Schnelle Bilder für die Website per CDN

Kein Nutzer wartet gern lange auf die Übertragung von Bildern oder multimedialen Elementen, schon gar nicht unterwegs. Mit einem Content Delivery Network (CDN) lässt sich die Anzeige von Bildern oder besonders großen Dateien beschleunigen. com! professional zeigt, wie man das passende CDN für den eigenen Webauftritt findet.

Die Übertragung vieler großer Dateien kann die Ressourcen des Webservers merklich in die Knie zwingen. Denn erst wenn der Client die erfolgreiche Übermittlung bestätigt hat, steht auf Seiten des Servers wieder ein neuer Kanal für eine neue Anfrage zur Verfügung. Dabei wird nicht nur die Geduld der Besucher strapaziert, schlechte Antwortzeiten haben auch Einfluss auf das Suchmaschinen-Ranking. CDNs versprechen einen deutlichen Tempogewinn.

Ein Content Delivery Network setzt auf mehreren Ebenen an, um die Auslieferung der Inhalte des Servers zu beschleunigen. Das beginnt bereits beim Browser. In dessen Programmcode ist die Höchstzahl an Verbindungen definiert, die parallel mit demselben Server aufgebaut werden können. Wird dieser Wert erreicht, muss zuerst ein bereits abgerufenes Seitenelement vollständig übertragen worden sein, bevor die nächste Datei über die Leitung geht. Ein CDN wirkt hier dadurch, dass für die Übertragung der Dateien eine weitere Domain genutzt wird. In der gleichen Zeit können vom gleichen Server also mehr Inhalte abgerufen werden.

Dieser Nutzen lässt sich auch innerhalb des eigenen Rechenzentrums erreichen. Dazu muss das Material nur auf einen anderen Server gelegt und per Subdomain eingebunden werden.

Der zweite Ansatzpunkt zielt auf geringere Latenzzeiten, die sich durch die Auslieferung der Inhalte aus der geografischen Nähe des Nutzers ergeben. Das macht sich gerade bei großen Dateien wie Bildern, Präsentationen oder Videos bemerkbar. Die auf den Root-Server des CDN übertragenen Inhalte werden intern auf eine Reihe von Replikations-Servern verteilt. Das interne Verteilungssystem liefert die Daten nun über den dem User nächstgelegenen Knoten aus. Der Geschwindigkeitsvorteil vergrößert sich, wenn der CDN-Anbieter über entsprechend großzügig dimensionierte Anbindungen an das Netzwerk verfügt.

Alle Dateien, die vom CDN verteilt werden sollen, müssen dort zunächst physikalisch vorliegen. Für die Übertragung der Dokumente vom Ursprungs-Server in das CDN gibt es zwei Verfahren – Origin Push und Origin Pull.

Aus Sicht des Seitenbetreibers verhält sich Origin Push wie ein zweiter Server. Manuell oder automatisiert werden die Inhalte vom Ursprungssystem auf den ersten Server des CDN übertragen. Dies erfolgt über ein vom CDN-Anbieter definiertes Protokoll. Im einfachsten Fall kommt FTP zum Einsatz. Der Seitenbetreiber übernimmt selbst die Verantwortung dafür, dass sich auf den ausgelagerten Servern stets die aktuellste Version einer Datei befindet. Mit Origin Push verfügt er über die größtmögliche Flexibilität. Welche Dateien an das CDN übertragen werden, entscheidet allein der Administrator des Systems. Die Flexibilität schlägt sich indes in Wartungsaufwand nieder. Werden zeitgesteuerte Skripts eingesetzt, um die Dateien zu übertragen, sollten diese kontrolliert werden. Genauso wie ebenfalls periodisch geprüft werden sollte, dass tatsächlich die aktuellste Fassung einer Datei vom CDN abgerufen wird.

Bei Origin Pull wird der Ursprungs-Server so konfiguriert, dass die URLs der Mediendateien auf die Domain des CDN zeigen. Die Originale bleiben auf dem Webserver. Ruft ein User eine referenzierte Datei erstmals ab, wird sie vom Stamm-Server des CDN-Servers an das Netzwerk übertragen. Dort wird sie intern verteilt und bleibt bis zu einem Ablaufdatum verfügbar. Die Verantwortung dafür, dass das ausgelagerte Dokument extern abgerufen werden kann, wird vom Site-Betreiber also auf das CDN übertragen. Die Einrichtung und der Betrieb von Origin Pull ist damit recht unkompliziert.

Der größere Komfort wird allerdings mit einem kleinen Manko erkauft. Die erstmalige Übertragung einer Datei vom Webserver dauert, verglichen mit allen späteren Abrufen, etwas länger, da zuerst die Datei vom Ursprung abgerufen und danach vom CDN ausgeliefert wird. Dies ist auch später noch einmal der Fall, wenn das Ablaufdatum für die Zwischenspeicherung verstrichen ist.

Wann entscheidet man sich also für welches Konstrukt? Hat die Site eher wenig Traffic beziehungsweise rufen die Besucher nur wenige der angebotenen Inhalte ab, kann es günstiger sein, einen Origin-Push-Dienst zu nutzen. Die Daten bleiben dann länger auf dem System, was aber keine weiteren Kosten verursacht. Klassische Site-Eemente, mit denen man bei Push günstiger fährt, sind zum Beispiel Download-Archive wie Podcasts, Produktbeschreibungen oder Handbücher im PDF-Format. Hier gibt es keine häufigen Änderungen, der Nutzen macht sich also sofort bemerkbar.

Typische Fälle für Origin Pull wären zum Beispiel Seiten, auf denen schnell neue Inhalte publiziert werden, die sich möglicherweise auch noch häufig verändern. Bei einer Website, auf der die Nutzer zum Beispiel viele Bilder hochladen dürfen, reduziert Origin Pull den Aufwand.

Es sind zwei Faktoren, die die Einrichtung eines CDN beeinflussen. Da ist zunächst der gewählte Anbieter selbst. Einige  schaffen es, den Buchungs- und Einrichtungsprozess so einfach zu gestalten, dass es selbst Laien möglich sein sollte, ein CDN einzurichten. Starken Einfluss auf den Aufwand hat aber auch die auf dem Ursprungs-Server eingesetzte Software. Im Internet und auf den Seiten der Anbieter ist lediglich die Einbindung eines CDN in besonders populäre Systeme gut dokumentiert.

Typo3 stellt mit dem File Abstraction Layer eine einfache Anbindung an CDN-Systeme bereit. In den Marktplätzen und Repositories für Erweiterungen finden sich eine ganze Reihe von Programmen, die entweder auf einen bestimmten Anbieter hin optimiert wurden oder aber eine allgemeine Schnittstelle anbieten.

In Magento lassen sich Medien und Skripts über die Einstellungen des Systems von einem CDN abrufen, wenn die Werte für „Base Media URL“ und „Base Java Script URL“ angepasst werden.

Wenn eine Site mit Wordpress betrieben wird, dann setzt der Betreiber am besten auf eines der bekannten Cache-Plug-ins wie WP Super Cache oder W3 Total Cache. Sie sind bereits für den Einsatz eines CDNs vorbereitet und erwarten lediglich die Eingabe der URL zu den Servern des Anbieters.

Komplizierter wird es, wenn auf einem Standard-Webserver eigene Entwicklungen oder weniger verbreitete Programme laufen. Bis dann alle Access-Dateien umgeschrieben sind und auch die Auslieferung der ausgelagerten Dateien geprüft wurde, ist einiges an Arbeit zu erledigen.

Die CDN-Anbieter teilen sich in zwei Lager. Der prominenteste Vertreter auf der einen Seite ist ohne Zweifel Amazon. Der Kunde trifft bei diesen Diensten seine Wahl zwischen verschiedenen Tarifen, entscheidet sich für einen primären Standort für das CDN und legt bei einigen Anbietern auch fest, ob Origin Push oder Origin Pull gewünscht wird. Ist der Vertrag abgeschlossen oder der Probezugang eingerichtet, notiert der Nutzer im Backend des Services die URL seines CDNs. Optional kann dort eingestellt werden, wie lange Dateien im CDN gespeichert bleiben, bevor sie erneut vom Ursprungssystem abgerufen werden.

Diese Angebote sind auf Nutzer vorbereitet, die alle Arbeiten rund um das CDN selbst erledigen wollen oder müssen. Häufig sind bereits auf den Hilfeseiten des Services konkrete Anleitungen zu finden, wie sich das CDN in populären Systeme wie Typo3, Magento oder Wordpress einrichten lässt. Die Tarifkonditionen können hier nicht verhandelt werden.

Der andere Teil der Anbieter veröffentlicht keine Standardtarife oder gibt allenfalls Hinweise auf die möglichen Kosten. Gemeinsam mit dem Kunden wird der Bedarf für die CDN-Kapazitäten abgeschätzt. Dabei wird auch ermittelt, welche Bereiche und Dokumente der Site am besten verteilt werden sollten. Es gibt in diesem Fall also keine Ware von der Stange, sondern eine maßgeschneiderte Lösung. Das kostet dann zwar etwas mehr und auch die Einrichtung nimmt etwas mehr Zeit in Anspruch. Aber: Handgefertigte Schuhe kosten auch mehr, sind dafür aber sehr bequem.

Um CloudFront von Amazon nutzen zu können, wird ein Benutzerkonto bei den Amazon Web Services (AWS) benötigt. Optional kann mit diesem Zugang auch ein Amazon-Kundenkonto verbunden werden. Dann werden die fälligen Gebühren über das bei Amazon hinterlegte Zahlungsmittel beglichen. Die Optionen des Dienstes werden in der Management-Console konfiguriert.

Cloud Front lässt sich sowohl per Origin Push als auch per Origin Pull betreiben. Bei Origin Push werden die Daten zunächst an ein S3 Bucket bei Amazon übertragen und dann von CloudFront abgerufen. Bei Origin Pull genügt es, die URL zur Site einzutragen, von der die Daten entnommen werden sollen. Über einen CNAME-Eintrag auf dem DNS-Server wird danach eine Subdomain wie cdn.der-server.tld eingerichtet.

Die Beschreibungen im Backend sind kurz und knapp. Generell geht der Service zunächst davon aus, dass alle Dateitypen ausgeliefert werden sollen. Erst wenn eine sogenannte Distribution angelegt ist, lässt sich diese so bearbeiten, dass nur bestimmte Dateitypen aus dem CDN genutzt werden. Die Preise für CloudFront setzen sich aus der übertragenen Datenmenge und den Server-Abfragen zusammen. Wenn ein S3 Bucket als Speicher genutzt wird, dann schlägt die Nutzung dieses Speicherplatzes zusätzlich zu Buche. Zwischen 8,5 und 17 US-Cent kostet das ausgelieferte Gigabyte in der niedrigsten Traffic-Kategorie. Da es noch weitere Zuschläge gibt, die sich etwa nach der geografischen Zone richten, aus der ein Nutzer Inhalte vom Server abruft, sind die Gesamtkosten nicht ganz so leicht zu berechnen, wie es auf den ersten Blick erscheint.

CDN77 hat es mit seinem Angebot geschafft, einen festen Platz in den Optionen einiger Plug-ins zu erhalten. Buchungs- und Einrichtungsprozess des CDNs sind auf die Kunden hin optimiert, die schnell und eigenständig ein CDN einrichten wollen. Geworben wird in erster Linie mit günstigen Preisen. Die Vergleichsrechner des Services schaffen es auch immer, CDN77 als besonders vorteilhaft (etwa gegenüber Amazon) aussehen zu lassen. Solange der reine Traffic betrachtet wird, ist das auch in vielen Fällen richtig. Allerdings bucht der Nutzer auf sein Kundenkonto eine jährliche Mindestsumme von 99 Dollar. Betreiber kleinerer Sites, die es nicht schaffen, diesen Betrag binnen 12 Monaten zu verbrauchen, fahren dann doch mit einem Service günstiger, der nur tatsächlich verbrauchtes Datenvolumen in Rechnung stellt.

Das Dashboard von CDN77 gibt stets Auskunft über Spitzenlasten und bereits benötigtes Datenvolumen. Mit wenigen Klicks ist ein CDN auf Basis von Origin Pull eingerichtet. Die ausführlichen englischsprachigen Beschreibungen helfen bei der Einbindung des CDNs in populäre Webanwendungen weiter. Die Optionen zu jedem einzelnen CDN sind übersichtlich in Registern gestaltet. Darunter fällt dann die Definition der Ablaufzeiten oder auch das Eintragen von URLs zu besonders großen Dateien, die bereits vorab abgerufen werden. Auch Origin Push ist möglich. Dazu muss dann aber ein Datenspeicher zusätzlich eingerichtet werden. Bis zu einer Größe von 50 GByte kostet dies nichts, darüber hinaus werden Monatsgebühren in Rechnung gestellt.

Der Dienst CloudFlare hat in der Vergangenheit gleich doppelt für Aufsehen gesorgt. Das erste Mal bereits bei seiner Vorstellung: CloudFlare versprach ein kostenloses CDN für jedermann und zudem aufgrund seiner Technik auch Schutz gegen Denial-of-Service-Attacken. Kein Wunder, dass das Angebot rasch zu einer gewissen Popularität im Web gelangte. Deutlich negativer waren die Schlagzeilen, als im März 2013 durch einen Fehler beim Anbieter auf einen Schlag mehr als 700.000 Sites nicht mehr erreichbar waren.

Neben dem kostenlosen Angebot werden auch Business-Tarife angeboten. Der Ansatz von CloudFlare ist weniger der eines klassischen CDNs. Der Service funktioniert wie ein Proxy-Server, der zwischen die Anfragen der Besucher und den eigentlichen Webserver geschaltet wird. Die Anfragen landen immer erst auf dem DNS von CloudFlare. Somit übernimmt der Service einen Teil der Aufgaben eines CDNs, da er den Server bei Anfragen entlastet.

CloudFlare wird zum Teil auch von anderen Providern eingesetzt, die ihren Kunden ein CDN anbieten wollen, ohne ein eigenes System aufzubauen (zum Beispiel 1&1). Ein weiterer wesentlicher Unterschied zu den anderen vorgestellten Angeboten besteht darin, dass CloudFlare auch ergänzend zu einem bereits vorhandenen CDN genutzt werden kann.

Host Europe zählt – je nach Quelle und Schätzung – zu den Top 5 unter den Hosting-Anbietern in Deutschland. Das Thema CDN wird auf der Firmen-Site eher zurückhaltend behandelt. Das Unternehmen bietet seinen Kunden aber auch auf diesem Gebiet Lösungen an. Wer bereits einen dedizierten Server einsetzt oder Kunde eines der angebotenen Cloud-Dienste ist, kann ein CDN als Zusatzoption buchen. Die Dienstleistung kann in diesem Fall aber nicht weiter angepasst werden. So stehen als Regionen für die Verteilung von Dateien nur Europa und Nordamerika zur Verfügung. Der berechnete Volumentarif ist allerdings durchaus konkurrenzfähig.

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Kunden mit individuellen Ansprüchen oder einem bereits absehbar großen Datenvolumen können sich ein individuelles CDN zusammenstellen lassen. Mit den Technikern werden der Bedarf und die optimale Verteilung der Inhalte im CDN geplant und eingerichtet. Die Preise für eine solche Lösung werden individuell verhandelt und sind nicht an einen Host-Vertrag oder die Buchung eines dedizierten Servers beim Unternehmen gebunden. Die Tarife für das zubuchbare CDN bewegen sich im Bereich der übrigen hier vorgestellten Angebote.

Bei MaxCDN genügen das Angeben von Anschrift und E-Mail-Adresse und das Hinterlegen eines Zahlungsmittels (Kreditkarte oder Paypal), schon kann eine 30-Tage-Testphase für das CDN begonnen werden. Schritt für Schritt wird der Nutzer durch die Einrichtung eines neuen Kontos geführt. Gut erklärt und gelöst ist die Einführung für den Kunden, um die Entscheidung zwischen Pull und Push zu erleichtern. Zusätzlich wird die Einrichtung eines CDN für das Streaming von Videos angeboten.

Das Backend ist übersichtlich gestaltet und umfasst alle notwendigen Optionen. Die Hilfetexte sind knapp, aber verständlich. Technische Grundkenntnisse sind jedoch – ebenso wie bei allen anderen Anbietern – notwendig, um die richtigen Entscheidungen zu treffen. Zur Einrichtung von MaxCDN mit populären Programmen wie Joomla, Magento oder Wordpress oder mit Plug-ins stehen englischsprachige Kurzanleitungen in einer Knowledge-Base zur Verfügung.

Es ist ratsam, während der Konfiguration im Backend stets die Kosten im Blick zu behalten. Zwar offeriert MaxCDN ein auf dem Datenvolumen basierenden Tarif. Wer aber beispielsweise seine Inhalte für Besucher außerhalb von Europa und den USA beschleunigen will, muss zusätzliche Zonen buchen. Die werden aber auch zusätzlich in Rechnung gestellt.

Bei der deutschen Tochtergesellschaft des französischen Providers OVH spielt das Thema CDN eine wichtige Rolle. Gleich drei verschiedene Lösungen bietet das Unternehmen seinen Kunden an. Das per Origin Push bestückte CDN Web­Storage verteilt die ausgelagerten Inhalte über insgesamt 19 Knotenpunkte weltweit. Berechnet werden der Speicherplatz und der Traffic. 100 GByte Speicher kosten 6 Euro pro Monat und dürften für mittelgroße Sites bereits ausreichend sein. Auch das Übertragungsvolumen wird in Form fester Abonnements vermarktet.

Einmal in Betrieb genommen, stellt das Kundenzen­trum alle wichtigen Informationen zur Überwachung des Netzwerks zur Verfügung. Verglichen mit den anderen Anbietern ist der Weg dorthin etwas beschwerlich. Denn die Bedienerführung ist zuweilen recht eigenwillig. Das Einlagern der Dateien erfolgt alternativ zum manuellen Upload mit einer OpenStack-Swift-API. Etwas teurer ist die Origin-Pull-Variante des Anbieters, die den Namen CDN InfraStructure trägt. Sie greift aber auf die gleichen Replikations-Server zurück. Die Dienste von OVH sind nicht ganz so einfach zu konsumieren wie die der amerikanischen Mitbewerber. Dafür unterhält OVH einen eigenen Backbone zwischen seinen zertifizierten Rechenzentren und speichert die Dateien außerhalb von Standorten, die dem Pa­triot Act unterliegen.

WaveCDN ist ein Anbieter aus Deutschland. Das Unternehmen hat sich auf die Content-Verteilung spezialisiert. Der Kunde hat auch hier die Wahl zwischen Origin Pull und Origin Push. Dafür steht optional eigener Datenspeicher zur Verfügung, der mittels FTP oder SFTP bestückt wird.

Die Einrichtung der Datenspeicher kann auch von weniger erfahrenen Anwendern gut bewältigt werden. Der Kunde wird schrittweise durch die Einrichtung geführt. In einem übersichtlich gestalteten Dashboard sind alle Optionen in Form von Registern zusammengefasst, darunter auch das Anlegen von Regeln, um etwa die Speicherzeit zu definieren oder nur bestimmte Dateitypen für das Caching zu konfigurieren. Es werden eine ganze Reihe von Auswertungen und Protokolldateien vorgehalten. Diesen entnimmt man zum Beispiel den bereits verbrauchten Traffic. Inbegriffen sind in jedem Tarif 20 GByte Übertragungsvolumen. Erst nach Überschreiten dieser Grenze werden die übertragenen Daten berechnet. Die Tarife beginnen bei 12 Cent pro GByte. Die Dokumentationen im Backend sind so, dass das CDN nicht nur technisch versierte Anwender in die eigene Site integrieren können.

Die Geschäftsmodelle der CDN-Anbieter basieren auf einer Mischkalkulation aus übertragenem Datenvolumen und dessen geografischer Zuordnung. Je nach Tarif wird auch eventuell zusätzlich benötigter Speicherplatz berechnet.

Es ist naheliegend, den Fokus bei der Auswahl eines Anbieters ausschließlich auf den Preis zu legen. Einen Vergleichsrechner für einige Anbieter findet sich zum Beispiel unter www.cdncalc.com. Bei der Entscheidung sollte aber der Preis nur ein Parameter von vielen sein.

Die Standorte der Server und deren Verteilung sind wichtig, damit so viele Besucher der eigenen Seiten wie möglich an der Beschleunigung teilhaben und von ihr profitieren. Dort wo die meisten Besucher herkommen, sollten auch mehr CDN-Ressourcen zur Verfügung stehen. Ein kostengünstiger Tarif hilft wenig, wenn die Zonen, aus denen die meisten Besucher stammen, erst noch hinzugebucht werden müssen.

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Auch das eigene Sicherheitsempfinden kann und sollte Einfluss auf die Entscheidung haben. Der Aspekt der Ausfallsicherheit ist für alle Kunden mehr oder weniger wichtig. Wer das CDN für das Streaming von Videos oder zur Auslieferung von digitalen Inhalten nutzen will, der ist auf eine hohe Verfügbarkeit angewiesen. Hier kann ein Blick auf eventuell vorhandene Zertifizierungen der Rechenzentren eines Anbieters den Ausschlag geben, ob überhaupt weitere Gespräche geführt werden.

Die Geschwindigkeit des Netzwerks in einer bestimmten Region ist ebenfalls ein Kriterium, um den passenden Anbieter zu finden. Anhaltspunkte – zumindest für eine ganze Reihe von Netzwerken – liefert die Seite von Cedexis, einem Spezialisten für Web-Benchmarking unter www.cedexis.com/country-reports/.

Es muss vielleicht gar keine kostenpflichtige Variante sein. CoralCDN (www.coralcdn.org) gibt es bereits seit 2004 und kann von jedem Site-Betreiber kostenlos genutzt werden. Das Netzwerk funktioniert (ähnlich wie CloudFlare) wie ein Proxy-Server für das Web und nach dem Origin-Pull-Prinzip. Trotz seiner wechselvollen Geschichte verfügt das Netzwerk über eine stattliche Zahl global verteilter Knotenpunkte. Damit eine Datei über den Proxy ausgeliefert wird, muss die URL der Seite oder einer Datei der Domainname des Netzwerks angehängt werden. Es sind keine Änderungen an DNS-Einträgen notwendig. Ein manueller Upload der Inhalte ist nicht vorgesehen.

Um gezielt multimediale Elemente über das Netzwerk ausliefern zu lassen, lässt sich etwa beim Apache-Server die URL umschreiben. Dazu wird in das Verzeichnis, das die Dateien enthält, eine separate „htaccess“-Datei gelegt. Sie übernimmt zwei wesentliche Funktionen. Zum einen werden die URLs von Dateien, die bereits ausgeliefert werden, nicht erneut umgeschrieben. Zum anderen wird das Muster hinterlegt, um die anderen Elemente umzuschreiben. Das sieht dann schematisch so aus:

1
2

RewriteEngine on
RewriteCond %{ HTTP_USER_AGENT}  !^