KR100342975B1 - 계층적 전송과 분산 아이피 멀티캐스팅을 이용한 인터넷 방송 시스템 및 인터넷 방송 방법 - Google Patents

계층적 전송과 분산 아이피 멀티캐스팅을 이용한 인터넷 방송 시스템 및 인터넷 방송 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 계층적 전송을 이용한 인터넷 방송 시스템 및 인터넷 방송 방법에 관한 것으로, 본 발명에 의한 인터넷 방송은 소정 갯수의 단말기가 접속할 수 있도록 하고, 상기 소정 개수를 초과하는 접속 시도 단말기들은 서버 또는 단말기에서 하위 단말기들로 접속을 유도하여 항상 같은 속도로 데이터를 전송받을 수 있도록 하여 서버의 용량을 증가시키지 않고도 통신 부하 없이 대용량의 방송 서비스가 가능하도록 한다.
본 발명은 서버를 최상위로 하고 서버에 접속되는 단말기의 수를 한정하고, 한정된 수 이상의 단말기가 접속을 요청할 경우 이미 접속되어 있는 하위 단말기들중 어느 한 단말기로 접속을 유도하여 접속되어 있는 단말기들이 데이터 전송의 중계기 역할을 하게 함으로써 서버 용량의 증가 없이도 원하는 모든 인터넷 방송 이용자들에게 양질의 방송을 제공할 수 있는 효과가 있다.
또, 본 발명에 따른 분산 IP 멀티캐스팅을 이용한 인터넷 방송 시스템 및 인터넷 방송 방법은, 인터넷 방송용 서버에 매우 적은 수의 단말기에게만 직접 데이터를 송신하면 되므로 서버의 통신 부하를 매우 줄일 수 있을 뿐만 아니라 IP 멀티캐스팅을 이용하여 방송을 수신할 수 있는 단말기의 숫자를 대폭적으로 늘일 수 있다.

Description

계층적 전송과 분산 아이피 멀티캐스팅을 이용한 인터넷 방송 시스템 및 인터넷 방송 방법 {A system and method for providing internet broadcasting data based on hierarchical structure and distributed IP multicasting}
일반적으로 인터넷 방송에서 인터넷 방송을 제공하는 중앙 집중식 서버는 멀티미디어 데이터를 그 서버에 접속된 모든 이용자들의 단말기로 전송한다. 다수의 인터넷 이용자들은 인터넷 방송을 제공하는 공급자가 운영하는 인터넷 방송 서버에 접속하여 서버에서 제공하는 방송 데이터, 예를 들어 동영상과 오디오 등과 같은 각종 멀티미디어 데이터를 수신하여 시청한다. 즉, 현재까지의 인터넷 방송 시스템은 대용량의 인터넷 방송 서버에 이용자 수에 관계없이 이용자 모두가 중앙의 서버에 접속하도록 되어 있다.
멀티미디어 기술의 개발이 가속화됨에 따라 전송 데이터의 용량이 커져서 통신의 병목 현상이 빈번히 발생되거나 서버가 다운되는 원인이 되기도 한다.
특히, 인터넷 방송의 경우 화질과 음질의 우수성이 경쟁력을 좌우하므로 데이터 용량의 증가는 불가피하고, 이러한 상황에서 양질의 인터넷 방송 서비스를 제공하기 위해서는 서버의 성능 및 용량을 증가시킬 수 밖에 없다. 그러나, 수 많은 인터넷 방송 이용자들의 욕구를 충족시키기 위해 시스템 성능 및 용량을 무한하게 계속 높이는 것도 현실적으로 불가능하다.
또한, 성능이 우수하고 대용량의 서버이더라도 서버에 접속한 이용자가 많을 경우 차후에 접속을 원하는 이용자는 접속이 아예 불가능하거나 접속이 되더라도 데이터 전송의 속도가 느려져 양질의 방송을 시청할 수 없다는 문제점이 있다.
그리고, 상기와 같은 현상이 지속적으로 발생하거나 동시에 최대 용량 이상의 이용자가 접속을 시도하면, 인터넷 방송을 제공하는 서버가 다운되어 서버가 복구될 때까지 인터넷 방송을 제공할 수 없다는 문제점도 있다.
일반적으로, 인터넷상에서 데이터 전송은 TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet protocol)나 UDP(User Datagram Protocol)를 이용하여 이루어진다.
TCP/IP나 UDP를 이용하여 인터넷 방송을 수행하기 위해서는, 동일한 데이터를 여러개의 단말기로 단말기의 숫자만큼 반복하여 전송해야만 한다.
상기 문제점을 해결하기 위해서는 IP 멀티캐스팅이 이용된다. IP 멀티캐스팅은 동영상 및 오디오등의 멀티미디어 데이터를 인터넷을 통하여 방송하기 위한 제정된 인터넷 표준으로 Class D 라는 특정한 인터넷 주소 영역을 설정하여 이 영역의 주소 중 동일한 주소를 공유하는 단말기들은 데이터를 단 한 번만 데이터를 송신하면 모든 단말기에 모두 전달될 수 있도록 만든 인터넷 프로토콜이다. 현재 기술적으로 IP 멀티캐스팅을 구현하기 위해 전송되는 방송데이터가 멀티캐스트 패킷이어야 하므로, Mbone(Multicast Backbone)과 같이 멀티캐스트 패킷을 주고 받을 두 시스템 사이의 라우터 전부를 멀티캐스팅이 지원되는 라우터로 설치 또는 교체하여 Mbone 영역 내에 있는 단말기에 IP 멀티캐스트가 가능하도록 시도하고 있다.
그러나, Mbone을 구축하기 위해서는 라우터 전부 또는 일부를 교체해야 하여 막대한 자금이 소요되므로 연구기관, 교육기관 등을 연결하는데 한정적으로 이용되는 현실이고, IP 멀티캐스팅의 구현에 있어서 가장 큰 장애요인인 이러한 라우터 문제는 전송해야 하는 데이터가 멀티캐스트 패킷이기 때문에 그 특성상 UDP 또는 TCP/IP처럼 목적지를 나타내는 수신자 IP가 지정되어 있지 않아 단말기가 접속된 인터넷 라우터가 IP 멀티캐스팅을 지원하지 않을 경우에는 수신자가 특정되어 있지 않은 멀티캐스트 패킷을 통과시켜 주지 않게 되고 이로 인해 데이터의 전송 자체가 불가능하며 단말기가 접속되어 있는 인터넷 라우터가 멀티캐스팅을 지원하는 경우라도 전송된 멀티캐스트 방송 데이터는 단말기가 접속한 LAN영역에서만 사용할 수 있게 되는 것이다. 특히 일반적으로 인터넷 상에 있는 서버와 단말기가 서로 접속하기 위해서는 여러 개의 인터넷 라우터를 경유하여야 하므로, 만일 이 중 하나의 라우터라도 IP 멀티캐스팅을 지원하지 않으면, 단말기는 서버로부터 방송 데이터를 수신할 수 없다.
더욱이, 아직 인터넷 라우터 중 IP 멀티캐스팅을 지원하는 라우터가 충분히 보급되지 못하였기 때문에 실질적으로 IP 멀티캐스팅을 이용하여 인터넷 방송을 할 수는 없는 상황이다. 따라서, 아직 인터넷 상에서 IP 멀티캐스팅을 이용하여 방송서비스를 하는 곳은 매우 드물며, IP 멀티캐스팅은 기업 내 인트라넷 시스템용에만 응용되고 있을 뿐이다. 현재, 대부분의 인터넷 방송 서버가 IP 멀티캐스팅을 이용하는 대신에 TCP/IP나 UDP를 사용하여 서버와 단말기를 직접 연결시켜 방송용 데이터를 송수신하고 있다. 이러한 방송 방식은 서버의 통신 부하가 매우 크기 때문에 접속 가능한 사용자의 수를 증가시키기 매우 어렵다. 즉, 다수의 사용자가 인터넷 방송 서버에 접속할 경우 통신의 과부하로 인하여, 접속 불가, 데이터의 유실 및 통신 속도의 저하, 서버의 다운 등 여러 가지 문제가 발생하게 되며, 매우 고성능의 서버를 사용해야만 하기 때문에 시스템 구축 비용이 많이 필요하다는 단점이 있다.
본 발명은 인터넷 방송 시스템 및 인터넷 방송 방법에 관한 것으로, 특히 대용량의 멀티미디어 데이터를 전송하는 인터넷 방송 시스템에서 발생될 수 있는 병목 현상을 계층적인 전송망과 IP 멀티캐스팅을 이용하여 감소시킬 수 있는 인터넷 방송 시스템 및 방법에 관한 것이다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 접속되어 있는 단말기를 중계기로 활용해 다른 단말기로 데이터를 중계할 수 있도록 함으로써 다수의 이용자들에게 병목 현상 없이 양질의 인터넷 방송을 제공할 수 있는 인터넷 방송 시스템 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 서버로 직접 접속되는 단말기의 수를 제한하면서 동시에 멀티캐스트 패킷 전송이 불가능한 라우터 환경과 상관없이 IP 멀티캐스팅을 구현하여 접속을 요구하는 이용자가 많더라도 서버의 다운없이 지속적으로 인터넷 방송을 제공할 수 있는 인터넷 방송 시스템 및 방법을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예에서는, 멀티미디어 데이터를 인터넷을 통하여 방송하는 인터넷 방송 방법에 있어서, 제1 단말기로부터 접속 요청 신호를 수신하면, 이미 접속되어 있는 단말기의 수가 접속가능한 단말기의 수를 나타내는 임계값 이상인지 여부를 판단하는 제1 단계; 상기 이미 접속되어 있는 단말기의 수가 상기 임계값보다 적으면, 접속을 시도한 상기 제1 단말기로 방송 데이터를 전송하는 제2 단계; 및 상기 이미 접속되어 있는 단말기의 수가 상기 임계값 이상이면, 상기 이미 접속되어 있는 제2 단말기로 접속을 유도하는 제3 단계를 포함하는 인터넷 방송 방법이 제공된다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 실시예에서는, 멀티미디어 데이터를 인터넷을 통하여 방송하는 인터넷 방송 방법에 있어서, 제 1단말기에서 인터넷 방송 서버로 접속을 요청하는 제1 단계; 상기 인터넷 방송 서버에서 제 1단말기로부터 접속 요청 신호를 수신받으면, 이미 접속되어 있는 단말기의 수가 접속가능한 단말기의 수를 나타내는 임계값 이상인지 여부를 판단하는 제2 단계; 이미 접속되어 있는 단말기의 수가 임계값보다 적으면, 접속을 시도한 상기 제 1단말기로 방송 데이터를 전송하는 반면, 이미 접속되어 있는 단말기의 수가 임계값 이상이면 이미 접속되어 있는 단말기들중 하나인 제 2단말기를 하위서버로 선택하는 제3 단계; 선택된 하위 서버의 주소를 포함하는 재접속 안내 메시지를 상기 제 1단말기로 전송하는 제4 단계; 상기 제 1단말기에서 상기 인터넷 방송 서버로부터 수신된 신호가 방송 데이터인지 또는 재접속 유도 신호인지 판단하는 제5 단계; 및 상기 인터넷 방송 서버로부터 수신된 신호가 방송 데이터이면 수신된 상기 방송 데이터를 디스플레이하는 반면, 수신신호가 재접속 유도 신호이면 하위서버로 선택된 제 2단말기로 다시 접속을 요청하는 제6 단계를 포함하는 인터넷 방송 방법이 제공된다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 또 다른 실시예에서는, 멀티미디어 데이터를 인터넷을 통하여 방송하는 인터넷 방송 시스템에 있어서, 제1 단말기로부터 접속 요청 신호를 수신하면, 이미 접속되어 있는 단말기의 수가 접속가능한 단말기의 수를 나타내는 임계값 이상인지 여부를 판단하기 위한 판단 수단; 상기 이미 접속되어 있는 단말기의 수가 상기 임계값보다 적으면, 접속을 시도한 상기 제1 단말기로 방송 데이터를 전송하는 전송 수단; 및 상기 이미 접속되어 있는 단말기의 수가 상기 임계값 이상이면, 상기 이미 접속되어 있는 제2 단말기로 접속을 유도하는 제어부를 포함하는 인터넷 방송 시스템이 제공된다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 또 다른 실시예에서는, 멀티미디어 데이터를 인터넷을 통하여 방송하는 인터넷 방송 시스템에 있어서, 인터넷 방송 서버로 접속을 요청하기 위한 접속 요청 수단; 상기 인터넷 방송 서버로부터 신호를 수신하여, 수신된 신호가 재접속 유도 신호이면 상기 접속 요청 수단으로 상기 재접속 유도 신호를 전송하고, 수신된 신호가 방송 데이터이면 상기 방송 데이터를 방송 수신 수단으로 전송하며, 제 2단말기로부터의 중계 요청 신호에 따라 상기 방송 데이터를 상기 방송 수신 수단으로부터 수신하여 상기 제 2단말기로 전송하기 위한 중계 수단; 상기 방송 데이터를 중계 수단으로부터 전송받아 디스플레이 수단으로 전송하기 위한 방송 수신 수단; 및 상기 방송 데이터를 수신하여 디스플레이시키기 위한 디스플레이 수단을 포함하는 인터넷 방송 시스템이 제공된다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 계층적 전송을 이용한 인터넷 방송 시스템을 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 인터넷 방송 시스템에 적용되는 단말기의 구성도이며, 도 3은 본 발명에 따른 계층적 전송을 이용한 인터넷 방송 방법을 도시한 순서도이고, 도 4는 본 발명에 따른 분산 IP 멀티캐스팅을 이용한 인터넷 방송 시스템을 설명하기 위한 네트워크 구성도이다.
실시예1에서는 사용되는 프로토콜을 고려하지 않고 계층 구조를 이용한 인터넷 방송 시스템 및 방법에 관해 설명하고, 실시예2에서는 IP 멀티캐스팅을 이용하여 방송 데이터를 전송하는 인터넷 방송 시스템 및 방법에 관해 설명한다.
(실시예1)
도 1은 본 발명에 따른 데이터의 계층적 전송을 이용한 인터넷 방송 시스템의 전체적인 구성을 나타낸 것으로, 동영상 및 오디오와 같은 방송용 멀티미디어 데이터를 제공하는 인터넷 방송 서버(100), 상기 서버(100) 또는 서버에 연결된 단말기(110)에 접속하여 데이터를 전송받아 이용자가 시청할 수 있도록 하는 다수의 단말기(110, 120, 130)를 포함한다.
본 발명의 설명을 명확하게 하기 위하여, 서버에 직접 연결되는 단말기들을 1차 접속 단말기, 1차 접속 단말기에 접속하는 단말기들을 2차 접속 단말기, ..., N-1차 접속 단말기에 접속하는 단말기들을 N차 접속 단말기라 정의한다. 이때, N은 2보다 크거나 같은 임의의 정수이다. 단말기(110, 120, 130)는 도2에 도시한 바와 같이, 상기 인터넷 방송 서버(100) 또는 방송을 중계하는 단말기(110, 120)로부터 송신되는 데이터를 수신하는 방송 수신부(114), 상기 방송 수신부(114)를 통하여 수신된 데이터를 처리하여 출력해 주는 데이터 처리 및 표현부(116), TCP/IP나 UDP 프로토콜을 이용하여 상기 인터넷 방송 서버(100)에 연결하여 방송 데이터를 수신하여 수신된 데이터를 인접한 다른 단말기들에게 전송함으로써 방송을 중계해주는 방송 중계부(112)를 포함한다.
이와 같이 구성된 네트워크에서 본 발명을 이용하여 인터넷 방송을 하기 위해서는 먼저 단말기(110)에 방송 중계부(112)와 방송 수신부(114), 방송 데이터 처리 및 표현부(116)를 구성하기 위하여, 소프트웨어를 설치하여야 한다.
방송 중계부(112)는 인터넷 방송 서버(100)에 접속시 TCP/IP 또는 UDP를 이용하여 접속한 뒤 인터넷 방송 서버(100)에 라우터 경로 정보와 사용자 수신정보를 송신하고 TCP/IP 또는 UDP 패킷으로 캡슐화(Encapsulation)된 방송 데이터를 수신하여 TCP/IP 또는 UDP 패킷 헤더 제거 후 방송 수신부(114)로 전달해 데이터 처리 및 표현부(116)에서 화면 및 기타 장치로 표현되도록 하거나, 접속을 요청하는 다른 단말기들(120)에게 전송하는 방송 중계 기능을 수행한다.
방송 수신부(114)는 상기 인터넷 방송 서버(즉, 멀티캐스트 데이터 송신시) 또는 방송을 중계하는 단말기가 송신하는 방송 데이터(즉, 페이로드(Payload) 또는 멀티캐스트 데이터)를 수신하여 데이터 처리 및 표현부(116)로 전달한다.
데이터 처리 및 표현부(116)는 단말기의 화면에 동영상을 표시하거나 오디오 처리 등을 수행하는 기능부로 방송 수신부(114)로부터 방송 데이터를 수신하여 수신된 데이터를 처리하여 화면 또는 기타 장치로 표현한다.
상기 2차 접속 단말기(120)를 이용하여 인터넷 방송을 수신 또는 중계하는 과정을 살펴보면, 방송 수신을 시작하면 방송 수신부(114)는 페이로드(Payload) 또는 멀티캐스트 방송 데이터를 수신하여 이를 데이터 처리 및 표현부(116)로 전달한다.
도 3을 참조하여 본 발명에 따른 계층적 전송을 이용한 인터넷 방송 방법을 설명한다.
먼저, 인터넷 방송 서버는 멀티미디어 데이터를 제공하며, 접속되는 1차 접속 단말기의 수를 상기 데이터를 최상의 조건으로 제공할 수 있도록 한정한다. 즉, 시스템 성능 및 데이터 용량 등을 고려하여 방송 품질을 유지하면서 최대로 접속가능한 사용자 수를 나타내는 임계값을 설정한다.
인터넷 방송 서버는 단말기로부터 접속 요청 신호를 수신하면, 서버에서 작동 중인 프로그램에 의해 접속 요청 신호를 보낸 단말기의 프로그램 설치 여부를 검색하여 단말기(110)에서 구동되는 방송 중계부(112), 방송 수신부(114), 방송 데이터 처리 및 표현부(116)를 구성하는 소프트웨어를 인스톨되게 하고, 단말기에 설치된 소프트웨어는 단말기의 IP 주소와 서버에 접속하기 위해 경유한 라우터 경로 정보를 자동적으로 서버 프로그램에 전송한다. 그리고, 인터넷 방송 서버는 이미 접속되어 있는 단말기의 수가 상기 임계값보다 적은지 판단하여(S305), 임계값보다 적으면 접속을 승인하여 방송 데이터를 전송하고(S311), 전송이 완료되었는지 판단하여(S319), 전송이 완료되었으면 종료하고, 완료되지 않았으면 방송 데이터를 전송하는 단계(S311)로 돌아간다.
단계 S305에서 인터넷 방송 서버에 이미 접속되어 있는 단말기의 수가 임계값 이상이면, 상기 인터넷 방송 서버와의 직접 전송을 차단하고, 각 단말기가 서버 접속시 전달한 라우터 경로 정보 및 중계 중인 하위 단말기 수 등의 분석 결과에 따라 이미 접속되어 있는 단말기들(110)중 하나로 접속을 유도한다. 즉, 이미 접속되어 있는 1차 접속 단말기들 중 하나를 하위 서버로 선택하고 데이터베이스에 기록한다(S305). 인터넷 방송 서버는 접속된 단말기 관련 정보, 예를 들어, 1차 접속 단말기의 주소, 1차 접속 단말기에 접속된 2차 단말기의 개수 및 주소, 각 단말기 들의 라우터 경로 등과 같은 정보를 저장한다.
하위 서버의 주소를 포함하는 재접속 유도 신호를 접속을 요청한 단말기로 전송하여(S309) 하위 서버로의 재접속을 유도한다. 이때의 재접속 유도 신호는 1차 접속 단말기에 접속된 2차 단말기의 개수 정보 및 각 단말기의 라우터 경로 분석 정보에 근거하여 근거리에 인접해 있으면서 일정 수준 이하의 2차 단말기를 하위에 보유하여 전송이 용이한 단말기를 지정하여 이 단말기의 IP 주소와 포트정보를 재접속 유도 신호로 보내게 된다.
접속을 시도한 단말기는 서버로부터 신호를 수신하면, 수신된 신호가 방송 데이터인지 재접속 유도 신호인지를 판단한다(S313). 수신된 신호가 방송 데이터이면 사용자가 시청할 수 있도록 디스플레이하고(S317), 재접속 유도 신호이면 수신된 주소를 이용하여 하위 서버로 선정된 1차 접속 단말기로 통신상태 체크(ICMP(Internet Control Message Protocol)) 등을 포함한 접속 요청 신호를 전송한다(S315).
이때, 임계값을 초과한 시점부터 접속을 시도하는 단말기들을 상기 1차 접속 단말기들로 고르게 분배하여 접속을 유도한다. 상기 서버에 접속된 1차 접속 단말기는 서버로부터 방송 데이터를 수신하여 이용자가 시청할 수 있도록 디스플레이하고, 서버로부터 유도된 접속 요청 단말기들의 접속을 인가하거나 접속 불가시 이미 접속되어 있는 2차 접속 단말기들중 어느 한 단말기로 접속을 유도한다. 이때, 상기 1차 및 2차 단말기들과 후술하는 모든 단말기들에는 서버 또는 상위 단말기에 접속하여 데이터를 수신하고 수신된 데이터를 중계하여 하위 단말기에게 전송하는 중계 기능을 가지며, 각 단말기들은 또한 전송수단, 데이터 수신 및 중계 전송에 의해 기능이 저하되지 않는 범위에서 접속되는 단말기들의 수를 한정하는 임계값 판단 기능을 갖는다.
상기 서버로부터 접속이 유도되어 1차 접속 단말기에 접속된 2차 접속 단말기는 1차 접속 단말기로부터 방송 데이터를 전송받아 이용자가 시청할 수 있도록 디스플레이하고, 1차 접속 단말기로부터 유도된 접속 요청 단말기들의 접속을 유도한다.
상기와 같은 과정의 반복에 의해 N-2차 접속 단말기로부터 접속이 유도되어 N-1차 접속 단말기에 접속된 N차 접속 단말기는 N-1차 접속 단말기로부터 방송 데이터를 수신하여 이용자가 시청할 수 있도록 디스플레이하고, N-1차 접속 단말기로부터 유도된 접속 요청 단말기들의 접속을 인가하거나 접속 불가시 이미 접속되어 있는 N+1차 접속 단말기들 중 어느 한 단말기로 접속을 유도한다.
만일 방송 수신을 시작한 직후나 방송 수신 도중에 일정시간 동안 방송 데이터를 수신할 수 없으면, 단말기 내부의 방송 중계부(112)에 중계를 요청한다. 방송 중계부(112)는 중계 요청 신호를 수신하면, 1차 접속 단말기(110)대신에 인터넷 방송 서버(100)에 직접 접속하여 라우터 경로 정보와 사용자 수신정보를 전송하여 서버의 임계값 측정 후 서버가 방송 데이터 또는 접속 유도 신호를 전송하게 하여 이를 방송 수신부에서 수신하며, 또한 방송 중계부(112)는 다른 지역 단말기와 교신하고 접속을 요청하는 다른 단말기들에게 방송 데이터를 전송함으로써 방송을 중계한다.
이때, 방송 중계부(112)에서 송신되는 데이터가 멀티캐스트 데이터일 경우에는 하기한 실시예 2에서 설명하게 되는 바, 단말기 내부에 설치된 방송 수신부(114)뿐만 아니라 최소한 동일한 근거리네트워크(LAN)에 접속되어 있으면서 단말기 프로그램이 인스톨되어 있는 다른 단말기의 방송 수신부에도 전달되며, 라우터(라우터 m)를 이용하여 연결된 다른 지역의 단말기 프로그램이 인스톨된 단말기에도 전달될 수 있다.
(실시예 2)
본 발명에 따른 분산 IP 멀티캐스팅을 이용한 인터넷 방송 시스템 및 인터넷 방송 방법에 대하여 본 발명의 일 실시예를 통하여 상세하게 설명한다.
도 4는 본 발명에 따른 분산 IP 멀티캐스팅 이용한 인터넷 방송 시스템을 설명하기 위한 네트워크 구성도이다.
먼저, 본 발명에 따른 분산 IP 멀티캐스팅을 이용한 인터넷 방송 시스템은 도4에 나타낸 바와 같이, 동영상 및 오디오와 같은 멀티미디어 데이터를 방송하는 인터넷 방송 서버(100), TCP/IP나 UDP 프로토콜을 이용하여 상기 인터넷 방송 서버(100)에 연결하고, 방송 데이터를 수신하여 이용자가 시청할 수 있도록 디스플레이하고 수신된 데이터를 인접한 다른 단말기로 중계하는 단말기(110,40~47), 및 상기 서버와 상기 다수의 단말기를 인터넷으로 연결하여 주는 IP 멀티캐스팅 기능을 갖는 다수의 IP 멀티캐스팅 라우터(라우터m, 20~30)를 포함한다.
여기에서, 일반 라우터(라우터n, 34,36)는 상기 IP 멀티캐스팅 라우터(라우터m)와 달리 IP 멀티캐스팅 기능이 없는 라우터로서 일반 라우터를 통하여 연결된 2개의 네트웍 간에는 IP 멀티캐스팅 데이터를 전달할 수 없다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 분산 IP 멀티캐스팅을 이용한 인터넷 방송 시스템의 작용을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 4에 도시된 바와 같이, IP 멀티캐스팅 라우터(20~30)만으로 연결될 수 있는 인터넷 통신 영역을 영역 A,B,C로 구분할 때, 영역A의 단말기(40,41)와는 달리 B영역과 C영역에 속한 단말기들은 인터넷 방송 서버(100)에 방송되는 IP 멀티캐스팅 데이터를 직접 수신할 수 없다. 따라서 B영역과 C영역의 단말기는 TCP/IP 또는 UDP 프로토콜을 이용하여 방송 서버에 직접 접속하여야만 방송 데이터를 수신할 수 있다. 이에 B 영역과 C영역의 단말기중 각각 한 단말기(43,47)가 대표적으로 서버와 접속하여 데이터를 수신하고 수신된 데이터를 IP 멀티캐스팅 데이터로 전환하여 동일 영역내의 다른 단말기들에게 중계하고, B영역과 C영역의 다른 단말기들은 상기 단말기(43,47)가 중계 방송하는 IP멀티캐스팅 데이터를 수신함으로써 모든 단말기에게 방송 데이터가 전달되게 된다.
이와 같이 구성된 네트워크에서 본 발명을 이용하여 인터넷 방송을 수행하기 위한 단말기는 도2를 참조하여 앞에서 설명한 바 있는 단말기(110)와 유사하다. 단말기는 방송 중계부(112), 방송 수신부(114) 및 방송 데이터 처리 및 표현부(116)를 포함하고, IP 멀티캐스팅 프로토콜을 이용한다는 것 외에는 각 기능 블록에서 수행하는 기능은 유사하다. 이러한 기능 블록은 소프트웨어로 구현될 수 있으며, 방송 데이터와 동시에 또는 방송 데이터를 수신하기 이전에 인터넷 방송 서버와의 데이터 송수신 및 요구되는 일련의 기능을 수행하기 위해 서버로부터 소프트웨어를 수신하여 설치하여야 한다.
방송 중계부(112)는 인터넷 방송 서버(100)와 TCP/IP 또는 UDP를 이용하여 접속한 뒤 인터넷 방송 서버(100)에 라우터 경로 정보와 사용자 수신정보를 전송하고 서버로부터 전송되는 캡슐화된 방송 데이터를 수신하여 수신된 데이터를 IP 멀티캐스팅 데이터로 바꾸어 인접한 다른 단말기들에게 전송하거나 IP 멀티캐스팅이 지원되지 않는 라우터 영역으로의 방송 중계시 페이로드 데이터(즉, Real data)를 TCP/IP 또는 UDP 패킷으로 캡슐화하는 단계를 시행하여 다른 네트워크 영역으로 방송 데이터를 중계하도록 프로그램하고, 방송 수신부(54)는 상기 인터넷 방송 서버 또는 방송을 중계하는 인접한 임의의 단말기가 송신하는 멀티캐스트 IP /멀티캐스트 포트 또는 멀티캐스트 포트에 구분신호로 특정 정수를 가감한 IP 멀티캐스팅 데이터를 수신하여 데이터 처리 및 표현부로 전달하도록 프로그램 되어야 한다.
그리고, 데이터 처리 및 표현부(116)는 단말기의 화면에 동영상을 표시하거나 오디오 처리 등을 하는 부분으로 방송 수신부(114)로부터 방송 데이터를 전달 받아 그 데이터를 처리하여 화면 또는 기타 장치로 표현하는 역할을 담당한다.
상기 단말기(110)를 이용하여 인터넷 방송을 수신 또는 중계하는 과정은 다음과 같다.
단말기(110)를 이용하여 방송 수신을 시작하면 방송 수신부(114)는 IP 멀티캐스팅을 이용하여 방송되는 데이터를 수신하여 이를 데이터 처리 및 표현부(116)로 전달하는 역할을 담당한다.
만일 방송 수신을 시작한 직후나 방송 수신 도중에 일정시간 동안 IP 멀티캐스팅 데이터를 수신할 수 없는 경우에는 내부의 방송 중계부(112)에 중계를 요청하고, 방송 중계부(112)는 중계를 요청받으면 인터넷 방송 서버(100)에 직접 접속하여 인터넷 방송 서버의 프로그램에 자신의 IP 정보와 서버 접속시 경유한 라우터 경로 정보를 제공한 후, TCP/IP나 UDP를 이용하여 캡슐화된 방송 데이터를 수신하고, 수신된 데이터를 IP 멀티캐스팅 데이터로 전환하여 인접한 단말기들에게 전송함으로써 방송을 중계하여 주거나, 인터넷 방송 서버의 프로그램이 보유 중인 하위서버 기록과 각 단말기들의 라우터 경로 정보 분석 결과에 따라 인접한 단말기로부터 방송 데이터를 중계받도록 서버가 전송하는 인접 단말기의 IP 주소를 포함한 재접속 유도 신호를 수신하여 인접 단말기 방송 중계부(112)에 중계를 요청하게 되고, 캡슐화된 방송 데이터 수신 후 IP 멀티캐스팅 데이터로 전환하여 동일 영역 내(LAN)에서 IP 멀티캐스팅을 구현한다.
방송 중계부(112)에서 송신되는 데이터는 단말기 내부에 설치된 방송 수신부(114)뿐만 아니라 최소한 동일한 근거리네트워크(LAN)에 접속된 다른 단말기의 방송 수신부에도 전달되며, IP 멀티캐스팅이 지원되는 라우터(라우터 m)를 이용하여 연결된 다른 지역의 단말기에도 전달될 수 있다.
이를 도 4를 통하여 설명하면 영역 A,B,C의 분리된 영역중 영역 A는 인터넷 방송 서버(100)로부터 직접 IP 멀티캐스팅 데이터를 수신할 수 있으므로 별도의 중계 기능이 필요하지 않으나, 영역 B나 C는 별도의 중계 기능이 필요하다.
영역 B의 단말기(43)와 영역 C의 단말기(47)는 단말기(40~47)중에서 중계 기능을 수행하는 임의의 단말기를 나타낸 것으로, 이 단말기(43,47)들은 TCP/IP나 UDP를 사용하여 인터넷 방송 서버(100)로부터 직접 데이터를 전송받아 수신된 데이터를 IP 멀티캐스팅을 사용하여 인접한 단말기들에게 송신하는 역할을 겸하게 된다.
따라서, 도 4상에서 표시된 8개의 단말기(40~47)중에서 단지 2개의 단말기(43,47)만 인터넷 방송 서버(100)에 접속하여 있어도 모든 단말기(40~47)가 동시에 동일한 방송을 수신할 수 있다.
상기와 같은 방법을 이용하여 IP 멀티캐스팅이 불가능한 지역(즉, IP 멀티캐스팅 라우터로 연결되지 않은 영역)은 TCP/IP나 UDP를 이용하여 서버에 접속하여 방송 데이터를 직접 수신하고, 인터넷 방송 서버(100)로부터 직접 데이터를 수신한 단말기(43,47)들은 이를 즉시 IP 멀티캐스팅 데이터로 전환하여 인접한 단말기들에게 재송신하여 주는 중계 기능을 담당함으로써 IP 멀티캐스팅이 가능한 영역별로 분산된 중계망을 구축할 수 있다.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 참고하여 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변경과 수정이 이루어질 수 있는 것이다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 의한 인터넷 방송은 소정 갯수의 단말기가 접속할 수 있도록 하고, 상기 소정 개수를 초과하는 접속 시도 단말기들은 서버 또는 단말기에서 하위 단말기들로 접속을 유도하여 항상 같은 속도로 데이터를 전송받을 수 있도록 하여 서버의 용량이나 ISP(Internet Service Provider)의 백본(Backbone)을 증가시키지 않고도 통신 부하 없이 대용량의 방송 서비스가 가능하도록 한다.
본 발명은 서버를 최상위로 하고 서버에 접속되는 단말기의 수를 한정하고, 한정된 수 이상의 단말기가 접속을 요청할 경우 이미 접속되어 있는 하위 단말기들중 어느 한 단말기로 접속을 유도하여 접속되어 있는 단말기들이 데이터 전송의 중계기 역할을 하게 함으로써 서버 용량의 증가 없이도 원하는 모든 인터넷 방송 이용자들에게 양질의 방송을 제공할 수 있는 효과가 있다.
그리고, 서버 또는 단말기들에 접속하는 하위 단말기들의 수를 제한함으로써, 서버나 하나의 단말기로 많은 수의 단말기가 접속되는 일이 없어 통신의 과부하에 따른 병목 현상이나 서버의 다운을 미연에 방지할 수 있다.
또, 본 발명에 따른 분산 IP 멀티캐스팅을 이용한 인터넷 방송 시스템 및 인터넷 방송 방법은, 인터넷 방송용 서버에 매우 적은 수의 단말기에게만 직접 데이터를 송신하면 되므로 서버의 통신 부하를 매우 줄일 수 있을 뿐만 아니라 ISP의 동일 수준 백본 용량으로 IP 멀티캐스팅을 이용하여 방송을 수신할 수 있는 단말기의 숫자를 대폭적으로 늘일 수 있다.
특히, 동일한 인트라넷을 사용하는 대기업의 네트웍 사용자의 단말기는 그 숫자에 관계없이 그 중 한 단말기만 서버에 접속해도 방송을 수신할 수 있기 때문에 서버뿐만 아니라 기업내 네트웍의 부하도 대폭 줄일 수 있는 장점이 있다.

Claims (22)

  1. 멀티미디어 데이터를 인터넷을 통하여 방송하는 인터넷 방송 방법에 있어서,
    제1 단말기로부터 접속 요청 신호를 수신하면, 이미 접속되어 있는 단말기의 수가 접속가능한 단말기의 수를 나타내는 임계값 이상인지 여부를 판단하는 제1 단계;
    상기 이미 접속되어 있는 단말기의 수가 상기 임계값보다 적으면, 접속을 시도한 상기 제1 단말기로 방송 데이터를 전송하는 제2 단계; 및
    상기 이미 접속되어 있는 단말기의 수가 상기 임계값 이상이면, 상기 이미 접속되어 있는 제2 단말기로 접속을 유도하는 제3 단계를 포함하는 인터넷 방송 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제3 단계는,
    상기 이미 접속되어 있는 단말기들 중 하나인 제2 단말기를 하위 서버로 선택하는 단계; 및
    선택된 상기 하위 서버의 주소를 포함하는 재접속 안내 메시지를 상기 제1 단말기로 전송하는 단계를 포함하는 인터넷 방송 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 하위 서버에서 상기 제1 단말기로부터 접속 요청 신호를 수신하면, 상기 제1 단계부터 재수행하는 단계를 더 포함하는 인터넷 방송 방법.
  4. 멀티미디어 데이터를 인터넷을 통하여 방송하는 인터넷 방송 방법에 있어서,
    제 1단말기에서 인터넷 방송 서버로 접속을 요청하는 제1 단계;
    상기 인터넷 방송 서버에서 제 1단말기로부터 접속 요청 신호를 수신받으면, 이미 접속되어 있는 단말기의 수가 접속가능한 단말기의 수를 나타내는 임계값 이상인지 여부를 판단하는 제2 단계;
    이미 접속되어 있는 단말기의 수가 임계값보다 적으면, 접속을 시도한 상기 제 1단말기로 방송 데이터를 전송하는 반면, 이미 접속되어 있는 단말기의 수가 임계값 이상이면 이미 접속되어 있는 단말기들중 하나인 제 2단말기를 하위서버로 선택하는 제3 단계;
    선택된 하위 서버의 주소를 포함하는 재접속 안내 메시지를 상기 제 1단말기로 전송하는 제4 단계;
    상기 제 1단말기에서 상기 인터넷 방송 서버로부터 수신된 신호가 방송 데이터인지 또는 재접속 유도 신호인지 판단하는 제5 단계; 및
    상기 인터넷 방송 서버로부터 수신된 신호가 방송 데이터이면 수신된 상기 방송 데이터를 디스플레이하는 반면, 수신신호가 재접속 유도 신호이면 하위서버로 선택된 제 2단말기로 다시 접속을 요청하는 제6 단계를 포함하는 인터넷 방송 방법.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 멀티미디어 데이터를 인터넷을 통하여 방송하는 인터넷 방송 시스템에 있어서,
    제1 단말기로부터 접속 요청 신호를 수신하면, 이미 접속되어 있는 단말기의 수가 접속가능한 단말기의 수를 나타내는 임계값 이상인지 여부를 판단하기 위한 판단 수단;
    상기 이미 접속되어 있는 단말기의 수가 상기 임계값보다 적으면, 접속을 시도한 상기 제1 단말기로 방송 데이터를 전송하는 전송 수단; 및
    상기 이미 접속되어 있는 단말기의 수가 상기 임계값 이상이면, 상기 이미 접속되어 있는 제2 단말기로 접속을 유도하는 제어수단을 포함하는 인터넷 방송 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 제어 수단은, 상기 이미 접속되어 있는 단말기들중 하나인 제2 단말기를 하위 서버로 선택하기 위한 수단; 및
    선택된 상기 하위 서버의 주소를 포함하는 재접속 안내 메시지를 생성하여 상기 제1 단말기로 전송하기 위한 수단을 포함하는 인터넷 방송 시스템.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 전송 수단은 TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) 프로토콜을 이용하여 상기 방송 데이터를 전송하는 인터넷 방송 시스템.
  11. 제 8 항에 있어서, 상기 전송 수단은 UDP (User Datagram Protocol) 프로토콜을 이용하여 상기 방송 데이터를 전송하는 인터넷 방송 시스템.
  12. 제 8 항에 있어서, 상기 전송 수단은 IP 멀티캐스팅 (IP Multicasting) 프로토콜을 이용하여 상기 방송 데이터를 전송하는 인터넷 방송 시스템.
  13. 멀티미디어 데이터를 인터넷을 통하여 방송하는 인터넷 방송 시스템에 있어서,
    인터넷 방송 서버로 접속을 요청하기 위한 접속 요청 수단;
    상기 인터넷 방송 서버로부터 신호를 수신하여, 수신된 신호가 재접속 유도 신호이면 상기 접속 요청 수단으로 상기 재접속 유도 신호를 전송하고, 수신된 신호가 방송 데이터이면 상기 방송 데이터를 방송 수신 수단으로 전송하며, 제 1단말기로부터의 중계 요청 신호에 따라 상기 방송 데이터를 방송 수신수단으로부터 수신하여 상기 제 1단말기로 전송하기 위한 중계수단;
    상기 방송 데이터를 중계 수단으로부터 전송받아 디스플레이 수단으로 전송하기 위한 방송 수신 수단; 및
    상기 방송 데이터를 수신하여 디스플레이시키기 위한 디스플레이 수단을 포함하는 인터넷 방송 시스템.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 중계 수단은, 상기 제1 단말기로부터 접속 요청 신호를 수신하면, 이미 접속되어 있는 단말기의 수가 접속가능한 단말기의 수를 나타내는 임계값 이상인지 여부를 판단하기 위한 판단 수단;
    상기 이미 접속되어 있는 단말기의 수가 상기 임계값보다 적으면, 접속을 시도한 상기 제1 단말기로 방송 데이터를 전송하기 위한 전송 수단; 및
    상기 이미 접속되어 있는 단말기의 수가 상기 임계값 이상이면, 상기 이미 접속되어 있는 제2 단말기로 접속을 유도하기 위한 접속 유도 수단을 포함하는 인터넷 방송 시스템.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 접속 유도 수단은,
    상기 이미 접속되어 있는 단말기들 중 하나인 제2 단말기를 하위 서버로 선택하기 위한 선택부; 및
    선택된 상기 하위 서버의 주소를 포함하는 재접속 안내 메시지를 발생시켜 상기 제1 단말기로 전송하기 위한 전송부를 포함하는 인터넷 방송 시스템.
  16. 제 14 항에 있어서, 상기 전송 수단은 TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) 프로토콜을 이용하여 상기 방송 데이터를 전송하는 인터넷 방송 시스템.
  17. 제 14 항에 있어서, 상기 전송 수단은 UDP (User Datagram Protocol) 프로토콜을 이용하여 상기 방송 데이터를 전송하는 인터넷 방송 시스템.
  18. 제 14 항에 있어서, 상기 전송 수단은 IP 멀티캐스팅 (IP Multicasting) 프로토콜을 이용하여 상기 방송 데이터를 전송하는 인터넷 방송 시스템.
  19. 분산 IP 멀티캐스팅을 이용한 인터넷 방송 시스템에 있어서,
    멀티미디어 방송 데이터를 전송하는 인터넷 방송 서버와;
    상기 인터넷 방송 서버 또는 멀티미디어 데이터를 중계하는 인접한 여타의 단말기에서 송신되는 IP 멀티캐스팅 데이터를 수신하는 방송 수신부와, 상기 방송 수신부를 통하여 수신된 데이터를 처리하여 출력하는 데이터 처리 및 표현부, TCP/IP 또는 UDP 프로토콜을 이용하여 상기 인터넷 방송 서버에 연결하여 방송 데이터를 수신하고, 수신된 데이터를 IP 멀티캐스팅 데이터로 전환하여 동일한 근거리네트워크에 접속된 인접 영역의 다른 단말기 또는 다른 영역의 근거리 네트워크에 접속된 단말기에 IP 멀티캐스팅 기능을 갖춘 IP 멀티캐스팅 라우터를 경유하여 전송하는 방송 중계부를 갖춘 단말기로 구성된 것을 특징으로 하는 인터넷 방송 시스템.
  20. 분산 IP 멀티캐스팅을 이용한 인터넷 방송 방법에 있어서,
    인터넷 방송 데이터를 전송하는 인터넷 방송 서버 또는 방송 데이터를 중계하는 인접한 다른 단말기로부터 송신되는 IP 멀티캐스팅 데이터를 수신하여 재생하는 단계와;
    특정의 단말기에서 일정시간 이상 IP 멀티캐스팅 데이터가 수신되지 않으면, TCP/IP 또는 UDP 프로토콜을 이용하여 상기 인터넷 방송 서버에 직접 연결하여 방송 데이터를 수신하는 단계; 및
    상기 특정의 단말기에서 수신된 데이터를 IP 멀티캐스팅 데이터로 전환하여 동일한 근거리네트워크에 접속된 인접 영역의 다른 단말기 또는 다른 영역의 근거리네트워크에 접속된 단말기에 전송하고,IP 멀티캐스팅 기능을 갖춘 라우터에서 상기 특정의 단말기와 다른 영역의 근거리네트워크에 접속된 단말기를 연결하여 IP 멀티캐스팅 데이터가 전송되도록 하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 인터넷 방송 방법.
  21. 분산 IP 멀티캐스팅을 이용한 인터넷 방송 방법에 있어서,
    IP 멀티캐스팅 기능을 갖추지 않은 라우터가 있는 영역의 근거리네트워크에 속하는 제 1단말기에서 IP 멀티캐스팅 데이터의 수신 가능여부를 체크하는 단계와;
    IP 멀티캐스팅 데이터의 수신이 불가능하다고 판정되면, TCP/IP 또는 UDP 프로토콜을 이용하여 인터넷 방송 서버에 직접 연결하여 방송 데이터를 수신하여 재생하는 단계; 및
    상기 제 1단말기에서 TCP/IP 또는 UDP 프로토콜을 통해 수신받은 방송 데이터를 IP 멀티캐스팅 데이터로 전환하여 동일한 근거리네트워크에 접속된 인접 영역의 제 2단말기에 재전송하여 중계하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 인터넷 방송 방법.
  22. 제 21 항에 있어서, 상기 방송 데이터를 수신하여 재생하는 단계는,
    상기 제 1단말기의 방송 중계부에서 TCP/IP 또는 UDP 패킷의 방송 데이터를 IP 멀티캐스팅 데이터로 전환하여 발생시키는 단계와,
    상기 제 1단말기의 방송 수신부에서 방송 중계부로부터 발생된 IP 멀티캐스팅 데이터를 수신받아 데이터 처리 및 표현부에 출력하여 재생이 가능하도록 하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 인터넷 방송 방법.
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