[論文レビュー] Open Connect Everywhere: A Glimpse at the Internet Ecosystem through the Lens of the Netflix CDN

Timm Böttger, Félix Cuadrado+3 more|arXiv (Cornell University)|Jun 17, 2016

Caching and Content Delivery参考文献 19被引用数 25

ひとこと要約

この論文は、NetflixのオープンコネクトCDNを分析し、その世界的なコンテンツ配信が主にインターネット交換ポイント（IXP）およびISPネットワークに依存していることを明らかにしている。500か所以上の場所にサーバーを展開することで、特にIXPに配置することで、高容量かつ低トランジットトラフィックの配信を実現しており、IXPが大規模なコンテンツ配信の基盤的インフラであり、インターネットのフラット化を促進する重要な要因であることが示された。

ABSTRACT

The importance of IXPs to interconnect different networks and exchange traffic locally has been well studied over the last few years. However, far less is known about the role IXPs play as a platform to enable large-scale content delivery and to reach a world-wide customer base. In this paper, we study the infrastructure deployment of a content hypergiant, Netflix, and show that the combined worldwide IXP substrate is the major corner stone of its Content Delivery Network. To meet its worldwide demand for high-quality video delivery, Netflix has built a dedicated CDN. Its scale allows us to study a major part of the Internet ecosystem, by observing how Netflix takes advantage of the combined capabilities of IXPs and ISPs present in different regions. We find wide disparities in the regional Netflix deployment and traffic levels at IXPs and ISPs across various local ecosystems. This highlights the complexity of large-scale content delivery as well as differences in the capabilities of IXPs in specific regions. On a global scale we find that the footprint provided by IXPs allows Netflix to deliver most of its traffic directly from them. This highlights the additional role that IXPs play in the Internet ecosystem, not just in terms of interconnection, but also allowing players such as Netflix to deliver significant amounts of traffic.

研究の動機と目的

• Netflixが世界中のIXPおよびISPに、どのようにスケールしてOpen Connect CDNを展開しているかを理解すること。
• IXPがネットワーク相互接続の役割を果たすだけでなく、大規模なコンテンツ配信のプラットフォームとしても果たす役割を調査すること。
• Netflixの展開パターンを分析することで、インターネットインフラの能力における地域的格差を明らかにすること。
• NetflixがIXPにどれほど依存して直接的なトラフィック配信を実現しているかを定量的に評価し、トランジット依存度の低減を明らかにすること。
• IXPがハイパーギアントコンテンツプロバイダーにとって実質的なデータセンターとして機能し、バックボーンなしで運用可能であることを示すこと。

提案手法

• EDNSクライントーサブネットを用いてDNS応答を収集・分析し、クライントリクエストを特定のNetflixサーバークラスタにマッピングする。
• サーバーホストネームの命名規則を用いて、サーバーの配置場所を地理的に特定する。
• 世界中のネットワークでOpen Connect装置をスキャンし、IXPおよびISPインfraストラクチャと照合することで、展開場所を同定する。
• 受動的測定技術とトラフィックパターン分析を用いて、各サーバーおよび展開場所ごとのトラフィック量を定量する。
• インfraストラクチャの多様性を評価するため、展開場所をIXPサイト、ISP施設、その他のエッジ場所に分類する。
• 地域別の展開フットプリントと現地のインターネットエコシステムの特性を照合することで、地域格差を評価する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 IXPは、Netflixの世界的なコンテンツ配信の主なインフラとしてどれほど活用されているか？
• RQ2 Netflixの展開戦略は、異なる地域のインターネットエコシステムによってどのように異なるか？
• RQ3 IXPベースの展開は、特にトランジット依存度の低減に寄与する割合はどの程度か？
• RQ4 バックボーンやデータセンターが存在しない状況が、Netflixの運用モデルやスケーラビリティに与える影響は何か？
• RQ5 Netflixのインフラ戦略は、IXPが広義のインターネットエコシステムにおいて果たす役割の進化をどのように示しているか？

主な発見

• Netflixは世界で500か所以上の場所にOpen Connectサーバーを展開しており、その大部分がIXPおよびISP施設に配置されており、従来のデータセンターとは異なる。
• IXPの世界的な統合的フットプリントにより、Netflixは大部分のトラフィックをこれらのポイントから直接配信でき、トランジットネットワークへの依存を顕著に低減している。
• IXPはコンテンツ配信の重要なバックボーンとして機能し、ハイパーギアントコンテンツプロバイダーにとって実質的なデータセンターの代替手段として機能している。
• 地域別の展開パターンは、IXPの能力やISPインfraの格差を明らかにし、現地のインターネットエコシステムの多様性を浮き彫りにしている。
• バックボーンやデータセンターに依存しないNetflixのモデルは、IXPおよびISPにおける戦略的エッジ展開により、大規模な動画配信が可能であることを示している。
• 本研究は、IXPが相互接続に不可欠であるだけでなく、インターネットのトポロジカル階層のフラット化を実現する上で不可欠であるという実証的証拠を提供している。