동영상 생태계에서는 경쟁 기술들이 오랫동안 평화롭게 공존하는 경우가 드물다.

1970년대 후반과 1980년대에 벌어졌던, 이제는 유명한 비디오 테이프 포맷 전쟁은 업계가 얼마나 빠르게 특정 기술을 지지하게 될 수 있는지, 그리고 이것이 경쟁 기술에 얼마나 치명적인 타격을 줄 수 있는지를 여실히 보여주었다. 1975년 업계가 VHS를 선택하자, 이 기술이 베타맥스를 제치기까지 3년도 채 걸리지 않았다. 그 후 1999년부터 2004년 사이에 일어난 시장 변화 속에서 VHS 판매량은 DVD에 추월당했고, 이내 DVD에 비해 훨씬 뒤처지게 되었다.

 

베타에서 VHS, DVD로: 비디오 생태계가 얼마나 순식간에 뒤바뀔 수 있는지에 대한 사례 연구.

출처: Business History Review, Nexus Research.

 

온라인 미디어 분야에서도 이와 유사한 지각변동이 일어났다. 2010년 1월 당시 온라인 동영상의 10%만이 H.264 압축 형식으로 인코딩되었다. 불과 2년도 채 지나지 않아 그 비율은 80%로 급증했다(MeFeedia).

 

 

이러한 각 전환점마다, 시장의 관성은 때가 된 미디어 기술의 등장 앞에 물러서야만 했다. 그리고 2015년, 이 업계는 또 다른 되돌릴 수 없는 지점에 다가가고 있다.

 지난 10~12년 동안 온라인 동영상은 사람들의 여가 활동, 학생들의 학습, 그리고 기업의 커뮤니케이션 방식에 있어 필수적인 요소로 자리 잡았습니다. 전 세계 소비자 인터넷 트래픽의 3분의 2 이상이 이미 동영상으로 구성되어 있는 것으로 추정되며(시스코), 대기업의 경우 직원 1인당 월 14시간 이상의 동영상을 스트리밍하고 있는 것으로 나타났습니다(가트너).

 

동영상은 전체 인터넷 트래픽에서 이미 압도적인 비중을 차지하고 있으며, 그 비중은 계속해서 증가하고 있습니다. 출처: 시스코

 

이 기간 동안 미디어 배포 기술은 네 단계에 걸쳐 발전해 왔습니다.

 

온라인 미디어 스트리밍 기술의 진화

1. HTTP 다운로드

동영상 파일이 처음 온라인에서 공유되기 시작했을 때, 이들은 하이퍼텍스트 전송 프로토콜(HTTP)을 통해 배포되었는데, 이는 HTML 페이지, 이미지, 문서 및 기타 웹 기반 콘텐츠에 사용되는 것과 동일한 전송 방식입니다.

초기에는 동영상을 재생하기 전에 전체를 다운로드해야만 했습니다. ‘다운로드 후 재생( download and play)’이라 불리는 이 방식에는 몇 가지 뚜렷한 단점이 있었습니다. 첫째, 28~56kbps에 불과했던 전화 접속 속도로 인해 사용자들은 거의 항상 긴 재생 지연 시간을 겪어야 했습니다. 둘째, 여러 사용자가 동시에 시청할 때 이를 효율적으로 처리할 수 있는 메커니즘이 없었습니다. 마지막으로, 제한된 대역폭이 시청되지 않은 동영상 부분에 낭비되는 경우가 잦았습니다. 예를 들어, 사용자가 10분짜리 동영상을 클릭하고 처음 3분만 시청했다면, 나머지 7분은 네트워크를 통해 불필요하게 다운로드되었을 것입니다.

애플은 ‘패스트 스타트( Fast Start)’ 지원 기능을 출시하면서, 흔히 ‘점진적 HTTP 다운로드’로 알려진 HTTP 기반 동영상 다운로드의 몇 가지 문제점을 해결했습니다. 이 방식은 중요한 메타데이터를 미디어 파일의 맨 앞부분에 배치함으로써, 파일 전체가 다운로드되기 전에 동영상 재생을 시작할 수 있게 했습니다. 점진적 다운로드 방식은 오늘날에도 여전히 사용되고 있지만, 2000년대 초반에는 ‘스트리밍’이라 불리는 새로운 형태의 온라인 동영상 전송을 위해 개발된 맞춤형 프로토콜과 서버에 의해 대체되었습니다.

 

점진적 HTTP 다운로드 방식은 시작 시간을 단축시켰지만, 여전히 대역폭 낭비와 확장성 한계라는 문제점을 안고 있었다.

 

2. 사용자 정의 스트리밍 프로토콜

온라인에서 공유되는 다른 유형의 콘텐츠에 비해 동영상 파일은 용량이 매우 큽니다. 아이폰으로 촬영한 1분 분량의 동영상만 해도 디스크 공간을 80~120MB나 차지할 수 있습니다. 같은 용량이라면 평균 크기의 워드 문서(마이크로소프트)를 250~350개 정도 저장할 수 있습니다.

이러한 특성 때문에 대역폭이 제한된 네트워크에서는 동영상 파일을 전송하기가 어려웠습니다. 이에 따라 웹과 기업 네트워크에서 동영상이 보편화되자, 미디어 기업과 소프트웨어 공급업체들은 동영상 스트리밍을 위한 맞춤형 프로토콜을 개발하기 시작했습니다. 리얼네트웍스(RealNetworks)와 넷스케이프(Netscape)는 실시간 스트리밍 프로토콜(RTSP)의 개발 및 표준화를 위해 협력했습니다. 어도비(Adobe)는 매크로미디어(Macromedia)를 인수한 후, 플래시(Flash) 기반 동영상 스트리밍을 위해 실시간 메시징 프로토콜(RTMP)을 구현했습니다. 마이크로소프트는 다양한 윈도우 애플리케이션에서 사용할 수 있는 세 번째 스트리밍 프로토콜인 마이크로소프트 미디어 서버(MMS)를 개발했습니다.

RTSP, RTMP, MMS는 모두 동영상을 특수한 경우로 취급했습니다. 이들은 프로토콜 전용 스트리밍 서버가 기존의 HTTP 서버와 함께 배치된 “오버레이 네트워크”를 구축했습니다. 사용자가 동영상 재생을 요청하면, 해당 요청은 스트리밍 서버로 전달되었고, 스트리밍 서버는 사용자의 동영상 플레이어와 지속적(또는 “상태 유지”) 연결을 설정했습니다.

 

사용자 정의 스트리밍 프로토콜을 구현하려면 전용 서버, 방화벽 설정 및 별도의 캐싱 인프라가 필요했습니다.

 

맞춤형 스트리밍 프로토콜은 HTTP 점진적 다운로드 방식의 여러 한계를 극복했습니다. 동영상은 네트워크를 통해 전송되는 동안 버퍼링, 처리 및 재생되었기 때문에, 사용자는 대역폭 낭비를 최소화하면서 동영상 재생 도중에도 언제든지 중단할 수 있었습니다. 임의 접근이 지원되어 시청자는 동영상의 어느 지점이라도 찾아 빠르게 재생을 시작할 수 있었습니다. 스트리밍 서버와 클라이언트 간의 지속적 연결은 더 예측 가능한 지연 시간을 제공했습니다. 또한 모든 경우에 이러한 오버레이 네트워크는 조직이 주요 WAN 전송 경로에서 동영상 트래픽을 분산시켜, 동영상 트래픽 정체로 인해 우선순위가 더 높은 정보 및 트랜잭션 데이터의 전송이 차질을 빚을 가능성을 줄여주었습니다.

그러나 RTMP, RTSP, MMS 역시 한계가 없지는 않았습니다. 이러한 프로토콜들은 동영상을 특수한 데이터 유형으로 취급했기 때문에, 동영상 전송의 비용과 복잡성을 증가시켰습니다. 첫째, 이 프로토콜들은 기업 네트워크 전반에 별도의 전용 서버 세트를 구축해야 했기 때문에 하드웨어 및 소프트웨어 인프라 비용이 추가되었습니다. 둘째, 스트리밍 프로토콜은 전송 메커니즘과 캐싱 메커니즘을 서로 묶어두었습니다. 이로 인해 조직은 두 가지 별개의 캐싱 기술(하나는 HTTP 기반 트래픽용, 다른 하나는 동영상용)을 지원해야 했으며, 결과적으로 네트워크 관리의 복잡성이 두 배로 늘어났습니다. 셋째, RTMP, RTSP 및 MMS는 통신을 위해 관리자가 추가 네트워크 포트(각각 1935, 554, 1755)를 개방해야 했습니다. 이로 인해 네트워크의 공격 표면이 확대되었고, 해당 프로토콜이 기업 방화벽에 의해 차단될 가능성이 높아졌습니다. 마지막으로, 맞춤형 스트리밍 프로토콜은 종종 모바일 기기와 호환되지 않았습니다. 예를 들어, RTMP는 재생을 위해 Flash를 필요로 했는데, 이는 iOS 기기에서 지원되지 않는 것으로 잘 알려진 형식입니다. iOS 생태계를 넘어, 모바일 클라이언트는 잦은 연결 중단과 IP 주소 변경을 겪습니다. 이로 인해 단일 이벤트 동안 활성 RTMP 연결을 여러 번 재설정해야 하는 경우가 빈번했습니다.

 

3. 멀티캐스트 비디오 스트리밍 기술

멀티캐스트가 온라인 동영상 전송의 별개의 단계였다는 주장은, 이 기술이 기업용 인터넷이나 소비자용 인터넷 어느 쪽에서도 대중화되지 못했다는 점을 고려하면 다소 과장된 표현이다. 하지만 2000년대 중반에는 동영상 전송을 위한 멀티캐스트에 대한 관심이 매우 높았으며, 일부 기업 네트워크에서는 여전히 이 기술이 사용되고 있으므로 이에 대해 논의해 볼 필요가 있다.

멀티캐스트는 발신자가 동일한 데이터를 여러 수신자에게 동시에 전송할 수 있게 해주는 네트워크 기술이었다. 개념적으로 이는 라디오 청취와 크게 다르지 않았다. 라디오에서는 각 청취자에게 개별 신호를 보내는 대신, 하나의 신호가 모든 청취자에게 전송된다. 멀티캐스트가 제대로 구현되면 데이터 전송 효율이 획기적으로 향상되었다. 이로 인해 한때 멀티캐스트를 활용한 영상 전송에 대한 관심이 높아지기도 했다.

멀티캐스트를 활용하면, 기업은 이론적으로 기존 유니캐스트 전송에 필요한 대역폭의 일부만으로도 사내 네트워크를 통해 실시간 동영상을 전송할 수 있습니다. 그 결과, 기업들은 네트워크 인프라를 업그레이드하는 대신 대역폭이 제한된 네트워크에서 추가적인 투자 수익(ROI)을 창출할 수 있는 방안으로 멀티캐스트를 자주 고려해 왔습니다.

 

유니캐스트 전송(왼쪽)은 연결된 각 클라이언트에 고유한 스트림을 전송하는 반면, 멀티캐스트(오른쪽)는 가입한 모든 클라이언트가 공유하는 단일 스트림을 전송합니다.

 

안타깝게도 멀티캐스트의 인프라 요구 사항 때문에 대부분의 조직에서는 이를 구현하기 어려웠습니다. 멀티캐스트를 사용하여 비디오(또는 기타 데이터)를 전송하려면 소스, 수신자, 그리고 연결된 네트워크 인프라 모두가 해당 프로토콜을 지원해야 했습니다. 구체적으로 말하면, 기업 네트워크 내의 모든 라우터, 허브, 스위치, 방화벽이 멀티캐스트를 지원해야 했습니다. 이러한 균일한 인프라 요구 사항은 실용적이지도 않았을 뿐만 아니라 안정성도 떨어졌습니다.

예를 들어, 멀티캐스트 통신 시도가 실패했을 경우, 대체 수단으로는 대개 기존의 유니캐스트 전송이 사용되었습니다. 대부분의 경우, 멀티캐스트가 유일하게 구현된 최적화 방식이었기 때문에 이 유니캐스트 전송은 데이터 캐싱이나 기타 WAN 가속 기술과 같은 네트워크 최적화의 이점을 전혀 누리지 못했습니다.

게다가 멀티캐스트는 균일한 네트워킹 환경을 필요로 했기 때문에, 여전히 기업 및 소비자 온라인 통신을 지배하고 있는 네트워크 토폴로지와 근본적으로 상충되었습니다. 인터넷은 다양한 네트워크 속도, 연결 유형, 서비스 품질(QoS), 그리고 엔드포인트 기기를 수용하도록 구축되었습니다. 인터넷의 기반은 HTTP로, 이러한 이질적인 환경에서 작동하도록 특별히 설계된 상태 비저장형(stateless)의 미디어 독립적 프로토콜입니다. 마찬가지로, 기업 방화벽 뒤의 네트워크 역시 점점 더 이질적으로 변하고 있습니다. BYOD(Bring-Your-Own-Device) 추세가 확산됨에 따라 직원들은 다양한 기능과 네트워크 요구 사항을 가진 다양한 태블릿과 스마트폰을 휴대하고 있습니다. 또한 지속적인 업계 통합으로 인해 런던에 새로 인수한 지사가 시애틀 본사와 동일한 네트워크 아키텍처를 사용할 가능성은 점점 더 낮아지고 있습니다.

요약하자면, 멀티캐스트는 영상 전송을 위한 원대하지만 비현실적인 목표였다. 지난 10년 동안 이 기술에 대한 관심은 꾸준히 줄어들고 있다.

 

멀티캐스트에 대한 관심, 2004–2015년. 출처: Google Trends.

 

4. 현대적인 HTTP 스트리밍

2008년, 마이크로소프트는 HTTP와 기존 네트워크 인프라를 활용하면서도 맞춤형 스트리밍 프로토콜의 다양한 장점을 제공하는 하이브리드 방식의 동영상 전송 기술인 ‘스무스 스트리밍(Smooth Streaming)’을 선보였습니다. 또한 스무스 스트리밍은 적응형 비트레이트(ABR) 전송을 지원하여 시청자에게 더 빠른 시작 및 탐색 속도, 최소한의 버퍼링, 그리고 더욱 부드러운 재생 경험을 제공했습니다.

 

적응형 비트레이트 스트리밍은 클라이언트의 연결 속도에 따라 영상 화질을 동적으로 조정함으로써, 더 빠른 시작 및 탐색 속도를 제공하고 버퍼링을 최소화하며 부드러운 재생 경험을 선사합니다.

 

HTTP 기반 스트리밍은 빠르게 확산되었고, 다른 시장 선도 기업들도 이 기술에 신속히 투자하기 시작했습니다. 2009년, 애플은 HTTP 라이브 스트리밍(HLS)을 선보이며 시장에 진출했습니다. 2010년, 어도비는 HTTP 다이내믹 스트리밍(HDS)을 출시하며 자체 스트리밍 프로토콜에서 벗어나 새로운 방향으로 초점을 전환했습니다. 그리고 2010년 이후로 마이크로소프트, 구글, 어도비, 넷플릭스, 에릭슨, 삼성 등 주요 스트리밍 및 미디어 기업들은 HTTP를 통한 적응형 비디오 스트리밍을 위한 개방형 표준인 MPEG-DASH 개발에 협력해 왔습니다.

Smooth Streaming, HLS, HDS, DASH와 같은 혁신 기술들은 HTTP 기반 동영상 전송의 부활을 이끌었으며, 기업들이 네트워크를 통해 동영상을 배포하는 방식에 큰 변화를 가져왔습니다.

 

온라인 동영상 스트리밍에 대해 자세히 알아보기

당사의 최신 백서에서, 기업 환경에서의 최신 비디오 스트리밍: 프로토콜, 캐싱 및 WAN 최적화, 이번에는 현대적 스트리밍으로의 전환을 주도하는 기술적 변화를 심층적으로 살펴보고, 비디오 스트리밍 프로토콜을 현대적으로 만드는 7가지 특징에 대해서도 알아보겠습니다.

또한 모던 스트리밍이 조직에 제공하는 새로운 기회를 살펴보며, 기존 네트워크 인프라를 활용해 보다 확장성 있고 비용 효율적인 비디오 전송을 구현하는 방안을 모색할 것입니다.

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