CDN

Ein Content Delivery Network (CDN) ist ein Verbund von Servern, um von Nutzern angefragte Websites und deren Inhalte abhängig vom geografischen Standort schnell verfügbar zu machen. Das Prinzip: Je näher der Content des Webhosters beim Nutzer liegt, desto schneller kann dieser darauf zugreifen. Die Antwortzeit des nahegelegenen Servers wird verkürzt und der Content kann schnell geladen werden. CDNs kommen vor allem beim Streaming von Audio- und Videoinhalten, aber auch bei Websites mit besonders großer Reichweite zum Einsatz, um die Lastenverteilung der Server zu optimieren und die User Experience zu verbessern.

Allgemeine Informationen

Ein Content Delivery Network (CDN) soll Daten schneller bereithalten als herkömmliches Webhosting. Das Server-Client-Prinzip, das hinter jeder Internetanwendung steht, wird dahingehend verbessert, dass nicht ein Server die Daten bereithält, sondern ein Verbund von Servern, die auf eine bestimmte Weise organisiert sind: Ausgehend von einem Root-Server oder Knotenpunkt, der die Daten auf weitere Server verteilt, ist der Weg der Daten nun abhängig vom geografischen Standort des Nutzers. Denn je näher die Daten, desto schneller der Abruf.

Der Root-Server spiegelt den Content auf ein System von auf dem Globus verteilten Servern. Diese reagieren auf eine Anfrage weitaus schneller, da der Weg vom Server zum Nutzer kürzer ist. Zwar werden Telekommunikationsdaten heutzutage sehr schnell verschickt, aber die Gleichung von Geschwindigkeit gleich Weg durch Zeit gilt auch hier. Im IT-Bereich wird von Latenzzeit gesprochen. Durch CDN-Systeme werden zudem Servertimeouts, fehlerhafte Datenpakete und sogenannte Jitter minimiert, während die Bandbreite der Internetverbindung effektiv genutzt wird. Jitter sind Interferenzen von digitalen Signalen, die zum Beispiel bei VOIP Telefonie auftreten und die Verbindung stören. CDNs optimieren den Datenverkehr zwischen Server und Client. Sie sorgen zusätzlich für eine bessere Nutzererfahrung, indem die Warte- und Ladezeiten reduziert werden.

Vereinfachte Darstellung eines Content Delivery Networks

Funktionsweise

Das CDN muss nicht zwangsläufig ein System von physischen Servern sein. Oft wird es umgesetzt, indem verschiedene Server miteinander verbunden und zusammen organisiert werden. Dies geschieht durch Cache- und Speichersysteme, die durch Router verkuppelt werden. In der Regel wird eine CDN Management Software verwendet, um den nächstgelegenen Server zu identifizieren und anschließend den Content auszuliefern. Da eine Kopie der Inhalte auf allen Servern im System hinterlegt ist, können die Daten mit der geringsten Latenzzeit an den Nutzer weitergeleitet werden.

Zunächst wird geprüft, von wo eine Abfrage stammt, um dann den geeignetsten Server zu bestimmen. Dieser antwortet auf die HTTP-Anfrage und sendet eine Antwort in Form eines HTTP-Statuscodes; erst dann folgt der eigentliche Inhalt in Form eines HTML-Dokumentes. Eine durchschnittliche Anfrage beinhaltet etwa 20 solcher Frage-Antwort-Sequenzen und dauert im Schnitt nicht länger als 3 Sekunden. Diese Zeit will das CDN verkürzen und dadurch die Performance steigern.

Es gibt unterschiedliche Arten und Größen von CDNs, die in kleinen Betrieben, KMUs und auf Konzernniveau Anwendung finden. Anhand der Größe werden CDNs in drei Kategorien unterteilt:

• Edge Distribution (deutsch: Randverteilung): Wird bei kleinen CDNs eingesetzt. Daten werden von einem Root-Server auf die Edge-Devices (Randknoten eines Netzwerkes) bzw. direkt an den Point of Presence (POP; deutsch: Internetzugang des Nutzers) beim Nutzer übertragen, um sie schnell abrufen zu können.
• Edge Hierarchy (Rand-Hierarchie): Wird bei mittelgroßen CDNs benutzt. Dem Root-Server sind sogenannte Hub-Caches nachgeschaltet, die die Daten gemäß einer Anfrage auf den nahe gelegenen Server verteilen.
• Hub and Spoke (Knotenpunkt und Speiche): Wird ausschließlich bei großen Netzwerken verwendet. Die Daten der Root-Server werden auf allen angeschlossenen Servern, sogenannte Hubs, gespiegelt. Ein Cache-System (Die Speiche) macht die Daten auf allen Servern schnell verfügbar, wenn sie abgefragt werden.

Praxisbezug

In der Praxis gibt es zahlreiche Anbieter von Content Delivery Networks. Die Auswahl eines geeigneten Anbieters ist von den Anforderungen abhängig. Ein global tätiges Unternehmen hat andere Ansprüche als ein Onlineshop. Handelt es sich um eine betriebliche, absatzorientierte Website, ist die Erreichbarkeit und das schnelle Laden der Inhalte ein wichtiges Kriterium, da Nutzer schnell weiterklicken, wenn das Angebot nicht binnen Sekunden geladen wird. Große Unternehmen, die international aktiv sind, legen ebenfalls Wert auf gute Erreichbarkeit und Performance. Insbesondere dann, wenn eine Website stark ausgelastet ist. CDNs fangen solche Zugriffsbelastungen auf und sorgen auch bei Onlineshops dafür, dass die Website stets erreichbar und schnell geladen ist. Gleiches gilt auch für eventuelle DoS-Attacken, da CDNs die Lastenverteilung des Serversystems regulieren. Erfolgt ein Hackerangriff, ist die Wahrscheinlichkeit, dass das System zusammenbricht, mit CDNs geringer.

Eine Auswahl an Anbietern von CDN-Lösungen:

• Akamai
• Cloudfare
• Rackspace
• Amazon CloudFront
• Edgecast
• Microsoft Azure
• KeyCDN
• Limelight

Mit MirrorBrain, OSSCDN oder CoralCDN gibt ebenfalls Open Source Lösungen für verschiedene Systeme.

Bedeutung SEO

In der SEO-Branche spielt die Frage nach der Performance eine hervorgehobene Rolle. Gerade der Zugriff, die Erreichbarkeit und die Ladezeit sind relevant für eine Suchmaschinenoptimierung. Das hängt zwar von dem Ziel einer Website ab, aber im Grunde ist es anerkannt, dass diese Kriterien mit in das Ranking von Google einfließen. Google empfiehlt, die Ladezeit (engl. Pagespeed) ständig zu überprüfen und ggf. zu optimieren. Neben den Webmaster Tools können hier weitere Programme für einen Speedtest verwendet werden. Eine Anmeldung in den Webmaster Tools der jeweiligen Suchmaschine ist ohnehin empfehlenswert – auch wenn CDNs genutzt werden.

Der Einsatz von Content Delivery Networks hat aber noch weitere Konsequenzen, die von vorneherein beachtet werden sollten. Durch den Anbieter des CDN können sich die Ip, der Domainname und die URL verändern. Da IP-Adressen stets an geografische Standorte gebunden sind, ist eine sogenannte Anycast IP sinnvoll, die dann für das CDN gilt. Die meisten CDNs nutzen Anycast IP-Adressen zum Routing. Statt einer Domain mit dem Anbieternamen ist weiterhin eine Subdomain für das CDN-System empfehlenswert (wie cdn.beispiel.de). Dies kann mit der Einstellung DNS CNAME definiert werden; der CNAME verweist dann auf eine kanonische URL mit eigener Domain und nicht auf den Namen des Anbieters. Einige Dienstleister bieten ein solches Set Up schon zu Beginn an.

Wenn alle Daten auf dem CDN gehostet werden, ist es zudem sinnvoll, kanonische URLs gesondert auszuzeichnen oder zu entscheiden, welche Daten vom CDN geladen werden sollen. Zum Beispiel lassen viele Website-Betreiber Bilder, die zum Inhalt der Website gehören, auf dem eigenen Server, um keine Rankingverluste in Kauf nehmen zu müssen. Mit der Verwendung des rel=canonical Tag und der absoluten Adresse der Daten werden eventuelle Probleme mit Duplicate Content vermieden, wenn alle Daten im CDN gehostet wurden. Darüber hinaus: Für die Bezeichnungen von Dateien sollte das CDN keine eigenen Namen wählen und unter Umständen die Verzeichnisstruktur verändern, sondern die gleichen Konventionen beibehalten, die auch vorher auf der herkömmlichen Domain zum Einsatz kamen. Mitunter müssen Redirects bestimmt werden, sodass Fehlercodes und nicht übertragene Datenpakete vermieden werden.

Diese technischen Eigenheiten haben direkte Konsequenzen für die Suchmaschinenoptimierung von Websites. Wenn keine fundierten Kenntnisse in Programmierung und Web Architektur vorhanden sind, sollte entweder ein kompetenter Dienstleister oder eine Agentur beauftragt werden, die den Umzug auf ein CDN unter Beachtung von SEO-Kriterien erledigen.

Weblinks

• CDN Definition
• CDN Definition
• Ausführlicher Beitrag zu CDNs
• Open Source CDNs
• CDN Anbieter im Vergleich