KR100953595B1 - 홈네트워크 서비스 품질 관리 시스템 - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 홈네트워크 서비스 품질 관리 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 홈네트워크 내에서 QoS를 제공하기 위한 시스템에서 유저와 서비스 특성에 따른 서비스 폴리시를 제공하고, 서로 다른 폴리시가 공존함으로써 발생하는 폴리시 충돌을 회피하는 홈네트워크 서비스 품질 관리 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 정보통신부 및 정보통신연구진흥원의 IT성장동력 기술개발 사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다.[과제관리번호 : 2007-S-047-01, 과제명 : 무선홈네트워크 기반 HD급 멀티미디어 시스템 개발]
최근 홈 네트워크 기술의 발전과 함께 단순한 텍스트 자료의 전송뿐 아니라 홈에서의 다양한 유무선 기기들을 통하여 오디오/비디오와 같은 멀티미디어 서비스가 증대되고 있다. 이러한 멀티미디어 서비스의 증가는 홈 네트워크 내에서의 충분한 대역폭의 제공과 함께 멀티미디어 서비스들이 요구하는 다양한 서비스 요구사항들을 네트워크 내에서 제공해 줄 수 있는 방법들이 필요하게 되었다.
홈네트워크 내에서 유저가 하나의 서비스를 요청할 때, 유저는 서비스에 대한 하나의 서비스 폴리시(policy)를 선택하고, 선택된 폴리시에 따라 홈네트워크 내에서 필요한 자원을 예약하여 서비스에 대한 QoS(Quality of Service, 서비스 품질)를 제공하게 된다.
대표적 홈네트워크 미들웨어인 UPnP(Universal Plug and Play)에서의 홈네트워크 QoS 제공 시스템을 예로서 살펴보면, 홈네트워크에서 QoS를 제공하기 위하여 유저가 서비스 요구사항과 함께 서비스에 대한 폴리시 정보를 제공할 수 있는 폴리시 홀더(policy holder)를 지정하여 QoS 매니저(manager)에게 QoS 서비스를 요청하게 된다. QoS 매니저는 요청된 서비스에 따라 하나의 폴리시를 폴리시 홀더에게 요청한다. 이때, 폴리시 홀더는 요청된 서비스에 대하여 서비스의 연결정보, 즉 서비스에 대한 IP 주소 정보 및 TCP/UDP 포트 정보에 근거하여 하나의 폴리시를 결정하여 이를 QoS 매니저에게 전달한다. 그러면, QoS 매니저는 서비스 요구사항과 폴리시 홀더에게서 획득한 서비스 폴리시에 따라 네트워크 내에 필요한 자원을 할당하고 서비스를 개시하게 된다.
종래의 QoS 제공 시스템의 경우, 홈네트워크 유저가 서로 다른 서비스를 이용할 경우에는 유저에게 맞는 폴리시를 제공할 수 있다. 하지만, 동일한 서비스를 서로 다른 유저가 사용할 경우에는 개별 유저에게 서로 다른 폴리시를 적용하는데 한계가 있다. 뿐만 아니라, 유저가 홈네트워크에서 허용된 폴리시 홀더가 아니라 신뢰할 수 없는 폴리시 홀더를 지정하여 서비스를 요청할 경우라 할지라도 이에 대한 서비스를 제공할 수밖에 없다. 따라서, 유저가 비록 프리퍼런스(preference)를 갖는 서비스를 요청한 경우라 할지라도 그것이 네트워크 내에서 허용이 될 수 있는지 여부를 판단하여 수용하여야 한다.
본 발명은 앞서 설명한 요구에 부응하기 위하여 제안한 것으로서, 홈네트워크 내에서 QoS를 제공하기 위한 시스템에서 유저와 서비스 특성에 따른 서비스 폴리시를 제공하고, 서로 다른 폴리시가 공존함으로써 발생하는 폴리시 충돌을 회피한다.
본 발명에 따른 홈네트워크 서비스 품질 관리 시스템은, 유저 식별자와 인증코드를 제공하여 홈네트워크의 가용한 서비스를 선택하여 요청하는 유저 제어 수단과, 상기 유저 식별자와 인증코드를 이용한 인증 후에 상기 서비스의 요청에 따라 특정 홈네트워크 장치에게 QoS 서비스를 위한 자원 할당을 요청하는 QoS 관리 수단 과, 상기 자원 할당의 요청에 대하여 상기 홈네트워크에 설정된 폴리시와 상기 선택한 서비스의 폴리시와의 비교 결과에 따라 적법성을 확인한 후에 QoS 서비스를 제공하는 디바이스 제어 수단을 포함한다.
본 발명에 의하면, 호스트들과 브리지들로 구성된 홈네트워크에서 QoS 서비스를 제공할 때, 유저의 식별 및 인증 정보를 제공하고, 이에 따른 유저 폴리시 관리 및 서비스 제공시 이에 대한 확인절차를 수행함으로써, 홈네트워크 내에서의 일관되고 안정적인 폴리시를 제공하도록 하고, 서로 다른 폴리시들의 충돌을 회피할 수 있다. 또한, 적법하지 못한 유저에 의한 홈네트워크 자원의 사용을 방지할 수 있는 효과가 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 아울러 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명에 따라 홈네트워크에서 개별 유저의 정보와 서비스 특성에 따른 QoS를 제공하기 위한 시스템의 일예를 보인 블록 구성도이다.
도 1을 참조하면 홈네트워크는 유저 제어 장치(100), QoS 관리 장치(200), 디바이스 제어 장치들(300)을 포함한다.
유저 제어 장치(100)는 유저가 홈네트워크에 접속하여, 유저에게 가용한 서비스들과 폴리시 홀더 서비스들을 알려줌으로써 유저가 원하는 서비스를 선택하여 요청할 수 있도록 하는 장치이다.
QoS 관리 장치(200)는 홈네트워크에 대한 관리를 수행하는 주체로서, 홈네트워크 내의 유저들에 대한 프로파일(Profile)들을 관리하고, 이에 따라 개별 유저들에게 적합한 우선순위를 할당한다. 또한, 개별 유저들이 설정한 QoS 폴리시 홀더(220) 서비스를 활성화 또는 비활성화 한다. 또한, 홈네트워크 전체에 대한 QoS 관리 기능을 수행하기 위한 QoS 매니저(230)를 둔다. QoS 매니저(230)는 네트워크 트래픽 상태 모니터링 및 네트워크 자원 할당의 역할을 수행한다. 그리고, 특정 홈네트워크 장치에게 QoS 서비스를 위한 자원 할당을 요청한다. 여기서 QoS 매니저(230)는 본 실시예처럼 QoS 관리 장치(200)에 존재하지 않고 홈네트워크 상의 다른 임의의 장치에 존재할 수도 있으며, 이 경우에 QoS 관리 장치(200)는 해당 유저에게 허용된 폴리시 홀더 서비스인지를 확인하기 위해 홈네트워크 상에 존재하는 임의의 QoS 매니저와 통신하는 수단을 포함한다.
디바이스 제어 장치(300)는 홈네트워크 디바이스에 대한 제어를 담당하게 된다. 먼저, 홈네트워크의 QoS 매니저(230)를 통해 서비스에 대한 QoS 요청 시, 서비스에 대한 자원 할당을 통한 QoS 서비스를 제공하고, 이에 대한 상태 정보를 QoS 매니저(230)에게 전달하기 위한 QoS 디바이스(320) 기능을 제공한다. 이 때, 서비스 요청이 적합한 것인가를 확인하기 위해, 디바이스 컨트롤 에이전트(Device Control Agent)(310)는 네트워크에 설정된 폴리시와 요청된 서비스의 폴리시를 비 교하고, 만약 폴리시 사이의 상충이 있을 때, 우선순위를 고려하여 서비스에 대한 적법한 폴리시를 선택하고, 이에 따라 서비스 요청을 승인하게 된다. 서비스의 소스와 목적지 사이에 이르는 모든 홈네트워크의 모든 디바이스 제어 장치들에서 QoS 서비스가 승인되면, QoS 매니저(230)는 서비스의 개시를 알리고 이에 따라 하나의 QoS 서비스가 제공된다.
도 2는 본 발명에 따라 홈네트워크에서 개별 유저의 정보와 서비스 특성에 따른 QoS를 제공하기 위한 시스템에서 유저 제어 장치의 상세한 블록 구성도이다.
유저 제어 장치(100)는 유저 로그인 서비스(130), 유저 컨트롤 에이전트(110), TSPEC 제너레이터(140), 유저 프로파일 캐시(150), 컨트롤 포인트(120)를 포함한다.
유저 로그인 서비스(130)는 개별 유저들이 로그인을 통해 유저 제어 장치(100)를 사용하고 이를 통해 홈네트워크에 접속할 수 있도록 한다. 이를 위해, 각 유저는 자신의 고유한 로그인 식별자(login identifier)와 등록된 인증코드를 제공해야 한다. 유저가 자신의 아이디와 인증코드를 제공하면, 유저 컨트롤 에이전트(110)는 유저 프로파일 캐시(150)에 있는 이에 해당하는 암호를 통해 먼저 유저정보를 획득한 후, QoS 매니지먼트 에이전트(210)와의 정보교환을 통해 유저 인증과 인증된 유저에 대한 홈네트워크 서비스 및 자원에 대한 유저 권한을 부여한다.
컨트롤 포인트(120)는 유저 인터페이스(User Interface)를 제공하여 유저가 각종 명령을 입력하여 각종 디바이스들을 찾아내고 제어하는 것이 가능하도록 하는 데, 유저 인증을 마친 후, 유저가 사용할 수 있는 모든 폴리시 홀더 서비스들을 검색하고, 이 중 하나의 폴리시를 선택할 수 있도록 하며, 네트워크 검색을 통하여 홈네트워크 내에 제공되는 모든 서비스와 서비스에 사용될 컨텐츠 정보를 획득한다.
TSPEC 제너레이터(140)는 서비스에 제공될 컨텐츠의 종류와 형태에 따라 네트워크에서 사용될 QoS 파라미터, 예를 들면 UPnP의 TSPEC 값을 생성한다.
유저 컨트롤 에이전트(110)는 이렇게 생성된 TSPEC 정보, 유저 폴리시 홀더 서비스 정보, 그리고 유저 정보를 가지고 QoS 매니저(230)에게 서비스를 요청하게 된다
유저 제어 장치(100)는 현재 홈네트워크 내에 적당한 폴리시 홀더 서비스가 없거나 변경이 필요할 경우 QoS 폴리시 홀더(220)를 통하여 디폴트 폴리시 홀더(default policy holder) 서비스 변경을 요청하게 된다. 이때, 유저는 유저 정보를 함께 제공한다.
도 3은 본 발명에 따른 홈네트워크 내의 QoS 관리 장치와 이를 통한 유저 폴리시 설정 과정을 보인 도면이다.
먼저 홈네트워크 관리자는 QoS 매니지먼트 에이전트(210)를 통해 유저에 대한 등록, 변경 및 탈퇴 정보를 포함한 개별 유저 인포메이션(information)(201) 및 개별 유저에 대한 홈네트워크 자원에 대한 권한과 유저 등급에 대한 어드미니스트레이션(administration) 폴리시 정보(202)를 유저 프로파일 매니저(user profile manager)(240)에게 전달하여 이에 대한 정보를 저장한다. 또한, 유저 프로파일 매니저(240)는 유저에 대한 폴리시 및 인증 정보를 모두 보관 관리함으로써 유저 인증 또는 유저들 사이의 폴리시 충돌 시, 이를 해결하기 위한 정보를 제공한다. QoS 폴리시 홀더(220)는 유저에 대한 또는 네트워크에 대한 하나의 서비스 폴리시가 생성이 되면, 이를 위한 하나의 QoS 폴리시 홀더 서비스 인스턴스(221, 222)를 생성한다. 이렇게 생성된 QoS 폴리시 홀더 서비스 인스턴스(221, 222)는 홈네트워크 내의 임의의 장소에 존재할 수 있으며, 개별 유저가 원하는 폴리시에 따라 하나의 폴리시 홀더 서비스 인스턴스를 선택할 수 있도록 한다. QoS 매니저(230)는 하나의 QoS 서비스 요청 시, 유저가 원하는 폴리시 홀더 서비스 인스턴스를 발견하고, 이를 통해 폴리시 홀더 서비스에 대해 하나의 서비스 폴리시를 획득한다. 이 때, QoS 매니저(230)는 서비스 요청에 대해 유저가 요청한 폴리시 홀더 서비스 인스턴스가 유저에게 허용된 폴리시 홀더 서비스인지를 먼저 확인하게 된다. 또한, QoS 매니저(230)는 홈네트워크 내의 자원 및 토폴로지 그리고 트래픽에 대한 모니터링을 수행하여 유저의 서비스 요청 시 유저의 요구사항에 적합한 최적의 경로를 계산하고, 이에 따라 서비스에 대한 자원 예약 및 QoS 서비스를 경로에 이르는 모든 홈네트워크 장치들에게 요청하게 된다.
도 4는 본 발명에 따른 홈네트워크 내의 디바이스 제어 장치의 상세한 블록 구성도로서, 이를 통해 홈네트워크 서비스를 제공하기 위한 브릿지를 포함한 홈네트워크 장치들과 송신 장치 및 수신 장치들의 동작 과정을 살펴보기로 한다.
QoS 매니저(230)를 통하여 하나의 서비스를 요청받게 되면, 각 홈네트워크 장치의 QoS 디바이스(320)는 먼저 디바이스 컨트롤 에이전트(310)를 통해 서비스의 요청이 적합한지의 여부를 결정한다. 디바이스 컨트롤 에이전트(310)는 QoS 매니지먼트 에이전트(210)와의 통신을 통해 유저의 프로파일 정보를 통해, 요청된 서비스에 대한 홈네트워크 장치에서의 자원사용여부를 결정한다. 또한, 요청된 서비스가 적법한 폴리시 홀더 서비스 인스턴스(221, 222)와 QoS 매니저(230)를 통해 이루어졌는지를 확인한다. 만약, 서비스가 적법하게 요청된 것이라면, QoS 디바이스(320)는 로컬(local) QoS 매니저(331)에게 서비스에 맞는 자원을 요청하게 되고, 링크 매니저(link manager)(332)를 통해 출력 네트워크에 대한 QoS 자원 예약도 수행하게 된다. 만약, 서비스에 대한 요청이 설정되면 플로우 매니저(Flow Manager)(333)에 하나의 플로우 정보들, 즉 플로우 식별정보, 플로우에 대한 QoS 정보, 유저, 그리고 스위칭 정보 등을 보관하게 된다. 이를 통해, 실제 자료의 수신시 플로우 매니저(333)에 의해 관리된 정보에 근거하여 서비스에 대한 QoS가 제공된다.
지금까지 본 발명의 일 실시예에 국한하여 설명하였으나 본 발명의 기술이 당업자에 의하여 용이하게 변형 실시될 가능성이 자명하다. 이러한 변형된 실시 예들은 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술사상에 포함된다고 하여야 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따라 홈네트워크에서 개별 유저의 정보와 서비스 특성에 따른 QoS를 제공하기 위한 시스템의 일예를 보인 블록 구성도,
도 2는 도 1에 도시된 유저 제어 장치의 상세한 블록 구성도,
도 3은 도 1에 도시된 QoS 관리 장치의 상세한 블록 구성도,
도 4는 도 1에 도시된 디바이스 제어 장치의 상세한 블록 구성도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 유저 제어 장치 110 : 유저 컨트롤 에이전트
200 : QoS 관리 장치 210 : QoS 매니지먼트 에이전트
300 : 디바이스 제어 장치 310 : 디바이스 컨트롤 에이전트
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- 유저 식별자와 인증코드를 제공하여 홈네트워크의 가용한 서비스를 선택하여 요청하는 유저 제어 수단과,상기 유저 식별자와 인증코드를 이용한 인증 후에 상기 서비스의 요청에 따라 특정 홈네트워크 장치에게 QoS(Quality of Service) 서비스를 위한 자원 할당을 요청하는 QoS 관리 수단과,상기 자원 할당의 요청에 대하여 상기 홈네트워크에 설정된 폴리시와 상기 선택한 서비스의 폴리시와의 비교 결과에 따라 적법성을 확인한 후에 QoS 서비스를 제공하는 디바이스 제어 수단를 포함하며,상기 유저 제어 수단은, 상기 QoS 서비스를 통해 제공될 컨텐츠의 종류와 형태에 따라 네트워크에서 사용될 QoS 파라미터를 생성하는 파라미터 생성 수단을 포함하는 홈네트워크 서비스 품질 관리 시스템.
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- 유저 식별자와 인증코드를 제공하여 홈네트워크의 가용한 서비스를 선택하여 요청하는 유저 제어 수단과,상기 유저 식별자와 인증코드를 이용한 인증 후에 상기 서비스의 요청에 따라 특정 홈네트워크 장치에게 QoS(Quality of Service) 서비스를 위한 자원 할당을 요청하는 QoS 관리 수단과,상기 자원 할당의 요청에 대하여 상기 홈네트워크에 설정된 폴리시와 상기 선택한 서비스의 폴리시와의 비교 결과에 따라 적법성을 확인한 후에 QoS 서비스를 제공하는 디바이스 제어 수단를 포함하며,상기 QoS 관리 수단은, 상기 유저 제어 수단으로부터 개별 유저 인포메이션 및 개별 유저에 대한 홈네트워크 자원에 대한 권한과 유저 등급에 대한 어드미니스트레이션 폴리시 정보를 전달받아 저장하는 유저 프로파일 매니저 수단을 포함하는 홈네트워크 서비스 품질 관리 시스템.
- 제 5 항에 있어서,상기 유저 프로파일 매니저 수단은, 상기 개별 유저에 대한 폴리시 및 인증 정보를 보관 관리하며, 유저 인증 또는 유저들 사이의 폴리시 충돌 시에 이를 해결하기 위한 정보를 제공하는홈네트워크 서비스 품질 관리 시스템.
- 유저 식별자와 인증코드를 제공하여 홈네트워크의 가용한 서비스를 선택하여 요청하는 유저 제어 수단과,상기 유저 식별자와 인증코드를 이용한 인증 후에 상기 서비스의 요청에 따라 특정 홈네트워크 장치에게 QoS(Quality of Service) 서비스를 위한 자원 할당을 요청하는 QoS 관리 수단과,상기 자원 할당의 요청에 대하여 상기 홈네트워크에 설정된 폴리시와 상기 선택한 서비스의 폴리시와의 비교 결과에 따라 적법성을 확인한 후에 QoS 서비스를 제공하는 디바이스 제어 수단를 포함하며,상기 QoS 관리 수단은,유저에 대한 또는 네트워크에 대한 하나의 서비스 폴리시가 생성이 되면 이를 위한 하나의 QoS 폴리시 홀더 서비스 인스턴스를 생성하는 QoS 폴리시 홀더와,상기 유저 제어 수단에 의해 상기 폴리시 홀더 서비스 인스턴스가 선택되면 해당 유저에게 허용된 폴리시 홀더 서비스인지를 확인하는 QoS 매니저 수단을 포함하는 홈네트워크 서비스 품질 관리 시스템.
- 유저 식별자와 인증코드를 제공하여 홈네트워크의 가용한 서비스를 선택하여 요청하는 유저 제어 수단과,상기 유저 식별자와 인증코드를 이용한 인증 후에 상기 서비스의 요청에 따라 특정 홈네트워크 장치에게 QoS(Quality of Service) 서비스를 위한 자원 할당을 요청하는 QoS 관리 수단과,상기 자원 할당의 요청에 대하여 상기 홈네트워크에 설정된 폴리시와 상기 선택한 서비스의 폴리시와의 비교 결과에 따라 적법성을 확인한 후에 QoS 서비스를 제공하는 디바이스 제어 수단을 포함하며,상기 QoS 관리 수단은,유저에 대한 또는 네트워크에 대한 하나의 서비스 폴리시가 생성이 되면 이를 위한 하나의 QoS 폴리시 홀더 서비스 인스턴스를 생성하는 QoS 폴리시 홀더와,상기 유저 제어 수단에 의해 상기 폴리시 홀더 서비스 인스턴스가 선택되면 해당 유저에게 허용된 폴리시 홀더 서비스인지를 확인하기 위해 홈네트워크 상에 존재하는 임의의 QoS 매니저와 통신하는 수단을 포함하는 홈네트워크 서비스 품질 관리 시스템.
- 유저 식별자와 인증코드를 제공하여 홈네트워크의 가용한 서비스를 선택하여 요청하는 유저 제어 수단과,상기 유저 식별자와 인증코드를 이용한 인증 후에 상기 서비스의 요청에 따라 특정 홈네트워크 장치에게 QoS(Quality of Service) 서비스를 위한 자원 할당을 요청하는 QoS 관리 수단과,상기 자원 할당의 요청에 대하여 상기 홈네트워크에 설정된 폴리시와 상기 선택한 서비스의 폴리시와의 비교 결과에 따라 적법성을 확인한 후에 QoS 서비스를 제공하는 디바이스 제어 수단를 포함하며,상기 QoS 관리 수단은, 상기 유저 제어 수단과의 정보 교환을 통해 상기 유저 식별자와 인증코드에 의거하여 상기 QoS 서비스에 대한 권한을 부여하는 QoS 매니지먼트 에이전트 수단을 포함하는 홈네트워크 서비스 품질 관리 시스템.
- 유저 식별자와 인증코드를 제공하여 홈네트워크의 가용한 서비스를 선택하여 요청하는 유저 제어 수단과,상기 유저 식별자와 인증코드를 이용한 인증 후에 상기 서비스의 요청에 따라 특정 홈네트워크 장치에게 QoS(Quality of Service) 서비스를 위한 자원 할당을 요청하는 QoS 관리 수단과,상기 자원 할당의 요청에 대하여 상기 홈네트워크에 설정된 폴리시와 상기 선택한 서비스의 폴리시와의 비교 결과에 따라 적법성을 확인한 후에 QoS 서비스를 제공하는 디바이스 제어 수단를 포함하며,상기 디바이스 제어 수단은, 상기 QoS 관리 수단과의 통신을 통해 유저 프로파일 정보를 확인하여 상기 QoS 서비스에 대한 자원사용여부를 결정하는 디바이스 컨트롤 에이전트 수단을 포함하는 홈네트워크 서비스 품질 관리 시스템.
- 제 10 항에 있어서,상기 디바이스 컨트롤 에이전트 수단은, 상기 자원 할당의 요청이 상기 QoS 관리 수단에 의한 적법한 폴리시 홀더 서비스 인스턴스와 QoS 매니저를 통해 이루어졌는지를 확인하여 상기 적법성을 확인하는홈네트워크 서비스 품질 관리 시스템.
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