen ermöglichen, einen Ursprungsserver über eine private Verbindung zu konfigurieren.

Caching: Ein Content Delivery Network speichert Inhalte (einschließlich Bilder, Videos oder Webseiten) in Proxy-Servern zwischen, die sich physisch näher an den Endnutzern befinden als die Ursprungsserver. (Ein Proxy-Server nimmt Anforderungen von anderen Servern entgegen und leitet sie an diese weiter.) Da die Server näher am anfordernden Benutzer sind, kann ein CDN Inhalte schneller bereitstellen. Beim Caching beantworten diese weit entfernten Server Anforderungen und speichern die Informationen für die spätere Verwendung. Durch Caching wird die Latenzzeit verkürzt. Zwischengespeicherte Inhalte bleiben im CDN-Cache, solange die Benutzer sie anfordern.

Edge-Computing: Edge-Server (werden mit Edge-Clients verwendet) sind eine Art Edge-Gerät, das einen Zugangspunkt zu einem Netzwerk bietet. CDNs konzentrieren sich auf die Übertragung von Daten im Cache, während Edge-Computing auch viele andere Arten von Datenverarbeitung unterstützt, wie Live-Streaming, Spiele und KI.

Points of Presence (PoPs): Die Points of Presence (PoPs) sind über ein dediziertes und redundantes Multi-Terabit-Privatnetz miteinander verbunden, um eine maximale Leistung zu erzielen. Diese PoPs sind dicht mit mehreren Tier1-Transitanbietern verbunden, um einen zuverlässigen und qualitativ hochwertigen Internetzugang für Anwendungen und Verbraucher bereitzustellen.

Jede Organisation, die auf die Verfügbarkeit des Webdatenverkehrs angewiesen ist, kann von der Nutzung eines CDN profitieren. CDNs arbeiten nicht nur mit Ihrem primären Netzwerk zusammen, um den Datenverkehr zu verteilen, sondern leiten ihn gezielt an den dem Standort des Benutzers nächstgelegenen Punkt weiter.

• Verbesserte Website-Ladezeiten: Durch die Verteilung von Inhalten näher an den Website-Besuchern verkürzen CDNs die Seitenladezeiten und die Latenzzeit und verbessern die Benutzerfreundlichkeit.
• Geringere Bandbreitenkosten: CDNs optimieren die Datenübertragung und die Zwischenspeicherung und reduzieren so die Datenmenge, die vom Ursprungsserver übertragen werden muss. Dies kann dazu beitragen, die Hosting-Kosten für Website-Betreiber zu senken.
• Verbessertes Benutzererlebnis: Die verkürzte Latenzzeit und die optimierten Ladezeiten sorgen für ein besseres Benutzer- und Kundenerlebnis, unabhängig davon, wo sie sich gerade befinden.
• Erhöhte Verfügbarkeit und Redundanz von Inhalten: CDNs können große Mengen an Datenverkehr bewältigen und verkraften Hardwareausfälle besser als einzelne Ursprungsserver. Diese Skalierbarkeit und bessere Lastverteilung verbessern die Verfügbarkeit der Website und verringern das Risiko von Ausfallzeiten.
• Verbesserte Website-Sicherheit: Einige CDNs bieten auch Sicherheitsfunktionen, wie z. B. die Entschärfung von Distributed Denial-of-Service (DDoS)-Angriffen sowie Verbesserungen bei Sicherheitszertifikaten. Diese Funktionen helfen, Websites vor gängigen bösartigen Angriffen zu schützen.

Um ein CDN zu konfigurieren, benötigen Sie Ihren Ursprungsserver sowie ein Konto für Distributed Cloud Services bei einer zuverlässigen Cloud-Computing-Organisation. Dies sind die wichtigsten Schritte, die Sie zur Implementierung der Konfiguration befolgen müssen:

Schritt 1: Melden Sie sich in 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: Falls gewünscht, konfigurieren Sie erweiterte Optionen, um die Bereitstellung von Inhalten 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 den Regional Edges zu cachen und bereitzustellen.

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

Schritt 8: Überwachen Sie die Leistung Ihrer Verteilungen und passen Sie sie bei Bedarf an.

Wenn Sie noch kein CDN implementiert haben und dies nun tun möchten, ist es wichtig, mit einem Unternehmen zusammenzuarbeiten, das Ihnen die erforderliche Bandbreite und den nötigen Support bietet, und zwar bei jedem Schritt.

1. Ermitteln Sie Ihre Anforderungen: Bestimmen Sie Ihre spezifischen Anforderungen und Ziele für die Nutzung eines CDN. Berücksichtigen Sie Faktoren wie geografische Abdeckung, Leistung, Funktionen, Preise, Kundensupport und Skalierbarkeit.
2. Recherchieren Sie verfügbare Optionen: Erkunden Sie verschiedene CDN-Anbieter und vergleichen Sie deren Angebote und den Ruf in der Branche.
3. Bewerten Sie die Leistung: Prüfen Sie, wie jeder Anbieter Ihre Anforderungen an Geschwindigkeit, Netzwerkkonnektivität, Zuverlässigkeit und Betriebszeit, Latenz und Kapazität erfüllt. Bewerten Sie dann die Leistungskennzahlen wie DNS-Reaktionszeit, Verbindungszeit, Wartezeit, Durchsatz und Traceroutes.
4. Berücksichtigen Sie die Sicherheit: Vergewissern Sie sich, dass der CDN-Anbieter über robuste Sicherheitsmaßnahmen verfügt, um Ihre Inhalte und Daten zu schützen. Achten Sie auf Funktionen wie DDoS Protection und sichere Bereitstellung von Inhalten.
5. Prüfen Sie die Preisgestaltung: Vergleichen Sie die Preismodelle der verschiedenen CDN-Anbieter, einschließlich Faktoren wie Bandbreitennutzung, Datenübertragungskosten und Gebühren.
6. Lesen Sie Kundenrezensionen: Lesen Sie Rezensionen und Erfahrungsberichte anderer Kunden, um einen Einblick in deren Erfahrungen mit den CDN-Anbietern zu erhalten, die Sie in Betracht ziehen.
7. Lassen Sie sich von Experten beraten: Wenden Sie sich an Branchenexperten oder an Fachleute, die Erfahrung mit CDN-Anbietern haben.

Nachdem Sie Ihre Due-Diligence-Prüfung durchgeführt haben, können Sie den CDN-Anbieter auswählen, der Ihren Anforderungen – und Ihrem Budget – am besten entspricht.

Viele der zuvor beschriebenen Vorteile von CDNs können sich auch positiv auf die Suchergebnisse einer Website und ihrer Seiten auswirken. Es ist wichtig, daran zu denken, dass es keine Garantien für irgendeine Art von Auswirkung auf die Suchmaschinen-Ergebnisseiten (Search Engine Result Pages, SERP) gibt. Aber die Optimierung Ihrer Web-Erfahrungen auf bestimmte Art und Weise kann potenziell helfen, Ihre SEO zu verbessern.

• Bessere Ladezeiten: CDNs verteilen die Inhalte von Websites auf mehrere Server in verschiedenen geografischen Regionen. Dadurch verringert sich die physische Entfernung zwischen Benutzern und Webhost, was zu schnelleren Ladezeiten und kürzeren Latenzzeiten führt. Dies wiederum kann sich positiv auf die Benutzererfahrung auswirken und möglicherweise zu einer besseren Platzierung in Suchmaschinen beitragen.
• Verbesserte Website-Verfügbarkeit: CDNs helfen dabei, den Website-Datenverkehr auf mehrere Server zu verteilen, wodurch das Risiko einer Serverüberlastung und das Risiko von Ausfallzeiten verringert wird. Wenn Ihre Website für die Benutzer zuverlässig zugänglich bleibt, kann dies dazu beitragen, dass sie in den Suchmaschinen sichtbar bleibt und ein gutes Ranking erhält.
• Globale Reichweite: CDNs verfügen über ein Netzwerk von Servern in verschiedenen Regionen der Welt. Allein diese globale Präsenz kann sich positiv auf die Benutzererfahrung und die Platzierung in Suchmaschinen auswirken, insbesondere bei Websites mit internationalem Publikum.
• Verbessertes mobiles Erlebnis: CDNs optimieren die Bereitstellung von Inhalten für mobile Geräte und sorgen dafür, dass Websites auf Smartphones und Tablets schnell und effizient geladen werden. Angesichts der zunehmenden Bedeutung der mobilen Optimierung für die SEO kann die Verwendung eines CDN die Platzierung Ihrer Website in den Suchmaschinen verbessern.

Um das Beste aus Ihrem Content Delivery Network herauszuholen, müssen Sie den Betrieb anhand Ihrer wichtigsten KPIs überwachen, dann die Leistung und die Bereitstellung analysieren und schließlich weiter optimieren, um Spitzenleistungen zu erzielen.

• Benchmarking des CDN-Anbieters: Bevor Sie ein CDN einsetzen, sollten Sie einen Benchmark-Test der Leistung Ihres derzeitigen Webservers durchführen, um sicherzustellen, dass ein CDN Ihre Daten tatsächlich schneller liefert.
• Überwachen Sie die Anzahl der Zugriffe auf den Ursprungsserver: Verfolgen Sie die Anzahl der Anforderungen an den Ursprungsserver. Wenn die Anzahl der Zugriffe höher ist als erwartet, kann dies bedeuten, dass das CDN die Daten nicht effektiv zwischenspeichert und diese Caches nicht nutzt.
• Wählen Sie ein CDN, das in Ihren Regionen verfügbar ist: Wählen Sie einen CDN-Dienst, dessen Server sich in den geografischen Gebieten befinden, in denen sich Ihre Benutzer aufhalten.
• Testen an verschiedenen Orten: Führen Sie Tests an verschiedenen geografischen Standorten durch, um überall eine einheitliche Leistung zu gewährleisten.
• Auslastungstest HTTP/2: Um potenzielle Engpässe und verbesserungswürdige Bereiche zu identifizieren, sollten Sie die Leistung Ihres CDN unter hohen Lastbedingungen bewerten.
• 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 Ihre CDN-Einrichtung regelmäßig und stellen Sie sicher, dass alles gut funktioniert. Hier sind drei Methoden, die Ihnen bei der kontinuierlichen Optimierung helfen:

1. Cache-Control-Header: Cache-Control-Header werden verwendet, um festzulegen, wie lange Inhalte vom CDN zwischengespeichert werden sollen. Durch die Festlegung geeigneter Cache-Control-Header können Sie steuern, wie häufig das CDN Inhalte vom Ursprungsserver abruft, was wiederum die Belastung des Ursprungsservers verringert.
2. Bereinigung und Invalidierung von Inhalten: Die Bereinigung und Invalidierung von Inhalten ermöglicht es Ihnen, bestimmte Dateien oder Inhalte aus dem CDN-Cache zu entfernen oder zu aktualisieren. So können Sie sicherstellen, dass Ihre Benutzer immer die neuesten und relevantesten Informationen erhalten.
3. Komprimierung und Minimierung: Komprimierungs- und Minimierungsverfahren verringern die Größe der zwischen dem Ursprungsserver und den CDN-Servern übertragenen Dateien. Durch die Komprimierung von Dateien wird die Menge der zu übertragenden Daten verringert, was zu schnelleren Ladezeiten führt. Bei der Minimierung werden unnötige Zeichen, wie Leerzeichen und Kommentare, aus bestimmten Dateien entfernt, um die Leistung zu verbessern.

Während Content Delivery Networks die digitale Reichweite Ihrer Organisation erhöhen können, können CDNs auch bestimmte Herausforderungen mit sich bringen. IT-Abteilungen sollten sich dieser potenziellen Probleme bewusst sein und sie vermeiden oder den Betrieb regelmäßig überprüfen, um Updates und Verbesserungen vorzunehmen.

1. Bereitstellung: Die Entscheidung über den Ursprung, von dem das CDN die Inhalte abruft, und die Bereitstellung der Inhalte in mehreren Speichersystemen kann eine Herausforderung darstellen. Dazu gehören auch anfängliche CDN-Fehlkonfigurationen, die sofort nach ihrer Entdeckung korrigiert werden sollten.
2. Regionale inhaltliche Unstimmigkeiten: Sie möchten Ihren Benutzern nahtlose, zuverlässige und konsistente Inhalte liefern, unabhängig davon, wo sie leben. CDNs sind dazu gedacht, genau das zu liefern, aber manchmal kann es regionale inhaltliche Unstimmigkeiten geben. Aktivieren Sie ein System zur Überprüfung von CDN-Inhalten in verschiedenen Regionen und passen Sie die Leistung entsprechend an.
3. Versionierung und Cache-Kontrolle: Die Verwaltung von Aktualisierungen statischer Inhalte und die Bereitstellung neuer Versionen kann komplex sein.
4. Testen: Um sicherzustellen, dass das CDN die erwartete Leistung erbringt und Ihre Anforderungen erfüllt, sind möglicherweise gründliche Tests erforderlich.
5. Sicherheit von Inhalt und Client: Der Schutz Ihrer Inhalte vor unberechtigtem Zugriff oder vor Manipulation kann bei der Nutzung eines CDN eine Herausforderung darstellen. Setzen Sie eine vertrauenswürdige Sicherheitslösung ein, um böswillige Akteure von Ihren Daten und den personenbezogenen Daten Ihrer Benutzer fernzuhalten.
6. Ausfallsicherheit: Die Aufrechterhaltung einer hohen Verfügbarkeit und Ausfallsicherheit bei Netzwerk- oder Infrastrukturausfällen ist von entscheidender Bedeutung. Schließlich setzen Organisationen CDNs ein, um die Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit zu erhöhen. Testen Sie also Ihr System, um sicherzustellen, dass es dies auch tatsächlich für Ihre Organisation tut.

In den letzten Jahren haben sich neue Trends herausgebildet, die sicherstellen, dass CDNs mit dem digitalen Wachstum von Organisationen mitwachsen können. Hier sind einige, die Ihnen helfen können, Ihre CDN-Bereitstellung zukunftssicher zu machen.

Integration von Edge-Computing und CDN: Die Integration von Edge-Computing und CDNs ermöglicht es Organisationen, die Vorteile beider Ansätze zu nutzen. Edge-Computing verlagert Aktionen so nah wie möglich an die Quelle, ermöglicht Echtzeit-Entscheidungen und verkürzt Latenzzeiten. CDNs ergänzen diese Funktionalität, indem sie sicherstellen, dass Inhalte schnell und effizient geliefert werden, indem sie von Servern bereitgestellt werden, die sich näher am Benutzer befinden.

Durch die Kombination von Edge-Computing und CDN-Integration können Organisationen das Benutzererlebnis verbessern, die Anwendungsleistung steigern und die Bereitstellung von Daten und Inhalten optimieren. Dies ist besonders wichtig in Szenarien mit dem Internet der Dinge (IoT), in denen Echtzeitentscheidungen und kurze Latenzzeiten entscheidend sind.

CDN-Bereitstellung mit HTTP/3 und QUIC-Protokoll: HTTP/3 ist ein neueres Internetprotokoll, das immer beliebter und häufiger verwendet wird. Es verwendet QUIC, ein Multiplex-Transportprotokoll, das CDNs eine geringere Latenz und schnellere Ladezeiten ermöglicht. HTTP/3 verringert die Latenz und lädt in der Praxis viel schneller.

KI und maschinelles Lernen in CDN: Die zunehmende Verfügbarkeit und Nutzung von künstlicher Intelligenz (KI) und maschinellem Lernen (ML) in der Technologie bietet den Nutzern von Content-Delivery-Netzwerken große Chancen. Hier sind vier Vorteile, die wir beobachten:

1. Datenverkehrsoptimierung: KI- und ML-Algorithmen analysieren die Muster des Netzwerkdatenverkehrs, um die Bereitstellung von Inhalten durch Vorhersage des Benutzerverhaltens zu optimieren.
2. Intelligente Zwischenspeicherung: KI und ML-Modelle helfen CDNs bei der intelligenten Content-Cache durch die Analyse von Benutzerzugriffsmustern.
3. Erkennung von Anomalien: KI- und ML-Algorithmen können Anomalien im Netzwerkdatenverkehr und in der CDN-Leistung erkennen und helfen, Probleme nahezu in Echtzeit zu erkennen und zu beheben. KI- und ML-Algorithmen können CDNs auch dabei helfen, Sicherheitsbedrohungen wie Distributed Denial-of-Service (DDoS)-Angriffe zu erkennen und zu entschärfen.
4. Dynamische Inhaltserstellung mit generativer KI: KI- und ML-Modelle können die dynamische Inhaltsbereitstellung optimieren, indem sie Inhalte auf der Grundlage von Benutzerpräferenzen und -verhalten personalisieren und tatsächlich erstellen. Dies stellt eine enorme Chance für Inhaltsanbieter dar, aber die Vorlaufkosten für Investitionen in kreative KI und ML werden wahrscheinlich erheblich sein.

Wir bei F5 verfügen über umfassende Erfahrung bei der Implementierung und dem Schutz von Content Delivery Networks (CDNs). Wir wissen, dass die Verteilung Ihrer Daten und der Zugriff auf sie für jeden, der sie benötigt, egal wo auf der Welt er sich befindet, ein wichtiger Aspekt für Ihre Organisation ist. Beschreiben Sie, wie die Produkte und Lösungen von F5 bei der Implementierung und dem Schutz von CDNs helfen können.

Darüber hinaus bieten wir branchenführende Integrationen von Sicherheitsfunktionen, die Ihrer Organisation helfen, Ihr Netzwerk zuverlässig und optimal zu nutzen.