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Do you dare to model the operation of a CDN?

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Desafío dirigido a estudiantes que deseen desarrollar su TFG/TFM, sin miedo a lo desconocido. Con iniciativa, buena capacidad de aprendizaje, ganas de aprender y asumir nuevos retos. No es necesario disponer de conocimientos previos/concretos.

Perfiles técnicos. Telecomunicaciones, Informática, con capacidad de síntesis y habilidades para el desarrollo de SW experimental.

Introducción al desafío

¿Te atreves a modelar el funcionamiento de una CDN?

Una CDN (Content Delivery Network) es un sistema multiservicio distribuido geográficamente que permite la entrega masiva de contenido de una manera óptima a cualquier usuario, siendo así mismo completamente escalable mediante el despliegue continuo de nuevos elementos de caché si es necesario. Esto permite entregar el contenido de una manera cercana, y así los tiempos de respuesta y la eficacia en la entrega es máxima.

Estos sistemas tienen una dinámica compleja basada en diferentes parámetros, por lo que resulta complicado tener una previsión precisa de su funcionamiento en diferentes situaciones fuera de la normalidad.

Desafío planteado para TFG/TFM

El desafío planteado es poner en funcionamiento una herramienta visual de análisis del comportamiento de una CDN basada en tráfico real, que permita simular el comportamiento al variar las condiciones de uso.

La gran mayoría de sistemas distribuidos de distribución de contenido están basados en la colocación de servidores que cumplen la función de caché en distintos puntos de la red.

Estos elementos reciben las peticiones de usuarios para un determinado contenido, y en caso de no tenerlo almacenado, lo descargan de un servidor origen (o a través de otras caches de rango superior). A partir de ese momento dicho contenido se sirve desde el almacenamiento local y, por tanto, realiza la entrega de manera más eficiente y con mejores métricas de servicio.

La decisión de qué servidor para a entregar un determinado contenido a un usuario específico se realiza mediante una lógica que tiene en cuenta varios parámetros. Entre otros:

  • Localización del usuario en la red y localización de los nodos en la red (Puntos de presencia), utilizando un criterio de cercanía topológica
  • Contenido que se está solicitando: Así, se priorizan los nodos que tengan el contenido ya almacenado
  • Estado de los nodos: Así, se tendrá en cuenta si el nodo óptimo para la entrega está en una situación de excesiva carga o indisponible.
Estos criterios se configuran y establecen un comportamiento dinámico en régimen permanente, lo que permite establecer unos criterios de dimensionamiento y localización de los puntos de presencia.

Pero cuando se producen disrupciones del servicio (caída de un nodo, o un punto de presencia), el sistema utiliza dicha información para seleccionar los nuevos nodos óptimos. Esta dinámica compleja no siempre se comporta como se espera.

Por tanto, los objetivos del desafío son:

  • Construir una herramienta visual que permita, a través de unas condiciones de tráfico de entrada, una dinámica de crecimiento o decrecimiento del tráfico y una configuración topológica, visualizar el reparto del tráfico entre los distintos elementos.
  • Tener en cuenta la capacidad de cada punto de presencia, y la configuración de los niveles de saturación, y tenerlos en cuenta durante la ejecución de la simulación
  • Permitir establecer en un determinado momento la caída de elementos de la red y así la visualización del cambio de dinámica entre los distintos puntos de presencia al adaptarse la CDN a esas nuevas condiciones.