شبیه سازی شبکه تحویل محتوا CDN در ایران با آپنت به همراه گزارش کار

پروژه شبیه سازی شبکه تحویل محتوا CDN در ایران با نرم افزار OPNET

در این پست پروژه شبیه سازی شبکه تحویل محتوا CDN با نرم افزار OPNET را به همراه گزارش کار آماده کردیم در این پروژه یک Manage Server (مدیریت سرور – سرور اصلی) در تهران و سه surrogates (سرور جانشین) در شهر های تبریز، اصفهان و یزد در نظر گرفته شده است.

در ادامه به معرفی شبکه CDN ، سیستم DNS و این پروژه پیش رو خواهیم پرداخت که فیلم و تصاویری از خروجی شبیه سازی آن نیز قرار داده شده است.

شبکه تحویل محتوا CDN چیست ؟

شبکه تحویل محتوا (Content Delivery Network – CDN) شبکه ای بزرگ از سرور هایی می باشد که در چندین نقطه دنیا مستقر هستند و به صورت جغرافیایی توزیع شده‌ اند. به کمک سیستم CDN با در نظر گرفتن موقعیت جغرافیایی کاربر، محتوا بوسیله نزدیک‌ ترین سرور به کاربر ارائه می ‌شود. این امر در افزایش سرعت تحویل محتوا و همچنین پهنای باند در سایت ‌هایی با ترافیک بالا و سایت ‌های جهانی همچون Google, YouTube, Yahoo, Facebook و غیره بسیار تاثیر گذار و موثر می باشد.

در ادامه با ما همراه باشید تا شما را با شبکه تحویل محتوا CDN بیشتر آشنا کنیم.

اکنون چنین سوالی مطرح است که چگونه درخواست محتوای یک کاربر (به طور مثال دانلود یک نرم افزار) به این سرورها هدایت می شود؟ یکی از راه ها به منظور هدایت درخواست های کاربران به CDN ، این است که از خود  کاربران درخواست کنیم که این کار را انجام دهند. توضیحات بیشتر، فیلم و تصاویری از خروجی پروژه شبیه سازی شبکه تحویل محتوا CDN با OPNET در ادامه مطلب.

مثال از شبکه توزیع محتوا (CDN):

یک وب سایت را در نظر بگیرید که قصد دارد تا نرم افزاری را جهت دانلود در اختیار بازدید کنندگان خود قرار دهد، برای این کار مدیر وب سایت می تواند تا در باکس دانلود (قسمتی که لینک لینک قرار داده می شود) تعدادی لینک دانلود قرار دهد که هر یک از آن لینک ها به یک سرور مجزا اشاره کند.

با این کار بازدید کنندگان، قادر خواهند بود تا بر اساس موقعیت جغرافیای خود، یکی از آن لینک ها را انتخاب کنند (مثلا کاربری که در ایران است، سرور های واقع در آسیا را انتخاب کند). به این روش mirroring نیز گفته می شود. دیگر روش که بیشتر کاربرد را دارد، استفاده از DNS یا سیستم نام دامنه (Domain Name System – DNS) می باشد.

سیستم DNS یا سیستم نام دامنه چیست ؟

همانظور که احتمالا اطلاع دارید، سیستم DNS به ما کمک می کند تا IP یک وب سایت را داشته باشیم. برای مثال زمانی که ما در مرورگر خود نشانی سایت نوآوران گرمی (www.noavarangermi.ir) را وارد و اینتر می زنیم، ابتدا درخواستی به سرور DNS ارسال می شود تا در پاسخ، IP سایت نوآوران گرمی به ما داده شود، سپس مرورگر ما قادر خواهد بود تا درخواست بارگذاری صفحه (Load Page) را به آدرس IP نوآوران گرمی ارسال کند.

تنظیم DNS بر روی CDN:

اکنون می توانیم DNS را طوری تنظیم کنیم به جای اینکه IP سرور اصلی را تعریف کنیم، IP سرور های CDN را بر روی آن تنظیم تا درخواست های ما به CDN ارسال شود. مزیت روش گفته شده این است که کاربر در این میان هیچ حضوری نخواهد داشت و فقط اطلاع دارد که درخواستی را ارسال کرده اما این که این درخواست چگونه و به کدام IP ارسال شده، برای او مشخص نیست.

شبکه های توزيع محتوا یا CDN ها در دنيا به اين صورت عمل می کنند که شرکت های توليد کننده محتوا مثل يوتيوب و همه سايت های اينترنتی پر بازدید به جای اينکه به سراغ خريد يک هاست و سرور برند با شرکت های CDN با همان توزیع محتوا قرار داد می بندند و اين شرکت ها در دنيا ديتا سنتر ها و سرور های مختلفی دارند.

در شبکه تحویل محتوا CDN مدل کار به اين صورت است که ديتای اصلی روی سرور های اصلی بارگزاری می شوند سپس اين داده در سرور های مختلف در دنيا در لحظه کپی گذاری شده و در اختيار کاربران قرار می گيرند. مثلا ما برای ديدن يک فيلم در يوتيوب به سرور های آمريکا متصل نمی شويم بلکه به سرور های شبکه توزيع محتوا، به طور مثال در دبی متصل شده و آن فيلم ها را مشاهده می کنیم. به سرور های فرعی سرور های جانشين یا همان surrogate نیز می گويند.

مثال ديگر اينکه ما می خواهیم فايل adobe acrobat را از سايت adobe در آمريکا دانلود کنيم اما از سرور آمريکا دانلود نمی کنيم بلکه از يکی از سرور های جانشين نزديک کشور ايران دانلود می کنيم. به این صورت صرفه جويی زيادی در هزينه پهنای باند در دنيا برای کشور ها اتفاق می افتد. ضمن اينکه کيفيت مناسب تری نیز برای ارائه سرويس به کاربران نهايی يا همان end user ها ارائه می دهند. حال این سیستم را در ایران با نرم افزار آپنت شبیه سازی می کنیم.

معرفی پروژه شبیه سازی شبکه تحویل محتوا CDN در ایران:

در پروژه شبیه سازی شبکه تحویل محتوا CDN مردم در 3 استان تبریز، اصفهان و یزد می خواهند يک قسمت از سریال شهرزاد را که روی سرور اصلی که در تهران قرار داردن را دانلود کنند. حال بايد حالت با CDN با حالت بدون CDN مقايسه شود.

آنالیز شبکه در حالت با CDN و بدون CDN:

در حالت بدون CDN مردم از اين 3 استان مستقيما به سرور تهران وصل می شوند و دانلود می کنند که اين هم پهنای باند بسيار بالايی را لازم دارد و هم از لحاظ لود delay time و response time و CPU اصلا مناسب نیست در حالی که در حالت با CDN مردم هر استان به سرور های جانشين آن استان وصل می شوند و فايل را از روی آن سرور های جانشين که قبلا در آنها کش شده است دانلود می کنند.

در این صورت پارامتر های لود CPU و response time و delay time بسيار بهتر می شوند ضمن اينکه کيفيت ارائه خدمات نیز بهتر می شود.

در زیر تصاویری از شبیه سازی با آپنت را مشاهده نمائید.

تصاویری از خروجی پروژه شبیه سازی شبکه تحویل محتوا CDN در OPNET:

تصویر خروجی 1:

تصویر خروجی 2:

تصویر خروجی 3:

تصویر خروجی 4:

تصویر خروجی 5:

تصویر خروجی 6:

تصویر خروجی 7: