[논문 리뷰] Open Connect Everywhere: A Glimpse at the Internet Ecosystem through the Lens of the Netflix CDN

Timm Böttger, Félix Cuadrado외 3명|arXiv (Cornell University)|2016. 06. 17.

Caching and Content Delivery참고 문헌 19인용 수 25

한 줄 요약

이 논문은 넷플릭스의 오픈 커넥트 CDN을 분석하여, 글로벌 콘텐츠 배포가 백본이나 데이터센터보다는 주로 인터넷 교환점(IXPs)과 인터넷 서비스 제공업체(ISP) 네트워크에 의존하고 있음을 드러낸다. 넷플릭스는 전 세계 500개 이상의 위치에 서버를 배치함으로써 특히 IXPs에 집중함으로써 고용량, 저전이 트래픽 배포를 실현하였으며, 이는 IXPs가 대규모 콘텐츠 배포의 기초 인프라이자 인터넷의 평탄화를 이끄는 핵심 요소임을 보여준다.

ABSTRACT

The importance of IXPs to interconnect different networks and exchange traffic locally has been well studied over the last few years. However, far less is known about the role IXPs play as a platform to enable large-scale content delivery and to reach a world-wide customer base. In this paper, we study the infrastructure deployment of a content hypergiant, Netflix, and show that the combined worldwide IXP substrate is the major corner stone of its Content Delivery Network. To meet its worldwide demand for high-quality video delivery, Netflix has built a dedicated CDN. Its scale allows us to study a major part of the Internet ecosystem, by observing how Netflix takes advantage of the combined capabilities of IXPs and ISPs present in different regions. We find wide disparities in the regional Netflix deployment and traffic levels at IXPs and ISPs across various local ecosystems. This highlights the complexity of large-scale content delivery as well as differences in the capabilities of IXPs in specific regions. On a global scale we find that the footprint provided by IXPs allows Netflix to deliver most of its traffic directly from them. This highlights the additional role that IXPs play in the Internet ecosystem, not just in terms of interconnection, but also allowing players such as Netflix to deliver significant amounts of traffic.

연구 동기 및 목표

• 넷플릭스가 글로벌한 IXPs와 ISPs에 걸쳐 오픈 커넥트 CDN을 어떻게 대규모로 구축하고 있는지 이해하는 것.
• IXP가 네트워크 상호연결 외에도 대규모 콘텐츠 배포 플랫폼으로서의 역할을 하는지 조사하는 것.
• 넷플릭스의 배포 패턴을 분석함으로써 인터넷 인프라 능력의 지역적 격차를 드러내는 것.
• 넷플릭스가 직접 트래픽 배포를 위해 얼마나 많은 비중을 IXPs에 두는지 정량화하여 전이 의존도를 줄이는 데 기여하는지 분석하는 것.
• IXP가 초거대 콘텐츠 제공업체의 실질적인 데이터센터로 작용할 수 있음을 입증하고, 백본 없이도 운영이 가능한지를 보여주는 것.

제안 방법

• 클라이언트 요청을 특정 넷플릭스 서버 클러스터로 매핑하기 위해 EDNS-클라이언트-서브넷을 사용해 DNS 응답을 수집하고 분석함.
• 서버 호스트네임의 이름 규칙을 활용해 서버 위치를 추론하여 지리적 배포 지점을 매핑함.
• 전 세계 네트워크에서 오픈 커넥트 장치를 스캔하고, 이를 IXP 및 ISP 인프라와 연계하여 배포 지점을 식별함.
• 패assing 측정 기법과 트래픽 패턴 분석을 통해 각 서버 및 배포 지점의 트래픽량을 정량화함.
• 인프라 다양성을 평가하기 위해 배포 위치를 IXP 지점, ISP 시설, 기타 엣지 위치로 분류함.
• 지역적 배포 영향력과 현지 인터넷 생태계 특성 간 상관관계를 분석하여 지역 격차를 평가함.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 IXP가 넷플릭스의 글로벌 콘텐츠 배포에 얼마나 핵심적인 인프라로 기능하고 있는가?
• RQ2 넷플릭스의 배포 전략은 다양한 지역 인터넷 생태계에서 어떻게 다름가?
• RQ3 IXP 기반 배포가 넷플릭스의 전체 트래픽 배포에 기여하는 정도는 어떠한가, 특히 전이 의존도를 줄이는 데 기여하는가?
• RQ4 백본이나 데이터센터가 없는 것이 넷플릭스의 운영 모델과 확장성에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ5 넷플릭스의 인프라 전략은 IXP가 넓은 인터넷 생태계에서 진화하는 역할을 어떻게 드러내는가?

주요 결과

• 넷플릭스는 전 세계 500개 이상의 위치에 오픈 커넥트 서버를 운영하고 있으며, 대부분의 서버가 전통적인 데이터센터가 아닌 IXP 및 ISP 시설에 배치되어 있다.
• IXP의 세계적 통합 배포 범위 덕분에 넷플릭스는 대부분의 트래픽을 이들 지점에서 직접 배포할 수 있었으며, 이로 인해 전이 네트워크 의존도가 크게 감소했다.
• IXP는 콘텐츠 배포의 핵심 뼈대 역할을 하며, 초거대 콘텐츠 제공업체의 실질적인 데이터센터 대체 수단으로 功能한다.
• 지역적 배포 패턴은 IXP 능력과 ISP 인프라의 상당한 격차를 드러내며, 현지 인터넷 생태계의 이질성을 강조한다.
• 넷플릭스의 백본 없고 데이터센터 없는 모델은 IXP와 ISP에 전략적으로 엣지 배포를 통해 대규모 영상 배포가 가능함을 입증한다.
• 본 연구는 IXP가 상호연결을 위한 것이며, 동시에 인터넷의 위계적 구조를 평탄화하는 데 필수적이라는 실증적 증거를 제공한다.