CDN

CDN(Content Delivery Network) 또는 콘텐츠 전송 네트워크란 동영상 등 다양한 콘텐츠를 복잡한 네트워크 환경에서 사용자에게 안정적으로 전송해 주는 서비스를 말한다. 즉, 인터넷 사용자들로부터 멀리 떨어져 있는 콘텐츠 제공자(CP)의 웹 서버에 집중되어 있는 콘텐츠들 중 그림, 배너, 비디오, 오디오와 같이 용량이 크거나 사용자들의 요구가 많은 콘텐츠를 여러 인터넷 서비스 사업자(ISP)의 POP들에 설치한 CDN 서버에 미리 저장해 놓고, 콘텐츠 요구 발생 시 가장 최적의 CDN 서버로부터 신속한 경로를 통해 사용자에게 콘텐츠를 전달해 주는 새로운 개념의 데이터 전송 서비스를 의미한다. 이 서비스는 그래픽 이미지, 플래시 파일 등 웹 콘텐츠의 빠른 전송에 유용하고, 이미지가 많은 쇼핑몰이나 포털 · 게임 · 검색 사이트에서 안정적인 이미지를 보여주기 위해 이용되고 있다.

개요

CDN은 콘텐츠를 효율적으로 전달하기 위해 여러 노드를 가진 네트워크에 데이터를 저장하여 제공하는 시스템을 말한다. 인터넷 서비스 제공자에 직접 연결되어 데이터를 전송하므로, 콘텐츠 병목을 피할 수 있는 장점이 있다. CDN의 목적은 높은 사용성과 효율로 사용자에게 콘텐츠를 전달할 수 있다는 것이다. CDN은 오늘날 인터넷에 존재하는 콘텐츠의 상당수를 서비스하고 있는데 이에는 웹 요소(텍스트, 그래픽, 스크립트), 다운로드 가능한 요소(미디어 파일, 소프트웨어, 문서), 애플리케이션(전자상거래, 포털), 실시간 미디어, 주문형 스트리밍, 그리고 소셜 네트워크 등이 있다. 미디어 회사나 전자상거래 업체와 같은 콘텐츠 제공자는 그들의 콘텐츠를 사용자들에게 전달하기 위해서 CDN 회사에 사용료를 지불한다. 반대로, CDN은 ISP, 이동통신사업자, 그리고 네트워크 사업자들에게 데이터센터에서의 서버 호스팅 비용을 지불한다. 더 나은 퍼포먼스와 사용성 이외에도 CDN은 콘텐츠 제공자의 서버의 트래픽을 덜어주어 콘텐츠 제공자의 비용을 줄여준다. 추가로, CDN은 대규모 분산 서버 장비로 공격 트래픽을 완화할 수 있으므로 콘텐츠 제공자에게 도스(DoS) 공격에 대해서 어느 정도 보호해 줄 수 있다. 초기 대부분의 CDN은 CDN이 소유하고 동작하는 서버를 사용하는 콘텐츠만 서비스하였으나 최신 트렌드는 P2P 기술을 이용하는 하이브리드 모델을 사용하는 것이다. 하이브리드 모델에서 콘텐츠는 지정된 서버 그리고 주변 컴퓨터(peer-user-owned)를 모두 사용한다.

등장배경

인터넷으로 미디어 콘텐츠를 일반 고객에게 제공하는 기업이라면 CDN은 반드시 알아두어야 할 기술이다. 초기 기술 개발은 미국에서 집중적으로 이루어졌다. 미국은 땅이 매우 넓기 때문에 중간 네트워크에서 서버 문제가 발생하거나 네트워크에 문제가 발생했을 시 속도가 점차 떨어지는 상황이었다. 또한, 동부와 서부를 연결하는 중부지방에 네트워크가 집중되어 형성된 미들 마일 구간(ISP끼리 연결된 구간)에서 쏟아지는 전송 에러와 중간 손실 문제를 해결해야 하였다.

웹서버 내의 미디어 콘텐츠

기업이 직접 만들거나 또는 사용자가 직접 만들어 올린 미디어 콘텐츠를 인터넷으로 접근 가능하도록 하는 가장 쉬운 방법은 웹서버를 통하는 것이다. 웹서버 내에 미디어 파일을 놓아두면, 브라우저와 같은 클라이언트 프로그램이 도메인에 서브 경로를 붙여 파일을 다운로드하고 표시 또는 재생하는 방식을 취하고 있다. 이 방법은 미디어 파일의 크기가 작고 접근 빈도도 작은 경우에는 크게 문제가 없다. 그러나 파일 크기가 수백 메가바이트(MB), 수 기가바이트(GB)일 시 상황이 바뀌게 된다. 다수의 클라이언트 프로그램이 동시에 수 기가바이트의 소프트웨어 설치 파일이나 동영상을 받기 시작한다고 했을 때 웹서버 네트워크 카드의 대역폭 제한, 라우터의 대역폭 제한, 케이블의 대역폭 제한 또는 호스팅 업체에서 설정한 네트워크 대역폭 제한에 도달하게 된다. 작은 크기의 미디어 파일이라도 동시 접근량이 늘어난다면 같은 상황에 직면하게 된다. 이렇게 네트워크 대역폭 제한에 걸려버린 경우, 콘텐츠 다운로드 트래픽으로 인해 웹서버는 네트워크를 통해 들어오는 일반 요청도 받을 수 없게 되어 결국에는 어떠한 서비스도 더 이상 제공할 수 없는 마비 상태에 빠지게 된다.

미디어 콘텐츠 전용 서버의 사용

다수의 고객에게 동시에 콘텐츠를 전달해야 하는 상용 웹 서비스의 경우 하나의 웹서버 만으로 운용될 수 없는 경우가 대다수이다. 웹서버의 경우, 로드밸런서를 통해 트래픽을 동일한 여러 개의 웹서버로 분산하여, 각 웹서버가 받는 부하를 1/N로 줄일 수 있다. 그러나 정적인 콘텐츠가 아닌, 콘텐츠가 계속해서 추가되는 상황이라면 여러 개의 웹서버가 동일한 미디어 파일을 유지할 수 있도록 동기화 시켜야 하는 문제가 발생하게 된다. 그래서 다른 기능 없이 오로지 미디어 콘텐츠 파일 만을 보관하고 제공하는 웹서버인 미디어 콘텐츠 서버를 별도로 만들어 이 서버가 높은 네트워크 대역폭을 지원하도록 하고, 서비스 기능을 수행하는 웹서버와 클라이언트 프로그램으로부터의 접근이 이곳으로 일원화 되도록 한다. 단일 미디어 콘텐츠 전용 서버의 네트워크 대역폭을 무한대로 늘릴 수는 없다. 호스팅 업체의 최대 네트워크 대역폭에 도달하기도 전에 해당 서버의 네트워크 카드가 가진 대역폭 최대치에 먼저 도달하게 될 것이다. 이럴 때는 어쩔 수 없이 미디어 콘텐츠 서버를 여러 대 운용해야 한다. 미디어 콘텐츠 서버가 여러 대가 되면 역시 서버 간의 파일 동기화 문제가 발생한다. 클라이언트가 어떤 임의의 내부 미디어 서버에 도달한다고 해도 같은 파일에 접근할 수 있어야 하는데 그것이 랜덤으로(받을지 못 받을지가 불확실한 경우) 된다면 안 되는 점이다. 새로운 미디어 파일을 고객이 업로드하던 기업이 업로드하던 모든 미디어 콘텐츠 서버에는 동일한 시점에 동일하게 올라가야 한다.

지역별 미디어 콘텐츠 전용 서버들

글로벌한 서비스의 경우에는 또 다른 지리적 문제점이 발생하게 된다. 문제의 원인은 지구의 넓이에 존재한다. 미디어 콘텐츠 서버는 지구 어딘가 특정 지점에 위치하는데 반하여, 글로벌 서비스의 경우 지구 어느 지점에서든 접근할 수 있기 때문에 서버와 클라이언트 사이의 거리가 멀수록 더욱 통신 속도는 느려지게 된다. 결국 해법은 서버와 클라이언트 사이의 거리를 줄이는 것이다. 다수의 미디어 콘텐츠 서버를 여러 개의 지역에 배치하여 트래픽을 분산시키는 방식이다. 오리진(Origin) 서버라고 하는 모든 데이터의 원본 격인 미디어 서버를 구성하고 나머지 미디어 서버들이 오리진 서버로부터 데이터를 가져와 근처의 사용자에게 제공하는 것이다. 그러나 =파일을 동기화하고, 사용자가 근처의 서버에 접근하도록 하는 등의 처리는 중소형 기업이 감당하기에 쉬운 일이 아니다. 막대한 서버 비용이 들어가며, 높은 수준의 서버 관리도 필요하다.

전문 콘텐츠 배포망 서비스의 등장

오리진 서버를 두고 지역별 미디어 콘텐츠 서버를 의미하는 에지(Edge) 서버를 두는 것은 편리한 방법이지만 이는 매우 큰 규모의 작업이며 운용 비용도 상당한 편이다. 그래서 이것을 전문적으로 서비스하는 기업들이 생겨났다. 이들이 제공하는 서비스가 바로 CDN이다. CDN 서비스는 고객사가 직접 이 모든 것을 처리하는 것에 비하여 더 저렴하고 더 편리하고 더 안정적으로 사용자에게 콘텐츠를 제공한다. 또한 디도스 공격 등으로 인한 대규모 트래픽 증가에 대해서도 염려할 필요도 없다. 대표적인 CDN 서비스로는 아카마이 테크놀로지스(Akamai Technologies)의 아카마이 CDN과 아마존 웹서비스(AWS)의 클라우드 프런트(CloudFront) 제품이 있다. 아카마이 CDN은 정말 빠르고 매우 많은 에지 서버를 갖추고 있다. 그러나 다른 CDN 서비스에 비해 값이 크게 나간다는 단점이 있다. 쿠빌 같은 경우에는 다른 아마존 웹서비스 제품들과의 연동성도 좋고 주요한 국가들에서 좋은 성능을 보여주는 클라우드 프런트 제품을 권장하는 편이다.

주요 기술

CDN 서비스를 정상적으로 제공하기 위해 반드시 필요한 핵심 기술로는 글로벌 로드밸런싱(Global Load Balancing, GLB)와 동기화(synchronization) 기술이 있다.

글로벌 로드밸런싱

글로벌 로드밸런싱(Global Load Balancing)은 인터넷 네트워크 여러 곳에 분산 배치되어 있는 여러 서버 중에서 엔드유저(End User)에게 최상의 서비스를 제공할 수 있는 서버를 선정해 서비스를 연결하는 기술이다. 최상의 위치에 있는 서버에 장애가 일어났을 경우에도 차상위 서비스를 할 수 있는 서버로 우회 연결하여 장애를 해소할 수 있게 한다. 자체 장애에 대비해 서로 다른 네트워크상에 이중으로 배치하게 된다. 이용자의 콘텐츠 요청이 발생하면, DNS의 IP 대역을 확인하여 각 노드 간 글로벌 로드밸런싱을 수행하고, 이에 따라 구해진 최단 경로 서버가 이 요청을 수행함에 따라, 응답 시간이 단축되고 서버 간 분산처리를 통해 서버 부하가 경감되어 결과적으로 장애를 줄이고 원활한 서비스를 제공할 수 있게 된다.

동기화

동기화(synchronization) 기술은 콘텐츠 변경 시 ISP 별로 분산된 서버 팜에 이를 즉각적으로 반영해, 사용자들이 한꺼번에 동일한 내용의 콘텐츠를 전송받을 수 있도록 하는 역할을 한다. 예를 들어, 2K, 3K 정도로 수시로 발생하는 게임 패치 파일이 있다고 할 경우, 분산된 서버 한 곳이라도 파일의 오류나 유실이 있을 경우 고객 서비스에 문제가 발생하므로 CDN 서비스에 있어서는 필수적인 기술이라 할 수 있다. 동기화 기술은 특히 프로그램 등 소프트웨어의 업데이트에 유용하게 활용되고 있다.

그리드 딜리버리

단기간 급증하는 트래픽 처리를 위해 콘텐츠 업계가 활용할 수 있는 방법은 세 가지가 있다. 첫째, 단기간에 다량의 서버와 네트워크를 투입하는 방법, 둘째, P2P 기술을 활용해 트래픽을 분산시키는 방법, 셋째, 일정 트래픽까지는 서버를 활용하되 그 이상에 대해서는 P2P 기술을 활용하는 혼합적 방법이 있다. 그리드 딜리버리(Grid Delivery)는 이 중 세 번째에 가까운 이용자 컴퓨터를 활용하는 기술이다. 즉, 콘텐츠를 전송할 때 이용자의 컴퓨터를 각각 작은 서버로 활용, 이용자가 콘텐츠를 다운로드하면서 다른 이용자에게 콘텐츠를 전송하도록 고안된 것으로서, 이용자가 콘텐츠의 이용자인 동시에 전송자가 된다. P2P와는 콘텐츠 사업자가 이용자의 컴퓨터 일부를 제어할 수 있도록 한다는 점이 다르다. 이 기술은 유휴자원의 활용 측면에서는 장점이 많지만 이용자의 컴퓨터를 타인이 어느 정도 선에서 재량적으로 활용한다는 점에서 불쾌감을 줄 수도 있다. 최근 선진국을 중심으로 점차 확산되고 있는 그리드 딜리버리 기술은, 미국에서는 베리사인(Verisign)이 이 기술 전문 업체인 콘티키(Kontiki)를 인수하여 새로운 형태의 CDN 서비스를 준비하고 있으며, 국내에서는 ㈜나우콤이 자사의 웹 스토리지 서비스를 활용하여 이용자들을 그리드 팜으로 묶어 CDN의 서비스 품질과 안정성을 구현하겠다는 전략을 세우고 있다. 상기한 기술 외에도, 인기 콘텐츠와 비인기 콘텐츠를 실시간으로 파악, 로컬 서버에서는 인기 콘텐츠만 서비스하도록 하여 스토리지를 효율적으로 활용하게 하는 파일 시스템 관리자 기술이나, 불법 다운로드를 방어하는 콘텐츠 보호 기술, 서비스 종류에 따라 서버를 구분(동영상 방송서버, 이미지 캐시서버, 다운로드 서버 등) 하여 구축하는 기술 등이 CDN에 있어 주요 기술이라고 할 수 있다.

작동원리

CDN 작동원리

CDN 서비스는 사용자 요청을 기반으로 글로벌 로드밸런싱을 이용한 효과적인 분산 및 파일 배포가 주요 핵심 기술이다. 사용자 요청에 따라 효과적인 분산을 위해서는 글로벌 로드밸런싱이 필요하게 된다. 글로벌 로드밸런싱 시스템은 사용자 요청에 따라 최적화된 경로의 서버들을 연결해 주는 정보를 기록하고 있으며 각 ISP 간의 페일오버 기능도 수행하므로 특정 ISP 구간에 문제가 발생했을 경우에도 자동으로 다른 ISP로 사용자 요청이 우회된다. 글로벌 로드밸런싱에 의한 기본적인 CDN 동작원리는 아래와 같다.

1. 사용자가 웹서버에 접속해 해당 페이지를 요청
2. 해당 페이지에서 CDN이 적용된 콘텐츠에 대한 도메인 정보를 로컬 DNS에 요청
3. 로컬 DNS는 분산 서버들 정보가 기록된 GSLB 시스템 정보를 사용자에게 전송
4. 사용자는 분산 서버 정보가 저장된 GSLB 시스템으로 최적의 경로 서버 요청
5. 인접한 최적의 경로 서버 IP 획득(X.X.X.X) 후 사용자는 해당 서버로 콘텐츠 요청
6. 해당 서버에 응답이 없는 경우 다른 서버로 우회 처리

또한 CDN 서비스는 동일 서비스에 대해 단일 ISP 노드가 아닌 복수의 ISP를 운영하기 때문에 파일 배포 시 서비스의 끊김 없는 실시간 파일 배포가 이루어져야 한다. 이를 위해서는 실시간으로 콘텐츠 서버의 변경 내용을 감지하고 이를 각 ISP에 위치해 있는 서버로 전달을 할 수 있는 방법들이 적용되어야 한다. 결과적으로 이러한 실시간 파일 배포 방식은 지연된 파일 배포로 인해 발생할 수 있는 여러 가지 서비스 문제점들을 최소화하여 서비스 품질을 높일 수가 있게 된다.

특징

CDN을 사용하지 않으면 콘텐츠를 담고 있는 오리진 서버들은 모든 엔드유저의 요청을 전부 응답하여 대처해야 한다. 이는 오리진과 오리진에 막대한 트래픽을 유발하고 이후에도 엄청난 부하를 유발하여 트래픽이 과도하게 증가하거나 부하가 끊임없이 들어오는 경우 오리진에서 장애가 발생할 확률을 높인다. CDN은 오리진을 대신하여 엔드유저와 가까운 물리적 위치 및 네트워크에서 엔드유저의 요청에 응답함으로써 콘텐츠 서버의 트래픽 부하를 줄이고 엔드유저의 웹 경험을 개선하여 콘텐츠 제공 업체와 엔드유저 모두에게 막대한 이점을 제공한다. 기본적으로 인터넷은 오늘날 사용자들이 기대하는 막대한 양의 데이터에 대한 수요, 라이브 고화질 동영상, 플래시 광고, 대용량 다운로드를 처리할 수 있도록 설계되지 않았다. 반면 CDN은 인터넷이 보다 효율적으로 작동하고, 규모에 맞게 미디어를 전송하고, 상상할 수 있는 모든 온라인 경험을 제공할 목적으로 설계되었다. 따라서 현재는 CDN이 온라인 비즈니스를 성공적으로 수행하기 위한 필수 도구가 되었다. 구체적으로 살펴보면, CDN 기술은 비즈니스에 성능, 가용성, 보안, 인텔리전스 등의 이점을 제공한다.

성능

성능은 온라인 콘텐츠가 빠르게 전송되는 것을 의미한다. 성능이란, 클릭했을 때 새로운 콘텐츠에 즉각적으로 액세스하게 되는 경험과 페이지가 로드되거나 동영상이 버퍼링 될 때까지 기다려야 하는 경험의 차이이다. 사용자로부터 요청된 콘텐츠를 CDN 서버에서 캐싱(사전 저장) 하게 되면, 엔드유저는 요청이 오리진에 직접 도달할 때까지 기다리는 대신 가장 가까운 CDN 서버에 접속하여 해당 콘텐츠를 받게 된다. 그 결과 엔드유저가 경험하는 성능이 크게 향상한다. 예를 들어, 이탈리아 밀라노의 FHX(Fashion House X)가 온라인 주문을 위한 새로운 라인업을 출시했다고 가정했을 시 뉴욕, 파리, 리우데자네이루, 도쿄의 패션리더들은 앞다투어 온라인으로 접속하여 주문하려 할 것이다. 만약 FHX가 클라우드 콘텐츠 관리 시스템을 사용하지 않고 있다면, 각 엔드유저의 요청은 밀라노까지 갔다가 엔드유저에게 되돌아가야 한다. 하지만 FHX가 CDN을 사용 중이고 CDN 전역에 걸쳐 콘텐츠를 사전에 준비해 놓았다면, 각 엔드유저는 해당 도시에서 신규 콘텐츠에 직접 액세스할 수 있게 되고, 이로 인해 수백, 수천 킬로미터의 왕복 시간에 해당하는 데이터가 절약되게 된다. CDN 서버의 캐시에 콘텐츠가 저장되어 있지 않은 경우에는 해당 CDN과 다른 CDN 서버 사이의 상호 연결에 관한 프로그래밍된 기술이 작동하게 된다. 이러한 기술을 통해 여러 ISP 간의 피어링, 네트워크 중단으로 인한 패킷 손실, DNS 조회에 소요되는 시간이라는 문제를 극복할 수 있다. 또한 고급 CDN에는 동적 콘텐츠(캐싱 불가능한 콘텐츠)를 처리하기 위한 다양한 기술들도 있다. 이로 인해 콘텐츠 제공 업체는 CDN을 사용하여 위치, 브라우저, 디바이스, 연결하는 네트워크에 관계없이 모든 엔드유저에게 고품질의 웹 경험을 빠른 속도로 제공할 수 있게 된다. 웹페이지는 더 빠르게 렌더링 되고, 동영상 버퍼링 시간은 줄어들고, 사용자들은 더 많이 참여할 수 있으며, 콘텐츠 제공 업체는 더 많은 비즈니스를 창출할 수 있게 된다.

가용성

가용성이란 사용자 트래픽 급증, 간헐적인 급등, 잠재적인 서버 중단과 같은 극심한 상황에서도 엔드유저에게 콘텐츠를 제공할 수 있는 역량을 의미한다. 트래픽 부하가 초당 수백만 건의 요청으로 급증하게 되면 제아무리 강력한 오리진 서버라도 막대한 부담이 가게 된다. CDN이 없다면 이 모든 트래픽은 콘텐츠 제공 업체의 오리진 인프라에서 처리해야 한다. 만약 오리진에 장애가 발생하게 되면 이는 엔드유저에게 좋지 않은 경험과 심각한 비즈니스상 손실로 이어진다. 바로 이러한 이유 때문에 대규모로 분산된 서버 인프라를 갖춘 CDN이 필수적이다. 고도로 분산된 아키텍처와 막대한 규모의 서버 플랫폼을 갖추고 있는 고급 CDN은 수십 TBps의 트래픽을 처리할 수 있으며, 콘텐츠 제공 업체는 CDN을 활용하지 않았다면 불가능할 정도의 대규모 사용자 기반에 가용성을 제공할 수 있다. 밀라노의 FHX 사례를 들어볼 시 FHX는 수많은 패션 애호가들이 사랑하는 브랜드로서, 신규 라인업이 출시되면 패션 피플의 엄청난 관심을 받는다. 전 세계 패션 애호가들은 출시 시점에 FHX 웹사이트에 동시 접속한다. FHX가 CDN을 사용하고 있지 않다면 이 모든 사용자들이 동시에 오리진 서버에 요청을 전송하게 되고, 오리진 서버에서는 트래픽 급증으로 인한 장애가 발생할 가능성이 매우 높다. 그러나 FHX가 CDN을 사용한다면 이 모든 트래픽이 수십만 대의 서버로 구성된 CDN 전역으로 분산되어 FHX의 오리진이 장애 없이 작동하고 전 세계 패션 애호가들에게 고품질 경험을 제공할 수 있게 된다.

보안

인터넷에서 가치 높은 데이터와 트랜잭션의 양이 계속 증가함에 따라 공격자의 위협도 마찬가지로 늘어나고 있으며 기업은 그만큼 보안에 큰 비용을 들이게 된다. 포네몬 연구소(Ponemon Institute)에서 발행한 사이버 범죄 보고서에 따르면, 전 세계 기업들은 2015년 한 해 동안 사이버 범죄로 인해 평균 770만 달러의 손실을 입었다. 악의적인 내부자에 의한 범죄와 함께 DDoS 및 웹 기반 공격이 가장 많은 비용을 초래한 것으로 밝혀졌다. 아카마이의 인터넷 현황 보안 보고서에 따르면, DDoS 공격과 웹 기반 악용(SQL 인젝션(SQLi), 크로스 사이트 스크립팅(XSS), 로컬 또는 리모트 파일 인클루전(RFI) 공격 등)이 점점 늘어가는 추세이다. 또한 DDoS 공격으로 주의를 돌린 후 더욱 심각한 손실을 유발하는 다른 악용 공격을 가하는 사례 또한 늘어가고 있다. 두 가지 유형의 공격 모두, 정상 트래픽에서 악성 트래픽을 구별하기가 쉽지 않은 경우가 대부분이며 시간이 지나면서 전략이 급속도로 진화하기 때문에 방어 전략을 최신 상태로 유지하기 위해서는 상당히 많은 전용 보안 리소스가 필요하다. 인터넷 위협 환경의 급격한 변화는 보안 웹사이트 지원이 CDN의 중요한 요구 사항으로 인식되는 결과를 낳았다. 아카마이와 같은 오늘날의 고급 CDN은 인터넷 보안을 핵심 역량으로 삼아 독자적인 클라우드 기반 솔루션을 제공하고 있다. CDN은 악성 행위자들이 어떠한 경우에도 전송 및 가용성에 영향을 미치지 않도록 하는 동시에 다양한 공격을 막아냄으로써 콘텐츠 제공 업체와 사용자들을 보호할 수 있어야 한다.

인텔리전스

전 세계 인터넷 트래픽 중 절반 가까이를 처리하는 CDN 제공 업체들은 전 세계의 엔드유저 연결, 디바이스 유형, 브라우징 경험에 대해 막대한 데이터를 생성하고 있다. 이들은 이러한 데이터를 고객에게 제시함으로써 고객의 사용자 기반에 대한 유용하고 중요한 인사이트와 인텔리전트를 제공할 수 있다. 아카마이에서 제공하는 인사이트와 인텔리전트에는 엔드유저가 웹 콘텐츠와 소통하는 방식을 측정하기 위한 RUM(Real-User Monitoring) 및 미디어 애널리틱스(Media Analytics)와 온라인 위협을 추적하기 위한 클라우드 보안 인텔리전스가 포함된다. 아카마이는 또한 글로벌 광대역 동향에 주력하는 보고서와 정보 보안 환경에 주력하는 보고서로 구성된 인터넷 현황 보고서 시리즈를 공개함으로써 대중이 이러한 데이터 중 일부를 사용할 수 있도록 하고 있다. 보고서는 여기에서 다운로드하실 수 있다.

발전

CDN 캐싱

CDN 캐싱(caching)은 사진이나 2D·3D 이미지 등 대용량 콘텐츠를 빠르고 안전하게 전송해 주는 서비스를 말한다. 콘텐츠전송네트워크(CDN) 서비스의 일종으로 그래픽·사진 콘텐츠가 많은 전자상거래(온라인 쇼핑몰) 사이트나 2D·3D 콘텐츠가 많은 포털 및 만화 사이트 등에 주로 적용된다. 예컨대 온라인 쇼핑몰의 경우 한 페이지에 뜨는 제품 사진 등이 워낙 많은 탓에 초고속인터넷을 사용한다고 해도 이미지가 다 뜨는 데 많은 시간이 걸린다. 때문에 이를 기다리지 못하고 창을 닫아버리는 이용자도 적지 않다. 하지만 CDN 캐싱 서비스를 적용하면 대규모 접속으로 인한 웹 서버의 부하를 해결, 한 페이지의 많은 이미지를 빠르게 전송해 주기 때문에 온라인 쇼핑몰을 찾는 이용자들도 불편함 없이 빠른 속도로 원하는 페이지를 볼 수 있다. 이 같은 장점 때문에 최근 GS이숍·롯데닷컴·인터파크·G마켓·동대문 닷컴 등 대형 온라인 쇼핑몰들이 경쟁적으로 CDN 캐싱 서비스를 도입하고 있으며, 앞으로는 중소형 쇼핑몰로도 크게 확산될 것으로 예상된다. 이는 정적 혹은 동적 방식으로 이루어 질 수 있다.

• 정적 캐싱(Static Caching) : 사용자의 요청이 없어도 오리진 서버에 있는 내용를 운영자가 미리 캐시 서버에 복사한다. 따라서 사용자가 캐시 서버에 접속하여 내용을 요청하면 무조건 그 내용은 캐시 서버에 있는 것이다. 대부분의 국내 CDN에서 이 방식을 사용한다(Pooq 동영상 스트리밍 / 다운로드, NCSOFT 게임 파일 다운로드 등).

• 동적 캐싱(Dynamic Caching) : 최초 캐시 서버에는 내용이 존재하지 않았다. 사용자가 내용을 요청하면 해당 내용이 있는지 확인하고, 없으면 오리진 서버로부터 다운로드해 사용자에게 전달해 준다. 이후 동일 내용을 요청받으면 저장(캐싱) 된 내용을 사용자에게 전달한다. 각 내용은 일정 시간(TTL)이 지나면 캐시 서버에서 삭제될 수 있고, 혹은 오리진 서버를 통해 Content Freshness 확인 후에 계속 가지고 있을 수 있다. 아카마이, 아마존과 같은 글로벌 CDN 업체, 그리고 시스코나 ALU의 통신사업자향 CDN 장비 솔루션에서 이 방식을 지원한다.

평가

CDN 서비스의 성장 요인은 증가하는 멀티미디어 서비스 수요, 가입자 망의 광대역화, 서비스 용량의 대용량화 및 ISP, IDC의 성장․분산화, 서비스 제공 비용 하락 등을 들 수 있으며, 성장에 대한 저해 요인은 설비 임차에 대한 비용 부담, 사업구조 등을 들 수 있다. 이러한 요인을 바탕으로 CDN과 관련된 이슈들을 고려해볼 시 세 가지 특징을 볼 수 있다.

첫 번재는 IPTV 서비스에 있어 CDN의 역할이 중요해지고 있다는 것이다. IPTV는 CDN 성장의 주요한 요인 중 멀티미디어 콘텐츠 수요의 증가와 가입자 망의 광대역화로 인해 활성화 가능성이 높은 서비스 중 하나이다. IP-TV용 콘텐츠는 기본적으로 대용량으로, HD 급 콘텐츠는 평균 2~5Mbps의 용량을 차지하는 것으로 알려져 있다. 이러한 콘텐츠가 일시적으로 다수의 이용자에게 공급될 경우 콘텐츠의 병목 현상이 발생될 수 있으며, 제공되는 서비스의 대부분이 동영상인 점을 감안, 콘텐츠가 끊김 없는(seamless) 서비스가 필수적이라는 점을 고려해볼 때 안정적인 서비스를 위해서는 CDN이 활용가치가 있는 것으로 볼 수 있다. 실제로 한국의 IP-TV 컨소시엄 중 D 컨소시엄은 인터넷 포털, 방송사, 홈네트워크 사업자, CDN 사업자의 참여로 이루어졌으며 포털 등의 콘텐츠는 CDN 사업자를 통해 통신사 네트워크를 이용, 콘텐츠를 서비스하는 구조를 가지고 있는 것으로 알려져 있다. 이러한 경우 CDN 서비스 사업자는 대역폭을 도매하는 역할을 한다고 볼 수 있을 것이다.

두 번째는 콘텐츠의 대용량화로 인해 전용회선 서비스와 CDN 서비스가 서로 경쟁할 수 있다는 것이다. 최근 UCC, 이러닝(e-Learning) 등과 같은 대량 서비스 이용자가 대폭 증가하면서 네트워크 비용 또한 크게 증가하게 되었다. 현재 이러한 서비스를 제공하고 있는 인터넷 기업들은 전용회선을 임대하거나 CDN 서비스를 주로 이용하고 있는 것으로 나타났다. CP(Content Provider) 입장에서 CDN은 ISP에 대한 또 다른 대안으로서 ISP에 대한 CP의 협상력을 강화시킬 수 있음을 보이고 있다. 이러한 현상은 디지털 시네마와 같은 대용량 신규 서비스의 경우 더욱 발생하기 쉬울 것이다. 디지털 시네마란 필름 또는 디지털카메라로 촬영한 영화를 디지털 파일 형태로 가공․처리하여 디지털 매체나 정보통신망을 활용한 네트워크를 통하여 배급하고, 디지털 영사기 및 이동용 단말기 등을 통하여 관람객과 이용자에게 고화질의 영상을 제공하는 것을 말한다. 디지털 시네마의 배급은 위성/광케이블을 통한 전송과 DVD 등 기타 저장 장치를 통한 전송이라는 2가지 형태를 가지고 있는데, 현재까지는 저장 장치를 통한 전송이 일반적인 형태였으나, 전송 기술의 발전과 네트워크의 대용량화로 점차 위성/광케이블이라는 네트워크 자체를 통한 배급이 늘어나고 있다. 네트워크를 통한 전송 상영은 우리나라에서도 ㈜케이티가 2007년 자체 플랫폼을 이용한 디지털 방식의 영화 전송 서비스를 실시, 상용화한 바 있다. 디지털 시네마는 2005년 DCI(Digital Cinema Initiatives)가 기술 버전 1.0에서 해상도 2K(2048 × 1080) 수준을 표준안으로 규정하여 고용량 데이터의 서비스 수준을 요구하고 있다. 따라서 2002년 디지털 시네마 초창기에는 배급에 CDN이 활용될 것으로 예측된 바도 있다. 현재는 CDN을 활용한 디지털 시네마는 제공되고 있지 않은 것으로 보이나, 향후 해당 산업의 활성화 여부와, 전 세계 동시 개봉과 같은 특수한 서비스의 제공의 경우에는 매우 유용하게 활용될 수 있을 것이다. CDN을 활용한 디지털 시네마의 구축은 영화 배급 구조 및 행태에 영향을 주어 배급사는 새로운 역할 모델을 모색하게 될 수 있다.

마지막으로 그리드 딜리버리의 경우 사용자 PC를 서버로 활용하기 때문에 CDN을 위해 서버를 구축하는 비용을 절감할 수 있는 등 많은 장점이 있으나 최근 그리드 딜리버리가 활용하는 `사용자 자원'이 개인 PC이기 때문에 사용자들의 PC에 과부하가 걸릴 수 있다는 가능성이 문제로 지적되고 있다. 또한 그리드 딜리버리 기술을 활용한 서비스 업체들이 약관 등을 통해 사용자 PC를 사용한다는 사실을 명확히 알려야 한다는 주장도 존재한다. 사용자 컴퓨터의 유휴자원을 활용한다지만 누군가 자신의 컴퓨터를 허락 없이 사용하고 있다는 사실은 사용자들에게 거부감을 줄 수 있기 때문이다. 그래서 안정적 서비스를 위해서는 서버를 기본으로 하고 그리드 방식을 보완하는 형태의 서비스가 주요할 것이라는 의견도 존재한다.

전망

전 세계적인 동영상 스트리밍 서비스(Over-the-top, OOT) 수요 증가로 CDN 시장이 높은 성장세를 보이고 있는 것으로 나타났다. 라임라이트네트웍스는 최근 ‘2020 CDN 시장 전망’을 발표하고 CDN 업계가 최신 기술을 적용한 다양한 수익모델 개발 및 세분화된 고객 맞춤형 서비스를 제공하게 될 것이라고 내다봤다. 주요 내용을 살펴보면, CDN 시장의 가장 큰 성장 동력은 5G 상용화에 힘입어 방송 프로그램, 영화, 교육 등의 각종 미디어 콘텐츠를 유통하는 고객사들의 초고화질, 고용량, 초저지연 데이터 처리에 대한 요구 사항이 증가한 것에 기인한다. 고품질 라이브 콘텐츠를 제작하고 배포하는 것은 전통적으로 방송사들의 역할이었지만, 이제는 라이브 비디오 스트리밍도 기존 방송과 동일한 수준의 음질과 품질에 근접하게 됐다. 동영상 스트리밍 비디오는 전 세계 인터넷 대역폭의 60% 이상을 차지하고 있는 것으로 나타났다. 이에 동영상 스트리밍 서비스에 대한 사용자 수요가 증가할수록 CDN 시장 역시 높은 성장세를 이어갈 것으로 예상된다. 글로벌 컨설팅업체 딜로이트(Deloitte)는 전 세계 CDN 시장 규모를 지난 2019년에 약 110억 달러에서 2020년에는 25% 이상 증가한 140억 달러로 예상했다. 또한 매년 16%가 넘는 연간 성장률을 기록하며 2025년에는 300억 달러로 2020년의 2배 이상 증가할 것으로 내다봤다. CDN은 지난 2017년에 모든 인터넷 트래픽의 56 %를 차지했는데, 2022 년에는 72 %를 차지할 것으로 예상된다. CDN 제공 업체는 고객의 요구 사항에 맞춰 서비스 영역과 형태를 변화시키고 있다. 기존에는 콘텐츠 분산과 전달 위주로 빠르고 효율적인 데이터 처리와 전송에만 초점을 맞췄지만, 최근에는 인코딩, 트랜스 코딩, 중간 광고, 데이터 분석 등 컴퓨팅 영역까지 서비스 범위를 확장하고 있다. CDN의 수익모델도 애플리케이션, 보안, 사물인터넷(IoT), 블록체인으로 확대 및 다각화되고 있고, 이에 따라 고객 맞춤형 CDN 서비스 컨설팅 및 아키텍처 수요가 급격히 늘어나고 있다. 미디어, 통신, 클라우드 사업자들 또한 CDN의 중요성을 인식하게 되면서, 클라우드 기반 CDN 서비스를 발표하고 상대적으로 저렴한 가격을 내세워 CDN 시장에 진입하며, 기존 CDN 사업자들과의 경쟁에 뛰어들고 있다. 전문 CDN 제공 기업은 가격을 인하하는 대신, CDN 업계에서 오랜 기간 축적해온 경험과 노하우를 바탕으로 서비스 품질 향상과 고객사의 요구 사항 충족을 위해 다양한 부가 서비스를 개발하고 있다. 서비스 제공 기업들 간 경쟁이 심화되면 수익률이 낮아질 수 있지만, 더 많은 클라우드 서비스와 에지 컴퓨팅이 결합돼, 최종 사용자의 CDN 서비스에 대한 만족도는 지속적으로 개선될 것이라는 분석이다.

국제 시장

CDN 시장 규모는 빠르게 증가하고 있는 추세이다. 세계 CDN 시장규모는 2006년 12억 달러에서 2010년 31억 달러로 확대가 예상되는 등 매년 29% 이상의 성장이 예상되고 있다. CDN 세계시장점유율은 아카마이가 60%로 1위, 2위는 점유율 9%의 라임라이트네트웍스이며 국내 업체인 씨디네트웍스는 한국과 일본, 중국을 기반으로 8%의 점유율을 나타내고 있다. 북미지역의 경우 CDN 수익은 스트리밍 미디어의 발전과 더불어 인터넷 대역폭(bandwidth) 이용요금이 안정화되면서 지속적으로 증가하고 있다. 그러나 무엇보다도 CDN 회사 성장의 핵심 영역은 수백만 이용자에게 콘텐츠를 전송하는 것과 기업에게 서비스로써 애플리케이션을 전송해 주는 것이다. 이에 따라 북미지역의 음악, 영화, 게임 등 플래시 다운로드 및 스트리밍이 필요한 디지털 콘텐츠의 수요 급증은 CDN 서비스의 성장을 지속시키는 원동력이 되어 왔다.

국내 시장

2000년 국내에 처음으로 선보인 CDN 서비스는 이후 대용량 콘텐츠 증가와 이에 따르는 관련 서비스들의 품질 경쟁 등으로 높은 성장률을 기록하고 있다. 한국소프트웨어진흥원(KIPA)의 2007년 업종 분류에 따르면 CDN은 디지털콘텐츠 솔루션에 속한다. 대한민국의 디지털콘텐츠 산업은 매출액 기준으로 2006년에는 전년대비 약 12.0%의 성장을 보였는데, 솔루션 부문은 14.0% 성장으로 상대적으로 높은 성장률을 기록했다. 솔루션 부문은 다시 저작 툴, 콘텐츠 보호, 과금 결제, 모바일 솔루션, CMS(Content Management System), CDN, 기타로 구분되는데, 이 중 CDN은 전년 대비 52.6%의 성장을 보여 솔루션 부문의 성장을 견인한 것으로 나타났다.

솔루션 부문 소분류별 매출 규모

구 분	2005년	2006년(E)	성장률
저작툴	2,712	3,036	11.9%
콘텐츠보호	1,197	1,570	31.2%
과금결제	1,646	1,874	13.9%
모바일솔루션	2,487	2,638	6.1%
CMS	433	486	12.2%
CDN	342	522	52.6%
기 타	3,933	4,410	12.1%
소 계	12,750	14,536	14.0%

참고자료

• CDN 위키백과 - https://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%BD%98%ED%85%90%EC%B8%A0_%EC%A0%84%EC%86%A1_%EB%84%A4%ED%8A%B8%EC%9B%8C%ED%81%AC
• CDN 나무위키 - https://namu.wiki/w/CDN
• 〈CDN이란 무엇인가? CDN 서비스의 중요성〉, 《쿠빌》
• CDN 서비스의 현황 및 이슈 - http://pds8.egloos.com/pds/200805/13/19/cdnING.pdf
• 〈CDN 네트워크 적용 방법론〉, 《한국데이터산업진흥원》
• 〈CDN이란 무엇인가요?〉, 《호스팅케이알》
• 쇼핑몰 웹 개발자 갓대희, 〈[HTTP 기초 CDN 이란?]〉, 《티스토리》
• 스톰, 〈13. CDN 캐싱〉, 《네이버 블로그》, 2005-09-02
• 〈(알아봅시다) CDN(콘텐츠전송네트워크)〉, 《디지털타임스》, 2007-03-19
• 차종환 기자, 〈OTT 수요 증가…CDN 성장세 눈부시다〉, 《정보통신신문》, 2020-01-23

같이 보기

• 서버
• 트래픽

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