KR101465543B1 - 미디어서비스 중계 장치 및 미디어서비스 중계 방법 - Google Patents

미디어서비스 중계 장치 및 미디어서비스 중계 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101465543B1
KR101465543B1 KR1020130071680A KR20130071680A KR101465543B1 KR 101465543 B1 KR101465543 B1 KR 101465543B1 KR 1020130071680 A KR1020130071680 A KR 1020130071680A KR 20130071680 A KR20130071680 A KR 20130071680A KR 101465543 B1 KR101465543 B1 KR 101465543B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
reservation
bandwidth
message
information
service
Prior art date
Application number
KR1020130071680A
Other languages
English (en)
Inventor
김승호
최용도
전재현
Original Assignee
경북대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 경북대학교 산학협력단 filed Critical 경북대학교 산학협력단
Priority to KR1020130071680A priority Critical patent/KR101465543B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101465543B1 publication Critical patent/KR101465543B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04H—BROADCAST COMMUNICATION
    • H04H20/00—Arrangements for broadcast or for distribution combined with broadcast
    • H04H20/02—Arrangements for relaying broadcast information
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N21/00—Selective content distribution, e.g. interactive television or video on demand [VOD]
    • H04N21/20—Servers specifically adapted for the distribution of content, e.g. VOD servers; Operations thereof
    • H04N21/23—Processing of content or additional data; Elementary server operations; Server middleware
    • H04N21/24—Monitoring of processes or resources, e.g. monitoring of server load, available bandwidth, upstream requests
    • H04N21/2402—Monitoring of the downstream path of the transmission network, e.g. bandwidth available
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N21/00—Selective content distribution, e.g. interactive television or video on demand [VOD]
    • H04N21/20—Servers specifically adapted for the distribution of content, e.g. VOD servers; Operations thereof
    • H04N21/25—Management operations performed by the server for facilitating the content distribution or administrating data related to end-users or client devices, e.g. end-user or client device authentication, learning user preferences for recommending movies
    • H04N21/262—Content or additional data distribution scheduling, e.g. sending additional data at off-peak times, updating software modules, calculating the carousel transmission frequency, delaying a video stream transmission, generating play-lists
    • H04N21/26208—Content or additional data distribution scheduling, e.g. sending additional data at off-peak times, updating software modules, calculating the carousel transmission frequency, delaying a video stream transmission, generating play-lists the scheduling operation being performed under constraints
    • H04N21/26216—Content or additional data distribution scheduling, e.g. sending additional data at off-peak times, updating software modules, calculating the carousel transmission frequency, delaying a video stream transmission, generating play-lists the scheduling operation being performed under constraints involving the channel capacity, e.g. network bandwidth
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N21/00—Selective content distribution, e.g. interactive television or video on demand [VOD]
    • H04N21/40—Client devices specifically adapted for the reception of or interaction with content, e.g. set-top-box [STB]; Operations thereof
    • H04N21/47—End-user applications
    • H04N21/472—End-user interface for requesting content, additional data or services; End-user interface for interacting with content, e.g. for content reservation or setting reminders, for requesting event notification, for manipulating displayed content
    • H04N21/47214—End-user interface for requesting content, additional data or services; End-user interface for interacting with content, e.g. for content reservation or setting reminders, for requesting event notification, for manipulating displayed content for content reservation or setting reminders; for requesting event notification, e.g. of sport results or stock market

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Finance (AREA)
  • Strategic Management (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)

Abstract

본 발명은 미디어서비스 중계 장치 및 미디어서비스 중계 방법에 관한 것으로서, 본 발명의 실시예에 따른 미디어서비스 중계 장치는 브로드캐스트 또는 멀티캐스트 서비스를 이용하기 위한 사용자 장치로부터 서비스를 예약 또는 해지하기 위한 메시지를 수신하는 인터페이스부, 서비스에 관련되는 데이터 정보, 사용자 장치에 할당되는 대역폭 정보, 그리고 예약 및 해지에 관련된 상태 정보를 저장하고, 저장한 정보를 갱신하는 저장부, 및 수신한 메시지를 이용하여 사용자 장치의 예약 상태, 대역폭의 사용 가능 여부 및 서비스를 제공받는 사용자의 유무 중 적어도 하나의 상황에 따라 예약 또는 해지, 메시지의 폐기를 결정하는 대역폭 예약 수행부를 포함한다.

Description

미디어서비스 중계 장치 및 미디어서비스 중계 방법{Apparatus and Method for Relaying Media Service}
본 발명은 미디어서비스 중계 장치 및 미디어서비스 중계 방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 예컨대 게이트웨이와 같은 브리지(Bridge)나 셋탑 박스 등에서 IGMP(Internet Group Management Protocol) 기반의 IPTV(Internet Protocol TeleVision) 채널 예약에 의해 멀티미디어 스트리밍 서비스에 적합한 QoS(Quality of Service)를 보장할 수 있는 미디어서비스 중계 장치 및 미디어서비스 중계 방법에 관한 것이다.
초고속 인터넷의 발달로 인해 음성과 데이터 서비스는 물론 다양한 멀티미디어 서비스 시장이 확대되고 있다. 또한 단말장치의 발달로 인해 핸드폰을 비롯하여 MP3, PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션 등의 멀티미디어 재생 기능을 제공하는 다양한 단말 기기들이 보급되고 있다. 이러한 기반 네트워크 인프라와 서비스 제공 단말의 고도화가 진행됨에 따라, 많은 네트워크 응용서비스 기술이 등장하고 이용되고 있다. 여러 네트워크 응용서비스 중에서도 특히, 킬러 응용서비스로 주목되는 IPTV는 전 세계적으로 그 사용자가 급격히 증가하고 있는 추세다.
이러한 IPTV의 서비스를 제공하기 위해서 유선 네트워크의 안정된 지원은 필수 불가결하다. 하지만 오늘날 네트워크 자원은 대량의 P2P(Peer to Peer)나 그 외 트래픽들의 유입으로 인해 혼잡한 상황이며, DDoS(Distribute Denial of Service)와 같은 유해 트래픽들로 인해 정상적인 서비스가 불가능한 경우도 존재한다. 이러한 유해 트래픽들에 대해 안정적으로 IPTV 서비스를 제공하기 위해서는 네트워크 자원 예약 기술이 요구된다. 현재 IPTV 서비스는 ISP(Internet Service Provider)와 분배기까지는 IPTV 트래픽에 대해 QoS가 제공되는 반면, 가입자 접속망에 해당하는 분배기와 각 가정까지는 최선 노력(best-effort) 방식으로 인해 IPTV에 대한 QoS를 제공하기 어렵다.
현재 IEEE 802.1 AVB TG(Audio Video Bridging Task Group)에서는 이더넷에 기반을 둔 각 디지털 미디어 간의 저지연성을 보장해 주는 연구가 진행되고 있다. AVB는 크게 3가지의 주요 논의과제를 두고 연구 중이다. 첫째로 각 디바이스 간의 시간 동기를 맞추는 방법과, 둘째로 동기가 맞추어진 장치들 간에 시간에 민감한 트래픽을 전송하기 위한 대역폭 예약 방법, 마지막으로 예약된 대역폭을 통해 트래픽을 전송하는 방법이 주요 논의 과제이다.
도 1 및 도 2는 종래기술에 따른 RSVP를 갖는 예약 메커니즘을 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 종래기술에 따른 IEEE802.1p를 사용한 프레임 구조를 나타내는 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 대역폭 예약을 위한 종래의 기술로는 IntServ(Integrated Service) 방식인 전송 계층에서 동작하는 RSVP(Resource Reservation Protocol)가 있다. RSVP는 사용자별 QoS를 지정할 수 있지만, 대역폭 예약의 송신지부터 수신지 사이의 모든 패스 상에 존재하는 기기들이 RSVP를 내장하고 있어야 하며, 터미널 간의 흐름마다 대역폭 예약 상황을 모든 기기들이 기억하고 있어야 한다. 따라서 패킷이 통과하는 패스가 일정하지 못한 인터넷 환경에서의 실현에는 상당한 어려움이 따를 수 있다. 이러한 이유로 표준화가 끝난 지금까지도 RSVP를 내장하여 서비스되고 있는 예가 거의 없다.
RSVP 방식의 문제점을 해결하기 위해, 도 3에서와 같이 트래픽들의 우선순위에 따라 적절한 QoS를 제공하는 방식인 DiffServ(Differentiated Service) 형태의 대역폭 예약 기술들이 등장하였다. DiffServ 형태의 기술 중 하나인 데이터링크 계층에서 동작하는 IEEE 802.1p는 이더넷 상에서 프레임의 등급에 따라 우선순위를 부여하는 방식이다. 하지만 프레임의 우선순위에 근거하여 전송하는 방식이므로 시간에 민감하지 않은 트래픽들에 대해 공평성을 제공해 주지 못하며, 프레임의 우선순위에 기준을 두기 때문에 전송 횟수가 증가할수록 다른 트래픽의 유입으로 인해 시간에 민감한 트래픽의 지연시간이 늘어날 수 있다.
DiffServ 방식의 QoS 보장이 잘 이루어지지 않아서 나온 것이 현재 AVB TG에서 자원 예약 방법으로 연구 중인 MSRP(Multiple Stream Reservation Protocol) 기술이다. SRP는 이더넷 상에서 사용되며, 망 내에서 특정 트래픽에 대한 서브 스패닝 트리를 생성함으로써 동작한다. MSRP는 이더넷 상에서 대역폭을 예약하므로 경로가 일정하게 유지된다. 그리고 MSRP는 각 트래픽마다 자원을 예약하는 IntServ 방식이기 때문에 IEEE 802.1p에서처럼 다른 트래픽에 의한 지연이 발생하지 않는다는 장점이 있다.
그러나, 기존의 MSRP에서는 대역폭 예약 실패에 대한 상황을 제대로 처리하지 못하고 있어 대역폭 예약이 안정적이지 않은 문제가 있다. 다시 말해, 종래에는 대역폭 해제 여부를 판단하기 위하여 일정 시간 동안 별도의 요청이 없는 경우에만 자원 예약을 해제함으로써 일정 시간에 의한 네트워크 자원 사용률이 저하되었다.
본 발명의 실시예는 예컨대 게이트웨이와 같은 브리지나 셋톱박스 등에서 IGMP 기반의 IPTV 채널 예약에 의해 멀티미디어 스트리밍 서비스에 적합한 QoS를 보장할 수 있는 미디어서비스 중계 장치 및 미디어서비스 중계 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 실시예에 따른 미디어서비스 중계 장치는 브로드캐스트 또는 멀티캐스트 서비스를 이용하기 위한 사용자 장치로부터 상기 서비스를 예약 또는 해지하기 위한 메시지를 수신하는 인터페이스부, 상기 서비스에 관련되는 데이터 정보, 상기 사용자 장치에 할당되는 대역폭 정보 및 상기 예약 및 해지에 관련된 상태 정보를 저장하고, 상기 저장한 정보를 갱신하는 저장부, 및 상기 수신한 메시지를 이용하여 상기 사용자 장치의 예약 상태, 대역폭의 사용 가능 여부 및 상기 서비스를 제공받는 사용자의 유무 중 적어도 하나의 상황에 따라 상기 예약 또는 해지, 상기 메시지의 폐기를 결정하는 대역폭 예약 수행부를 포함한다.
상기 저장부는, 상기 데이터 정보가 방송 콘텐츠인 경우, 채널 정보, 채널별 프로그램 및 상기 프로그램이 방영되는 시간 정보, 상기 프로그램별 대역폭 정보를 저장하는 것을 특징으로 한다.
상기 대역폭 예약 수행부는, 예약 메시지에 포함되는 상기 채널 정보 및 상기 예약 메시지가 수신된 시간 정보를 이용하여 상기 저장부에 저장된 대역폭 정보를 확인하고, 상기 확인한 대역폭 정보를 상기 할당된 대역폭 정보와 비교하여, 비교 결과에 따라 상기 예약을 요청한 사용자 장치의 대역폭 사용 가능 여부를 판단하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 대역폭 예약 수행부는, 상기 확인한 대역폭이 상기 할당된 대역폭의 범위를 넘는 경우, 상기 예약을 수행하지 않고 상기 예약 메시지를 폐기하는 것을 특징으로 한다.
나아가 상기 대역폭 예약 수행부는, 상기 예약 상태의 확인 결과, 이미 예약된 것으로 판단될 때 예약 메시지를 폐기하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 대역폭 예약 수행부는, 상기 사용자 장치로부터 해지 메시지가 수신될 때, 해지를 요청한 사용자의 서비스에 대한 대역폭을 근거로 상기 저장부에 저장된 대역폭 정보를 갱신하고, 동일 서비스를 제공받는 사용자가 있는지 판단하여, 사용자가 있다고 판단될 때 상기 해지 메시지를 폐기하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 미디어서비스 중계 방법은 브로드캐스트 또는 멀티캐스트 서비스를 이용하기 위한 사용자 장치로부터 상기 서비스를 예약 또는 해지하기 위한 메시지를 수신하는 단계, 상기 서비스에 관련되는 데이터 정보, 상기 사용자 장치에 할당되는 대역폭 정보 및 상기 예약 및 해지에 관련된 상태 정보를 저장하고, 상기 저장한 정보를 갱신하는 단계, 및 상기 수신한 메시지를 이용하여 상기 사용자 장치의 예약 상태, 대역폭의 사용 가능 여부 및 상기 서비스를 제공받는 사용자의 유무 중 적어도 하나의 상황에 따라 상기 예약 또는 해지, 상기 메시지의 폐기를 결정하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 상태 정보를 저장하는 단계는, 상기 데이터 정보가 방송 콘텐츠인 경우, 채널 정보, 채널별 프로그램 및 상기 프로그램이 방영되는 시간 정보, 상기 프로그램별 대역폭 정보를 저장하는 것을 특징으로 한다.
상기 메시지의 폐기를 결정하는 단계는, 예약 메시지에 포함되는 상기 채널 정보 및 상기 예약 메시지가 수신된 시간 정보를 이용하여 상기 저장한 대역폭 정보를 확인하고, 상기 확인한 대역폭 정보를 상기 할당된 대역폭 정보와 비교하여, 비교 결과에 따라 상기 예약을 요청한 사용자 장치의 대역폭 사용 가능 여부를 판단하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 메시지의 폐기를 결정하는 단계는, 상기 확인한 대역폭이 상기 할당된 대역폭의 범위를 넘는 경우, 상기 예약을 수행하지 않고 상기 예약 메시지를 폐기하는 것을 특징으로 한다.
나아가, 상기 메시지의 폐기를 결정하는 단계는, 상기 예약 상태의 확인 결과, 이미 예약된 것으로 판단될 때 예약 메시지를 폐기하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 메시지의 폐기를 결정하는 단계는, 상기 사용자 장치로부터 해지 메시지가 수신될 때, 해지를 요청한 사용자의 서비스에 대한 대역폭을 근거로 상기 저장한 대역폭 정보를 갱신하고, 동일 서비스를 제공받는 사용자가 있는지 판단하여, 사용자가 있다고 판단될 때 상기 해지 메시지를 폐기하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예 따르면, 가령 셋탑 박스와 같은 중계 장치에서 간단히 소프트웨적인 변형만으로 메시지를 처리하여 대역폭 예약 및 해지를 수행할 수 있기 때문에 많은 비용을 들이지 않고서도 네트워크 대역폭의 효율적인 이용이 가능하게 될 것이다. 즉 기존의 AVB(Audio/Video Bridging)에서 대역폭 예약 실패시를 고려하지 않아 발생하던 대역폭 낭비 문제를 처리함으로써 네트워크 자원 사용률의 효율을 높일 수 있을 것이다.
도 1 및 도 2는 종래기술에 따른 RSVP를 갖는 예약 메커니즘을 설명하기 위한 도면,
도 3은 종래기술에 따른 IEEE802.1p를 사용한 프레임 구조를 나타내는 도면,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 미디어서비스 시스템을 설명하기 위한 도면,
도 5 내지 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 메시지의 포맷을 예시하여 나타낸 도면,
도 8은 도 4의 제1 중계장치의 구조를 나타내는 블록다이어그램,
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 서비스 예약 과정을 설명하기 위한 도면,
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 서비스 예약 과정을 설명하기 위한 도면,
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 서비스 해지 과정을 설명하기 위한 도면,
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 미디어서비스 중계 방법의 흐름도,
도 13은 도 12의 예약 과정을 구체적으로 예시하여 나타낸 흐름도,
도 14는 도 12의 해지 과정을 구체적으로 예시하여 나타내는 흐름도,
도 15는 본 발명의 실시예에서 제안한 실험 토폴로지 구성을 나타내는 도면,
도 16은 도 15의 환경에서 일반적인 IGMP를 이용했을 때의 사용자별 단대단 지연을 나타내는 그래프, 그리고
도 17은 도 15의 환경에서 본 발명의 실시예에서 제안한 자원예약 실행시의 사용자별 단대단 지연을 나타내는 그래프이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 미디어서비스 시스템을 설명하기 위한 도면이고, 도 5 내지 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 메시지의 포맷을 예시하여 나타낸 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 미디어서비스 시스템(390)은 사용자 장치(400), 제1 중계장치(410), 제2 중계장치(420), 통신망(430) 및 멀티미디어서비스 장치(440)의 일부 또는 전부를 포함한다. 여기서, 제1 및 제2 중계장치(410, 420)(혹은 네트워크 장치)는 미디어서비스 중계 장치가 될 수 있다.
위에서 일부 또는 전부를 포함한다는 것은 제2 중계장치(420)와 같은 일부 구성 요소가 생략되어 시스템이 구성될 수 있음을 의미하는 것으로서, 발명의 충분한 이해를 돕기 위하여 전부 포함하는 것으로 설명하고자 한다.
사용자 장치(400)는 컴퓨터, IPTV 및 휴대폰 등의 단말을 포함하며, 브로드캐스 또는 멀티캐스트 서비스의 이용이 가능하다. 사용자 장치(400)는 예컨대 IGMP 메시지를 이용하여 서비스의 대역폭 예약 및 해지 동작을 수행할 수 있다. 여기서, IGMP란 사용자 장치(400)들이 가령 멀티캐스팅을 지원하기 위하여 멀티캐스트 그룹에 가입하거나 탈퇴할 수 있어야 하고, 인접한 제2 중계장치(420) 즉 멀티캐스트 라우터들에게 단말 그룹 멤버쉽 정보를 알리게 되는데, 이에 대하여 정의하고 있는 것을 의미한다. 다시 말해, IGMP는 IP 네트워크에서 멀티캐스팅을 지원하는 가령 제1 중계장치(410)와 단말 사이에 멀티캐스트 그룹을 생성하기 위해 사용하는 프로토콜이며, 제2 중계장치(420)와 사용자 사이의 LAN 영역에서 사용자가 멀티캐스트 그룹에 참여하거나 그룹을 탈퇴할 때 사용된다.
이러한 IGMP는 멤버쉽 쿼리 메시지(Membership Query Message)와 멤버쉽 리포트 메시지(Membership Report Message)로 구성된다. 예컨대 제2 중계장치(420)들은 자신의 장치에 접속된 그룹 가입자들을 찾기 위해 물리 주소로서 가령 224.0.0.1을 목적지로 하여 멤버쉽 쿼리 메시지를 전송할 수 있으며, 사용자들은 제2 중계장치(420)로부터 수신되는 멤버쉽 쿼리 메시지에 대하여 224.0.0.2를 목적지로 하여 멤버쉽 리포트 메시지를 전송함으로써 그 쿼리에 응답할 수 있다. 따라서, 임의의 서비스를 제공받기 위한 본 발명의 실시예에 따른 대역폭 예약 및 해지는 멤버쉽 리포트 메시지를 이용하여 수행될 수 있다.
물론 위에서는 사용자 장치(400)가 IGMP 메시지를 사용하는 것을 예로 들어 설명하였지만, 본 발명의 실시예는 IGMP 메시지로 한정하려는 것은 아니며, 대역폭 예약 및 해지를 위한 것이고, 나아가 가령 기존의 셋탑 박스와 같은 제1 중계장치(410)의 하드웨어적인 변환 없이 간단하게 소프트웨어적으로 변환하여 메시지를 처리할 수만 있다면 어떠한 종류의 메시지를 사용하여도 무관할 것이다.
제1 중계장치(410)는 브리지(혹은 스위치)나 셋탑 박스를 포함하는 의미이다. 예컨대, 사용자 장치(400)가 IPTV인 경우라면 제1 중계장치(410)는 셋탑 박스가 될 수 있고, 반면 사용자 장치(400)가 컴퓨터나 휴대폰과 같은 단말인 경우, 제1 중계장치(410)는 브리지가 될 수 있다. 여기서, 브리지는 동일한 통신 프로토콜을 사용하는 두 네트워크 세그먼트 사이에서 패킷을 연결하고 전달하는 장치로서, 브리지들은 OSI 참조 모델의 2 계층인 데이터 링크 계층에서 작동한다. 가령 브리지는 수신되는 프레임의 MAC 주소를 기준으로 프레임을 필터링하거나 전달하는 기능만을 수행하게 되는 것이다.
이에 따라, 제1 중계장치(410)는 L2 스위치(Layer-2 Switch)를 포함할 수 있다. 또한 멀티캐스트 패킷의 플러딩(flooding)을 축소하기 위하여 IGMP 스누핑(Snooping) 기법을 사용할 수 있다. IGMP 스누핑 프로토콜은 제1 중계장치(410)와 사용자 장치(400) 간에 교환되는 IGMP 프로토콜 패킷을 감지하고, 각 포트의 물리(MAC) 주소를 기반으로 라우터가 인접한 포트를 인식하도록 한다.
제1 중계장치(410)는 이후에 자세히 다루겠지만, 대략 3가지 상황에 있어서, 대역폭의 예약 및 해지 동작을 수행한다. 첫 번째는 사용자 장치(400)가 예약을 위하여 멤버쉽 리포트 메시지를 제1 중계장치(410)로 보내어 예약을 수행하는 경우이고, 두 번째는 제2 중계장치(420)가 멤버쉽 쿼리 메시지를 사용자 장치(400)로 보내어 예약을 수행하는 경우이며, 세 번째는 사용자 장치(400)가 그룹 해지(Leave Group) 메시지를 제1 중계 장치(410)로 보내어 해지를 수행하는 경우이다. 여기서, 관련 메시지들의 포맷은 도 5 내지 도 7에 예시한 바와 같다. 도 5 내지 도 7에서 볼 수 있는 바와 같이 해당 메시지들은 그룹 어드레스 정보를 포함할 수 있다. 도 5 내지 도 7에서 볼 때, Type은 각 IGMP 메시지 타입을 나타내며, Query 메시지의 경우는 값이 0×11이 된다. Max Response Time은 가령 Query 메시지를 받고 수신자가 응답으로 보내는 Resport 메시지의 최대 응답 허용 시간이다. Query 메시지를 받은 수신자는 Report 메시지를 보내야 하는데, Max Response Time보다 작은 값을 랜덤하게 선택하여 보낸다. Checksum은 메시지에 손상이 없는지 점검(check)하는 데 사용되는 필드를 나타낸다. Group Address는 특정 그룹에게만 메시지를 보낼 때 사용하고, 전체 노드에게 보낼 때에는 Group Address는 O값을 갖는다.
본 발명의 실시예에 따른 도 5의 IGMP 리포트 메시지는 서비스 소비자가 제공자에게 가령 멀티캐스트 그룹에 참여할 경우, 또는 서비스 제공자가 쿼리 메시지를 전송하거나 서비스 소비자가 이에 응답할 경우에 사용된다. IGMP 메시지를 전송하는 경우 서비스 소비자는 새로운 서비스를 받기를 원하거나, 이전에 제공받던 서비스를 유지하려는 상황으로 볼 수 있다. 이런 경우에 대역폭 예약이 필요하다. 이에 따라 IGMP 리포트 메시지를 전송하는 경우는 제1 중계장치(410)에서 해당 서비스에 필요한 대역폭을 조사한 뒤, 대역폭 예약을 수행하고, 서비스 제공자, 즉 제2 중계장치(420) 쪽으로 IGMP 리포트 메시지를 전달한다. 대역폭 예약을 수행하는 과정에서 제1 중계장치(410)는 리포트 메시지를 받은 입력 포트(ingress port)와 서비스 제공자 즉 제2 중계장치(420) 쪽의 출력 포트(egress port)에 대해 동작한다. 가령 입력 포트 및 출력 포트 각각에 대하여 대역폭 예약시 이미 예약이 되어 있는 서비스인지 아닌지를 판단하고, 새로운 서비스일 경우 대역폭 예약이 가능한지 여부를 판단한다. 반면 대역폭 예약이 불가능할 경우 IGMP 리포트 메시지를 파기(혹은 폐기 및 드롭)함으로써 해당 서비스를 제공하지 않게 되는 것이다.
또한 IGMP에서는 서비스 제공자, 즉 제2 중계장치(420)가 도 6의 쿼리 메시지를 전송할 경우 새롭게 서비스를 제공받고 싶은 사용자 장치(400) 또는 서비스를 계속 제공받고 싶은 사용자 장치(400)에서 리포트 메시지를 응답으로서 전송한다. 이때 제1 중계장치(410)에서는 리포트 메시지를 수신하게 되면, 이를 통해 대역폭 예약을 수행하게 되는 것이다.
나아가 IGMP에서는 서비스 소비자가 서비스를 그만 제공받고자 할 때, 도 7에서와 같은 그룹 해지 메시지를 보내게 된다. 이와 같은 그룹 해지 메시지를 수신한 서비스 제공자는 현재 자신의 서비스를 제공받는 소비자가 있는지 확인하기 위하여 쿼리 메시지를 가령 동일 그룹의 사용자 장치(400)로 전송한다. 만약 서비스를 제공받는 소비자가 존재할 경우 소비자는 리포트 메시지를 보내어 서비스 제공자에게 계속해서 서비스를 제공해 줄 것을 알린다. 그룹 해지 메시지가 전달되었다는 것은 더 이상의 서비스를 제공받지 않기를 원하는 것이므로, 제1 중계장치(410)에서 대역폭 예약 해지 과정을 수행한다. 만약 조건이 맞을 경우, 다시 말해 서비스를 제공받는 소비자가 존재하지 않는 경우 그룹 해지 메시지는 서비스 제공자 즉 제2 중계장치(420)로 전달될 수 있다. 이는 제2 중계장치(420)에서도 예약을 해지하고 테이블을 갱신하기 위하여 요구되는 것일 수 있다. 대역폭 예약 해지는 그룹 해지 메시지를 수신한 입력 포트에 대하여 서비스를 제공하기 위해 예약되었던 대역폭을 해지한다. 그리고 서비스 제공자가 연결되어 있는 출력 포트에 대해 다른 서비스 소비자가 존재하는지 여부를 조사하고, 존재할 경우에는 소비자 수를 관리하는 테이블만 갱신하고, 존재하지 않을 경우에는 갱신한 그룹 해지 메시지를 제2 중계장치(420)로 전달하게 되는 것이다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 제1 중계장치(410)는 일종의 액세스포인트(AP)로서 동작한다고 볼 수 있다. 여기서, AP는 건물 내에 많이 설치되는 펨토(femto) 또는 피코(pico) 기지국과 같은 소형 기지국을 포함한다. 여기서, 펨토 또는 피코 기지국은 소형 기지국의 분류상 사용자 장치(400)를 최대 몇 대까지 접속할 수 있느냐에 따라 구분된다. 물론 AP는 사용자 장치(400)와 지그비 및 와이파이(Wi-Fi) 등의 근거리 통신을 수행하기 위한 근거리통신 모듈을 포함할 수도 있다. 근거리 통신은 와이파이 이외에 블루투스, 지그비, 적외선(IrDA), UHF(Ultra High Frequency) 및 VHF(Very High Frequency)와 같은 RF(Radio Frequency) 및 초광대역 통신(UWB) 등의 다양한 규격으로 수행될 수 있다. 이에 따라 AP는 데이터 패킷의 위치를 추출하고, 추출된 위치에 대한 최상의 통신 경로를 지정하며, 지정된 통신 경로를 따라 데이터 패킷을 다음 장치, 예컨대 사용자 장치(400)로 전달할 수 있다. AP는 일반적인 네트워크 환경에서 여러 회선을 공유할 수 있으며, 예컨대 라우터(router), 리피터(repeater) 및 중계기 등을 포함할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따라 AP는 중계기가 바람직하다. 이와 같은 AP는 통신망(430)에 포함될 수도 있으므로 본 발명의 실시예에서는 이에 특별히 한정하지는 않을 것이다.
제2 중계장치(420)는 본 발명의 실시예에 따라 가령 멀티캐스트 라우터로서 동작할 수 있다. 제2 중계장치(420)는 제1 중계장치(410)와 달리 기본적으로 네트워크 계층에서 인터네트워킹 기능을 제공한다. 또한 사용자 장치(400)가 로컬 LAN이나 리모트 LAN에 접속할 수 있도록 하며, WAN(Wide Area Network) 인터페이스를 통해 WAN에 접속하는 기능도 제공한다. 그리고 라우팅 프로토콜을 사용하여 경로 설정 기능도 제공한다. 이러한 기능을 수행하기 위하여 하드웨어나 소프트웨어가 유기적으로 연결되어 돌아가게 된다. 제2 중계장치(420)는 IP 패킷의 헤더에 들어있는 목적지 주소를 확인한 후 라우팅을 수행하게 된다. 즉 멀티캐스트 라우터로서의 제2 중계장치(420)는 멀티캐스트 패킷이 수신되면, 멀티캐스트 라우팅 프로토콜에 의해 생성된 멀티캐스팅 포워딩 엔트리에 따라 멀티캐스트 패킷을 플러딩한다. 여기서, 플러딩이란 한 사용자장치(400)로부터 수신된 하나의 패킷을 라우터에 연결되어 있는 다른 모든 단말로 전달하거나, 대규모 네트워크에서 수정된 라우팅 정보를 모든 이웃 노드로 빠르게 전달(advertising)하는 것을 의미한다.
통신망(430)은 유무선 통신망을 모두 포함한다. 여기서 유선망은 케이블망이나 공중 전화망(PSTN)과 같은 인터넷망을 포함하는 것이고, 무선 통신망은 CDMA, WCDMA, GSM, EPC(Evolved Packet Core), LTE(Long Term Evolution), 와이브로 망 등을 포함하는 의미이다. 본 발명의 실시예에서는 인터넷망이 적합할 수 있다. 따라서 통신망(430)이 유선 통신망인 경우 제1 중계장치(410)는 전화국의 교환국 등에 접속할 수 있지만, 무선 통신망인 경우에는 통신사에서 운용하는 SGSN 또는 GGSN(Gateway GPRS Support Node)에 접속하여 멀티미디어 데이터를 처리하거나, BTS(Base Station Transmission), NodeB, e-NodeB 등의 다양한 중계기에 접속하여 멀티미디어 데이터를 처리할 수 있다.
멀티미디어서비스 장치(440)는 가령 브로드캐스트 및 멀티캐스트 서비스를 제공하는 방송국 등의 서버(server)일 수 있으며, 컨텐츠 정보가 저장된 DB를 더 포함할 수 있다. 물론 DB는 멀티미디어서비스 장치(440)와 별도로 구성되어 서로 연동할 수도 있을 것이다. 멀티미디어서비스 장치(440)는 멀티미디어 데이터를 DB에 실시간 또는 주기적으로 저장한 후 사용자 장치(400)의 갱신을 수행할 수 있다. 또한 멀티미디어서비스 장치(440)는 DB에 사용자 장치(400)의 가입 혹은 등록 정보를 저장할 수 있을 것이다.
도 8은 도 4의 제1 중계장치의 구조를 나타내는 블록다이어그램이다.
도 8을 도 4와 함께 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 제1 중계장치(410)는 멀티캐스트 또는 브로드캐스트 서비스를 제공하기 위한 일종의 미디어서비스 중계장치로서, 인터페이스부(800), 저장부(810), 제어부(820) 및 대역폭 예약 수행부(830)의 일부 또는 전부를 포함한다. 여기서, 일부 또는 전부를 포함한다는 것은 앞서서와 동일한 의미이다.
먼저 인터페이스부(800)는 가령, 유무선 통신이 모두 가능한 통신 인터페이스로서, 사용자 장치(400)로부터 대역폭 예약 및 해지를 위한 IGMP 리포트 메시지가 입력되는 입력 포트와, 예약 및 해지 상태를 제2 중계장치(420)로 전달하기 위한 출력 포트를 포함한다. 물론 여기에서의 출력 포트는 멀티미디어 데이터의 관점에서 볼 때 멀티미디어 데이터가 입력되는 입력 포트가 될 수 있고, 입력 포트는 데이터를 사용자 장치(400)로 전송하는 출력 포트가 될 수 있을 것이다. 이러한 인터페이스부(800)의 입력 및 출력 포트는 무선 방식의 경우, 무선 통신 모듈을 포함할 수 있을 것이다.
저장부(810)는 멀티미디어 서비스를 위한 정보를 제공받아 저장할 수 있다. 예컨대 특정 방송사의 프로그램에 대한 정보를 제공받아 저장할 수 있는데, 여기서 해당 정보는 방송사의 채널 및 시간별 프로그램, 나아가 프로그램에 대한 대역폭 정보를 저장할 수 있다. 뿐만 아니라, 저장부(810)는 멀티미디어 서비스를 제공하는 가입자에 대한 가입 현황에 대한 정보를 룩업 테이블 형태로 저장하고, 사용자 장치(400)의 예약 및 해지에 따라 기저장된 정보를 주기적으로 갱신할 수 있다.
제어부(820)는 미디어서비스 중계장치인 제1 중계장치(410) 내의 인터페이스부(800), 저장부(810) 및 대역폭 예약 수행부(830)의 전반적인 동작을 제어한다. 다시 말해, 제어부(820)는 인터페이스부(800)를 제어하여 IGMP 리포트 메시지 및 쿼리 메시지를 수신하고 전달하는 기능을 담당할 수 있고, 대역폭 예약 수행부(830)의 수행 결과에 따라 저장부(810)의 정보를 갱신할 수 있다. 또한 인터페이스부(800)를 통해 제공되는 멀티미디어 서비스 관련 정보를 제공받아 저장부(810)에 주기적으로 저장할 수 있다. 나아가 제어부(820)는 인터페이스부(800)로 대역폭 예약 및 해지를 위한 메시지가 수신될 때, 대역폭 예약 수행부(830)를 구동시킬 수 있다. 가령, 대역폭 예약 수행부(830) 내의 프로그램을 실행시킬 수 있을 것이다.
대역폭 예약 수행부(830)는 인터페이스부(800) 내의 입출력 포트 각각에 대한 예약 동작을 수행할 수 있다. 다시 말해, 사용자 장치(400)가 대역폭 예약, 가령 특정 방송사의 프로그램을 시청하고자 하는 경우, 대역폭 예약 수행부(830)는 입력 포트로 제공된 리포트 메시지의 주소(address) 정보를 통해 예약이 이미 되어 있는 가입자인지를 확인할 수 있다. 그리고 예약이 되어있다고 판단될 때, 메시지에 수신된 시간을 기초로 저장부(810)에 저장된 채널 및 프로그램 정보와 비교하여 대역폭의 수용 가능 여부를 판단한다. 예를 들어, 수용 가능한 대역폭이 200 Mbps이고, 예약을 요청한 프로그램의 대역폭이 50 Mbps라면 수용 가능하다고 판단하는 것이다. 수용되는 경우 이어 저장부(810)의 테이블을 갱신한다. 만약 요청한 프로그램의 대역폭이 수용 가능한 대역폭보다 큰 경우에는 해당 메시지를 파기한다. 이때 대역폭 예약 수행부(830)는 수용 가능하지 않음을 해당 사용자 장치(400)로 알릴 수 있을 것이다.
또한 대역폭 예약 수행부(830)는 멀티미디어 데이터가 입력되는, 다시 말해, 리포트 메시지가 출력되는 출력 포트에 대하여도 예약 과정을 추가로 수행할 수 있다. 예를 들어, 출력 포트로 KBS 방송 데이터가 입력되고 있는데, 사용자가 MBC 방송 데이터를 수신하고자 할 때, 해당 출력 포트에 대하여 주소 정보를 근거로 예약 여부를 확인할 수 있다. 만약 예약이 되어 있지 않다면, 예약을 수행하기 위하여 해당 출력 포트에 멀티캐스트 라우터, 즉 제2 중계장치(420)가 연결되어 있는지를 추가로 판단하고, 연결되었다고 판단될 때 해당 출력 포트에 대한 대역폭 수용 여부를 판단한 후 판단 결과에 따라 저장부(810)의 정보를 갱신한다. 기타 자세한 내용들은 이후에 다시 다루기로 한다.
나아가 대역폭 예약 수행부(830)는 그룹 해지 메시지가 수신되는 경우, 해당 메시지가 도착한 시간을 근거로 저장부(810) 내의 가령 채널 및 해당 시간대의 프로그램에 대한 정보를 비교하여 대역폭을 확인하고, 대역폭 정보를 갱신한다. 다시 말해, 이전의 예약에 따라 150 Mbps로 변경하였는데, 해지 요청이 들어오면 사용하던 대역폭만큼 증가시켜 갱신하게 되는 것이다. 만약 해지 요청이 있을 때, 그룹에 참여하는 사용자를 조사한 결과, 동일 서비스를 제공받는 사용자 장치(400)가 없다고 판단될 때에는 제2 중계장치(420)로 해당 리포트 메시지를 전달하여 서비스 제공을 중단하도록 한다. 물론 제2 중계장치(420)는 다시 멀티미디어서비스 장치(440)로 해당 리포트 메시지를 전달하여 방송을 중단하도록 한다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 서비스 예약 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 9를 도 4와 함께 참조하면, 사용자 장치(400)가 보낸 멤버쉽 리포트 메시지가 제2 중계장치(420)에 도착하게 되면, 제2 중계장치(420)는 그 즉시 해당 스트림을 사용자 장치(400)로 보내게 되므로, 이 단계에서 대역폭 예약이 이루어져야 한다. 사용자 장치(400)에서 멤버쉽 리포트 메시지가 수신되면, 제2 중계장치(420)와 사용자 장치(400) 사이의 모든 브리지, 즉 제1 중계장치(410)에서 현재 멤버쉽 리포트 메시지가 수신된 포트의 가용 대역폭을 조사한 뒤, 사용자 장치(400)가 요구하는 멀티캐스트 스트림의 대역폭이 수용 가능할 경우, 대역폭을 예약하고, 해당 메시지를 제2 중계장치(420)로 전달한다. 만일 대역폭이 부족한 경우에는 해당 메시지를 폐기한다. 이때 제1 중계장치(410)는 IGMP 메시지로 대역폭 예약을 수행하지만, 멤버쉽 리포트 메시지를 브로드캐스팅하지 않고, 제2 중계장치(420)로만 전송하며, 다른 사용자 장치(400)에서도 동일 그룹에 대한 멤버쉽 리포트를 보내어 대역폭 예약을 수행하도록 한다.
대역폭 예약 과정을 살펴보면 다음과 같다. 제1 중계장치(410)는 먼저 현재 멤버쉽 리포트의 그룹 주소가 입력 포트에 예약이 되어 있는지 점검한다. 예약이 되어 있을 경우에는 대역폭 예약 과정이 필요 없으므로 메시지를 폐기하고, 예약 과정을 종료한다. 예약이 되어 있지 않을 경우에는 그룹 주소와 메시지가 수신된 현재의 시간을 통해 사용자 장치(400)가 요구하는 서비스의 대역폭을 확인하고, 요구하는 대역폭을 수용할 수 있는지 점검한다. 만약 요구 대역폭을 수용하지 못할 경우 대역폭 예약 실패로 간주하고 멤버쉽 리포트 메시지를 폐기하고, 대역폭 예약 요청을 한 사용자 장치(400)로 대역폭 예약이 실패하여 서비스가 불가함을 알리는 메시지를 보낸다. 요구 대역폭을 수용할 수 있을 경우, 입력 포트의 대역폭을 관리하는 테이블을 갱신한다. 그리고 멤버쉽 리포트 메시지가 전송될 출력 포트의 예약 상태를 점검한다. 입력 포트와 마찬가지로 이미 예약이 되어 있는 경우 메시지만 전달하면 된다. 출력 포트가 예약이 되어 있지 않은 경우에는 대역폭 예약이 가능한지 판단한 후 예약이 가능할 경우 출력 포트의 대역폭을 관리하는 테이블을 갱신하기 위한 업데이트 메시지를 전달한다. 대역폭 예약이 불가능할 경우에는 메시지를 폐기하며, 이때 이전 입력 포트에 예약한 대역폭도 반환하게 된다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 서비스 예약 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 10을 도 4와 함께 참조하면, 멀티캐스트 라우터로서의 제2 중계장치(420)가 멤버쉽 쿼리 메시지를 보내는 경우이다. 이 경우, 그룹에 참여하고자 하는 사용자 장치(400)나 특정 그룹에 참여 중인 사용자 장치(400)는 응답으로서 멤버쉽 리포트 메시지를 보내어 대역폭 예약을 수행하게 된다. 이후의 대역폭 예약 과정과 관련해서는 도 9를 참조하여 이미 살펴보았으므로, 더 이상의 설명은 생략한다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 서비스 해지 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 11을 도 4와 함께 참조하면, 사용자 장치(400)가 그룹 해지(Leave Group) 메시지를 제1 중계장치(410)로 전송한다. 이 경우 사용자 장치(400)가 더 이상 멀티캐스트 스트림을 수신하지 않기 때문에 이 메시지를 받은 제1 중계장치(410)에서도 대역폭 예약 해지를 실행할 필요가 있다. 대역폭 예약 해지 후 그룹 해지 메시지를 제2 중계장치(420) 쪽으로 전달한다. 그룹 해지 메시지를 받은 제2 중계장치(420)는 그룹 해지 메시지에 명시된 그룹 주소로 멤버쉽 쿼리 메시지를 보내고, 이후의 과정은 위에서 서술한 멤버쉽 쿼리 메시지 전송시 대역폭 예약 과정과 동일하므로 더 이상의 설명은 생략한다.
대역폭 예약 해지 과정은 다음과 같다. 먼저 입력 포트에 그룹 해지 메시지가 수신되면, 메시지가 수신된 현재의 시간 정보를 통해 사용자 장치(400)가 속해 있는 서비스의 대역폭을 확인한다. 그리고 입력 포트의 대역폭을 관리하는 테이블에 대역폭 정보를 갱신한다. 만약 출력 포트에서 그룹 해지 메시지에 명시된 그룹 주소의 사용자(listener)가 한 명일 때는 출력 포트의 대역폭 관리 테이블도 마찬가지로 갱신한다. 사용자 수가 한 명 이상일 때는 그 개수만 감소시킨다. 입력 포트와 출력 포트의 작업이 완료되면 그룹 해지 메시지를 제2 중계장치(420)로 전달해 주게 된다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 미디어 서비스 중계 방법의 흐름도이다.
설명의 편의상 도 12를 도 4와 함께 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 제1 중계장치(410)는 사용자 장치(400)로부터 브로드캐스트 또는 멀티캐스트 서비스를 예약 및 해지하기 위한 메시지를 수신한다(S1200). 이때 메시지는 IGMP 메시지가 적용될 수 있다. 이와 같은 메시지는 가령 멀티미디어 서비스를 이용하기 위하여 특정 그룹에 참여하는 사용자들에 대한 그룹 정보, 즉 주소 정보, 사용자가 예약을 신청한 채널 정보 등을 포함할 수 있다.
또한 제1 중계장치(410)는 서비스에 대한 컨텐츠 정보, 예약 및 해지에 관련된 상태 정보, 컨텐츠의 대역폭 정보를 저장하고, 저장한 정보를 갱신한다(S1210). 여기서, 컨텐츠 정보는 가령 특정 방송사의 채널 정보나 채널별 프로그램 정보를 의미하며, 예약 및 해지에 관련된 상태 정보란 임의의 사용자가 가령 특정 프로그램에 대하여 시청 예약을 신청하거나 해지한 상태를 나타내는 정보이다. 본 발명의 실시예에서는 프로그램에 대한 시청 예약을 대역폭 예약이라 지칭하였다. 따라서 컨텐츠의 대역폭 정보란 특정 컨텐츠가 채널을 통해 전달되는 초당 정보량이다.
나아가 제1 중계장치(410)는 수신한 메시지, 즉 IGMP 메시지를 이용하여 예약 및 메시지의 폐기 여부를 결정한다(S1220). 다시 말해, 제1 중계장치(410)의 입출력 포트 각각에 대하여 예약 여부를 확인하여 예약이 이루어지지 않은 상태인 경우에는 예약 과정을 수행하고, 예약된 상태이면 해당 메시지를 폐기한다. 여기서 예약 과정이란 사용자가 예약을 요청한 채널이 예약된 상태인지, 예약된 상태라면 메시지가 수신된 시간을 근거로 채널의 특정 시간대 프로그램의 정보를 근거로 요구한 대역을 수용할 수 있는지 여부를 판단하고, 수용할 수 있을 때 기저장된 정보를 갱신하는 일련의 과정을 의미한다. 따라서, 메시지의 폐기는 위의 2개의 판단 과정 이후에 이루어질 수 있을 것이다. 자세한 내용은 이후에 다시 다루기로 한다.
도 13은 도 12의 예약 과정을 구체적으로 예시하여 나타낸 흐름도이다.
도 13을 도 4 및 도 12와 함께 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 제1 중계장치(410)는 미디어서비스 예약을 위하여 가령 IGMP 메시지가 도착하면(S1301), 메시지 내의 그룹 주소를 확인하여 예약 여부를 확인한다(S1303). 이때 그룹 주소는 특정 방송사의 방송인 경우 임의 채널에 대한 정보를 포함할 수 있다.
확인 결과, 만약 예약이 되어 있지 않다면, 그룹 주소와 메시지의 수신 시간을 근거로 서비스를 제공하기 위한 입력 포트의 대역폭을 확인한다(S1305). 여기서 확인이란 저장부에 저장된 정보를 검출하는 것으로 이해해도 좋을 것이다.
이후 제1 중계장치(410)는 사용자 장치(400)가 요청한 예약 서비스가 수용 가능한 대역폭의 범위를 초과하는지를 판단한다(S1307). 다시 말해, 수용 가능한 대역폭의 범위는 200 Mbps인데, 요구한 채널 프로그램의 대역폭이 50 Mbps였다면 충분히 수용 가능하다고 판단하게 된다.
이의 경우, 제1 중계장치(410)는 입력 포트의 대역폭을 관리하는 테이블을 갱신한다(S1309). 다시 말해, 위에서 사용자가 요구한 프로그램의 대역폭은 50 Mbps를 차지하므로, 테이블에 저장된 200 Mbps를 150 Mbps로 갱신하는 것이다.
이후 제1 중계장치(410)는 출력 포트의 예약 과정을 수행하기 위하여 수신된 메시지의 그룹 주소를 근거로 예약 여부를 확인한다(S1311). 여기서, 출력 포트는 가령 KBS나 MBC와 같은 특정 방송사의 방송에 대한 미디어데이터가 제공되는 포트라면, 입력 포트는 특정 방송사의 채널에 대한 데이터가 제공되는 포트로 이해될 수 있을 것이다.
이어 제1 중계장치(410)는 S1311 단계에서의 확인 결과, 예약이 되어 있는 상태라면 수신된 메시지를 제2 중계장치(420) 또는 주변의 사용자 장치(400)로 전달할 수 있지만, 예약이 되어 있지 않다면 예약을 수행하기 위하여 출력 포트에 멀티캐스트 라우터와 같은 제2 중계장치(420)가 연결되어 있는지를 확인할 수 있다(S1313). 이를 위하여 제1 중계장치(410)는 제2 중계장치(420)로 임의의 리포트 메시지를 전송하고 이에 대한 응답이 있는지를 확인해 볼 수 있다.
또한 제1 중계장치(410)는 S1313 단계에서의 확인 결과, 제2 중계 장치(420)가 연결되어 있지 않다면 S1319 단계를 수행하겠지만, 만약 제2 중계장치(420)가 연결되어 있다면, 사용자 장치(400)가 요청한 대역폭을 수용할 수 있는지를 판단한다(S1315). 다시 말해, 그룹에 참여하는 다수의 사용자 장치(400)가 현재 서비스를 이용 중이라면, 사용 가능한 대역폭은 부족할 수 있기 때문이다.
판단 결과, 요청한 대역폭을 수용할 수 있다면, 제1 중계장치(410)는 입력 포트에 대한 테이블을 갱신하게 된다(S1317). 다시 말해, 제1 중계장치(410)의 출력 포트, 즉 멀티미디어 데이터가 입력되는 포트의 수용 가능한 대역폭이 1 Gbps이고, 다수의 사용자 장치(400)가 사용 중인 대역폭이 800 Mbps라면, 사용 가능한 대역폭을 200 Mbps로 갱신하는 것이다.
그리고 제1 중계장치(410)는 IGMP 리포트 메시지를 제2 중계장치(420)로 전달하거나 사용자 장치(400)로 전달하여 예약에 대한 상태를 알릴 수 있다(S1319).
또한 제1 중계장치(410)는 S1303 단계, S1307 단계 및 S1315 단계에서의 판단 결과, 예약이 되어 있거나, 예약을 요청한 가령 채널 프로그램의 대역폭을 수용할 수 없는 경우에는 예약을 위한 IGMP 리포트 메시지를 폐기하게 된다(S1321).
도 14는 도 12의 해지 과정을 구체적으로 예시하여 나타내는 흐름도이다.
도 14를 도 4와 함께 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 제1 중계장치(410)는 사용자 장치(400)로부터 그룹 해지 메시지가 도착하면(S1401), 메시지에 포함된 그룹 주소와 메시지가 수신된 현재의 시간을 근거로 서비스의 대역폭을 확인한다(S1403). 다시 말해, 제1 중계장치(410)는 가령 특정 방송사의 채널에 대한 시간별 프로그램 정보를 룩업 테이블 형태로 저장하였다가, 이를 대역폭의 확인시 이용할 수 있다. 예컨대, 메시지는 채널 정보를 포함하고 있으므로 메시지가 수신된 시간만을 알게 되면, 테이블 형태로 저장된 정보로부터 해당 프로그램의 대역폭이 얼마인지를 확인할 수 있게 되는 것이다.
대역폭이 확인되면, 제1 중계장치(410)는 테이블 형태로 저장된 정보를 갱신하게 된다(S1405). 가령 현재 테이블에 200 Mbps에 대한 정보가 저장된 상태에서 그룹 해지를 요청한 채널의 대역폭 정보가 50 Mbps라면 갱신된 정보는 250 Mbps가 되는 것이다. 즉 갱신된 테이블 정보는 현재 사용 가능한 입력 포트의 총 대역폭이 되는 것이다.
이어 제1 중계장치(410)는 수신된 리포트 메시지를 제2 중계장치(420)로 전달해 주어야 할지를 판단할 수 있다(S1407). 다시 말해, 제1 중계장치(410)의 출력 포트에 연결되어 서비스를 이용하는 이용자가 있는지를 판단한다.
판단 결과, 서비스의 이용자가 한 명이라도 없다면, 즉 해지를 요청한 사용자뿐이라면 제1 중계장치(410)는 해지를 요청한 사용자 장치(400)의 대역폭을 관리하는 테이블을 갱신하고(S1409), 해당 서비스를 이용하는 사용자의 수도 조정하게 된다(S1411).
그리고 제2 중계장치(420)로 IGMP 메시지를 전달해 주어(S1413), 제2 중계장치(420)가 그룹에 참여하여 제공받던 서비스를 중지하도록 한다.
반면, S1407 단계에서 해지를 요청한 사용자 이외에 현재 서비스를 이용하는 이용자가 한 명이라도 있다면, 제1 중계장치(410)는 해당 서비스를 이용하는 사용자 수를 조정하고, 해당 메시지를 폐기하게 된다(S1415, S1417).
도 15는 본 발명의 실시예에서 제안한 실험 토폴로지 구성을 나타내는 도면이고, 도 16은 도 15의 환경에서 일반적인 IGMP를 이용했을 때의 사용자별 단대단 지연을 나타내는 그래프이며, 도 17은 도 15의 환경에서 본 발명의 실시예에서 제안한 자원예약 실행시의 사용자별 단대단 지연을 나타내는 그래프이다.
도 15에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에서 제안하는 실험 토폴로지를 통해 IPTV 환경에 맞는 대역폭 예약 기술의 성능을 검증하기 위하여, 기존의 IGMP만 이용한 멀티캐스팅 스트리밍과, MSRP 방식을 이용한 것을 비교하였다. 실험에 사용한 프로그램은 OPNET이며, 시뮬레이션에서 브리지 6개, 스테이션 10개를 이용하였고, IPTV의 멀티미디어 스트리밍 환경에 맞추기 위하여 실시간 비디오 트래픽과 비실시간 트래픽을 1:1 비율로 생성하여 실험하였다.
트래픽 사이즈를 10 Mbps 급으로 맞추기 위해 애플리케이션에서 프레임 사이즈 정보(bytes)의 아웃고잉 스트림 프레임 사이즈(bytes)를 125000으로 맞추었다. 그리고 네트워크의 부하율에 따라 단대단 지연을 알아보기 위하여 125000 × n(n = 1 ~ 10)으로 설정하여 측정하였다. 그리고 각 사용자마다 각기 다른 시간에 IGMP 메시지를 보내어 스트리밍을 받도록 설정하였다. 도 16은 IGMP를 이용했을 때, 각 유저별로 걸리는 단대단 지연을 나타내고 있다. 도 17은 IGMP 기반의 자원 예약 실행시 네트워크의 부하율에 따라 각 유저별로 단대단 지연이 어떻게 변하는가를 나타내고 있다.
부하율 90 % 및 100 %에서는 User 1 이외의 트래픽은 전송이 되지 않는 것을 볼 수 있다. 이것은 <표 1>에 의해서 User 1이 제일 먼저 예약 후 스트리밍 서비스를 받게 된다. User 5와 User 6의 경우는 다른 스트림이 먼저 예약을 했으므로(User 2, User 3 등), 부하율 90 % 이상의 경우 남아 있는 네트워크 대역이 없다. 따라서 User 5 및 User 6은 서비스를 받을 수 없게 되어 스트리밍 서비스를 제공받지 못하게 된다.
Figure 112013055626563-pat00001
상기에서와 같이 OPNET을 이용한 시뮬레이션 결과에서 볼 수 있듯이 트래픽들의 단대단 지연이 기존의 방법에 비해 낮게 나타나는 것을 확인할 수 있는데, 이는 기존 AVB에서 대역폭 예약 실패시를 고려되지 않아 대역폭 낭비가 생길 수 있는 부분을 처리함으로써 네트워크 자원 사용률의 효율을 높일 수 있을 것이다.
한편 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 그 컴퓨터 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 본 발명의 기술 분야의 당업자에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다. 이러한 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 저장매체(computer readable media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 저장매체로서는 자기 기록매체, 광 기록매체, 캐리어 웨이브 매체 등이 포함될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.
400: 사용자 장치 410: 제1 중계장치
420: 제2 중계장치 430: 통신망
440: 멀티미디어서비스 장치 800: 인터페이스부
810: 저장부 820: 제어부
830: 대역폭 예약 수행부

Claims (12)

  1. 브로드캐스트 또는 멀티캐스트 서비스를 이용하기 위한 사용자 장치로부터 상기 서비스를 예약 또는 해지하기 위한 메시지를 수신하는 인터페이스부;
    상기 서비스에 관련되는 데이터 정보, 상기 사용자 장치에 할당되는 대역폭 정보와 상기 예약 및 해지에 관련된 상태 정보를 저장하고, 상기 저장한 정보를 갱신하는 저장부; 및
    상기 수신한 메시지를 이용하여 상기 사용자 장치의 예약 상태, 대역폭의 사용 가능 여부 및 상기 서비스를 제공받는 사용자의 유무 중 적어도 하나의 상황에 따라 상기 예약 또는 해지, 상기 메시지의 폐기를 결정하는 대역폭 예약 수행부;를
    포함하는 미디어서비스 중계 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 저장부는, 상기 데이터 정보가 방송 콘텐츠인 경우,
    채널 정보, 채널별 프로그램 및 상기 프로그램이 방영되는 시간 정보, 상기 프로그램별 대역폭 정보를 저장하는 것을 특징으로 하는 미디어서비스 중계 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 대역폭 예약 수행부는,
    예약 메시지에 포함되는 상기 채널 정보 및 상기 예약 메시지가 수신된 시간 정보를 이용하여 상기 저장부에 저장된 프로그램별 대역폭 정보를 확인하고,
    상기 확인한 프로그램별 대역폭 정보를 상기 할당된 대역폭 정보와 비교하여, 비교 결과에 따라 상기 예약을 요청한 사용자 장치의 대역폭 사용 가능 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 미디어서비스 중계 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 대역폭 예약 수행부는,
    상기 확인한 대역폭이 상기 할당된 대역폭의 범위를 넘는 경우, 상기 예약을 수행하지 않고 상기 예약 메시지를 폐기하는 것을 특징으로 하는 미디어서비스 중계 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 대역폭 예약 수행부는,
    상기 예약 상태의 확인 결과, 이미 예약된 것으로 판단될 때 예약 메시지를 폐기하는 것을 특징으로 하는 미디어서비스 중계 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 대역폭 예약 수행부는,
    상기 사용자 장치로부터 해지 메시지가 수신될 때, 해지를 요청한 사용자의 서비스에 대한 대역폭을 근거로 상기 저장부에 저장된 대역폭 정보를 갱신하고,
    동일 서비스를 제공받는 사용자가 있는지 판단하여, 사용자가 있다고 판단될 때 상기 해지 메시지를 폐기하는 것을 특징으로 하는 미디어서비스 중계 장치.
  7. 브로드캐스트 또는 멀티캐스트 서비스를 이용하기 위한 사용자 장치로부터 상기 서비스를 예약 또는 해지하기 위한 메시지를 수신하는 단계;
    상기 서비스에 관련되는 데이터 정보, 상기 사용자 장치에 할당되는 대역폭 정보 및 상기 예약 및 해지에 관련된 상태 정보를 저장하고, 상기 저장한 정보를 갱신하는 단계; 및
    상기 수신한 메시지를 이용하여 상기 사용자 장치의 예약 상태, 대역폭의 사용 가능 여부 및 상기 서비스를 제공받는 사용자의 유무 중 적어도 하나의 상황에 따라 상기 예약 또는 해지, 상기 메시지의 폐기를 결정하는 단계;를
    포함하는 미디어서비스 중계 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 상태 정보를 저장하는 단계는,
    상기 데이터 정보가 방송 콘텐츠인 경우, 채널 정보, 채널별 프로그램 및 상기 프로그램이 방영되는 시간 정보, 상기 프로그램별 대역폭 정보를 저장하는 것을 특징으로 하는 미디어서비스 중계 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 메시지의 폐기를 결정하는 단계는,
    예약 메시지에 포함되는 상기 채널 정보 및 상기 예약 메시지가 수신된 시간 정보를 이용하여 상기 저장한 프로그램별 대역폭 정보를 확인하고,
    상기 확인한 프로그램별 대역폭 정보를 상기 할당된 대역폭 정보와 비교하여, 비교 결과에 따라 상기 예약을 요청한 사용자 장치의 대역폭 사용 가능 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 미디어서비스 중계 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 메시지의 폐기를 결정하는 단계는,
    상기 확인한 대역폭이 상기 할당된 대역폭의 범위를 넘는 경우, 상기 예약을 수행하지 않고 상기 예약 메시지를 폐기하는 것을 특징으로 하는 미디어서비스 중계 방법.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 메시지의 폐기를 결정하는 단계는,
    상기 예약 상태의 확인 결과, 이미 예약된 것으로 판단될 때 예약 메시지를 폐기하는 것을 특징으로 하는 미디어서비스 중계 방법.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 메시지의 폐기를 결정하는 단계는,
    상기 사용자 장치로부터 해지 메시지가 수신될 때, 해지를 요청한 사용자의 서비스에 대한 대역폭을 근거로 상기 저장한 대역폭 정보를 갱신하고,
    동일 서비스를 제공받는 사용자가 있는지 판단하여, 사용자가 있다고 판단될 때 상기 해지 메시지를 폐기하는 것을 특징으로 하는 미디어서비스 중계 방법.
KR1020130071680A 2013-06-21 2013-06-21 미디어서비스 중계 장치 및 미디어서비스 중계 방법 KR101465543B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130071680A KR101465543B1 (ko) 2013-06-21 2013-06-21 미디어서비스 중계 장치 및 미디어서비스 중계 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130071680A KR101465543B1 (ko) 2013-06-21 2013-06-21 미디어서비스 중계 장치 및 미디어서비스 중계 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101465543B1 true KR101465543B1 (ko) 2014-11-26

Family

ID=52291701

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130071680A KR101465543B1 (ko) 2013-06-21 2013-06-21 미디어서비스 중계 장치 및 미디어서비스 중계 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101465543B1 (ko)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000032048A (ja) * 1998-07-14 2000-01-28 Fujitsu Ltd ネットワーク装置
KR20000038086A (ko) * 1998-12-03 2000-07-05 이계철 비동기전송모드망 접속기능을 갖는 통합서비스용 경로 및 품질수집 방법
JP2002344509A (ja) * 2001-05-17 2002-11-29 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> ルータとパケットの読み出しレート制御方法およびその処理プログラム
KR20110012115A (ko) * 2009-07-29 2011-02-09 주식회사 케이티 무선 통신망에서의 실시간 트래픽 ＱｏＳ 보장을 위한 프레임 전달 방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000032048A (ja) * 1998-07-14 2000-01-28 Fujitsu Ltd ネットワーク装置
KR20000038086A (ko) * 1998-12-03 2000-07-05 이계철 비동기전송모드망 접속기능을 갖는 통합서비스용 경로 및 품질수집 방법
JP2002344509A (ja) * 2001-05-17 2002-11-29 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> ルータとパケットの読み出しレート制御方法およびその処理プログラム
KR20110012115A (ko) * 2009-07-29 2011-02-09 주식회사 케이티 무선 통신망에서의 실시간 트래픽 ＱｏＳ 보장을 위한 프레임 전달 방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9391689B2 (en) Method and system for a mesh network of satellite reception assemblies
US8555352B2 (en) Controlling access nodes with network transport devices within wireless mobile networks
US10548024B2 (en) Cloud communication center system and method for processing data in a cloud communication system
US8411680B2 (en) IP multicasting system and a method based on the mobile network
US20110302313A1 (en) Method and System for Utilizing a Gateway to Enable Peer-to-Peer Communications in Service Provider Networks
EP2469777A1 (en) Packet transport node
MXPA04003141A (es) Metodo y aparato para el transporte de paquete de datos en un sistema de comunicaciones inalambrico utilizando un protocolo de internet.
KR101530018B1 (ko) 1차 네트워크와 2차 네트워크를 포함하는 네트워크에서의 통신 방법
EP1421808A1 (en) Mobile multipoint service
EP3506573B1 (en) Method and system for traffic management, packet switching device and user device
US8429465B2 (en) Method, device and system for managing resources in networks
WO2019149035A1 (zh) 一种mesh网络内设备发现方法
CN101325500B (zh) 一种组播承载资源的控制方法及系统
KR100956817B1 (ko) 패킷 데이터를 처리하는 방법 및 이를 위한 장치
CN102638853A (zh) 一种保障家庭基站多业务回传的QoS方法
WO2015113281A1 (zh) 用户数据处理方法、装置及网络系统
WO2008154796A1 (fr) Procédé et équipement permettant de commander la transmission de paquets de données de multidiffusion dans la station de base et la passerelle du système wimax
CN101051864B (zh) 用于mbms业务的实现rlc序列号在rnc间同步的方法
KR101465543B1 (ko) 미디어서비스 중계 장치 및 미디어서비스 중계 방법
CN112165416B (zh) 一种组网和通信的方法和装置
CN101754284B (zh) 资源控制方法及系统
CN101789897A (zh) 一种协议无关组播中资源预留的方法和路由器
CN101588537A (zh) WiMAX网络中实现广播/组播的方法、装置和系统
Tajik et al. Multiflow: enhancing IP multicast over IEEE 802.11 WLAN
Liu et al. A deadline-aware virtual contention free EDCA scheme for H. 264 video over IEEE 802.11 e wireless networks

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171017

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191022

Year of fee payment: 6