Este documento propone un procedimiento para el diseño de una Red de Distribución de Contenido (CDN) en 4 fases: 1) análisis de requerimientos, 2) diseño lógico de la arquitectura CDN, 3) diseño físico, y 4) simulación y análisis económico. Se aplica el procedimiento al diseño de una CDN para ETECSA, validando la propuesta a través de una simulación y consulta a expertos. Se concluye que el procedimiento resuelve el problema planteado y cumple el

1. Propuesta de procedimiento para el
diseño de una Red de Distribución
de Contenido (CDN)
Autores:
 Jennifer Borrego Peña
 Luis Daniel Álvarez Suárez
Tutores:
 Dra. C. Caridad Anías Calderón
 Msc. Luis Enrique Conde del Oso
La Habana 2017

2. Introducción

3. Introducción

4. Situación Problemática
 Documentación insuficiente.
 Cada uno de los proveedores no generalizan los principales aspectos a
tener en cuenta para el diseño de una CDN.
 No se ha identificado ningún procedimiento que guie, paso a paso, a
cualquier operador de telecomunicaciones, el diseño de una CDN.

5. Problema a resolver
¿Como diseñar una Red de
Distribución de Contenidos?

6. Objetivo General
Proponer un procedimiento para el
diseño de una Red de Distribución
de Contenidos

7. Fase 4
Análisis de los requerimientos
Diseño lógico de la
arquitectura CDN Diseño físico de la arquitectura
CDN
Simulación y análisis económico
Propuesta de procedimiento
para el diseño de una CDN

8. Análisis de los requerimientos
Fase 1
 Diagnosticar el estado de la red existente
 Identificar objetivos de negocio y metas técnicas
 Identificar servicios y aplicaciones
 Análisis del volumen de usuarios

9. Diseño lógico de la arquitectura CDN
Fase 2
Usuarios
Servidor origen
Servidores réplicas
CDN
Sistema de
encaminamiento y
redirección
Sistema de
distribución
de contenido
Sistema de
gestión y
contabilidad

10. Diseño lógico de la arquitectura CDN
Fase 2
Selección y replicación de contenido
Gestión y organización de la caché
Selección de los protocolos, códecs y
modos para el streaming de video
Externalización
Sistema de
distribución
de contenido

11. Diseño lógico de la arquitectura CDN
Fase 2Algoritmos de redirección
Mecanismos de redirección
Sistema de
encaminamiento y
redirección

12. Diseño lógico de la arquitectura CDN
Fase 2
Sistema de
gestión y
contabilidad
Tipo de monitorización
Tipo de arquitectura
Herramientas para la gestión

13. Fase 3
Diseño físico de la arquitectura CDN
 Descripción de los equipos
 Cálculo del ancho de banda
 Topología física

14. Fase 4
Simulación y análisis económico
 Pruebas de rendimiento
 CAPEX
 OPEX
 Análisis costo beneficio

15. Requerimientos Técnicos
 Emplear el estándar internacional MPEG-DASH para brindar el servicio de
streaming video.
 Soportar el protocolo propietario HLS.
 Soportar los formatos de codificación H.264 para video y ACC para audio.
 Brindar streaming de video tanto en SD como en HD.

16. Requerimientos Técnicos
 Priorizar el soporte a los dispositivos que poseen sistema operativo Android.
 Habilitar el multicast en el núcleo de la red para permitir un uso adecuado de esta
tecnología.
 Contar con interfaces de 10GE o superiores para la conexión con los routers de las
redes de acceso y backbone.
 Los equipos tecnológicos que conforman la CDN deben ajustarse a los
requerimientos eléctricos de 48V empleados por ETECSA y de climatización
establecidos por esta empresa.

17. Aplicación del procedimiento
 Optimizar el uso del ancho de banda
 Brindar una alta disponibilidad de los servicios
 Brindar nuevos servicios
 Incrementar la cantidad de clientes
Fase 1
Diseño desde el
inicio
Objetivos de negocio

18.  Gestionabilidad
 Rendimiento
 Escalabilidad
 Disponibilidad
Aplicación del procedimiento
 Video bajo demanda
 Programación de videos multicast
 Televisión paga
Fase 1

19. Aplicación del procedimiento
Sistema de
distribución
de contenido
Replicación parcial
H.264 y AAC
HTTP
Multicast-ABR
Pull no cooperativo
Esquema basado en peticiones (query)
Fase 2
Actualizaciones periódicas

20. Aplicación del procedimiento
Sistema de
encaminamiento y
redirección
GSLBRound-robin
Servidor origen
Servidores réplicas
Mono-ISP Escalable
Fase 2
ISP

21. Aplicación del procedimiento
Sistema de
gestión y
contabilidad
Monitorización
en banda
Arquitectura de gestión
centralizada
 Pérdida de paquetes
 Latencia
 Carga de servidores
 Ancho de banda
Fase 2
Servidores
logs
API CDN

22. Fase 3
Aplicación del procedimiento
Topología
Física

23. Fase 3
Aplicación del procedimiento
Zona de alto tráfico
Zona de tráfico medio
Zona de bajo tráfico
(250 Kbps + 64 Kbps) * 250 000 = 78 500 000 Kbps = 76 661 Mbps = 75 Gbps
82.5 Gbps
(250 Kbps + 64 Kbps) * 100 000 = 31 400 000 Kbps = 30 664 Mbps = 30 Gbps
33 Gbps
(250 Kbps + 64 Kbps) * 50 000 = 15 700 000 Kbps = 15 332 Mbps = 15 Gbps
16.5 Gbps

24. Fase 3
Aplicación del procedimiento
Servidor HP ProLiant DL380
Gen9
Servidor HP ProLiant DL160
Gen9
Descripción
de los equipos

25. Fase 4
Aplicación del procedimiento
 Para la simulación se seleccionó el software CDNsim.
 Se estimó el CAPEX en 179 mil CUC.
 En la estimación del OPEX se obtuvo como resultado que los
mismos no exceden la tercera parte de los posibles ingresos por
los servicios.
 La relación beneficio-costo es mayor que uno.

26. Consulta a expertos
Se recibió un aval con los criterios emitidos por el Director del DCDT
de ETECSA donde resalta la importancia del procedimiento propuesto.

27. Conclusiones
 Las Redes de Distribución de Contenidos surgen como solución a la gran
demanda de contenido en aras de garantizar una QoS y QoE adecuada.
 La propuesta de procedimiento realizada contempla los elementos mínimos
necesarios que se deben tener en cuenta para el correcto diseño de una
CDN.
 Se presentan los requerimientos técnicos necesarios que debe cumplir una
CDN a emplear por ETECSA.

28. Conclusiones
 Se aplicó el procedimiento propuesto al diseño de una CDN mediante un
caso de uso el cual posibilitó su validación.
 En aras de lograr una mayor validación de la propuesta, se llevó a cabo el
método de consulta a expertos, obteniendo resultados muy satisfactorios.
 Se considera resuelto el problema de esta investigación y cumplido el
objetivo del presente trabajo de diploma.

29. Recomendaciones
 El desarrollo de las CDN es inminente ante el rápido crecimiento de
Internet, por lo que sería muy adecuado que ETECSA implemente su propia
CDN siguiendo el procedimiento propuesto.
 Llevar a cabo el desarrollo de un software que permita la simulación de una
red CDN.

30. Recomendaciones
 Vigilar constantemente el desarrollo de las Redes de Distribución de
Contenido (CDN), debido a que sus tecnologías y elementos están
constantemente en desarrollo, como es el caso del multicast ABR.
 Realizar un estudio detallado del uso del multicast ABR en el backbone de
la red de ETECSA con el objetivo de garantizar el buen funcionamiento de
esta tecnología y lograr optimizar el uso del ancho de banda.

31. Muchas
Gracias!!!