Was ist Anycast und warum es Ihr CDN schneller macht
Anycast ist eine jener Bits der Vernetzung Magie, die leise macht das moderne Web schnell. Was es ist, wie es tatsächlich funktioniert, und die Frage, die jeder fragt, wann sie zum ersten Mal darüber hören.
Anycast lässt viele Server in vielen Städten eine einzige IP-Adresse ankündigen und teilen. Das Internet-Routing liefert dann die Pakete jedes Besuchers, an welchen Ort auch immer in Netzwerk-Bestimmungen am nächsten ist. Das Ergebnis ist eine geringere Latenz, Failover, das automatisch innerhalb von Sekunden passiert, und Angriffsverkehr, der sich über das gesamte Netzwerk verteilt, anstatt sich auf eine Maschine zu stapeln.
Normalerweise bedeutet eine IP-Adresse eine Maschine an einem Ort. Anycast bricht diese Annahme auf eine wirklich nützliche Art und Weise: Die gleiche Adresse existiert an Dutzenden von Orten gleichzeitig, und das Internet eigene Routing entscheidet, welche Sie erreichen. Das erste Mal, wenn Sie es beschrieben hören, klingt es, als sollte es nicht funktionieren.
Was ist Anycast?
Anycast ist eine Netzwerk-Adressierungsmethode, bei der eine einzige IP-Adresse von mehreren Standorten auf einmal angekündigt wird und Router den Datenverkehr an einen beliebigen Ort per Netzwerkpfad liefern. Der Absender macht nichts anderes — er sendet an eine Adresse, und das Netzwerk löst, welche Antworten kopieren.
Die übliche Analogie ist eine nationale Telefonnummer für eine Kette von Geschäften: Sie wählen die gleiche Nummer von überall und erreichen Ihre lokale Niederlassung, ohne etwas nach oben. Es ist eine anständige Analogie für die Wirkung, obwohl es den Mechanismus versteckt, der Verständnis wert ist, weil es die Grenzen erklärt.
Wie es tatsächlich funktioniert: BGP
Das Internet ist kein Netzwerk. Es handelt sich um rund 75.000 unabhängige Netzwerke – ISPs, Hosting-Unternehmen, Universitäten, Content-Provider – die jeweils mit einer autonomen Systemnummer identifiziert werden, und die Routing-Informationen untereinander austauschen, indem sie die Grenze nutzen Gateway-Protokoll.
BGP ist im Wesentlichen ein kontinuierliches Gespräch, in dem Netzwerke verkünden "Ich kann diese Adressbereiche erreichen, und hier ist der Weg". Jeder Router sammelt diese Ankündigungen und wählt für jedes Ziel den besten verfügbaren Pfad durch eine Reihe von Regeln, die die Anzahl der Netzwerke enthalten, die der Verkehr überqueren muss.
Anycast macht einfach die gleiche Ankündigung von vielen Orten. Ein Netzwerk in Kopenhagen kündigt die Reichweite an; ebenso ein Netzwerk in Singapur; ein Netzwerk in São Paulo. Ein Router in Dänemark hört alle drei Ankündigungen, sieht, dass der Kopenhagener Pfad am kürzesten ist, und installiert diese Route. Ein Router in Malaysia macht die gleiche Arithmetik und installiert die Singapur-Route. Weder der Router weiß noch kümmert es, dass die anderen existieren.
Beachten Sie, was "nächste" hier bedeutet: die wenigsten Netzhüpfe und beste Streckenführungspolitik, nicht die wenigsten Kilometer. Normalerweise stimmen diese überein. Gelegentlich tun sie das nicht — ein Besucher kann in eine Stadt weiter weg geroutet werden, weil dort das Peering ihres ISPs zufällig ist. Es ist ein echter Effekt, und der Grund, warum Anycast und geografische Routing manchmal nicht einverstanden.
"Aber bricht das nicht TCP?"
Dies ist die erste Frage, die jemand mit Networking-Erfahrung fragt, und es ist eine gute. TCP-Verbindungen sind stateful. Wenn Paket eins in Kopenhagen ankommt und Paket zwei in Frankfurt ankommt, hat der Frankfurter Server keine Ahnung, was die Verbindung ist und setzt sie zurück. Warum also arbeitet Anycast überhaupt?
Weil BGP-Routen im Zeitrahmen einer Webanfrage stabil sind. Routing-Tabellen ändern sich zwar, aber nicht tausende Mal pro Sekunde – der gewählte Pfad eines bestimmten Routers für ein bestimmtes Präfix hält typischerweise Minuten oder Stunden. Eine TCP-Verbindung, die ein paar Sekunden dauert, wird fast immer sein ganzes Leben damit verbringen, mit dem gleichen Ort zu sprechen.
Fast immer ist es nicht immer, und die Fälle, in denen es bricht, sind real: Ein Routing-Änderung Mitte-Verbindung sendet die restlichen Pakete irgendwo anders und die Verbindung stirbt. Im offenen Internet ist dies selten genug, um ein Rundungsfehler zu sein, und der Browser einfach wieder verbindet. QUIC verbessert sich auf diesem weiter, da es Verbindungen durch eine Verbindungs-ID anstatt durch die IP und Porttupel identifiziert, so dass es überleben kann, an einen anderen Pfad übergeben zu werden, anmutiger als TCP kann.
Drei Dinge, die es kauft Sie
Failover ohne DNS
Das ist die stille Supermacht. Wenn ein Anycast-Standort sinkt, hört er auf, die Route anzukündigen, benachbarte Router ziehen sie zurück, und der Verkehr konvergiert an der nächsten Stelle — typischerweise innerhalb von Sekunden, wobei niemand einen DNS-Record bearbeitet und nein Zwischengespeicherte Antwort zeigt auf einen toten Server.
Vergleichen Sie das mit DNS-basiertem Failover, wo die Geschwindigkeit der Wiederherstellung von Ihrem TTL und von Resolvern, die es ignorieren, begrenzt wird. Ein 300-Sekunden-TTL bedeutet fünf Minuten von einigen Besuchern, die an eine Maschine gesendet werden, die nicht da ist.
DDoS-Verteidigung durch Geometrie
Ein Botnet, das eine Anycast-Adresse angreift, kann nicht wählen, welchen Ort er trifft. Jeder Bot-Verkehr wird an den Ort geleitet, der dem Bot am nächsten ist, so dass sich ein global verteilter Angriff automatisch über ein global verteiltes Netzwerk verteilt. Ein Angriff, der einen Ort sättigen würde, kommt als Bruchteil davon bei fünfzig an. Es ist keine Konfiguration beteiligt — es ist eine Eigenschaft, wie die Adressierung funktioniert.
Wo Anycast nicht die Antwort ist
Zwei ehrliche Grenzen.
Sie brauchen Adressraum und BGP. Der Betrieb von Anycast erfordert Ihre eigenen IP-Bereiche, eine autonome Systemnummer und BGP-Sitzungen mit Transitprovidern und Peers an jedem Ort. Das ist kein Wochenendprojekt, weshalb Anycast etwas ist, das man von einem Anbieter bekommt, anstatt etwas, das man einschaltet.
Du bekommst weniger Kontrolle. Mit GeoDNS können Sie entscheiden, dass portugiesische Besucher einen bestimmten Server erreichen sollten, aus irgendeinem Grund, den Sie mögen – Kapazität, Lizenzierung, Compliance. Mit Anycast entscheidet Routing, und Routing ist das Aggregat von Richtlinien, die von Tausenden von Netzwerken, mit denen Sie keine Beziehung haben, festgelegt werden. Wenn man deterministische Kontrolle darüber braucht, wer wo landet, ist das ein echter Nachteil. Deshalb nutzen viele Netzwerke beides.
Häufig gestellte Fragen
Was ist Anycast?
Anycast ist eine Netzwerk-Adressierungsmethode, bei der eine einzige IP-Adresse von mehreren physischen Standorten gleichzeitig angekündigt wird und das Internet-Routing den Datenverkehr jedes Absenders an den jeweils nächsten Ort liefert. den Netzwerkpfad. Der Absender verwendet eine Adresse und ist sich nicht bewusst, dass mehrere Server diese teilen.
Wie wirkt Anycast?
Über BGP nutzen die Protokollnetzwerke Routing-Informationen. Jeder Anycast-Standort gibt seinen Nachbarn den gleichen Adressbereich bekannt, und jeder Router im Internet wählt unabhängig den kürzesten verfügbaren Weg zu diesem Bereich aus. Ein Router in Europa installiert daher eine Route zum europäischen Standort, während ein Router in Asien eine an den asiatischen Standort installiert, ohne dass eine koordiniert wird.
Brecht Anycast TCP-Verbindungen?
Sehr selten. TCP benötigt alle Pakete in einer Verbindung, um den gleichen Server zu erreichen, und Anycast funktioniert, weil BGP-Routen über Minuten oder Stunden stabil sind, anstatt sich ständig zu ändern, so dass eine kurzlebige Webverbindung fast immer bleibt mit einem Standort. Ein Routing-Änderung Mitte-Verbindung kann es brechen, an welchem Punkt der Browser wieder verbindet. QUIC behandelt dies besser als TCP, da es Verbindungen durch eine Verbindungs-ID anstelle von IP und Port identifiziert.
Was ist der Unterschied zwischen Anycast und Unicast?
Unicast ist der Normalfall: Eine IP-Adresse entspricht einer Schnittstelle auf einer Maschine, und der Traffic zu ihr hat genau ein Ziel. Anycast weist vielen Maschinen an verschiedenen Standorten die gleiche Adresse zu, so dass der Traffic den nächsten Netzwerkpfad erreicht. Unicast ist eins zu eins; Anycast ist eins zu nahestes von vielen.
Hilft Anycast gegen DDoS-Angriffe?
Ja, strukturell. Da jeder Angriffsautomatenverkehr an den Ort weitergeleitet wird, der ihm am nächsten ist, verteilt ein global verteiltes Botnet automatisch seinen Angriff auf jeden Ort im Netzwerk, anstatt sich zu konzentrieren. Es ist auf einer. Dies erfordert keine Konfiguration — es folgt aus, wie anycast Routing funktioniert — und bedeutet, dass die Gesamtkapazität, die dem Angriff widersteht, das gesamte Netzwerk ist, nicht eine Website.
Kann ich selbst Anycasts einrichten?
Nur mit beträchtlicher Infrastruktur. Es erfordert Ihre eigenen zugewiesenen IP-Adressenbereiche, eine autonome Systemnummer und BGP-Sitzungen, die mit Transit-Providern oder Internet-Austausch an jedem Ort, von dem Sie ankündigen möchten, eingerichtet werden. Für fast alle Websites ist anycast eine Eigenschaft des CDN- oder DNS-Anbieters, den Sie wählen, anstatt etwas, das Sie selbst bereitstellen.
Die Eleganz von Anycast ist, dass es keine Schicht hinzufügt. Es verwendet das Routing, das bereits existiert und trotzdem läuft, und bekommt Lokalität, Failover und Angriffsverteilung als Konsequenzen einer einzigen Entscheidung, wie eine Adresse bekannt gegeben werden kann.
Sehen Sie, wie NordicCDN dies für Ihre Website tut:
Mads hat seit seinem 16. Lebensjahr in der IT gearbeitet — hauptsächlich als Hosting. Er beteiligte sich früh an einer SaaS-Firma und half, sie bis zur Übernahme durch Visma weiterzuentwickeln, hat Data-Center-Netzwerke aufgebaut und betrieben und diente als CTO eines dänischen Rechenzentrums. Er hat NordicCDN gestartet, um eine schnelle, sichere Infrastruktur einfach zu bedienen.
