KR101136564B1 - Ｓｓｄ를 사용한 ｖｏｄ 서비스 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 복수의 패킷 어레이에 전송하고자 하는 패킷을 채워 둔 상태에서 이렇게 채워진 패킷 그룹 단위로 CPU 세션을 할당함으로써 CPU의 점유율을 대폭적으로 낮출 수가 있고, 이에 따라 고속으로 VOD 서비스를 가능하게 한 SSD를 사용한 VOD 서비스 방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 특징에 따른 SSD를 사용한 VOD 서비스 방법은 SSD를 사용하는 VOD 서버에 의해 수행되되, 목표 전송 속도에 맞추어 패킷 어레이를 할당하는 (a) 단계; 클라이언트로부터 VOD 요청이 존재하는 경우에 요청자 클라이언트의 IP 주소와 요청 콘텐츠의 파일 이름 및 파일 저장 주소를 내용으로 하는 요청 인덱스 테이블을 구축하는 (b) 단계; 요청 콘텐츠의 미리 정해진 수만큼의 패킷을 SSD에서 읽어들여 상기 요청 인덱스 테이블에서 상기 요청자 클라이언트를 식별할 수 있는 정보와 매칭시켜 상기 패킷 어레이에 적재하는 (c) 단계 및 상기 패킷 어레이의 저장 공간이 찬 경우에 상기 요청 인덱스 테이블을 참조하여 CPU의 한 세션 동안에 상기 패킷 어레이에 저장된 패킷들을 일시에 전송하는 (d) 단계를 포함하여 이루어진다.
전술한 구성에서, 상기 패킷 어레이는 VOD 컨텐츠 영상의 화질 등급별로 복수개가 설정되는 것을 특징으로 한다.
요청 VOD 콘텐츠의 전송이 완료된 경우에 상기 요청 인덱스 테이블에서 해당 요청 항목을 삭제하는 (e) 단계를 더 구비한 것을 특징으로 한다.

Description

ＳＳＤ를 사용한 ＶＯＤ 서비스 방법{video on demand service method by solid state drive}
본 발명은 SSD를 사용한 VOD 서비스 방법에 관한 것으로, 특히 복수의 패킷 어레이에 전송하고자 하는 패킷을 적재해 둔 상태에서 이렇게 적재된 패킷 그룹 단위로 CPU 세션을 할당함으로써 CPU의 점유율을 대폭적으로 낮출 수가 있고, 이에 따라 고속으로 VOD 서비스를 가능하게 한 SSD를 사용한 VOD 서비스 방법에 관한 것이다.
디지털 기술 및 영상 압축 처리 기술의 발달, 고속 컴퓨터 통신 및 광통신 기술 발달로 광 대역의 영상정보 전송이 가능해져서 이미 인터넷상에서는 자유로운 양방향 서비스가 구현되고 있다. 또한 프로그램을 주문하고 기다려야 하는 기존의 PPV(Pay Per View) 서비스와는 달리 가입자가 원하는 시간에 원하는 프로그램을 즉시 선택하여 시청할 수 있는 양방향 영상 서비스 즉, VOD(Video On Demand)서비스의 제공도 이루어지고 있다. 특히 IPTV 및 UCC 활성화로 2000년대 이후 VOD 서비스가 활성화되고 있는 상황이다.
한편, 종래의 VOD 서비스는 기계적인 방식에 의해 읽기/쓰기를 수행하는 HDD(Hard Disk Drive)를 스토리지 장치로 채택하고 있기 때문에 읽기/쓰기 속도가 느리고, 이에 따라 1대의 HDD 기반 서버가 대략 1Gbps~1.5Gbps(giga bit per second) 정도의 속도밖에 지원하지 못하고 있는 실정이다.
이러한 HDD의 문제점을 해결하기 위해 디램(DRAM)이나 낸드 메모리(NAND memory)와 같은 반도체 메모리로 이루어져서 순수하게 전자식으로 읽기/쓰기를 수행하는 SSD(Solid State Drive)가 제안되어 있는바, 이러한 SSD는 전자적인 방식으로 동작하기 때문에 HDD에 비해 현저하게 빠른 속도로 읽기/쓰기를 할 수 있다. 따라서, 근래에는 이러한 SSD를 스토리지 장치로 사용하여 VOD 서비스를 제공하려는 시도가 다양하게 이루어지고 있다.
한편, VOD 서비스에서는 대략 네트워크 상에서 1 패킷당 1,500 바이트가 전송되고, 서버의 운영체제는 한 세션마다 한 패킷을 처리, 즉 한 세션마다 한 패킷을 스토리지 장치로부터 읽어들여 네트워크를 통해 요청자 클라이언트에게 전송하도록 CPU를 관리하게 한다.
따라서, 종래의 VOD 서버가 10Gbps 이상의 읽기/쓰기 속도를 충분히 지원할 수 있는 SSD 스토리지를 채택한다 하더라도 10Gbps 서비스를 제공하기 위해서 CPU는 대략 초당 800,000(10,000,000/1,500)번 정도의 명령을 처리해야 하기 때문에 CPU의 점유율이 90% 이상으로 증가하여 CPU가 시스템 관리 등과 같은 다른 태스크를 전혀 수행할 수 없게 되고, 이에 따라 최대 5~6Gbps 정도의 서비스만 가능하다는 문제점이 있었다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 복수의 패킷 어레이에 전송하고자 하는 패킷을 채워 둔 상태에서 이렇게 채워진 패킷 그룹 단위로 CPU 세션을 할당함으로써 CPU의 점유율을 대폭적으로 낮출 수가 있고, 이에 따라 고속으로 VOD 서비스를 가능하게 한 SSD를 사용한 VOD 서비스 방법을 제공함을 목적으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 특징에 따른 SSD를 사용한 VOD 서비스 방법은 SSD를 사용하는 VOD 서버에 의해 수행되되, 목표 전송 속도에 맞추어 패킷 어레이를 할당하는 (a) 단계; 클라이언트로부터 VOD 요청이 존재하는 경우에 요청자 클라이언트의 IP 주소와 요청 콘텐츠의 파일 이름 및 파일 저장 주소를 내용으로 하는 요청 인덱스 테이블을 구축하는 (b) 단계; 요청 콘텐츠의 미리 정해진 수만큼의 패킷을 SSD에서 읽어들여 상기 요청 인덱스 테이블에서 상기 요청자 클라이언트를 식별할 수 있는 정보와 매칭시켜 상기 패킷 어레이에 적재하는 (c) 단계 및 상기 패킷 어레이의 저장 공간이 찬 경우에 상기 요청 인덱스 테이블을 참조하여 CPU의 한 세션 동안에 상기 패킷 어레이에 저장된 패킷들을 일시에 전송하는 (d) 단계를 포함하여 이루어진다.
전술한 구성에서, 상기 패킷 어레이는 VOD 컨텐츠 영상의 화질 등급별로 복수개가 설정되는 것을 특징으로 한다.
요청 VOD 콘텐츠의 전송이 완료된 경우에 상기 요청 인덱스 테이블에서 해당 요청 항목을 삭제하는 (e) 단계를 더 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 전술한 일 특징에 따른 방법을 실행하는 프로그램이 저장되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체가 제공된다.
본 발명의 SSD를 사용한 VOD 서비스 방법에 따르면, 복수의 패킷 어레이에 전송하고자 하는 패킷을 채워 둔 상태에서 이렇게 채워진 패킷 그룹 단위로 CPU 세션을 할당함으로써 CPU의 점유율을 대폭적으로 낮출 수가 있고, 이에 따라 고속으로 VOD 서비스를 할 수가 있다.
도 1은 본 발명의 SSD를 사용한 VOD 서비스 방법이 구현되는 VOD 서버의 내부 기능 블록도.
도 2는 본 발명의 SSD를 사용한 VOD 서비스 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 3은 본 발명에 따라 SSD의 제어 모듈에 구축되는 요청 인덱스 테이블의 예시도.
도 4는 본 발명에 따라 SSD의 패킷 어레이 영역에 구축되는 패킷 어레이를 예시적으로 보인 도.
도 5 및 도 6은 각각 본 발명에 따른 VOD 서비스의 실제 모니터링 화면 예시도.
이하에는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 SSD를 사용한 VOD 서비스 방법의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명한다.
본 발명은 VOD 콘텐츠들이 단지 요청자 클라이언트의 IP 주소와 요청 콘텐츠의 종류(화질) 등이 상이할 뿐 데이터의 패턴은 동일하다는데 착안하여 이루어진 것이다.
도 1은 본 발명의 SSD를 사용한 VOD 서비스 방법이 구현되는 VOD 서버의 내부 기능 블록도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 VOD 서버는 CPU를 동작시키는 서버의 운영 체제(Operation System; OS)(10), SSD(100)에서 데이터 읽기/쓰기를 수행하는 DMA(Direct Memory Access)(20), CPU와 주변 장치를 연결하는 PCI-e(Peripheral Component Interconnect-Express) 등과 같은 PIO(Peripheral Input/Output)(30), 고속의 네트워크 입출력 처리 속도를 제공하는 TOE(TCP/IP Offload Engine) 등과 같은 네트워크 인터페이스(40)가 본 발명의 VOD 서비스 방법을 지원하는 제어 모듈(110)과 상호 연동하여 이루어진다.
전술한 구성에서, 제어 모듈(110)은 SSD(100) 내부에 설치되는 펌웨어로 이루어질 수 있는데, 이러한 제어 모듈(110)이 관리하는 임시저장(TEMP) 영역에는 후술하는 바와 같은, 요청 콘텐츠에 대한 요청 인덱스 테이블이 구축될 수 있다. 한편, SSD(100)에는 또한 전송될 VOD 패킷을 미리 정해진 수의 패킷 단위별, 예를 들어 1,000 패킷 단위별로 그룹화하여 임시 저장하는 패킷 어레이 영역(120)이 마련되어 있다.
도 2는 본 발명의 SSD를 사용한 VOD 서비스 방법을 설명하기 위한 흐름도인바, 별다른 설명이 없는 한 본 발명의 제어 모듈(110)이 주체가 되어 수행함을 밝혀둔다. 도 2에 도시한 바와 같이, 먼저 단계 S10에서는 SSD(100)의 패킷 어레이 영역(120)에 영상의 화질, 예를 들어 ultra HD급, full HD급, HD 급 또는 SD급 등의 화질 등급에 따른 패킷 어레이가 할당하는데, 이러한 패킷 어레이는 예를 들어 서버 관리자가 목표 전송 속도, 화질 등급별 요청 비율 및 동시 접속자 수 등을 종합적으로 감안하여 적절하게 결정할 수 있을 것이다.
도 4는 본 발명에 따라 SSD(100)의 패킷 어레이 영역(120)에 구축되는 패킷 어레이를 예시적으로 보인 도이다. 도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따라 SSD(100)의 패킷 어레이 영역(120)에 구축되는 패킷 어레이는 영상의 화질 등급별로 구분되어 구축될 수 있는데, full HD급이나 ultra HD급을 요구하는 비율이 상대적으로 높은 경우에 이러한 full HD급이나 ultra HD급에 대해 더 많은 저장 영역을 할당할 수가 있을 것이다. 나아가, 요청자 클라이언트 1명당 SD급(2Mbps급) 패킷 어레이에는 한 패킷을 할당하는 반면에, HD급(4Mbps급) 패킷 어레이에는 두 패킷을, full HD급(8Mbps급) 패킷 어레이에는 4 패킷을 할당하는 식으로 패킷 어레이를 구축할 수 있을 것이다.
각각의 화질 등급별 패킷 어레이에는 또한 적재되는 패킷에 대응하여 해당 패킷이 어느 요청자 클라이언트에게 전송될 것인지에 대한 정보, 예를 들어 요청 인덱스 테이블의 인덱스 번호나 요청자 클라이언트의 IP 주소 등의 정보가 대응되어 있다.
다시 도 2로 돌아가서, 단계 S20에서는 임의의 요청자 클라이언트로부터 VOD 서비스 요청이 존재하는지를 판단한다. 단계 S20에서의 판단 결과, VOD 서비스 전송 요청이 존재하는 경우에 프로그램은 단계 S30으로 진행하여 해당 VOD 서비스 요청에 따라 요청 인덱스 테이블을 갱신하게 된다.
도 3은 본 발명에 따라 SSD(100)의 제어 모듈(110)에 구축되는 요청 인덱스 테이블의 예시도이다. 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 요청 인덱스 테이블은 크게 인덱스 번호, 요청자 클라이언트의 접속 IP 주소, 요청 콘텐츠의 식별정보, 예를 들어 파일 이름 및 요청 콘텐츠의 SSD(100) 내의 파일 저장 주소 등을 포함하여 이루어질 수 있다.
다음으로 단계 S40에서는 요청자 클라이언트가 요청한 해당 VOD의 화질 등급에 따라 해당 분량만큼의 패킷, 예를 들어 SD급은 SD 패킷 어레이에 한 패킷만큼, HD급은 HD 패킷 어레이에 두 패킷만큼을 요청 인덱스 테이블이 지정한 SSD(100) 내의 파일 저장 주소로부터 읽어들인 후에 해당 패킷 어레이에 적재하는데, 이러한 읽기 동작은 DMA(20)를 제어하여 수행될 수 있다.
다음으로 단계 S50에서는 임의의 패킷 어레이가 저장 공간이 꽉 찼는지를 판단, 예를 들어 1,000 패킷의 패킷 어레이라면 1,000패킷이 모두 적재되었는지를 판단하는데, 모두 적재되지 않은 경우에는 단계 S20 이하를 반복 수행하는 반면에 모두 적재된 경우에는 OS(10)를 제어하여 CPU에 꽉 찬 패킷 어레이의 패킷들에 대한 전송 명령을 일시에 하달한다. 이에 따라 CPU에서는 하나의 세션을 설정하여 해당 패킷 어레이에 적재된 각 패킷을 동시에 네트워크 인터페이스에 전달하여 각각의 요청자 클라이언트에 전송할 것을 명령하는데, 이 과정에서 요청 인덱스 테이블을 참조하여 해당 패킷에 대한 요청자 클라이언트 정보, 요청자 클라이언트의 IP 주소를 확인한 후에 전송하게 된다. 도 4에서는 요청 인덱스에 대한 인덱스 번호에 의해 해당 요청자 클라이언트의 IP 주소를 확인하고 있음을 알 수 있다.
이와 같이 본 발명의 VOD 서비스 방법에 따르면, 복수의 패킷을 하나의 CPU 세션에 할당하여 전송함으로써 CPU의 점유율을 대폭적으로 낮출 수가 있고, 이에 따라 SSD(100)가 허용하는 최대 읽기/쓰기 속도까지 최대 전송 속도를 증가시킬 수가 있다. 예를 들어 종래에는 800,000만 패킷을 전송함에 있어서 CPU가 총 800,000만번의 세션을 설정해야 하지만, 본 발명에 따르면 총 800번의 세션만 설정하면 되기 때문에 그만큼 CPU의 점유율이 낮아지고, 이에 따라 전송 속도를 획기적으로 증가시킬 수가 있다.
도 5 및 도 6은 각각 본 발명에 따른 VOD 서비스의 실제 모니터링 화면 예시도이다. 먼저 도 5의 우측 하단 화면에서 알 수 있는 바와 같이 현재 VOD 서버가 10Gbps의 전송 속도로 VOD 서비스를 수행하고 있음에도 불구하고 좌측 상단에서 알 수 있는 바와 같이 CPU의 VOD 콘텐츠 전송에 따른 점유율이 0.4%에 불과하고, 나머지 작업까지 수행함에도 불구하고 점유율이 2.8% 정도에 불과할 뿐 97.2%가 유휴 상태로 있음을 알 수가 있다.
도 6은 도 5의 우측 하단 화면에서 알 수 있는 바와 같이 현재 VOD 서버가 20Gbps의 전송 속도로 VOD 서비스를 수행하고 있음에도 불구하고 좌측 상단에서 알 수 있는 바와 같이 CPU의 VOD 콘텐츠 전송에 따른 점유율이 0.5%에 불과하고, 나머지 작업까지 수행함에도 불구하고 점유율이 10.4% 정도에 불과할 뿐 89.6%가 유휴 상태로 있음을 알 수가 있다.
다시 도 2로 돌아가서, 단계 S80에서는 요청 VOD 콘텐츠의 전송이 완료되었는지를 판단하는데, 아닌 경우에는 단계 S20 이하를 반복 수행하는 반면에 전송이 완료된 경우에는 단계 S90으로 진행하여 요청 인덱스 테이블에서 해당 요청 항목을 삭제한 후에 단계 S20으로 복귀한다.
본 발명의 SSD를 사용한 VOD 서비스 방법은 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술 사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수가 있다.
10: OS, 20: DMA,
30: PIO, 40: N/I
100: SSD, 110: 제어 모듈,
120: SSD

Claims (4)

  1. SSD를 사용하는 VOD 서버에 의해 수행되되,
    목표 전송 속도에 맞추어 패킷 어레이를 할당하는 (a) 단계;
    클라이언트로부터 VOD 요청이 존재하는 경우에 요청자 클라이언트의 IP 주소와 요청 콘텐츠의 파일 이름 및 파일 저장 주소를 내용으로 하는 요청 인덱스 테이블을 구축하는 (b) 단계;
    요청 콘텐츠의 미리 정해진 수만큼의 패킷을 SSD에서 읽어들여 상기 요청 인덱스 테이블에서 상기 요청자 클라이언트를 식별할 수 있는 정보와 매칭시켜 상기 패킷 어레이에 적재하는 (c) 단계 및
    상기 패킷 어레이의 저장 공간이 찬 경우에 상기 요청 인덱스 테이블을 참조하여 CPU의 한 세션 동안에 상기 패킷 어레이에 저장된 패킷들을 일시에 전송하는 (d) 단계를 포함하여 이루어진 SSD를 사용한 VOD 서비스 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 패킷 어레이는 VOD 컨텐츠 영상의 화질 등급별로 복수개가 설정되는 것을 특징으로 하는 SSD를 사용한 VOD 서비스 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    요청 VOD 콘텐츠의 전송이 완료된 경우에 상기 요청 인덱스 테이블에서 해당 요청 항목을 삭제하는 (e) 단계를 더 구비한 것을 특징으로 하는 SSD를 사용한 VOD 서비스 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항의 방법을 실행하는 프로그램이 저장되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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