라이브 스트리밍 필수 장비: 안정적인 인터넷 회선

방송의 끊김: KT와 SK 인터넷 회선 비교

아래 동영상은 동일한 라이브 소스를 한 장소에서 KT와 SK브로드밴드 회선을 통해 유튜브로 동시에 전송하고 재생 화면을 비교한 결과이다. 왼쪽의 KT 화면은 이상 없이 재생되지만, 오른쪽의 SK 화면에서는 미세한 끊김(Micro-stutter)과 버퍼링(Buffering)이 반복되는 모습을 확인할 수 있다.

시험 시스템은 아래 그림과 같이 구성했다. 먼저 외부 RTSP 카메라의 신호를 KT 인터넷 회선을 사용하는 WOWZA1에서 수신한 뒤, 같은 스트림을 로컬 네트워크로 연결된 WOWZA2에 전달한다. WOWZA2는 SK 인터넷 회선을 사용하며, WOWZA1과 WOWZA2는 각각 동일한 스트림을 RTMP 방식으로 유튜브 라이브에 송출한다.

또한 두 서버가 유튜브로 송출하기 전까지 동일한 스트림을 정상적으로 처리하고 있는지 확인하기 위해, WOWZA1과 WOWZA2에 로컬 네트워크로 접속하여 각 서버의 출력 스트림을 동시에 모니터링했다. 이를 통해 영상 소스나 서버 내부 처리 과정에서 발생한 문제와 인터넷 회선 이후 구간에서 발생한 문제를 구분했다.

표에서 볼 수 있듯, 2분이라는 짧은 시간 동안 미세한 끊김이 반복되면서 총 5.1초의 지연이 누적되었다. 즉, 동일한 라이브 소스를 같은 장소에서 송출하더라도 사용하는 인터넷 회선의 상태에 따라 방송 지연이 발생할 수 있다는 것이다.

참고로 31초 지점과 1분 22초 지점에서 버퍼링 시간보다 누적 지연 시간이 적게 증가하거나 오히려 줄어든 이유는, 유튜브 라이브 플레이어가 긴 버퍼링 후 일부 구간을 건너뛰어(Skip) 재생 지연을 줄였기 때문이다. 또한, 이 결과는 해당 시간대에 관찰된 현상으로, 모든 ISP 환경에서 동일하게 재현되는 것은 아니다.

사실, 여기까지는 쉽게 예상할 수 있는 내용일 것이다. 그러나 이러한 전송 지연은 또 다른 문제를 만들게 된다.

송출 장비의 오류

본 필자는 방송사에 송출 서비스를 제공하는 일을 하고 있다. 고객사 중 일부는 방송신호를 OTT 플랫폼으로 전송해 라이브 채널 서비스를 제공하고 있다.

어느 날 OTT 송출 화면을 모니터하던 중 일부 채널의 화면이 멈칫거리는 증상을 발견했다. 처음에는 대수롭게 생각하지 않고 오리진 서버를 재부팅했고, 증상은 사라졌다. 하지만 며칠 후, 비슷한 시간대에 다시 같은 증상이 발생했고, 본 필자는 약 2주간의 삽질 끝에 원인을 파악할 수 있었다.

원인은 오리진 서버에서 유튜브로 전송하던 데이터가 회선 지연으로 인해 제때 전송되지 못했고, 전송 대기 데이터가 메모리에 누적되면서 오리진 서버의 가용 메모리가 부족해진 것이었다. 쉽게 정리하자면 다음과 같다.

1. 사람들이 피곤한 몸을 이끌고 집으로 돌아와 유튜브를 시청한다.
2. ISP(Internet Service Provider, 인터넷 회선 제공 업체, 통신사)에서 유튜브로 향하는 데이터가 많아지면서 병목 현상이 발생한다.
3. 병목 현상으로 인해 오리진 서버에서 유튜브로 전송해야 하는 스트림 데이터가 조금씩 지연된다.
4. 제때 전송되지 못한 데이터는 오리진 서버의 송출 버퍼에 쌓여 전송될 순서를 기다린다.
5. 지연이 계속되면서 메모리에 쌓이는 전송 대기 데이터가 증가한다.
6. 가용 메모리가 줄어들면서 같은 오리진 서버에서 처리하는 다른 스트림도 영향을 받는다.
7. 다 같이 버벅임 땐스를 춘다.

즉, 인터넷 회선의 품질 저하는 (이것만으로 심각한 문제이지만) 개별 시청자의 시청 경험만 나쁘게 만드는 것을 넘어, 송출 장비에 직접적인 영향을 줄 수 있다.

아래의 그래프는 위에서 설명한 비교 시험 당시 SK 인터넷 회선을 사용한 WOWZA2의 메모리 사용량 그래프로, 전송 지연으로 인해 누적되는 데이터가 메모리에 차곡차곡 쌓여가는 모습을 볼 수 있다. 불과 1시간 동안 약 2.5GB가 증가했으며, 가용 메모리가 4GB라고 가정하면 2시간도 채 되지 않아 가용 메모리를 전부 소진하게 된다.

물론 단시간 운영에서는 심각한 문제로 이어지지 않을 수 있다. 장비를 재부팅하면 메모리가 초기화되어 증상이 해소되기 때문이다. 하지만 장시간 송출이나 다채널 송출의 경우에는 재부팅 자체가 정상적인 해결 방법이 될 수 없으며, 회선 지연이 반복될 때마다 같은 문제가 다시 발생할 수 있다.

무선보다는 유선 | HFC보다 xDSL | 구리케이블보다 광케이블

ISP가 제공하는 상품 중에서 기술적 안정성이 높은 상품을 선택해야 한다. 스트림 데이터가 ISP로 가기도 전에 문제가 생기면 곤란하기 때문이다.

무선과 유선상품 중에서는 유선상품의 안정성이 높다. 무선기술은 많은 편리함을 제공하고, 기술의 발달에 따라 그 성능이 많이 향상되어 왔다. 하지만 전파라고 하는 매체의 물리적 특성을 뛰어넘을 수는 없다.

구리선을 이용한 상품 중에서는 HFC(Hybrid Fiber Coaxial, 동축케이블망)보다는 xDSL 상품의 안정성이 높다. HFC 기반의 인터넷 상품은 선로 대역폭의 제한과 공유로 인해 품질을 유지하는 데 xDSL보다 불리한 면이 있다.

광케이블과 구리케이블을 사용하는 상품 중에서는 광케이블 상품의 안정성이 높다. ISP 국사와의 물리적 거리에 따른 신호 감쇠에 더 유리하고, 구리선에 비해 늦게 도입되어 기술적으로도 우월하다.

이는 일반적으로 통용되는 사항이나, 각 환경과 ISP의 상황에 따라 차이가 발생할 수 있다. 중요한 것은, 회선의 품질이 양호한 상품을 선택해야 한다는 것이다.

플랫폼과의 연동망이 충분한 ISP

스트림 데이터가 ISP까지 정상적으로 전송되었다면, ISP는 이 데이터를 자체적으로 처리할지 혹은 외부(타 ISP)로 전송할지 판단한다. 연동할 플랫폼이 ISP 내부에 위치한다면 내부망을 이용할 것이고, 외부로 나가야 한다면 적절한 ISP로 전송하게 된다.

ISP의 내부망은 대부분 충분한 처리용량을 갖추고 있다. 하지만 타 ISP와 연동할 때 사용하는 상호접속 지점(IX)의 연동용량은 보통 내부망보다 작으며, 해외 연동의 경우에는 더 작아진다. 또한 이 대역폭은 해당 경로를 사용하는 다수의 가입자가 공유하므로 특정 시간대에 트래픽이 집중되면 병목 현상이 발생하게 된다.

때문에 연동할 플랫폼과 동일한 ISP를 사용하거나 해당 플랫폼까지의 연결성이 좋은 ISP를 선택하면, 사업자 간 상호접속 구간을 줄여 연동망의 혼잡으로 인한 위험을 낮출 수 있다. 해외 플랫폼과 연동해야 한다면 국제 연동망이 많고 대역폭이 넉넉한 곳을 선택하는 게 문제가 발생할 가능성이 작다.

참고로 본 필자는 국내 회선을 사용하는 플랫폼과 연동하면서 회선 문제를 경험한 적은 없다. 본 필자가 경험한 관련 문제는 해외에 있는 플랫폼이나 해외 클라우드와 연동할 때 발생했다.

장애 대응이 가능한 전용상품

사실, 영업사원이 기술적 문제를 직접 해결해 줄 수 있는 것은 아니다. 하지만 장애가 발생했을 때 문제를 처리할 수 있는 기술 담당자나 관제 조직과 연결되는 통로가 되어 준다. 본 필자는 기업용 전용회선을 이용했기 때문에, 문제의 원인을 확인한 후 담당 영업사원을 통해 NOC(Network Operation Center, 망 관제소)와 직접 연락해 필요한 조치를 요청할 수 있었다.

물론 이런 종류의 상품은 일반 인터넷 상품보다 비싸다. 하지만 회선 장애가 발생했을 때 조치를 요청할 수 있는 연락 체계가 있다는 것과 없다는 것은 큰 차이가 있다.