Fiabilidad y redundancia de la CDN

Ventajas de la CDN - Fiabilidad y Redundancia

Una de las características más importantes de una CDN es su capacidad para mantener el contenido del sitio web en línea frente a los problemas habituales de la red, entre los que se incluyen los fallos de hardware y la congestión de red. Al equilibrar la carga del tráfico de Internet, utilizar la conmutación por error inteligente y mantener los servidores en muchos centros de datos, una CDN está diseñada para evitar la congestión de la red y ser resistente a la interrupción del servicio.

¿Qué es el equilibrio de carga? ¿Cómo equilibra la carga del tráfico una CDN?

La función de un equilibrador de carga es distribuir el tráfico de red de forma equitativa entre varios servidores. El equilibrio de carga puede estar basado en hardware o en software. Una CDN utiliza el equilibrio de carga en un centro de datos para distribuir las solicitudes entrantes entre el conjunto de servidores disponibles, con el fin de garantizar que los picos de tráfico se gestionen de la manera más eficiente posible. Al utilizar de forma eficiente los recursos disponibles, el equilibrio de carga puede aumentar la velocidad de procesamiento y utilizar eficazmente la capacidad del servidor. Un equilibrio de carga adecuado del tráfico entrante es un componente fundamental para mitigar los picos de tráfico que se producen durante momentos de actividad atípica de Internet, como cuando un sitio web recibe un número inusualmente alto de visitantes o durante un ataque de denegación de servicio distribuido.

Una CDN también utiliza el equilibrio de carga para realizar cambios de forma rápida y eficiente cuando la disponibilidad de los recursos del servidor fluctúa hacia arriba o hacia abajo. En caso de que un servidor falle y se produzca una conmutación por error, un equilibrador de carga redirigirá el tráfico asignado al servidor que ha fallado y lo distribuirá de forma proporcional entre los servidores restantes. Esto ofrece resistencia y fiabilidad al aumentar la probabilidad de que los fallos de hardware no interrumpan el flujo del tráfico. Cuando un nuevo servidor se conecta en el centro de datos, un equilibrador de carga eliminará de manera proporcional la carga de otros servidores y aumentará la utilización del nuevo hardware. Los servicios de equilibrio de carga basados en software permiten que una CDN escale rápidamente la capacidad de equilibrio de carga sin que surjan los cuellos de botella típicos de cuando se utiliza hardware de equilibrio de carga físico.

¿Qué es la conmutación por error? ¿Cómo se realiza la conmutación por error de una CDN entre servidores?

En los sistemas informáticos que requieren un alto grado de fiabilidad y una disponibilidad casi continua, la conmutación por error se usa para evitar que el tráfico se pierda cuando un servidor no está disponible. Cuando un servidor deja de funcionar, el tráfico tiene que ser redirigido a un servidor que siga funcionando. Al descargar automáticamente las tareas a un sistema de reserva o a otra máquina con capacidad disponible, una conmutación por error inteligente puede evitar que los usuarios sufran la interrupción del servicio.

¿Cómo sirve una CDN los contenidos de forma fiable en Internet?

Una CDN es como un sistema de GPS acoplado a las autopistas de peaje; una CDN podrá encontrar el mejor camino para llegar a un lugar lejano y podrá utilizar su propia red para encontrar la ruta óptima para llegar al destino lo más rápidamente posible.

Cuando un usuario carga un contenido de una propiedad de Internet, como una página web o una aplicación web, se llevan a cabo una serie de conexiones para llegar al lugar en el que se sirve el contenido. A un nivel metafórico, el tráfico de red puede considerarse como un sistema de carreteras y autovías; las calles de superficie más pequeñas mueven el tráfico local alrededor de la misma zona y las autovías transfieren el tráfico a otras regiones. Cuando algo va mal, como cuando un camión cisterna bloquea todos los carriles de la autovía principal que conecta una región con otra, el tráfico debe dirigirse por una ruta alternativa. Al igual que pasa con una autovía que cruza diferentes regiones, con frecuencia el tráfico debe dirigirse por diferentes redes para llegar a su destino final. Si se produce un bloqueo en una red concreta, el tráfico debe ser redirigido por una vía diferente. Este proceso puede llevar mucho tiempo y ser ineficiente.

Supongamos que un usuario de San Francisco está cargando un sitio web en Los Ángeles. La conexión da muchos pasos, pero en este ejemplo, uno de los pasos más importantes es que la señal de red pasa por un proveedor de telecomunicaciones con sede en San José en su camino hacia el destino final. Cuando un ingeniero de redes tira café sin querer sobre el equipo de enrutamiento en San José, se desconecta el proveedor, rompiendo la conexión (cosas más raras han pasado). Cuando esto ocurre, el usuario ya no puede cargar su contenido de Internet, a menos que se redirija el tráfico de red para adecuarse al nuevo panorama de red. La solicitud del usuario tiene que pasar por otro proveedor de telecomunicaciones si quiere llegar a Los Ángeles.

Ahora que el tráfico ya no puede pasar por la red prevista, debe pasar por una red completamente distinta que esté gestionada por una organización diferente. Este proceso de renegociación y conmutación de redes puede ocurrir varias veces en una solicitud de red, y casos como este pueden añadir latencia y empujar el tráfico a una vía congestionada, lo cual puede provocar un retraso. Una CDN con un tamaño suficiente suele controlar sus propias conexiones de red al colocar servidores en puntos de intercambio de Internet (IXP) y otros lugares estratégicos. Estos esquemas de red optimizados permiten que los proveedores de CDN optimicen la ruta y reduzcan la latencia.

¿Cómo puede una CDN utilizar una red Anycast para mejorar la fiabilidad?

Algunas CDN utilizan un método de enrutamiento Anycast para transferir el tráfico de Internet a centros de datos específicos que haya disponibles. Esto se produce para garantizar un mejor tiempo de respuesta y evitar que un centro de datos se vea desbordado por el tráfico en caso de que haya un exceso de demanda, como durante un ataque DDoS.

Con Anycast, varias máquinas pueden compartir la misma dirección IP. Cuando se envía una solicitud a una dirección IP Anycast, los enrutadores la dirigirán a la máquina de la red que más cerca esté. En el caso de que un centro de datos completo falle o quede incapacitado por el tráfico pesado, una red Anycast puede responder a la interrupción de forma similar a como un equilibrador de carga transfiere el tráfico por múltiples servidores en un centro de datos; los datos se sacan de la ubicación que falla y se enrutan a otro centro de datos que todavía esté conectado y en funcionamiento.

En la actualidad, los ataques DDoS son una de las amenazas más importantes para la fiabilidad de las propiedades de Internet. Las CDN que utilizan Anycast tienen una flexibilidad adicional para mitigar los ataques DDoS. En la mayoría de los ataques DDoS modernos se utilizan muchos ordenadores afectados, o "bots" para formar lo que se conoce como botnet. Estas máquinas afectadas pueden generar tanto tráfico de Internet que pueden sobrecargar a una máquina típica conectada con Unicast. Con una red Anycast, una parte del ataque de tráfico de la botnet puede distribuirse entre varios centros de datos, lo cual reduce el impacto del ataque. Más información sobre la CDN de Cloudflare con enrutamiento Anycast.