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우리나라의 초고속인터넷 가입자는 이미 1000만명을 넘어섰고, 월 1회 이상 인터넷을 이용하는 인구도 조만간 3000만명에 이를 것이라고 한다. 그러나 가입자 회선이 빨라지고 PC와 서버 성능이 높아짐에도 불구하고 인터넷 사업자간 접속구간 확충 문제가 해결되지 않으면서 병목 현상으로 인해 대용량 콘텐츠 이용시 다소 느려지는 것은 어쩔 수 없는 현실이다. 이러한 실정에서 좀더 빠르고 안정적인 인터넷 서비스를 위해 탄생한 것이 바로 CDN(Contents Delivery Network)기술이다.
◇CDN의 정의와 기대효과
CDN의 발원지는 미국이지만 한국은 인터넷 환경이 미국과 다른 탓에 ‘한국형 CDN 서비스’로 변모하게 됐다. 우선 한국은 미국에 비해 국토가 좁다. 또 인터넷사업자 내부의 망은 잘 관리되고 있으나 사업자간 접속 구간의 병목현상은 상대적으로 심한 편이다. 특히 이용자가 많이 몰리는 시간대나 인기 콘텐츠가 붐을 일으킬 경우 더욱 심각해 진다. 따라서 한국의 CDN사업자는 서버를 지역적으로 배치하기 보다는 주요 인터넷 사업자의 망별로 서버를 배치하고, 이용자의 소속 인터넷망을 파악해 가까운 망에 있는 서버에서 서비스를 받도록 유도해 보다 빠르고 안정적인 서비스를 제공하게 된다.
CDN(Content Delivery Network)은 주요 ISP(Internet Service Provider)에 서버를 배치해 콘텐츠를 CP(Content Provider)의 서버로부터 CDN 서버로 분산시키고, 이용자가 네트워크 경로상 가장 가까운 곳의 서버로부터 콘텐츠를 전송 받도록 해 트래픽이 특정 서버에 집중되지 않고 각 지역의 서버로 분산되도록 하는 기술이다. <그림1>
또 장애 우회기술을 통해 특정 서버나 서버팜의 장애시에는 장애가 없는 다른 서버를 이용하도록 자동으로 유도하여 장애를 최소화한다.
◇CDN 주요기술
1.로드 밸런서(Load Balancer)=흔히 GSLB(Global Server Load Balancing)로 불리는 로드 밸런서는 CDN서비스의 가장 중추적인 기술로, 인터넷의 여러 곳에 분산 배치된 서버들 중에서 이용자에게 최상의 서비스를 제공할 수 있는 서버를 선정해 서비스를 연결하는 기술이다. 또 로드 밸런서는 서로 다른 네트워크상에 이중으로 배치되어 로드 밸런서 자체의 물리적 장애에 대비하게 된다.
로드 밸런싱을 구현하는 기술로는 DNS에 대상 서버를 복수로 등록하는 방법과 ISP가 운영하는 네임서버의 정보를 이용하는 방법, HTTP 프로토콜의 리다이렉션을 이용하는 방법 등이 있다. 이 중 ISP사업자의 로컬 DNS를 이용하는 방법이 CDN사업자가 주로 이용하는 효과적인 방법이다. <그림2>
2. 콘텐츠 배포=한 대의 서버로 서비스를 할 경우에는 고려하지 않는 부분인데, CDN서버들은 각 지역에 여러 대가 분산 배치돼 있기 때문에 동일한 콘텐츠를 정확히 배포해야 정상적인 서비스가 진행될 수 있다. 따라서 기본 개념은 단순하지만 얼마나 빠르고 정확하게 CP가 등록한 콘텐츠를 찾아내고 배포하여 자동으로 배포 결과를 통보할 수 있는가가 이 기술의 핵심이다. 배포기술은 CDN서버가 캐시서버인 경우와 캐시서버가 아닌 경우로 나눌 수 있다.
캐시서버가 아닌 경우에는 모든 콘텐츠를 서버에 직접 연결된 스토리지로 복제·배포하는 방식을 이용하는데, 용량이 큰 이미지나 동영상 서비스에 효과적이다. 한번 배포가 된 콘텐츠에 대해서는 CP의 원천서버(Origin Server)로 전송요청이 필요하지 않다. <그림3>
캐시서버는 캐싱의 기본 개념에 따라 최초 콘텐츠 요구가 들어오면 CP의 원천 서버로부터 콘텐츠를 받아와 저장하면서 동시에 서비스를 제공한다. 따라서 별도의 캐싱기술에 의해서 배포처리가 이루어진다. 그리고 히트율이 높은 순으로 콘텐츠를 보관하게 돼 히트 빈도가 높은 콘텐츠를 서비스하는데 효과적이다. 이와 반대로 히트율이 낮고 고르게 분포되면 캐시서버의 서비스 효율도 떨어지고 CP의 원천 서버로부터 콘텐츠를 받아오는 트래픽도 줄어들지 않는다. 최근에는 이러한 캐시서버의 약점을 보완하기 위해 캐시서버에 강제로 콘텐츠를 복제·배포하는 기능을 탑재하는 시도가 이루어지고 있다.
그러나 동영상서비스 같은 대용량의 콘텐츠를 다루는 곳에 캐시 서버를 도입할 경우 캐시서버 자체의 비용부담과 콘텐츠 강제 복제를 위한 스토리지 보유, 캐시서버 고유의 기능적 효율성 약화 등이 문제가 되기도 한다.
3. 동영상방송서버=고화질·고품질의 DVD급 동영상 서비스를 위해 대표적으로 이용되는 서버는 마이크로소프트의 미디어9서버(정식 명칭은 윈도 2003서버기반 윈도미디어서버)이다. 미디어9서버는 이용자PC의 미디어플레이어와 함께 업그레이드돼 최고의 품질과 성능을 제공한다. 미디어9서버에서 동영상 스트리밍을 받는 미디어9플레이어는 패스트스트리밍(FastStreaming) 기술이 적용돼 1초 이내로 버퍼링 없이 재생이 된다.
이용자의 환경이 허용하는 만큼 최대한의 속도로 동영상을 받아 PC에 캐싱해 두고 플레이를 하게 돼 잠시 인터넷회선이 끊겨도 PC에 캐싱된 만큼 계속 플레이가 되며, 오류 보정기능도 강력하게 개선돼 안정적이고 버퍼링 없는 고화질의 동영상을 즐길 수 있다. 국내에서도 고화질의 동영상서비스를 위한 제품들이 출시돼 있다. 특히 미디어9기술은 동일한 플랫폼에서 불법접속과 불법녹화를 차단하는 기술로 확장, 결합되어 동영상서비스 유료화에 일조를 하고 있다.
4. 이미지캐시서버=웹사이트의 로딩속도 저하의 주범인 2D·3D 그래픽 콘텐츠, 플래시 콘텐츠 등을 분산된 캐시서버로 서비스를 넘김으로써 웹사이트 로딩속도를 향상시키고 최신 그래픽/텍스트를 보다 빠르게 전송함으로써 웹서버 부하를 크게 경감시킬 수 있다. 캐시서버는 배치방식에 따라 프록시캐시(Proxy Cache), 트랜스페어런트 캐시(Transparent Cache), 리버스프록시캐시(Reverse Proxy Cache) 등 세가지 방식이 있다. CDN에서 적용하는 리버스프록시캐시(Reverse Proxy Cache)는 프록시캐시와 상반된 개념으로 웹서비스를 하는 웹서버의 앞쪽에 배치하는 방식이다. 이것은 대용량의 콘텐츠를 웹서버로부터 분리하여 웹서버가 수행하는 다양한 활동을 더 효과적으로 수행할 수 있도록 도와준다.
5. 다운로드서버=대용량의 파일을 다운로드하는 서비스는 안정성과 속도를 중요시한다. 대용량의 게임 및 응용소프트웨어 설치용 파일전송등에 적합하다. 또 아주 큰 용량의 파일전송에는 FTP방식이, 대용량파일이면서 파일 갯수가 많은 경우에는 웹방식의 다운로드가 적합하다.
6. 시스템관리=CDN시스템은 크게 네트워크분야와 서버분야로 나눌 수 있다. 네트워크분야에는 로드밸런서와 각 서버팜의 스위칭허브 등으로 이루어지고, 서버분야는 각종 서비스서버와 스토리지, 그리고 관리서버로 이루어진다. CDN의 시스템관리는 NMS/SMS의 기본 기능 외에 서비스품질관리와 콘텐츠관리가 필수적이며, 장애 및 위험 상황을 빠르게 감지하여 운영자에게 자동통보를 하게된다.
또 트래픽, 전송량, 접속자수, 히트 콘텐츠 등의 다양한 통계정보를 제공하며, 중요한 특정 콘텐츠에 대해서는 실시간 통계정보를 제공하여 사이트기획에 도움을 준다.
7. 콘텐츠보호=동영상 콘텐츠의 경우에는 인기있는 영화나 교육강의가 무료로 공개된 게시판이나 와레즈사이트 등에 불법 연결되는 것을 막기 위해 미디어인증기술을 적용해 인증없이는 플레이되지 않게 하고, 불법녹화를 차단한다. 다운로드 콘텐츠의 경우에도 암화화 및 인증 기술을 통해 다운로드를 받은 이용자로부터 다른 컴퓨터로 복제되는 것을 막고, 이용횟수나 기간을 제한하기도 한다.
◇CDN 적용분야 및 향후 전망
현재 CDN 기술의 적용 분야는 크게 동영상 방송, 파일 다운로드, 이미지캐싱, 실시간 음악듣기, E(Enterprise)-CDN 등으로 나눌 수 있다. 동영상 방송은 영화관, 인터넷교육, 상품광고, 성인방송 등의 VOD는 물론 TV방송, 라디오, 운동경기, 콘서트중계, 종교방송 등의 생방송에 적용되고 있다. 최근에는 블로그, 웹게시판이 활성화되면서 인터넷노래방중계, 개인음악방송 등에까지 CDN 기술이 이용되고 있다.
파일 다운로드는 주로 온라인 게임 분야에서 많이 쓰이는데 온라인 게임의 특성상 빈번하게 발생하는 버그 패치와 업그레이드, 새로운 환경을 추가하는 패치 파일의 다운로드 시 단기간에 폭발적인 이용자가 몰려도 품질 차이가 발생하지 않도록 CDN 기술을 이용한다.
이미지가 많은 쇼핑몰이나 포털, 게임, 검색 사이트에서 수많은 이용자의 요구 속에서 안정적으로 이미지를 보여주게 하기 위해서도 CDN이 이용되고 있으며 다수의 동시접속자가 지속적으로 발생하는 음악듣기 서비스에도 CDN 기술을 적용하면 끊기지 않고 훌륭한 음질로 음악 감상이 가능하다.
끝으로 최근 한정된 망 내부 이용자를 위한 이른바 ‘E-CDN’기술과 해외까지 범위를 확장한 ‘G(Global)-CDN’분야를 들 수 있다. 특히 E-CDN은 본지사가 있는 큰 기업의 경우 온라인 사내교육이나 조회, 원격회의 등에 효과적으로 활용되고 있으며 더 나아가 사이버 연수원 형태로 운영하는 움직임도 늘고 있는 추세다.
인터넷 망의 품질문제를 해결하고자 출발했던 CDN 기술은 네트워크의 병목 문제를 해결함은 물론 서버의 부하 분산과 무정지 서비스, 고품질 서비스에까지 위력을 발휘하고 있다. CDN 기술이야말로 인터넷의 고속화, 고품질시대를 앞당기는데 크게 보탬이 되고 있다.
◆ 고사무열
91년 연세대학교 경영학과 졸업
91-96년 LG CNS 프로그래머
96-99년 데이콤 마케팅 기획 담당
99-2000 인터넷데이터센터(KIDC) 준비사업팀장
2000. 5-2004년 현재 씨디네트웍스 대표