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공개SW 활용 성공사례

2015
OpenStack(오픈스택), HAProxy(HA프록시), Nginx(엔진X), Memcached(멤캐시드), Tomcat Web Application Server(톰캣), GlusterFS(글러스터FS), MogileFS(모자일FS), Cubrid(큐브리드)

공개SW가 이어준 클라우드와 방송의 만남


글로벌 IT 산업의 트렌드가 개방과 협업을 통한 생태계 구축으로 흐르는 가운데, 공개SW 기술은 여러 분야에서 그 영향력을 나날이 넓혀가고 있다. 최첨단 기술이 요구되는 방송분야도 예외가 아니다. 최근 우리나라 공영방송사 중 하나인 KBS가 비디오 아카이브 시스템에 공개SW 도입을 밝혀 관련업계의 이목을 끌고 있다. 방송기술이 나아가야 할 새로운 길을 공개SW 활용에서 찾아, 방송미디어 분야의 맏형으로서 솔선수범에 나선 것이다.

- 기     관 KBS
- 수행년도 2012년(KDAS) / 2015년(NCPS)
- 도입배경 비디오 아카이브 디지털화 / 자막·영상 편집·제작체계 개선
- 솔 루 션 OpenStack(오픈스택), HAProxy(HA프록시), Nginx(엔진X), Memcached(멤캐시드), Tomcat Web Application Server(톰캣), GlusterFS(글러스터FS), MogileFS(모자일FS), Cubrid(큐브리드)
- 도입효과 : 비용 절감과 성능 개선 및 기술 내재화

KBS는 1927년 국내 최초 라디오 방송을 송출한 경성방송국이 그 전신이다. 해방 후 1947년 국영방송기관인 서울중앙방송국으로 재출범했으며, 1961년 채널 9번으로 TV 방송을 개국했다. 1973년 공영방송으로 체제를 전환해 한국방송공사를 창립, KBS라 명명되면서 우리나라의 국가기간방송으로서 오늘에 이르고 있다.


KBS는 현재 KBS1, KBS2, KBS월드(World) 등 TV 3개 채널 비롯해, 라디오 7개 채널, 지상파 DMB 4개 채널 등에서 방송을 진행하고 있으며, 데이터방송 및 인터넷방송 등 뉴미디어 서비스도 실시하고 있다. 올해 창립 42주년을 맞아 미션으로 ‘가장 신뢰받는 창조적 미디어’를, 비전으로 ‘TV를 넘어, 세계를 열광시킨다’를 발표한 바 있다.



방송본 보관하는 비디오 아카이브의 디지털화

방송국은 끊임없이 콘텐츠가 생산되는 곳이다. 방송에 송출된 각 콘텐츠는 기록 보관은 물론, 향후 재사용이나 다른 방송을 통한 보완 후 재생산을 위해서도 저장이 요구된다. 컬러스페이스까지 온전히 보존된 고품질 방송본은 1시간 분량에 25GB 수준으로, 최근 UHD 방송의 4K 해상도 영상은 이 8배에 이르는 용량을 필요로 한다.


▲ KBS NCPS 방송 워크플로우

이를 위해 KBS는 KDAS(KBS 디지털 아카이브 시스템)라는 비디오 아카이브 시스템을 마련했다. 기존의 아날로그 테이프 방식을 벗어나 디지털화된 파일 형식으로 방송본 파일들을 관리하고 있으며, 해마다 추가 증설 사업을 실시하고 있다. 사내 제작시스템 NPS부터, 뉴스룸 시스템 KDNS, 대외 서비스 시스템 활용 연계를 위한 통합CMS, KBS아메리카·KBS재팬 등 해외계열사까지 KDAS의 콘텐츠를 사용하고 있다.


이러한 방송본 콘텐츠는 이를 이루는 영상과 음원인 에센스와, 촬영 일시나 장소 등 여러 정보를 담은 메타데이터가 결합돼 구성된다. KBS가 현재 보유중인 에센스만 10PB 이상에 달하므로, KDAS의 영상 전송 시 서비스 병목이나 시스템 과부하가 초래될 수 있는 것이다.


이에 따라 KDAS에는 ▲메모리 캐시 ‘멤캐시드(Memcached)’ ▲웹서버 ‘엔진X(Nginx)’ ▲WAS(웹 애플리케이션 서버) ‘톰캣(Tomcat)’ 등 공개SW가 지난 2012년 도입됐다. 전송서버로 쓰이는 10여대의 ‘톰캣’ 상에 고속전송 기능이 개발 및 적용됐으며, 메타데이터가 저장된 DB(데이터베이스)에 ‘멤캐시드’를 키/값 스토리지로 활용해 읽기의 부하를 분산시켰다.


아울러 ‘엔진X’는 사내 기간시스템 운용상 KDAS의 외부 웹서비스가 필요해 도입됐다. 비디오 아카이브의 콘텐츠에 대한 외부의 사용 요청에 대해 승인 또는 반려할 수 있도록 구현됐으며, 이 과정에서 SSL 인증서를 사용해 HTTPS 암호화된 통신을 제공한다.



번거롭던 자막·영상 편집·제작을 효율적으로



▲ KBS NCPS 방송 워크플로우


KBS월드는 KBS 뉴스 실시간 방송을 비롯한 KBS의 우수 프로그램을 24시간 편성, 전 세계에 방송하는 국제위성방송 채널이다. 국내는 물론 해외에서도 시청 가능한 이 채널에서 방송되는 콘텐츠들은 외국어 자막을 입히는 경우가 적지 않다.


기존에는 자막을 입히는 과정에서 번거로운 절차를 거쳐야 했다. 해당 콘텐츠가 담긴 아날로그 테이프를 인편을 통해 외부 자막 제작사에 맡겨, 파일 변환과 편집 및 다국어 자막 작업을 진행한 것이다. 방송 송출 대상이 해외임을 감안해 편집도 새롭게 이뤄지며, 특히 다국어 자막 작업은 현지에 맞춘 번역부터 해당 콘텐츠에 맞는 폰트, 색, 느낌까지 고려한다.


이 같은 방식으로는 원본 유출의 위험은 물론, 작업 소요시간으로 인해 방송 송출 또한 본방보다 약 3~4주 늦어질 수밖에 없었다. 그래서 KBS는 비디오 아카이브에 있는 영상에 직접 다국어 자막 작업 후 바로 송출 가능한 시스템의 구축에 착수했다.


이에 따라 최근 구축이 완료된 KBS월드 NCPS(네트워크 파일 기반 캡션 프로덕션 시스템)에는 ▲클라우드 컴퓨팅 플랫폼 ‘오픈스택(OpenStack)’ ▲고가용성을 위한 로드 밸런서 ‘HA프록시(HAProxy)’ ▲오브젝트 스토리지 ‘모자일FS(MogileFS)’ ▲분산 스토리지 ‘글러스터FS(GlusterFS)’ ▲DBMS(데이터베이스관리시스템) ‘큐브리드(Cubrid)’ ▲웹서버 ‘엔진X’ ▲WAS ‘톰캣’ 등 공개SW가 도입됐다. KBS기술연구소에서 개발한 자막보정시스템, KBS와 SJ테크놀로지가 공동 개발한 클라우드형 CMS 등도 함께 적용됐다.


최근 각광받고 있는 ‘오픈스택’ 플랫폼을 통해 서버 가상화를 구현, 필요에 따라 자원이 유동적으로 활용된다. WAS ‘톰캣’ 상에 CMS(콘텐츠관리시스템)을 구동, ‘글러스터FS’로 공유된 가상의 볼륨에 있는 영상을 ‘엔진X’를 활용해 스트리밍한다. 이를 통해 웹상에서 스트리밍 영상을 보면서 필요한 편집 및 자막 작업이 가능해지는 것이다.


이 작업은 TCP 데이터 통신을 통해 이뤄지므로 ‘HA프록시’가 세션 릴레이를 지원해 부하를 줄여준다. 이밖에 ‘모자일FS’는 필러(자투리 시간을 위한 영상)나 광고 등 작은 영상을 공유해 주조종실에서 바로 송출할 수 있도록 지원하며, 자막의 저장에는 DBMS ‘큐브리드’가 활용된다.


이처럼 KBS월드 NCPS 프로젝트를 통해 공개SW를 적극적으로 도입한 결과, 전체 사업비의 30% 이상을 절감할 수 있었다는 것이 임태현 KBS 방송시설국 감독의 설명이다. 현재 NCPS는 실제 서비스를 실시하면서 구축부서에서 운영부서로 담당의 전환이 이뤄지고 있다.




▲ KBS NCPS의 CMS 구성


방송미디어 분야 공개SW 확산 앞장

한편, KBS는 분산 스토리지 솔루션 ‘세프(Ceph)’에 대한 테스트도 올 상반기 중 진행할 예정이며, SDN(소프트웨어정의네트워킹) 관련 다양한 공개SW에 대한 테스트도 고려하고 있다.


오픈스택 기반 클라우드 시스템을 구축하면서 주목받고 있는 KBS는 앞으로도 공개SW 도입에 적극적으로 나서, 방송미디어 분야의 공개SW 활용 성공사례를 지속적으로 확보해나가며 공개SW 확산에 기여할 계획이다.



[인터뷰]

“보다 실질적인 제도적 지원 필요”

임태현 KBS 방송시설국 감독


임태현 KBS 방송시설국 감독

오픈스택 기반 클라우드 시스템을 구축하게 된 계기는?

기존 자막 제작사의 아날로그 기반 작업을 개선하고자 했다. 이제는 대세라고 할 수 있는 클라우드를 활용해 내부 시스템을 통합하는데 주력, 관리와 운영의 효율성 및 편의성을 확보하는데 초점을 맞췄다. 사내 자율연구회, 방송기술대전, 수많은 테스트 등을 통해 기술적인 입증을 거쳤고, 이를 바탕으로 NCPS 프로젝트를 추진할 수 있었다.


특히 이번 프로젝트는 클라우드와 방송의 첫 결합이란 점에 의미를 두고 싶다. 이러한 이유로 여러 곳에서 다양한 문의도 받고 있다. 편성 딜레이가 있고, 지상파가 아니라 위성플랫폼인 KBS월드 채널이었기 때문에 가능했던 측면도 있다. 적극적인 신기술 채용과 공개SW 활용으로 저비용 고성능이라는 이율배반적인 과제의 실현이 가능했다고 본다. 또 이러한 부분을 찾는 것이 엔지니어의 역할이라고 생각한다.



공개SW를 도입해 활용하면서 느낀 점은?


특정 분야의 한정된 기술에 상용SW를 적용할 수밖에 없는 상황에 처하면 벤더에 종속되고, 가격뿐 아니라 서비스 지원도 만족스럽지 못한 경우가 벌어질 수 있다. 이와 달리 우수한 공개SW는 수많은 사람들의 검증을 거치면서 점점 발전해나가게 된다. 예를 들어 ‘엔진X’ 등을 활용하면 비용절감을 꾀할 수 있는 것은 물론, 일부 기능은 상용SW보다도 뛰어나다.


공개SW의 도입 및 활용이 처음부터 생각대로 되지만은 않았고, 기술 내재화를 위한 시간과 노력이 필요했다. 그러나 문제를 직접 해결해보는 과정을 거치면서 실력도 늘었고, 그 과정에서 개발자로서 개인적인 성취감도 느꼈다. 무엇보다 이러한 노하우를 공유하면서 서로 발전해나갈 수 있는 생태계를 구축할 수 있다는 것이 가장 큰 장점으로 여겨진다.


공개SW 도입 측면에서 방송국이라는 특수성이 가지는 어려움은?

방송사고 시 징계 위험 등 책임소재에 민감할수록, 그리고 직접적인 방송 제작과 송출 시스템과 같은 방송사고와 밀접한 환경일수록 공개SW 도입이 힘들기 마련이다. 이런 어려움을 해소하기 위해 정부차원에서 공개SW를 보다 안전하게 활용할 수 있는 장치가 다양해졌으면 하는 바램이다. 비단 방송분야 뿐 만 아니라 공개SW에 대해 편견을 가진 시각이 여전히 존재한다고 본다. IT분야의 개발자, 사업자, 컨설턴트 등의 사람들조차 공개SW에 대한 이해가 부족하거나 깎아내리는 경우도 있다. 스스로 해결하려는 노력도 해보지 않고 ‘공개SW이기 때문에 안 돼’라는 편견을 가지고 접근한다면 조직의 의사결정자가 어찌 받아들이겠나. 공개SW의 가치를 스스로 깎지 않았으면 좋겠다.




- 공개SW 역량프라자
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