인터넷 멀티캐스트 현황 및 전망

고석주* 민재홍** 박기식***

차세대 인터넷 핵심기술인 IP(Internet Protocol) 멀티캐스트(multicast) 기술이 시장에 진입해보기도 전에 그 빛을 잃어가고 있다. 본 고에서는 IP 멀티캐스트 기술 현황 및 산업 동향을 분석하고 향후 전망에 대해 살펴본다. 인터넷 방송 등의 다자간 그룹통신 서비스 응용에 대한 수요가 꾸준히 유지될 것으로 예상되는 가운데, 향후 멀티캐스트 통신서비스는 고전적인 IP 멀티캐스트 기술보다는 오버레이 멀티캐스트(Overlay Multicast) 등의 새로운 대안기술을 통해 틈새시장 위주로 발전될 것으로 전망된다.

I. 서 론

인터넷 혹은 IP 멀티캐스트 기술은 인터넷과 웹의 보편화가 진행되는 인터넷 붐의 시기와 발맞추어 차세대 인터넷 핵심기술 중의 하나로 인식되어 왔다. 학계 및 산업계의 연구개발자, 제조업체, 서비스사업자 모두에게 IP 멀티캐스트라는 새로운 분야는 일종의 보물섬이었으며 누구도 이 모험이 실패할 것이라고 생각하지 않았다[1].

그러나, 기대했던 순간은 오지 않았고 많은 연구자들은 그들의 연구분야를 서서히 전환하기 시작했으며 많은 제조사들은 제품개발을 포기하고 새로운 사업분야를 모색하고 있다. 하지만 여전히 많은 수의 엔지니어들이 IP 멀티캐스트 분야에 기대를 저버리고 있지 않기 때문에 앞으로 IP 멀티캐스트 시장이 열릴 것인지는 연구자, 제조사, 서비스자 모두에게 현재로서도 매우 호기심을 끄는 화두이다.

본 고는 다음과 같이 구성된다. 먼저 II장에서는 그 동안 IETF 등의 국제표준화 기구에서 진행된 IP 멀티캐스트 표준화 현황에 대하여 살펴본다[2,3,4,5]. 전체적으로 멀티캐스트 표준기술 개발은 완숙기에 이르렀다고 평가된다. III장에서는 그 동안 산업체에서 추진된 멀티캐스트 시장도입 및 서비스 제공 사례를 살펴본다. 국내외의 일부 ISP(Internet Service Provider)를 중심으로 멀티캐스트 서비스 제공 사례가 있었으나 별 성과를 거두지 못하였다. IV장에서는 최근 주목을 받고 있는 멀티캐스트 대안기술인 Xcast(Explicit Multicast)[6]와 Overlay Multicast 기술에 대하여 살펴본다. 향후 멀티캐스트 상용 서비스는 이와 같은 대안기술과 연계되어 제공될 것으로 전망된다. 끝으로, V장에서 향후 전망과 함께 본 고를 결론짓는다.

II. 표준화 현황

지금까지 10년간 멀티캐스트 표준화는 IETF의 5개 Area에 속한 다수의 WG(Working Group)에서 진행되어 왔다. 그 만큼 멀티캐스트 기술은 IETF에서 전략적으로 추진한 표준화 항목이었음을 반증한다. 그 동안 관련 WG의 생성 및 소멸이 이어져왔고, 현재 진행중인 WG 목록은 다음과 같다.

- Internet Area

* MAGMA(Multicast & Anycast Group Membership) WG

- Operation and Management Area

* MboneD(Mbone deployment) WG

- Routing Area

* BGMP(Border Gateway Multicast Protocol) WG

* IDMR(Inter-Domain Multicast Routing) WG

* MSDP(Multicast Source Discovery Protocol) WG

* PIM(Protocol Independent Multicast) WG

* SSM(Source-Specific Multicast) WG

- Security Area

* MSEC(Multicast Security) WG

- Transport Area

* MLLOC(Multicast Address Allocation) WG

* RMT(Reliable Multicast Transport) WG

지난 2002년 11월 IETF 회의에서는 위 중에서 RMT, MSEC, MboneD, PIM, MAGMA WG 회의만 개최되었다. 그 만큼 현재 진행중인 표준화 작업이 많지 않음을 보여준다.

한편, 지금까지 제정된 IETF RFC(Request For Comments) 문서를 멀티캐스트 세부 분야별로 살펴 보면 다음과 같다.

1. IGMP

IGMP(Internet Group Management Protocol) 기술은 IP 멀티캐스트의 기본이 되는 기술로서, 서브넷에서 라우터와 호스트간의 시그널링 기술이다. 라우터와 호스트 단말간에 주기적인 Report 및 Query 메시지를 교환함으로써, 라우터는 자신의 서브넷 단말들이 어느 멀티캐스트 그룹주소에 가입하고 있는지를 파악한다. 먼저, 각 호스트는 라우터에게 IGMP Report 메시지를 보내어 그룹주소에 가입한다. 또한 라우터가 먼저 특정 그룹주소 가입자가 있는지를 파악하기 위해 IGMP Query 메시지를 전송할 수도 있다. 메시지 교환 과정으로 도식화 하면 (그림 1)과 같다.

IGMP 표준화는 현재 IGMP version 3(RFC 3387)까지 제정되었으며, 보통 인터넷 망에서 사용되고 있는 기술은 IGMP version 2(RFC 2236) 기술이다. IGMPv3와 기존 IGMPv1, IGMPv2와의 큰 차이점은, 그룹 가입 시에 그룹주소(G) 뿐만 아니라, 송신자의 주소 (S) 정보까지를 포함한다는 점이다. 이를 통해, 각 가입자는 특정 송신자가 발신하는 그룹서비스에 가입할 수 있게 된다.

한편, IPv6 망에서는 IPv4의 IGMP와 유사한 MLD(Multicast Listener Discovery) 메커니즘을 정의하고 있으며, MLDv1과 MLDv2는 각각 IGMPv2와 IGMPv3에 해당된다.

지금까지 제정된 IGMP 관련 RFC 목록은 다음과 같다.

- RFC 1112, host extensions for IP multicasting(1989. 1.)

- RFC 1469, IP Multicast over Token-Ring Local Area Networks(1993. 6.)

- RFC 1768, Host Group Extensions for CLNP Multicasting(1995. 3.)

- RFC 2236, Internet Group Management Protocol, Version 2(1997. 11.)

- RFC 2710, Multicast Listener Discovery (MLD) for IPv6(1999. 10.)

- RFC 3019, IP Version 6 Management Information Base for the Multicast Listener Discovery Protocol(2001. 1.)

- RFC 3228, IANA Considerations for IPv4 IGMP(2002. 2.)

- RFC 3387, Internet Group Management Protocol, Version 3(2002. 10.)

2. 멀티캐스트 라우팅 프로토콜

멀티캐스트 라우팅 프로토콜은 라우터와 라우터간에 멀티캐스트 데이터 전송 경로 즉 멀티캐스트 트리(tree)를 구성하기 위해 사용된다. IGMP를 통해 그룹가입자를 탐지한 라우터는 특정 그룹 G에 대한 멀티캐스트 트리를 구성하기 위해 라우팅 프로토콜을 동작시킨다. 라우팅 프로토콜을 통해 각 라우터는 그룹주소 G에 대한 upstream interface(parent)와 downstream interfaces(children) 정보를 포워딩(forwarding table) 테이블에 기억하게 된다. 멀티캐스트 라우팅 프로토콜의 분류는 트리 형태에 따라 크게SST(source specific tree)와 ST(shared tree)로 분류할 수 있으며, SBT의 대표적인 예가 DVMRP, MOSPF 이며, ST의 대표적인 예가 PIM 및 CBT 프로토콜이다. 현재 상용 라우터에 가장 널리 보급되어 있는 것은 PIM 프로토콜이다.

지금까지 제정된 멀티캐스트 라우팅 프로토콜 관련 RFC 목록은 다음과 같다.

- RFC 1075, Distance Vector Multicast Routing Protocol(1988. 11.)

- RFC 1584, Multicast Extensions to OSPF(1994. 3.)

- RFC 1585, MOSPF: Analysis and Experience(1994. 3.)

- RFC 2189, Core Based Trees(CBT) Multicast Routing Protocol(1997. 9.)

- RFC 2201, CBT Multicast Routing Architecture(1997. 9.)

- RFC 2362, PIM-SM: Protocol Specification(1998. 6.)

- RFC 2715, Interoperability Rules for Multicast Routing Protocols(1999. 10.)

- RFC 2932, IPv4 Multicast Routing MIB(2000. 10.)

- RFC 2934, Protocol Independent Multicast MIB for IPv4(2000. 10.)

- RFC 2991, Multipath Issues in Unicast and Multicast Next-Hop Selection(2000. 11.)

3. 주소체계(addressing)

멀티캐스트 통신을 위해서는 멀티캐스트 세션 혹은 그룹을 식별할 수 있는 식별자가 필요하며, 이를 위해 멀티캐스트 주소가 사용된다. 기본적으로 IPv4에서는 Class D 주소가 사용되며 ((그림 2) a 참조), IPv6에서는 맨 첫번째 바이트를 모두 1로 설정하여 멀티캐스트 그룹주소로 사용한다((그림 2) b 참조).

한편, MboneD WG에서는 Class D 주소 중 일부를 특수한 용도로 사용하도록 지정하였다. 먼저, 232/8 주소 구간은 SSM 라우팅 프로토콜 전용으로 사용할 것을 지정하였으며, 233/8 구간은 GLOP addressing 용도로서, 각 ISP 마다 고유의 AS(Autonomous System) 번호를 사용하여 멀티캐스트 주소를 사용하도록 권고하고 있다. 239/8 구간의 경우 관리범위(administratively scoped) 주소구간으로 해당 멀티캐스트 패킷이 AS 도메인 밖으로 나가지 못하도록 규정하고 있다.

지금까지 제정된 멀티캐스트 주소관련 RFC 문서는 다음과 같다.

- RFC 2365, Administratively Scoped IP Multicast(1998. 7.)

- RFC 2375, IPv6 Multicast Address Assignments(1998. 7.)

- RFC 2730, Multicast Address Dynamic Client Allocation Protocol(1999. 12.)

- RFC 2771, An Abstract API for Multicast Address Allocation(2000. 2.)

- RFC 2776, Multicast-Scope Zone Announcement Protocol(2000. 2.)

- RFC 2907, MADCAP Multicast Scope Nesting State Option(2000. 9.)

- RFC 2908, The Internet Multicast Address Allocation Architecture(2000. 9.)

- RFC 2909, The Multicast Address-Set Claim(MASC) Protocol(2000. 9.)

- RFC 3171, IANA Guidelines for IPv4 Multicast Address Assignment(2001. 8.)

- RFC 3180, GLOP Addressing in 233/8(2001. 9.)

- RFC 3306, Unicast-Prefix-based IPv6 Multicast Addresses(2002. 8.)

- RFC 3307, Allocation Guidelines for IPv6 Multicast Addresses(2002. 8.)

4. RMT 및 기타 분야

RMT기술은 IP 멀티캐스트 데이터 전송에 대한 오류복구 및 흐름제어 등의 수송계층 기능을 제공하는 기술이다. 유니캐스트에서의 TCP와 대별되는 기술로서, 그 동안 멀티캐스트 오류제어 및 흐름제어 제공을 위한 많은 연구 및 표준화가 진행되어 왔다. 현재 RMT WG에서는 ALC(Asynchronous Layered Coding), NORM(NACK Oriented Reliable Multicast) 및 TRACK(Tree-based ACK) 프로토콜이 개발중에 있으며, ALC 작업은 마무리 되었다.

지금까지 제정된 RMT 관련 RFC 문서는 다음과 같다.

- RFC 1301, Multicast Transport Protocol(1992. 2.)

- RFC 2357, IETF Criteria for Evaluating Reliable Multicast Transport and Application Protocols(1998. 6.)

- RFC 2887, The Reliable Multicast Design Space for Bulk Data Transfer(2000. 8.)

- RFC 3208, PGM Reliable Transport Protocol Specification(2001. 12.)

- RFC 3269, Author Guidelines for Reliable Multicast Transport(RMT) Building Blocks and Protocol Instantiation documents(2002. 4.)

- RFC 3450, Asynchronous Layered Coding protocol instantiation(2003. 1.)

- RFC 3451, Layered Coding Transport(LCT) Building Block(2003. 1.)

- RFC 3452, Forward Error Correction Building Block(2003. 1.)

- RFC 3453, The use of Forward Error Correction in Reliable Multicast(2003. 1.)

한편, 멀티캐스트 보안 및 응용관련 RFC 표준개발도 진행중이나, 실제 인터넷 망에서의 도입부진에 따라 향후 추가 표준화 작업은 아직 미지수이다. 지금까지 제정된 보안 및 응용 관련 RFC 문서는 다음과 같다.

- RFC 1949, Scalable Multicast Key Distribution(1996. 5.)

- RFC 2627, Key Management for Multicast: Issues and Architectures(1999. 6.)

- RFC 2588, IP Multicast and Firewalls(1999. 5.)

- RFC 2090, TFTP Multicast Option(1997. 2.)

- RFC 2502 Limitations of Internet Protocol Suite for Distributed Simulation the Large Multicast Environment(1999. 2.)

- RFC 2729, Taxonomy of Communication Requirements for Large-scale Multicast Applications(1999. 12.)

- RFC 3170, IP Multicast Applications: Challenges and Solutions(2001. 9.)

5. ITU-T 표준화 현황

IETF와 함께, 멀티캐스트 통신 표준화 작업은 ITU-T에서도 진행되어 왔으며, 주로 ETRI를 중심으로 하여 한국 전문가 그룹의 기고활동을 통해 관련 표준화 작업이 주도되어 왔다. 먼저 IETF RMT 프로토콜과 유사한 ECTP(Enhanced Communications Transport Protocol) 기술이 2001년에 ITU-T 권고안 X.606으로 승인되었다. 또한, 멀티캐스트 전송의 QoS 관리 기능을 첨가한 프로토콜 표준이 2002년 11월에 ITU-T 권고안 X.606.1으로 승인되었다.

ETRI는 ECTP 관련 표준기술 개발 결과물을 웹 사이트를 통해 홍보 및 보급하고 있으며, 최근에서는 멀티캐스트 세션관리 및 등록을 위한 GMP(Group Management Protocol) 프로토콜과 오버레이 멀티캐스트 제어 프로토콜인 RMCP(Relayed Multicast Control Protocol) 프로토콜 표준을 개발중이다.

 (그림 3)은 ECTP 홈페이지(http://ectp.etri.re.kr) 메인 화면을 보여준다. 해당 사이트에서ECTP 관련 규격문서 및 구현코드 등을 얻을 수 있다.

III. 멀티캐스트 산업화 동향

본 절에서는 그 동안 진행된 멀티캐스트 기술의 실제 도입 사례 및 관련 산업체 동향에 대하여 살펴본다.

1. 멀티캐스트 비즈니스 사례

IP 멀티캐스트는 단일 정보스트림을 동시에 수많은 수신자들에게 전달함으로써 네트워크 자원 및 시스템 과부하를 개선시키는 대역폭 보존 기술이다. 1995년 미국의 Stardust Technologies사를 중심으로 주요 라우터 및 플랫폼 제조사와 애플리케이션 제작사들이 모여 IP Multicast Initiative(IPMI)라는 Forum을 결성하였다. IPMI는 멀티캐스트 관련 산업계의 교육과 마케팅, 홍보 및 제조를 도모하였으며, 이를 바탕으로 1996년부터 1998년까지의 IP 멀티캐스트 제품 개발 붐을 이끌어내었다. 그러나 개발된 기술과 제품이 실제로 사용의 확산으로 이어지려면 수많은 ISP들의 참여가 필요하였었는데 당시에도 깊은 관심을 기울이는 ISP는 소수에 불과한 실정이었다.

불투명한 멀티캐스트 시장 전망에도 불구하고, 일부 ISP들은 멀티캐스트 기술 및 서비스를 자사의 망에 도입하여 왔다. 몇 가지 사례를 정리하면 다음과 같다.

. UUnet

IP 멀티캐스트를 최초로 상업화한 메이저 기업은 UUnet(http://www.worldcom.com/uunet) 이었다. UUnet 은 1997년 9월 UUcast라는 서비스명으로 IP 멀티캐스트 상용 서비스를 시작했다. UUnet은 멀티캐스트 라우팅 기술로서 PIM-SM, MBGP 그리고 MSDP를 사용했다. UUnet 50개 이상의 Cisco 7400 라우터에 멀티캐스트 기능을 설치하고 1999년 8월에는 영국의 대형 콘서트를 수백만의 웹 사용자들에게 단일 스트림으로 전달하는데 성공하였다. 그러나, 2001년 초반 유니캐스트를 통한 사용자의 스트리밍 서비스 트래픽에 비하여 멀티캐스트 서비스 트래픽 사용량은 매우 적었을 뿐더러 수익 모델을 발견하지 못하였기 때문에 UUnet은 결국 UUcast 서비스를 철회하였다.

. 두루넷

한국의 두루넷(http://www.thrunet.com)은 2000년 12월에 국내 최초로 IP 멀티캐스트 서비스를 자사의 개인 가입자들을 대상으로 제공하였다. 초기 PIM-DM으로 운용을 준비하다 프로토콜의 결함으로 인하여 PIM-SM을 사용했으며 포털 사이트 korea.com을 통해서 1Mbps 수준의 동영상 전송 시범서비스를 성공적으로 운용하였다. 그러나 IGMP snooping이 지원되지 않는 상황에서 HFC 네트워크의 특성상 멀티캐스트 트래픽은 높은 bandwidth 의 background traffic이 되어 다른 유니캐스트 사용자의 트래픽 bandwidth를 침해하였고, 그에 더하여 적절한 콘텐츠 제공에의 한계, 그리고 수익 모델의 악화로 인하여 결국 서비스를 중지하였다. 현재 두루넷은 멀티캐스트 서비스를 재개할 계획이 없다.

. IHUG

뉴질랜드와 오스트레일리아에 초고속 인터넷 접속서비스를 제공하는 IHUG(http://www.ihug. co.nz)는 2001년 4월 뉴질랜드 ISP인 Attica사 및 프랑스의 Cable & Wireless사와 MBONE peering을 맺고 가입자에게 멀티캐스트의 상용 서비스를 ULTRA Multicast Service라는 이름으로 제공하였다. ULTRA 멀티캐스트 서비스를 통해 디지털 데이터나 인터넷 TV 등의 서비스를 1Mbps 수준으로 제공하였으나, 2002년 4월 서비스를 중지하기에 이르렀다. 서비스를 중지하면서 그들이 밝힌 이유는 보다 나은 서비스의 개발을 위해서 이었으나, 사실상 수익성이 보장되지 않았다는 점이 서비스 중지의 주된 원인이었다고 보인다.

. SprintLink

SprintLink(http://www.sprintlink.net)사는 1999년 2월부터 Cisco(http://www.cisco.com)와 협력하여 자사의 백본망에 PIM-SM, MSDP, MBGP를 이용하여 멀티캐스트 라우팅을 무상으로 제공하고 있다. SprintLink사의 경우, 직접적인 수익창출보다는 멀티캐스트 백본 인프라 제공을 통해, 고객 기업이나 ISP가 자사의 백본을 이용하도록 유도하고 있다.

앞선 비즈니스 사례들은 ISP나 NSP 등의 서비스사업자 경우를 다룬 것이다. 이 외에도 각 개별 기업별로 자사의 인터넷 망에 IP 멀티캐스트를 적용한 사례들이 많이 있다. 멀티미디어 스트리밍 방송용으로 멀티캐스트를 적용한 기업이나 기관은 Paribas, Smith Barney, National Institutes of Health, Microsoft, 3COM 등이 있다. Reliable Multicast 응용을 위해 적용한 기업이나 기관은 3COM, Toys R Us, The Ohio Company, THE BOX, General Motors 등이 있다. 국내에서도 삼성, POSCO 등을 비롯한 기업 및 캠퍼스에서 사내 인터넷 방송 등에 멀티캐스트를 적용한 사례들이 많이 있다.

그러나 이처럼 각 기업에 적용된 사례는 인트라넷에서의 멀티캐스트 서비스를 위한 특별한 인프라 구축이며, 일반 인터넷 고객을 위한 서비스는 아니기 때문에 공중 인터넷망에 멀티캐스트 기술을 적용한 사례로 보기는 어렵다.

2. 멀티캐스트 시장화 실패 요인

멀티캐스트 시장화의 실패는 서비스 측면과 기술적 측면으로 나누어 볼 수 있다. 먼저 서비스 측면에서는 멀티캐스트 킬러 응용서비스 부재 및 콘텐츠 부족을 예로 들 수 있으며, 기술적 측면에서는 멀티캐스트 라우팅의 statefulness 등을 예로 들 수 있다.

. 서비스 측면

IP 멀티캐스트가 시장에서 성공하려면 네트워크에서의 deployment도 중요하지만 소비자가 사용하기에 매력을 느낄 수 있는 클라이언트 애플리케이션 역시 다양하고 충분하게 제공되어야만 한다. IP 유니캐스트의 경우 telnet, gopher, ftp, email과 같은 고전적인 서비스를 위한 애플리케이션부터 시작하여 Web browser, Instant messenger, Peer-to-Peer file sharing tool, network management tool 등 그 종류가 다양해지고 또한 수적으로도 증가 추세에 있는데 비하여, IP 멀티캐스트의 경우 소비자가 사용할 수 있는 클라이언트 애플리케이션의 종류와 개수가 극히 제한되어 있다.

멀티캐스트 시험망인 MBone에서 사용 가능한 애플리케이션들의 목록을 살펴보면, Session announcement utility, Audio application, Video application, Whiteboard, WWW, game 등이 있는데, 대부분 응용이 고전적인 틀에서 크게 벗어나고 있지 못하고 있는 실정이며 거의 모두가 업데이트나 관리가 이루어지지 않고 다운로드 조차 불가능한 상황이다.

이와 같이 IP 멀티캐스트 애플리케이션은 현재 소비자에 어필할 수 있을 만큼의 다양함과 충분한 수를 갖지 못했기 때문에 설사 네트워크가 IP 멀티캐스트를 지원하게 되었다 할 지라도 멀티캐스트 소비자 층을 형성하기에는 비옥한 토양을 제공하지 못하고 있다.

. 기술적 측면

인터넷 아키텍처에 비추어 보면 Deering 멀티캐스트가 안고 있는 구조적 결함 몇 가지를 발견할 수 있다.

(1) 멀티캐스트 라우팅의 Statefulness

인터넷은 그 통신에 있어서 신뢰성을 보장하기 위하여 Fate-sharing model로 설계되었다. Fate-sharing model 이란 통신중인 엔티티의 통신상태를 유지하기 위한 state를 endpoint에서만 관리하겠다는 모델이다. 이 모델을 채용하면 네트워크에서 intermediate failure에 대해 robust 한 특성을 갖게 된다. Unicast routing은 이 모델에 매우 잘 부합하고 있다; 그러나 Deering 멀티캐스트는 라우터 등의 intermediate nodes에 패킷의 전달 경로를 state로 관리함으로써 intermediate failure에 취약한 구조를 가지고 있다.

(2) 회계능력(accounting) 결여

네트워크 자원 및 서비스에 대한 accounting은 오늘날 인터넷이 상업적 영역으로 그 활용이 넓게 확대되면서 실제로는 매우 중요한 문제가 되었다. 유효하고 신뢰성 있는 accounting을 위해서는 서비스를 이용하는 호스트의 자발적인 리포팅뿐만 아니라 네트워크 계층 수준의 accounting 이 반드시 필요하다. IP 유니캐스트의 경우 IP 주소를 기준으로 패킷 단위로 네트워크 계층 수준에서 과금이 수월하게 이루어질 수 있지만, Deering 멀티캐스트는 서비스를 위한 패킷에 대해서 네트워크 계층 수준에서는 최종 수신 호스트의 파악이 불가능하고 결국 last mile router의 도움을 받거나 또는 upper layer의 도움을 받아야만 accounting이 가능한 문제가 있다.

(3) 고비용 관리

유니캐스트 전송에서는 플로에 관계없이 패킷 단위로 포워딩이 수행되는 것에 비하여 IP 멀티캐스트에서는 은 특정 sender가 특정 호스트 그룹으로 보내는 플로 혹은 세션 단위로 라우팅을 수행한다. 그리고 이 경우 장비에 급격한 과부하가 걸리는 것이 두루넷 망과 KT 시험망에서 경험되었다.

네트워크 사업자의 입장에서 바라본다면, 이미 충분한 Connectivity를 보장하고 있는 유니캐스트 라우팅이 안정적으로 운용되고 있는 상용 네트워크에 그 수익성과 안정성이 보장되지 않은 새로운 종류의 라우팅(즉, IP 멀티캐스트) 방식을 오버레이 형식으로 올린다는 것은 부담스러운 일이 아닐 수 없다. 더욱이 날로 증가해가는 유니캐스트 트래픽 용량만을 감당하기에도 노드와 링크의 업그레이드에 투자해야 할 비용이 결코 적지 않은 상황에서 수천, 수만 개의 멀티캐스트 세션을 위해 같은 수의 멀티캐스트 주소를 노드마다 할당 관리하고 또 그 만한 트리를 유지한다는 것은 네트워크에 과부하가 될 것임을 쉽게 짐작할 수 있으므로 사업자가 IP 멀티캐스트를 도입하는 것에 대해 더욱 꺼려지는 요인이 된다. 결국 이미 보편성을 획득한 유니캐스트 기술이 IP 멀티캐스트의 시장 도입을 막고 있는 주 원인이 되고 있는 것이다.

IV. 멀티캐스트 대안 기술

IP 멀티캐스트의 도입과 시장 형성이 끈질기게 늦어지고 있는 상황에서 인터넷 엔지니어들은 이를 극복하는 수단으로 크게 두 가지의 전략적 접근을 하고 있다. 첫번째는 Network layer 의 도움 없이 IP 멀티캐스트 트래픽을 가입자까지 전달하고자 하는 오버레이 멀티캐스트(Overlay Multicast)이고, 다른 한가지는 Xcast(Explicit Multicast) 전송 기술이다.

1. Overlay Multicast

Overlay Multicast에서는 멀티캐스트가 도입되지 않은 기존의 인터넷 망에서는 유니캐스트 전송을 사용하고, 각 지역에 중계기 서버를 설치하여 원격 송신자의 멀티캐스트 트래픽을 저장 혹은 caching 한 후에 해당 지역 사용자에게 멀티캐스트 혹은 유니캐스트로 중계하는 기술이다. 다음 그림에서 알수 있듯이, 기존의 IP 멀티캐스트는 네트워크상의 라우터에서 패킷 복제 및 중계가 수행되는 반면에, Overlay Multicast에서는 호스트 단말에서 패킷 복제 및 중계가 이루어진다.

위와 같은 측면에서 Overlay Multicast는 근본적으로 Host-based Routing 기술이 부르며, 인터넷 망의 멀티캐스트 라우터의 도움없이 멀티캐스트 서비스를 실현시킬 수 있다는 측면에서, 학계 및 산업계의 많은 관심을 받고 있다.

특히, 현재까지 일부 기업망, 캠퍼스망 등의 사설 지역 망에서의 멀티캐스트 도입이 활발히 진행되어 왔으므로, 공중 백본 망에서의 유니캐스트 전송 기술을 중계기를 통해 적절히 혼합 사용하여 종단간에 멀티캐스트 서비스 제공이 가능하다. 한편 국내 산업계에서도 이와 유사한 방식으로 인터넷 방송 솔루션을 개발하는 회사들이 존재하며, 일부 인터넷 방송 사업자에 의해 채택되고 있어, 관련 기술개발 및 보급이 용이하다. 멀티캐스트 중계전송 기술 개발 및 표준화 작업은 ITU-T SG17에서 진행되고 있으며, 한국 ETRI를 중심으로 관련 기술 개발 작업이 진행 중에 있다.

이와 관련된 국외 연구동향 및 참조사이트를 정리하면 다음과 같다.

- End System Multicast(CMU): http://www-2.cs.cmu.edu/~narada/

- YOID(Your Own Internet Distribution): http://www.icir.org/yoid/

- Scattercast(Berkeley): http://berkeley.chawathe.com/~yatin/

- ALMI(Application-Level Multicast Infrastructure): http://alminet.org/

- HyperCast(University of Virginia):http://www.cs.virginia.edu/~mngroup/hypercast/

Overlay Multicast 관련 제품은 또한 국내 산업계에서 매우 활발히 개발되어 왔으며, 관련 인터넷 방송 솔루션 업체 목록은 다음과 같다.

- EGC&C(http://www.egc.co.kr/)

- Zooin.net(http://www.zooin.net/)

- Ritz Communications(http://guide.newmulticast.com/)

- Infobada(http://www.infobada.com/)

- Trihedron(http://www.trihedron.co.kr/)

2. Xcast

IP 멀티캐스트에 대한 또 하나의 대안 기술로서, Deering 멀티캐스트의 한계를 인정하고 인터넷에서 사용할 수 있는 새로운 멀티캐스트 기술을 개발하는 대표적인 예가 Xcast 기술이다. Xcast는 기존의 Deering 멀티캐스트 가 본질적으로 가질 수 밖에 없는 한계, 즉 stateful routing 특징 때문에 네트워크의 노드에 과도한 부담을 줄 수 밖에 없는 문제를 해결하고, 또 경유 노드나 링크에 문제가 생겨도 효과적인 데이터그램 라우팅을 통해 인터넷 아키텍처의 목표 Fate sharing을 실현하기 위해 만들어진 새로운 멀티캐스트 기술이다.

(그림 5)에서 보여지듯이 Xcast에서는 멀티캐스트 그룹 주소를 사용하지 않고, 그룹가입자의 유니캐스트 주소를 일일이 IP 패킷헤더의(option 헤더 포함) 목적이 주소에 포함시키게 된다. 중간 라우터에서는 개별 목적지 주소별로 라우팅을 수행하게 되며, 소규모 멀티캐스트 그룹에 적용하기 용이한 측면을 가지고 있다.

Deering 멀티캐스트가 호스트 그룹에 Group identifier를 할당하고 전송 트리 정보를 경유 노드에 각각 State 로 관리하였다면, Xcast는 각각의 패킷마다 그 세션에 참여한 모든 Receiver의 유니캐스트 IP 주소를 인코딩하여 실어주고 경유 노드는 패킷에 인코딩된 복수 개의 목적지 주소 각각에 라우팅을 수행함으로써 멀티캐스트의 원래 목표인 Bandwidth conserving 효과를 Deering 멀티캐스트의 방법을 사용하지 않고서도 얻어내게 된다.

Deering 멀티캐스트에 대하여 Xcast가 독특하게 구별되는 점은 Xcast는 그 라우팅이 완전히 유니캐스트 라우팅 정보에만 의존하므로 새로운 종류의 라우팅 시그널링이 요구되지 않으며 또 경유 노드에서 세션에 대한 State를 전혀 관리하지 않으므로 완전한 End-to-End communication을 실현한다는 점이다. 또 Deering 멀티캐스트의 구조적 문제로 지적되었던 과금 및 회계 문제가 Xcast의 경우에는 Network layer 수준에서 과금이 가능하다는 것도 장점이다. Xcast 는 한국과 일본, 미국의 일부 기업에서 활발하게 연구 개발이 진행중이다. Deering 멀티캐스트의 실패를 교훈삼아 새로운 멀티캐스트 기술의 도입을 고민하고 있는 한국의 ETRI 및 KTF와 일본의 NTT 와 같은 ISP들이 Xcast 의 시장성에 대해 현재 관심을 기울이고 있는 중이다.

V. 결론 및 향후 전망

인터넷 멀티캐스트 혹은 IP 멀티캐스트 기술은 TCP/IP와 쌍벽을 이룰만한 기술이다. 또한 IETF에서 중점 표준화 분야로서 한창 개발중인 기술이다. 그럼에도 불구하고, 아직까지 널리 보급되지 못하고 있다. 이는 멀티캐스트 기술에 대한 기술적 복잡성 및 관련 서비스의 수익모델 부재에서 그 원인을 찾아볼 수 있다.

지금까지 IP 멀티캐스트 출현 및 현황, 그리고 시장진입 실패 요인 및 향후 발전전망 등에 대하여 살펴보았다. 멀티캐스트 시장이 단 한번도 살아있었던 적이 없었던 것처럼 앞으로의 멀티캐스트 시장 역시 어떤 측면에서는 새롭게 형성될 것을 기대하기가 매우 어려울지도 모른다. 국내 메이저 사업자들은 망의 특성상 멀티캐스트를 통한 수익성 모델 설립은 시기 상조로 판단할 수 밖에 없으며 그러므로 인해 국내 멀티캐스트 시장 역시 열리지 않을 것이다.

한편, Overlay Multicast나 Xcast와 같은 대체 멀티캐스트 기술들도 여전히 성장 가능성을 지켜봐야 할 대상이다. 따라서 IP 멀티캐스트 기술이 네트워크에서 완전히 사라질 것이라고 보아서는 안되고 가입자 단에 40Mbps 의 대역폭이 보장되며 디지털 미디어가 대부분의 아날로그 미디어를 대체하는 4년 후에는 새롭게 각광 받으며 빠르게 시장을 형성할 수 있을지도 모른다. 그 전까지 멀티캐스트 서비스는 특정 응용서비스 및 틈새 시장을 목표로 보급될 것이다.

<참 고 문 헌>

[1]    이지웅 외, IP 멀티캐스트 시장 전망에 대한 고찰, 한국통신학회지(정보통신), 제 19권 제 10호, 2002년, pp.1577-1590.

[2]    고석주 외, 인터넷방송을 위한 멀티캐스트 기술 동향, ETRI 전자통신동향분석, 제 17권 3호(통권 75호), 2002년 6월, pp.1-14.

[3]    고석주 외, 종단간 멀티캐스트 전송을 위한 ECTP 표준 프로토콜, ETRI 주간기술동향, 제 1016호, 2001년 10월.

[4]    고석주 외, 인터넷 멀티캐스트 신기술 동향, ETRI 전자통신동향분석, 제 16권 제 2호, 2001년 4월, pp.1-9.

[5]    Enhanced Communications Transport Protocol(ECTP), http://ectp.etri.re.kr

[6]    Explicit multicast Incubation Group, http://www.xcast-ig.org