콘텐츠 분배 네트워크(CDN)

 

• CDN을 사용하지 않고 하나의 데이터 센터만 사용할 경우 문제점
  1. 지역적으로 먼 거리 ⇒ 거쳐가는 라우터의 수 증가 ⇒ 병목 지점의 링크를 거쳐갈 확률 증가 ⇒ 전송용량이 낮아질 가능성이 높아진다.
  2. 많은 이들이 여러번 시청하는 콘텐츠는 그만큼 자주 전송해야하고 이로 인해 전송 비용이 중복적으로 발생한다.
  3. 한번의 장애로 전체 서비스가 중단될 위험이 있다.

• CDN(Contents Distribution Network)
  : 여러 서버 클러스터를 두고 이들 서버에 콘텐츠의 복사본을 저장해두고 사용하는 방식
  
  • 대부분의 비디오 스트리밍 서비스에서 사용하는 방식
  • 이용하려는 서버 클러스터에 콘텐츠의 복사본이 없는 경우, 중앙 서버나 다른 클러스터로부터 해당 콘텐츠를 전송 받아 제공하는 동시에 복사본을 만든다.
    • PULL 방식을 사용하여, 요청이 들어오는 비디오에 대한 처리만 한다.
    • 복사본을 저장할 공간이 가득찬 경우 인터넷 캐시처럼 자주 이용되지 않은 것을 삭제
  • 사설 CDN 또는 제3자가 운영하는 CDN을 사용할 수 있다.
  • CDN 서버 클러스터를 구축하는 방식 (아래 두 가지 중 하나 선택 사용)
    1. 서버 클러스터를 최대한 사용자에 가까이 두어 전송 속도를 높이기 위해, 수많은 서버 클러스터들을 ISP의 접속 네트워크 안에 위치시키는 방법
       1. 장점 : 지연 시간 및 처리율이 향상된다.
       2. 단점 : 고도로 분산된 설계로 인해 유지 관리 비용이 증가한다.
    2. 보다 적은 수의 핵심 지점(IXPs)에만 큰 규모의 서버 클러스터를 위치 시키는 방법
       1. 장점 : 유지 관리 비용이 줄어든다.
       2. 단점 : 지연 시간 및 처리율이 상대적으로 저하된다.

• CDN 동작
  • CDN이 사용자의 요청을 가로채 해당 사용자에게 가장 적절한 서버 클러스터를 찾아 그 서버로 요청을 보낸다. 요청을 가로챌 때 DNS를 사용한다.
  • 동작 단계

• 서버 클러스터 선택 정책
  • LDNS(로컬 DNS)에서 CDN 책임 서버로 요청을 보내는 과정에 의해 CDN은 LDNS의 IP를 알게 되고 이 주소를 바탕으로 사용자에게 가장 적합한 콘텐츠 서버를 선택한다.
  • 각 CDN 별로 고유한 클러스터 선택 정책을 사용한다.
  • 일반적으로 사용하는 정책은 “클라이언트에게 지리적으로 가장 가까운 클러스터"를 선택하는 것
    • 일부 클라이언트에게는 지리적으로 가장 가까운 클러스터가 가장 가까운 클러스터가 아닐 수 있다. (네트워크 경로 상의 홉 수에 의해)
    • 클라이언트가 멀리 떨어진 LDNS를 사용할 경우 LDNS의 IP를 기반으로 한 선택이 최선이 아닐 수 있다.
    • 같은 위치라면 매번 같은 클러스터가 배정되는데, 이 때 경로의 지연이나 가용 대역폭의 변화 등은 고려하지 않는다.
  • CDN은 네트워크 트래픽 상황을 고려하여 클러스터를 선택하기 위해 클러스터와 클라이언트 간 경로 상의 지연 및 손실 성능을 실시간으로 측정하도록 할 수 있다.
    • 다만, 대부분의 LDNS에서 실시간 측정을 위해 사용되는 메시지에 응답하지 않도록 설정되어 있는 것이 문제...