2011. 06. 28 / KT 서영일

ACTION의 실천이 기업문화 혁신을 완성합니다.

Smart Content Delivery with ALTO

목목 차차

q Big Paradigm shift ‘From Dumb To Smart’

§ 현 IP 네트워크 주요 이슈 및 발전방향 è smart network !

§ 스마트네트워크 정의 및 도입의 기대효과

q 스마트 콘텐츠 유통을 위한 인프라 기술의 현황과 발전전망

§ Global top-class technology scanning

§ CDN vs. Smart network

§ Smart network as Future Internet

§ Smart Content Delivery case study

§ IETF ALTO 동향 및 구현 방안, case study

§ 미래 인터넷 구현 관점에서 IETF ALTO 구현 이슈, Trial 결과

3

IP 네트워크 주요 이슈 : Multi-flow unfairness issue

q P2P 트래픽 증가 원인 : Multi-flow unfairness issue

m현 IP 네트워크는 각 TCP flow 에 대하여 동일한 대역폭을 할당하는 특성이 있음.

mP2P와 같은 application 들이 이를 악용하여, P2P를 사용하는 Host로 하여금 대량 TCP flow를발생하여 네트워크 독점

Ø Each flow’s BW= 1/total flow

Ø P2P 세션의 수명은 파일 전송이 완료될 때까지 유지되어(수분~수시간) 타 사용자의 속도 저하 야기

HTTP, FTPe-mail

HTTP

100 Mbps 가입자 링크

P2P

HTTP

100 Mbps 가입자 링크가입자 A

가입자 B

가입자 A

가입자 B

q 더 심각한 우려 : P2P over UDP case è시간문제, 현재도 많이 늘어난 상태 임

mUDP 트래픽 폭증으로 네트워크 혼잡 발생 시 à TCP 트래픽은 더욱 심각한 품질 저하를 겪게 됨

q 관련 기사(http://www.theregister.co.uk/2008/12/01/richard_bennett_utorrent_udp/)

“BitTorrent declares war on VoIP, gamers!”

Gamers, VoIP and video conference users beware. The leading BitTorrent software authors have declared war on you ~~~~~~~the developers of the uTorrent P2P application have decided to make the UDP protocol the default transport protocol for file transfers.

4

Multi-flow unfairness issue와 ISP Business impact

q 저가 P2P기반 CDN 솔루션으로 인해 Telco IDC 매출 급감

m저가가입자회선 + P2P CDN 솔루션 제공

è IDC 네트워크 비용을 절감하는 기업 증가

m매출과 무관한 IX 트래픽 폭증!

m Dumb Pipe 가속화

q P2P 기반 무료/저가 SoIP 솔루션

mPSTN 시장 붕괴

q Telco IPTV 서비스의 경쟁력은 ?

m품질, 가격, 콘텐츠 다양성, End User 숫자 측면

mP2P based IPTV, P2P Web hard 출현

mSmart TV over Cable

m신규 종편 사업자의 partner ?

mWeb TV, Web Contents, App Contents ?

P2P CDN 사업자를 위한 Telco IX 회선?

Multi-flow app vs Telco 주력성장사업

SKB LGD

kt

1…10

1…101…10

각 사업자 초고속인터넷 접속 회선을활용한 저가의 P2P CDN 솔루션 제공

수백G 수백G

Huge FreeDumb Pipe

for free rider

수백G

IX(타ISP)

DC

Telco 인터넷 백본

60%à 68%Telco 외부유통 트래픽

지속적인 증가 추세

32%à26%

국제

5

인터넷 사업 환경의 변화

q 웹 중심에서 App, SNS, 비디오 콘텐츠 전달 중심으로 변화

m웹 중심의 인터넷 환경에서 Facebook, Twitter, Smartphone, RSS feed, IM, Pandora, Netflix 등의 App 또는 SNS 중심으로 인터넷 사업 환경이 변화하고 있으며, 트래픽 점유율 또한P2P등의 파일공유 및 인터넷 비디오 콘텐츠 전달 중심으로 급변하고 있음

Ø 인터넷을 사용하고 있지만 웹보다는 주로 App이나 SNS를 사용

Ø Facebook 5억 이상, Twitter 1억 이상 가입자를 확보

Ø Apple 주가 상승률에 비해, Google 주가는 상대적으로 1/4로 감소[Google is over, Fortune 誌, 2010.7.29]

Ø 소비자의 서비스 사용 패턴 또한, 서비스 자체는 무료(free)이나 사용 과정에서 고객의 지출을 유도하는Freemium 서비스로 변화

Ø 고화질 고품질 광대역 Killer App에 대한 고객 니즈 증가로 B2B2C 사업 기회 상승

m iTunes, Netflix, Youtube, P2P와 같은 App의 트래픽 비중이 높아짐에 따라 웹도 하나의 App에불과한 개념이 됨 [Wired 誌, 2010.09.06]

6

네트워크 기반의QoS 협력 모델

광고시장

멀티미디어서비스

HuluHulu

27% Owner27%

Owner

FCC 네트워크중립성 판결

BT 네트워크중립성에 대한해결방안 발표

네트워크 기반의QoS 필요성 인지

무시 경쟁 협력

고품질 멀티미디어서비스의 확장

인터넷 TV, Smart TV

망사업자 vs. OTT/CP 관계 모델

고품질 멀티미디어서비스 요구 증가

품질 보장을 위한협의체 구성

정보의자원화

VZW, Google 협의문 발표

ISPISP

ISPISP

ISPISP

Time

BW캔버스캔버스

망사업자와 CP/OTT사업자와의 관계 변화 : 상호 협력 증가 추세

7

Open APIOpen API

Cloud in the Net

스마트 노드

CP/OTT 와 협업기반의 수익창출 콘텐츠 제공

클라우드 기반의

수익 창출 콘텐츠

분산 저장 및 전달

개방형 고화질 콘텐츠 전달 서비스 제공

(Open IPTV, SNS, Smart TV)

Smart Gateway

(Network Layer)

(Service Layer)

B2B2C, Killer Service 성공 ? è Smart network !!!

Service Layer

Network Layer+

è

Smart Pipe

(Big Collaboration,

Big Profit)

8

스마트 네트워크 정의

q IT 융합 스마트 네트워크는 ?

m기존 IP 네트워크와 스토리지 및 서비스 플랫폼이 결합되어 서비스 전달에 최적화 된네트워크를 의미

Ø IT 서비스 유통을 IP 네트워크 자원과 밀결합시켜 대용량·고품질의 콘텐츠 전달서비스를 제공 가능

Ø 서비스/콘텐츠 시장이 확대될 수 있는 IT 산업 에코시스템을 제공하여 더 많은 이용자가 더 다양한서비스/콘텐츠를 사용하는 규모의 경제학을 제공하는 것임

Service

Platform

SmartNetwork

Customer

3rd Party KT CICICT Services CLOUD C&M 홈 기업 개인

Service Portal SDP

Smart DeliverySecurityQoSService Routing Virtualization

SN

SG

SN

SG

SN

Smart Node(SN)- Router/Switch + Server/Storage

Wired Access Wireless Access

SoIP PC Smart TV Smart Phone Tablet PC

Resource management Content management

Open Network Echo (Open API)

Smart Gateway(SG):서비스+네트워크계층결합

9

스마트 네트워크 도입의 기대효과

AS-ISAS-IS TO-BETO-BE

Service OrientedSmart

Network

Google

Amazon

NHN

Apple

QoS, Big Profit

Smart pipe 기반의 B2B2C

Smart node

Smart node

Smart node

Dumb pipeinternet

Google

NHNNo QoS,

Small Profit

Dumb pipe 기반의 B2C

$ $

한정된 가입자 군(제한된 시장)

$$$

다양한 가입자 군(규모의 경제)

-온라인 광고-맞춤형 광고 $$$$$$

$$$$$$

기대효과 As-Is To-Be

Customer측면

•단순 접속서비스 à Killer App 수요 증대

•고품질, 고화질 이머징 서비스 이용 시 품질

저하 경험으로 QoS 요구 증대

•고품질, 고화질의 다양한 이머징 서비스 향유

•고객 참여적 Open, Freemium서비스 향유

•광고와 결합된 서비스 이용으로 통신비 절감

10

스마트 네트워크 도입의 기대효과

기대효과 As-Is To-Be

CP/OTT/클라우드사업자측면

•QoS가 보장되지 않는 현재 인터넷 환경에서

한정된 가입자 군 대상으로 B2C, Retail 사업만

가능

•Dumb pipe기반의 인터넷을 통한 One-side

market만 가능

•개방형BE 인터넷à고부가 수익창출 불가

•QoS 보장되는 스마트 네트워크에서B2B2C 사

업 제공 가능(Two-side market 가능)

•Retail 사업대비 50%이상 운영비 절감 효과

발생으로 고마진 추구 [Amazon case study]

망사업자측면

•트래픽 증가를 매출로 연계하지 못하는 단순

접속 제공형 Dumb pipe기반 사업 구조

•망 사업자간 과당경쟁으로 기존 Data Center,

전용회선, 접속서비스 경쟁력 저하

•Open, Collaboration기반 수익공유 구조

•분산컴퓨팅 기반의 CAPEX/OPEX절감 구조

•Open IPTV, 클라우드 서비스 브로커, Target

광고 서비스 제공으로 ROI/ARPU 증가 예상

$

Time

Traffic

Revenue

$

Time

TrafficRevenue

11

스마트 네트워크 Open API

q 스마트 네트워크 API는 SDP Open API와 유사하며, 콘텐츠를 저장하고 전달하는 네트워크개념이 추가된 미래 네트워크 모델임

SDP (Service Delivery Platform) Smart Network Platform

l SDP가 도입되면, 서비스와 자원 계층 사이의복잡한 관계가 단순화 되고, 다양한 Mash-up 서비스 제공이 가능하며, 자원 재사용을 통한효율성이 향상될 수 있음

§ Open API: SDP가 서비스개발자에 제공하는 응용

프로그램 인터페이스

TV

서비스플랫폼 BSS OSS 네트워크

전화 M전화 OTTs인터넷 CPs ...

서비스플랫폼 BSS OSS 네트워크

TV 전화 M전화 OTTs인터넷 CPs ...

SDP

Open API

Service Layer

Resource Layer

Service Layer

Resource Layer

l Smart Network는 공통 인프라에 대한 Open API를 제공한다는 점에서는 SDP와 유사

l 그러나 SDP에는 네트워크 정보와 연계하여콘텐츠를 전달한다는 개념은 없음

l 즉, Smart Network는 콘텐츠를 저장하고전달하는 네트워크 개념이 SDP에 추가된것임

서비스플랫폼 BSS OSS네트워크

TV 전화 M전화 OTTs인터넷 CPs ...

SDP

Open API

Service Layer

Resource Layer

콘텐츠 저장및 전달

* SDP: Service Delivery Platform

12

스마트 네트워크 기존 모델과의 비교

q 스마트 네트워크는 기존 CDN 및 NGN과 유사한 구조처럼 보이나, 서비스 인지 및 콘텐츠라우팅 기술과 네트워크 및 서버플랫폼 가상화 기능을 제공한다는 관점에서 차별화됨

• CDN: Content Delivery Network, NGN: Next Generation Network

구분 특징

CDN

§ CDN은 단순히 콘텐츠 정보를 ISP별/지역별/나라별 등으로 분산 저장하여 전달하는 것으로,

§ CDN 서버에서 망사업자의 네트워크 상태를 알 수가 없고, 서비스 개발자를 위하여 API를 제공하지도

않으며, 트래픽 급증 시에는 대처 능력이 떨어짐

(현재) NGN

§ NGN은 All IP기반으로 개념 상 네트워크 계층 상위에 SDP 계층과 IMS (IP Multimedia Subsystem) 계층을

도입한 것으로,

§ 세션을 연결/제어하고, 인증, 과금 기능 등을 제공하며, 서비스 제공을 위하여 네트워크를 어떻게 제어할

것인지 정리한 개념이나,

§ Smart Network과 같이 서비스인지 기술, 콘텐츠라우팅 기술 등을 도입하여, 콘텐츠 전달을 위하여 최적

네트워크를 제공하는 개념은 없음

SmartNetwork

§ Smart Network은 콘텐츠 및 서비스 전달에 최적화된 네트워크로 망사업자와 인터넷사업자 간 개방형

에코환경 구현을 통해 수익 공유가 가능한 네트워크

§ Smart Network은 콘텐츠라우팅 기능을 도입하여, 동일 콘텐츠가 중복으로 네트워크에 전달되는 것을

방지함으로써, 네트워크 자원을 합리적으로 사용할 수 있으며,

§ 또한, Smart Network에서는 서비스 중심의 개방형 플랫폼(API)을 제공함으로써, 인터넷사업자가 과금, 인증,

보안, 저장, 전달 등에 따른 부담 없이 서비스를 제공할 수 있으므로, 다양한 형태의 고품질 킬러 서비스

개발이 용이

13

Legacy CDN vs 스마트 네트워크

구분 Legacy CDN Smart Network

콘텐츠 전달방식 및 구조

§ 단순 캐쉬 형태의 분산저장/전달 방식

§ 주서버/캐쉬서버 2단계 구조로 망설계/구축의유연성 및 확장성 결여

§ P2P 핵심 분산컴퓨팅 기술 사용

§ 노드 별 콘텐츠 분산수용구조로 망설계/구축의유연성 및 확장성 제공

QoS 제공 § 망차원 별도의 QoS 제공 필요§ 네트워크 정보 기반의 전송à 근본적 QoS

보장구조

콘텐츠/ 서비스

제공최적화

§ 콘텐츠 Static Pre-positioningà망자원 사용효율저하, 부하분산용 별도 L4 장비 추가 필요

§ 망자원 정보 기반 콘텐츠를 동적으로 위치/제공 à네트워크/서버 자원 사용 효율 극대화

§ 망자원 정보 기반 스마트한 콘텐츠/서비스 전달à콘텐츠/서비스 경로 최적화 가능

고객수용 및연동방안

§ 계약고객별 정적 연동:별도 커스트마이징, 중복투자 유발,신규사업/고객확대 지연

§ API 기반 동적연동으로 신규서비스 출시 용이

미래인터넷기술제공

§ 기존 IP기반의 단순 전송 방식 사용§ 미래인터넷 핵심기술인 콘텐츠 라우팅 추구하며,

보다 현실적으로 실현가능한 서비스 오버레이기반의 솔루션 이용

클라우드컴퓨팅 융합

§ Legacy CDN이 클라우드 서비스의 일부분으로융합되는 구조

§ 스마트네트워크는 클라우드 서비스 연계하여융합형 파생 서비스 제공 가능 àCloud in the Net

Open IPTV수용

§ 실시간 스트리밍 서비스 제공에 제약

§ 콘텐츠 교환 서비스 제공에 제약

§ 실시간 스트리밍 서비스 제공 가능

§ Open 구조로 콘텐츠 유통서비스 활성화

서비스 확장의 용이성,

시장 활성화

§ Closed 서비스 환경으로 기존 콘텐츠 전달서비스에만 초점을 두고 있으므로, 고부가 가치상품기획이 지난함

§ 고객 별 동일 서비스에 대해서 중복투자 발생

§ Open 서비스 환경으로 규모의 경제학 제공

§ 콘텐츠 전달 서비스 이외 영상협업/ 이머징 서비스수용/ 이머징 단말 사용/ 모바일 응용서비스 수용가능

§ 기존 IP기반 Killer Service의 경쟁력 강화 제공

14

스마트 네트워크 Global top-class technology scanning

q [표준] IETF ALTO(Application Level Traffic Optimization) WG

m2008년 8월부터, 서비스 계층과 네트워크 계층의 융합 관련 표준 제정

m비 표준인 P4P와는 달리 Peer의 랭킹 정보만을 제공하도록 ALTO 프로토콜 구성

m2010 KT ALTO protype 구현 결과물 성능: 평균 30% 총 트래픽 감소, 평균 속도 61% 향상

q [표준] IEEE NGSON(Next Generation Service Overlay Network) 프로젝트

q [표준] ITU-T DSN(Distributed Service Networking)

q [벤더] 시스코 서비스 라우팅 기술 : 영국 CANVAS Project 참여

m시스코는 3년 전부터 망사업자와 인터넷 서비스 제공자들이 적극 협력하여 광대역/고품질

서비스를 제공 할 수 있게끔 IP인프라 계층과 서비스 계층을 융합시킨 기술로 서비스 라우팅

기술을 개발하고 관련 장비를 출시하고 있음

q [벤더] 후아웨이 ISP manageable P2P 기술

q [벤더] 알카텔-루슨트 서비스 라우팅 기술

q [벤더] Verivue : Smart Cache 솔루션, Google-Verizon Project 참여

q [벤더] Qwilt : Video 트래픽 분석 기능 탑재 및 Smart Cache 솔루션 동시 제공

q [벤더] Juniper : Smart Cache + Media Flow Controller

15

Smart network as Future internet

공통점차이점

미래인터넷 스마트네트워크

- 미래 이머징 서비스 수용- Clean slate 기반

- Long term Vision (10Y ?~)

- Dirty slate(Service Overlay) 기반

- 실행가능 솔루션

- Content Centric 지향

- Content cache 기능 보유

- Content Routing 의 상용화 가능성? 최소10년

- 가상화 계층 도입으로 응용계층과 네트워크계층 분리

- 서비스와 네트워크의 밀결합

- 서비스 오버레이

- Scalability

- LISP 구현

- 가상화 기반의 확장성 제공

- IP계층에서 LISP 구현은 동일 이슈

- 서비스 오버레이 기반으로 자원 가상화 및확장성 구현

- IP계층에서 LISP 구현은 동일 이슈

- Virtualization

- Clean slate 기반으로 가상화의 새로운 개념을 정의: Slice

- OpenFlow기반으로Virtualized programmable network 구성

- 자원재구성 기능 보유 (Reconfigurability)

- 현 인터넷 환경의 네트워크 가상화/서버 가상화 기술을 고도화 시켜서 활용

- Mobility

- Security

- QoS

- 차세대 Mobile IP 솔루션 연구

- QoS, Security는 필수 요구사항- QoS, Security는 필수 요구사항

16

스마트 네트워크 case study

q 해외 망사업자 분석 결과, 인터넷 사업자에게 서비스 플랫폼 및 네트워크 자원을

개방함으로써 서비스 개발 및 제공에 따른 수익 공유

mVerizon은 Youtube 등 스트리밍 서비스 제공에 우선 순위를 제공하고 수익을 공유하는 것을

Google과 협상 중 (KT 경제경영연구소, 2010.08)

mBT는 고객과 가까운 노드에 콘텐트 PoP을 설치하여, BBC 인터넷 스트리밍 서비스인 iPlayer를

제공할 계획임

q 해외 망사업자들의 Web TV 사업 진출 가속화 (WebTV+ N-Screen + SNS)

mN-Screen 서비스 제공을 위해서 Mobile 영역으로 서비스 확대 추진

mFacebook, Twitter 등 소셜 네트워크 서비스와 결합하여 효과 극대화 추진

BT Wholesale ISP3rd PartyContent

CP 1Content

CP1UserCP1User

CP2UserCP2User

BT Wholesale ISP

CP1UserCP1User

CP2UserCP2User

CP 1Content

3rd PartyContent

기존 BT 콘텐츠 전달 모델기존 BT 콘텐츠 전달 모델 신규 Youview 서비스 모델신규 Youview 서비스 모델

17

SN 실행 전략: Approach

q Sourcing, Customizing & Make : Overlay Contents Delivery (Smart Node)

Service

Platform

SmartNetwork

Customer

3rd Party KT CICICT Services CLOUD C&M 홈 기업 개인

Service Portal SDP

SNSN

SGSGSGSG

SNSN

SGSGSGSG

SNSN

Wired Access Wireless Access

SoIP PC Smart TV Smart Phone Tablet PC

Resource management Content management

Open Network Echo (Open API)Open Network Echo (Open API)

Sourcing,Customizing & Make

MakeOpen

Collaboration

q Collaboration : OTT/CP 협력을 통한 SN BM 개발 및 시범서비스, SN 국가 정책 사업화

q Make : Smart Gateway, Open Network Echo, 플랫폼, 서비스 활성화 정책 기술

18

P4P

Evolution of Content Delivery technologies

Multicast

MDT

Multicast

MDT

- P4P - IETF ALTO- NGSON- ITU-T SUN

CDN

19

Smart Content Delivery architecture

q Smart Content Delivery architecture & Standardization bodiesmIEEE NGSON (Next Generation Service Overlay Network)

mITU-T SUN (Smart Ubiquitous Network)

mIETF ALTO WG (Application Level Traffic Optimization)

SP1’s content source

Proximitycalculator

End User

SP1 IP infra area

i) HD content deliveryii) 광고iii) CRMiv) Storagev) Presence, 위치정보vi) 과금vii) 인증viii) 보안ix) Access 제어x) Etc.

L3 Router

Service Routing overlay area

Application & mgmt. area

ServiceNode

SP2’s content source

Proximitycalculator

End User

SP2 IP infra area

i) HD content deliveryii) 광고iii) CRMiv) Storagev) Presence, 위치정보vi) 과금vii) 인증viii) 보안ix) Access 제어x) Etc.

L3 Router

SR overlay area

Application & mgmt. area

ServiceNode

Overlay CCN

Service Routing

Internet Routing

20

P4P introduction as Smart Content Delivery

q P4P (Proactive network Provider Participation for P2P)

mDefinition : P4P는 ISP와 P2P 어플리케이션이 네트워크 자원의 효율적인 활용을 위한협력하는 프레임워크

q 목적

m“Close” 피어를 선택하여 P2P 어플리케이션의 성능을 향상

m네트워크 자원의 효율적인 활용(Localization)을 통하여 ISP의 투자 및 운용 비용 절감

Edge Network

Regional Routers

Internet Transit

Traditional CDN P2P

More Viewers =Better performanceLower cost

More Viewers =Worse performanceHigher cost

P2P with P4P

21

P4P introduction as Smart Content Delivery

q Case study

mComcast case (draft-livingood-woundy-p4p-experiences-02)

Ø Application download performance increase

è전체적인 P2P 다운로드 성능은 약 15%정도 향상됨.

èComcast 내부에서 다운로드 성능은 약 50% ~ 80% 정도 향상됨

Ø P2P traffic localization effect

èUpload traffic : 34% 감소

èDownload traffic : 80% 감소

q P4P Component

m iTracker (ISP Portal Service)

Ø From ISP’s Network information, iTacker is providing ‘optimal path and topology information’ to pTracker

mpTracker (Application Tracker, AppTracker)

Ø Interworking with iTracker, pTracker is providing ‘optimal peer information ’to each P2P application

22

IETF ALTO Technology as Smart Content Delivery

q ALTO information export service

mP2P 응용 서비스 전달 특성 최적화

mApplication Level Traffic Optimization

q P4P (Provider Portal for P2P Applications)

mP2P traffic localization effect

mApplication download performance increase

q NG-CD based on Routing Proximity

mBest path for content routing by using of ISP network information

Ø Routing info, BW info, Performance info from RTT/one-way delay

23

IETF ALTO Trial as Smart Content Delivery

q P4P vs ALTO

mP4P : ISP는 네트워크 정보 제공, P2P 사업자는 필요한 정보를 선택

mALTO : Peer의 랭킹 정보만을 제공하도록 ALTO 프로토콜 구성

q ALTO system architecture

q ALTO Trial

mALTO implementation for KORNET

mKT specific ALTO trial in KORNET Testbed

24

IETF ALTO Trial as Smart Content Delivery

q ALTO Trial in KORNET Testbed

m네트워크에 유통되는 트래픽 평균 30% 감소

mP2P 응용 프로그램 다운로드 속도 평균 61% 향상

피어 개수 100개 200개 300개 400개

without ALTO 96 142 156 200

ALTO 49 53 57 61

속도변화 48.5%↑ 62.9%↑ 63.1%↑ 69.2%↑

피어 개수 100개 200개 300개 400개

without ALTO 7.0 GB 13.6 GB 19.3 GB 24.9 GB

ALTO 4.8 GB 9.5 GB 13.6 GB 17.6 GB

트래픽 감소 32%↓ 30%↓ 30%↓ 29%↓

총 트래픽 유통량 분석

콘텐츠 다운로드 시간 분석

25

Discussion