주제 : 멀티미디어 앱
멀티미디어 앱은 결국 App 레이어의 영역으로,
유튜브, 음악 등의 데이터를 사용하는 서비스의 네트워크 부분에 집중한다고 보면 된다.
멀티미디어란? : 그림, 동영상, 음향 등 다양한 매체를 복합적으로 만든 소프트웨어
오디오
실생활에서 오디오는 아날로그 신호로,
결국 이를 어떻게 디지털 신호로 변환시킬 것인지에 대한 문제가 발생한다.
이처럼 아날로그 신호 => 디지털 신호로 바꾸는 것을 샘플링이라고 하며,
연속적인 오디오 신호를 단위를 짤라서 디지털 신호로 변환해야 하는데,
저 직사각형을 작고 촘촘하게 나눌수록 더 원본에 가까운 디테일한 소리를 표현할 수 있을 것이다.
Kbps : 1초에 n비트를 써서 표현
96kbps : 1초에 96kb를 써서 소리를 표현
1000kbps : 1초 소리를 1000Kb를 써서 표현
당연히 아래가 퀄리티가 좋을 것 아닌가?
비디오
비디오는 결국 이미지의 연속이다. 이 이미지를 "프레임" 이라고하며,
이미지는 결국 픽셀 별로 나누어 색을 줘서 표현한다.
비트레이트 = 1초 영상에 얼마의 데이터를 표현한다
Mbps(메가비트 퍼 세컨드)
영상이 2Mbps라면, 1초에 2메가비트를 사용하여 화면을 표현한다는 것이다.
멀티미디어 네트워킹 : 3 종류의 앱 타입
- Streaming, stored audio,video : 서버에 저장해놓은 영상, 오디오 (유튜브)
- Convensional voice/audio over IP : 스카이프같은
- Straming Live audio/video : 실시간 방송
Streaming stored video
이상적인 상황이면 2시간 영상짜리 데이터를 쭉 보내고, 쭉 받아서 차례대로 재생하면 문제없을 것이다. 그런데 이건 이상이고 ㅋㅋ
문제는 이 엄청난 스트림의 데이터가 빨리왔다, 늦게 왔다 오락가락한 딜레이가 발생한다는 것이다. 이것을 Jitter 라고 한다.
Client-side buffering
서버는 영상을 여러 데이터로 나누어 보낼 것이고, 클라이언트는 버퍼에 이를 저장할 것이다.
재생을 시작했는데, 재생 속도보다 평균적으로 받은 데이터가 적다면 당연히 중간에 끊길 것이고, 따라서 재생 속도보다 더 많은 데이터를 받아야 한다는 것이다.
그래서 처음 시작하기 전에, 일부러 3초 정도 시간을 둬서 재생 안하고 데이터를 받을 수 있는 시간을 버는 것이다.
단순히 기술적인 3초가 아니라, 사용자들이 감수할만 한 심리적인 시간까지 고려한 것이다.
그렇다면 이러한 영상 전송은 TCP일까 UDP일까?
UDP는 전송 속도를 누가 정하나? 보내는 사람 마음이다.
TCP는 전송 속도? 네트워크 상황 다라 다르다.(TCP는 Congestion control)
둘다 문제는 있다.
위 그림을 보면 TCP는 네트워크 상황에 따라 fill rate가 왔다갔다 한다.
그래서 이들이 생각해낸 방법은
DASH = Dynamic Adaptive Streaming over HTTP
기본적으로 HTTP에서 작동하고 웹 브라우저가 구현이 되어 있다.
비디오 파일을 여러 청크로 나누어 번호를 매기고,
kbps 별로 여러 버전을 만든다.
이를 manifest file이라고 한다.
그리고 이 각각 chunk 안에는 Url이 있다.
이 URL로 영상 데이터에 접근하는 것이다.
정리하면
- Youtube에서 내 크롬으로 이 chunk들을 전송.
- 내 웹 브라우저에서 chunk url로 접속해 데이터 받아와 전송
여기서 웹 브라우저(유튜브 플레이어) 등이 속도를 지속적으로 측정해,
chunk를 받는 속도를 조절할 수 있다는 것이다.
그래서 영상볼 떄 화질 깨졌다가, 돌아왔다가 하는 것이다.
CDN = Content Distribution Network
유튜브 서버가 LA에 있다고 가정하자.
전세계 많은 사람들이 동시에 요청을 할 것이고, LA 주변에서 엄청난 혼잡이 생길 것이다.
그래서 전세계에 복사본을 뿌려놓고, 요청한 사람의 가장 가까운 곳에서 받는, CDN 업체가 생긴다.
사실 chunk 안의 URL은 CDN의 URL이었던 것이다.
Ex.) kingcdn.com/matrix.m4
그렇다면, 가장 가까운 CDN을 어떻게 찾을 수 있을까?
kingcdn.com
에 접속하려면 어떻게 해야 되냐? IP로 바꿔야지.
그럼 먼저
- Local DNS(ISP)에 물어봄
- 없으면 Root DNS의 최상위 도메인(TLD) (com)에 물어봄.
- CDN은 글로벌 DNS 서버를 운영해서, 사용자에게 가장 가까운 곳 배치.
Where is CDN?
CDN을 배치할 때, KT,SKT 같은 통신사 주변으로 배치를 한다.
만약 내 컴퓨터 바로 옆에 CDN에 있는데, 홉이 100개라고 해보자.
SKT 바로 옆에 있으면? 나는 인터넷을 쓰려면 반드시 통신사 Router를 거쳐야 할 것이다. 그 뒤는 광활한 인터넷이다.
어차피 입구가 SKT면, 그 입구 주변에 배치시키면 hop도 적을 것 아닌가?
