5. CDN 구성요소
- CDN 서버 : 컨텐츠 저장, 최종 사용자에게 스트리밍 서비스
- Contents 분배 : 지정된 컨텐츠를 스케쥴에 따라
지정된 CDN 서버에 전송하여 최신 컨텐츠 버전을 유지함.
- GLB라우터 : 지역적으로 분산되어 설치된 여러 CDN 서버를 사용자와 가장 가까운
CDN서버에서 사용자가 서비스 받을 수 있도록 하는 라우터
- CDN관리 및 모니터링 SW : 분산되어 있는 CDN서버를 중앙에서 관리, 장애상황 대처
6. CDN 기술요소
- Contents Sync : CP의 웹컨텐츠 중 변경된 내용이 있다면 CDN서버와 Sync
- Caching 기술 : 자주 사용되는 파일 캐쉬 서버에 저장
- Pull 모델 = ISP들의 POP지점에 Cache서버 배치
- Push 모델 = 캐쉬서버를 웹서버 앞에 위치
- Load Balancing : 서버사이의 트래픽 향상
- Product-Based Solution : 기업 소유 형태
- Service-Based Solution : 아웃소싱 형태
- Streaming 기술 : 실시간으로 사용자가 원하는 컨텐츠 전송 기술
- Multicasting Streaming : 동시에 많은 고객
- On-demand Streaming : 주문형 서비스
7. CDN 캐싱방식
Static Caching
: 사용자의 요청이 없어도 Origin Server에 있는 Content를 운영자가 미리 Cache Server에 복사함
Dynamic Caching
: 최초 Cache Server에는 Content가 없음
세기말인 1999년, 땅덩이가 넓은 미국의 아카마이와 디지털 아일랜드, 미러 이미지 등의 회사가 CDN 서비스를 시작했다. 이 시기 CDN은 이미지 파일의 안정적인 전송을 목적으로 시작되었으며, 2002년 이후 전송 기술이 매년 눈부시게 발전하고 고용량 음원과 영상 매체의 전송 빈도가 늘어나면서 빠른 전송이 장점으로 부각되었다.
CDN을 사용하지 않으면 콘텐츠를 담고있는 오리진 서버들은 모든 엔드유저의 요청에 일일이 응답해야 합니다.
이는 오리진과 오리진에 막대한 트래픽을 유발하고 이후에도 엄청난 부하를 유발하여 트래픽이 과도하게 증가하거나 부하가 끊임없이 들어오는 경우 오리진에서 장애가 발생할 확률을 높입니다.
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 제공합니다.
일반적으로 웹 브라우저가 실행되는 디바이스인 PC나 모바일 기기의 사용자 에이전트가 특정 주소에 접근하여 HTML, 이미지, CSS, JavaScript 파일등 렌더링하는 데 필요한 콘텐츠를 서버로부터 요청합니다. 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)합니다. 서버가 파일을 찾는 데 실패하는 경우 CDN 플랫폼의 다른 서버에서 콘텐츠를 찾은 다음 엔드유저에게 응답을 전송합니다. 콘텐츠를 사용할 수 없거나 콘텐츠가 오래된 경우, CDN은 오리진 서버에 대한 요청 프록시로 작동하여 향후 요청에 대해 응답할 수 있도록 페칭된 새로운 콘텐츠를 저장합니다.
Static Caching
– 사용자의 요청이 없어도 Origin Server에 있는 Content를 운영자가 미리 Cache Server에 복사함
– 따라서 사용자가 Cache Server에 접속하여 Content를 요청하면 무조건 그 Content는 Cache Server에 있음! (100% Cache Hit)
– 대부분의 국내 CDN에서 이 방식을 사용함 (예. Pooq 동영상 스트리밍/다운로드, NCSOFT 게임파일 다운로드 등)
Dynamic Caching
– 최초 Cache Server에는 Content가 없음
– 사용자가 Content를 요청하면 해당 Content가 있는지 확인하고, 없으면(Cache Miss) Origin Server로 부터 다운로드 받아(Cache Fill) 사용자에게 전달해 줌
– 이후 동일 Content를 요청 받으면 저장(캐싱)된 Content를 사용자에게 전달(Cache Hit)
– 각 Content는 일정 시간(TTL)이 지나면 Cache Server에서 삭제될 수 있고, 혹은 Origin Server를 통해 Content Freshness 확인 후에 계속 가지고 있을 수 있음
– Akamai, Amazon과 같은 Global CDN 업체, 그리고 Cisco나 ALU의 통신사업자향 CDN 장비 솔루션에서 이 방식을 지원함
성능
성능이란 무엇을 의미할까요? 성능은 온라인 콘텐츠가 빠르게 전송되는 것을 의미합니다. 성능이란, 클릭했을 때 새로운 콘텐츠에 즉각적으로 액세스하게 되는 경험과 페이지가 로드되거나 동영상이 버퍼링될 때까지 기다려야 하는 경험의 차이입니다.
사용자로 부터 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 됩니다. 그 결과 엔드유저가 경험하는 성능이 크게 향상합니다.
예를 들어, 이탈리아 밀라노의 Fashion House X(FHX)가 온라인 주문을 위한 새로운 라인업을 출시했다고 가정해 보겠습니다. 뉴욕, 파리, 리우데자네이루, 도쿄의 패션 리더들은 앞다투어 온라인으로 접속하여 주문하려 할 것입니다. 만약 FHX가 클라우드 콘텐츠 관리 시스템을 사용하지 않고 있다면, 각 엔드유저의 요청은 밀라노까지 갔다가 엔드유저에게 되돌아가야 합니다. 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 됩니다.
콘텐츠가 캐시에 저장되어 있지 않다면 어떻게 될까요? CDN 서버의 캐시에 콘텐츠가 저장되어 있지 않은 경우에는 해당 CDN과 다른 CDN 서버 사이의 상호 연결에 관한 프로그래밍된 기술이 작동하게 됩니다. 이러한 기술을 통해 여러 ISP 간의 피어링, 네트워크 중단으로 인한 패킷 손실, DNS 조회에 소요되는 시간이라는 문제를 극복할 수 있습니다. 또한 고급 CDN에는 동적 콘텐츠(캐싱 불가능한 콘텐츠)를 처리하기 위한 다양한 기술들도 있습니다.
이로 인해 콘텐츠 제공업체는 CDN을 사용하여 위치, 브라우저, 디바이스, 연결하는 네트워크에 관계없이 모든 엔드유저에게 고품질의 웹 경험을 빠른 속도로 제공할 수 있게 됩니다. 웹페이지는 더 빠르게 렌더링되고, 동영상 버퍼링 시간은 줄어들고, 사용자들은 더 많이 참여할 수 있으며, 콘텐츠 제공업체는 더 많은 비즈니스를 창출할 수 있게 됩니다.
가용성
가용성이란 사용자 트래픽 급증, 간헐적인 급등, 잠재적인 서버 중단과 같은 극심한 상황에서도 엔드유저에게 콘텐츠를 제공할 수 있는 역량을 의미합니다.
트래픽 부하가 초당 수백만 건의 요청으로 급증하게 되면 제아무리 강력한 오리진 서버라도 막대한 부담이 가게 됩니다. CDN이 없다면 이 모든 트래픽은 콘텐츠 제공업체의 오리진 인프라에서 처리해야 합니다.
만약 오리진에 장애가 발생하게 되면 이는 엔드유저에게 좋지 않은 경험과 심각한 비즈니스상 손실로 이어집니다. 바로 이러한 이유 때문에 대규모로 분산된 서버 인프라를 갖춘 CDN이 필수적입니다.
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 있습니다. 앞서 든 밀라노의 Fashion House X(FHX) 사례를 다시 들어 보겠습니다. FHX는 수많은 패션 애호가들이 사랑하는 브랜드로서, 신규 라인업이 출시되면 패션 피플의 엄청난 관심을 받습니다. 전 세계 패션 애호가들은 출시 시점에 FHX 웹사이트에 동시 접속합니다. FHX가 CDN을 사용하고 있지 않다면 이 모든 사용자들이 동시에 오리진 서버에 요청을 전송하게 되고, 오리진 서버에서는 트래픽 급증으로 인한 장애가 발생할 가능성이 매우 높습니다. 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 됩니다.
보안
인터넷에서 가치 높은 데이터와 트랜잭션의 양이 계속 증가함에 따라 공격자의 위협도 마찬가지로 늘어나고 있으며 기업은 그만큼 보안에 큰 비용을 들이게 됩니다. Ponemon Institute에서 발행한 사이버 범죄 보고서에 따르면, 전세계 기업들은 2015년 한 해 동안 사이버 범죄로 인해 평균 770만 달러의 손실을 입었습니다. 악의적인 내부자에 의한 범죄와 함께 DDoS 및 웹 기반 공격이 가장 많은 비용을 초래한 것으로 밝혀졌습니다.
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 추세입니다. 또한 DDoS 공격으로 주의를 돌린 후 더욱 심각한 손실을 유발하는 다른 악용 공격을 가하는 사례 또한 늘어가고 있습니다. 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 필요합니다. 인터넷 위협 환경의 급격한 변화는 보안 웹사이트 지원이 CDN의 중요한 요구 사항으로 인식되는 결과를 낳았습니다. Akamai와 같은 오늘날의 고급 CDN은 인터넷 보안을 핵심 역량으로 삼아 독자적인 클라우드 기반 솔루션을 제공하고 있습니다. CDN은 악성 행위자들이 어떠한 경우에도 전송 및 가용성에 영향을 미치지 않도록 하는 동시에 다양한 공격을 막아냄으로써 콘텐츠 제공업체와 사용자들을 보호할 수 있어야 합니다.
인텔리전스
전 세계 인터넷 트래픽 중 절반 가까이를 처리하는 CDN 제공업체들은 전 세계의 엔드유저 연결, 디바이스 유형, 브라우징 경험에 대해 막대한 데이터를 생성하고 있습니다. 이들은 이러한 데이터를 고객에게 제시함으로써 고객의 사용자 기반에 대한 유용하고 중요한 인사이트와 인텔리전트를 제공할 수 있습니다.
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 포함됩니다. 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 있습니다. 보고서는 여기에서 다운로드하실 수 있습니다.
