Algoritmi di Akamai

Tu fai i conti. Tom Leighton, professore presso il Laboratory for Computer Science del MIT, o LCS, detiene quasi 10 milioni di azioni di Akamai Technologies, una società che ha co-fondato nell'agosto 1998. Lo scorso ottobre, Akamai è stata quotata in borsa, con prezzi all'offerta pubblica iniziale (IPO ) a partire da $ 26 per azione; alla fine della giornata, gli investitori avevano offerto il prezzo fino a $ 145 per azione. Un mese dopo il titolo veniva venduto a $ 327 per azione. Non importa quanta ansia per la matematica tu possa avere, capisci che Tom Leighton era diventato un uomo molto ricco.

Un accademico la cui esperienza è in algoritmi paralleli e matematica applicata, Leighton è a prima vista un candidato improbabile per una storia di successo di Internet da tweed a ricchezza. Ma a un esame più attento, ha perfettamente senso. Per anni, Leighton ha esaminato attentamente come funzionano le reti complesse e come possono essere ottimizzate. Quindi, cinque anni fa, quando Tim Berners-Lee (l'inventore del World Wide Web) è arrivato alla LCS alla ricerca di modi per gestire meglio l'escalation del flusso di traffico su Internet, Leighton e il suo gruppo di studenti laureati erano un ovvio posto dove entrare.

Questa storia faceva parte del nostro numero di settembre 2000

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Negli anni successivi, Leighton e un misto di studenti laureati e laureati del MIT hanno cercato di trovare un modo migliore per gestire e distribuire i contenuti sul Web. All'inizio del 1998, il gruppo, che comprendeva lo studente universitario Daniel Lewin (che insieme a Leighton e Jonathan Seelig, uno studente della Sloan School del MIT, ha continuato a fondare Akamai), ha partecipato al concorso per l'imprenditorialità del MIT $ 50K. La squadra è stata finalista ma non ha vinto. Tuttavia, i venture capitalist sono venuti a bussare. E il resto è storia di Internet. Oggi l'azienda gestisce una rete mondiale di oltre 4.000 server che distribuisce contenuti Web per clienti come Yahoo!, CNN e C-SPAN; se un utente di PC richiede, ad esempio, lo streaming video dal sito Web di C-SPAN, il sistema di server Akamai aiuta a fornire quel contenuto, evitando così i colli di bottiglia nel sito centralizzato di C-SPAN. La rete distribuita rende la distribuzione dei contenuti sul Web più rapida e affidabile.

Nonostante abbia vinto il jackpot dell'IPO, il pacato professore del MIT (attualmente in aspettativa da LCS) mostra pochi segni evidenti di successo materiale. Nella nuova sede di Akamai adiacente al campus del MIT, Leighton, il capo scienziato dell'azienda, occupa un modesto ufficio d'angolo che sovrintende a un labirinto di cubicoli. È proprio l'ufficio di un professore, e Leighton parla con le parole pazienti e precise di chi è abituato a spiegare come funzionano le cose. Il senior editor di TR David Rotman ha recentemente tenuto una lezione sulla gestione del traffico su Internet di oggi.

TR: Quando ti è venuto in mente che potevi utilizzare algoritmi per ottimizzare la distribuzione dei contenuti sul Web?
LEGHTON: La prima volta che ho pensato a Internet è stato nel 1995. Il mio ufficio [all'LCS del MIT] è in fondo al corridoio rispetto a Tim Berners-Lee e al Web Consortium. Nel corso del tempo abbiamo parlato di alcuni dei problemi che Internet deve affrontare. Questi sono i tipi di problemi di rete su larga scala su cui stava lavorando il nostro gruppo e per i quali ho un interesse a lungo termine. Quindi ne abbiamo assunti alcuni come progetti di ricerca.

TR: In un certo senso, Internet è davvero l'ultima sfida per il networking, non è vero?
LEGHTON: Sì. Giusto.

TR: Qual era il problema con cui hai iniziato nel '95?
LEGHTON: Stavamo cercando modi per affrontare l'affollamento dei flash e l'hot spotting. È lì che molte persone vanno su un sito alla volta e inondano il sito e fanno crollare la rete attorno ad esso, rendendo tutti infelici.

TR: Puoi spiegare le tecnologie che hai sviluppato?
LEGHTON: Oggi siamo probabilmente una delle reti distribuite più grandi al mondo. Ad un livello elevato, forniamo contenuti o gestiamo applicazioni per gli utenti finali e lo facciamo da server vicini agli utenti finali. Close è qualcosa che cambia dinamicamente, in base alle condizioni della rete, alle prestazioni del server e al carico. Poiché siamo vicini, possiamo evitare molti dei blocchi, dei ritardi e della perdita di pacchetti che potresti riscontrare se sei lontano. In precedenza, in genere si interagiva con un sito Web centrale. E di solito era molto lontano. Ora di solito hai molte delle tue interazioni, non tutte, ma molte, con un server Akamai vicino a te e selezionato in tempo reale.

TR: Quali sono i trucchi e le sfide per far funzionare questo sistema distribuito?
LEGHTON: È un'area estremamente difficile; non puoi andare a lanciare un mucchio di server là fuori e farli funzionare tutti insieme. I server stessi stanno per fallire. I processori stanno per fallire. Internet ha tutti i tipi di problemi e modalità di errore. Quindi tutti questi tipi di cose devono essere integrati nell'approccio algoritmico. Come si sviluppa un algoritmo decentralizzato con informazioni imperfette che funzionerà ancora? Questa è una grande sfida. Ma è chiaramente quello che devi fare. Non puoi avere alcun punto centrale di errore o il sistema si bloccherà. Non riesco a pensare a un componente o a un componente hardware che non si sia guastato in un punto o in un posto. Quindi, è un dato di fatto [che hai bisogno di un sistema distribuito].

Quando un cliente arriva da uno dei nostri clienti alla ricerca di contenuti, dobbiamo capire dove si trova quel cliente, quale delle nostre sedi in quel momento è la migliore da cui servire il cliente e quali sono le condizioni di carico, quindi non lo facciamo sovraccaricare qualsiasi cosa. Dobbiamo gestire folle flash che sono sia geografiche che specifiche di contenuto. Dobbiamo replicare immediatamente il contenuto per gestire questo tipo di problemi, ma non puoi permetterti di avere copie di tutto ovunque. Devi prendere queste decisioni e rispondere ai clienti in millisecondi. Dobbiamo essere automatici. E quando i pezzi falliscono, devi compensare automaticamente per questo.

TR: Questo è ciò che chiami tollerante agli errori?
LEGHTON: Sì, e devi essere tollerante in tutti gli aspetti. Poi ci sono anche le cose non ovvie. Come la fatturazione. Serviamo miliardi di hit al giorno e addebitiamo ogni singolo hit. Dobbiamo capire di chi era il contenuto e quanti byte ha e fatturarli. Inoltre, abbiamo un servizio che offriamo ai nostri clienti, in cui possono vedere entro 60 secondi quanti risultati abbiamo servito per loro negli ultimi 60 secondi. Inoltre, possiamo analizzare per i nostri clienti da dove provengono i risultati per paese o stato. È un problema algoritmico impegnativo. Come lo fai in realtà? E farlo funzionare con una quantità limitata di hardware e risorse?

TR: L'hardware non è davvero la chiave di tutto questo, vero?
LEGHTON: Non è nemmeno un componente importante. Non voglio sminuire i nostri partner hardware, ma la chiave qui è l'infrastruttura algoritmica e software. È critico.

TR: Qual è la concorrenza nell'offrire una rete distribuita per la distribuzione dei contenuti?
LEGHTON: Non c'è davvero molto là fuori. Siamo in un momento in cui ci sono molti piani aziendali e molte storie. Non c'è molto in termini di servizi reali disponibili oggi. Praticamente l'unico concorrente nel nostro spazio è Digital Island, che ha recentemente acquisito Sandpiper [Networks]. Ce ne sono altri che hanno annunciato [piani aziendali] ma non stanno ancora trasportando attivamente traffico. Una delle cose che distingue Akamai è la quantità di ricerca, ingegneria e R&S impiegata nella progettazione del sistema. Non si tratta solo di lanciare un mucchio di scatole là fuori. Ci sono aziende che hanno provato a farlo senza un sistema distribuito. Le aziende che hanno annunciato servizi basati su tale approccio due o tre anni fa non sono ancora in attività. Non ha funzionato.

TR: Quali sono le prossime sfide per la tecnologia? È per fornire contenuti più velocemente?
LEGHTON: Questo è un componente. Stiamo cercando di mantenere la promessa di Internet. C'è l'idea che ci sia una tremenda rivoluzione in corso per quanto riguarda Internet. Allo stesso tempo, c'è frustrazione a causa delle limitazioni. Quello che stiamo cercando di fare è rendere Internet più utile. E un componente di questo lo sta rendendo più veloce e affidabile. Un altro componente, in qualche modo correlato, è consentire la consegna di contenuti più arricchenti e più abilitanti. Se possiamo migliorare lo streaming, e in questo caso la velocità non è tanto il problema, è la larghezza di banda e non si ha la perdita di pacchetti, otterrai un'immagine molto migliore sullo schermo; farai di più con esso e più persone lo useranno per trasmettere contenuti e informazioni. E questo è inestimabile per arricchire il potere di Internet.

Ma non tutto sta spingendo i bit. Akamai offre servizi per funzionalità come le conferenze Internet che consentono, ad esempio, l'apprendimento a distanza. Con questi servizi, i fornitori di contenuti oi clienti aziendali possono fornire contenuti in modo efficace e interagire con un pubblico piccolo o grande sul Web tramite audio e video dal vivo; ci sono funzionalità per la condivisione di presentazioni, sondaggi del pubblico e messaggi di moderazione.

TR: Quando si introduce una nuova funzione come la conferenza, ad esempio, quali requisiti pone alla rete?
LEGHTON: Come hai intenzione di implementarlo? Come lo integrerai in questa enorme piattaforma distribuita? Come lo manterrai per migliaia di clienti? Hai migliaia di clienti e centinaia di milioni di persone che accedono a quei clienti, e noi siamo seduti nel mezzo. E tutto deve funzionare da solo. Non puoi scherzare. Tenere una conferenza sembra semplice. Ma non è così semplice quando parli di questo tipo di scala. Quando le persone pensano allo streaming, pensano a un'unica fonte da cui proviene il contenuto e poi si ramifica in un albero attraverso Internet. Quei posti possono crollare e quindi tutte quelle persone a valle sono sfortunate. Abbiamo sviluppato un modo completamente nuovo di agire in modo che non ci siano punti critici di fallimento. Se la fonte muore, sei bloccato. Ma una volta che [il contenuto] è uscito dalla fonte, lo replichiamo e lo diffondiamo in tutto il sistema. Quindi, non è un albero.

TR: Che cosa sembra?
LEGHTON: È difficile da descrivere. Il modo di pensare è che tra la sorgente e la destinazione, hai più trasmissioni in corso in modo tale da poter perdere contenuto su quei percorsi; puoi avere una perdita di pacchetti su uno o tutti, ma all'endpoint hai abbastanza informazioni in arrivo da quelle posizioni in modo da poter ricostruire il segnale. Quindi, se qualcosa viene ucciso lungo la strada, ad esempio un percorso viene ucciso, nessuno ne viene colpito.

TR: Abbiamo tutti sperimentato frustrazioni con il videostreaming. In termini di tecnologia, cosa servirà per renderla più affidabile? Quando potremo guardare i webcast con la stessa facilità con cui potremo guardare la TV a schermo intero?
LEGHTON: Affinché lo streaming video sia più affidabile, è necessario un servizio di distribuzione dei contenuti per fornire i bit in modo affidabile ai margini della rete, quindi è necessario disporre di una connessione affidabile dell'ultimo miglio a Internet. Se vuoi video di alta qualità, allora è meglio avere una connessione a banda larga a Internet. Ci vorrà ancora del tempo prima che tu possa ottenere videostream di qualità TV su base diffusa.

Abbiamo dimostrato un live streaming megabit al secondo. In effetti, proprio di recente abbiamo trasmesso migliaia di stream da un megabit al secondo ai clienti in tempo reale che accedono a un discorso di apertura della conferenza di Steve Jobs [CEO di Apple Computer]. Questa è una pietra miliare importante per Internet. Con quella tecnologia ottieni un videostream di altissima qualità. Se l'ultimo miglio è a banda larga, allora sei pronto per partire. Una cosa su cui stiamo lavorando è la profilazione della larghezza di banda. L'idea è di rilevare automaticamente la larghezza di banda dell'ultimo miglio. Il cliente ha una connessione a banda larga, un modem 28K o è un telefono cellulare a banda stretta o qualcosa del genere? Quindi forniamo il contenuto in funzione di questo. Quindi, se rilevi che il client ha una larghezza di banda elevata, ottiene la versione con larghezza di banda elevata, la versione in streaming anziché la versione statica. Oppure, in caso di larghezza di banda ridotta, ottieni una versione stampata rispetto alla grafica.

TR: La natura stessa del Web sembra cambiare con funzioni come il videostreaming e le conferenze. A cosa lavorerà Akamai tra cinque anni? Come pensi che sarà Internet allora?
LEGHTON: Le cose si muovono così velocemente che è davvero difficile prevederlo. Le persone che cercano di prevedere finiscono per mangiare le loro parole. Penso che siamo solo all'inizio della rivoluzione di Internet. Non credo che abbiamo nemmeno iniziato a pensare a tutte le cose che possiamo fare su Internet. Non posso dirvi quale sarà il servizio caldo tra cinque anni. Non lo so. Mi auguro che per allora, ad esempio, la qualità dello streaming sia molto migliore. Che fa parte della vita quotidiana. Come minimo, mi aspetterei che la tipica esperienza Web diventi più ricca, più efficiente e più affidabile di quanto non sia oggi.

TR: Sei visto da molti come un modello di accademico che diventa grande come imprenditore nella nuova economia. Cosa dici a coloro che cercano di emulare il tuo successo?
LEGHTON: Non ho mai avuto l'aspirazione di essere un imprenditore. Amo gli accademici e ho co-fondato Akamai perché abbiamo ritenuto che fosse il modo migliore per trasferire la nostra tecnologia da un ambiente di ricerca alla pratica. È stato davvero bello portare la tecnologia, in particolare la tecnologia fuori da un'università, e fare la differenza con essa. Questa è probabilmente la ricompensa più grande. Spesso ci vogliono dai 10 ai 20 anni perché una tecnologia in un'università si manifesti davvero nella pratica. E questa volta siamo in grado di ridurre drasticamente quel tempo. Sono perfettamente felice di scrivere un articolo che leggono solo cinque persone. Le persone abbastanza intelligenti lo leggeranno, e mi diverto molto. È quello che ho passato tutta la vita a fare. Ma questo è qualcosa che ha la possibilità di fare la differenza.

TR: Ti mancano mai i giorni in cui, come dici tu, passavi il tuo tempo a scrivere documenti che forse cinque persone erano in grado di leggere e capire?
LEGHTON: Sì, anche se non ho molto tempo per pensarci.

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