KR101525390B1 - 파일재생 탐색요청에서의 세션과 전송 분배장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 원(Original) 미디어파일서버로부터 대용량의 원본 미디어파일을 미디어변환서버의 변환과정을 통해 대상 파일의 데이터 량을 경감시키고 미디어전송서버의 스트리밍 전송 방식을 통해 변환된 파일을 사용자 단말기로 스트리밍 전송하는 시스템(이하 “미디어파일시스템”으로 통칭함)에서 단말기로부터 사용자 관심시점이나 파일내용에 의해 재생될 위치를 재 설정하는 offset 위치정보를 받아 일련의 처리단계를 거쳐 요청 단말기로 재 설정된 미디어파일을 전송하는 파일재생 탐색요청(이하 “Seek 요청”으로 통칭함)을 수행할 경우 고려되는 자원 부하나 재생 지연 발생 및 비용 손실을 경감하기 위한 세션과 전송분배 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 장치와 그 제어 방법은, 사용자 단말기로부터 초기 파일재생 요청 시 미디어전송서버에서 특정 서비스 세션을 생성하고 해당 세션 정보를 저장 관리하는 재생세션분배부와; 기존 파일재생 요청에 의해 미디어변환서버를 통해 이미 변환한 파일을 캐싱하여 미디어변환서버의 자원 중복 할당을 경감시키는 캐시부와; 네트워크 가용대역폭 하에서 미디어전송서버를 통해 변환된 미디어파일을 재생시간, 파일크기와 단말기의 초기 지연시간 등의 정보를 통해 단말기로 혼합 전송분배 방식으로 스트리밍 전송하는 전송배분부와; 파일재생 서비스 중 단말기로부터 Seek 요청이 발생한 경우 기존 세션의 유지나 종료, 신규세션의 생성 등을 저장 관리하는 탐색세션분배부와; Seek 요청에 따른 변환파일의 탐색요청 위치와 원 파일서버의 원 파일 탐색위치를 매핑시켜 Seek 요청 위치를 찾고 자원 부하를 경감시키기 위한 zero stuffing 처리를 선택적으로 수행하는 탐색위치매핑부와; 이미 변환된 파일을 확보한 파일재생 요청이나 Seek 요청에 따른 해당 파일 재생이 정상 또는 비정상 종료된 경우 해당 세션을 관리하는 종료세션관리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

파일재생 탐색요청에서의 세션과 전송 분배장치 및 그 제어 방법{Apparatus and Control Method for Session and Transmission Distribution on the File Seek Request}
본 발명은 Seek 요청에서의 세션과 전송분배 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 원 미디어파일서버로부터 대용량의 원본 미디어파일을 미디어변환서버의 변환과정을 통해 대상 파일의 데이터 량을 경감시키고 미디어전송서버의 스트리밍 전송 방식을 통해 변환된 파일을 사용자 단말기로 스트리밍 전송하는 시스템에서 단말기로부터 사용자 관심시점이나 파일내용에 의해 재생될 위치를 재 설정하는 offset 위치정보를 받아 일련의 처리단계를 거쳐 요청 단말기로 재 설정된 미디어파일을 전송하는 Seek 요청을 수행할 경우 고려되는 자원 부하나 재생 지연 발생 및 비용 손실을 경감하는 세션과 전송분배 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
유튜브(youtube), 다음TV(DaumTV)과 같은 미디어파일서버를 통해 사용자 단말기로 요청된 대용량 동영상 미디어파일이 TCP 방식으로 요청 단말기에 모두 수신 완료되었을 때부터 비로소 해당 미디어파일을 단말기에서 재생 처리하는 기존의 HTTP 다운로드 방식에서는 다운로드 시작과 동시에 실시간 미디어 재생처리 불가, 다운로드 중 오류 발생 시 처음부터 다시 다운로드 해야 하는 추가 수신 비용 발생, 요청한 미디어파일 전체가 저장 가능한 대용량 저장 공간이 확보된 단말기로만 서비스 제공 가능, 이동무선통신망과 같이 열악한 망 조건에서 Burst한 데이터 전송방식으로 인해 소수의 선점 사용자만으로도 망 과부하가 쉽게 발생하여 추가 서비스 요청이 발생할 경우 데이터 전송 지연이나 서비스 종료 현상이 빈번하게 발생되는 단점이 있다.
이런 다운로드 서비스 방식의 단점은 대용량 미디어파일의 일부가 사용자 단말기에 수신되는 대로 실시간 재생처리 할 수 있는 스트리밍(streaming) 기술과 해당 재생처리기술을 통해 보완된다. 스트리밍 기술에 대해서는 예를 들면, 특허등록 제563659호, 특허등록 제820350호, 특허등록 제1019594호, 특허공개 제2009-0049385호 등에 개시되어 있다. 이런 스트리밍 기술에 있어서도 Burst한 데이터 전송방식으로 전송하는 미디어파일이 대용량이거나 특정 시간대에서 다수의 동접 사용자가 서비스를 요청할 경우 트래픽 폭주로 인한 망 과부하 문제가 발생할 수 있으며, 데이터 전송 오류 발생 시 처음부터 미디어파일을 다시 스트리밍 하거나 파일재생기의 탐색 바 선택을 통해 파일재생을 사용자 임의 위치로부터 재 지정할 수 있는 Seek 요청 기능을 제공한 경우 이미 단말기로 데이터 대부분이 전송된 상태에서 Seek 요청 발생 위치부터 다시 중복해서 전송하는 추가 비용 발생 문제가 있다.
따라서 네크워크 가용대역폭 활용을 극대화시켜 망 과부하 현상을 방지하기 위해 원 미디어파일서버로부터 제공되는 대용량의 미디어파일 데이터를 미디어변환서버의 변환처리(Transcoding) 기술을 통해 경량화시켜는 방법이 서비스에 도입되고 있다. 또한 이런 미디어파일의 변환처리 기술을 갖는 미디어변환서버와 스트리밍 기술을 갖는 미디어전송서버를 결합한 시스템을 도입해 서비스 대상 미디어파일의 용량뿐만 아니라 전송 방법이나 기능 제공을 통해 보다 나은 부하 경감 효과를 제공하는 방법들이 제시되고 있다. 특히 이동무선통신망 서비스에서 대상 미디어파일 전체를 무조건 전송하는 것이 아니라 미디어파일 내에 사용자가 지정한 위치로부터 제한된 데이터만을 소정의 조건에 따라 전송함으로써 전체 데이터 트래픽 경감과 이로 인한 사용자의 망 점유시간을 최소화하는데 효과적인 기능으로 부각되는 파일재생 탐색요청 기능을 제공하기 위해선 데이터 경량화를 위한 변환처리 단계를 거쳐 사용자 단말기로 통신비용과 과부화를 최소화할 수 있도록 스트리밍 전송할 경우 매우 복잡한 처리 과정과 자원 소요가 요구된다.
이에 따라 미디어파일시스템에서 Seek 요청 기능을 제공함에 있어 통신 비용 부담과 망 과부하 현상을 최소화하는 효과적인 데이터 전송분배기술과 서비스 시스템 자원 할당을 최소화하는 세션분배기술에 대한 다양한 방안의 제시가 요망되고 있다.
공개특허 1020100028156
본 발명은 미디어파일의 데이터 량을 경량화하는 변환처리 방법과 재생비용을 경감하는 스트리밍 방법을 갖는 미디어파일시스템에서 Seek 요청을 사용자 단말기로부터 받아 해당 파일을 단말기로 스트리밍 전송처리 중에 단말기로부터 미디어파일 재생기의 탐색 바와 같은 설정 툴을 사용해 사용자가 offset(byte 또는 Time 정보) 조건으로 표현한 위치 정보 형태로 대상 미디어파일의 재생 위치를 재설정하는 Seek 요청을 수신한 경우
미디어파일시스템에서 제약된 자원만을 갖고 있는 변환세션과 스트리밍 세션은 Seek 요청이 입수될 때 마다 신규 세션자원을 할당해야 하는 고비용의 자원 소모로 시스템 과부화와 서비스 품질 열화 현상이 빈번하게 발생된다. 따라서 본 발명에서는 세션자원을 관리하는 SHT(Session History Table) 구성을 통해 이전 세션 자원을 재활용하거나 특정 세션을 선점 처리시켜 단말기로부터 Seek 요청이 입수된 경우 소정의 조건에 따라 세션자원 할당을 최적화하고, 이미 변환된 미디어파일을 미디어 전송서버의 캐시에 저장해 재사용함으로써 변환세션 자원의 할당을 최소화하는 자원분배 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
그리고 단말기로부터 미디어파일시스템으로 전송된 Seek 요청은 미디어변환서버에서 변환된 미디어파일을 대상으로 사용자가 지정한 offset 위치정보를 표현하고 있어 변환 미디어파일에서 Seek 요청된 위치와 동일한 원본 미디어파일의 위치를 매핑하는 과정을 통해 원 미디어파일서버로부터 Seek 요청된 위치에서부터 원본 미디어파일을 미디어변환서버로 전송하고 이를 변환 단계를 거쳐 단말기로 스트리밍 전송하는 일련의 과정에서 단말기에서 요청한 Seek 요청이 파일 이어받기 서비스가 아닌 경우 미디어변환서버의 불필요한 자원 할당이나 자원 점유율을 최소화하기 위해 Seek 요청된 위치와 이에 가장 인접한 키프레임(또는 IDR 프레임)의 위치정보간의 관계를 계산해 Seek 요청된 위치와 키프레임(또는 IDR 프레임) 위치가 상이한 경우 Seek 요청 위치 이후 첫 번째 키프레임(또는 IDR 프레임)전까지의 미디어파일은 미디어변환서버를 통한 변환 과정을 배제하고 선택적으로 특정 비트발생량만을 만족하도록 zero stuffing 처리하는 방법을 제공하는 다른 목적이 있다.
그리고 미디어파일시스템으로부터 최대한 짧은 시간으로 데이터를 스트리밍 하는 Burst 방식으로 단말기에 미디어파일을 스트리밍 전송하는 일반적인 기존 방식에서는 특정 시간대에 동접자가 집중되거나 소수의 대용량 대역폭 장기 점유자로 인해 망 트래픽 과부하가 빈번히 발생하는 현상과 단말기로부터 Seek 요청된 경우 단말기에 해당 미디어파일이 이전에 수신된 상태라도 다시 중복된 데이터를 신규로 전송하는 중복 비용 발생 문제가 있다. 따라서 본 발명에서는 단말기의 초기 수신 버퍼 지연을 최소화하고 미디어파일의 재생시간, 초당 비트발생량, 초당 프레임레이트와 같은 파일크기 정보를 이용해 데이터 량을 평활 배분시켜 전송하여 상기 단점을 최소화하는 방법을 제공하는 또 다른 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에서는 원(Original) 미디어파일서버로부터 대용량의 원본 미디어파일을 미디어변환서버의 변환과정을 통해 대상 파일의 데이터 량을 경감시키고 미디어전송서버의 스트리밍 전송 방식을 통해 변환된 파일을 사용자 단말기로 스트리밍 전송하는 미디어파일시스템에서 단말기로부터 사용자 관심시점이나 파일내용에 의해 재생될 위치를 재 설정하는 offset 위치정보를 받아 일련의 처리단계를 거쳐 요청 단말기로 재 설정된 미디어파일을 전송하는 Seek 요청을 수행할 경우 고려되는 자원 부하나 재생 지연 발생 및 비용 손실을 경감하기 위한 세션과 전송분배 장치 및 그 제어 방법에 있어서, 사용자 단말기로부터 초기 파일재생 요청 시 해당 세션 정보를 저장 관리하는 재생세션분배부와; 미디어변환서버의 중복 자원 할당을 경감시키는 캐시부와; 혼합 전송분배 방식을 통해 단말기로 스트리밍 전송시켜 재생 지연시간과 중복 전송을 최소화하도록 배분하는 전송배분부와; Seek 요청이 발생한 경우 기존 세션의 유지나 종료, 신규세션의 생성을 저장 관리하는 탐색세션분배부와; Seek 요청에 따른 탐색요청 위치를 찾고 선택적으로 zero Stuffing 처리를 수행하는 탐색위치매핑부와; 해당 파일 재생이 정상 또는 비정상 종료된 경우 해당 세션을 관리하는 종료세션관리부를 포함하여 구성된다.
재생세션분배부는 사용자 단말기로부터 초기 파일재생 요청 시 신규 세션 자원을 할당하고 SHT(Session History Table)에 신규 세션 자원을 등록하여 단말기로부터 Seek 요청이 입수된 경우 탐색세션분배부에서 캐시부와 SHT 검색을 통해 이전 세션 자원을 재활용하거나 특정 세션을 선점 처리시켜 소정의 조건에 따라 세션자원 할당을 최적화시키도록 한다.
탐색위치매핑부는 파일재생 서비스 중 단말기로부터 Seek 요청이 발생한 경우 단말기의 변환 미디어파일에서의 재생 변경 offset 위치 정보와 원 미디어파일서버에 있는 원 미디어파일에서의 offset 위치 정보를 찾아 매핑시켜 사용자가 요청한 Seek 요청과 동일한 재생 위치의 미디어파일을 미디어전송서버를 통해 스트리밍 하고 자원 부하를 경감시키기 위한 zero stuffing 처리를 선택적으로 수행하는 역할을 한다.
캐시부는 사용자 단말기로부터 요청된 미디어파일을 미디어변환서버에서 변환시켜 미디어전송서버를 통해 단말기로 스트리밍 전송하는 단계에서 변환 처리된 미디어파일을 캐시부의 저장소에 저장해 두고 동일한 미디어파일 재생 서비스가 재 요청되었을 때 미디어변환서버를 자원을 사용하지 않고 캐시부를 통해 이미 저장된 변환 미디어파일을 미디어전송서버를 통해 단말기로 스트리밍 전송하도록 하여 미디어변환서버의 한정된 자원에서 중복자원 할당에 따른 과부하 현상을 최소화시키는 역할을 한다,
탐색세션분배부는 파일재생 서비스 중 단말기로부터 Seek 요청이 발생한 경우 캐시부에 해당 미디어파일의 히트 여부를 확인하고 히트된 경우 변환 세션의 신규 할당 없이 기존 스트리밍 세션만으로 해당 서비스를 수행하고, 히트되지 않은 경우 SHT를 검색해 기존 세션을 재활용시켜 세션 자원 할당을 최소화하도록 하는 방식을 통해 기존 세션의 유지나 종료, 신규세션의 생성을 저장 관리하는 역할을 한다.
전송배분부는 재생세션분배부, 탐색세션분배부, 캐시부에서 소정의 조건에 따라 지정된 스트리밍 세션을 통해 변환된 미디어파일을 요청된 재생 offset 위치 정보에 따라 단말기로 스트리밍 전송하는 기능을 수행하는데 네트워크 가용대역폭 하에서 미디어전송서버를 통해 변환된 미디어 파일의 재생시간, 파일크기와 단말기의 초기 지연시간, 서버 전송주기 정보를 이용해 Burst 모드와 평활화 모드의 혼합 전송 방식과 해당 데이터 전송률을 계산하고 배분해 자원 과부하와 재생 지연 시간을 최소화하도록 한다.
종료세션관리부는 단말기로부터 요청된 서비스에 의해 재생세션분배부나 탐색세션분배부를 통해 관리되던 세션 자원이 서비스 정상 또는 비정상 종료된 경우 해당 세션자원을 반환 및 해제시켜 세션 자원의 유수와 과부하를 관리 제어하는 역할을 한다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 미디어파일시스템을 통해 단말기로 변환된 미디어파일을 스트리밍 전송시켜 재생하는 미디어 스트리밍 서비스에서 단말기 파일재생기의 탐색 바 선택을 통해 파일재생을 사용자가 지정한 임의 위치로부터 재생하도록 요청하는 Seek 요청 기능을 제공하는 경우
단말기로부터 Seek 요청이 빈번할 경우 제약된 변환 자원을 갖고 있는 미디어변환서버에서는 상기 요청을 받을 때마다 변환 자원을 점유하기 위한 변환세션을 신규 할당하여 자원의 과부하 현상에 따른 잦은 서비스 품질 열화 현상을 갖게 된다. 또한 미디어전송서버의 스트리밍 세션 역시 마찬가지로 자원의 과부하 현상을 초래한다. 이와 같은 Seek 요청에 따른 자원의 과부하 현상을 최소화시켜 다수의 서비스 동접자 수를 대상으로 상기 서비스를 수행할 경우에 서비스 품질 열화를 최소화시켜 대상 단말기를 통한 미디어 재생이 원활하게 처리될 수 있게 한다.
또한 기존 burst 모드의 스트리밍 전송 방식에서 소수의 서비스 사용자만으로도 발생했던 네크워크 과부하 현상이나 해당 데이터 패킷의 중복 재 전송에 따른 비용 증가 문제는 Burst 모드와 평활화 모드를 혼합한 전송배분 방식을 통해 최소화 할 수 있어 통신비용 절감 효과와 더불어 네크워크 대역폭의 점유율을 낮춰 미디어파일시스템의 성능을 향상시키는 효과를 가진다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 미디어파일시스템에 구비된 기능 블록과 서비스 제어흐름도이다.
도 2는 단말기로부터 미디어재생 서비스 요청을 받은 시작 상태에서 신규 서비스 세션을 할당하고 해당 세션을 등록하는 각 단계를 나타낸 도면이다.
도 3은 단말기로부터 Seek 요청을 받은 상태에서 서비스 세션을 할당, 반환, 갱신하는 각 단계를 나타낸 도면이다.
도 4는 Seek 요청을 받은 상태에서 탐색 요청된 변환 미디어파일의 offset 위치와 원본 미디어파일의 offset 위치를 매핑하고 자원 부하를 경감시키기 위한 zero stuffing 처리를 선택적으로 수행하는 각 단계를 나타낸 도면이다.
도 5는 혼합 전송배분 방식을 통해 변환 미디어파일을 단말기로 스트리밍 전송하는 각 단계를 나타낸 도면이다.
도 6은 Seek 요청을 받은 상태에서 단말기로 미디어파일을 Burst 방식으로만 스트리밍 전송할 경우 시간 축 상에서 네크워크 전송 부하 상태를 나타낸 상태도이다.
도 7은 Seek 요청을 받은 상태에서 단말기로 미디어파일을 혼합 전송배분 방식을 통해 스트리밍 전송할 경우 시간 축 상에서 네크워크 전송 부하 상태를 나타낸 상태도이다.
도 8은 미디어파일시스템을 통해 서비스 정상 또는 비정상 종료된 경우 해당 서비스 세션을 반환하고 기 등록된 세션 정보를 갱신하는 각 단계를 나타낸 도면이다.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해서 상세히 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 미디어파일시스템에 구비된 기능 블록과 서비스 제어흐름도는 도 1에 도시된 바와 같이 캐시부(101)와, 재생세션분배부(102)와, 전송배분부(105, 116)와, 탐색세션분배부(112)와, 탐색위치매핑부(113)와, 종료세션관리부(119)를 포함하여 구성된다.
도 1은 유튜브, 다음TV, TED와 같은 대용량 미디어파일 스트리밍 서비스를 제공하는 원 미디어파일서버로부터 3G/4G, WiFi와 같은 유무선통신망을 통해 사용자 단말기로 요청된 미디어파일을 스트리밍 전송하는 서비스에서 미디어변환서버를 통해 대용량 미디어파일의 데이터 량을 경감시키도록 변환압축 과정을 수행하고 미디어전송서버를 통해 변환된 미디어파일을 대상 통신망을 통해 네트워크 부하와 단말기 수신 지연을 최소화할 수 있도록 휴대폰, 스마트 폰, 테블릿PC 등과 같은 단말기로 스트리밍 전송하는 미디어파일시스템의 전체 서비스 제어흐름도를 도시한 것이다.
미디어파일시스템을 통한 서비스 제어 흐름을 기능 블록 단위로 단계별로 기술하면 특정 앱이나 웹페이지에 접속한 단말기로부터 특정 미디어파일의 서비스 요청(100)을 수신 받으면 캐시부(101)를 통해 해당 미디어파일의 캐시 히트 여부를 판단하고, 재생세션분배부(102)에서 스트리밍세션(이하 “SS(Streaming Session)”로 통칭함)과 변환세션(이하 “TS(Transcoding Session)”로 통칭함)으로 구성된 신규 서비스 세션을 소정의 조건에 따라 생성 및 등록한 후 캐시 히트된 경우 전송분배부(102)에서 요청된 단말기로 신규 할당된 SS을 통해 소정의 조건으로 스트리밍 전송을 시작하고,
캐시 히트되지 않은 경우 원 미디어파일서버로부터 원본 미디어파일을 미디어변환서버로 직접 전송(103)받아 재생세션분배부(102)에서 신규 할당된 TS를 통해 소정의 조건에 따라 원본 미디어파일을 변환(104)하고 변환된 미디어파일은 캐시부(101)의 저장소에 소정의 조건에 따라 저장함과 동시에 전송분배부(105)에서 신규 할당된 SS을 통해 소정의 조건으로 요청된 단말기로 스트리밍 전송해 미디어파일을 재생(106) 처리한다.
단말기로부터 파일재생 요청된 미디어 파일의 재생처리가 정상 종료되거나 비정상 종료될 경우 종료세션관리부(108)를 통해 해당 서비스세션의 상태정보를 갱신 등록하고 그 서비스세션을 반환 처리한다.
그리고 단말기로부터 미디어파일 재생요청(100)에 따른 미디어파일 재생(106)과정에서 단말기 파일재생기의 탐색 바 선택을 통해 파일재생을 사용자가 지정한 임의 위치로부터 재생하도록 요청하는 Seek 요청(110)을 수신 받을 경우 상기와 마찬가지로 캐시부(111)를 통해 해당 미디어파일의 캐시 히트 여부를 판단하고, 탐색세션분배부(112)에서 이전 서비스세션에 할당된 세션 정보를 검색해 소정의 조건에 따라 현재 서비스세션 정보를 이전 서비스세션에 갱신하는 방법을 통해 신규 서비스세션을 추가로 할당하지 않고 이전 서비스세션만으로 세션을 관리한 후 캐시 히트된 경우 전송분배부(116)에서 Seek 요청된 단말기로 이전 SS을 통해 소정의 조건으로 스트리밍 전송을 시작하고,
캐시 히트되지 않은 경우 단말기로부터 Seek 요청(110)한 재생위치정보는 변환된 미디어파일을 대상으로 사용자가 지정한 offset 위치정보를 표현하고 있어 변환 미디어파일에서 Seek 요청된 위치와 동일한 원본 미디어파일의 위치를 매핑하는 탐색위치매핑부(113)를 통해 offset 정보를 계산해 원 미디어파일서버로 원본 미디어파일의 매핑 offset 위치정보를 보내고 해당 위치로부터 원본 미디어파일을 미디어변환서버로 직접 전송(114)받아 탐색세션분배부(112)에서 지정한 TS를 통해 소정의 조건에 따라 원본 미디어파일을 변환(115)하고 변환된 미디어파일은 상기와 마찬가지로 캐시부(111)의 저장소에 소정의 조건에 따라 저장함과 동시에 전송분배부(116)에서 지정된 SS을 통해 소정의 조건으로 Seek 요청한 단말기로 스트리밍 전송해 미디어파일을 요청된 위치로부터 재생(117) 처리한다.
단말기로부터 Seek 요청된 미디어 파일의 재생처리가 정상 종료되거나 비정상 종료될 경우 종료세션관리부(119)를 통해 해당 서비스세션의 상태정보를 갱신 등록하고 그 서비스세션을 반환 처리한다.
도 2는 단말기로부터 미디어재생 서비스 요청을 받은 시작 상태에서 재생세션분배부(102)를 통해 서비스 세션을 할당하고 등록하는 일련의 단계와 방법을 개략적으로 나타낸 것이다. 한정된 자원을 갖고 있는 미디어전송서버와 미디어변환서버는 다수의 서비스 동접자와 잦은 seek 요청에 따른 자원 과부하 현상이 고려된다. 이에 서비스의 연속성 측면에서 기존 세션 자원을 계속 유지하도록 하는 것이 바람직한데 본 발명에서는 이를 위해 기준이 되는 세션을 anchor 세션으로 정의하고 해당 세션 정보를 SHT(Session History Table) 저장소에 저장하는 방법을 사용한다. SHT에 저장되는 주요 세션 정보는 단말기 IP, 서비스 요청 URL, User Agent(단말기 OS, 미디어재생기 버전 정보,…), 서비스세션 ID, 미디어파일 구성정보, anchor 세션 검색을 위한 해시키 정보 등으로 구성된다.
단말기로부터 t 번째 미디어재생 서비스 요청을 받으면 신규 SS(t)를 할당(200)하고, SHT에 anchor 세션으로 등록 여부를 판단하기 위해 단말기 IP, 서비스 요청 URL, User Agent 등으로 구성된 해시키(201)를 생성해 SHT를 검색(202)하고 SHT에 anchor 세션이 존재할 경우 SS(t)에 anchor 세션 정보를 갱신(204)하고, 없을 경우 SS(t) 세션정보를 SHT에 anchor 세션으로 저장(208)한다. 마찬가지로 캐시부(101)에 미디어파일의 히트 여부를 확인(205)해 히트된 경우 TS(t) 자원 할당을 배제(206)시켜 불필요한 세션 자원 할당을 경감시키고, 히트되지 않은 경우 신규 TS(t)를 할당하고(207) 신규 TS(t) 정보도 SS(t)와 동일하게 SHT에 저장한다.
도 3은 단말기로부터 Seek 요청을 받은 상태에서 서비스 세션을 할당, 반환, 갱신하는 일련의 단계와 방법을 개략적으로 나타낸 것이다. 도 2처럼 t+n번째 seek 요청을 받으면 기존 SS(t)와 조건부적 TS(t)는 계속 유지한 상태에서 Seek 요청에 따른 임시 세션인 SS(t+n)을 신규 할당(300)하고, 해시키 생성(301)을 통해 SHT를 검색(302)해 anchor 세션 등록 여부를 판단(303)하여 anchor 세션이 존재할 경우 SS(t)에 SS(t+n)에 포함된 소켓과 Seek 요청 정보와 나머지 anchor 세션 정보를 갱신(304)함과 동시에 SS(t+n)을 반환(305)시켜 불필요한 세션 자원 할당을 경감시키고, anchor 세션이 존재하지 않을 경우는 도 2에 기술한 미디어재생 서비스가 존재하지 않은 상태에서 Seek 요청이 발생한 비정상적 서비스 요청으로 판단해 SS(t+n)와 기존 서비스세션인 SS(t), TS(t) 모두를 반환(306, 307)하고 Seek 서비스를 종료(308)한다.
또한 TS 관리에 있어서 우선 캐시부(111)에 미디어파일의 히트 여부를 확인(309)해 히트된 경우 TS(t) 자원 할당을 배제(310)시켜 불필요한 세션 자원 할당을 경감시키고, 히트되지 않은 경우 미디어파일 변환이 이미 완료된 경우 불필요한 TS 를 제거하기 위해 TS(t)를 반환(312)하고 미디어파일 변환이 완료되지 않은 경우 anchor 세션 정보를 TS(t)에 갱신시켜(313) 기존 TS(t)를 계속 유지하도록 설정하고 SS(t)와 TS(t) 정보는 SHT에 저장(314)한다.
도 4는 Seek 요청을 받은 상태에서 탐색 요청된 변환 미디어파일의 Soffset 위치와 원본 미디어파일의 Ooffset 위치를 매핑하는 일련의 단계와 방법을 개략적으로 나타낸 것이다. 단말기로부터 미디어파일시스템으로 전송된 Seek 요청메시지(400)는 미디어변환서버에서 변환된 미디어파일을 대상으로 사용자가 지정한 Soffset 위치정보를 표현하고 있어 변환 미디어파일에서 Seek 요청된 위치와 동일한 원본 미디어파일의 위치를 매핑하는 과정이 필요하다. 이를 위해선 SHT에 저장된 anchor 세션 정보 중 미디어 파일 구성정보를 담은 헤더정보의 추출(404)이 요구되며 이 추출 정보를 통해 변환 미디어파일에서 Seek 요청된 Soffset 위치(401)와 가장 인접한 키프레임(또는 IDR 프레임)의 위치정보인 Koffset을 검색(405)하고 캐시 히트되지 않은 경우(406) SHT에 저장된 원본 미디어파일의 헤더정보의 추출(407)을 통해 상기 Koffset 위치와 동일한 원본 미디어파일의 키프레임 위치를 계산하고 상기 Soffset 정보를 이용해 원본 미디어파일의 Seek 요청 위치인 Ooffset 위치 정보를 계산(408)하고 이에 따라 원 미디어파일서버로 Ooffset 위치 정보를 포함하는 원본 미디어파일의 Seek 요청 메시지(411)을 전송한다. 단, 캐시 히트된 경우(406)에는 Seek 요청된 위치와 원본 미디어파일의 위치 매핑은 필요치 않아 이 과정은 배제한다.
또한 이런 일련의 처리 과정에서 단말기의 미디어파일재생기에선 Seek 요청된 Soffset 위치가 키프레임(또는 IDR 프레임)의 위치정보인 Koffset과 다를 경우 즉, Seek 요청된 프레임이 P 또는 B 프레임인 경우로 단말기에서 요청한 프레임 데이터부터 정확하게 수신 받았다고 할지라도 미디어파일재생기에선 재생할 첫 번째 프레임이 키프레임(또는 IDR 프레임)이 아닐 경우 첫 번째 키프레임(또는 IDR 프레임)에 도착할 때까지 재생처리를 하지 못한다. 따라서 본 발명에서는 단말기의 미디어파일재생기가 이어받기 기능을 지원하지 않거나 Seek 요청된 Offset 위치가 단말기로 이미 전송한 미디어파일 위치보다 이후 위치를 지정하고 있거나 Seek 요청된 Offset 위치가 인접한 키프레임(또는 IDR 프레임) Offset 위치와 일치하지 않을 경우 미디어변환서버의 불필요한 자원 할당이나 자원 점유율을 최소화하기 위해 Seek 요청된 Soffset 와 이에 가장 인접한 키프레임(또는 IDR 프레임)의 위치정보인 Koffset간의 위치 관계를 계산해(409) 상이할 경우 다음의 관계식 식(1)과 식(2)를 통해 원본 미디어파일에 대한 미디어변환서버를 통한 변환 과정을 배제하고 특정 비트발생량만을 만족하는 범위에서 zero stuffing 처리하는 방법(410)을 선택적으로 구성한다.
If (Soffset < Koffset) --------------------------------- 식(1)
Koffset이후 첫번째 키프레임 이전까지 zero stuffing 처리
If (Koffset < Soffset) --------------------------------- 식(2)
Soffset이후 첫번째 키프레임 이전까지 zero stuffing 처리
도 5는 혼합 전송배분 방식을 통해 변환 미디어파일을 단말기로 스트리밍 전송하는 일련의 단계와 방법을 개략적으로 나타낸 것이다. 사용자 단말기 상에 있는 미디어파일재생기에서 스트리밍 방식으로 미디어파일을 수신 받고 실시간 재생처리하기 위해선 대상 미디어파일의 구성과 재생 정보를 포함하고 있는 헤더정보를 처음에 수신 받아야만 가능하다. 헤더 정보에는 기본적으로 bitrate, frame rate, duration, file size, frame 위치 등의 정보가 포함되어 있어 이를 통해 미디어파일의 재생처리 전에 미디어파일재생기의 재생 환경을 갖출 수 있다.
따라서 본 발명에서는 서비스 대상 미디어파일을 스트리밍 하기 전에 미디어파일의 헤더정보에서 상기 정보들을 분석(500)해 미디어전송서버의 전송주기 당 전송패킷크기와 단말기가 미디어 스트리밍 서비스 요청을 할 때 제공되는 미디어파일재생기 정보에서 초기 재생지연시간 정보(TB)를 판단하고 단말기로부터 서비스 요청이 입수될 때 마다 burst 모드 전송 여부(501)와 전송 데이터 량을 다음의 관계식 식(3)을 통해 계산해 Burst 스트리밍 전송(503)을 하게 한다.
Figure 112013062340283-pat00001
----식(3)
TB 전송시간 동안 Burst 스트리밍 전송 한 후 (STF - SB)만큼 남은 잔여 전송 데이터는 미디어전송서버의 기본 전송주기(TI)를 기준으로 다음의 관계식 식(4)를 통해 계산(504)해 평활하게 분배시켜 스트리밍 전송(505)을 하게 한다.
Figure 112013062340283-pat00002
--식(4)
이와 같이 Burst 모드와 평활화 모드를 혼용한 혼합 전송분배 방식을 적용하면 단말기의 초기 재생지연시간을 최소화시키고 다수의 동접자가 특정 시간대에 접속하거나 특정 소수를 통한 대용량 데이터서비스 사용 및 장시간 점유로 인한 네트워크 부하 현상을 완화시키는 효과를 가져온다.
도 6은 Seek 요청을 받은 상태에서 단말기로 미디어파일을 Burst 방식으로만 스트리밍 전송할 경우 시간 축 상에서 네크워크 전송 부하 상태를 나타낸 상태도로 t 시간에서부터 미디어파일 전송을 하는 과정을 보면 네트워크 가용대역폭의 많은 부분을 점유한 상태에서 재생에 필요한 SB(n) 이상의 SB(m)만큼의 데이터를 전송한 상태를 보여준다. 또한 t+n시간에 Seek 요청이 수신되면 이미 전송한 SB(m-n)만큼의 데이터 중 일부를 중복해서 다시 전송해야 한다. 즉, 이 방식에서 비용 발생해 중복 전송에 따른 추가 비용과 특정 시간대에서 네크워크 대역폭 점유의 비효율성이 존재함을 알 수 있다.
도 7은 Seek 요청을 받은 상태에서 단말기로 미디어파일을 혼합 전송배분 방식을 통해 스트리밍 전송할 경우 시간 축 상에서 네크워크 전송 부하 상태를 나타낸 상태도로 t 시간에서부터 미디어파일 전송을 하는 과정에서 도 6과 달리 네트워크 가용대역폭의 점유율은 초기 SB 이후 현저히 낮게 나타나며, t+n시간에 Seek 요청이 수신되기 전까지 재생에 필요한 (Sj(n)- SB) 적정량의 데이터만을 전송해 데이터 전송 비용의 낭비가 제거된 것을 보여준다. 이에 따라 t+n시간에 Seek 요청이 수신된 경우에도 중복된 데이터를 다시 전송하지 않는 것을 알 수 있다.
도 8은 단말기로부터 서비스 정상 또는 비정상 종료 상태를 수신(700) 받았을 때 미디어파일시스템에서 해당 서비스 세션을 반환(705, 706)하고 기 등록된 세션 정보를 SHT 저장소에 갱신(702, 704)하는 일련의 단계와 방법을 개략적으로 나타낸 것이다. 이 과정에서 비정상 종료 상태(703)인 경우 SHT 저장소에 서비스세션 정보의 갱신 과정(704)은 배제한다.
한편, 본 발명은 상기한 특정 실시예에 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 변형 및 수정하여 실시할 수 있는 것이다. 이러한 변형 및 수정이 첨부되는 특허청구범위에 속한다면 본 발명에 포함된다는 것은 자명할 것이다.
101, 111 : 캐시부 102 : 재생세션분배부
104, 115 : 파일변환부 105, 116 : 전송분배부
112 : 탐색세션분배부 113 : 탐색위치매핑부
108, 119 : 종료세션관리부

Claims (9)

  1. 원 미디어파일서버로부터 원본 미디어파일을 전송 받아 미디어변환서버에서 변환처리하고 변환된 미디어파일을 미디어전송서버를 통해 단말기로 실시간 스트리밍 전송하는 미디어파일시스템에서 단말기로부터의 파일재생 요청이나 Seek 요청에 대응해서 서비스 세션과 전송 분배를 처리함에 있어서,
    사용자 단말기로부터 파일재생 요청 시 미디어전송서버에서 서비스 세션을 생성하고 해당 세션 정보를 저장 관리하는 재생세션분배부와;
    미디어변환서버를 통해 변환한 미디어파일을 캐싱시켜 파일재생 요청이나 Seek 요청을 받았을 때 미디어변환서버의 자원 중복 할당을 경감시키는 캐시부와;
    네트워크 가용대역폭 하에서 미디어전송서버를 통해 변환된 미디어파일을 재생시간, 파일크기와 단말기의 초기 지연시간, 서버 전송주기 정보를 통해 단말기로 혼합 전송분배 방식으로 스트리밍 전송하는 전송배분부와;
    파일재생 서비스 중 단말기로부터 Seek 요청이 발생한 경우 기존 세션의 유지나 종료, 신규세션의 생성을 저장 관리하는 탐색세션분배부와;
    Seek 요청에 따른 변환파일의 탐색요청 위치와 원 미디어파일서버의 원본 미디어파일 탐색위치를 매핑시켜는 Seek 요청 Offset 위치를 찾는 기존 방법 하에서 자원 부하를 경감시키기 위해 소정의 조건에 따라 zero stuffing 처리를 선택적으로 수행하는 탐색위치매핑부와;
    이미 변환된 파일을 확보한 파일재생 요청이나 Seek 요청에 따른 해당 미디어파일 재생이 정상 또는 비정상 종료된 경우 해당 세션을 관리하는 종료세션관리부를
    포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 사용자 단말기로부터의 파일재생 요청 또는 Seek 요청에 대응해서 미디어전송서버를 통해 변환된 미디어파일을 재생시간, 파일크기와 단말기의 초기 지연시간, 서버 전송주기 정보를 통해 특정 전송주기시간 단위로 단말기에 혼합 전송분배 방식으로 스트리밍 전송하는 전송배분부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 사용자 단말기로부터의 파일재생 요청 또는 Seek 요청에 대응해서 사용자 단말기로부터 파일재생 요청에 따라 전송과 변환 자원으로 구성된 서비스 세션을 할당하고 상기 세션 정보를 SHT 저장소를 통해 저장 및 제어하는 재생세션분배부와;
    재생세션분배부를 통해 할당된 기존 세션 자원을 재활용하거나 세션 선점처리시켜 세션자원 할당의 중복성을 최소화하고, 중복 요청된 서비스에 대응해 캐싱된 변환 미디어파일을 재활용하여 변환세션의 할당과 점유시간을 최소화시키는 세션분배 방법을 갖는 탐색세션분배부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 사용자 단말기로부터의 Seek 요청에 대응해서 변환 미디어파일의 Seek 요청 offset 위치와 원본 미디어파일의 offset 위치를 특정 프레임 위치를 기준으로 검색하고 매핑시키는 일반적 방식 하에서 처리한 후 Seek 요청된 시점까지 전송된 미디어파일의 위치나 키프레임과 같은 재생기준 프레임 위치를 Seek 요청된 Offset 위치와 비교해 상이한 경우 선택적으로 미디어변환서버로부터의 변환처리를 배제하고 zero stuffing 처리를 통해 변환세션 부하를 경감시키는 탐색위치매핑부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 원 미디어파일서버로부터 원본 미디어파일을 전송 받아 미디어변환서버에서 변환처리하고 변환된 미디어파일을 미디어전송서버를 통해 단말기로 실시간 스트리밍 전송하는 미디어파일시스템에서 단말기로부터의 파일재생 요청이나 Seek 요청에 대응해서 서비스 세션과 전송 분배를 처리함에 있어서,
    사용자 단말기로부터 파일재생 요청 시 미디어전송서버에서 스트리밍세션을 할당과 캐시 히트여부를 통해 변환세션 할당을 판단하고 각 세션들 정보를 SHT 저장소 갱신과 anchor 세션을 등록하는 재생세션분배 단계와;
    미디어변환서버를 통해 변환된 미디어파일을 캐시 검색 키와 함께 저장하고 파일재생 또는 Seek 요청을 받으면 캐시 검색 키를 통해 캐시 히트 여부를 판단하고 미디어변환서버의 변환세션 할당 여부와 변환처리 지연을 경감시키는 캐시제어 단계와;
    단말기로 스트리밍 전송할 미디어파일을 미디어전송서버의 기본 전송주기시간 단위로 전송할 때 미디어파일의 재생시간, 파일크기와 단말기의 초기 지연시간, 서버 전송주기 정보를 통해 서비스 요청된 단말기의 초기 지연시간 동안은 Burst 모드로 이후부터는 평활화 모드로 전송하는 혼합 전송분배 방식으로 스트리밍 전송하는 전송배분 단계와;
    단말기로부터 Seek 요청이 발생한 경우 캐시 히트 여부와 anchor 세션 존재 여부를 판단해 캐시 히트 여부에 따른 변환세션의 제어와 anchor 세션이 없을 경우 Seek 요청 서비스를 종료하고, 존재할 경우 기존 서비스세션을 계속 유지하면서 신규 세션자원의 할당을 최소화할 수 있도록 anchor 세션과 기존 서비스세션 정보를 신규 Seek 요청 정보를 통해 갱신하는 방법으로 세션을 분배 제어하는 탐색세션분배 단계와;
    Seek 요청에 따른 변환파일의 탐색요청 위치와 원 미디어파일서버의 원본 미디어파일 탐색위치를 각 미디어파일의 헤더정보를 이용해 매핑시키는 기존 방법 하에서 단말기의 미디어파일재생기가 이어받기 기능을 지원하지 않거나 Seek 요청된 Offset 위치가 단말기로 이미 전송한 미디어파일 위치보다 이후 위치를 지정하고 있거나 Seek 요청된 Offset 위치가 인접한 키프레임(또는 IDR 프레임) Offset 위치와 일치하지 않을 경우
    If (Soffset < Koffset) --------------------------------- 식(1)
    Koffset이후 첫번째 키프레임 이전까지 zero stuffing 처리
    If (Koffset < Soffset) --------------------------------- 식(2)
    Soffset이후 첫번째 키프레임 이전까지 zero stuffing 처리
    로 정의된 상기 식(1), 식(2) 관계식을 통해 Seek 요청된 Offset 위치 이후에 나타나는 첫 번째 키프레임(또는 IDR 프레임) 전까지 미디어변환과정을 배제한 zero stuffing 처리를 선택적으로 수행하는 탐색위치매핑 단계와;
    파일재생 요청이나 Seek 요청에 따른 해당 미디어파일 재생이 정상 또는 비정상 종료 요청을 받을 경우 해당 서비스 세션을 반환하고 anchor 세션에 세션정보를 갱신하여 제어하는 종료세션관리 단계를
    포함하는 것을 특징으로 하는 서비스 세션과 전송 분배 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 사용자 단말기로부터의 파일재생 요청에 대응해서 캐시 히트 여부를 통한 서비스 세션 할당을 통해 신규 anchor 세션을 SHT에 등록하고 검색 및 관리하기 위한 재생세션 분배 방법을 포함하는 것을 특징으로 하는 서비스 세션과 전송 분배 방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    재생시간, 파일크기, 초당 비트발생량과 같은 전송할 미디어파일의 특성 값과 초기 재생버퍼크기에 따른 지연시간에 대한 단말기의 특성 값을 통해 전송주기시간 단위 별로 서비스 요청된 시점에서부터 단말기 초기재생지연시간 동안은 Burst 모드 방식으로 이후 시점부터는 평활화 모드 방식으로 단말기로 스트리밍 전송하는 혼합 전송분배 방법을 포함하는 것을 특징으로 하는 서비스 세션과 전송 분배 방법.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 사용자 단말기로부터의 Seek 요청에 대응해서 캐시 히트 여부에 따라 변환세션 할당 여부 제어와 SHT를 통한 anchor 세션 존재 여부에 따라 Seek 요청 서비스 종료나 기존 서비스세션의 유지 및 재활용을 제어하고 이에 따른 anchor 세션을 제어 관리하기 위한 탐색세션 분배 방법을 포함하는 것을 특징으로 하는 서비스 세션과 전송 분배 방법.
  9. 제 5 항에 있어서,
    상기 사용자 단말기로부터의 Seek 요청에 대응해서 상기 단말기의 이어받기 서비스 지원 여부나 Seek 요청된 Offset 위치에 따른 전송된 미디어파일의 위치나 인접한 키프레임(또는 IDR 프레임) Offset 위치를 통해 선택적 방법에 따라 Seek 요청된 Offset 위치 이후에 나타나는 첫 번째 키프레임(또는 IDR 프레임) 전까지 미디어변환과정을 배제한 zero stuffing 처리하는 탐색위치 매핑 방법을 포함하는 것을 특징으로 하는 서비스 세션과 전송 분배 방법.
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