KR100711829B1 - 멀티캐스트 데이터 전송 - Google Patents

Abstract

멀티캐스트 데이터 전송을 위한 에지 라우터(6)는 캐시(10)를 포함한다. 호스트(3a)로부터의 파일에 대한 요구에 응답하여, 상기 라우터(6)는 콘텐트 제공자(2)로부터 상기 파일을 검색한다. 데이터 패킷들 A-G를 포함하는 상기 파일은 다른 호스트들(3b, 3c)로부터의 동일한 파일에 대한 요구들의 수신을 허용하기 위하여 호스트(3a)로의 전송 전에 상기 캐시(10)에 저장된다. 소정의 대기 기간(T)을 통해 카운트 다운하도록 타이머가 활성화된다. 호스트(3a)를 포함하는 파일 전달 그룹이 정의된다. 기간(T)동안 동일한 파일을 요구하는, 호스트(3a)와 동일한 셀에 위치한 어떤 다른 호스트들(3b, 3c)도 상기 그룹에 추가된다. 소정 수의 요구들이 수신되거나, 대안적으로 상기 대기 시간(T)이 만료되는 경우, 상기 파일은 상기 캐시(10)로부터 검색되고 상기 그룹내의 상기 호스트들(3a, 3b, 3c)로 전송된다.

멀티캐스트, 데이터, 전송, 네트워크, 호스트, 캐시

Description

멀티캐스트 데이터 전송{Multicast data transfer}

본 발명은 다수의 호스트들로의 동시적인 정보 전달에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 텍스트, 오디오, 비디오 또는 다른 데이터를 통신 시스템내의 다수의 호스트들로 전송하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

네트워크를 통해 소스로부터 다수의 사용자들로 데이터를 전송하기 위한 방법들은 3개의 범주중 하나에 속한다. 유니캐스트는 소스가 각 사용자에 대해 개별 데이터 스트림을 전송하는, 점대점 전달 메커니즘이다. 전송되는 데이터의 양은 사용자들의 수에 따라 선형적으로 증가하는데, 이것은 수신자들의 수가 많은 경우 허용가능하지 않게 높은 수준의 자원들의 소모를 초래한다. 나머지 2개의 범주들은 점대 다중점 또는 다중점 대 다중점 전달 메커니즘들을 정의한다. 방송은 네트워크상의 모든 호스트들로의 데이터의 전송을 지칭한다. 이것이 소형 네트워크에서 잘 동작할 수 있을지라도, 많은 사용자들과 광역 네트워크에서 사용되는 경우 그것은 많은 수의 데이터 패킷들의 복제를 필요로 한다. 더욱이, 상기 방법은 데이터가 대부분의 수신자들에 관심이 없는 경우 낭비일 수 있다.

3번째 범주는 사용자들의 선택된 그룹으로의 데이터의 동시적인 전송인, 멀티캐스팅이다. 멀티캐스팅은 뉴스 피드(news feed), 온라인 게임, 디지털 비디오 방송(DVB: Digital Video Broadcasting) 및 비디오 회의와 같이, 실시간으로 다수의 사용자들로의 콘텐트의 스트리밍을 필요로 하는 분야들에서 특정 응용을 지닌다. 상기 기술의 개요는 1988년, 애디손-웨슬리(Addison-Wesley), 씨. 케네스 밀러(C. Kenneth Miller)에 의한, "멀티캐스트 네트워킹 및 애플리케이션" [ISBN 0-201-30979-3] 및 1998년, 프렌티스 홀(Prentice Hall) PTR, 티, 마우퍼(T. Maufer)에 의한, "기업에서 IP 멀티캐스트의 전개" [ISBN 0-13-897687-2]에 제공되어 있다. 셀룰러 무선 액세스 네트워크에서 멀티캐스팅의 사용은 2001년 3세대 파트너십 프로젝트 기술 명세 3GPP^TM TS 22.146 v1.0.0, "멀티캐스트 방송/멀티캐스트 서비스"에 논의되어 있다.

도 1은 인터넷(4)을 통해, 콘텐트 제공자, 즉 호스트(2)로부터 복수의 수신기 호스트들(3)로 정보를 멀티캐스팅하기 위한 종래의 통신 시스템(1)의 블록도이다. 단순화를 위해, 데이터 경로(5)는 노드들간에 위치할 수 있는, 다른 송신기들 또는 라우터들과 같은, 중재 스테이지들없이, 상기 콘텐트 제공자(2)로부터 라우터(6)까지 직접 확장되는 것으로 도시된다. 상기 콘텐트 제공자(2)로부터 상기 수신기 호스트들(3a-3c)에 이르는 데이터 경로들은 상기 라우터(6)에서 분기된다. 상기 분기의 경우들은 상기 수신기 호스트들(3)이 동일한 서브-네트워크에 속하지 않거나, 상기 수신기 호스트들(3)이 상이한 송신기들(7)에 의해 서빙되거나 무선 액세스 네트워크가 멀티캐스트 가능하지 않는 경우들을 포함한다.

각 개별 수신기 호스트들(3a, 3b)에 대해 데이터 패킷들(A-D)의 개별 스트림을 송신하는 대신에, 상기 콘텐트 제공자(2)는 단일 데이터 스트림(5)을 제공한다. 상기 데이터 스트림은 상이한 수신기 호스트들(3a, 3b)에 대한 경로들이 분기하는 경우마다 멀티캐스트-가능 에지 라우터(6)에 의해 복제된다. 상기 라우터(6)는 들어오는 데이터 패킷들(A-E)을 복사하여, 상기 수신기 호스트들(3a, 3b)로 전송하기 위한 복제 데이터 스트림들(8a, 8b)을 생성한다. 상기 콘텐트 제공자(2)는 단일 데이터 스트림(5)만을 전송하기 때문에, 그것의 시스템 자원들의 사용 및 네트워크 부하는 유니캐스트 시스템과 비교할 때 감소된다. 더욱이, 복제된 데이터의 전송은 최소로 유지되기 때문에, 멀티캐스팅은 방송이 실시되기 어려운 광역 네트워크들에서 사용될 수 있다.

두가지 유형의 멀티캐스팅 서비스들이 존재한다. 제1 유형에서, 콘텐트 제공자는 최종 사용자들의 그룹으로 소정의 서비스를 전달하기 위한 예약된 대역폭을 지닌다. 제2 유형은 최종 사용자들이 그들에게 제공된 서비스를 선택하도록 허용한다. 양자의 경우, 사용자는 인터넷 엔지니어링 태스크 포스(IETF: Internet Engineering Task Force)에 의해 명시된 포맷으로 콘텐트 제공자에게 메시지를 송신함으로써 상기 그룹에 참가하기 위한 요구를 제출함으로써 상기 멀티캐스트 데이터 스트림을 수신할 수 있다. 사용자는 대응하는 요구를 제출함으로써 상기 멀티캐스트 그룹을 떠날 수 있다.

멀티캐스팅은 최종 사용자들에게 연속적인 서비스를 제공하기에 적합한 메커니즘이고 "원샷(one-shot)" 전송에 한정된 적용성을 갖는다. 예를 들어, 일 그룹의 사용자들은 예를 들어, 멀티미디어 클립, 웹 페이지, mp3 파일, 도큐먼트 또는 애플리케이션용 소프트웨어 모듈 또는 게임과 같은, 파일의 전달을 필요로 할 수 있다. 도 1을 다시 참조하면, 수신기 호스트들(3a, 3b)의 사용자들 양자는 상기 콘텐트 제공자(2)로부터, 데이터 패킷들(A-E)을 포함하는, 파일을 요구할 수 있다. 상기 데이터 스트림(5)이 상기 라우터(6)에 의해 수신될 때, 상기 데이터 패킷들은 복사되고 , 무선 네트워크를 통해 캡슐화된 데이터 패킷들을 데이터 스트림들(8a, 8b)로서 수신기 호스트들(3a, 3b)로 전송하는, 무선 송신기(7)로 전송된다.

현재 호스트가 진행중인 파일 전달 전송에 참가하도록 허용하기 위한 아무런 규정도 없어서, 상기 전송의 시작 이후 파일을 요구하는, 제3 호스트(3c)는 배제될 것이다. 상기 제3 호스트(3c)가 상기 파일 전달 전송에 참가할지라도, 데이터 패킷들(A-C)은 누락될 것이고 호스트(3c)의 사용자가 전체 파일을 요구할 가능성이 있다. 상기 배제는 전송이 적은 수의 수신자들 또는 심지어 단일 사용자에 의해 수신될 가능성을 증가시킨다. 데이터 패킷들(A-E)의 전달이 시작된 후 제출된 어떤 요구들도 상기 파일 전달 전송을 반복함으로써 수용되는데, 이것은 멀티캐스팅의 사용과 관련된 효율 이득을 감소시키고, 무선 인터페이스 대역폭의 사용을 증가시킨다. 인터넷 유형 서비스를 제공하는데 있어서 상기 무선 인터페이스의 사용이 증가하기 때문에, 무선 인터페이스 대역폭의 효과적인 사용은 점점 더 중요해질 것이다.

종래의 시스템들은 다가오는 전송들의 스케줄을 정의함으로써 상기 문제들을 해결하였다. 사용자는 특정 파일, 또는 파일들의 세트에 대한 전달 목록에 기명할 수 있고, 다음 스케줄링된 기회에 관련된 데이터를 수신할 수 있다. 하지만, 상기 전달 메커니즘은 사용자의 요구에 직접 응답하지 않고, 일단 상기 파일 전달 전송이 시작되면 동일한 파일을 요구하는 어떤 다른 추가 사용자들도 배제되기 때문에 다시 융통성이 없으며, 다음 스케줄링된 전송에 참가해야 한다.

본 발명의 목적은 단방향 IP 멀티캐스트와 같은, 스케일러블한 멀티캐스트에 대한 특정 적용을 가지고, 사용자의 요구에 더 응답하는 방식으로, 멀티캐스트 파일 전달을 허용하는 것이다. 본 발명은 무선 인터페이스 대역폭의 사용을 감소시킴으로써 무선 통신 네트워크를 포함하는 시스템들에서 특정 이점을 지닌다.

본 발명의 제1 태양에 있어서, 멀티캐스트-가능 네트워크 요소는, 제1 호스트로부터 데이터를 수신하기 위한 제1 논리 인터페이스, 상기 데이터를 하나 이상의 추가 호스트들로 전송하기 위한 제2 논리 인터페이스, 하나 이상의 추가 호스트들을 포함하는 그룹을 정의하기 위한 프로세서로서, 요구의 수신에 응답하여 추가 호스트가 상기 그룹에 추가되는 프로세서 및 캐시를 포함하며, 상기 네트워크 요소는 소정의 조건이 충족될 때까지 수신된 데이터를 상기 캐시에 저장하도록 되어 있고, 상기 조건의 충족에 응답하여, 상기 그룹내의 상기 추가 호스트들로 상기 데이터를 전송하도록 되어 있으며, 상기 프로세서는 상기 그룹을 동일한 위치에 있는 추가 호스트들로 한정하도록 되어 있다.

본 발명의 제2 태양에 있어서, 네트워크를 통한 파일 전달 방법은, 네트워크 요소에서 제1 호스트로부터 상기 파일에 대한 요구를 수신하는 단계, 제2 호스트로부터 상기 파일을 검색하는 단계, 상기 네트워크 요소와 관련된 캐시에 상기 파일을 저장하는 단계, 상기 제1 호스트를 포함하는 그룹을 정의하는 단계, 소정의 조건이 충족될 때까지 어떤 시간 기간을 대기하는 단계로서, 상기 시간 기간이 만료되기 전에 상기 파일에 대한 추가 요구들이 하나 이상의 다른 호스트들로부터 상기 네트워크 요소에 의해 수신되는 경우, 상기 하나 이상의 다른 호스트들이 상기 그룹에 추가되는 단계 및 상기 제1 호스트 및 상기 그룹내의 어떤 다른 호스트들로 상기 파일을 전송하는 단계를 포함하며, 상기 그룹은 상기 제1 호스트 및 상기 제1 호스트와 동일한 위치에 있는 다른 호스트들로 한정된다.

본 발명의 제3 태양에 있어서, 멀티캐스트-가능 네트워크 요소는 캐시를 포함하며, 상기 네트워크 요소는, 제1 호스트로부터의 파일의 전달에 대한 요구에 응답하여, 상기 요구된 파일을 제2 호스트로부터 검색하는 단계, 상기 파일을 상기 캐시에 저장하는 단계, 상기 제1 호스트를 포함하는 그룹을 정의하는 단계, 소정의 조건이 충족될 때까지 어떤 시간 기간동안 상기 파일을 상기 제1 호스트로 지연 전송하고, 상기 기간 기간이 만료되기 전에 상기 파일에 대한 추가 요구들이 하나 이상의 다른 추가 호스트들로부터 상기 네트워크 요소에 의해 수신되는 경우, 상기 하나 이상의 다른 호스트들을 상기 그룹에 추가하는 단계 및 상기 파일을 상기 제1 호스트 및 상기 그룹내의 어떤 다른 호스트들로 전송하는 단계를 수행하도록 되어 있고, 상기 그룹을 상기 제1 호스트 및 상기 제1 호스트와 동일한 위치에 있는 다른 호스트들로 한정하도록 더 되어 있다.

본 발명의 제4 태양에 있어서, 네트워크 요소는, 제1 호스트로부터 데이터를 수신하기 위한 제1 수신 수단, 하나 이상의 추가 호스트들로부터 요구를 수신하기 위한 제2 수신 수단, 추가 호스트들의 그룹을 정의하기 위한 수단으로서, 요구의 수신에 응답하여 추가 호스트가 상기 그룹에 추가되는 수단, 상기 데이터를 상기 추가 호스트들로 전송하기 위한 전송 수단 및 데이터 저장 수단을 포함하고, 소정의 조건이 충족될 때까지 수신된 데이터를 상기 데이터 저장 수단에 저장하도록 되어 있으며 상기 조건의 충족에 응답하여 상기 데이터를 검색하도록 되어 있고 상기 데이터를 상기 그룹내의 상기 추가 호스트들로 전송하도록 되어 있다.

에지 라우터와 같은 무선 인터페이스에서 네트워크 요소에서의 본 발명의 구현, 호스트들의 위치에 의해 정의된 일 그룹의 파일 수신 호스트들의 컴파일레이션 및 특히 그들이 위치한 통신 셀은 상기 무선 인터페이스 대역폭의 사용의 감소를 초래한다.

요구들의 수와 관련된 소정의 조건의 사용은 주어진 전송이 하나 이상의 최종 사용자에 의해 수신될 가능성을 증가시킬 것이다. 상기 두번째 조건은 추가 요구들의 수신에 대한 최대 시간 기간을 할당한다. 이것은 사용자에 의해 경험될 수 있는 대기 시간에 대해 최대 한계를 두어서, 예를 들어 단일 사용자는 요구된 파일을 수신하기 전에 한정없는 지연에 종속되지 않는다. 상기 최대 시간 기간은 고정될 수 있거나 사용자 및/또는 네트워크의 요구에 응답하여 동적으로 변경될 수 있다.

호스트가 상기 시간 기간동안 파일 요구를 제출하는 경우, 상기 요구의 제출 및 완전한 파일의 수신간의 시간 간격은 상당히 감소되어, 이러한 사용자에 의해 인지된 데이터 전송 속도를 증가시켜 서비스의 품질을 개선한다.

이제 본 발명의 실시예가 첨부한 도면들을 참조하여 설명될 것이다.

도 1은 종래 기술의 통신 시스템의 블록도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 의한 통신 시스템의 블록도이다.

도 3은 라우터에 의해 규정된 바와 같은 본 발명의 실시예에 의한 방법의 흐름도이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 의한 라우터의 블록도이다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따라 사용하기 위한 이동 핸드셋 단말기를 도시한 것이다.

도 2는 멀티미디어 콘텐트 제공자(2), 수신기 호스트들(3a-3c), 라우터(6), 무선 송신기(7) 및 캐시(10)를 포함하는, 인터넷(4)을 통해 멀티캐스트 파일 전달을 행하기 위한 통신 시스템(9)의 실시예를 도시한 것이다. 데이터 경로(5)는 상기 콘텐트 제공자(2)와 라우터(6) 사이에 위치할 수 있는, 다른 송신기들 또는 라우터들과 같은 추가 요소들을 포함할 수 있다. 상기 콘텐트 제공자(2)로부터 상기 수신기 호스트들(3a-3c)에 이르는 데이터 경로들은 상기 콘텐트 제공자(2)와 상기 라우터(6)간에 확장되는 공통 부분(5)을 구비하고 상기 라우터(6)와 상기 개별 수신기 호스트들(3a-3c)간에 분기한다.

상기 특정 예에서, 수신기 호스트들(3a-3c)은 셀룰러 무선 DVB-T 광역 네트 워크(WAN: Wide Area Network)에 속하는 이동 장치들이고 상기 라우터(6)는 에지 라우터, 즉 상기 콘텐트 제공자(2)와 상기 수신기 호스트들(3a-3c)간의 파일 전달 경로에서 상기 무선 인터페이스 앞의 마지막 라우터이다. 상기 라우터(6)는 상기 멀티캐스트 데이터를 상기 무선 송신기(7)로 전송하는데, 상기 무선 송신기(7)는 적합한 통신 프로토콜에 따라 무선 네트워크를 통해 상기 데이터를 상기 수신기 호스트들로 송신한다. 적합한 프로토콜들은 다음 프로토콜들을 포함하지만 이에 한정되지는 않는다: 신뢰가능 멀티캐스트 전송 프로토콜(RMTP: Reliable Multicast Transport Protocol), 신뢰가능 멀티캐스트 파일 전송 프로토콜(RMFTP: Reliable Multicast File Transfer Protocol), 비동기 계층화 코딩(ALC: Asynchronous Layered Coding), NACK-지향 신뢰가능 멀티캐스트(NORM: NACK-Oriented Reliable Multicast), 프래그매틱 일반 멀티캐스트(PGM: Pragmatic General Multicast), 트리 확인 기반 프로토콜(TRACK: Tree Acknowledgement based protocol), 사용자 데이터그램 프로토콜(UDP: User Datagram Protocol) 및 단방향 하이퍼텍스트 전송 프로토콜(UHTTP: Unidirectional Hypertext Transfer Protocol). 또한, 세션 안내 프로토콜(SAP: Session Announcement Protocol)이 서비스 정보를 상기 수신기 호스트들(3a-3c)로 송신하는데 사용될 수 있다.

상기 라우터(6)에 의해 뒤따르는 파일 전달 절차의 실시예가 도 3을 참조하여 설명된다. 단계 s0에서 시작하여, 상기 라우터(6)는 제1 위치에 있는, 상기 수신기 호스트들 중 하나(3a)로부터 파일에 대한 요구를 수신한다(단계 s1). 상기 요구는 상기 수신기 호스트(3a)로 향하는 메시지들 및 데이터 패킷들을 어드레싱하는 데 사용하기 위하여 상기 라우터(6)에 의해 추출된, 상기 수신기 호스트(3a)에 대한 어드레스 정보를 포함한다.

상기 파일은 예를 들어 풋볼 또는 하키 경기에서의 골(goal)의 멀티미디어 클립일 수 있다. 골이 무선 방송과 같은 다른 정보 소스들을 통해 득점되었다는 것을 인지하는 다수의 최종 사용자들은 골 다음에 오는 짧은 시간 간격내에 클립에 대한 요구를 제출할 수 있다.

본 예에서, 상기 멀티캐스트 가능 네트워크가 단방향인 경우, 상기 수신기 호스트(3a)와 상기 라우터(6)간의 통신은 인터넷 또는 셀룰러 통신 네트워크와 같은, 다른 네트워크 또는 통신 시스템(11)을 통해 행해진다. 상기 라우터(6)는 상기 콘텐트 제공자(2)로부터 상기 파일을 요구하는데(단계 s2), 상기 콘텐트 제공자(2)는 상기 라우터(6)로 상기 파일 및 연관된 전달 메시지를 전송함으로써 응답한다. 상기 전달 메시지는 상기 파일이 생성된 시간에 대한 정보 및 상기 파일이 다음에 언제 갱신될 것인지에 대한 표시를 포함한다.

관용적인 시스템에서, 상기 라우터(6)는 상기 데이터 패킷들(A-G)을 상기 수신기 호스트(3a)로 즉시 전송할 것이고, 일단 상기 전송이 시작되면, 어떤 추가 수신기 호스트들(3b, 3c)이 상기 멀티캐스트 그룹에 참가하여 상기 파일 전달 전송시 데이터 패킷들을 수신하는 것이 가능하지 않을 것이다.

상기 문제를 극복하기 위하여, 본 라우터(6)는 상기 콘텐트 제공자(2)로부터 들어오는 데이터를 수신하고(단계 s3) 그것을 상기 캐시(10)에 저장한다(단계 s4). 상기 라우터(6)는 상기 캐시(10)에 저장된 파일이 상기 전달 메시지를 사용하여 이 용가능한 최신 버전인지를 검사하도록 되어 있다(단계 s5).

상기 제1 수신기 호스트(3a)에 대응하는 엔트리를 포함하는 파일 전달 목록이 정의되고(단계 s6) 타이머(t)가 초기화된다(단계 s7). 그다음 상기 파일의 전달은 시간 기간(T)만큼 지연된다. 상기 파일의 전달이 시간 기간(T)의 만료 이후에 개시될 것이라는 통지가 상기 제1 수신기 호스트(3a)로 송신된다. 시간 간격들(t1)로 분할되어 있는 상기 시간 간격(T)은 (단계 s8) 상기 제1 수신기 호스트(3a)와 동일한 위치에 있는 다른 수신기 호스트들 예를 들어 3b, 3c로부터 동일한 파일에 대한 어떤 추가 요구들의 수신에 대해 허용되어서, 상기 수신기 호스트들(3a-3c)은 동일한 파일 전달 전송에서 상기 파일을 수신할 수 있다. 상기 시간 기간(T)은 고정될 수 있거나 예를 들어 수신된 요구들의 수가 증가함에 따라 더 짧은 기간이 허용될 수 있도록 동적으로 변경될 수 있다. 대안적으로, 상기 기간(T)은 상기 전달 메시지에 표시된 바와 같이, 다음 갱신의 시간에 의존할 수 있어서, 갱신된 파일이 상기 수신기 호스트들(3)로 전송되거나, 상기 기간(T)은 상기 데이터 파일의 크기에 의존할 수 있어서, 단일 파일 전달 전송으로 다수의 최종 사용자들의 요구들을 수용할 가능성을 증가시키기 위하여 더 긴 기간이 더 큰 파일들에 대해 허용된다.

추가 요구가 수신되는 경우(단계 s9), 상기 라우터(6)는 상기 요구를 제출하는 수신기 호스트(3b)가 상기 제1 수신기 호스트(3a)와 동일한 위치에 있는지를 결정한다(단계 s10). 상기 라우터(6)는 상기 수신기 호스트들(3a, 3b)이 동일한 셀에 의해 포함되는 구역내에 있는 경우, 상기 수신기 호스트들(3a, 3b)이 동일한 위치에 있는 것으로 간주하는데, 상기 셀은 라우터(6)에 요구들을 제출하는데 사용되는 양방향 통신 네트워크 또는 파일 전달에 사용되는 무선 DVB-T 네트워크에서 정의된다. 상기 호스트가 그것의 DVB-T 셀과 같이, 그것의 위치에 대한 데이터에 액세스하는 경우, 그것은 상기 목적을 위해 상기 파일에 대한 요구에 상기 정보를 포함할 것이다. 상기 수신기 호스트(3b)가 동일한 위치에 있는 경우, 그것은 상기 파일 전달 목록에 추가된다(단계 s11). 그렇지 않은 경우, 상기 라우터(6)는 상기 수신기 호스트(3b)의 위치에 대응하는 개별 파일 전달 목록에 엔트리를 추가하여(단계 s12), 필요한 경우 신규 파일 전달 목록을 설정한다. 그다음 상기 수신기 호스트(3b)에게는 상기 파일 전달 전송의 예기되는 시작 시간, 즉 시간 기간(T)의 종료가 통지된다.

제1 위치에 있는 수신기 호스트들(3b, 3c)에 의해 제출된 어떤 추가 요구들도 상기 라우터(6)에 의해 처리되고 상기 콘텐트 제공자(2)로 송신되지 않아야 한다. 하지만, 상기 콘텐트 제공자(2)는 이러한 요구가 수신되는 경우 들어오는 요구들을 검사하는 설비를 구비한다. 상기 콘텐트 제공자(2)는 들어오는 요구들을 비교하고, 호스트(3b)로부터의 요구가 상기 수신기 호스트(3)의 위치 및 요구된 파일에 의해 다른 호스트(3a)로부터의 이전의 요구와 일치하는 경우, 일치와 관련된 정보가 상기 라우터(6)로 송신되어서, 나중의 요구를 제출하는 호스트(3b)는 상기 파일 전달 목록에 추가될 수 있다.

추가 요구가 수신된 후 또는 시간 간격(t1)의 만료 이후, 상기 라우터(6)는 상기 파일 전달 목록에 입력된 요구들의 수가 소정의 임계값(N)을 초과하는지를 검사한다(단계 s13). 상기 조건이 충족되지 않고 상기 기간(T)이 아직 경과되지 않은 경우(단계 s14), 상기 라우터는 추가 간격(t1)을 대기한다(단계 s8). 상기 프로세스는 상기 조건들 중 하나가 만족될 때까지, 즉 상기 요구들의 수가 상기 임계값을 초과하거나 상기 시간 기간(T)이 경과될 때까지 반복된다.

그다음 상기 라우터(6)는 상기 캐시(10)로부터 상기 데이터 패킷들(A-G)을 검색한다(단계 s15). 하나 이상의 최종 사용자가 상기 파일을 요구한 경우, 상기 라우터(6)는 상기 데이터 패킷들(A-G)을 복사하여, 다수의 데이터 스트림들(8a-8c)을 생성하고, 그들을 상기 수신기 호스트들(3a-3c)로 전송한다(단계 s16). 그다음 상기 파일 전달 절차가 완료된다(단계 s17).

적합한 라우터(6)의 예가 도 4에 도시된다. 상기 캐시(10)에 부가하여, 상기 라우터(6)는 상기 콘텐트 제공자(2)로부터 데이터를 수신하기 위한 입력/출력 인터페이스(12), 상기 수신기 호스트들(3a-3c)과 통신하기 위한 입력/출력 인터페이스들(13-15) 및 다음과 같이 데이터 버스(16)에 의해 접속된 다수의 다른 구성 요소들을 포함한다. 프로세서(17)는 상기 라우터(6)와 수신기 호스트들(3a-3c)간의 접속들을 설정하고 해제하기 위한 프로세스들을 생성하는 것을 포함하는, 라우팅 동작들을 감시하고 제어한다. 메모리 설비(18)가 라우터 애플리케이션 소프트웨어를 저장하기 위해 제공된다. 어드레스 프로세서(19)는 들어오는 데이터 패킷들로부터 어드레스 정보를 추출하고 상기 정보를 사용하여 각 데이터 패킷이 처리될 방법을 결정하는데, 예를 들어 들어오는 패킷이 수신기 호스트(3a-3c)로부터의 파일에 대한 요구인지 또는 파일 데이터인지를 결정한다. 상기 라우터(6)가 또한 저장을 위해 외부 버퍼를 사용할 수 있을지라도 들어오는 파일 데이터는 상기 캐시(10)에 저 장된다. 요구들은 파일 요구 핸들러(20)로 전송되는데, 상기 파일 요구 핸들러(20)는 파일 전달 목록에 파일 요구를 형성하는 수신기 호스트(3)의 어드레스를 저장하고 상기 수신기 호스트들(3a-3c)로 전송하기 위한 데이터 패킷들(A-G)의 복사를 관리한다. 또한 상기 파일 요구 핸들러(20)는 예를 들어 상기 파일 전달 전송이 시작된 후 추가 요구가 수신된 경우, 어떤 큐잉 프로세스들을 제어한다. 클록(21)은 상술된 타이머 기능들을 제어하기 위한 프로세서(17)와 연관된다.

상기 수신기 호스트들(3)은 도 5에 도시된 바와 같이, 이동 전화 핸드셋 단말기들(22)일 수 있다. 상기 이동 전화 핸드셋 단말기는 안테나(23), 송수신기(24), 중앙 처리 장치(CPU)(25) 및 배터리(26)를 포함한다. 예를 들어 GSM, GPRS, 3G 또는 유사한 양방향 송수신기인 상기 송수신기(24)는 상기 안테나(23)와 상기 CPU(25)에 연결되어 있다. 또한 상기 CPU(25)에 연결되어 있는 것은 수신기(DVB-T)(27), 키패드(28) 및 디스플레이(29)이다. 또한 상기 단말기(22)는 이동 전화 핸드셋들의 다른 관용적인 특징들을 포함하지만, 명확화를 위해 도 5에서 생략된다.

3개의 수신기 호스트들(3a-3c)이 단일 멀티캐스트로 동일한 파일을 수신하는 경우, 단일 수신기 호스트(3)에 의해 수신되는 전송의 가능성이 상당히 증대되는 종래의 멀티캐스트 시스템 또는 유니캐스트 시스템을 능가하는 효율의 증대는 3배인데, 즉 데이터 패킷들(A-G)은 3번 대신에, 한번 상기 네트워크(4)를 통해 송신된다. 하지만, 상기 제1 수신기 호스트(3a)로의 전송은 시간(T)만큼 또는 N 요구들을 수신하는데 걸린 시간만큼 지연되기 때문에, 호스트(3a)의 사용자는 관련된 대역폭의 감소를 인지할 것이지만, 이것은 상기 3개의 수신기 호스트들(3a-3c)에 이용가 능한 대역폭의 "풀링(pooling)"에 의해 오프셋될 수 있다.

본 시스템의 성능은 다음 예에서 종래 기술의 시스템과 비교된다.

종래 기술의 시스템에서, 상기 파일은 즉시 상기 제1 호스트(3a)로 전달되고, 호스트들(3b, 3c)로부터의 후속 요구들은 진행중인 전송으로부터 충족될 수 없기 때문에, 다른 호스트들(3b, 3c)은 후속 파일 전달 전송시 상기 데이터를 수신한다. 예를 들어, 1 Mbit/s의 이용가능한 대역폭을 지닌 네트워크를 통해 10 Mbit의 파일을 다운로드하는 것은 10초가 걸릴 것이다. 수신기 호스트(3a)로 데이터를 송신하는 파일 전달 전송은 0초에서 시작한다. 호스트들(3b, 3c)의 사용자들로부터의 요구들은 호스트(3a)로의 파일 전달 전송이 시작된 후 각각 4초 및 12초에 제출된다. 종래의 시스템에서 결과로서 생기는 대기 시간 및 인지된 대역폭들은 호스트 3a에 대해 10초 및 1 Mbit/s일 것이고 호스트 3b에 대해 14초 및 700 kbit/s 일 것이다. 호스트 3c로부터의 요구는 호스트 3b로의 제2 파일 전달 전송이 시작된 후 수신될 것이어서, 제3 파일 전달 전송이 시작될 수 있을 때까지 큐잉될 것이다. 그러므로 호스트 3c는 18초의 대기 시간을 경험할 것이고 550 kbit/s의 대역폭을 인지할 것이다. 그러므로, 종래의 시스템하에서, 상기 3개의 호스트들(3a-3c)은 평균 750 kbit/s의 대역폭을 인지할 것이다. 본 발명의 방법이 뒤따르는 경우, 상기 시간 기간들 및 대역폭들은 호스트 3a에 대해 25초 및 400 kbit/s이고, 호스트 3b에 대해 21초 및 480 kbit/s이며 호스트 3c에 대해 13초 및 770 kbit/s이다. 이것이 감소된 네트워크 부하 및 감소된 전송 복제에 기인한 효율 이득을 반영하지 않을지라도 이것은 평균 550 kbit/s의 인지된 대역폭을 제공한다.

본 발명의 시스템에서 인지된 평균 대역폭은 더 많은 호스트들이 멀티캐스트 그룹에 추가되는 경우 종래 시스템에 대해 더 증가한다. 이것은 표 1에 표시되어 있는데, t_d는 사용자 1이 그들의 요구를 제출하는 시간부터 파일의 전달을 완료하는데 걸린 시간을 나타낸다. PBW는 사용자에 의해 인지된 대역폭을 나타낸다.

본 발명은 예로서 설명되었고 본 발명은 IP 패킷들 이외의 데이터 패킷들을 전송하는데 사용될 수 있다. 점 대 다중점 전송이 설명되었을지라도, 본 발명은 또한 다중점 대 다중점 데이터 전송에 사용될 수 있다. 상기 수신기 호스트들(3a-3c)은 고정될 수 있거나 이동 장치들, 예를 들어 이동 전화들 또는 개인 휴대 정보 단말기들(PDA)일 수 있다. 상기 수신기 호스트들(3a-3c)이 동일한 로컬 네트워크에 속할 필요는 없거나 상기 호스트들의 위치가 셀 커버리지에 의해 정의될 필요는 없다.

더욱이, 상기 라우터(6)는 무선 통신 시스템을 사용하여 상기 수신기 호스트들(3a-3c)로 데이터를 전송할 필요가 없다. 설명된 실시예는 WAN을 포함하는 시스템과 관련되지만, 본 발명은 LAN 네트워크들 또는 어떤 다른 멀티캐스트 가능 네트워크에도 동등하게 적용될 수 있고 인터넷 또는 DVB-T 네트워크 이외의 네트워크들, 예를 들어 DVB-S(위성), DVB-C(케이블), 다른 DVB 변형들, 통합 서비스 디지털 방송(ISDB: Integrated Services Digital Broadcasting), ATSC 디지털 텔레비전 또는 디지털 오디오 방송(DAB: Digital Audio Broadcasting) 네트워크들 또는 멀티캐스트-가능 일반 패킷 무선 서비스(GPRS), 강화 데이터 GSM 환경(EDGE: Enhanced Data GSM Environment), 범용 이동 통신 시스템(UMTS: Universal Mobile Telecommunications Systems) 또는 광대역 부호 분할 다중 접속(W-CDMA: Wideband Code Division Multiple Access) 또는 CDMA2000 시스템들을 통해 파일들을 전송하는데 사용될 수 있다.

더욱이, 설명된 실시예가 에지 라우터(6)를 포함할지라도, 본 발명은 콘텐트 제공자(2)와 수신기 호스트들(3a-3c)간의 경로를 따른, 어떤 네트워크 요소, 예를 들어, 서버, 노드 또는 라우터로도 구현될 수 있다.

Claims (24)

1. 멀티캐스트-가능 네트워크 요소에 있어서,

   제1 호스트로부터 데이터를 수신하기 위한 제1 논리 인터페이스;

   상기 데이터를 하나 이상의 추가 호스트들로 전송하기 위한 제2 논리 인터페이스;

   하나 이상의 추가 호스트들을 포함하는 그룹을 정의하기 위한 프로세서로서, 요구의 수신에 응답하여 추가 호스트가 상기 그룹에 추가되는 프로세서; 및

   캐시를 포함하며,

   상기 네트워크 요소는 소정의 조건이 충족될 때까지 수신된 데이터를 상기 캐시에 저장하도록 되어 있고, 상기 조건의 충족에 응답하여, 상기 그룹내의 상기 추가 호스트들로 상기 데이터를 전송하도록 되어 있으며, 상기 프로세서는 상기 그룹을 동일한 위치에 있는 추가 호스트들로 한정하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 멀티캐스트-가능 네트워크 요소.
2. 제1항에 있어서, 요구 및 파일 중 하나 또는 양자가 셀룰러 통신 네트워크를 통해 상기 네트워크 요소와 상기 제1 호스트간에 전송되고 상기 추가 호스트의 위치는 셀에 의해 정의되어서, 상기 그룹은 단일 셀에 의해 포함된 구역에 위치한 추가 호스트들로 한정되는 것을 특징으로 하는 멀티캐스트-가능 네트워크 요소.
3. 제1항에 있어서, 상기 네트워크 요소는 무선 통신 네트워크를 통해 상기 파일을 전송하도록 더 되어 있고, 상기 제1 호스트와 하나 이상의 추가 호스트들간의 파일 전달 경로에서 무선 인터페이스 앞에 위치한 마지막 네트워크 요소인 것을 특징으로 하는 멀티캐스트-가능 네트워크 요소.
4. 제1항에 있어서, 상기 네트워크 요소는 라우터인 것을 특징으로 하는 멀티캐스트-가능 네트워크 요소.
5. 제1항에 있어서, 타이머를 더 포함하고, 상기 소정의 조건은,

   상기 추가 호스트들로부터 상기 파일에 대한 소정 수의 요구들의 수신; 및

   제한 시간의 만료 중 하나인 것을 특징으로 하는 멀티캐스트-가능 네트워크 요소.
6. 제5항에 있어서, 상기 제한 시간은 동적으로 변하는 것을 특징으로 하는 멀티캐스트-가능 네트워크 요소.
7. 제1항에 있어서, 제1 통신 경로를 통해 상기 추가 호스트들로부터 요구들을 수신하도록 더 되어 있고 상기 제1 통신 경로와 분리된, 제2 통신 경로를 통해 상기 추가 호스트들로 데이터를 전송하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 멀티캐스트-가능 네트워크 요소.
8. 제7항에 있어서, 상기 제1 통신 경로 및 상기 제2 통신 경로는 개별 네트워크들을 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티캐스트-가능 네트워크 요소.
9. 네트워크를 통한 파일 전달 방법에 있어서,

   네트워크 요소에서 제1 호스트로부터 상기 파일에 대한 요구를 수신하는 단계;

   상기 파일을 제2 호스트로부터 검색하는 단계;

   상기 네트워크 요소와 관련된 캐시에 상기 파일을 저장하는 단계;

   상기 제1 호스트를 포함하는 그룹을 정의하는 단계;

   소정의 조건이 충족될 때까지 어떤 시간 기간을 대기하는 단계로서, 상기 시간 기간이 만료되기 전에 상기 파일에 대한 추가 요구들이 하나 이상의 다른 호스트들로부터 상기 네트워크 요소에 의해 수신되는 경우, 상기 하나 이상의 다른 호스트들이 상기 그룹에 추가되는 단계; 및

   상기 제1 호스트 및 상기 그룹내의 어떤 다른 호스트들로 상기 파일을 전송하는 단계를 포함하며,

   상기 그룹은 상기 제1 호스트 및 상기 제1 호스트와 동일한 위치에 있는 다른 호스트들로 한정되는 것을 특징으로 하는 방법.
10. 제9항에 있어서, 요구 및 상기 파일 중 하나 또는 양자가 셀룰러 통신 네트워크를 통해 상기 네트워크 요소와 상기 제1 호스트간에 전송되고, 다른 호스트가 동일한 셀에 의해 포함된 구역에 있는 경우 상기 다른 호스트는 상기 제1 호스트와 동일한 위치에 있는 것으로 간주되는 것을 특징으로 하는 방법.
11. 제9항에 있어서, 상기 파일은 무선 통신 네트워크를 통해 전송되고, 상기 네트워크 요소는 상기 제2 호스트 및 상기 제1 호스트간의 파일 전달 경로에서 무선 인터페이스 앞의 마지막 네트워크 요소인 것을 특징으로 하는 방법.
12. 제9항에 있어서, 상기 네트워크 요소는 라우터인 것을 특징으로 하는 방법.
13. 제9항에 있어서, 상기 소정의 조건은,

    소정 수의 추가 요구들의 수신; 및

    제한 시간의 만료 중 하나인 것을 특징으로 하는 방법.
14. 제13항에 있어서, 상기 제한 시간은 동적으로 변하는 것을 특징으로 하는 방법.
15. 제9항에 있어서, 상기 요구는 제1 통신 네트워크를 통해 수신되고 상기 파일은 제2 통신 네트워크를 통해 전송되는 것을 특징으로 하는 방법.
16. 네트워크 요소로 하여금 제9항의 방법을 수행하게 하는 프로그램 명령들을 포함하는 컴퓨터 프로그램을 저장한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
17. 삭제
18. 캐시를 포함하는 멀티캐스트-가능 네트워크 요소에 있어서,

    상기 네트워크 요소는, 제1 호스트로부터의 파일의 전달에 대한 요구에 응답하여,

    상기 요구된 파일을 제2 호스트로부터 검색하는 단계;

    상기 파일을 상기 캐시에 저장하는 단계;

    상기 제1 호스트를 포함하는 그룹을 정의하는 단계;

    소정의 조건이 충족될 때까지 어떤 시간 기간동안 상기 파일을 상기 제1 호스트로 지연 전송하고, 상기 시간 기간이 만료되기 전에 상기 파일에 대한 추가 요구들이 하나 이상의 다른 추가 호스트들로부터 상기 네트워크 요소에 의해 수신되는 경우, 상기 하나 이상의 다른 호스트들을 상기 그룹에 추가하는 단계; 및

    상기 파일을 상기 제1 호스트 및 상기 그룹내의 어떤 다른 호스트들로 전송 하는 단계를 수행하도록 되어 있고,

    상기 그룹을 상기 제1 호스트 및 상기 제1 호스트와 동일한 위치에 있는 다른 호스트들로 한정하도록 더 되어 있는 것을 특징으로 하는 멀티캐스트-가능 네트워크 요소.
19. 제18항에 있어서, 요구 및 상기 파일 중 하나 또는 양자가 셀룰러 통신 네트워크를 통해 상기 네트워크 요소와 상기 제1 호스트간에 전송되도록 되어 있고, 다른 호스트가 동일한 셀에 의해 포함된 구역에 있는 경우 상기 다른 호스트가 상기 제1 호스트와 동일한 위치에 있는 것으로 간주되도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 멀티캐스트-가능 네트워크 요소.
20. 제18항에 있어서, 상기 파일을 무선 통신 네트워크를 통해 전송하도록 더 되어 있고, 상기 네트워크 요소는 상기 제2 호스트 및 상기 제1 호스트간의 파일 전달 경로에서 무선 인터페이스 앞의 마지막 네트워크 요소인 것을 특징으로 하는 멀티캐스트-가능 네트워크 요소.
21. 제18항에 있어서, 상기 네트워크 요소는 라우터인 것을 특징으로 하는 멀티캐스트-가능 네트워크 요소.
22. 제18항에 있어서, 상기 소정의 조건은,

    소정 수의 추가 요구들의 수신; 및

    소정의 제한 시간의 만료 중 하나인 것을 특징으로 하는 멀티캐스트-가능 네트워크 요소.
23. 제18항에 있어서, 상기 요구는 제1 통신 네트워크를 통해 수신되고 상기 파일은 제2 통신 네트워크를 통해 전송되는 것을 특징으로 하는 멀티캐스트-가능 네트워크 요소.
24. 제1 호스트로부터 데이터를 수신하기 위한 제1 수신 수단;

    하나 이상의 추가 호스트들로부터 요구를 수신하기 위한 제2 수신 수단;

    추가 호스트들의 그룹을 정의하기 위한 수단으로서, 요구의 수신에 응답하여 추가 호스트가 상기 그룹에 추가되는 수단;

    상기 데이터를 상기 추가 호스트들로 전송하기 위한 전송 수단; 및

    데이터 저장 수단을 포함하고,

    소정의 조건이 충족될 때까지 수신된 데이터를 상기 데이터 저장 수단에 저장하도록 되어 있으며 상기 조건의 충족에 응답하여 상기 데이터를 검색하도록 되어 있고 상기 데이터를 상기 그룹내의 상기 추가 호스트들로 전송하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 네트워크 요소.

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