KR100479334B1 - 인터넷 기반 멀티미디어 스트리밍 서비스를 위한 동적선반입 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

사용자의 임의 지점 재생 요구에 대응하여 지속적인 스트리밍 서비스를 제공할 수 있는 인터넷 기반 멀티미디어 스트리밍 서비스를 위한 동적 선반입 시스템은 다수의 멀티미디어 스트리밍 원본 데이터가 저장된 광역 서버와, 광역 서버와 사용자간에 네트워크 상태를 토대로 로컬 영역에 저장될 원본 데이터의 비율을 결정하고, 비율에 따라 로컬 영역 중에서 상기 원본 데이터가 저장될 영역을 다수의 구분 영역으로 분할한 후에 상기 각각의 구분 영역을 기록 영역과 비기록 영역으로 나누며, 각각의 기록 영역에 대응되는 데이터를 상기 원본 데이터에서 추출하여 각각의 기록 영역에 저장하는 지역 서버를 포함한다.

상기와 같은 지역 서버는 사용자의 임의 지점 재생 요구에 응답하여 재생 위치에 데이터가 존재하는지를 판단한 후 판단결과 데이터가 존재하지 않을 때 상기 재생 위치에서 가까운 기록 영역을 검색하고, 검색된 기록 영역의 데이터를 사용자에게 전송한 후에 원본 데이터의 나머지 부분을 상기 광역 서버로부터 수신하여 사용자에게 전송한다.

Description

인터넷 기반 멀티미디어 스트리밍 서비스를 위한 동적 선반입 시스템 및 방법{PREFIX PREFETCHING SYSTEM AND METHOD FOR MULTIMEDIA STREAMING SERVICE ON THE INTERNET}

본 발명은 인터넷 기반의 스트리밍 서비스 제공 방법에 관한 것으로, 특히 사용자에게 비디오 파일을 제공할 때 시작부터 순차적으로 제공하는 것뿐만 아니라 사용자의 임의 지점 재생 요구에 대해서도 서비스 지연 시간을 최소화할 수 있는 인터넷 기반 멀티미디어 스트리밍 서비스를 위한 동적 선반입 시스템 및 방법에 관한 것이다.

사용자가 인터넷을 통하여 멀티미디어 스트리밍 서비스를 제공받는 경우에, 사용자는 서비스 시작 지연 시간이나 스트리밍 컨텐트의 품질 등을 기준으로 서비스 사용 유무를 결정한다. 그러나 인터넷의 특성상 서비스 지연 또는 중단과 같은 상황이 발생할 가능성이 많기 때문에, 이와 같은 상황에 대처하기 위해서는 사용자가 요구하는 해당 비디오 파일의 전부 또는 일부를 사용자의 물리적인 위치에 근접하면서 인터넷 상태와 무관하게 안정적인 서비스를 제공할 수 있는 지역 서버에 저장하여 스트리밍 서비스를 제공하는 기법이 있다.

이와 같이 지역 서버(즉, 캐쉬)를 이용하여 멀티미디어 스트리밍 서비스 제공 방법으로는 여러 가지가 있으며, 그 중에서도 프리픽스 캐슁(prefix caching) 방법은 일반적으로 광역 서버의 비디오 파일 전체 중에서 일부만을 저장하는 기법을 사용한다.

이하, 첨부된 도면을 이용하여 종래의 멀티미디어 스트리밍 서비스 기법을 설명한다. 도 1은 종래 기술에 의한 멀티미디어 스트리밍 서비스 기법 중에서 프리픽스 캐슁을 설명하기 위한 구조도이다.

도 1을 참조하면, 멀티미디어 스트리밍 서비스 시스템의 구성은 사용자가 요구한 비디오 파일의 원본을 저장하고 있는 광역 서버(30)와, 광역 서버(30)와 통신망(20)으로 연결되며, 사용자의 컴퓨터와 근거리 통신망으로 연결되어 서비스 요청을 수신하는 지역 서버(10)로 이루어진다.

사용자가 특정 비디오 파일에 스트리밍 서비스를 요청하면, 지역 서버(10)는 사용자 요청을 수신하여 로컬 영역에 해당 비디오 파일이 저장되어 있는지 검색한다. 검색 결과 해당 비디오 파일이 없으면, 지역 서버(10)는 광역 서버(30)로부터 새롭게 해당 비디오 파일을 가져와 로컬 영역에 저장함과 더불어 사용자에게 전송한다. 이때 지역 서버(10)는 광역 서버(30)의 비디오 파일 중에서 일부만을 저장한다.

다시 말해서, 지역 서버(10)는 스트리밍 서비스 시스템의 구조에서 프락시 캐쉬 역할을 하기 때문에 지역성을 고려하여 광역 서버(30)로부터 수신한 비디오 파일의 일부만을 로컬 영역에 저장한다.

그러나, 이러한 프리픽스 캐슁 기법은 사용자가 비디오 파일의 처음부터 재생을 요구하지 않고 지역 서버(10)에 저장되어 있지 않은 임의 지점 재생을 요구할 경우에, 지역 서버(10)에 캐슁된 데이터가 없기 때문에 원본 비디오 파일을 가져오기 위해서 광역 서버(30)로의 접속이 요구된다.

이러한 광역 서버(30)는 인터넷과 같은 통신망(20)을 통하여 연결되어 있기 때문에, 광역 서버(30)가 가변적인 인터넷 통해 멀티미디어 파일과 같이 용량이 큰 데이터를 사용자에게 서비스할 때 서비스 지연 및 중단과 같은 상황이 발생하여 사용자의 서비스 요구를 만족시킬 수 없다.

본 발명의 목적은 이와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 지역 서버의 로컬 영역 중에서 원본 데이터 크기에 대응되는 영역을 다수의 구분 영역으로 나누고, 각각의 구분 영역 중에서 일부 영역인 기록 영역에 데이터를 캐슁함으로써, 사용자의 임의 지점 재생 요구에 대응하여 지속적인 스트리밍 서비스를 제공할 수 있는 인터넷 기반 멀티미디어 스트리밍 서비스를 위한 동적 선반입 시스템 시스템 및 방법을 제공하고자 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 다수의 멀티미디어 스트리밍 원본 데이터가 저장된 광역 서버와, 상기 광역 서버와 사용자간에 네트워크 상태를 토대로 로컬 영역에 저장될 상기 원본 데이터의 비율을 결정하고, 상기 비율에 따라 상기 로컬 영역 중에서 상기 원본 데이터가 저장될 영역을 다수의 구분 영역으로 분할한 후에 상기 각각의 구분 영역을 기록 영역과 비기록 영역으로 나누며, 상기 각각의 기록 영역에 대응되는 데이터를 상기 원본 데이터에서 추출하여 각각의 기록 영역에 저장하는 지역 서버를 포함하며, 상기 지역 서버는 사용자의 임의 지점 재생 요구에 응답하여 상기 재생 요구 지점에 데이터가 존재하는지를 판단한 후 상기 판단결과 상기 재생 요구 지점에 데이터가 존재하지 않은 경우 상기 재생 지점에서 가까운 기록 영역을 검색하고, 상기 검색된 기록 영역의 데이터를 사용자에게 전송한 후에 원본 데이터의 나머지 부분을 상기 광역 서버로부터 수신하여 사용자에게 전송한다.

또한, 본 발명은, 광역 서버와 인터넷으로 연결된 지역 서버를 통해 상기 광역 서버에 저장된 멀티미디어 스트리밍 원본 데이터를 사용자에게 제공하는 방법에 있어서, 상기 사용자와 광역 서버간의 네트워크 상태에 따라 상기 지역 서버의 로컬 영역에 저장될 데이터의 비율을 결정하는 단계와, 상기 로컬 영역 중에서 상기 데이터가 저장될 영역을 다수의 구분 영역으로 분리하며, 상기 각각의 구분 영역을 기록 영역과 비기록 영역으로 분할하는 단계와, 상기 광역 서버로부터 각각의 기록 영역에 대응되는 데이터를 수신하여 각각의 기록 영역에 저장하는 단계와, 상기 사용자의 임의 지점 재생 요구에 따른 재생 위치에 데이터가 존재하는지의 여부를 판단하는 단계와, 상기 판단 결과, 상기 재생 위치에 데이터가 존재하지 않은 경우에 상기 지점 위치에서 가까운 기록 영역을 검색하는 단계와, 상기 검색된 기록 영역의 데이터를 상기 사용자에게 전송한 후에 상기 검색된 기록 영역 이후 데이터를 상기 광역 서버로부터 수신하여 상기 사용자에게 전송하는 단계를 포함한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 바람직한 실시 예에 대하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 인터넷 기반 멀티미디어 스트리밍 서비스를 위한 동적 선반입 시스템을 나타내는 블록도이다.

이에 도시된 바와 같이, 멀티미디어 스트리밍 서비스 시스템은 사용자와 근거리 통신망으로 연결된 지역 서버(100)와, 지역 서버(100)와 통신망(200)으로 연결된 광역 서버(300)로 구성된다.

광역 서버(300)에는 사용자에게 제공될 다수의 멀티미디어 스트리밍 원본 데이터 파일(파일1, … 파일m)이 저장되어 있으며, 지역 서버(100)와 통신망(200)으로 연결되어 지역 서버(100)의 요청에 따라 원본 데이터 중 일부를 지역 서버(100)에 전송한다.

지역 서버(100)는 광역 서버(300)에 저장된 원본 데이터 중에서 일부를 저장하는 로컬 영역을 가지며, 로컬 영역에 저장될 원본 데이터에 대한 데이터 비율은 광역 서버(300)와 사용자간에 네트워크 상태를 토대로 결정된다. 이때, 네트워크 상태는 광역 서버(300)와 사용자간의 네트워크 지연 상태, 대역폭 및 처리량 등을 들 수 있다.

또한, 지역 서버(100)는 로컬 영역 중에서 원본 데이터 파일의 용량에 대응되는 영역을 다수의 구분 영역(110)으로 분할하며, 구분 영역(110)의 수는 사용자의 임의 지점 재생 요구에 대한 지역 서버(100)의 대응 정도에 따라 결정된다. 이러한 구분 영역(110)에는 데이터가 저장되는 기록 영역(110a)과 데이터가 저장되지 않은 비기록 영역(110b)으로 나누어진다. 이때 기록 영역(110a)의 크기는 구분 영역(110) 수로 원본 데이터 중에서 수신할 데이터 량을 나눈 값에 대응되는 영역이다. 지역 서버(100)는 각각의 기록 영역(110a)에 대응되는 위치의 데이터를 원본 데이터에서 추출하여 각각의 기록 영역(110a)에 저장한다.

또한, 지역 서버(100)는 사용자의 임의 지점 재생 요구에 대응하는 위치에 데이터가 존재하지 않을 때 재생 위치에서 가까운 기록 영역(110a)을 검색한 후에 기록 영역(110a)에 저장된 데이터를 사용자에게 전송하며, 이후 원본 데이터의 나머지 부분을 통신망(200)을 통해 광역 서버(300)로부터 수신하여 사용자에게 전송한다.

상기와 같은 구성을 갖는 멀티미디어 스트리밍 서비스 시스템이 멀티미디어 스트리밍 데이터를 사용자에게 제공하는 과정은 도 3을 참조하여 설명한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 지역 서버(100)는 사용자와 광역 서버(300)간의 네트워크 대역폭, 지연 상태 및 처리량을 측정하고, 측정된 값을 토대로 광역 서버(300)로부터 수신할 데이터 비율을 결정한다(S400, S402).

이후, 지역 서버(100)는 로컬 영역에 원본 데이터의 용량에 대응되는 크기의 영역을 할당한 후에 할당된 영역을 다수의 구분 영역(110)으로 나누고, 구분 영역(110) 수로 수신할 데이터 량을 나눈 값에 대응되는 영역을 데이터가 기록될 기록 영역(110a)으로 할당한다. 지역 서버(100)는 통신망(200)을 통해 광역 서버(300)에 접속하여 기록 영역(110a)에 대응되는 데이터를 추출하고, 추출된 데이터를 각각의 기록 영역(110a)에 저장한다(S404).

이후, 지역 서버(100)는 근거리 통신망으로 연결된 사용자로부터 수신된 서비스 요청이 처음부터 재생인지 임의 지점 재생인지의 여부를 판단한다(S406).

단계 S406의 판단 결과, 사용자의 서비스 요청이 임의의 멀티미디어 스트리밍 데이터에 대한 처음부터 재생인 경우에, 지역 서버(100)는 사용자가 요청한 멀티미디어 스트리밍 데이터가 존재하는지의 여부를 판단한다(S408). 단계 S408의 판단 결과, 사용자가 요청한 데이터가 존재하는 경우에, 지역 서버(100)는 사용자 요구에 대응되는 데이터를 사용자에게 전송한 후에 나머지 부분의 데이터를 광역 서버(300)로부터 수신하여 사용자에게 제공한다(S410). 단계 S408의 판단 결과, 사용자가 요청한 데이터가 존재하지 않는 경우에는, 지역 서버(100)는 사용자가 요청한 데이터를 광역 서버(300)로부터 수신하여 사용자에게 제공한다(S412).

단계 S406의 판단 결과, 사용자의 서비스 요청이 임의의 멀티미디어 스트리밍 데이터에서 임의 지점 재생인 경우에, 지역 서버(100)는 사용자가 요청한 지점 재생 위치에 데이터가 존재하는지의 여부를 판단한다(S414).

단계 S414의 판단 결과, 사용자가 요청한 지점 재생 위치에 데이터가 존재하는 경우에, 지역 서버(100)는 지점 재생 위치에 대응되는 데이터를 사용자에게 전송한 후에 나머지 부분의 데이터를 광역 서버(300)로부터 수신하여 사용자에게 제공한다(S416).

단계 S414의 판단 결과, 사용자가 요청한 지점 재생 위치에 데이터가 존재하지 않은 경우에, 지역 서버(100)는 지점 재생의 위치에서 가장 가까운 기록 영역(110a)을 검색하고, 검색된 기록 영역(110a)에 저장된 데이터를 사용자에게 전송한 후에 나머지 부분의 데이터를 광역 서버(300)로부터 수신하여 사용자에게 제공한다(S418, S420, S422).

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 지역 서버의 로컬 영역 중에서 원본 데이터 크기에 대응되는 영역을 다수의 구분 영역으로 나누고, 각각의 구분 영역 중에서 일부 영역인 기록 영역에 데이터를 캐슁함으로써, 사용자의 임의 지점 재생 요구에 대응하여 지속적인 스트리밍 서비스를 제공할 수 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 멀티미디어 스트리밍 서비스 기법 중에서 프리픽스 캐슁을 설명하기 위한 구조도이고,

도 2는 본 발명에 따른 인터넷 기반 멀티미디어 스트리밍 서비스를 위한 동적 선반입 시스템의 내부를 도시한 블록도이고,

도 3은 본 발명에 따른 멀티미디어 스트리밍 서비스 제공 과정을 도시한 흐름도이다.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

100 : 지역 서버 110 : 구분 영역

110a : 기록 영역 110b : 비기록 영역

200 : 통신망 300 : 광역 서버

Claims (6)

1. 다수의 멀티미디어 스트리밍 원본 데이터가 저장된 광역 서버와,

   상기 광역 서버와 사용자간에 네트워크 상태를 토대로 로컬 영역에 저장될 상기 원본 데이터의 비율을 결정하고, 상기 비율에 따라 상기 로컬 영역 중에서 상기 원본 데이터가 저장될 영역을 다수의 구분 영역으로 분할한 후에 상기 각각의 구분 영역을 기록 영역과 비기록 영역으로 나누며, 상기 각각의 기록 영역에 대응되는 데이터를 상기 원본 데이터에서 추출하여 각각의 기록 영역에 저장하는 지역 서버를 포함하며,

   상기 지역 서버는 사용자의 임의 지점 재생 요구에 응답하여 상기 재생 요구 지점에 데이터가 존재하는지를 판단한 후 상기 판단결과 상기 재생 요구 지점에 데이터가 존재하지 않은 경우 상기 재생 지점에서 가까운 기록 영역을 검색하고, 상기 검색된 기록 영역의 데이터를 사용자에게 전송한 후에 원본 데이터의 나머지 부분을 상기 광역 서버로부터 수신하여 사용자에게 전송하는 것을 특징으로 하는 인터넷 기반 멀티미디어 스트리밍 서비스를 위한 동적 선반입 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 구분 영역의 수는,

   상기 사용자의 임의 지점 재생 요구에 대한 상기 지역 서버의 대응 정도에 따라 결정되는 인터넷 기반 멀티미디어 스트리밍 서비스를 위한 동적 선반입 시스템.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 네트워크 상태는,

   상기 사용자와 광역 서버간의 네트워크 지연 상태, 가용 대역폭 및 처리량인 인터넷 기반 멀티미디어 스트리밍 서비스를 위한 동적 선반입 시스템.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 기록 영역은,

   상기 비율에 따른 데이터 량을 상기 구분 영역의 수로 나눈 크기를 갖는 인터넷 기반 멀티미디어 스트리밍 서비스를 위한 동적 선반입 시스템.
5. 광역 서버와 인터넷으로 연결된 지역 서버를 통해 상기 광역 서버에 저장된 멀티미디어 스트리밍 원본 데이터를 사용자에게 제공하는 방법에 있어서,

   상기 사용자와 광역 서버간의 네트워크 상태에 따라 상기 지역 서버의 로컬 영역에 저장될 데이터의 비율을 결정하는 단계와,

   상기 로컬 영역 중에서 상기 데이터가 저장될 영역을 다수의 구분 영역으로 분리하며, 상기 각각의 구분 영역을 기록 영역과 비기록 영역으로 분할하는 단계와,

   상기 광역 서버로부터 각각의 기록 영역에 대응되는 데이터를 수신하여 각각의 기록 영역에 저장하는 단계와,

   상기 사용자의 임의 지점 재생 요구에 따른 재생 위치에 데이터가 존재하는지의 여부를 판단하는 단계와,

   상기 판단 결과, 상기 재생 위치에 데이터가 존재하지 않은 경우에 상기 지점 위치에서 가까운 기록 영역을 검색하는 단계와,

   상기 검색된 기록 영역의 데이터를 상기 사용자에게 전송한 후에 상기 검색된 기록 영역 이후 데이터를 상기 광역 서버로부터 수신하여 상기 사용자에게 전송하는 단계를 포함하는 인터넷 기반 멀티미디어 스트리밍 서비스를 위한 동적 선반입 방법.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 판단 결과, 상기 지점 위치에 데이터가 존재하는 경우에, 상기 지점 위치에 존재하는 데이터를 사용자에게 제공한 후에 나머지 원본 데이터를 상기 광역 서버로부터 수신하는 인터넷 기반 멀티미디어 스트리밍 서비스를 위한 동적 선반입 방법.