CDN

CDN(Contents Delivery Network)는 인터넷 사용 환경에서 게임 클라이언트나 콘텐츠를 사용자의 PC로 효율적으로 전달하기 위해 분산된 서버에 데이터를 저장해 전달해주는 시스템을 말한다.

개요

CDN(Content delivery network 또는 content distribution network (CDN))는 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 컨텐츠를 전달함에 있다. CDN은 오늘날 인터넷에 존재하는 컨텐츠의 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 컨텐츠를 사용자들에게 전달하기 위해서 CDN 회사에 사용료를 지불한다. 반대로, CDN은 ISP, 이동통신사업자, 그리고 네트워크 사업자들에게 데이터 센터에서의 서버 호스팅 비용을 지불한다. 더 나은 퍼포먼스와 사용성 이외에도 CDN은 컨텐츠 제공자의 서버의 트래픽을 덜어주어 컨텐츠 제공자의 비용을 줄여준다. 추가로, CDN은 대규모 분산 서버 장비로 공격 트래픽을 완화할 수 있으므로 컨텐츠 제공자에게 DoS 공격에 대해서 어느정도 보호해 줄 수 있다. 초기 대부분의 CDN은 CDN이 소유하고 동작하는 서버를 사용하는 컨텐츠만 서비스하였으나 최신 트랜드는 P2P기술을 이용하는 하이브리드 모델을 사용하는 것이다. 하이브리드 모델에서 컨텐츠는 지정된 서버 그리고 주변 컴퓨터(peer-user-owned)를 모두 사용한다.

역사

초기 기술 개발은 미국에서 집중적으로 이루어졌다. 미국은 땅이 워낙에 넓어, 중간 네트워크에서 서버 문제가 발생하거나 네트워크에 문제가 생기면 속도가 하염없이 곤두박질치는 상황이었다. 또한, 동부와 서부를 연결하는 중부지방에 네트워크가 집중되어 형성된 미들마일 구간(ISP끼리 연결된 구간)에서 쏟아지는 전송 에러와 중간 손실 문제를 해결해야 했기 때문이었다.

특징

CDN 작동원리

CDN을 사용하지 않으면 콘텐츠를 담고있는 오리진 서버들은 모든 엔드유저의 요청에 일일이 응답해야 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 엔드유저 요청에 응답함으로써 콘텐츠 서버의 트래픽 부하를 줄이고 엔드유저의 웹 경험을 개선하여 콘텐츠 제공업체와 엔드유저 모두에게 막대한 이점을 제공한다.

작동원리

일반적으로 웹 브라우저가 실행되는 디바이스인 PC나 모바일 기기의 사용자 에이전트가 특정 주소에 접근하여 HTML, 이미지, CSS, JavaScript 파일등 렌더링하는 데 필요한 콘텐츠를 서버로부터 요청한다. 대부분의 CDN의 경우 콘텐츠에 대한 각 요청이 발생하면 엔드유저와 가장 가까운 위치에 최적으로 배치된 CDN 서버에 엔드유저가 매핑되고, 해당 서버는 요청된 파일의 캐싱된(사전 저장된) 버전으로 응답(전송)한다. 서버가 파일을 찾는 데 실패하는 경우 CDN 플랫폼의 다른 서버에서 콘텐츠를 찾은 다음 엔드유저에게 응답을 전송한다. 콘텐츠를 사용할 수 없거나 콘텐츠가 오래된 경우, CDN은 오리진 서버에 대한 요청 프록시로 작동하여 향후 요청에 대해 응답할 수 있도록 페칭된 새로운 콘텐츠를 저장한다.

장점

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 버퍼링될 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 Fashion House X(FHX)가 온라인 주문을 위한 새로운 라인업을 출시했다고 가정했을 시 뉴욕, 파리, 리우데자네이루, 도쿄의 패션 리더들은 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 제공업체는 CDN을 사용하여 위치, 브라우저, 디바이스, 연결하는 네트워크에 관계없이 모든 엔드유저에게 고품질의 웹 경험을 빠른 속도로 제공할 수 있게 된다. 웹페이지는 더 빠르게 렌더링되고, 동영상 버퍼링 시간은 줄어들고, 사용자들은 더 많이 참여할 수 있으며, 콘텐츠 제공업체는 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 제공업체의 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 제공업체는 CDN을 활용하지 않았다면 불가능할 정도의 대규모 사용자 기반에 가용성을 제공할 수 있다. 밀라노의 Fashion House X(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. Ponemon Institute에서 발행한 사이버 범죄 보고서에 따르면, 전세계 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. Akamai의 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. Akamai와 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 제공업체와 사용자들을 보호할 수 있어야 한다.

인텔리전스

전 세계 인터넷 트래픽 중 절반 가까이를 처리하는 CDN 제공업체들은 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. Akamai에서 제공하는 인사이트와 인텔리전트에는 엔드유저가 웹 콘텐츠와 소통하는 방식을 측정하기 위한 RUM(Real-User Monitoring) 및 Media Analytics와 온라인 위협을 추적하기 위한 클라우드 보안 인텔리전스가 포함된다. Akamai는 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.

전망

CDN 시장의 가장 큰 성장 동력은 OTT(인터넷 기반 온라인 동영상 서비스) 수요의 폭발적인 증가다. 이러한 OTT사업의 성장과 5G 상용화에 힘입어 방송 프로그램, 영화, 교육 등의 각종 미디어 콘텐츠를 유통하는 고객사들의 초고화질, 고용량, 초저지연 데이터 처리에 대한 요구사항이 폭발적으로 증가하고 있어 CDN 시장은 앞으로도 높은 성장률을 보일 것으로 전망된다. 고품질 라이브 콘텐츠를 제작하고 배포하는 것은 전통적으로 방송사들의 역할이었지만, 이제는 라이브 비디오 스트리밍도 기존 방송과 동일한 수준의 음질과 품질에 근접하게 되었다. 이를 반영하듯 네트워크 업체인 샌드바인의 발표에 따르면 OTT 스트리밍 비디오는 전 세계 인터넷 대역폭의 60 % 이상을 차지하고 있는 것으로 나타났다. 이에 OTT 서비스에 대한 사용자 수요가 증가할수록 CDN 시장 역시 높은 성장세를 이어갈 것으로 예상된다.

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 무엇인가요?〉, 《호스팅케이알》
• 길민권 기자,〈라임라이트 네트웍스, ‘2020 CDN 시장 전망’ 발표〉, 《데일리시큐》, 2020-01-17

같이 보기

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