Funktionsweise der Übermittlungsoptimierung

Die Übermittlungsoptimierung ist eine in der Cloud verwaltete Lösung, die Downloads aus mehreren Quellen koordiniert: der ursprünglichen HTTP-Quelle (CDN), Microsoft Connected Cache und Peer-to-Peer-Geräten (P2P). In diesem Artikel wird erläutert, wie diese Quellen zusammenarbeiten, einschließlich Peerermittlung, Inhaltsaustausch, Sicherheit und Client-Dienst-Kommunikation.

Übersicht

Die Übermittlungsoptimierung verwendet ein cloudkoordiniertes Multi-Source-Downloadmodell. Der Übermittlungsoptimierungsclient kann Inhalte parallel von der ursprünglichen HTTP-Quelle (CDN), Microsoft Connected Cache-Servern und berechtigten Peers herunterladen. Jedes von einem Kollegen erhaltene Stück wird vor der Verwendung kryptografisch verifiziert.

Peer-to-Peer ist im Windows-Client standardmäßig im LAN-Downloadmodus (Downloadmodus 1) aktiviert. In diesem Modus ist die Peeraktivität nur auf das lokale Netzwerk beschränkt, und Geräte versuchen nicht, von oder auf Internetpeers herunterzuladen. Nicht alle Inhaltstypen unterstützen Peer-to-Peer. Eine vollständige Liste finden Sie unter Von der Übermittlungsoptimierung unterstützte Arten von Downloadinhalten.

Wichtigste Prinzipien:

  • Cloud-koordiniert: Der Übermittlungsoptimierungs-Clouddienst gleicht Peers ab. Geräte ermitteln sich nicht direkt, außer über die lokale Peerermittlung unter Windows 11.
  • Peer nicht vertrauenswürdig: Inhalte, die von Peers empfangen werden, werden erst dann als vertrauenswürdig eingestuft, wenn jeder Teil anhand von als funktionierend bekannten Metadaten überprüft wurde.
  • CDN-Fallback immer verfügbar: Peer-to-Peer ist eine Optimierungsschicht. Die HTTP-Quelle (CDN) ist immer als Fallback verfügbar.
  • P2P verwendet ein benutzerdefiniertes Protokoll: Peer-to-Peer-Übertragungen verwenden ein binäres Übermittlungsoptimierungsprotokoll über TCP (Port 7680), nicht SMB, UNC-Pfade oder Dateifreigaben.

So helfen wir Ihnen, Ihre Daten zu schützen

Die Übermittlungsoptimierung kann nicht zum Herunterladen oder Senden persönlicher Inhalte verwendet werden. Die Übermittlungsoptimierung greift nicht auf persönliche Dateien oder Ordner zu, und es werden keine Dateien auf dem Gerät geändert.

Die Übermittlungsoptimierung lädt dieselben Updates und Apps herunter, die Sie über Windows Update, Microsoft Store-Apps und andere Microsoft-Updates erhalten würden, wobei die gleichen Sicherheitsmaßnahmen verwendet werden. Um sicherzustellen, dass Sie authentische Updates erhalten, erhält die Übermittlungsoptimierung sichere Informationen von Microsoft, um die Authentizität jedes Teils eines Updates oder einer App zu überprüfen, die von anderen PCs heruntergeladen wird. Die Echtheit der Downloads wird vor der Installation nochmals überprüft.

Peer-Ermittlung

Wenn ein Download beginnt, kontaktiert der Übermittlungsoptimierungsclient den Übermittlungsoptimierungs-Clouddienst, um andere Geräte mit demselben Inhalt zu finden.

Registrierung von Geräten beim Übermittlungsoptimierungs-Clouddienst

Der Client registriert sich beim Übermittlungsoptimierungs-Clouddienst und meldet die folgenden Informationen:

  • Inhaltsbezeichner, z. B. die Inhalts-URL
  • Eine zufällig generierte GUID, die das Gerät eindeutig identifiziert
  • Die private/interne IP-Adresse und Subnetzmaske des Geräts
  • Gruppen-ID-Zeichenfolge, wenn der Gruppendownloadmodus konfiguriert und eine Gruppen-ID festgelegt ist
  • Eine Profilbitmaske für zusätzliche Geräteattribute, z. B. Plattform (PC/Server), SKU (Desktop/Enterprise) und ob es sich bei dem Gerät um eine VM handelt
  • Download-Attribute wie Priorität, heruntergeladene und hochgeladene Bytes und Übertragungsgeschwindigkeiten

Der Client registriert sich in regelmäßigen Abständen beim Dienst, während der Inhalt im Übermittlungsoptimierungs-Cache aktiv bleibt.

So werden Peers abgeglichen

Der Clouddienst der Übermittlungsoptimierung gleicht Peers basierend auf Folgendem ab:

  1. ContentID: Nur Geräte, die denselben Inhalt herunterladen oder zwischenspeichern, sind Kandidaten.
  2. GroupID: Peers müssen derselben Gruppe angehören (bestimmt durch Downloadmodus und Gruppenrichtlinieneinstellungen).
  3. Externe IP und Geolokalisierung: Wird verwendet, um Geräte in der Nähe zusammenzufinden.

Der Ermittlungsdienst leitet den Client an eine nahe gelegene Arraydienst-instance weiter. Der Arraydienst ist die zentrale Komponente des Peerabgleichs: Er verwaltet ein Register der Geräte mit welchem Inhalt und gibt eine Liste übereinstimmender Peers zurück.

So werden Peergruppen gebildet

Wie die Peergruppe bestimmt wird, hängt vom konfigurierten Downloadmodus ab:

Downloadmodus Wert Peergruppenbereich
Nur HTTP 0 Kein Peer-to-Peer. Der Clouddienst "Übermittlungsoptimierung" wird weiterhin für Metadaten verwendet.
LAN (Standard) 1 Geräte, die dieselbe öffentliche IP-Adresse haben (hinter derselben NAT).
Gruppe 2 Geräte, die dieselbe GroupID verwenden. Kann NAT-Grenzen mit Teredo überschreiten.
Internet 3 Alle Peers, einschließlich Internetpeers. Verwendet Teredo für NAT Traversal.
Einfach 99 Kein Peer-to-Peer- und kein Übermittlungsoptimierungs-Clouddienstkontakt. Für Umgebungen mit Luftlücke.

Weitere Informationen zur Ermittlung der Gruppen-ID und zum Fallbackverhalten finden Sie unter DOGroupID und DOGroupIDSource.

Weitere Informationen zum Konfigurieren von Peergruppen finden Sie unter Konfigurationsüberlegungen zur Übermittlungsoptimierung.

Lokale Peerermittlung (Windows 11)

Unter Windows 11 unterstützt die Übermittlungsoptimierung auch DNS-SD (mDNS) für die lokale Peerermittlung mithilfe des lokalen Netzwerkstapels zusammen mit dem Übermittlungsoptimierungs-Clouddienst. Die lokale Peerermittlung funktioniert auch, wenn eine VPN-Verbindung aktiv ist. Um dieses Feature zu aktivieren, konfigurieren Sie die Option Methode auswählen, um die Richtlinie für die Peerauswahl auf lokale Peerermittlung zu beschränken (2).

DNS-SD und Cloud Peer Discovery schließen sich nicht gegenseitig aus. Peers, die mit einer der beiden Methoden ermittelt wurden, treten in denselben Peerpool ein. Die aktuelle Implementierung unterstützt nicht die alleinige Verwendung von DNS-SD zum Ausschließen der Cloud-Peer-Ermittlung.

DNS-SD erkennt Peers über mDNS. Je nachdem, wie mDNS im Netzwerk konfiguriert ist, kann sich die Ermittlung über das lokale Subnetz hinaus erstrecken. Die Auswahl der lokalen Peerermittlung garantiert nicht, dass das Peering in einem einzelnen Subnetz verbleibt. Um die Peerermittlung auf dasselbe Subnetz zu beschränken, verwenden Sie stattdessen die Option Subnetzmaske (1).

Austausch von Inhalten

Inhaltsmetadaten (Pieces-Hash-Datei)

Bevor eine Peer-to-Peer-Übertragung beginnt, ruft der Client eine Inhaltsmetadatendatei ab, die als Pieces Hash File (PHF) bekannt ist. Die PHF enthält SHA-256-Hashes für jeden Teil des Inhalts.

  • Stückgröße: Normalerweise 1 MB pro Stück
  • Hashalgorithmus: SHA-256
  • Die PHF wird von *.dl.delivery.mp.microsoft.com oder *.windowsupdate.com
  • Die Authentizität der PHF selbst wird durch einen Hash überprüft, der über einen SSL-Kanal vom Übermittlungsoptimierungsdienst abgerufen wird

Wenn der PHF nicht abgerufen werden kann oder die Überprüfung fehlschlägt, wird der Download auf den einfachen Modus zurückgesetzt: Nur HTTP ohne Peer-to-Peer. Dieses Verhalten dient als Sicherheitsmaßnahme: Ohne verifizierte Metadaten können Inhalte von Peers nicht vertrauenswürdig sein.

Paralleler Download aus mehreren Quellen

Sobald die PHF verfügbar ist, können Peer-Discovery und das Herunterladen von Inhalten parallel erfolgen. Der Übermittlungsoptimierungsclient lädt Teile aus mehreren Quellen gleichzeitig herunter:

  1. Peers: Über die Übermittlungsoptimierung Peerprotokoll über TCP-Port 7680
  2. Microsoft Connected Cache: Bei Konfiguration über DOCacheHost, DOCacheHostSource oder DHCP Option 235
  3. HTTP-Quelle (CDN): Endpunkte für die Inhaltsbereitstellung von Microsoft (immer als Fallback verfügbar)

Jedes 1-MB-Stück kann aus einer anderen Quelle stammen. Der Client stellt die komplette Datei aus allen Quellen zusammen.

Verzögerungsbezogene Richtlinien können steuern, wie lange die Übermittlungsoptimierung wartet, bevor HTTP-Quelldownloads bevorzugt werden. Weitere Informationen finden Sie unter Verbessern der P2P-Effizienz.

Die Übermittlungsoptimierung drosselt automatisch Peer-zu-Peer-Aktivitäten, um eine Überlastung Ihres Netzwerks zu vermeiden. Ausführliche Informationen zur Bandbreitenmessung und zu den Richtlinien zur Steuerung finden Sie unter Optionen zur Bandbreiteneinschränkung.

Inhaltsüberprüfung

Jedes von einem Peer empfangene Stück wird in der PHF gegen seinen SHA-256-Hash überprüft, bevor es akzeptiert wird:

Szenario Verhalten
Gültiges Stück Im lokalen Cache gespeichert und für den Upload an andere Peers verfügbar
Ungültiges Stück Sofort verworfen
Mehrere ungültige Teile von demselben Peer Peer ist für die nächsten Stunden gesperrt

Dadurch wird eine zweischichtige Verifizierungskette erstellt:

  1. PHF-Authentizität: Überprüft über den SSL-Kanal vom Übermittlungsoptimierungsdienst
  2. Teileintegrität: Jedes Stück wird anhand der PHF (SHA-256) gehasht

Workflow für Downloadanforderung

Dieser Workflow fasst zusammen, wie die Übermittlungsoptimierung angeforderte Inhalte sicher und effizient bereitstellt, indem die Peer-Ermittlung, der Inhaltsaustausch und die Verifizierungsschritte kombiniert werden:

  1. Wenn ein Download gestartet wird, versucht der Übermittlungsoptimierungsclient, seine Inhaltsmetadaten abzurufen. Diese Inhaltsmetadaten sind eine Hashdatei, die die SHA-256-Hashes auf Blockebene jedes Teils in der Datei enthält (normalerweise ein Teil = 1 MB).
  2. Die Authentizität der Inhaltsmetadatendatei selbst wird vor dem Herunterladen eines Inhalts mithilfe eines Hashs überprüft, der über einen SSL-Kanal vom Übermittlungsoptimierungsdienst abgerufen wird. Derselbe Kanal wird verwendet, um sicherzustellen, dass der Inhalt kuratiert und für die Peer-to-Peer-Nutzung autorisiert ist.
  3. Wenn die Übermittlungsoptimierung einen bestimmten Teil des Hashs von einem anderen Peer abruft, wird der Hash anhand des bekannten Hashs in der Inhaltsmetadatendatei überprüft.
  4. Wenn ein Peer einen ungültigen Teil zur Verfügung stellt, wird dieser Teil verworfen. Wenn ein Peer mehrere fehlerhafte Teile sendet, wird er gesperrt und nicht mehr als Quelle vom Übermittlungsoptimierungs-Client verwendet, der den Download durchführt.
  5. Wenn die Übermittlungsoptimierung die Inhaltsmetadatendatei nicht abrufen kann oder wenn die Überprüfung der Hashdatei selbst fehlschlägt, wird der Download auf den einfachen Modus zurückgesetzt. Im einfachen Modus werden nur Inhalte aus der HTTP-Quelle abgerufen, Peer-to-Peer ist nicht zulässig.
  6. Nach Abschluss des Downloads verwendet die Übermittlungsoptimierung alle abgerufenen Teile des Inhalts, um die angeforderte Datei zusammenzustellen.

Netzwerkanforderungen für Peer-to-Peer

Erforderliche Ports

Port Protokoll Zweck
443 TCP (HTTPS) Übermittlungsoptimierung Clouddienstkommunikation (Ermittlung, Peerabgleich, Geo, Konfiguration)
80 TCP (HTTP) Bereitstellung von Inhaltsmetadaten und CDN-Nutzlast
7680 TCP Peer-to-Peer-Inhaltsfreigabe zwischen Übermittlungsoptimierungsclients

Wichtig

Durch Blockieren von Port 7680 wird die gesamte Peer-to-Peer-Freigabe deaktiviert. Downloads funktionieren weiterhin über CDN-Fallback.

Überlegungen zu Proxys

Informationen zur aktuellen Proxyunterstützung und zu den Einschränkungen finden Sie unter Verwenden eines Proxys mit Übermittlungsoptimierung.

NAT-Traversal

  • LAN-Modus (1): Peers müssen dieselbe öffentliche IP (hinter derselben NAT) verwenden. Kein Durchlaufen erforderlich.
  • Gruppenmodus (2) und Internetmodus (3): Peers können sich hinter verschiedenen NATs befinden. Die Übermittlungsoptimierung verwendet Teredo für NAT Traversal. Weitere Informationen zur Firewallkonfiguration finden Sie in der Teredo-Dokumentation .

Lokaler Cache

Inhalte, die von der Übermittlungsoptimierung heruntergeladen wurden, werden in einem lokalen Cache gespeichert und können für andere Peers freigegeben werden. Die folgende Tabelle zeigt die Standardwerte. Jeder dieser Standardwerte kann durch Richtlinien außer Kraft gesetzt werden. Ausführliche Informationen zu allen cachebezogenen Einstellungen finden Sie in der Referenz zur Übermittlungsoptimierung.

Einstellung Standardwert
Cachespeicherort %SYSTEMDRIVE%\Windows\ServiceProfiles\NetworkService\AppData\Local\Microsoft\Windows\DeliveryOptimization\Cache
Cacheablauf 259.200 Sekunden (3 Tage)
Maximale Cachegröße 20 % der Datenträgerkapazität
Minimaler freier Speicherplatz 5%
Minimale Datenträgergröße 32 GB
Minimaler RAM 4 GB

Zwischengespeicherte Inhalte werden für Peers freigegeben, wenn die Datei über dem DOMinFileSizeToCache-Schwellenwert (standardmäßig 50 MB) liegt, nicht abgelaufen ist und das Gerät über ausreichende Datenträger-, RAM- und Akkuressourcen verfügt.

Endpunkt und Dateninformationen des Übermittlungsoptimierungsdiensts

Endpunkthostname Port Name Beschreibung Daten, die vom Computer an den Endpunkt gesendet werden
geover-prod.do.dsp.mp.microsoft.com
geo-prod.do.dsp.mp.microsoft.com
geo.prod.do.dsp.mp.microsoft.com
geover.prod.do.dsp.mp.microsoft.com		 443 Geografischer Raum Der Dienst dient zur Identifizierung des Standorts des Geräts, um es zum nächstgelegenen Rechenzentrum zu leiten. Profil: Der Gerätetyp (z. B. PC oder Xbox)
doClientVersion: Die Version des DoSvc-Clients
groupID: Gruppe, zu der das Gerät gehört (festgelegt mit DownloadMode = '2' (Gruppendownloadmodus) + groupID Gruppenrichtlinie/MDM-Richtlinien)
KV*.prod.do.dsp.mp.microsoft.com 443 Schlüsselwert Der Bootstrap-Dienst stellt Endpunkte für alle anderen Dienste und Gerätekonfigurationen bereit. countryCode: Das Land oder die Region, aus dem/der der Client verbunden ist
doClientVersion: Die Version des DoSvc-Clients
Profil: Der Gerätetyp (z. B. PC oder Xbox)
eId: Clientgruppierungs-ID
CacheHost: Cache host ID
cp*.prod.do.dsp.mp.microsoft.com
443 Richtlinie für Inhalte Stellt inhaltsspezifische Richtlinien und als Inhaltsmetadaten-URLs bereit. Profil: Der Gerätetyp (z. B. PC oder Xbox)
ContentId: Der Inhaltsbezeichner
doClientVersion: Die Version des DoSvc-Clients
countryCode: Das Land, aus dem der Client verbunden ist
altCatalogID: Wenn ContentID nicht verfügbar ist, verwenden Sie stattdessen die Download-URL
eID: ID der Clientgruppierung
CacheHost: Cache host ID
disc*.prod.do.dsp.mp.microsoft.com 443 Entdecken Leitet Clients an eine bestimmte Instanz des Peerabgleichsdiensts (Array) weiter, was dazu führt, dass Clients durch Faktoren wie Inhalt, Gruppen-ID und externe IP zusammengelegt werden. Profil: Der Gerätetyp (z. B. PC oder Xbox)
ContentID: Der Inhaltsbezeichner
doClientVersion: Die Version des DoSvc-Clients
partitionID: Hinweis zur Clientpartitionierung
altCatalogID: Wenn ContentID nicht verfügbar ist, verwenden Sie stattdessen die Download-URL
eID: ID der Clientgruppierung
Array*.prod.do.dsp.mp.microsoft.com 443 Arrays Stellt dem Client eine Liste der Peers zur Verfügung, die denselben Inhalt haben und derselben Peergruppe angehören. Profil: Der Gerätetyp (z. B. PC oder Xbox)
ContentID: Der Inhaltsbezeichner
doClientVersion: Die Version des DoSvc-Clients
altCatalogID: Wenn ContentID nicht verfügbar ist, verwenden Sie stattdessen die Download-URL
PeerID: Identität des Geräts, auf dem der DO-Client ausgeführt wird
ReportedIp: Die interne/private IP-Adresse
IsBackground: Ist der Download interaktiv oder Hintergrund
Hochgeladen: Gesamtanzahl der an Peers hochgeladenen Bytes
Heruntergeladen: Gesamtanzahl der von Peers heruntergeladenen Bytes
DownloadedCdn: Gesamtzahl der vom CDN heruntergeladenen Bytes
Links: Bytes zum Herunterladen übrig
Peers gesucht: Gesamtzahl der gesuchten Peers
Gruppen-ID: Gruppe, zu der das Gerät gehört (festgelegt über DownloadMode 2 + Gruppen-ID GP / MDM-Richtlinien)
Bereich: Der Downloadmodus
UploadedBPS: Die Uploadgeschwindigkeit in Byte pro Sekunde
DownloadBPS: Die Downloadgeschwindigkeit in Byte pro Sekunde
eID: ID der Clientgruppierung
dl.delivery.mp.microsoft.com
*.windowsupdate.com		 80 Hosten von Metadatendateien für die Übermittlungsoptimierung CDN-Hostnamen für Inhaltsmetadatendateien für die Übermittlungsoptimierung Das Herunterladen von Metadaten kann von verschiedenen Hostnamen stammen, ist jedoch für Peer-to-Peer erforderlich.
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