Bereiten Sie sich auf Spatial Computing vor! Jetzt! Content Delivery Networks als professionelle Basis

Spatial Computing – die Verschmelzung der virtuellen und der realen Welt – birgt ein großes Potenzial für neue und attraktive Anwendungen, sei es beispielsweise im Gaming, im Bildungs- und Gesundheitswesen, in der Konstruktion und der Entwicklung oder in der Zusammenarbeit und Kommunikation. Die Basis hierfür muss jedoch eine Infrastruktur bilden, die ausreichende Kapazitäten und höchste Übertragungsgeschwindigkeiten bei geringen Latenzen gewährleisten kann.

Mitte dieses Jahres sorgte Apple für Aufsehen in der Technologie-Welt, als das Unternehmen die bevorstehende Einführung des Apple Vision Pro ankündigte – sein erstes Mixed-Reality-Headset. In der Kommunikation rund um die Markteinführung des Geräts vermied Apple die Begriffe „Augmented Reality“, „Virtual Reality“ und „Metaverse“. Stattdessen beschrieb der Technologie-Riese das Gerät als einen „räumlichen Computer, der nahtlos digitale Inhalte mit der physischen Welt verbindet und es den Nutzern erlaubt, präsent und mit anderen verbunden zu bleiben“.

Die ersten Geräte sollen voraussichtlich in den nächsten Wochen verfügbar sein. Angesichts des hohen Preises von 3.499 US-Dollar ist es abzusehen, dass viele der ersten Kunden Entwickler sein werden, die die Funktionalitäten des Geräts sowie die möglichen Services, die dafür entwickelt werden können, erkunden möchten. Auf der Worldwide Developer Conference (WWDC) von Apple, die im Juni 2023 stattfand, gab es bereits zahlreiche Sessions zum Thema Spatial Computing.

Zunächst werden vermutlich viele beliebte Anwendungen auf das neue Format portiert werden. Aber sobald die Entwickler das Potenzial des Geräts erkannt haben, werden sie neue Erlebnisse schaffen – eine Kombination aus interaktiven Bildern, Videos und 3D-Computing. Diese Anwendungen erfordern hohe Übertragungsgeschwindigkeiten und Kapazitäten und die Netzwerke werden enorm unter Druck geraten. Sobald sich diese Services etablieren, muss die Netzkapazität voraussichtlich um das Fünffache steigen.

Die Rolle von CDNs für Spatial Computing

Eine wichtige technologische Komponente, die diese zusätzlichen hohen Lasten tragen muss, sind die Content Delivery Networks (CDNs), die stillen Helden der Technologie-Infrastruktur. Viele der weltweit beliebtesten Unternehmen in der digitalen Unterhaltungsindustrie, im Broadcasting und Gaming – darunter Netflix, YouTube, TikTok, Minecraft, etc. – verlassen sich auf Content Delivery Networks (CDNs), um ihre Inhalte den Nutzern weltweit effizient zur Verfügung zu stellen.

Die Möglichkeit, Online-Inhalte auf globaler Basis zu streamen, erfordert die Lösung einer Reihe technischer Schwierigkeiten: Service-Provider müssen ausreichende Skalierbarkeit und Zuverlässigkeit gewährleisten, um den hohen Datenverkehr zu bewältigen und ein reibungsloses Streaming zu ermöglichen. Zudem müssen qualitativ hochwertige Video- und Audio-Streamings über eine Vielzahl von Geräten und Verbindungen hinweg aufrechterhalten werden. Last but not least sollten die Provider fortschrittliche Komprimierungs- und Streaming-Technologien für Bilder und Web-Dateien einsetzen, um die Qualität zu verbessern und die Kosten zu senken. Streaming-Plattformen, Gaming-Anbieter und Metaverse-Projekte nutzen CDNs, um diese und andere Herausforderungen zu bewältigen.

Wenn Service-Provider das Potenzial des Spatial Computing ausschöpfen möchten, sind CDNs von entscheidender Bedeutung für die Lösung von Kapazitätsproblemen und die Bewältigung einer Vielzahl weiterer Herausforderungen, die die Leistung beeinträchtigen könnten. Wie bei jeder Anwendung hängt die Performanz von Spatial-Computing-Tools auch von niedrigen Latenzzeiten ab. Und die Optimierung von CDNs hinsichtlich der Latenz erfordert eine Reihe von Maßnahmen:

Verbesserung der DNS-Leistung

Das Domain Name System (DNS) ist der Einstiegspunkt für den Abruf von Inhalten von Remote-Servern, einschließlich eines CDN-Knotens. Ein effizientes DNS ermöglicht es Spatial-Computing-Anwendungen und -Geräten, schnell herauszufinden, wo sie eine Verbindung herstellen müssen, und beschleunigt so das Abrufen von Inhalten. Eine sehr leistungsstarke DNS-Infrastruktur ist daher von entscheidender Bedeutung für die Reaktionsfähigkeit von Spatial-Computing-Anwendungen.

Die große Verbreitung von CDNs und ihre Bedeutung für die Bereitstellung digitaler Erlebnisse bringt es mit sich, dass die DNS-Leistung bereits heute auf der Agenda der Provider steht. Zukunftsorientierte Infrastruktur-Provider versuchen, ihre DNS-Infrastruktur zu optimieren, indem sie Anycast-DNS-Funktionen einsetzen und neue Netzwerk-Peering-Vereinbarungen mit großen ISPs, Telcos und anderen Unternehmen schließen. So wird eine Reduzierung des „Gewichts“ des DNS-Software-Stacks angestrebt, damit dieser eine höhere Anzahl an DNS-Anfragen schneller verarbeiten kann. Im Allgemeinen reduzieren schlanke Software-Stacks – sowohl hinsichtlich der eigentlichen Größe als auch hinsichtlich der erforderlichen Systemressourcen – die Gesamtkomplexität für die Wartung und Pflege und überlassen dem Betriebssystem und der Hardware viel mehr Kapazität für die Verarbeitung des tatsächlichen DNS-Verkehrs.

Umsetzung neuer Hardware-Anforderungen

Auch die Auswahl der richtigen Router und Server ist entscheidend für die Verringerung der Latenzzeiten. Mit Spatial Computing wird das Volumen des Netzwerkverkehrs weiter zunehmen. Die CDN-Service-Provider müssen daher grundlegend mehr Netzkapazitäten bereitstellen. Dies beginnt mit dem Glasfaser-Ausbau sowie dem Einsatz neuer, fortschrittlicher Netzwerkkarten, die Hunderte von Gigabyte Netzwerkverkehr pro Sekunde verarbeiten können. Darüber hinaus müssen Lösungsanbieter die neueste Generation von Netzwerk-Routern bereitstellen, die über umfassende Routing-Tabellen sowie Funktionen für die Datenverarbeitung im großen Maßstab verfügen. Nur so ist sichergestellt, dass die Router nicht zu einem Engpass bei der Bereitstellung von Inhalten werden.

Nutzung moderner Netzwerkprotokolle

Ein weiterer wichtiger Aspekt ist, dass die neuesten Netzwerkprotokolle zum Einsatz kommen und die Netzwerk-Hardware so optimal genutzt wird. HTTP/3 ist in dieser Hinsicht ein großer Fortschritt. Die neueste Version des Hypertext-Transfer-Protokolls bringt eine Reihe von Leistungsverbesserungen mit sich. Das liegt daran, dass HTTP/3 auf UDP anstatt auf TCP/IP basiert. Das bedeutet, dass es über inhärente Netzwerk-Optimierungen verfügt, die eine deutlich verbesserte Netzwerkleistung ermöglichen – bei richtiger Implementierung. Darüber hinaus bietet HTTP/3 standardmäßig eine höhere Sicherheit. Bei korrekter Implementierung kann HTTP/3 die Netzwerk-Latenz bei der Übermittlung von Inhalten an den Endnutzer erheblich verringern und so für wesentlich reaktionsschnellere digitale Erlebnisse sorgen.

Auch die Optimierung von TLS und SSL ist nicht zu unterschätzen. Die heutigen CDNs sind in der Lage, die neuesten Funktionen moderner Betriebssysteme und damit auch die neuesten Hardware-Verbesserungen zu nutzen, die den Weg für wesentlich kürzere TLS-Handshake- und DNS-Auflösungszeiten ebnen können. In Kombination mit dem neuen HTTP/3-Protokoll kann dies die Gesamtleistung des Netzwerks erheblich verbessern. Letzteres ist ein entscheidendes Kriterium, denn wenn der DNS-Resolver langsam ist, nimmt auch die Netzwerkleistung ab – unabhängig von der Geschwindigkeit des CDN.

Ein Whole-Stack-Ansatz führt zum Erfolg

Spatial Computing verspricht eine Fülle neuer und attraktiver Anwendungen für Unternehmen zu erschließen. Wie bei allen bandbreitenintensiven Anwendungen sind jedoch umfassende Netzwerkkapazitäten, hohe Geschwindigkeiten und geringe Latenzzeiten entscheidend für die Gesamtleistung. Um für Spatial Computing optimal gerüstet zu sein, müssen Unternehmen CDNs einführen und sich auf die Optimierung des gesamten Stacks konzentrieren. Sich einfach nur auf einen Bereich zu fokussieren und alles andere zu vernachlässigen, wird nicht zum gewünschten Erfolg führen.

Über die Autorin

Elena Simon ist Geschäftsführerin der Gcore GmbH. Gcore ist ein international führender Anbieter von Public Cloud und Edge Computing, Content Delivery, Hosting, Security- und KI-Lösungen. Gcore verwaltet seine eigene globale IT-Infrastruktur auf sechs Kontinenten. Das Netzwerk von Gcore umfasst mehr als 150 Präsenzpunkte in zuverlässigen Tier IV- und Tier III-Data-Centern mit einer Gesamtkapazität von über 110 Tbit/s.

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