3 Aktuelle Techniken im Internet

Dieses Kapitel stellt einige im WWW verwendete Techniken dar, die sich Cachings bedienenoder Caching unterstützen. In diesem Zusammenhang werden die Probleme, die einzelne Methoden lösen oder erst aufwerfen, kurz umrissen. Im nächsten Kapitel wird dann gesondertauf die Hauptaspekte bei Caching (Kohärenz und Effizienz) eingegangen.

Abbildung 2: Proxy Anordnungen im Vergleich

3.1 Hypertext Transfer Protocol

Derzeit aktuelles Protokoll von WWW Clients und Servern ist das Hypertext Transfer Protocol in der Version 1.0 (HTTP/1.0)5. Aufbauend auf einer TCP/IP⁶Verbindung bietet es die Möglichkeitüber URL⁷ eindeutig deklarierte Objekte im WWW zu adressieren und zu beziehen.

Die Möglichkeiten für Caching sind eingeschränkt. Erst mit der verbesserten abwärtskom-patiblen Version 1.1 wurden die offensichtlichsten Mängel von HTTP beseitigt. Im Kapitel 4.1 werden die Veränderungen im Zusammenhang mit Kohärenz-Mechanismen erklärt.

3.1.1 Hierarchisches Caching

Der ursprünglich vom CERN entwickelte HTTP-Dämon httpd bietet neben der Web ServerFunktionalität auch die Option als Proxy mit lokalem Cache zu fungieren. Mittlerweile leistet das W3C den Support. Erfahrungen mit diesem Server sind in die Neuentwicklung, den Jigsaw⁸, eingeflossen. Ähnliche Funktionalität wie der W3C Server bieten derzeit auch einige kommerzielle Anbieter, wie z.B. der Netscape Proxy Server [Net97].

Um die Effizienz einfacher Caches zu steigern, haben sich hierarchische Strukturen mitCaches auf verschiedenen Ebenen entwickelt. Bei einer reinen Baumstruktur haben sich aber die Verbindungen zwischen den Servern weiter oben in der Wurzel als problematisch, weilleichtüberlastbar, erwiesen. Abbildung 2 zeigt die hierarchische Struktur im Vergleich zu der im nächsten Kapitel beschrieben Harvest Anordnung, die dieses Problem behoben hat.

3.1.2 Harvest und Squid Cache Server

Anders als der CERN Server ist die Harvest Cache Software nur als Caching-Server entwickelt worden. Sie bietet WWW Proxy Caching mit Unterstützung von FTP, Gopher und HTTP Objekten, die wesentlich schneller ist als die CERN Software. So muss der CERN Server für jede eingehende Anfrage einen neuen Prozess starten und der Harvest-Server nur bei FTP Transfer.

Die Harvest-Software ist bis zur Version 1.4 frei erhältlich. Die aktuelle Version 2.0ist mit Support als kommerzielles Produkt zu beziehen. Als freie Weiterentwicklung des Harvest Caches gibt es den Squid beim National Laboratory for Applied Network Research. In Funktionalität und Stabilität entspricht er etwa dem kommerziellen Produkt.

Beide Proxy Caches - Harvest und Squid - unterstützen, anders als der Server vom W3C (CERN), nicht nur hierarchisches Caching, sondern auch eine komplexe Strukturierungüber Nachbarn und Eltern (vgl. Abbildung 2). So ist es einem Benutzer möglich, ein Dokument über den gesamten Cache-Verbund zu erhalten. Bei einem Cache-Miss9 werden zuerst die Nachbarn über ein optimiertes, auf UDP¹⁰ aufgesetztes Protokoll befragt, und nur wenn keiner erreichbar (Timeout) oder es nicht vorhanden ist, wird das Objektüber den ParentCache bezogen. Der Cache kann auch negativ cachen. Wenn ein Server kurzfristig tot ist, wird (auf Basis eines definierbaren Timeouts) nicht ständig Bandbreite verschwendet, um ihn zu erreichen [Sch96].

Derzeit baut der Verein zur Förderung eines Deutschen Forschungsnetzes e.V. (DFN-Verein) in einem vom Bundesministerium für Bildung, Wissenschaft, Forschung und Technologie (BMBF) geförderten Projekt einen nationalen Cache-Server-Verbund [Pra95].

Weitere Informationen hinsichtlich Einsatz und Funktionalität von Harvest Cache Softwa-re bietet [Fis97].

Abbildung 3: Kohärenz-Mechanismen: validation check vs. callback

3.2 Mirrors

Besonders aus dem Anonymous FTP11 Bereich ist die Technik der Replikation entfernterServer bekannt. Sogenannte Mirrors oder Spiegelungen entfernter FTP Server verringern internationale Netzlast. Um lokale Kopien der gesuchten Objekte zu finden werden Servicewie Archie angeboten, die über Indizes der einzelnen Server diese Objekte lokalisieren.

Einige Server verteilen die Benutzer auch selbst dynamisch auf den nächsten freien Knoten im Verbund. Dies funktioniert ebenfalls über vorher eingerichtete Indizes, die noch per Hand gepflegt werden können. Für den Einsatz im World Wide Web müsste dieser Ansatz vereinfacht und automatisiert werden. Ideen in diese Richtung werden im Kapitel 5.2 näherbetrachtet und auf ihre Leistungsfähigkeit getestet.

5) beschrieben im RFC 1945 [Ber93]
6) Transmission Control Protocol/Internet Protocol
7) Uniform Resource Locator
8) Referenz-Server für HTTP/1.1, vollständig modular und in Java geschrieben
9) das Objekt ist nicht im lokalen Cache
10) User Datagram Protocol
11) File Transfer Protocol, beschrieben in RFC 959

----------------------------------------------------------------
[home] [TOC] [prev] [next] [guestbook] [contact]          (c) SM