Corporate Network Solutions Breitbandtechnologien für die erste Meile und Content Delivery Networks Andreas Gehring Corporate Network Solutions andreas.gehring@t-systems.com

Inhalt Vorstellung Einleitung xDSL Technologien Kabeltechnologien 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 T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 18/06/2002

Inhalt WLAN Content Delivery Networks Überblick Beispielanwendung Multimedia Anwendungen Loadbalancing Caching Content Management & Distribution T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 18/06/2002

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

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

Lastmile 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) Services Dial-up Kabel xDSL Wireless Power Line ISDN PSTN POTS HFC T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 18/06/2002

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.) T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 18/06/2002

Last Mile Die Kabelinfrasruktur Backbone Lichtwellenleiter Vermittlungsstelle Kabelverzweiger 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. T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 18/06/2002

Last Mile Überblick Mobilität & Datenrate GSM Global System for Mobile Communications GPRS General Packet Radio System UMTS Universal Mobile Tele- communications System DECT Digital Enhanced Cordless Telecommunications WLAN Wireless Local Area Network HIPERLAN High Performance Radio LAN DAB Digital Audio Broadcasting DVB Digital Video Broadcasting P-MP Point-to-Multipoint P-P Point-to-Point Terminal Mobility T-DAB DVB-T High Medium Low Fixed UMTS GSM / GPRS DECT IEEE 802.11a HIPERLAN/2 WLAN (IEEE 802.11) Bluetooth ISDN ADSL ATM P-MP Radio P-P Radio Data rate 9.6 32 64 2 34 155 kbit/s Mbit/s T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 18/06/2002

xDSL Technologie T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 18/06/2002

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

xDSL Techniken in der letzen Meile Local Loop Very High Data Rate DSL=VDSL: 1 Cu-DA Telefonie, ISDN Integration 13-52 Mbit/s DS, 1,5-26 Mbit/s US 1998 VDSL-Test in Nürnberg with 12,92 Mbps bidirectional systems Backbone LWL KVz LWL 300-500 m VSt Cu-DA < 4,5 km 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 1999 ADSL-Test in NRW- Bonn, Köln, Düsseldorf with max. 764 Kbit/s US and max. 8 MBit/s DS Asymmetrical DSL=ADSL: 1 Cu-DA Telefonie, ISDN 1 - 10 Mbit/s DS < 1Mbit/s US Definitionen: LWL: Lichtwellenleiter; KVz: Kabelverzweiger; VSt: Vermittlungsstelle Cu-DA: Kupfer-Doppelader, DS: Hinkanal; US: Rückkanal T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 18/06/2002

Lastmile Technologien xDSL VDSL Very High Datarate DSL: D: 13-52 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 T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 18/06/2002

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 T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 18/06/2002

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 T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 18/06/2002

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 T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 18/06/2002

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. T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 18/06/2002

Lastmile Technologien xDSL Netzwerkarchitektur Circuit Core DSL PoP POTS/PSTN ATM Core V NAS Corporate DSLAM Packet Core Government IP/TV TIBCO Education T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 18/06/2002

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

Lastmile Technologien T-DSL Anschlüsse am NT 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 5 Mbit/s, MPEG 2 over ATM , 1 Kanal Telefonie TV mit Set-Top-Box (bei VDSL) 6 Mbit/s via CuDA ADSL- Modem Splitter 1 Mbit/s, Ethernet, IP Fast Internet MPEG = Motion Picture Expert Group T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 18/06/2002

Lastmile Technologien T-DSL ATM über xDSL ATM PVCs über ADSL Anwender werden über ATM PVCs (Permanent Virtual Channels) an den PoP (Point of Presence) des Service Providers angeschlossen. Jeder Kunde hat eine eindeutige Verbindungskennung seines PVCs. Die ATM Verbindung wird im NT terminiert. ADSL-Mux DSLAM ATM XC PVC 1,65 155 Mbit/s PVC 1,66 PVC 1,67 T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 18/06/2002

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.25 120 138 1104 upstream ca. 400 TP (Tiefpass) HP (Hochpass) downstream T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 18/06/2002

Lastmile Technologien T-DSL DMT : Discrete Multi-Tone DMT unterteilt das 1 MHz Spektrum einer Telefonleitung in 256 4-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.25 120 138 1104 ca. 400 TP (Tiefpass) HP (Hochpass) upstream downstream T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 18/06/2002

Lastmile Technologien T-DSL NT Aufbau Prinzipschaltbild der Trennung von Telefon- und Digitalsignal bei ADSL-Systemen (H: Hochgeschwindigkeitskanal, S: Duplex Kanal 16-640 kbit/s, Telefonkanal) T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 18/06/2002

Breitbandkabel Technologie T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 18/06/2002

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 T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 18/06/2002

Lastmile Technologien Kabel Die Kabel Netzstruktur Programmproduktion und Übertragung zur TV-Schaltstelle Netzebene 1 Kapazität bis 450 MHz Im wesentlichen ausgebaut in den 80er und 90er Jahren Digitale Aufrüstung in 1998 abgeschlossen 445.963 Km Koaxial- Kabel, 18.110 Km Glasfaser Aufrüstung zur vollen Kapazität inkl. Rückkanal technisch realisierbar TV-Schaltstelle bis zur BK-Verstärkerstelle Netzebene 2 BK-Verstärkerstelle bis zum Übergabepunkt Netzebene 3 Übergabepunkt bis zur Kabelanschlußdose Netzebene 4 T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 18/06/2002

Lastmile Technologien Kabel BK-Netzwerkarchitektur Home and Office (CPE) Distribution Hub or Small Head End Core Head Ends and Regional Backbone Internet and PSTN 1 . Node OSPF iBGP PIM STM-1 SRP OSPF iBGP PIM STM-16 STM-64 WDM 1 . BGP4 1 . V 500HP 50 Nodes 25K HP 250K HP Internet 11 1 . Node SS7 V 500HP DIAL ATM POS DOCSIS / DVB PSTN T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 18/06/2002

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

Lastmile Technologien Kabel FSN: Frequenzspektrum IP-Datendienste: Telefonie, LAN, WAN, Datenverbindungen Down- stream Daten PAL PAL 30 Bd I 65 FM Radio 5 10 SU Bd III SO Up- stream 65 80 108 175 230 300 Schmalbandige Datendienste, Pilotfrequenzen Überwachung Netzwek-Management PAL QAM PAL QAM QAM Bd IV Bd V Hyperband 302 446 470 606 862 f Definitionen: FSN: Full Service Network MHz T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 18/06/2002

Lastmile Technologien Kabel Technische Kapazität im HFC-862 MHz BK-Netz Techn. Reserve Techn. Reserve Resonanz- stellen Videorecorder Daten- u. Online 7 x 8 MHz IP-Downst. anal. Progr. DVB- Progr. 4 x 8 MHz 5 x 8 MHz 64 QAM 13 x 8 MHz PAL 20x8 MHz QAM Band IV 17 x 8 MHz Band V 32 x 8 MHz PAL QAM Anzahl 470 606 862 MHz T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 18/06/2002

Wireless Solutions: Integrated Vehicle Communication Platform T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 18/06/2002

WLAN Überblick (1) Standard Beschreibung Ratifiziert IEEE 802.11 WLAN bei Datenraten bis zu 2 Mbit/s im 2,4-GHz ISM (Industrial, Scientific and Medical) Band Juli 1997 IEEE 802.11a WLAN bei Datenraten bis zu 54 Mbit/s im 5-GHz Unlicensed National Information Infrastructure (UNII) Band September 1999 IEEE 802.11b WLAN bei Datenraten bis zu 11 Mbit/s im 2,4-GHz ISM (Industrial, Scientific and Medical) Band IEEE 802.11g Erweiterung für hohe Datenraten bis zu 54 Mbit/s im 2,4 GHz Band Nein (erwartet 2003) IEEE 802.15.1 Wireless Personal Area Network Standard basierend auf Bluetooth Technologie im 2,4 GHz Band Teilweise, März 2002 T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 18/06/2002

WLAN Überblick (2) 802.11 802.11a 802.11b 802.11g Frequenz Datenrate 2.4-2.4835 GHz 5.15-5.35 GHz 5.725-5.825 GHz Datenrate (pro Kanal) 2, 1 MBit 54, 48, 36, 24, 18, 12, 9, 6 MBit 11, 5.5, 2, 1 MBit 54, 36, 33, 24, 22, 11, 9, 6, 5.5, 2, 1 MBit Kompatibilität Wi-Fi5 Wi-Fi Wi-Fi bei Geschwindigkeiten <= 11 MBit T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 18/06/2002

Wireless Solutions Beispielanwendung GPRS, UMTS GPRS Internet DxB DAB, DVB WLAN- Bridge Seamless Roaming WLAN Bluetooth Intelligent Controller&Server T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 18/06/2002

Content Delivery Networks T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 18/06/2002

C D N CDN ontent elivery etwork Inhalte z.B. von Webseiten im Internet Überbegriff für multimediale Inhalte verschiedener Formate elivery Lieferung etwork Netzwerke - mit einfachen bis zu komplexen Infrastrukturen Internet, Intranet, Extranet C D N T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 18/06/2002

CDN Überblick Mit Content Delivery Network (CDN) wird kein neues Netz definiert, sondern als sogenanntes „Overlay“über 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. T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 18/06/2002

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 # T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 18/06/2002

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

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

CDN Systemelemente Rechenzentrum GSLB 2. LC LSLB GSLB Storage IALB Router L2/L3-Switch Firewall 2. LC LSLB GSLB Server Storage IALB FWLB Conversion 1. LC 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 Router L2/L3-Switch Firewall Server Clients T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 18/06/2002

CDN Funktionaler Überblick Primary Data Center Content Distribution Manager CDM Distributed Data Center Origin Web Server Content Distribution Content Edge Delivery Content Delivery Content Balancing Content Edge-Delivery Content Delivery Node Content Delivery Node Local DNS Server Content Delivery User Community Content Balancing Quelle: CISCO T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 18/06/2002

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

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

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

CDN: Content Balancing Lokales Server Loadbalancing Web Serverfarm 1 Öffentliche IP-Adressen Private IP-Adressen IP: 10.0.0.1 DNS - Server 192.0.1.1 - 10.0.0.1 192.0.1.2 - 10.0.0.2 192.0.1.3 - 10.0.0.3 192.0.1.4 - 10.0.0.4 192.0.1.5 - 20.0.0.1 192.0.1.6 - 20.0.0.2 IP: 10.0.0.2 Server T-Interconnect PoP IP: 10.0.0.3 T-Interconnect Backbone VIVID Client LSLB T-Interconnect Kundenrouter Firewall IP: 10.0.0.4 Management Station Web Serverfarm 2 Schritt 2: Bildung von Virtuellen Servern im Lokalen Server LB mit Hilfe von Network Adress Translation T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 18/06/2002

CDN: Content Balancing Lokales Server Loadbalancing Web Serverfarm 1 Öffentliche IP-Adressen Private IP-Adressen IP: 10.0.0.1 DNS - Server 192.0.1.1: 80 - W.S.F. VLAN I IP: 10.0.0.2 192.0.1.2: 80 - W.S.F. VLAN II Server T-Interconnect PoP IP: 10.0.0.3 T-Interconnect Backbone VIVID Client LSLB T-Interconnect Kundenrouter Firewall IP: 10.0.0.4 Management Station Web Serverfarm 2 Schritt 2: Zuordnung von Pools zu virtuellen Servern T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 18/06/2002

CDN: Content Balancing LSLB Zusammenfassung 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 T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 18/06/2002

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

CDN: Content Balancing Global Server LB: DNS Redirection Frankfurt GSLB www.cdn.com Anfrage VIVID DNS Anfrage DNS- Server interner Austausch von Informationen VIP der 2. Farm in München Clients München VIVID GSLB T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 18/06/2002

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

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

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

CDN : Content Delivery Caching Zusammenfassung 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 T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 18/06/2002

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) T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 18/06/2002

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. T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 18/06/2002

T-Online „Asterix“ (WMT, 20k, Modem) Originalgröße Skalierung auf 450 % T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 18/06/2002

T-Online „Asterix“ (WMT, 50k, ISDN) Originalgröße Skalierung auf 300 % T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 18/06/2002

T-Systems auf der CeBIT 2002 T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 18/06/2002

Danke für die Aufmerksamkeit Contact : T-Systems Nova Technologiezentrum Andreas Gehring Tel. +49 (6151) - 9375865 Andreas.gehring@t-systems.com T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 18/06/2002

T-Systems auf der CeBIT 2002 „Gates“ (MPEG-1) T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 18/06/2002

T-Online „Asterix“ (WMT, 300k, ADSL) Originalgröße Skalierung auf 225 % T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 18/06/2002

T-Online „Asterix“ (WMT, 500k, ADSL) Originalgröße Skalierung auf 150 % T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 18/06/2002

Anhang T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 18/06/2002

Anhang CDN Formate Audio- Video Interleaved 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 T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 18/06/2002

Anhang CDN Formate Motion Pictures Expert Group 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 T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 18/06/2002

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

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

Anhang CDN Formate MP3 Pro: Weiterentwicklung der MP3-Technologie durch das Unternehmen Thomson Multimedia deutlich stärkere Komprimierung um ca. die Hälfte gegenüber MP3 abwärtskompatibel zu MP3 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 T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 18/06/2002

Anhang CDN Formate Kodierung mit MPEG4V3 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 T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 18/06/2002

Anhang CDN Player nutzt MPEG4-Kodierverfahren 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 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 T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 18/06/2002

WLAN Überblick 802.11 (Jul ´97): WLAN bei Datenraten bis zu 2 Mbit/s im 2,4-GHz, ISM (Industrial, Scientific and Medical) Band, 2.4-2.4835 GHz; 2, 1 Mbit/s pro Kanal 802.11a (Sep ´99): WLAN bei Datenraten bis zu 54 Mbit/s im 5-GHz Unlicensed National Information Infrastructure (UNII) Band, 5.15-5.35 GHz, 5.725-5.825 GHz; 54, 48, 36, 24, 18, 12, 9, 6 Mbit/s pro Kanal 802.11b (Sep ´99): WLAN bei Datenraten bis zu 11 Mbit/s im 2,4-GHz ISM (Industrial, Scientific and Medical) Band, 2.4-2.4835 GHz; 11, 5.5, 2, 1 Mbit/s pro Kanal 802.11g (in 2003 erwartet): Erweiterung für hohe Datenraten bis zu 54Mbit/s im 2,4 GHz Band, 2.4-2.4835 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 T-Nova Technologiezentrum Andreas Gehring, Bereichsleiter E1 18/06/2002