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====!"§==Systems= Breitbandtechnologien für die erste Meile und Content Delivery Networks Andreas Gehring Corporate Network Solutions

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Präsentation zum Thema: "====!"§==Systems= Breitbandtechnologien für die erste Meile und Content Delivery Networks Andreas Gehring Corporate Network Solutions"—  Präsentation transkript:

1 ====!"§==Systems= Breitbandtechnologien für die erste Meile und Content Delivery Networks Andreas Gehring Corporate Network Solutions

2 ====!"§==Systems= 18/06/2002 T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 Seite 2 Inhalt Vorstellung T-Systems Standort Darmstadt Einleitung Was bedeutet Last Mile? Last Mile Technologien xDSL Technologien xDSL Technologien im Vergleich Einführung in die ADSL Technologie ADSL über POTS / ISDN Frequenzspektrum ADSL und ATM Kabeltechnologien Einführung Netzstruktur Frequenzspektrum

3 ====!"§==Systems= 18/06/2002 T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 Seite 3 Inhalt WLAN Überblick Beispielanwendung Content Delivery Networks Multimedia Anwendungen Loadbalancing Caching Content Management & Distribution

4 ====!"§==Systems= 18/06/2002 T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 Seite 4 T-Systems Technologiezentrum Vorstellung TZ Standorte Darmsta dt Detmold Aachen Berlin Hamburg Bad Kreuznach Elmshorn Bonn Kiel Wiesbaden Fakten: Zentrale Darmstadt 1000 MA an 10 Standorten 120 Mio Umsatz mit Netzwerkplattformen Netzwerkmanagement Firmennetz- Lösungen IT Geschäftslösungen

5 ====!"§==Systems= 18/06/2002 T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 Seite 5 Ausgangssituation Engpaß in der letzten Meile die letzte Meile als Bottleneck Transaction Dienste, Homebanking LAN Connection Fast Internet Teleworking, Joint Editing, VoD Telelearning "Breitbandige Anwendungen" Schmalbandiges Zugangsnetz Last Mile: Die letzte Meile ist die Strecke zwischen der Vermittlungsstelle und dem Hausanschluß.

6 ====!"§==Systems= 18/06/2002 T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 Seite 6 Technologien: Dial-up: 56 kbit/s – 384 kbit/s Wireless Local Loop (WLL) (2 Mbit/s - 10 Mbit/s Sym.) Wireless LAN (10 Mbit/s – 52 Mbit/s) xDSL: Digital Subscriber Line (>= 128 kbit/s Up, bis 50 Mbit/s Down) Kabelnetze: Breitbandkabelkom- munikation (bis 40 Mbit/s Down, Up über POTS/PSTN bis 128 kbit/s oder im Kabel bis 1 Mbit/s) Powerline: ~1 Mbit/s shared für 200 An- schlüsse Satellitenkommuni- kation (bis 40 Mbit/s Down, Up über POTS / PSTN bis 128 kbit/s oder im Kabel bis 1 Mbit/s) Lastmile Technologien Services Dial-up ISDN POTS Kabel HFC Power Line xDSL PSTN Wireless

7 ====!"§==Systems= 18/06/2002 T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 Seite 7 Lastmile Technologien Kosten Kosten der Last/First Mile: Die letzten Meter zum Kunden sind die teuersten, wenn kein Übertragungsmedium bis in die Privaträume/Büros existiert bzw. neue Kabel verlegt werden müssen. Maßnahmen zur Kostenreduktion: Nutzen der bestehenden Kabelinfrastruktur. Verlegen neuer Kabel durch bestehende Kanäle. Drahtlose Verbindungstechnologien (Funk, WLAN, etc.)

8 ====!"§==Systems= 18/06/2002 T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 Seite 8 Last Mile Die Kabelinfrasruktur Backbone KabelverzweigerVermittlungsstelle Lichtwellenleiter xDSL Technologien setzen auf der bestehenden Infrastruktur auf: Zwischen Vermittlungsstelle und Hausanschluß wird über die Kabelverzweiger das Standdard Kupferkabel zur Übertragung von Daten und Telefonie über ADSL eingesetzt.

9 ====!"§==Systems= 18/06/2002 T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 Seite 9 Last Mile Überblick Mobilität & Datenrate T-DAB DVB-T ISDNADSLATM P-MP RadioP-P Radio UMTS GSM / GPRS DECT High Medium Low Fixed Terminal Mobility kbit/s Mbit/s Data rate IEEE a HIPERLAN/2 WLAN (IEEE ) Bluetooth GSMGlobal System for Mobile Communications GPRSGeneral Packet Radio System UMTSUniversal Mobile Tele- communications System DECTDigital Enhanced Cordless Telecommunications WLANWireless Local Area Network HIPERLAN High Performance Radio LAN DABDigital Audio Broadcasting DVB Digital Video Broadcasting P-MPPoint-to-Multipoint P-PPoint-to-Point

10 ====!"§==Systems= 18/06/2002 T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 Seite 10 xDSL Technologie

11 ====!"§==Systems= 18/06/2002 T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 Seite 11 xDSL Techniken in der letzen Meile Service Regional Broadband Network Residential and Small Business Users ADSL Access Network Central OfficeNetwork Service Providers Internet Corporate Network End-to-End Service ADSL Zugangsdienste dienen dem Benutzerzugriff auf die Dienste eines Network- oder Interner Service Providers (NSP/ISP) bzw. eines Firmennetzes.

12 ====!"§==Systems= 18/06/2002 T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 Seite 12 xDSL Techniken in der letzen Meile Local Loop Backbone KVz VSt LWL Cu-DA m < 4,5 km Very High Data Rate DSL=VDSL: 1 Cu-DA Telefonie, ISDN Integration Mbit/s DS, 1,5-26 Mbit/s US Asymmetrical DSL=ADSL: 1 Cu-DA Telefonie, ISDN Mbit/s DS < 1Mbit/s US High Data Digital Subscriber Line = HDSL: 2 Cu-DA keine Telefonie 2 Mbit/s DS u. US Single Line DSL= SDSL: 1 Cu-DA Telefonie < 1 Mbit/s DS u. US 1998 VDSL-Test in Nürnberg with 12,92 Mbps bidirectional systems 1999 ADSL-Test in NRW- Bonn, Köln, Düsseldorf with max. 764 Kbit/s US and max. 8 MBit/s DS Definitionen: LWL: Lichtwellenleiter; KVz: Kabelverzweiger; VSt: Vermittlungsstelle Cu-DA: Kupfer-Doppelader, DS: Hinkanal; US: Rückkanal

13 ====!"§==Systems= 18/06/2002 T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 Seite 13 Lastmile Technologien xDSL VDSL Very High Datarate DSL: D: Mbit/s, U: 1,6-25 Mbit/s 0,9 – 1,5 Km Reichweite Transport bis VDSL Reichweite über Glasfaser Anbindung des Kunden auf den letzten Metern mit 1 Kupfer DA FSAN: Full Service Access Network Fiber-to-the-Neighborhood/Curb/Basement

14 ====!"§==Systems= 18/06/2002 T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 Seite 14 Lastmile Technologien xDSL ADSL / T-DSL Asymmetric Digital Subscriber Line, ADSL Lite, RADSL: D: 0,5-8 Mbit/s, U: 0,1-1 Mbit/s 3 - 5,5 Km Reichweite Anbindung des Kunden mit 1 Kupfer DA Telefonie und Datenübertragung gleichzeitig ADSL Lite Splitterless Technology ohne Modem (bis 1.5 Mbit/s down, 128 kbit up) RADSL Rate Adaptive ADSL - Paßt sich an die Qualität der Leitung an

15 ====!"§==Systems= 18/06/2002 T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 Seite 15 Lastmile Technologien xDSL HDSL High Datarate Digital Subscriber Line, HDSL 2: D und U: 1,5-2 Mbit/s (T1 o. E1) 4 Km Reichweite Anbindung des Kunden mit 2 Kupfer DA nur Datenübertragung symmetrisch vollduplex HDSL 2 wie HDSL auf 1 kupfer DA

16 ====!"§==Systems= 18/06/2002 T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 Seite 16 Lastmile Technologien xDSL SDSL Single Line Difital Subscriber Line: D und U: 768 kbit/s 3,5 Km Reichweite Anbindung des Kunden mit 1 Kupfer DA nur Datenübertragung symmetrisch vollduplex T1 o. E1 Framing

17 ====!"§==Systems= 18/06/2002 T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 Seite 17 Lastmile Technologien xDSL Komponenten DSLAM: Digital Serial Line Access Multiplexer (ATU- Central: ADSL Transceiver Unit - Central Office End) ADSL Modem (NT) und Splitter (ATU-Remote: ADSL Transceiver Unit - Remote Terminal End) Im DSLAM werden die ADSL Leitungen zwischen den Endanschlüssen und der Service Provider (SP) abgeschlossen und das ADSL und Telefonsignal getrennt. Die über ADSL übertragenen Daten werden an den Backbone des SP übertragen und das Telefonsignal ans Telefonnetz weitergeleitet. Der Splitter trennt die beiden Signalströme in ADSL und Telefonsignal.

18 ====!"§==Systems= 18/06/2002 T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 Seite 18 Lastmile Technologien xDSL Netzwerkarchitektur Government Education Corporate DSL PoP IP/TVTIBCO Circuit Core POTS/PSTN Packet Core ATM Core V DSLAM NAS

19 ====!"§==Systems= 18/06/2002 T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 Seite 19 Lastmile Technologien T-DSL Protocol Stack DSLAM BB-NAS ATM 10-BaseT xDSL Ethernet PPP PPPoE AAL5 LLC/SNAP (1483) 10-BaseT Ethernet ATM SDH ATM SDH AAL5 LLC/SNAP (1483) Ethernet IP PPP PPPoE IP ATM xDSL Client xDSL-Modem

20 ====!"§==Systems= 18/06/2002 T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 Seite 20 Lastmile Technologien T-DSL Anschlüsse am NT MPEG = Motion Picture Expert Group TV mit Set-Top-Box (bei VDSL) Telefonie Fast Internet SplitterADSL- Modem 6 Mbit/s via CuDA 5 Mbit/s, MPEG 2 over ATM, 1 Kanal 1 Mbit/s, Ethernet, IP Telefonie parallel zur Online-Nutzung möglich Nutzung des vorhandenen Kuperkabels zu jedem Kunden gehen mehrere PVCs mit unter-schiedlichen Übertragungs-raten Hohe TV / VoD Qualität und Datenübertragung Mit WLAN auch drahtlose Übertragung vom Anschluß zu den Endgeräten möglich

22 ====!"§==Systems= 18/06/2002 T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 Seite 22 Lastmile Technologien T-DSL CAP: Carrierless Amplitude and Phase CAP nutzt eine Trägerfrequenz mit Signalmodulation (Phasen- Amplitudenmodulation) zur Übertragung der Informationen. Damit ist die Technik einfacher und preisgünstiger zu realisieren als DMT Modems aber störanfälliger. - 3dB POTS ISDN (4B3T) f/kHz Filter-Dämpfung ca upstream ca. 400 TP (Tiefpass)HP (Hochpass) downstream

23 ====!"§==Systems= 18/06/2002 T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 Seite 23 Lastmile Technologien T-DSL DMT : Discrete Multi-Tone DMT unterteilt das 1 MHz Spektrum einer Telefonleitung in Khz Kanäle. In jedem dieser Kanäle kann eine andere Übertragungsdichte abhängig von Interferenzen und Störsignalen verwendet werden. Die Signale in jedem Teilkanal werden über QAM Systeme übertragen. Damit ist DMT weniger Störanfällig gegenüber Techniken, die nur einen Übertragungskanal nutzen. In Frequenzbereichen mit weniger Störungen wird eine höhere Übertragungsdichte gefahren.. POTS ISDN (4B3T) f/kHz Filter-Dämpfung ca ca. 400 TP (Tiefpass)HP (Hochpass) upstreamdownstream

24 ====!"§==Systems= 18/06/2002 T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 Seite 24 Lastmile Technologien T-DSL NT Aufbau Prinzipschaltbild der Trennung von Telefon- und Digitalsignal bei ADSL-Systemen (H: Hochgeschwindigkeitskanal, S: Duplex Kanal kbit/s, Telefonkanal)

25 ====!"§==Systems= 18/06/2002 T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 Seite 25 Breitbandkabel Technologie

26 ====!"§==Systems= 18/06/2002 T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 Seite 26 Lastmile Technologien Kabel Einführung ca. 200 Mbit/s Gesamtkapazität Downstream pro Kabelstrang ca. 50 Mit/s Gesamtkapazität Upstream pro Kabelstrang Übertragung von bis zu 2 Mbit/s Downstream pro Anschluß Symmetrische oder Asymmetrische Datenübertragung im Kabel mit 0,2 bis 2 Mbit/s Upstream pro Anschluß Integration von Telefonie, Daten und TV ATM-kompatibel Ethernet im Anschluß Standardisiert in Europa und USA Massenmarktfähig

27 ====!"§==Systems= 18/06/2002 T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 Seite 27 Lastmile Technologien Kabel Die Kabel Netzstruktur n Kapazität bis 450 MHz n Im wesentlichen ausgebaut in den 80er und 90er Jahren n Digitale Aufrüstung in 1998 abgeschlossen n Km Koaxial- Kabel, Km Glasfaser n Aufrüstung zur vollen Kapazität inkl. Rückkanal technisch realisierbar Netzebene 1 Netzebene 2 Netzebene 3 Netzebene 4 Programmproduktion und Übertragung zur TV-Schaltstelle TV-Schaltstelle bis zur BK- Verstärkerstelle Übergabepunkt bis zur Kabelanschlußdose BK-Verstärkerstelle bis zum Übergabepunkt

28 ====!"§==Systems= 18/06/2002 T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 Seite 28 Lastmile Technologien Kabel BK-Netzwerkarchitektur Home and Office (CPE) Internet and PSTN Distribution Hub or Small Head End Core Head Ends and Regional Backbone PSTN Node HP DOCSIS / DVB BGP4 Internet SS Nodes 25K HP DIAL K HP 1. OSPF iBGP PIM STM-16 STM-64 WDM OSPF iBGP PIM STM-1 SRP ATM POS V V

29 ====!"§==Systems= 18/06/2002 T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 Seite 29 Lastmile Technologien Kabel Protocol Stack INA BB-NAS ATM 10-BaseT DVB/DAVIC Ethernet PPP PPPoE AAL5 LLC/SNAP (1483) 10-BaseT Ethernet ATM SDH ATM SDH AAL5 LLC/SNAP (1483) Ethernet IP PPP PPPoE IP ATM DVB/DAVIC Client Kabel-Modem

30 ====!"§==Systems= 18/06/2002 T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 Seite 30 Lastmile Technologien Kabel FSN: Frequenzspektrum Bd IIISU SO Daten Hyperband f MHz FM Radio QAM PAL Down- stream Up- stream IP-Datendienste: Telefonie, LAN, WAN, Datenverbindungen Überwachung Netzwek-Management Schmalbandige Datendienste, Pilotfrequenzen Bd IV Bd V PAL QAM Bd I Definitionen: FSN: Full Service Network 65

31 ====!"§==Systems= 18/06/2002 T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 Seite 31 Lastmile Technologien Kabel Technische Kapazität im HFC- 862 MHz BK-Netz Anzahl MHz Techn. Reserve 7 x 8 MHz Daten- u. Online 5 x 8 MHz 64 QAM DVB- Progr. 20x8 MHz QAM Band V 32 x 8 MHzBand IV 17 x 8 MHz Techn. Reserve 4 x 8 MHz Resonanz- stellen Videorecorder 13 x 8 MHz PAL anal. Progr. PAL QAM IP-Downst.

32 ====!"§==Systems= 18/06/2002 T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 Seite 32 Wireless Solutions: Integrated Vehicle Communication Platform

33 ====!"§==Systems= 18/06/2002 T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 Seite 33 WLAN Überblick (1) StandardBeschreibungRatifiziert IEEE WLAN bei Datenraten bis zu 2 Mbit/s im 2,4-GHz ISM (Industrial, Scientific and Medical) Band Juli 1997 IEEE a WLAN bei Datenraten bis zu 54 Mbit/s im 5-GHz Unlicensed National Information Infrastructure (UNII) Band September 1999 IEEE b WLAN bei Datenraten bis zu 11 Mbit/s im 2,4-GHz ISM (Industrial, Scientific and Medical) Band September 1999 IEEE g Erweiterung für hohe Datenraten bis zu 54 Mbit/s im 2,4 GHz Band Nein (erwartet 2003) IEEE Wireless Personal Area Network Standard basierend auf Bluetooth Technologie im 2,4 GHz Band Teilweise, März 2002

34 ====!"§==Systems= 18/06/2002 T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 Seite 34 WLAN Überblick (2) a802.11b802.11g Frequenz GHz GHz GHz GHz Datenrate (pro Kanal) 2, 1 MBit54, 48, 36, 24, 18, 12, 9, 6 MBit 11, 5.5, 2, 1 MBit54, 36, 33, 24, 22, 11, 9, 6, 5.5, 2, 1 MBit Kompatibilit ät Wi-Fi5Wi-FiWi-Fi bei Geschwindigk eiten <= 11 MBit

35 ====!"§==Systems= 18/06/2002 T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 Seite 35 Wireless Solutions Beispielanwendung WLAN- Bridge DxB DAB, DVB GPRS, UMTS GPRS Internet WLANBluetooth Seamless Roaming Intelligent Controller&Server

36 ====!"§==Systems= 18/06/2002 T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 Seite 36 Content Delivery Networks

37 ====!"§==Systems= 18/06/2002 T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 Seite 37 CDN ontent – Inhalte z.B. von Webseiten im Internet Inhalte z.B. von Webseiten im Internet – Überbegriff für multimediale Inhalte verschiedener Formate Überbegriff für multimediale Inhalte verschiedener Formate elivery – Lieferung Lieferung etwork – Netzwerke - mit einfachen bis zu komplexen Infrastrukturen Netzwerke - mit einfachen bis zu komplexen Infrastrukturen – Internet, Intranet, Extranet Internet, Intranet, Extranet

38 ====!"§==Systems= 18/06/2002 T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 Seite 38 Mit Content Delivery Network (CDN) wird kein neues Netz definiert, sondern als sogenanntes Overlayüber bereits vorhandene Netz-infrastrukturen gelegt, um somit die jeweils optimale Lösung für branchenspezifische und zukünftige Anforderungen zu schaffen. Dazu werden u. a. spezielle Load Balancing Systeme, Caches, Filer und Technologien wie Content Management und Digital Rights Management Systeme integriert. Content Provider können ihren Content (=> Einstellen, Löschen, Vorladen,...) innerhalb des CDNs gezielt verteilen und administrieren. Anwender rufen die Contents i.d.R. über spezielle Portale ab. Im Focus liegt hierbei, schon kurzfristig Bottlenecks zu beheben, mittelfristig die Performance hinsichtlich QoS / SLA sukzessiv zu verbessern und langfristig Kosten spürbar zu reduzieren. CDN Überblick

39 ====!"§==Systems= 18/06/2002 T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 Seite 39 CDN Home Cinema Broadband Internet Home Cinema - gegenwärtig Wohnzimmer Fernseher (70, 16 x 9,...) Kabelanschluss, per Satellit DVD Dolby Surround / Digital /... Broadband Internet - gegenwärtig Arbeitszimmer PC + Monitor (17, 19,...) Modem, ISDN, ADSL,... Video Streaming Stereo (Internet) Dolby Surround Digital Home Network (DHN) - zukünftig Wohnzimmer Plasma-Flachbildschirm (ca. 1 x 2 m) Beamer Dolby ### ADSL, VDSL, WLANs,... Advanced Video Streaming #

40 ====!"§==Systems= 18/06/2002 T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 Seite 40 CDN Neue Anwendungen – Hoher Bandbreitenbedarf Transaction Dienste Homebanking Entertainment z. B. Digital Video, Pay TV Fast Internet Teleworking e. g. Joint Editing, VoD LAN connection Telefonie Privatkunden Telelearning Geschäftskunden Bandbreitenbedarf Anwendungsorientierte Kommunikation

41 ====!"§==Systems= 18/06/2002 T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 Seite 41 CDN Logische Komponenten Intelligent Network Services Quelle: CISCO Complete CDN Solution Content Delivery Content Balancing Content Distribution Content & Distribution Mgmt

42 ====!"§==Systems= 18/06/2002 T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 Seite 42 Clients Server Firewall Rechenzentrum L2/L3-Switch Router L2/L3-Switch Firewall Server 2. LCGSLB 1. LC Storage FWLB LSLB GSLB IALB Conversion FWLB - Firewall Load Balancing GSLB - Global Server Load Balancing IALB - Internet Access Load Balancing LSLB - Local Server Load Balancing 1. LC - 1. Level Cache 2. LC - 2. Level Cache CDN Systemelemente

43 ====!"§==Systems= 18/06/2002 T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 Seite 43 CDN Funktionaler Überblick Quelle: CISCO Primary Data Center User Community Distributed Data Center Content Delivery Node Local DNS Server Origin Web Server CD M Content Distribution Manager Content Distribution Content Delivery Node Content Delivery Content Balancing Content Edge-Delivery Content Edge Delivery Content Delivery Content Balancing

44 ====!"§==Systems= 18/06/2002 T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 Seite 44 CDN: Content Balancing Ohne Loadbalancing Management Station Client T-Interconnect Backbone T-Interconnect Kundenrouter Firewall T-Interconnect PoP DNS - Server Client1 Client2 Client4 Client3 Web- Server 1 Daten - bank Client Switch Server Switch Web- Server 2 Server

45 ====!"§==Systems= 18/06/2002 T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 Seite 45 CDN: Content Balancing Lokales Server Loadbalancing Management Station Client Server T-Interconnect Backbone T-Interconnect Kundenrouter Firewall T-Interconnect PoP DNS - Server VIVID Schritt 1a: Bildung von Server-Pools (Zusammenfassen von Servern) Web Server - Farm VLAN II Web Server - Farm VLAN I LSLB

46 ====!"§==Systems= 18/06/2002 T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 Seite 46 CDN: Content Balancing Lokales Server Loadbalancing Management Station Client Server T-Interconnect Backbone T-Interconnect Kundenrouter Firewall T-Interconnect PoP DNS - Server VIVID Schritt 1b: Bestimmen eines Verteilverfahrens für jeden Pool Fastest Node Round Robin LSLB

47 ====!"§==Systems= 18/06/2002 T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 Seite 47 CDN: Content Balancing Lokales Server Loadbalancing Management Station Client Server T-Interconnect Backbone T-Interconnect Kundenrouter Firewall T-Interconnect PoP DNS - Server VIVID Web Serverfarm 2 Web Serverfarm 1 LSLB Schritt 2: Bildung von Virtuellen Servern im Lokalen Server LB mit Hilfe von Network Adress Translation IP: IP: IP: IP: Öffentliche IP-AdressenPrivate IP-Adressen

48 ====!"§==Systems= 18/06/2002 T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 Seite 48 CDN: Content Balancing Lokales Server Loadbalancing Management Station Client Server T-Interconnect Backbone T-Interconnect Kundenrouter Firewall T-Interconnect PoP DNS - Server VIVID Web Serverfarm 2 Web Serverfarm 1 LSLB Schritt 2: Zuordnung von Pools zu virtuellen Servern IP: IP: IP: IP: Öffentliche IP-AdressenPrivate IP-Adressen : 80 - W.S.F. VLAN I : 80 - W.S.F. VLAN II

49 ====!"§==Systems= 18/06/2002 T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 Seite 49 Was ist ein Virtueller - Server? Ein Virtueller-Server wird als Scheinserver im Load- Balancer eingerichtet Ein Virtueller-Server bzw. dessen IP Adresse vertritt die Server Farm in Richtung Externes Netz (Internet, Intranet) Bildet die Schnittstelle zwischen Öffentlichem und Privatem Netz über NAT (Network Adress Translation) Welche Aufgaben hat ein Virtueller Server? Verfügbarkeit der eingebundenen Server testen (Interface, Dienst) Lastverteilung auf die Server je nach Verteilalgorithmus: Server Verfügbarkeit Server Auslastung / Server Antwortzeit Inhaltsverfügbarkeit L3/L4 Informationen (IP Adresse, TCP Port,...) L5/L7 Inhalte (HTTP, URL, Cookie,...) Übersetzen von externen in interne IP Adressen Übersetzten von TCP/UDP Ports in interne Port Adressen CDN: Content Balancing LSLB Zusammenfassung

50 ====!"§==Systems= 18/06/2002 T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 Seite 50 CDN: Content Balancing Global Server LB: HTTP Redirection Clients IP Backbone PoP Server Router Rechenzentrum A Clients VIVID GSLB Server Router Rechenzentrum B VIVID GSLB 1. HTTP request 2. interner Austausch von Informationen 3. HTTP redirection (code302/moved temporaly) 4. HTTP request

51 ====!"§==Systems= 18/06/2002 T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 Seite 51 CDN: Content Balancing Global Server LB: DNS Redirection Clients GSLB DNS- Server VIVID GSLB VIVID interner Austausch von Informationen DNS Anfrage München Frankfurt VIP der 2. Farm in München Anfrage

52 ====!"§==Systems= 18/06/2002 T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 Seite 52 Die günstigste Datenquelle wird ermittelt anhand von: gewünschter Inhalt ist vorhanden geographische Nähe Netzwerk- und Server-Auslastung Netzwerkzustand CDN: Content Balancing GSLB Zusammenfassung

53 ====!"§==Systems= 18/06/2002 T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 Seite 53 CDN: Content Delivery Caching Grundprinzip Rechenzentrum Content im Cache? ! Nein ! Content speichern IP Backbone Cache

54 ====!"§==Systems= 18/06/2002 T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 Seite 54 CDN : Content Delivery Caching Hierachie Clients IP Backbone PoP Server Router Rechenzentrum L2/L3-Switch Clients Cache B Cache A

55 ====!"§==Systems= 18/06/2002 T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 Seite 55 Gegenüber einem Browser (Client) sieht ein Cache aus wie ein WWW-Server Gegenüber einem WWW-Server sieht ein Cache aus wie ein Client. Ein Cache besitzt einen großen Speicher (cache), in dem er Dokumente speichert, die von den mit ihm verbundenen Browsern angefordert worden sind. Proxy Caching: Explizite Konfiguration im Client/Browser Transparent Caching: Cache liegt immer im Datenfluß Server/Client und lenkt HTTP Requests automatisch gemäß definierter Regeln um Reverse Proxying: ein Cache vertritt mehrere Server CDN : Content Delivery Caching Zusammenfassung

56 ====!"§==Systems= 18/06/2002 T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 Seite 56 CDN: Content Management Zusammenfassung Funktionen: System zur effektiven Verwaltung von Content Rich Websites und multimedialer Daten Content Distribution Manager bietet ein GUI zum Administrieren, Monitoren und Anbieten von CDN Diensten und Inhalten Inhalte Laden/Update/Entfernen/Registrieren Inhaltsbeschreibung: Trennung von Layout, Inhalt und Management-Info, Metadaten Reporting (Usage-, Performance-, Session-Report, Accounting- und Billing Informationen) User Group Management Überwachung der CDN Komponenten (Ausfall von Servern, Netzwerken, etc.) Portal Anpassung / Design (Content Links)

57 ====!"§==Systems= 18/06/2002 T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 Seite 57 CDN: Content Distribution Zusammenfassung Funktionen: System zur effektiven Verwaltung von Content Rich Websites und multimedialer Daten Content Distribution (Preload on Caches, Monitoring) Die Inhalte werden von der Originalquelle zu den Caches und Duplikat-Servern an den Network-Edges kopiert Das Replizieren von Inhalten wird vom Content (Distribution) Manager kontrolliert (in welchen Zeitabständen, was, wohin) Inhalte können per Push und Pull repliziert werden Die Verteilung kann so gesteuert werden, daß sie zu bestimmten Zeiten stattfindet, z.B. um Spitzenzeiten der Netzauslastung zu vermeiden.

58 ====!"§==Systems= 18/06/2002 T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 Seite 58 Originalgröße Skalierung auf 450 % T-Online Asterix (WMT, 20k, Modem)

59 ====!"§==Systems= 18/06/2002 T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 Seite 59 T-Online Asterix (WMT, 50k, ISDN) Originalgröße Skalierung auf 300 %

60 ====!"§==Systems= 18/06/2002 T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 Seite 60 T-Systems auf der CeBIT 2002

61 ====!"§==Systems= 18/06/2002 T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 Seite 61 Contact : T-Systems Nova Technologiezentrum Andreas Gehring Tel. +49 (6151) Danke für die Aufmerksamkeit

62 ====!"§==Systems= 18/06/2002 T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 Seite 62 T-Systems auf der CeBIT 2002 Gates (MPEG-1)

63 ====!"§==Systems= 18/06/2002 T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 Seite 63 Originalgröße Skalierung auf 225 % T-Online Asterix (WMT, 300k, ADSL)

64 ====!"§==Systems= 18/06/2002 T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 Seite 64 Originalgröße Skalierung auf 150 % T-Online Asterix (WMT, 500k, ADSL)

65 ====!"§==Systems= 18/06/2002 T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 Seite 65 Anhang

66 ====!"§==Systems= 18/06/2002 T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 Seite 66 AVI: Audio- Video Interleaved spezielle Ausführung der von Microsoft für Windows 3.1 eingeführten Multimediaerweiterung: RIFF (Resource Interchange File Format) dient dazu, auf rekonstruierbare Art und Weise Audio- Videoinformationen zu speichern aus verschiedenen, ineinander verschachtelten Datenstrukturen, sogenannten Chunks Chunks: können jeder für sich, in weitere als Subchunks bezeichnete Strukturen unterteilt werden. beginnen mit einem ID (Identifizierer), der im FOURCC (Four Character Code) angegeben wird und dessen Byte als ASCII Zeichen interpretiert werden nach dem ID folgt eine Längenangabe, die sich auf die folgenden Daten bezieht sehr große Datenraten bei Standard-Qualität Anhang CDN Formate

67 ====!"§==Systems= 18/06/2002 T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 Seite 67 MPEG: Motion Pictures Expert Group Entwicklung in Federführung vom Fraunhofer Institut für Integrierte Schaltungen unter Mitarbeit von Microsoft, DTAG, AT&T, NEC, Sony, NTT, BBC, Uni Hannover,... Bildkomprimierung mit Hilfe von Discrete Cosinus Transformation beim Kodieren->Fourier-Transformation, die die Pixelverteilung in eine Frequenz- und Amplitudenverteilung umrechnet. Große, gleichmäßige Bildflächen bekommen niedrige, feine Bilddetails dagegen hohe Frequenzanteile zugeordnet. Die Kompression entsteht, weil höherfrequente Bildanteile geringer gewichtet und deren Amplituden gleich Null gesetzt werden. Dekodierung erfolgt mittels Indiscrete Cosinus Transformation- Verfahren Anhang CDN Formate

68 ====!"§==Systems= 18/06/2002 T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 Seite 68 MPEG1: Kompression von Videos auf bis zu einem 30stel Maximale Auflösung von 353 x 240 Pixel Maximal 2 Audio-Streams gleichzeitig zum Bild Anhang CDN Formate MPEG2: Kompressionsraten im Verhältnis 30 : 1 bis 200 : 1 Auflösung von 720 x 480 Pixel Maximal 2 Audio-Streams gleichzeitig zum Bild

69 ====!"§==Systems= 18/06/2002 T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 Seite 69 Anhang CDN Formate MP3: MP3 steht für MPEG 1 oder 2 Audio Layer 3 Musikdateiformat mit starker Komprimierung Bei CD-Qualität ca. 1 Mbyte Speichervolumen pro Minute Musik

70 ====!"§==Systems= 18/06/2002 T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 Seite 70 MP3 Pro: Weiterentwicklung der MP3-Technologie durch das Unternehmen Thomson Multimedia deutlich stärkere Komprimierung um ca. die Hälfte gegenüber MP3 abwärtskompatibel zu MP3 Anhang CDN Formate MP4: MPEG4 Aufteilung einer Sendung in mehrere Elemente, sogenannte Objekte Objekte, die nicht ausgestrahlt werden sollen (bspw. Senderlogos) kann der Empfänger bei seinem Decoder aussen vor lassen beinhaltet neben der Kompression noch Funktionen wie Rechteverwaltung, Bitraten-Skalierbarkeit

71 ====!"§==Systems= 18/06/2002 T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 Seite 71 DiVX: Kodierung mit MPEG4V3 ursprüngliche nur zur Dekodierung gedacht, aus Angst bei Herausgabe eines Encoders dem Video-Klau Vorschub zu leisten Streaming-Datenraten bis zu 6 Mbit/s Anhang CDN Formate

72 ====!"§==Systems= 18/06/2002 T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 Seite 72 Windows Media Technology: nutzt MPEG4-Kodierverfahren Gibt die Formate asf, asx, ra, ram, rm, rmm, avi, mpg, mpeg, m1v, mp2, mpa, mpe, mid, rmi, qt, aif, aifc, aiff, mov, au, snd, wav wieder hohe Marktdurchdringung des kostenlosen und häufig zu Microsoft-Produkten mitgelieferten Windows Media Players Anhang CDN Player Real Player: unterstützt die Formate:.ra,.rm,.ram,.rt,.rp,.swf,.asf,.sml,.smil,.smi,.avi,.mpg,.mpeg,.mp3,.mid,.midi,.rmi.aiff,.wav,.cda Quick Time: unterstützt die Formate:.avi,.mpg,.mpeg,.mp3,.m3u,.midi,.aiff,.wav,.cda,.au,.mov,.qt

73 ====!"§==Systems= 18/06/2002 T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 Seite (Jul ´97): WLAN bei Datenraten bis zu 2 Mbit/s im 2,4-GHz, ISM (Industrial, Scientific and Medical) Band, GHz; 2, 1 Mbit/s pro Kanal a (Sep ´99): WLAN bei Datenraten bis zu 54 Mbit/s im 5-GHz Unlicensed National Information Infrastructure (UNII) Band, GHz, GHz; 54, 48, 36, 24, 18, 12, 9, 6 Mbit/s pro Kanal b (Sep ´99): WLAN bei Datenraten bis zu 11 Mbit/s im 2,4-GHz ISM (Industrial, Scientific and Medical) Band, GHz; 11, 5.5, 2, 1 Mbit/s pro Kanal g (in 2003 erwartet): Erweiterung für hohe Datenraten bis zu 54Mbit/s im 2,4 GHz Band, GHz; 54, 36, 33, 24, 22, 11, 9, 6, 5.5, 2, 1Mbit/s pro Kanal 802,15.1 (teilweise Mrz 2002): Wireless Personal Area Network Standard basierend auf Bluetooth Technologie im 2,4 GHz Band WLAN Überblick


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