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콘텐츠 분배망(CDN) 기술

안중식 씨디네트웍스

[email protected]

2002. 7. 25


1

목차

1. 씨디네트웍스

2. CDN 정의

3. CDN 유형

4. CDN 요소 기술

5. 새로운 CDN 서비스 모델


2

씨디네트웍스

국내 Leading CDN(Content Delivery Network) 서비스 전문 기업

• 2000년 11월 : 시범서비스 개시

• 2001년 2월 : 이미지 Content, VOD, Live 스트리밍, 다운로드 서비스 상용화

• 2002년 1월 : DVD급 고품질 스트리밍 서비스 ‘Nefficient Express’ 도입

• 2002년 5월 : 월드컵 평가전 인터넷 중계 (동시접속자 5만명)

• 2002년 6월 현재 : 각 분야별 90여 고객을 대상으로 서비스 제공

(고객 수 기준 전체 시장의 60% 점유)

주요 ISP/IDC와 자본 유치를 포함한 전략적 제휴관계 구축

• 2000년 3분기 : 한국통신, 하나로통신, 데이콤 공동 출자 (13억)

• 2000년 4분기 : KIDC, 하이텔, 드림라인과 수익배분 방식의 전략적 제휴 체결

• 2001년 2월 : 두루넷과 전략적 제휴 체결

• 2001년 10월 : 하나로통신과 전략적 제휴 체결

최대 규모의 CDN 인프라 보유

• 2002년 6월 현재 : KT, Hanaro, Thrunet, DreamLine, KIDC, Hitel, KINX, KIX 등 200 여

서버, 20 여 Gbps 네트웍 구축


3

CDN 등장 배경

인터넷 이용자와 초고속 인터넷 가입자의 폭발적인 증가

• 국내 인터넷 이용자수 2,412만명 (인터넷 이용률 56.0%)

• 개인의 인터넷 접속 방법 : xDSL 및 케이블망 등의 초고속 통신망(65.6%)

Multimedia 콘텐츠에 대한 수요 증대

• 인터넷 주 이용목적 : '자료정보 검색‘(49.7%), '오락/게임'(22.7%) ※ 출처 : ‘인터넷 이용자 및 이용행태 조사’, 한국인터넷정보센터, 2001년 10월 발표

국내 인터넷 현황

• First Mile은 서버 관련 기술의 발전으로, Last Mile은 초고속 가입자망의 확산으로 개

선이 뚜렷하나, ISP간 Peering Point와 Internet Exchange 구간의 개선은 미비함

인터넷 Middle Mile의 문제점

Performance Factors Over Time(sec)

0 2 4 6 8 10 12

1999

1995

Computing Access Network

※ 출처 : ‘Understanding Web Performance’,Peter Sevcik, NetForecast, 2001

2001


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CDN 정의

• 인터넷 이용자에게 인접한 CDN 서버를 통하여 콘텐츠를 전송함으로써

=> 인터넷 이용자는 속도 및 안정성을 보장 받고,

=> ISP는 인터넷 교환 노드나 Peering Point의 트래픽 절감 효과를 얻고,

=> CP는 콘텐츠의 분산 처리를 통해 웹 사이트의 Performance 향상은 물론, 네트웍 및 서버 투자를 최소화할 수 있게 하는 인터넷 네트웍 서비스

개념도


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CDN 콘텐츠 유형(1)

Static & Dynamic

• 현재는 Graphic Image 등의 Static 콘텐츠를 위주로 서비스

• Dynamic 콘텐츠의 비중이 점차 높아짐

• Dynamic 콘텐츠를 서비스하기 위한 새로운 표준 제정 (예, Akamai 등의 ESI)

• Fineground Networks의 Condensation : 변경된 콘텐츠만 압축하여 전송

Intelligent Edge

Caching

Reverse Proxy

Caching

Load Balancing

?

Dynamic Content

Static Content

Network Acceleration

Server Acceleration


6

CDN 콘텐츠 유형(2)

Download & Streaming

• 각종 소프트웨어 다운로드

• Kontiki의 미디어 다운로드 플랫폼 : P2P 응용, 효율적 대역폭 사용(Bandwidth Harvesting)

• VOD, Live 동영상의 제공 방식이 다운로드, 스트리밍 방식으로 혼재

• 스트리밍 콘텐츠의 증가

– Bandwidth consumed by streaming media expected grow from <10% to 50% by 2003 (MRG);

10x usage growth by 2002 (DB Alex Brown)

• 인코딩, 압축 기술의 발전

– MPEG4 기반

• DVD급 고품질 스트리밍 콘텐츠의 증가 추세


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CDN 서비스 및 고객 유형

서비스 유형별 점유율 (2002년 6월 현재 씨디네트웍스 고객수 기준)

다운로

드

37%

일반

스트리

밍

40%

정적 이

미지

16%

고품질

스트리

밍

7%

고객 업종 유형

광고

5%

금융

2%

만화

5%

음악

2%쇼핑몰

6%

교육

19%방송/

영화

17%

게임

21%포털

14%

기타

9%


8

File Upload

CDN 요소 기술

캐시서버 미디어서버 FTP서버

Storage Storage

File Freshness

Content Manager

User

Origin Server GLB (Global Load Balancing)

ISP간 Load Balancing을 통하여

최적의 Server Farm을 선정하여

End User에게 콘텐츠 전송

SLB (Server Load Balancing)

Server Farm내의 서버간

Load Balancing을 통하여

서버의 효율성을 극대화

Content Distribution

Origin Server의 콘텐츠 변경 사항을

여러 ISP에 분산되어 있는 CDN 서버에

동기화 시켜주는 기술

Content Edge Delivery

각 ISP에 설치되어 Origin Server의

대행 역할을 하는 서버

(예, Cache, Mirroring)


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Content Edge Delivery(1)

Cache 서버

• Forward & Reverse Proxy

• Transparent & Non-Transparent

=> 일반적으로 CDN 사업자는 Transparent Reverse Cache 방식 사용

• 콘텐츠가 동적으로 변경될 경우, Content Freshness 파악 관련 캐시 알고리즘 중요

- 캐시 서버와 CP Origin Server의 Network Latency가 인터넷 최종 사용자에게 전

가되어 전체적인 응답이 느려지는 문제 발생

=> 일반적인 CDN 서비스에는 동적 변경 콘텐츠를 수용하지 않음

• 다양한 프로토콜 지원 여부

- Streaming, FTP, SSL 프로토콜 지원 여부 중요

Mirroring 서버

• Streaming, FTP 등 다양한 프로토콜을 CDN 적용하기 위해서 필요함


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Content Edge Delivery(2)

Cache & Mirroring 비교

구분 Cache Mirroring

스토리지 최종 사용자가 요구한 콘텐츠만 보관하므로 Storage 효율 높다

콘텐츠의 사용 여부와 관계없이 콘텐츠를 중복 저장하므로 Storage 사용이 비효율적이다

서비스 절차 Cache 서버의 설정 변경으로 서비스가 시작될 수 있다

콘텐츠의 복사후에 서비스가 시작될 수 있다

Content Freshness 확인 알고리

즘

Cache 서버마다 관련 알고리즘이 복잡하다

예) 콘텐츠의 변경 시간과 현재 시간을 비교하는 Heuristics 개념

관련된 알고리즘이 없으므로 Content Freshness는 CDN 서비스 사업자의 몫이다

Latency Content Freshness를 확인해야 할 필요성이 있을 때에는 최종 사용자에게 응답이 느려진다

Content Freshness 확인 관련하여 Latency가 증가되지 않는다

프로토콜 확장성

다양한 콘텐츠(스트리밍, 대용량 파일) 지원이 부족하다

CP의 Origin Server와 비슷하게 환경을 구성하므로 다양한 프로토콜이 지원될 수 있다.


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GLB, SLB(1)

SLB

• 특정 Server Farm 안에서 적절한 서버를 선택할 때 사용되는 알고리즘

• Static

- Round Robin - Ratio

- Global Availability

• Dynamic - Least Connections

GLB

• 다수의 Server Farm 중에서 적절한 Server Farm을 선택할 때 사용되는 알고리즘

• Static - Topology

=> 현재까지 대부분의 CDN 사업자가 채택하고 있는 Server Farm 선택 알고리즘

• Dynamic

- Round Trip Time

- Hops


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GLB, SLB(2)

DNS Redirection을 이용한 GLB 방법

⑨

Local

DNS

User

①

②

⑤

③

⑦

⑧

④

⑥ Hanaro

Thrunet

Dreamline

KT

Health Check

Authoritative

DNS

Authoritative

GLB DNS


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Content Distribution(1)

중요 이슈

• Cache 서버에의 Content Distribution - 콘텐츠의 Freshness 확인을 인터넷의 최종 사용자의 콘텐츠 요구시 수행

- 따라서, 사용자에게 체감되는 Network Latency 증가

=> CP 서버의 콘텐츠 변경시 자동적으로 CDN Cache 서버의 콘텐츠 변경

- 각 Cache Vendor의 Freshness 확인 알고리즘 상이

=> Cache Vendor의 자체 알고리즘의 사용을 배제하고, 인터넷 표준 프로토콜을 사용

하여 다수의 Cache Server에 콘텐츠 Refresh

• Mirroring 서버의 경우 - CDN 서버간의 콘텐츠 동기화를 위해 Mirroring 프로그램 사용

=> 콘텐츠 관리를 한 곳에서 진행할 수 있게 해 주는 관리 플랫폼 필요


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Content Distribution(2)

주요 기능

Content Distribution :

• Highly scalable, cross-geography content distribution

• Distributes all types of content: HTML, graphic images, streaming, dynamic and applications

• Updates content on live servers without affecting the user experience

• Synchronizes content across servers and caches

• Performs automated catch-up of offline servers so that servers are always synchronized

Content Management :

• Maintain integrity and control of content

• Enable content tracking

• Enable management of large caches (hundreds of Terabytes)

※ 출처 : Inktomi 제품 자료


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기타

대용량 Storage - 대용량 파일 전송 및 스트리밍 서비스에 적합한 Storage 솔루션 부재

- 개별 사례별로 DAS, NAS, SAN 등 다양하게 서비스를 구현

- Cache 서버를 이용하여 Storage 문제를 해결하는 것 가능

콘텐츠 보안 - 디지털 콘텐츠 저작권 보호(DRM)

- 스트리밍 서버 불법 접속 방지

트래픽 종량제 과금, 접속자 통계 정보

- W3C 표준 포맷 서버 로그 분석

- Peak Traffic, 전송량, URL 순위, 접속자 분포 등

- 기본적으로는 일일 단위 사후 통계 정보 생성

- 부가서비스로 Real Time 통계 정보 제공(예, Akamai의 SiteWise 서비스)

서버, 네트웍 모니터링 시스템


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P2P(1)

Multicast 스트리밍 - 대용량 라이브 트래픽 처리 가능

- Multicast 가능 네트웍과 불가능 네트웍 구별하여 스트림 중계

- 비대칭 매체(예, Asynchronous DSL) 사용 Client의 서버 역할 가능 여부 중요

- 빌링 관련 문제

- Application Level Multicasting

- Vtrails 등

다운로드 - 단계적 다운로드, 스케줄 다운로드

- 전용 소프트웨어 플랫폼으로 구성

- Kontiki 등


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P2P(2)

0%

100%

0%

100%

Peak Smoothed via Scheduling

VS.

Origin Server Node Node VS.

Parallel Delivery from Multiple Servers Maximizes Last-Mile Bandwidth

Node

Time Shifted Delivery

Node

Node

Secure Outer Edge Caching

Backbone

ISP Networks

Last Mile

Kontiki’s Bandwidth Harvesting

※ 출처 : Kontiki Whitepaper

Adaptive Rate Multiserving


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고품질 스트리밍

다운로드 & 스트리밍

스트리밍 서버 기술 - MS Corona, Apple QuickTime, Real 등 개발중

- Instant On/Buffering

- 네트웍 적응형 전송 기술

- 콘텐츠 보호 DRM 개념 도입

Encoder - 고효율의 압축

MPEG4 스트리밍 - 고화질 표준

- ISMA 호환

- 다 매체 지원


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eCDN

구분 사내 의사 소통 강화

교육 마케팅 영업 고객 만족

적용 사례

• Employee Briefings

• Investor Briefings

• Conference

• Company News

• Brand Campaign

• Product Training

• Support Training

• Sales Training

• Skills Training

• Channel Training

• Product Launches

• Product Demos

• Virtual Seminars

• Case Studies

• Corporate Overview

• Product Strategy

• Technology Briefings

• Case Studies

• Services Support

• Installation

• How-To

• Customer Briefings

• Software Updates

• Cross-Sell

Enterprise Digital Media

※ 출처 : Kontiki Whitepaper


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Q&A

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