Content Distribution for Mobile Internet: A Cloud-based Approach

توزیع محتوا، یعنی توزیع محتوای دیجیتال از یک گره به گره دیگر یا چندین گره، اساسی ترین عملکرد اینترنت است. از زمان راه اندازی EC2 توسط آمازون در سال 2006 و عرضه آیفون توسط اپل در سال 2007، توزیع محتوای اینترنتی روندی قوی به سمت قطبی شدن را نشان داده است. از یک طرف، سرمایه گذاری های قابل توجهی در ایجاد مراکز داده سنگین وزن ("ابر سنگین") در سراسر جهان انجام شده است تا به صرفه جویی در مقیاس و انعطاف پذیری / کارایی بالا در توزیع محتوا دست یابد. از سوی دیگر، دستگاه‌های کاربر نهایی ("سبک پایان") به طور فزاینده‌ای سبک، متحرک و ناهمگن شده‌اند و تقاضاهای جدیدی در مورد استفاده از ترافیک، مصرف انرژی، پهنای باند، تاخیر، قابلیت اطمینان و/یا امنیت توزیع محتوا ایجاد می‌کنند. بر اساس اندازه‌گیری‌های جامع دنیای واقعی در مقیاس، مشاهده می‌کنیم که تکنیک‌های توزیع محتوای موجود اغلب تحت شرایط جدید فوق‌الذکر ضعیف عمل می‌کنند.

با انگیزه روند «ابر سنگین در مقابل» Light-end، این کتاب به کشف علل ریشه ای مشکلات شبکه های تلفن همراه امروزی و طراحی راه حل های مبتکرانه مبتنی بر ابر برای رسیدگی عملی به چنین مشکلاتی اختصاص دارد. کار ما نه تنها مقالات آکادمیک منتشر شده در مجموعه مقالات کنفرانس های معتبر مانند SIGCOMM، NSDI، MobiCom و MobiSys، بلکه اثرات عینی بر سیستم های صنعتی مانند Xiaomi Mobile، MIUI OS، Tencent App Store، Baidu PhoneGuard، و WiFi.com را نیز تولید کرده است. مجموعه‌ای از نکات کاربردی و توصیه‌های ساده برای پیگیری به محققان و متخصصانی که در شبکه‌های تلفن همراه و رایانش ابری کار می‌کنند ارائه می‌شود. علاوه بر این، ما تا حد امکان کد و داده‌های مورد استفاده در تحقیقات خود را منتشر کرده‌ایم تا به نفع جامعه باشد.

Content distribution, i.e., distributing digital content from one node to another node or multiple nodes, is the most fundamental function of the Internet. Since Amazon’s launch of EC2 in 2006 and Apple’s release of the iPhone in 2007, Internet content distribution has shown a strong trend toward polarization. On the one hand, considerable investments have been made in creating heavyweight, integrated data centers (“heavy-cloud”) all over the world, in order to achieve economies of scale and high flexibility/efficiency of content distribution. On the other hand, end-user devices (“light-end”) have become increasingly lightweight, mobile and heterogeneous, creating new demands concerning traffic usage, energy consumption, bandwidth, latency, reliability, and/or the security of content distribution. Based on comprehensive real-world measurements at scale, we observe that existing content distribution techniques often perform poorly under the abovementioned new circumstances.

Motivated by the trend of “heavy-cloud vs. light-end,” this book is dedicated to uncovering the root causes of today’s mobile networking problems and designing innovative cloud-based solutions to practically address such problems. Our work has produced not only academic papers published in prestigious conference proceedings like SIGCOMM, NSDI, MobiCom and MobiSys, but also concrete effects on industrial systems such as Xiaomi Mobile, MIUI OS, Tencent App Store, Baidu PhoneGuard, and WiFi.com. A series of practical takeaways and easy-to-follow testimonials are provided to researchers and practitioners working in mobile networking and cloud computing. In addition, we have released as much code and data used in our research as possible to benefit the community.