Recent trend shows that Internet service providers (ISPs) extensively deploy content delivery networks (CDNs) in their infrastructure to better utilize their network resources and to generate a new source of revenue. This ’telco CDN’ is attractive especially because the ISP may use their own topology and real-time traffic information to address the bottlenecks, and find a near-optimal path to deliver the content to the users. However, one challenge is that the location of telco CDN cache is limited to their ISP region, which makes it difficult to bring performance benefit to the users outside of the ISP and leads to suboptimal traffic reduction at ISP borders.
CDN interconnection (CDNi) is an emerging technology that potentially eliminates the redundant HTTP traffic served from external CDNs. By temporarily caching the content owned by a collaborating peer CDN, a telco CDN can reduce the CDN traffic that crosses the ISP border while delivering the content fast to their users from its local cache. In this work, we analyze the effectiveness of CDNi in the fast-growing cellular Internet traffic. We have collected 7.7 billion HTTP logs (290 TBs by the byte volume) for a week at one of the largest cellular ISPs in South Korea and simulate the CDNi protocol to gauge the bandwidth savings as well as request redirection overheads. We see that 69% of total downlink traffic passes the Internet Exchange point (IXP), and our cache simulation reveals that 16.2% to 29% of the IXP traffic can be removed by serving it from an intra-ISP CDN with CDNi. We also find that the CDNi request redirection overhead could be significant to small objects, but we still expect a large bandwidth savings even if we redirect only large HTTP objects.
최근 인터넷 사업자(ISP)들은 효율적인 망 사용과 대역폭 증대를 위해 자신들의 망에 콘텐트 전달망 (CDN)을 설치하고 있다. 이러한 telco CDN들은 ISP가 자신들의 망 위에서 직접 운영을 하는 관계로 실시간 트래픽 정보와 망 정보를 토대로 병목현상이 일어났을 ㄱㅛㅇ우 빠른 속도로 대체 경로를 찾아주는 역할을 해주고 있다. 그러나 해당 인터넷 사업자 망에서만 작동한다는 telco CDN의 특성 상 인터넷 사업자 간에서의 콘텐트 캐시가 불가능해 ISP 외부 사용자의 트래픽까지 줄이는 역할은 할 수 없게 된다.
위 단점을 해결하기 위해 나온 이종 콘텐트 전달망 간의 연결 (CDN interconnection, CDNi)은 서로 다른 CDN 간의 중복 HTTP 트래픽도 줄일 수 있도록 개발되었다. 이종 CDN간의 콘텐트를 임시로 저장하는 기술을 통해 telco CDN에서도 자신의 망 바깥 CDN에서 오는 콘텐트도 효율적인 대역폭 사용과 함께 빠른 속도로 사용자에게 콘텐트를 전달할 수 있게 된다. 본 논문에서는 이러한 CDNi가 실제 네트워크 상에 적용 되었을 경우 감소될 수 있는 대역폭의 양을 실제 모바일 트래픽을 이용하여 예측하였다. 이를 위하여 77억건에 해당하는 (총 290 TB 상당) 국내 모바일 통신사의 실제 HTTP 트래픽을 1주일간 수집하여 해당 로그를 이용하여 CDNi가 통신사 간의 트래픽을 얼마나 절감시키는지, 또한 CDNi를 도입함으로써 생기는 부하가 얼마나 되는지를 측정하였다. 시뮬레이션 결과를 통해 전체 하향 트래픽의 약 69%가 ISP 사이를 통과함을 알 수 있었으며, 해당 트래픽의 16.2~29%를 CDNi를 통해 절감할 수 있음을 확인하였다. 추가적으로 CDNi를 도입했을 경우 크기가 작은 콘텐트 요청에 대해서는 Request redirection을 통해 오히려 응답 속도가 낮아짐을 볼 수 있었으나, 일련의 실험을 통해 일정 이상 크기의 콘텐트만 redirect 해 주어도 절감률의 손해 없이 좋은 성능을 보여줌을 확인하였다.
