Wie Rechenzentren die Feiertage retten

Im Laufe des Jahres reisen die Russen regelmäßig zu Feiertagen – dazu gehören die Neujahrsferien, die Maifeiertage und andere kürzere Wochenenden. Diese Zeit wird traditionell für Serienmarathons, spontane Einkäufe und Sonderangebote bei Steam genutzt. In der Vorweihnachtszeit sind der Einzelhandel und Logistikunternehmen stark gefordert: Die Menschen bestellen Geschenke in Online-Shops, bezahlen für die Lieferung, kaufen Tickets für Reisen und kommunizieren. Die kalenderbasierten Nachfragespitzen sind ein guter Stresstest auch für Online-Kinos, Spielportale, Video-Hosting-Dienste und Streaming-Musikdienste – während der Feiertage arbeiten sie alle „am Limit“.

Wir erläutern, wie die Gewährleistung einer durchgängigen Verfügbarkeit von Inhalten organisiert ist, am Beispiel des Online-Kinos Okko, das auf die Kapazitäten des Rechenzentrums Linxdatacenter zurückgreift.

Früher wurde zusätzliches Equipment für das lokale Hosting zu saisonalen Verbrauchsspitzen angeschafft, oft mit einem gewissen Puffer. Doch wenn «Zeit X» eintrat, stellte sich häufig heraus, dass die Unternehmen entweder nicht in der Lage waren, die Server und Speicherlösungen selbst richtig zu konfigurieren, oder die Zeit dafür fehlte. Die Herausforderungen in Notfällen konnten einfach nicht rechtzeitig gelöst werden. Mit der Zeit wurde klar, dass die Nachfragespitzen nach Inhalten und Online-Services durch die Nutzung von Drittanbieterdiensten hervorragend bedient werden können, die im Pay-as-you-go-Modell — basierend auf dem tatsächlich verbrauchten Volumen — erworben werden können.

Heute bestellen nahezu alle Unternehmen, die mit einer Flut von Anfragen während der Feiertage (sogenannten Bursts) rechnen, im Voraus eine Erhöhung der Bandbreite ihrer Kommunikationskanäle. Unternehmen, die Anwendungen und Datenbanken in den Rechenzentren betreiben, erweitern während der Feiertagsspitzen ihre Rechenleistungen in der Cloud, indem sie in den Rechenzentren die erforderlichen virtuellen Maschinen, Speicherressourcen usw. nachbestellen.  

Wie man bei den Berechnungen keine Fehler macht

Für die Vorbereitung auf Spitzenlasten ist eine koordinierte Zusammenarbeit zwischen Anbieter und Kunde von entscheidender Bedeutung. Wichtige Punkte in dieser Zusammenarbeit sind präzise Prognosen zum Anstieg der Last hinsichtlich Zeitrahmen und Volumen, sorgfältige Planung und die Qualität der Interaktion mit Kollegen innerhalb des Rechenzentrums sowie mit dem Team der IT-Spezialisten beim Content-Anbieter.

Um eine schnelle Bereitstellung der erforderlichen Ressourcen zu organisieren, damit die neueste Folge Ihrer Lieblingsserie auf dem Tablet flüssig läuft, gibt es eine Reihe von Lösungen.
 

• Erstens sind das Lastenausgleicher: Diese Softwarelösungen überwachen sorgfältig die Auslastung von Servern, Speicher und Netzwerk, um die Leistung jeder Systemkomponente optimal an die jeweilige Aufgabe anzupassen. Lastenausgleicher bewerten sowohl die Verfügbarkeit der Hardware als auch virtuellen Maschinen, ohne die Systemleistung auf der einen Seite leidenschaftlich zu beeinträchtigen und gleichzeitig die Infrastruktur vor Überhitzung und Verzögerungen zu schützen. So wird ein gewisses Maß an Ressourcenreserve aufrechterhalten, die schnell für die Lösung dringender Aufgaben (wie plötzliche Anfragen an das Videoportal, Anstieg von Bestellungen für bestimmte Produkte usw.) bereitgestellt werden können.
• Zweitens, das CDN. Diese Technologie ermöglicht es den Benutzern, Inhalte ohne Verzögerungen durch Puffern von dem Portal über den nächstgelegenen geografischen Punkt zu erhalten. Darüber hinaus mindert das CDN die negativen Auswirkungen auf die Verkehrsübertragung, die durch Überlastungen von Kanälen, Verbindungsunterbrechungen, Paketverluste an Schnittstellen usw. verursacht werden.

Allsehendes Okko

Betrachten wir das Beispiel der Vorbereitung auf Feiertage für den Online-Kinoanbieter Okko, der unsere Plattformen in Moskau und St. Petersburg nutzt.

Laut Alexei Golubev, dem technischen Direktor von Okko, gibt es im Unternehmen neben den kalendarischen Feiertagen (Hochsaison) auch Zeiten, in denen die großen Filmneuheiten von den Major-Studios veröffentlicht werden:

„Jedes Jahr wächst der Traffic bei Okko während der Feiertagesaison im Vergleich zum Vorjahr um etwa das Zweifache. Während der vergangenen Neujahrsaison lag die maximale Spitzenbelastung bei 80 Gbit/s, für 2018/19 haben wir jedoch mit 160 Gbit/s gerechnet – ein traditionelles Wachstum um das Doppelte. Tatsächlich erhielten wir jedoch über 200 Gbit/s!“

Okko bereitet sich stets gemächlich auf die Spitzenlast vor, im Rahmen eines jährlich durchgeführten Projekts mit dem Codenamen "Neues Jahr". Früher nutzte Okko eine eigene Infrastruktur, das Unternehmen betreibt einen eigenen Content-Delivery-Cluster auf eigener Hardware mit eigener Software. Im Laufe des Jahres haben die Techniker von Okko schrittweise neuer Server., die Kapazität ihres Clusters erhöht, um ein jährliches Wachstum von zwei Mal zu antizipieren. Zusätzlich wurden neue Uplinks und Betreiber angeschlossen – neben großen Akteuren wie "Rostelekom", "Megafon" und MTS wurden auch Traffic-Austauschpunkte und die kleinsten Anbieter eingebunden. Dieser Ansatz ermöglichte es, den Service auf dem kürzesten Weg an die größtmögliche Anzahl von Kunden zu liefern.

Im vergangenen Jahr hat Okko die Kosten für die Hardware und den Arbeitsaufwand für die Erweiterung analysiert und mit den Kosten für die Nutzung externer CDNs verglichen. Dabei wurde erkannt, dass es an der Zeit war, ein hybrides Verteilungsmodell auszuprobieren. Nach einem zweifachen Anstieg während der Neujahrsferien kam es zu einem Rückgang des Traffics, während der Februar die niedrigste Saison darstellt. Das eigene Equipment blieb somit in dieser Zeit ungenutzt. Ab dem Sommer wurde der Rückgang ausgeglichen, und bereits zur Herbstsaison begann ein neuer Anstieg. Daher nahm Okko im Rahmen der Vorbereitung auf das neue Jahr 2019 einen anderen Weg: Die eigene Software wurde weiterentwickelt, um die Last nicht nur intern, sondern auch auf externe CDNs (Content Delivery Network) verteilen zu können. Zwei solcher CDNs wurden angeschlossen, um die Überkapazitäten des Traffics abzuleiten. Die interne Bandbreite der IT-Infrastruktur von Okko war bereit, das genannte doppelte Wachstum zu bewältigen. Für den Fall, dass es zu einem Ressourcenüberschuss kommen sollte, wurden Partner-CDNs vorbereitet.

„Die Entscheidung, unser CDN nicht auszubauen, hat Okko etwa 20 % des Budgets für CAPEX eingespart. Zudem konnte das Unternehmen mehrere Personen-Monate sparen, indem es die Einrichtung der Hardware in die Hände eines Partners gelegt hat“, kommentiert Alexey Golubev.

Der Verteilungskluster (interner CDN) bei Okko ist an zwei Standorten von Linxdatacenter in Moskau und Sankt Petersburg implementiert. Es wird eine vollständige Spiegelung sowohl des Inhalts als auch des Caching (Verteilungsknoten) sichergestellt. Der Moskauer Rechenzentrum verarbeitet Moskau und mehrere Regionen Russlands, während das Petersburger den Nordwesten und den Rest des Landes abdeckt. Die Lastverteilung erfolgt nicht nur regional, sondern auch abhängig von der Auslastung der Knoten in den jeweiligen Rechenzentren. Zudem wird die Verfügbarkeit des Films im Cache und eine Reihe anderer Faktoren berücksichtigt.

Die vereinfachte Architektur des Dienstes sieht in der Darstellung wie folgt aus:

Der physische Service und die Produktentwicklung bestehen aus rund zehn Racks in St. Petersburg und mehreren Racks in Moskau. Es gibt einige Dutzend Server für die Virtualisierung und fast zweihundert "physische" Server für alle anderen Zwecke – Verteilung, Serviceunterstützung und eigene Bürosysteminfrastruktur. Die Interaktion des Content-Anbieters mit dem Rechenzentrum während Spitzenlastzeiten unterscheidet sich nicht von der aktuellen Arbeit. Alle Kommunikationen erfolgen über ein Ticket im Support-System, und im Falle einer Notfallsituation erfolgt die Kontaktaufnahme per Telefon.

Heute sind wir näher als je zuvor an einem echten, 100% zuverlässigen Online-Streaming-Szenario, da alle erforderlichen Technologien bereits verfügbar sind. Dabei entwickelt sich das Online-Streaming rasant weiter. Die Beliebtheit legaler Modelle zur Content-Nutzung nimmt zu: Russische Nutzer gewöhnen sich allmählich daran, für Inhalte zu bezahlen. Und zwar nicht nur für Filme, sondern auch für Musik, Bücher und Bildungsressourcen im Netz. In diesem Zusammenhang ist die Bereitstellung der abwechslungsreichsten Inhalte mit minimalen Netzwerkverzögerungen ein entscheidendes Kriterium für die Leistung von Online-Diensten. Unsere Aufgabe als Serviceanbieter ist es, die Ressourcenbedarfe zeitgerecht und mit einem ausreichenden Puffer zu decken.

Quelle: habr.com