2025년 8월 23일한국어

프론트엔드 비디오 스트리밍을 위한 HLS 및 DASH 프로토콜의 복잡성을 탐구합니다. 전 세계적으로 고품질 비디오 경험을 제공하기 위해 아키텍처, 구현, 장점 및 단점을 이해하세요.

프론트엔드 비디오 스트리밍: HLS 및 DASH 프로토콜 심층 분석

오늘날의 디지털 환경에서 비디오 스트리밍은 우리 삶의 필수적인 부분이 되었습니다. 엔터테인먼트에서 교육 및 그 이상에 이르기까지 원활하고 고품질의 비디오 경험에 대한 요구는 계속 증가하고 있습니다. 이러한 스트리밍의 많은 부분을 구동하는 두 가지 주요 프로토콜은 HLS(HTTP Live Streaming)와 DASH(Dynamic Adaptive Streaming over HTTP)입니다. 이 포괄적인 가이드는 프론트엔드 관점에서 이러한 프로토콜을 탐구하여 아키텍처, 구현, 장점 및 단점을 다루어 전 세계 시청자에게 뛰어난 비디오 경험을 제공할 수 있는 지식을 제공합니다.

HLS 및 DASH란 무엇입니까?

HLS와 DASH는 모두 비디오 플레이어가 사용자 네트워크 조건에 따라 비디오 스트림의 품질을 동적으로 조정할 수 있도록 하는 적응형 비트 전송률 스트리밍 프로토콜입니다. 이를 통해 네트워크 대역폭이 변동하더라도 원활한 재생 환경을 보장합니다. 그들은 비디오 콘텐츠를 작은 청크로 분할하고 다양한 비트 전송률과 해상도로 비디오의 여러 버전을 제공함으로써 이를 달성합니다.

HLS(HTTP Live Streaming): Apple에서 개발한 HLS는 원래 iOS 장치로 스트리밍하도록 설계되었지만 이후 다양한 플랫폼에서 널리 채택된 표준이 되었습니다. HTTP를 사용하여 전송하므로 기존 웹 인프라와 호환됩니다.
DASH(Dynamic Adaptive Streaming over HTTP): DASH는 MPEG(Moving Picture Experts Group)에서 개발한 개방형 표준입니다. 코덱 지원 측면에서 더 큰 유연성을 제공하며 HLS보다 코덱에 구애받지 않도록 설계되었습니다.

HLS 및 DASH의 아키텍처

HLS와 DASH는 동일한 기본 원칙을 공유하지만 아키텍처와 구현은 약간 다릅니다.

HLS 아키텍처

HLS 아키텍처는 다음 구성 요소로 구성됩니다.

비디오 인코딩: 원본 비디오 콘텐츠는 다양한 비트 전송률과 해상도로 여러 버전으로 인코딩됩니다. H.264 및 H.265(HEVC)는 일반적으로 사용되는 코덱입니다.
세분화: 인코딩된 비디오는 작은 고정 기간 청크(일반적으로 2-10초)로 세분화됩니다.
매니페스트 파일(재생 목록): 사용 가능한 비디오 세그먼트 목록과 해당 URL이 포함된 M3U8 재생 목록 파일이 생성됩니다. 재생 목록에는 다양한 비디오 품질(비트 전송률 및 해상도)에 대한 정보도 포함됩니다.
웹 서버: 비디오 세그먼트와 M3U8 재생 목록 파일은 HTTP를 통해 액세스할 수 있는 웹 서버에 저장됩니다.
비디오 플레이어: 비디오 플레이어는 M3U8 재생 목록 파일을 검색하고 이를 사용하여 비디오 세그먼트를 다운로드하고 재생합니다. 플레이어는 사용자 네트워크 조건에 따라 다양한 비디오 품질 간에 동적으로 전환합니다.

예: HLS 워크플로

도쿄에 있는 사용자가 라이브 스포츠 이벤트를 시청한다고 상상해 보십시오. 비디오는 여러 품질로 인코딩됩니다. HLS 서버는 2초 비디오 세그먼트를 가리키는 M3U8 재생 목록을 만듭니다. 사용자 비디오 플레이어는 강력한 인터넷 연결을 감지하여 처음에는 고해상도 세그먼트를 다운로드합니다. 네트워크가 약해지면 플레이어는 원활한 재생을 유지하기 위해 자동으로 저해상도 세그먼트로 전환합니다.

DASH 아키텍처

DASH 아키텍처는 HLS와 유사하지만 다른 매니페스트 파일 형식을 사용합니다.

비디오 인코딩: HLS와 마찬가지로 비디오 콘텐츠는 다양한 비트 전송률과 해상도로 여러 버전으로 인코딩됩니다. DASH는 VP9 및 AV1을 포함하여 더 광범위한 코덱을 지원합니다.
세분화: 인코딩된 비디오는 작은 청크로 세분화됩니다.
매니페스트 파일(MPD): 사용 가능한 비디오 세그먼트, 해당 URL 및 기타 메타데이터에 대한 정보가 포함된 MPD(Media Presentation Description) 파일이 생성됩니다. MPD 파일은 XML 기반 형식을 사용합니다.
웹 서버: 비디오 세그먼트와 MPD 파일은 HTTP를 통해 액세스할 수 있는 웹 서버에 저장됩니다.
비디오 플레이어: 비디오 플레이어는 MPD 파일을 검색하고 이를 사용하여 비디오 세그먼트를 다운로드하고 재생합니다. 플레이어는 사용자 네트워크 조건에 따라 다양한 비디오 품질 간에 동적으로 전환합니다.

예: DASH 워크플로

상파울루에 있는 사용자가 주문형 영화를 시청하기 시작합니다. DASH 서버는 다양한 품질 수준을 설명하는 MPD 파일을 제공합니다. 처음에는 플레이어가 중간 품질을 선택합니다. 사용자가 Wi-Fi 신호가 약한 다른 위치로 이동하면 플레이어가 버퍼링을 방지하기 위해 원활하게 낮은 품질로 전환한 다음 연결이 개선되면 더 높은 품질로 돌아갑니다.

프론트엔드에서 HLS 및 DASH 구현

프론트엔드에서 HLS 및 DASH를 구현하려면 이러한 프로토콜을 지원하는 비디오 플레이어가 필요합니다. 다음과 같은 여러 JavaScript 기반 비디오 플레이어를 사용할 수 있습니다.

hls.js: HLS를 기본적으로 지원하지 않는 브라우저에서 HLS 스트림을 재생하기 위한 널리 사용되는 JavaScript 라이브러리입니다.
dash.js: 브라우저에서 DASH 스트림을 재생하기 위한 JavaScript 라이브러리입니다.
Video.js: 플러그인을 통해 HLS 및 DASH를 지원하는 다재다능한 HTML5 비디오 플레이어입니다.
Shaka Player: Google에서 개발한 적응형 미디어를 위한 오픈 소스 JavaScript 라이브러리로 DASH와 HLS를 모두 지원합니다.
JW Player: 다양한 기타 기능과 함께 HLS 및 DASH에 대한 포괄적인 지원을 제공하는 상용 비디오 플레이어입니다.

다음은 hls.js를 사용하여 HLS 스트림을 재생하는 방법에 대한 기본 예입니다.

            
<video id="video" controls></video>
<script src="https://cdn.jsdelivr.net/npm/hls.js@latest"></script>
<script>
  if (Hls.isSupported()) {
    var video = document.getElementById('video');
    var hls = new Hls();
    hls.loadSource('your_hls_playlist.m3u8');
    hls.attachMedia(video);
    hls.on(Hls.Events.MANIFEST_PARSED, function() {
      video.play();
    });
  }
</script>

마찬가지로 다음은 dash.js를 사용하여 DASH 스트림을 재생하는 예입니다.

            
<video id="video" controls></video>
<script src="https://cdn.jsdelivr.net/npm/dashjs@latest/dist/dash.all.min.js"></script>
<script>
  var video = document.getElementById('video');
  var player = dashjs.MediaPlayer().create();
  player.initialize(video, 'your_dash_manifest.mpd', true);
  player.on(dashjs.MediaPlayer.events.STREAM_INITIALIZED, function() {
    video.play();
  });
</script>

HLS 및 DASH의 장점과 단점

HLS 장점:

광범위한 호환성: HLS는 iOS, Android, macOS, Windows 및 Linux를 포함한 광범위한 장치 및 브라우저에서 지원됩니다.
간단한 구현: HLS는 전송을 위해 표준 HTTP를 사용하므로 구현이 비교적 쉽습니다.
방화벽 친화적: HLS는 표준 HTTP 포트(80 및 443)를 사용하므로 방화벽에 의해 차단될 가능성이 적습니다.
우수한 CDN 지원: 콘텐츠 전송 네트워크(CDN)는 HLS를 널리 지원하여 전 세계 사용자에게 비디오 콘텐츠를 효율적으로 전송할 수 있습니다.
암호화 지원: HLS는 무단 액세스로부터 비디오 콘텐츠를 보호하기 위해 AES-128을 포함한 다양한 암호화 방법을 지원합니다.
분할된 MP4(fMP4) 지원: 최신 HLS 구현은 fMP4를 활용하여 효율성을 높이고 DASH와의 호환성을 높입니다.

HLS 단점:

더 높은 대기 시간: HLS는 일반적으로 더 긴 비디오 세그먼트를 사용하기 때문에 다른 스트리밍 프로토콜에 비해 대기 시간이 더 깁니다. 이는 대기 시간이 짧아야 하는 라이브 스트리밍 애플리케이션에서 문제가 될 수 있습니다.
Apple 생태계 중심: 널리 채택되었지만 Apple 생태계 내에서의 기원은 때때로 Apple 이외의 플랫폼에서 호환성 뉘앙스로 이어질 수 있습니다.

DASH 장점:

코덱 독립적: DASH는 코덱 독립적이므로 VP9 및 AV1을 포함한 광범위한 비디오 및 오디오 코덱을 지원할 수 있습니다.
유연성: DASH는 매니페스트 파일 구조 및 세분화 측면에서 더 큰 유연성을 제공합니다.
더 낮은 대기 시간: DASH는 특히 더 짧은 비디오 세그먼트를 사용하는 경우 HLS에 비해 더 낮은 대기 시간을 달성할 수 있습니다.
표준화된 암호화: DASH는 CENC(Common Encryption)를 지원하여 다양한 DRM 시스템 간의 상호 운용성을 허용합니다.

DASH 단점:

복잡성: DASH는 더 큰 유연성과 MPD 파일 형식의 복잡성으로 인해 HLS보다 구현이 더 복잡할 수 있습니다.
브라우저 지원: 브라우저 지원이 증가하고 있지만 기본 DASH 지원은 HLS만큼 널리 퍼져 있지 않습니다. dash.js와 같은 JavaScript 라이브러리가 종종 필요합니다.

HLS vs. DASH: 어떤 프로토콜을 선택해야 할까요?

HLS와 DASH 중 선택은 특정 요구 사항과 우선 순위에 따라 다릅니다.

광범위한 호환성과 쉬운 구현을 위해 HLS가 좋은 선택인 경우가 많습니다. 다양한 플랫폼과 장치에서 잘 지원되므로 광범위한 청중에게 도달하는 데 안전한 방법입니다.
더 큰 유연성, 코덱 지원 및 더 낮은 대기 시간을 위해 DASH가 더 나은 선택일 수 있습니다. 그러나 더 복잡한 구현과 이전 브라우저와의 잠재적인 호환성 문제에 대비하십시오.
호환성을 최대화하기 위해 두 프로토콜을 모두 사용하는 것을 고려하십시오. 이는 비디오 콘텐츠를 HLS 및 DASH 형식으로 인코딩하고 두 프로토콜을 모두 지원하는 비디오 플레이어를 사용하여 달성할 수 있습니다. 이 접근 방식을 사용하면 비디오 콘텐츠를 거의 모든 장치 또는 브라우저에서 재생할 수 있습니다.

실제 예: 글로벌 스트리밍 서비스

Netflix 또는 Amazon Prime Video와 같은 글로벌 스트리밍 서비스를 상상해 보십시오. 그들은 HLS와 DASH의 조합을 사용할 가능성이 높습니다. 최신 콘텐츠 및 플랫폼의 경우 코덱 유연성(AV1, VP9) 및 DRM 기능(CENC)을 위해 DASH를 선호할 수 있습니다. 이전 장치 및 브라우저의 경우 HLS로 돌아갈 수 있습니다. 이러한 이중 접근 방식은 전 세계의 광범위한 장치에서 원활한 시청을 보장합니다.

콘텐츠 전송 네트워크(CDN) 및 비디오 스트리밍

콘텐츠 전송 네트워크(CDN)는 비디오 콘텐츠를 전 세계 사용자에게 효율적으로 전송하는 데 중요한 역할을 합니다. CDN은 비디오 콘텐츠를 사용자에 더 가깝게 캐시하여 대기 시간을 줄이고 재생 성능을 향상시키는 분산 서버 네트워크입니다. HLS와 DASH는 모두 CDN에서 잘 지원됩니다.

비디오 스트리밍을 위해 CDN을 선택할 때는 다음 요소를 고려하십시오.

글로벌 도달 범위: 비디오 콘텐츠가 모든 지역의 사용자에게 빠르고 안정적으로 전송되도록 글로벌 서버 네트워크를 갖춘 CDN을 선택하십시오.
HLS 및 DASH 지원: CDN이 HLS 및 DASH 프로토콜을 모두 지원하는지 확인하십시오.
캐싱 기능: 개체 캐싱 및 HTTP/2 지원과 같은 고급 캐싱 기능을 갖춘 CDN을 찾으십시오.
보안 기능: DDoS 보호 및 SSL 암호화와 같은 강력한 보안 기능을 갖춘 CDN을 선택하십시오.
분석 및 보고: 대역폭 사용량, 대기 시간 및 오류율과 같은 비디오 성능에 대한 자세한 분석 및 보고를 제공하는 CDN을 선택하십시오.

비디오 스트리밍을 위한 인기 있는 CDN 제공업체는 다음과 같습니다.

Akamai: 글로벌 서버 네트워크와 HLS 및 DASH에 대한 포괄적인 지원을 제공하는 주요 CDN 제공업체입니다.
Cloudflare: 무료 계층과 고급 기능을 갖춘 유료 요금제를 제공하는 인기 있는 CDN 제공업체입니다.
Amazon CloudFront: Amazon Web Services(AWS)에서 제공하는 CDN 서비스입니다.
Google Cloud CDN: Google Cloud Platform(GCP)에서 제공하는 CDN 서비스입니다.
Fastly: 낮은 대기 시간 전송 및 고급 캐싱에 중점을 둔 CDN 제공업체입니다.

디지털 권한 관리(DRM)

디지털 권한 관리(DRM)는 무단 액세스 및 복사로부터 비디오 콘텐츠를 보호하는 데 사용되는 기술 집합입니다. DRM은 영화 및 TV 프로그램과 같은 프리미엄 콘텐츠를 불법 복제로부터 보호하는 데 필수적입니다.

HLS와 DASH는 모두 다음을 포함한 다양한 DRM 시스템을 지원합니다.

Widevine: Google에서 개발한 DRM 시스템입니다.
PlayReady: Microsoft에서 개발한 DRM 시스템입니다.
FairPlay Streaming: Apple에서 개발한 DRM 시스템입니다.

비디오 스트리밍 애플리케이션에서 DRM을 구현하려면 다음을 수행해야 합니다.

DRM 지원 암호화 알고리즘을 사용하여 비디오 콘텐츠를 암호화합니다.
DRM 제공업체에서 라이선스를 얻습니다.
DRM 라이선스 서버를 비디오 플레이어에 통합합니다.

그러면 비디오 플레이어가 비디오를 재생하기 전에 DRM 라이선스 서버에서 라이선스를 요청합니다. 라이선스에는 비디오 콘텐츠를 해독하는 데 필요한 해독 키가 포함됩니다.

CENC(Common Encryption)가 포함된 DASH는 단일 암호화된 콘텐츠 집합으로 여러 DRM 시스템을 사용하는 표준화된 방법을 제공합니다. 이를 통해 복잡성이 줄어들고 상호 운용성이 향상됩니다.

일반 미디어 애플리케이션 형식(CMAF)

CMAF(Common Media Application Format)는 HLS와 DASH 모두에 대해 단일 분할 MP4(fMP4) 형식을 사용하여 비디오 스트리밍 워크플로를 단순화하는 것을 목표로 하는 미디어 콘텐츠 패키징 표준입니다. 이를 통해 각 프로토콜에 대해 별도의 비디오 세그먼트를 만들 필요가 없어 스토리지 비용을 줄이고 콘텐츠 관리를 단순화할 수 있습니다.

CMAF는 점점 더 대중화되고 있으며 많은 비디오 플레이어와 CDN에서 지원됩니다. CMAF를 사용하면 비디오 스트리밍 워크플로를 크게 간소화하고 다양한 플랫폼 간의 호환성을 향상시킬 수 있습니다.

프론트엔드 비디오 스트리밍 성능 최적화

사용자에게 원활하고 고품질의 비디오 스트리밍 경험을 제공하려면 프론트엔드 성능을 최적화하는 것이 필수적입니다. 다음은 프론트엔드 비디오 스트리밍 성능을 최적화하기 위한 몇 가지 팁입니다.

CDN 사용: 앞서 언급했듯이 CDN을 사용하면 비디오 콘텐츠를 사용자에 더 가깝게 캐시하여 비디오 재생 성능을 크게 향상시킬 수 있습니다.
비디오 인코딩 최적화: 적절한 비디오 인코딩 설정을 사용하여 비디오 품질과 파일 크기의 균형을 맞추십시오. 콘텐츠 복잡성에 따라 비디오 품질을 최적화하기 위해 VBR(가변 비트 전송률 인코딩)을 사용하는 것을 고려하십시오.
적응형 비트 전송률 스트리밍 사용: 적응형 비트 전송률 스트리밍(HLS 또는 DASH)을 구현하여 사용자 네트워크 조건에 따라 비디오 품질을 동적으로 조정하십시오.
비디오 세그먼트 미리 로드: 시작 대기 시간을 줄이고 재생 부드러움을 향상시키기 위해 비디오 세그먼트를 미리 로드하십시오.
HTTP/2 사용: HTTP/2는 여러 비디오 세그먼트를 병렬로 다운로드할 수 있도록 하여 비디오 스트리밍 성능을 크게 향상시킬 수 있습니다.
비디오 플레이어 설정 최적화: 버퍼 크기 및 최대 비트 전송률과 같은 재생 성능을 최적화하도록 비디오 플레이어 설정을 구성하십시오.
비디오 성능 모니터링: 분석 도구를 사용하여 비디오 성능을 모니터링하고 개선할 영역을 식별하십시오.

예: 모바일 최적화

제한된 데이터 요금제로 모바일 장치에서 비디오 서비스에 액세스하는 뭄바이에 있는 사용자의 경우 모바일에 대한 최적화가 중요합니다. 여기에는 낮은 비트 전송률 스트림 사용, 배터리 수명에 맞게 비디오 플레이어 설정 최적화, 사용자가 데이터 소비를 제어할 수 있는 데이터 절약 모드 구현이 포함됩니다.

프론트엔드 비디오 스트리밍의 과제

비디오 스트리밍 기술의 발전에도 불구하고 프론트엔드에서 원활하고 고품질의 비디오 경험을 제공하는 데는 여전히 몇 가지 과제가 남아 있습니다.

네트워크 가변성: 네트워크 조건은 사용자 및 위치에 따라 크게 다를 수 있으므로 일관된 재생 성능을 보장하기가 어렵습니다.
장치 조각화: 기능과 제한 사항이 다른 광범위한 장치 및 브라우저로 인해 모든 사용자를 위해 비디오 스트리밍을 최적화하기가 어려울 수 있습니다.
DRM 복잡성: DRM을 구현하는 것은 복잡할 수 있으며 다양한 DRM 시스템과 라이선스 요구 사항을 신중하게 고려해야 합니다.
대기 시간: 라이브 스트리밍 애플리케이션에서 특히 HLS를 사용하여 짧은 대기 시간을 달성하는 것은 여전히 과제입니다.
접근성: 자막, 캡션 및 오디오 설명과 같은 기능을 신중하게 계획하고 구현하여 장애가 있는 사용자가 비디오 콘텐츠에 액세스할 수 있도록 해야 합니다.

결론

HLS와 DASH는 적응형 비트 전송률 스트리밍을 가능하게 하여 전 세계 시청자에게 고품질 비디오 경험을 제공할 수 있도록 지원하는 강력한 프로토콜입니다. 이러한 프로토콜의 아키텍처, 구현, 장점 및 단점을 이해함으로써 특정 요구 사항에 사용할 프로토콜에 대해 정보에 입각한 결정을 내릴 수 있습니다. CDN, DRM을 사용하고 프론트엔드 성능을 최적화하면 비디오 스트리밍 경험을 더욱 향상시키고 비디오 콘텐츠가 전 세계 사용자에게 효율적이고 안전하게 전송되도록 할 수 있습니다. CMAF와 같은 최신 트렌드를 파악하고 가능한 최상의 시청 경험을 제공하기 위해 글로벌 시청자의 특정 요구 사항을 고려하십시오.