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CDN(Content Delivery Network)이라는 참 좋은 기술
The Advantage of the CDN (Content Delivery Network)
December 07, 2011 | By 유창모 (cmyoo@netmanias.com)
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오늘은 모든 사람들(컨텐츠 제공자-CP(Contents Provider), 인터넷 서비스 사업자-ISP(Internet Service Provider), 그리고 사용자)에게 이로운 기술인 CDN에 대해서 소개해 드리겠습니다. 먼저 CDN이 없는 상황에 대해서 설명드리고, CDN 도입 후에 얻어지는 장점에 대해서 설명드리겠습니다. 기술 얘기는 하나도 없으니 부담갖지 마시고 편하게 읽어 보시면 될 듯 하네요.

 

 

CDN이 없는 기존 모델에서는....

 

최근에는 음악이나 실시간 동영상 스트리밍, 대용량 파일 다운로드와 같은 멀티미디어 컨텐츠 이용이 급증하면서 네트워크 상에서 전송되는 트래픽이 더욱 늘어나고 있고, 이러한 현상은 자연스럽게 아래 그림과 같은 기존의 클라이언트-서버 환경에서 여러 가지 문제점들을 야기시키고 있습니다.

 

 

 

 컨텐츠 제공자(CP) 입장

서버 이중화를 고려하지 않은 환경에서 컨텐츠 서버와 연결된 네트워크에 장애가 발생하면, 극단적인 경우 컨텐츠 제공자는 사용자들에게 해당 컨텐츠를 제공할 수 없는 상황에 직면할 수 있습니다. 또한 일시적으로 수 많은 사용자들이 동시에 컨텐츠 서버에 접속을 시도하게 되면 컨텐츠 서버와 연결된 네트워크 구간에서 병목 현상이 발생하여 사용자에게 원활하게 컨텐츠를 제공할 수 없게 되구요. 이와 더불어 컨텐츠가 증가함에 따라 고사양의 컨텐츠 서버가 구축되어야 합니다. 결국 대용량의 컨텐츠를 원활하게 제공하기 위해서는 컨텐츠 증가에 비례하여 고사양의 컨텐츠 서버 및 서버의 링크 용량 증설이 필요하게 되며, 이로 인한 비용 발생이 끊임없이 일어날 수 밖에 없습니다.

 

 인터넷 서비스 제공자(ISP) 입장

하나의 ISP(Internet Service Provider) 가입자가 외국에 위치한 서버의 컨텐츠 서비스를 이용하는 경우, 연결 과정에서 트래픽은 수 많은 ISP 또는 그들을 연결해주는 인터넷 교환 사업자인 IXP(Internet eXchange Provider)를 거치는 경우가 발생할 수 있는데, 이때 ISP는 IXP에게 혹은 타ISP에게 트래픽 양에 따라 그에 상응하는 회선 비용을 지불해야 합니다. 따라서 대용량 멀티미디어 트래픽이 빈번하게 전송됨에 따라 ISP가 지불해야 하는 회선 비용은 지속적으로 증가할 수 밖에 없습니다.

 

 컨텐츠 사용자 입장

물리적으로 멀리 떨어진 컨텐츠 서버에 접속하여 컨텐츠를 받아오는 경우, 사용자는 회선 거리에 따라 End-to-End 딜레이 값(RTT)의 증가로 인해 보다 빠른 시간 안에 원하는 컨텐츠를 제공 받기 어렵게 됩니다. 즉, 미국 혹은 유럽에 있는 서버에 저장된 컨텐츠를 한국에서 제공받고자 할 때, 서버에서 클라이언트까지 라우팅 홉 수가 상당히 많기 때문에 느린 속도로 컨텐츠를 제공받을 수 밖에 없으니 사용자 입장에서는 불편하게 되지요.

 

 

CDN 도입 후에는....

 

이러한 클라이언트-서버 환경에서 발생할 수 있는 문제들을 해결하기 위해서는 네트워크 용량 증설, 서버 용량 증설, 서버 이중화 등과 같이 끊임없는 네트워크 및 시스템 확장이라는 요구 사항이 동반됩니다. 그러나 지속적인 인프라 확장은 인터넷 서비스 제공자뿐만 아니라, Time, YouTube와 같이 멀티미디어 컨텐츠가 하루에도 수 백, 수 천 건 이상 생산되는 컨텐츠 제공자에게도 큰 부담이 될 수 밖에 없지요. 따라서 기존 네트워크 인프라를 교체하거나 대대적인 확장 없이 다양한 컨텐츠를 유연하고 효율적으로 전송하기 위한 시스템 혹은 솔루션이 요구되며, 이러한 대안 가운데 하나가 바로 CDN 솔루션입니다.

 

 

 컨텐츠 제공자(CP) 입장

컨텐츠 서버와 연결된 네트워크에 장애가 발생하더라도, 컨텐츠는 다른 여러 지역에 위치한 캐시 서버에 저장되어 있으므로 컨텐츠 제공자는 정상적으로 사용자에게 컨텐츠를 제공할 수 있으며(지역적 이중화(Geographical Redundancy) 보장), 또한 다수의 사용자가 하나의 컨텐츠를 동시에 요청하더라도 그 모든 요청들이 하나의 컨텐츠 서버로 집중되지 않고 각 사용자의 접속 위치에 따라 여러 곳에 배치되어 있는 캐시 서버로 분산되기 때문에, 컨텐츠 제공자는 접속 폭주에 따른 서비스 불가 문제 해결 및 성능 향상 등과 같은 효과를 기대할 수 있습니다.

 

 인터넷 서비스 제공자(ISP) 입장

여러 지역에 분산된 CDN 사업자의 캐시 서버에 컨텐츠를 미리 가져다 놓음으로써 외부 ISP 혹은 IXP를 통해 전송되는 구간 즉, 미들 마일(Middle-Mile)을 지나는 트래픽의 양이 현저히 감소하게 되고, 이에 따라 ISP는 기존 클라이언트-서버 환경에서 컨텐츠 전송을 위해 소요되던 막대한 회선 비용을 줄일 수 있습니다. 이러한 이유로 ISP가 자사의 데이터 센터에 CDN 사업자의 캐시 서버를 "무상"으로 호스팅해 주는 경우가 나타나고 있다고 하네요.

 

 컨텐츠 사용자 입장

사용자의 컨텐츠 요청을 컨텐츠 서버가 아닌, 사용자에게 근접한 위치의 캐시 서버가 처리함으로써 End-to-End 딜레이가 현저히 줄어들게 됩니다. 이에 따라 사용자는 기존 네트워크 환경에서의 응답 속도에 비해 훨씬 빠른 시간 안에 원하는 컨텐츠를 제공 받을 수 있는 효과를 볼 수 있습니다. 또한 기존 클라이언트-서버 환경에 비해 컨텐츠를 제공하는 서버에서 클라이언트까지 라우팅 홉 수가 상대적으로 적기 때문에 망에서 Congestion이 발생할 확률 또한 낮아지는 효과를 기대할 수 있습니다.

 

이와 같은 글로벌 CDN 서비스를 제공하는 사업자는 Akamai, Limelight Networks, Level 3, CDNetworks 등이 있으며, Yahoo, Microsoft, Apple, Amazon, Time, BBC, Cisco, Samsung 등 수 많은 Global 고객사들이 CDN 서비스를 이용하고 있습니다.

 

김도훈 2015-02-26 18:25:56

cashing server를 각국에 구축을 하여 컨텐츠 사용자에게 original server처럼 원활하게 한다는 의미인가요? cdn이라는 것이 원서버와 캐싱서버간의 동기화 기술?? 뭐 그런 의미인가요?

이석민 2015-02-26 19:00:52

네, 맞습니다. 미국/유럽에 위치한 이용자가 한국에 있는 origin server(예. 네이버)에 접속하는 경우 물리적인 거리로 인해 응답 속도가 매우 느릴 수 밖에 없고(RTT > 200ms), 따라서 전세계 대륙별/나라별로 cache server로 분산 배치시켜 놓고, 이용자는 origin server가 아닌 지리적으로 가까운 곳에 있는 cache server로 부터 content를 가져 오는 식입니다. 

따라서 cache server와 origin server간에 동기화는 가장 기본이 되는 기술이고, 그 외에도 여러가지 기술들이 사용됩니다. Akamai나 CDNetworks가 이러한 CDN 서비스를 제공해 주는 회사이므로 해당 홈페이지에 가셔서 어떤 기술들이 있는지 보시기 바랍니다.

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