KR101649374B1 - 가속화된 처리율을 달성하는 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

인코딩된 채널을 통하여 2개의 종단점 사이에 데이터를 전송하는 시스템 및 방법이 개시되어 있다. 소스 네트워크로부터의 데이터 송신 유닛(데이터 유닛)은 종단점 사이에 논리적으로 위치한 인코딩 구성요소에서 수신된다. 이들 제1 데이터 유닛은 제2 데이터 유닛으로 세분되어 전송 네트워크를 통하여 목적지 네트워크로 송신된다. 또한, 제2 데이터 유닛 중 일부가 손실되는 경우에도 원 제1 데이터 유닛이 재생성될 수 있는 인코딩된 또는 여분의 제2 데이터 유닛이 송신된다. 이들 인코딩된 제2 데이터 유닛은 송신된 제2 데이터 유닛, 패리티 제2 데이터 유닛, 또는 소거 보정 코드를 사용하여 인코딩된 제2 데이터 유닛의 사본에 불과할 수 있다. 수신용 종단점에서, 제2 데이터 유닛이 수신되어 원 제1 데이터 유닛을 재생성하는데 사용된다.

Description

가속화된 처리율을 달성하는 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR ACHIEVING ACCELERATED THROUGHPUT}
본 출원은 2004년 8월 6일자 출원된 미국 특허출원 제10/912,200호의 일부계속출원이며, 그 내용은 전반적으로 본원에 참고로 반영되어 있다.
본 발명은 통신 데이터 네트워크에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 전송 네트워크의 에지(edge)에서 보이는 바와 같이 전송 네트워크를 통한 데이터 전송의 처리율을 증가시키는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
전부는 아니지만 대부분의 전송 네트워크는 제2 전송 네트워크를 통하여 제1 소스 네트워크, 또는 종단점(endpoint)으로부터 제3 목적지 네트워크로 송신되는 보다 작은 패킷으로 데이터 스트림을 분할하는 패킷 기반 네트워크이다. 그렇지만, 혼잡 및 기타 다른 네트워크 제한으로 인해, 모든 패킷이 목적지 네트워크에 성공적으로 도달하는 것은 아니다. 소스 및 최종 목적지 네트워크에 문제가 되는 것은 전송 네트워크의 성능이다. 최종 네트워크에서의 애플리케이션의 관점에서 보면, 전송 네트워크는 이상적으로 패킷의 손실이 없이 완전해야만 한다. 그렇지만, 이와 같은 성능이 고 성능 전송 네트워크를 임대하는 통상의 비용보다도 낮은 비용으로 얻어질 수 있는 것이 바람직하다.
따라서, 낮은 비용의 통신용 전송 네트워크와 함께 사용되어 최종 네트워크 애플리케이션에 전송 네트워크의 고 성능을 제공할 수 있는 시스템 및 방법에 대한 필요성이 있다.
위와 같은 상황을 해결하는 접근들이 시도되어 왔다. 한가지 접근에서, 커스텀 프로토콜 스택(custom protocol stack)이 손실 및 대기시간에 대한 응답을 향상시키도록 종단점에 설치된다. 그렇지만, 이 접근은 양단 네트워크가 이러한 커스텀 프로토콜 - 일반적으로 광범위한 재 프로그래밍을 필요로 함 - 에 따라 통신하는 것을 필요로 한다.
또 다른 접근은 표준 프로토콜을 인터셉트하여 원단 요소(far-end element)를 대신하여 프로토콜 응답을 송신하는 네트워크 요소를 사용한다. 커스텀 프로토콜은 인터셉트용 네트워크 요소 사이에서 사용된다. 이러한 접근은 TCP/IP 애플리케이션에 제한되며 특히 네트워크 문제점들의 해결에 대하여 복잡성을 부가시킨다.
제1 형태에서, 신뢰할 수 없는 네트워크 상에서의 데이터 통신을 가속화하는 방법이 제공된다. 본 방법은 2개의 종단점 각각과 연관된 인코딩 구성요소를 통신에 제공하는 단계를 포함한다. 각각의 인코딩 구성요소 간의 인코딩된 채널은 종단점 간의 통신 세션을 위해 설정된다. 통신 세션에 관련된 데이터 패킷은 인코딩 구성요소 중 하나에서 인터셉트된다. 데이터 패킷은 인코딩 구성요소 중 하나에 송신하기 위한 인코딩된 데이터 세그먼트를 제공하도록 세그먼트 및 마킹된다. 인코딩된 데이터 세그먼트 및 하나 이상의 여분의 세그먼트는 인코딩된 채널을 통하여 인코딩 구성요소 중 다른 하나에 송신되고, 여기서 이들은 데이터 패킷을 재생성하도록 디코딩 및 재조합된다. 재조합된 데이터 패킷은 인코딩 구성요소 중 다른 하나로부터 그 각각의 종단점으로 송신된다. 인코딩된 채널은 미리 결정된 타임아웃 기간 내에 송신되는 부가적인 패킷이 없는 경우에 해제될 수 있다.
일 실시예에 따라, 인코딩된 채널을 구축하는 단계는 2개의 종단점 중 하나로부터 발신되어 2개의 종단점 중 다른 하나로 향하는 메시지를 검출하는 단계와, 통신 세션을 고유 식별하는 정보를 저장하는 단계와, 메시지에 대한 응답을 검출하여, 이를 통신 세션을 식별하는 미리 저장된 정보에 매칭시키는 단계와, 메시지에 응답하는 종단점이 양쪽의 인코딩 구성요소에 알려진 프로토콜에 따라 데이터 패킷을 세그먼트 및 인코딩하도록 인에이블된다는 것을 나타내도록 응답을 마킹하는 단계와, 마킹된 응답을 메시지를 발신하는 종단점으로 전송하는 단계와, 인코딩 구성요소 사이에 인코딩된 채널을 구축하기 위한 제어 메시지를 교환하는 단계를 포함할 수 있다.
또 다른 실시예에 따라, 인코딩된 채널을 구축하는 단계는 2개의 종단점 중 하나로부터 발신되어 2개의 종단점 중 다른 하나로 향하는 메시지를 검출하는 단계와, 통신 세션을 고유 식별하는 정보를 저장하는 단계와, 메시지에 대한 응답을 검출하여, 이를 통신 세션을 식별하는 미리 저장된 정보에 매칭시키는 단계와, 메시지를 발신하는 종단점에 전달하기 전에 응답을 인터셉트하는 단계와, 메시지에 응답하는 종단점이 양쪽의 인코딩 구성요소에 알려진 프로토콜에 따라 데이터 패킷을 세그먼트 및 인코딩하도록 인에이블된다는 것을 나타내도록 응답이 마킹되었는지를 결정하는 단계와, 인코딩 구성요소 사이에 인코딩된 채널을 구축하기 위한 제어 메시지를 송신하는 단계를 포함한다. 응답을 마킹하는 단계는 IP 헤더 내에 옵션을 설정하는 단계, 또는 식별 필드를 알려진 값으로 설정하는 단계를 포함한다.
또 다른 실시예에서, 인코딩된 채널을 구축하는 단계는 알려진 프로토콜에 따라 2개의 종단점 사이에 관련 통신을 설정하는 하나의 통신 세션 내의 제어 메시지로서, 관련 통신 세션의 발신 및 목적지 포트의 식별을 포함하는 제어 메시지를 검출하는 단계와, 검출된 제어 메시지에 응답하여 인코딩된 채널을 생성하는 단계를 포함한다. 제어 메시지를 인터셉트하는 단계는, 예를 들면, 깊이 있는 패킷 분석을 제어 메시지에 적용하는 단계를 포함할 수 있다. 본 실시예는, 예를 들면, RTSP 및 H.323 통신에 사용될 수 있다.
데이터 패킷을 세그먼트 및 패키징하는 단계는 미리 결정된 인코딩률에 따라 데이터 패킷을 데이터 세그먼트로 세그먼트하는 단계, 또는 동적으로 조정되는 인코딩률에 따라 데이터 패킷을 데이터 세그먼트로 세그먼트하는 단계를 포함할 수 있다. 동적으로 조정되는 인코딩률은 복수의 통신 세션 각각에 대한 손실률을 모니터링하고, 각각의 통신 세션의 손실률에 따라 평균 손실률을 결정하며, 통신 세션의 손실률 및 평균 손실률을 2개의 종단점 중 다른 하나에 전달하여 2개의 종단점 중 다른 하나가 그 인코딩률을 조정할 수 있도록 함으로써 결정될 수 있다. 데이터 패킷을 세그먼트 및 패키징하는 단계는 데이터 패킷의 헤더를 수정하는 단계와 수정된 헤더를 인코딩된 데이터 세그먼트 각각에 첨부하는 단계를 더 포함할 수 있다. 헤더를 수정하는 단계는, 예를 들면, TCP 헤더의 시퀀스 넘버를 수정하는 단계를 포함할 수 있다. 주어지 데이터 패킷으로부터 유도되는 각각의 세그먼트에 대하여 시리얼 넘버와 같은 정보를 식별하는 단계는 또한 각각의 세그먼트에 부가될 수 있다.
부가적인 형태에서, 신뢰할 수 없는 네트워크에 걸쳐 가속화된 데이터 통신하기 위한 인코딩된 데이터에 대한 인코딩률을 설정하는 방법이 제공된다. 본 방법은 복수의 통신 세션 각각에 대하여 인코딩된 채널을 구축하는 단계와, 각각의 통신 세션의 손실률을 모니터링하는 단계를 포함한다. 평균 손실률은 또한 각각의 통신 세션의 손실률에 따라 결정된다. 통신 세션의 손실률 및 평균 손실률은 각각의 종단점에 전달되어 종단점이 그 각각의 손실률을 감소키시도록 인코딩률을 조정하도록 할 수 있다. 손실률을 모니터링하는 단계는 손실률을 관찰하는 단계와, 보고되는 손실률을 수신하는 단계를 포함할 수 있다.
부가적인 형태는 비디오 또는 오디오 데이터를 스트리밍하거나, RTSP(Real-Time Streaming Protocol) 통하여 또는 H.323 종단점 간의 양방향 통신 세션을 인 코딩하는 방법이 제공된다. 본 방법은 클라이언트 및 서버에 위치하는 인코딩 구성요소를 제공하는 단계를 포함한다. 디폴트 포트로 향하는 메시지는 인코딩 구성요소에서 검출되어, 메시지에 대한 세션 식별을 결정하도록 깊이 있는 패킷 분석을 이용하여 분석된다. 그리고 나서, 메시지에 대한 응답은 인코딩 구성요소에서 검출되어, 통신 세션에 사용하기 위해 할당된 통신 포트를 결정하도록 분석된다. 다음으로, 후속 데이터 패킷은 그 발신 및 목적지 포트를 결정하도록 조사된다. 할당된 통신 포트와 매칭하는 발신 및 목적지 포트를 갖는 각각의 데이터 패킷은 클라이언트에 송신하기 위한 인코딩된 데이터 세그먼트를 제공하도록 세그먼트 및 마킹된다. 데이터 패킷은 클라이언트와 연관된 인코딩 구성요소에서 수신된 인코딩된 데이터 세그먼트에 기초하여 디코딩 및 재조합된다. 일 실시예에서, 깊이 있는 패킷 분석이 regex 함수를 이용하여 달성될 수 있다.
본 발명의 다른 형태 및 특징들은 첨부된 도면과 연관하여 본 발명의 특정 실시예의 다음 설명을 검토할 때 당업자에게 자명해질 것이다.
본 발명에 의하면, 신뢰할 수 없는 네트워크 상에서의 데이터 통신을 가속화하는 방법을 제공할 수 있다.
첨부된 도면을 참조하여, 예로써 본 발명의 실시예를 설명한다.
도 1을 참조하면, 본 발명이 실시될 수 있는 환경의 블록도가 예시되어 있다. 제1 종단점(endpoint)(10)은 네트워크(20)를 통하여 제2 종단점(30)과 통신한 다. 제1 종단점(10) 및 네트워크(20)는 인코딩/디코딩 구성요소(40)를 통하여 통신하는 반면, 네트워크(20)는 인코딩/디코딩 구성요소(50)를 통하여 제2 종단점(30)과 통신한다. 인코딩/디코딩 구성요소(40, 50) - 이하 인코딩 구성요소라 칭함 - 는 종단점에, 또는 서버와 같은 중간 장치 내에 상주할 수 있다. 제1 및 제2 종단점(10, 30)은 모뎀, 근거리 통신망이나 광역 통신망, 또는 네트워크(20)에 액세스하는 다른 장치나 시스템을 통하여 접속되는 개인용 컴퓨터와 같은 단말일 수 있다. 네트워크(20)는 예를 들면 인터넷 또는 기타 다른 통신 네트워크일 수 있다.
여기서 사용되는 바와 같이, 데이터 유닛은 네트워크를 통하여 데이터를 디지털 방식으로 송신하는데 사용될 수 있는 임의의 데이터 유닛이다. 이와 같은 데이터 유닛은 패킷, 셀, 프레임의 형태, 또는 데이터가 유닛 내에 캡슐 밀봉되거나 페이로드(payload)로서 전달되는 조건에서의 이와 같은 임의의 다른 유닛의 형태를 취할 수 있다. 용어 데이터 유닛은 특정한 프로토콜, 표준, 또는 전송 스킴을 구현하는 임의 및 모든 패킷 및 프레임에 적용될 수 있다. 전형적으로, 라우팅, 제어 및 식별 정보를 전달하는 헤더가 데이터 페이로드에 부가된다.
본 시스템은 종단점을 변화무쌍한 네트워크(20)로부터 분리하는 수단을 제공한다. 인코딩 구성요소(40, 50)에는 데이터 유닛의 인코딩과 디코딩, 및 네트워크(20)를 통한 전송을 처리함으로써 종단점(10, 30)을 네트워크(20)로부터 분리하는 수단이 제공된다. 종단점(10, 30)은 인코딩 구성요소(40, 50)가 할 수 있는 바와 같이 임의의 프로토콜을 사용하여 통신할 수 있다. 인코딩 구성요소(40, 50)는 하나의 프로토콜 내의 원 데이터 유닛을 종단점(10, 30)으로부터 수신하고, 원 데 이터 유닛을 바람직하기로는 더 작은 데이터 유닛으로 세분함으로써, 전송 네트워크를 통하여 송신되는 데이터 유닛의 일부가 손실되는 경우에 원 데이터 유닛을 재생성 또는 재구성하는데 사용될 수 있는 여분의 데이터 유닛을 생성함으로써, 그리고 전송 네트워크를 통하여 원 데이터 유닛을 송신하기 전에 현재의 프로토콜에 따라 세분 및 여분의 데이터 유닛을 재 패키징함으로써 원 데이터 유닛을 인코딩한다.
일단 전송 네트워크(20)를 통하여 송신된 데이터 유닛이 원격 종단점과 연관된 인코딩 구성요소에서 수신되면, 발신 종단점(originating endpoint)으로부터의 원 데이터 유닛이 재생성 또는 재구성된다. 이러한 재생성 또는 재구성은, 필요한 경우, 그리고 일부 데이터 유닛이 전송 중에 손실된 경우, 결여된 데이터 유닛을 재생성하도록 여분의 데이터 유닛을 사용하여, 수신된 데이터 유닛을 재배열함으로써 이루어질 수 있다. 수신된 여분의 데이터 유닛이 원 데이터 유닛을 재생성하는데 충분하지 않은 경우, 수신용 인코딩 구성요소는 앞서 송신된 데이터 유닛의 재전송을 선택적으로 요구할 수 있다.
설명의 편이성을 위해서, 종단점으로부터 발신되는 또는 이로부터 수신되는 데이터 유닛은 제1 데이터 유닛, 또는 패킷으로, 그리고 제1 유형의 데이터 유닛인 것으로 칭한다. 전송 네트워크를 통하여 송신 및/또는 이로부터 수신되는 데이터 유닛은 제2 데이터 유닛, 또는 세그먼트로, 그리고 제2 유형의 데이터 유닛인 것으로 칭한다. 제2 데이터 유닛은 또한 인코딩된 데이터 유닛으로 칭한다.
도 2는 인코딩 구성요소(40) 및 이들의 각 데이터 흐름 내에서 본 발명을 구 현하는데 필수적인 모듈의 예시적인 실시예를 나타낸다. 이 모듈은 단일 장치에 상주할 수 있거나, 또는 몇 개의 장치 사이에 분배될 수 있다. 알 수 있는 바와 같이, 인코딩 구성요소(40)는 제1 인터페이스(60), 제2 인터페이스(70), 재조합 모듈(80), 세그먼테이션 모듈(90)을 갖는다. 제1 인터페이스(60)는 제1 데이터 유닛을 종단점(10)에 송신 및 이로부터 수신한다. 서버(40)의 제2 인터페이스(70)는 제2 데이터 유닛을 전송 네트워크(20)에 송신 및 이로부터 수신한다.
재조합 모듈(80)은 제2 데이터 유닛을 제2 인터페이스(70)로부터 수신하고 제1 인터페이스(60)를 경유하여 제1 네트워크(10)에 송신하기 위한 제1 데이터 유닛을 생성한다. 다른 한편, 세그먼테이션 모듈(90)은 제1 데이터 유닛을 제1 인터페이스(60)로부터 수신하고 제2 인터페이스(70)를 경유하여 전송 네트워크(20)에 송신하기 위한 제2 데이터 유닛을 생성한다.
일단 제2 데이터 유닛들이 전송 네트워크를 통하여 송신된 경우, 이들은 다른 종단점에 위치한 인코딩 구성요소에 의해 수신된다. 이를 예시하기 위해서, 도 3은 전송 네트워크 및 종단점(30)과 통신하는 인코딩 구성요소(50)의 데이터 흐름과 모듈의 예시적인 실시예를 예시한다.
인코딩 구성요소(50) 내의 모듈들은 인코딩 구성요소(40)의 것들과 동일하며, 사실상 동일한 기능을 갖는다. 인코딩 구성요소(50) 내의 제2 인터페이스(70A)는 또한 전송 네트워크와 통신하며 제2 데이터 유닛을 송수신한다. 제1 인터페이스(60A)는 또한 종단점(이 경우에는 종단점(30))과 통신하며 제1 데이터 유닛을 송수신한다. 재조합 모듈(80A)은 세그먼테이션 모듈(90A)이 제1 데이터 유닛을 수신 하여 제2 데이터 유닛을 생성하는 동안 제2 데이터 유닛을 수신하여 제1 데이터 유닛을 생성한다.
위에서 지적한 바와 같이, 제1 데이터 유닛은 최종 네트워크에 의해 사용되는 데이터 유닛인 반면, 제2 데이터 유닛은 서로에 대하여 데이터를 송신하는 경우에 전송 네트워크 및 인코딩 구성요소(40, 50)에 의해 사용된다. 제2 데이터 유닛은 제1 데이터 유닛으로부터 유도된다. 제1 데이터 유닛의 페이로드는 더 작은 유닛으로 분할될 수 있으며 각각의 더 작은 유닛은 제2 데이터 유닛 내의 페이로드일 수 있다. 이와 같이, 각각의 제2 데이터 유닛은 이것이 유도된 원 제1 데이터 유닛보다도 더 작을 수 있다. 일례로서, 10kB의 제1 데이터 유닛은 5개의 2kB 유닛으로 세분될 수 있다. 이들은 5개의 제1 데이터 유닛의 페이로드일 수 있으며, 이들 각각은 10kB보다 더 작을 수 있다. 제1 데이터 유닛으로부터 제2 데이터 유닛을 생성하는 이러한 기능은 세그먼테이션 모듈(90, 90A)에 의해 달성된다.
제2 데이터 유닛이 유도된 원 제1 데이터 유닛을 재생성하는데 조력하기 위해서, 세그먼테이션 모듈은 또한 여분의 제2 데이터 유닛을 생성한다. 이들 여분의 제2 데이터 유닛은 제1 및 제2 데이터 유닛으로부터 유도될 수 있다. 여분의 제2 데이터 유닛은 하나 이상의 제2 데이터 유닛이 전송 네트워크를 통하여 이들을 전송하는 동안 손실되는 경우에 재조합 모듈(80, 80A)이 원 제1 데이터 유닛을 재생성 또는 재조합하는데 도움을 준다.
여분의 제2 데이터 유닛은 많은 형태를 취할 수 있다. 아마도 가장 간단한 실시예에서, 여분의 제2 데이터 유닛은 단지 앞서 송신된 선택된 제2 데이터 유닛 의 사본이다. 일례로서, 제1 데이터 유닛은 4개의 제2 데이터 유닛(예컨대, DU1, DU2, DU3, DU4)으로 분할 또는 세그먼트되면, 여분의 제2 데이터 유닛은 DU2 및 DU3의 사본일 수 있다. 이와 같이, DU2 또는 DU3이 전송 중에 손실되면, 원 제1 데이터 유닛은 여전히 재생성될 수 있다. 복제되는 제2 데이터 유닛의 개수 및 식별은 미리 결정될 수 있거나, 또는 시스템 관리자에게 일임될 수 있다. 네트워크(20) 내의 실제 또는 예상되는 손실 정도에 따라서, 더 많은 리던던시(redundancy)가 더 많은 복제된 제2 데이터 유닛을 포함함으로써 시스템에 내장될 수 있거나, 또는 더 적은 리던던시에 대해서 그 반대의 경우도 같다. 가장 간단한 경우에서, 모든 제2 데이터 유닛은 본질적으로 각 제2 데이터 유닛 중 2개의 사본이 목적지 인코딩 구성요소에 송신되는 것을 보장하도록 복제될 수 있다.
제2의 여분 데이터 유닛으로서 패리티 데이터 유닛이 또한 사용될 수 있다. 당해 기술 분야에서 널리 알려져 있는 바와 같이, 패리티 데이터 유닛은 XOR 함수를 이용하여 생성될 수 있다. 원 제1 데이터 유닛으로부터 생성된 다른 제2 데이터 유닛의 비트는 여분의 제2 데이터 유닛에 저장될 수 있는 비트 값을 초래하는 XOR'd일 수 있다. 제2 데이터 유닛(여분의 제2 데이터 유닛을 포함하지 않음) 중 어느 하나가 전송 중에 손실되면, 수신된 다른 제2 데이터 유닛 및 여분의 제2 데이터 유닛이 손실된 제2 데이터 유닛을 재생성하도록 사용될 수 있다. 수신된 제2 데이터 유닛 및 여분의 제2 데이터 유닛에 대한 XOR 함수를 연산하는 것은 결여된 제2 데이터 유닛을 재생성한다.
여분의 제2 데이터 유닛이 다른 소거 보정 코드를 사용하여 인코딩될 수 있 다는 것을 주목해야 한다. 일례로서, n개의 제2 데이터 유닛이 단일의 제1 데이터 유닛에 대하여 발생되면, m개의 여분의 제2 데이터 유닛이 발생되어 손실된 제2 데이터 유닛이 재생성되는 것을 허용할 수 있다. 위에서 지적한 바와 같이, m개의 여분의 제2 데이터 유닛은 "용장(redundant)"한 제2 데이터 유닛으로서 간주될 수 있으며, 단순 복제가 이용되면, m≤n이 되고 완전한 복제가 m=n에서 달성된다. 그렇지만, 소거 보정 코드가 사용되면, m=2에 있어서, 임의의 2개의 제2 데이터 유닛이 손실될 수 있으며 재조합 모듈이 여전히 손실된 제2 데이터 유닛을 재구성할 수 있는 방식으로 용장한 정보를 인코딩하는 것이 가능하다. 리드-솔로몬(Reed-Solomon), 순방향 소거 보정(Forward Erasure Correction) 기술, 및 BCH(Bose-Chaudhuri-Hochquenghem) 코드, 및 많은 다른 것들이 이용될 수 있다.
여분의 제2 데이터 유닛이 일부의 제2 데이터 유닛을 손실하는 효과를 상쇄하는데 도움이 되어야 하지만, 너무 많은 제2 데이터 유닛을 손실하면 완전히 보상될 수 없다. 이와 같이, 임계값 레벨을 넘어 많은 제2 데이터 유닛을 손실하면 선택적으로 재조합 모듈이 제2 데이터 유닛의 패키지 또는 그룹의 재송신을 요구하도록 한다. 일례로서, 여분의 제2 데이터 유닛이 25%의 데이터 유닛의 손실로부터 회복될 수 있고 단일의 제1 데이터 유닛으로부터 발생된 4개의 제2 데이터 유닛이 존재하면, 단일의 제2 데이터 유닛의 손실은 재송신 요구를 유발시키지 않는다. 그렇지만, 2개의 제2 데이터 유닛(즉, 50%의 손실)의 손실에 대하여 재조합 모듈은 재송신을 요구할 수 있다. 재송신이 가능해지면, 재송신 임계값은 이상적으로 여분 또는 용장한 제2 데이터 유닛에 이용되는 코딩의 에러 또는 손실 보정 능력에 관련 이 있다. 재조합 모듈이 제2 데이터 유닛의 페이로드를 적당히 시퀀싱할 필요가 있기 때문에, 재조합 모듈은 세그먼트된 각각의 제1 데이터 유닛에 대하여 수신된 제2 데이터 유닛의 수를 추적할 수 있다.
위에서 알 수 있는 바와 같이, 재조합 모듈(80, 80A)은 원 제1 데이터 유닛을 형성하도록 수신되는 제2 데이터 유닛을 디코딩 및 재조합한다. 수신된 제2 데이터 유닛은 충분한 개수가 원 제1 데이터 유닛을 재생성하기 위해 수신되었는지를 결정하도록 추적된다. 충분한 개수가 수신되지 않았다면, 재송신이 선택적으로 요구될 수 있다. 일부의 제2 데이터 유닛이 손실되었다면, 재조합 모듈은 결여된 제2 데이터 유닛을 재생성 또는 재구성할 수 있다. 위에서 지적한 바와 같이, 이 프로세스는 이용되는 코딩 및 이용되는 전반의 전략에 좌우된다. 이러한 디코딩 및 에러 보정 프로세스는 당업자에게 널리 알려져 있다.
일단 요구된 개수의 제2 데이터 유닛이 수신된 경우, 그 페이로드가 추출되어 제2 데이터 유닛이 유도된 원 제1 데이터 유닛을 재구성하는데 사용된다. 이것은 제2 데이터 유닛의 페이로드를 연결하는 것만큼 간단하여 재구성된 제1 데이터 유닛을 초래할 수 있다. 그렇지만, 디코딩에 관하여 위에서 지적한 바와 같이, 재구성 프로세스는 원 제1 데이터 유닛을 세그먼트 또는 분할하는데 이용되는 프로세스에 좌우된다. 일단 원 제1 데이터 유닛이 재구성되는 경우, 이것은 수신용 종단점과 통신하는 적절한 인터페이스로 전송될 수 있다.
세그먼테이션 모듈에 관하여, 이 모듈은 제1 데이터 유닛을 세그먼트 또는 분할하여 세그먼트를 제2 데이터 유닛으로 "재 패키징"하는 태스크를 수행한다. 세 그먼테이션 모듈은 또한 위에서 설명한 바와 같이 여분의 제2 데이터 유닛을 인코딩한다. 제2 데이터 유닛, 즉 제1 데이터 유닛으로부터 유도된 것과 여분의 제2 데이터 유닛 모두는 전송 네트워크와 통신하는 인터페이스 모듈에 전달된다. 제2 데이터 유닛의 선택적인 재송신을 용이하게 하기 위해서, 세그먼테이션 모듈은 또한 제2 데이터 유닛을 버퍼링할 수 있다. 일례로서, 5개의 데이터 유닛이 20개의 제2 데이터 유닛과 5개의 여분의 제2 데이터 유닛으로 세그먼트된 경우, 세그먼테이션 모듈은 인코딩된 최종 3개의 제1 데이터 유닛에 대응하는 최종 3개 세트의 제2 데이터 유닛을 버퍼링할 수 있다. 따라서, 12개의 제2 데이터 유닛 및 3개의 여분의 제2 데이터 유닛은 세그먼테이션 모듈에 의해 버퍼링된다.
세그먼테이션 모듈은 또한 인터리브 방식으로 제2 데이터 유닛을 송신하도록 구성되어, 세그먼트된 다른 제1 데이터 유닛에 걸쳐 복수의 제2 데이터 유닛을 손실할 위험을 확산시킬 수 있다. 따라서, 각 그룹이 단일의 제1 데이터 유닛에 대응하도록 제2 데이터 유닛의 그룹을 순차적으로 송신하는 대신에, 다른 제1 데이터 유닛으로부터의 제2 데이터 유닛은 서로 인터리빙될 수 있다. 예시하기 위해서, 제1 데이터 유닛 A, B 및 C가 제2 데이터 유닛 DU-A1, DU-A2, DU-A3; DU-B1, DU-B2, DU-B3; DU-C1, DU-C2, DU-C3으로 각각 세그먼트될 수 있다는 것을 가정할 수 있다. 이들 각각의 제1 데이터 유닛에 따라 그룹화된 이들 제2 데이터 유닛을 송신하는 대신에, 이들이 인터리빙될 수 있다. 제2 데이터 유닛이 3개의 데이터 유닛의 그룹으로 송신되면, 제1 그룹은 DU-A1, DU-B1, 및 DU-C1일 수 있다. 또 다른 그룹은 DU-A2, DU-B2, 및 DU-C2 등일 수 있다. 이 스킴을 이용하여, 일 그룹이 손실되면, 전체의 제1 데이터 유닛은 손실되지 않는다 - 3개의 제1 데이터 유닛 중 단지 3분의 1만이 손실된다. 이용되는 코딩 및 전략에 따라서, 이 유형의 손실은 회복될 수 있다.
인코딩 구성요소(40, 50) 중 하나로 구현될 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 예시적인 실시예가 도 4에 도시되어 있다. 프로세스는 소스 종단점으로부터 제1 데이터 유닛을 수신함으로써 단계 100으로부터 개시한다. 수신된 후, 제1 데이터 유닛은 분할 또는 세그먼트(단계 110)되며 세그먼트는 제2 데이터 유닛으로 패키징된다(단계 120). 일단 제2 데이터 유닛이 생성되면, 여분 또는 용장한 제2 데이터 유닛이 인코딩 및 생성된다(단계 130). 그리고 나서 제2 데이터 유닛은 선택적으로 버퍼링(단계 140)되어 전송 네트워크에 송신된다(단계 150). 다음으로 본 방법은 커넥터 A를 통하여 단계 100으로 복귀한다. 재송신이 가능하게 되면, 재송신 요구에 대한 선택적인 검사가 비동시적으로 진행(단계 160)될 수 있다. 이와 같은 요구가 수신되면, 판단 흐름은 단계 150으로 복귀하고, 선택적인 단계 140에서 미리 버퍼링된 요구된 제2 데이터 유닛이 송신될 수 있다.
도 5는 전송 네트워크로부터 제2 데이터 유닛을 수신하는 인코딩 구성요소에 의해 실행되는 단계의 예시적인 실시예를 나타낸다. 프로세스는 서버가 전송 네트워크로부터 제2 데이터 유닛을 수신하는 동안 단계 180에서 개시한다. 그리고 나서 판단(190)은 제2 데이터 유닛이 유도된 제1 데이터 유닛을 재구성하도록 모든 제2 데이터 유닛이 수신되었는지를 결정한다. 모든 제2 데이터 유닛이 수신되었으면, 원 제1 데이터 유닛은 단계 200에서 재 수신된다. 일단 제1 데이터 유닛이 재생성 되었으면, 재생성된 데이터 유닛은 목적지 종단점에 송신(단계 205)되고 제어 흐름은 커넥터 D를 경유하여 단계 180으로 되돌아간다.
판단(190)으로 복귀하여, 모든 제2 데이터 유닛이 수신된 것이 아니면, 여분의 제2 데이터 유닛이 수신되었는지를 결정하도록 판단이 행해진다(단계 220). 여분의 제2 데이터 유닛이 수신되지 않았다면, 재 송신이 선택적으로 요구(단계 230)될 수 있다. 선택적인 재송신 요구 후, 제어 흐름은 커넥터 D를 경유하여 단계 180으로 복귀한다. 여분의 제2 데이터 유닛이 수신되었다면, 판단(240)은 충분한 여분의 제2 데이터 유닛 및 제2 데이터 유닛이 원 제1 데이터 유닛을 재구성하도록 수신되었는지를 결정한다. 불충분한 개수가 수신되었다면, 원 패킷은 누락될 수 있거나, 또는 선택적으로, 제어 흐름은 커넥터 C로 표시된 바와 같이 단계 230 - 재 송신의 요구 - 으로 복귀할 수 있다. 충분한 개수의 제2 데이터 유닛 및 여분의 제2 데이터 유닛이 수신되었으면, 여분의 제2 데이터 유닛은 결여된 제2 데이터 유닛을 재생성 또는 재구성(단계 260)하는데 이용될 수 있다. 다음으로 커넥터 B는 제어 흐름을 단계 200으로 복귀시킨다.
일부 특정한 구현예는 본 시스템 및 방법의 동작을 이해하는데 도움을 준다. 도 6은 종단점 A 및 B를 갖는 예시적인 시스템을 나타낸다. 종단점 A는 인코딩 구성요소(302)를 통하여 인터넷과 같은 네트워크(300)와 통신한다. 종단점 B는 또한 인코딩 구성요소(304)를 통하여 네트워크(300)와 통신한다. 인코딩 구성요소(302, 304)는 도 2 및 도 3과 관련하여 설명한 인터페이스, 세그먼테이션 및 재조합 모듈을 포함하며, 전반적으로 소프트웨어로 구현될 수 있거나 또는 미리 프로그래밍된 하드웨어 유닛, 다른 관련 소프트웨어로서, 또는 하드웨어와 소프트웨어 구성요소의 조합으로서 구현될 수 있다. 이더넷, 또는 기타 다른 적당한 접속이 각 종단점을 그 각각의 인코딩 구성요소에 접속하는데 사용될 수 있다.
본 예의 목적으로, 종단점 A와 B 사이에 양방향 통신이 발생하고, 종단점 A가 통신을 개시한다고 가정한다. 현재의 통신 프로토콜은 종단점 A와 B 모두에는 보이지 않는다; 모든 기능은 인코딩 구성요소(302, 304)에 존재한다. 종단점 A와 B 간의 세션을 설정하고, 양 종단점이 인코딩 구성요소와 연관되어 현재의 프로토콜에 따라 통신을 가능하게 하는지를 결정하기 위해서, 도 6에 예시된 접속 협상 프로토콜이 이용될 수 있다. 종단점 A는 종단점 B로 행하는 패킷 P를 송신한다. 패킷 P 및 그 목적지는 인코딩 구성요소(302)에 의해 검출 또는 통지(306)되고, 인코딩 구성요소(302)는 통신 세션을 고유 식별하는 정보를 저장한다. 패킷 P는 또한 인코딩 구성요소(304)에 의해 검출 또는 통지(308)된다. 인코딩 구성요소(304)는 패킷과 관련된 통신 세션(310)을 고유 식별하는 정보를 저장하고 패킷을 종단점 B로 송신한다. 종단점 B가 응답 패킷 R을 종단점 A로 송신하는 경우, 응답 패킷 R은 인코딩 구성요소(304)에 의해 인터셉트되고, 통신 세션을 식별하는 미리 저장된 정보와 매칭되어 마킹(312)된다. 통신 세션을 고유 식별하는 정보는, 예를 들면, 소스 IP 어드레스, 목적지 IP 어드레스, IP 패킷 내에 포함된 프로토콜(예컨대, UDP 또는 TCP), 및 소스와 목적지 포트일 수 있다. 이더넷 프레임에 대하여, VLAN ID가 또한 이용될 수 있다.
마킹된 패킷 Rm은 인코딩 구성요소(304)가 본 발명에 따라 세그먼트 및 인코딩된 패킷을 수신 및 송신할 수 있는 인코딩 구성요소(302)에 신호 전달하는데 이용된다. 패킷의 마킹은, 예를 들면, 패킷의 IP 헤더에서 옵션을 설정하는 단계, 및/또는 IP 식별 필드를 알려진 값으로 설정하는 단계로 구성될 수 있다. 공중 네트워크(300) 내의 라우터 및 다른 장치들은 IP 식별 필드를 전송 중에 변하지 않는 상태로 둘 수 있다. 바람직하기로 현재의 프로토콜에 따른 통신이 불가능한 장치들에 비 파괴적이며 비 분열적이라면, 타임스탬프 내의 IP 어드레스 플래그를 설정하는 것과 같은 다른 적절한 마킹 또는 신호 전달 스킴이 이용될 수 있다.
다음으로 인코딩 구성요소(304)는 공중 네트워크(300)를 통하여 마킹된 패킷 Rm을 종단점 A에 전송한다. 마킹된 패킷 Rm은 인코딩 구성요소(302)에 의해 검출되는데, 이는 통신 세션(316)을 식별하는 미리 저장된 정보를 갱신하여 패킷을 종단점 A에 송신한다. 인코딩 구성요소(302)는 패킷을 종단점 A에 전송하기 전에 마크를 선택적으로 제거할 수 있다. 종단점 A가 종단점 B로 향하는 또 다른 패킷 P2를 송신하는 경우, 인코딩 구성요소(302)는 통신 세션을 식별하는 미리 저장된 정보와 패킷 P2를 매칭(318)시킨다. 현재의 프로토콜에 따라 통신 가능한 인코딩 구성요소가 종단점 B에 제공되는 것을 인지하고서, 인코딩 구성요소(302)는 패킷 P2의 전송에 부가하여 "헬로(hello)" 메시지를 송신한다.
인코딩 구성요소(302)로부터 "헬로" 메시지를 수신하는 경우, 인코딩 구성요소(304)는 "헬로" 응답으로 응답한다. 그리고 나서 인코딩 구성요소(302)는 인코딩 구성요소(304)에 응답 확인("응답 ack")을 송신하고, 현재의 프로토콜을 사용하여 종단점 B로 향하는 데이터 패킷을 세그먼트 및 인코딩하는 것을 개시한다. 구성요소(304)가 구성요소(302)로부터 응답 확인을 수신하는 경우, 이것은 또한 종단점 A로 향하는 데이터 패킷을 세그먼트 및 인코딩하는 것을 개시하여 앞서 설명한 제2 데이터 유닛을 제공한다. 따라서 인코딩 구성요소(302, 304) 사이의 인코딩된 채널은 성공적으로 자동으로 검출 및 협상된다. 인코딩된 채널은 데이터와 제어 정보를 전달하는데 사용될 수 있다. 일단 인코딩된 채널이 현재의 프로토콜을 이용할 수 있는 2개의 인코딩 구성요소 사이에서 협상된 경우, 세그먼트 및/또는 인코딩된 메시지는 현재 송신 및 수신될 수 있다. 인코딩된 채널은 인코딩 구성요소가 임의의 부가적인 패킷을 수신하지 못하는 미리 결정된 타임아웃 기간이 경과할 때까지 활성 상태를 유지한다. 그리고 나서 양측은 인코딩된 채널을 해제한다. 두 종단점 사이에서 인코딩된 채널을 협상하는 다른 방법들 또한 구상된다. 예를 들면, 인코딩된 채널은 통신되는 종단점 사이에 이미 존재하는 제어 채널을 통하여 협상될 수 있다.
종단점과 구성요소(302, 304) 간의 모든 통신이 확정된 또는 기존의 통신 채널을 통하여 발생한다는 것을 주목해야 한다. 채널은 유니버설 데이터그램 프로토콜(Universal Datagram Protocol; UDP) 및 전송 제어 프로토콜(Transmission Control Protocol; TCP)과 같이 모두 IP를 이용하는 알려진 통신 프로토콜을 구현할 수 있다. 접속이 UDP 접속이면, 본 발명에 따른 메시지는 UDP 데이터 페이로드에 직접 삽입된다.
기존의 TCP 접속을 통하여 데이터를 송신하는 경우, 원 TCP 헤더는 시퀀스 넘버가 수정된 상태로 각 세그먼트에 첨부될 수 있다. 따라서, 소스 포트 및 목적지 포트는 동일한 상태를 유지한다. 제1 세그먼트에는 원 패킷의 시퀀스 넘버가 주어지지만, 후속 세그먼트에는 새로운 시퀀스 넘버가 제공된다. 본 바람직한 실시예에서, 인코딩된 또는 여분의 세그먼트는 그 관련된 세그먼트 중 하나의 시퀀스 넘버를 재 사용한다. 이것은 여분의 세그먼트가 재 전송된 패킷과 동일한 방식으로 방화벽을 통과할 수 있도록 한다. 데이터 오프셋 및 체크섬(checksum)은 변경되지 않지만, 플래그 또는 제어 비트는 초기 세그먼트를 제외한 모든 세그먼트에 대하여 수정된다. 비 세그먼트된 메시지(즉, 제어 메시지)에 대하여, 남아 있는 메시지 바이트는 수정된 TCP 헤더를 바로 뒤따른다. 세그먼트된 메시지에 대하여, 세그먼트 페이로드는, 예를 들면, 시리얼 넘버와 같은 식별 정보를 제공하여 세그먼트 및 다른 세그먼트와의 관계를 식별하고 원 패킷의 재조합을 가능하게 하도록 수정된 TCP 헤더를 뒤따른다.
이해하는 바와 같이, 상술한 바와 같이 마킹 또는 생성된 패킷은 변경되지 않은 상태로 방화벽 및 NAT(Network Address Translation) 해석기를 통과한다. 효과적으로, 인코딩된 채널은 인코딩 구성요소(302, 304) 사이에 제어 채널을 구축하고, 패킷은 방화벽 또는 NAT와 같은 임의의 중간 구성요소에 의해 인식 또는 도전 받지 않고 어느 한 단부로부터 통과할 수 있다.
도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 패킷의 세그먼테이션 및 인코딩을 설명한다. 설명을 단순화하기 위해서, 헤더는 원 패킷 및 세그먼트된 패킷으 로부터 생략되었다. 원 데이터 페이로드(400)는 본 발명에 따른 인코딩 구성요소에서 수신된다. 원 데이터 페이로드는 x 바이트를 갖고, n개의 세그먼트(402)로 세그먼트된다. n개가 x의 정수 인자로서 선택되는 경우, n개의 세그먼트 각각은 도시된 바와 같이 x/n개의 바이트를 갖는다. 또한, m개의 부가적인 세그먼트가 생성된다. 도 7에 도시된 예에서, m=1이고 부가적 또는 여분의 패킷(404)은 XOR 함수를 n개의 세그먼트 중 하나에 적용시킴으로써 생성된 패리티 세그먼트이다.
원 데이터 페이로드(400)를 균일한 세그먼트로 분할하는 것이 항상 가능하지 않거나 또는 바람직하지 않을 수도 있다. 예를 들면, 마지막 세그먼트를 채워서, 모든 세그먼트들이 n이 x 인자인 동일 길이가 되도록 보장할 필요가 있을 수도 있다. 예를 들면, 만약 x = 17이고 n = 2인 경우, x/n에 가장 근접한 정수 값은 9가 된다. 인자가 4 또는 8인 세그먼트 크기는 일반적으로 바람직하므로, 이 경우의 세그먼트 크기는 4보다 큰 다음 인자로 선택하거나 x/n (예를 들어, 12 바이트)와 동일하도록 선택된다. 도 8에 나타낸 바와 같이, 17 바이트의 원 데이터 페이로드(410)는 2개의 12 바이트의 세그먼트 페이로드(412, 414)로 세그먼트화 된다. 세그먼트 페이로드(412)는 원 데이터 페이로드(410)의 첫 번째 12 바이트를 포함하고, 세그먼트 페이로드(414)는 12 바이트가 선택적으로 채워진 원 데이터 페이로드(410)로부터 부가적인 5 바이트를 포함한다. 세그먼트(412)의 패리티 세그먼트인 또 다른 여분의 세그먼트(416)는 시퀀스에서 첫 번째 세그먼트를 형성한다. 단일의 원 패킷 또는 프레임에 관련된 모든 세그먼트들은 동일 시리얼 번호를 가지며 수신 단부에서 그들의 식별 및 재조합을 허용하게 되는 것을 유의해야 한다.
인코딩률은 n과 m에 의해 결정된다. 인코딩률은 미리 결정된 값(예를 들어, 도 8에 나타낸 바와 같이, n = 2, m = 1)으로 설정될 수 있으며, 또는 주어진 종단과 연관된 인코딩 구성 요소에서 말단을 이루는 모든 인코딩된 채널에 대한 관찰된 및/또는 보고된 네트워크 성능에 근거하여 조정될 수 있다. 네트워크 성능을 결정짓는 하나의 방법을 도 9와 관련하여 기술한다. 도 9에서, 종단점 A는 공용 네트워크(440) 상에서 종단점 B, C, 및 D와 통신하고 있다. 각각의 종단점들은 현재의 프로토콜에 따라서 통신하는 것이 가능하게 된다. 종단점 A와 연관된 인코딩 구성 요소(도시 생략)는 다른 종단점 각각으로부터의 수신 세그먼트에 겪는 손실을 연속적으로 모니터링한다. 인코딩 구성 요소는, 예를 들어 수신 실패한 세그먼트들을 계수한 수를 유지하거나, 다른 종단점들 각각에 그들 각 세션 동안 송신되는 재송신 요구 수를 셈함으로써, 이러한 손실들을 모니터링할 수 있다. 재송신 요구는 초과 결여 세그먼트가 시퀀스에서 검출될 때마다 종단점 A에 의해 송신될 수 있다. 종단점 A는 종단점 B, C, 및 C로부터 관찰된 네트워크 성능의 상세를 또한 수신할 수 있다. 이러한 방법을 적용하여, 종단점 A는 A-B 및 A-C의 접속이 양호한 것으로 판단하고 손실을 거의 없게 된다. 그러나, 수집된 성능 통계는, 접속 A-D는 손실이 많으며 종단점 A는 D로부터 손실이 높이지는 것을 나타낸다. 이는 A와 D사이 어디에서 손실(442)의 로컬 패킷이 있음을 의미한다. 종단점 A는 D로부터 손실이 높아지지만 평균적으로는 낮은 손실임을 D에게 보고한다. 이는 D로 하여금 그것의 인코딩율(예를 들어, n 및/또는 m을 감소 또는 증가)을 감소 또는 증가시켜서, 손실이 많은 채널이더라도, 패킷이 종단점 A에서 수신 세그먼트로부터 회복될 수 있는 기회를 향상시키게 된다.
상기의 예들은 일반적으로 종단점 사이에서의 양방향 통신에 관한 것으로, 인코딩된 채널의 협상이 가능하거나 바람직하다. 그러나, 본 발명은 이들의 성능을 가속시키기 위해 실질적으로 단방향 또는 스트리밍 애플리케이션에 사용할 수 있으며, 인코딩 구성 요소들 사이에서의 접속을 협상하는 것이 실행 불가능하거나 아니면 바람직하지 않은 그 밖의 애플리케이션에 사용할 수 있다. 이러한 애플리케이션에서는, 각 종단점과 연관된 인코딩 구성 요소들 사이에서 어떠한 협상도 필요로 하지 않는다. 인코딩된 채널은 호 신호 메시지를 인식함으로써 확립되고 후속 딥 패킷 분석은 통신 세션과 관련된 메시지가 인식되도록 한다.
예를 들어, 본 발명의 인코딩/디코딩 구성 요소는 스트리밍 위한 접속을 설정하고 모니터링하기 위하여 실시간 스트리밍 프로토콜(RTSP)의 스테이트풀(stateful) 성능에 유용하게 이용될 수 있다. RTSP 명령을 위한 디폴트 포트는 포트(554)이다. 그러므로, 본 발명의 인코딩 구성 요소들은 패킷 헤더가 RTSP 디폴트 포트로 향하는지 또는 유래하는지를 판단하기 위해 구문분석할 수 있으며, 이로써 RTSP 패킷을 식별하게 된다. 만일 RTSP 메시지가 검출될 경우, 이 메시지가 SETUP 요구, SETUP 응답, TEARDOWN 요구, 또는 일반 RTSP 응답을 포함하는지를 판단하기 위해 이 메시지는 구문분석될 수 있다. 사용자로부터의 SETUP 요구는 미디어 스트림 URL과 수신 RTP 데이터(오디오 또는 비디오)용 로컬 포트를 포함한다. RTSP 서버 응답은 선택된 파라미터들을 확인하고, 서버의 선택된 포트를 제공한다. RTSP 서버로부터의 응답을 구문분석함으로써, 인코딩 구성 요소들은 데이터 스트림에 할당된 RTSP 세션 식별, 메시지에 대한 RTSP 시퀀스 번호, 및 사용자 단말 및 RTSP 서버에 의해 세션에 할당되었던 RTP 포트들을 결정할 수 있다. 이와 같이, 스트림을 위한 인코딩된 채널은 인코딩 구성 요소들 사이에 설정될 수 있다. 그런 다음 클라이언트와 서버 사이의 시퀀스 데이터 유닛들이 딥 패킷 분석 등에 의해 해석될 수 있다. 포트들이 SETUP 응답에 설정된 것들과 일치할 경우, 상술한 바와 같이, 메시지는 인코딩된 채널을 구축하기 위해 어떠한 협상도 하지 않고, 세그먼테이션 및 인코딩, 또는 디코딩 및 재조합을 위해 인터셉트된다.
마찬가지로, H.323에 관하여는, 인코딩 구성 요소들은 H.323 호가 설정되고 있음을 나타내는 메시지에 대한 패킷을 분석할 수 있다. 예를 들어, 인코딩 구성 요소들은, 해당 H.323 세션에 사용될 피호출 및 호출자 데이터 포트를 식별하기 위하여, H.225/Q.931 호 설정 메시지 및/또는 H.245 협상 및 경로 설정 메지시에 대하여 검출 및 딥 패킷 분석을 행할 수 있다. 본 프로토콜에 따라서 인코딩된 채널은 상술한 바와 같은 데이터 흐름을 인터셉트되어 인코딩하여 설정할 수 있다.
이하의 설명에서는, 본 발명의 완전히 이해를 위해 제공하기 위해 많은 상세들을 기술한다. 그러나, 당업자는 이러한 특징적 상세들은 본 발명을 실행하기 위해 요구되는 것이 아님을 분명히 이해할 것이다. 그 밖의 경우, 본 발명을 불명료하지 않게 하기 위하여, 주지의 전기 구조 및 회로들은 블록도 형태로 나타내었다. 예를 들어, 본 명세서에 기재된 발명의 실시예가 소프트웨어 루틴, 하드웨어 회로, 펌웨어, 또는 이들의 조합으로서 실시되는지에 관하여는 특정 상세들이 제공되지 않았다.
발명의 실시예들은 기계 판독 가능한 매체(컴퓨터 판독 가능한 매체, 프로세서 판독 가능한 매체, 또는 컴퓨터가 판독 가능한 프로그램 코드를 내장한 컴퓨터 사용 가능한 매체로도 언급)에 저장된 소프트웨어 제품으로 나타낼 수도 있다. 기계 판독 가능한 매체는 자기 또는 광학적 유형적 표시 매체, 디스켓, 콤팩트 디스크 롬(CD-ROM), 메모리 장치(휘발성 또는 비휘발성), 또는 유사한 기록 메커니즘을 포함하는 전기 기록 매체 중 임의의 것에 적합하게 적용될 수 있다. 기계 판독 가능한 매체는 다양한 세트의 지시, 코드 시퀀스, 구성 정보, 또는 그 밖의 다른 데이터들을 포함할 수도 있으며, 이들은 실행시에 프로세서로 하여금 본 발명의 실시예에 따른 방법의 스텝들을 실행시키게 된다. 당업자는, 상기 발명을 실시하기 위해 필요한 그 밖의 지시 및 오퍼레이션들이 기계 판독 가능한 매체 상에 기록될 수도 있음을 유의해야 한다. 기계 판독 가능한 매체로부터 실행되는 소프트웨어는 상기 태스크들을 실행하기 위한 회로와 인터페이스 통신할 수도 있다.
본 발명의 상술한 실시예들은 단지 예시하기 위한 것이다. 본 명세서에 첨부된 청구범위에 의해서만 규정된 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한, 당업자에 의해 교체, 변형, 및 변경들이 특정 실시예에 영향을 미칠 수도 있다.
도 1은 본 발명이 실시될 수 있는 환경의 블록도.
도 2는 도 1에서 사용되는 서버 내의 구성요소를 예시하는 블록도.
도 3은 도 1에서 사용되는 또 다른 서버 내의 구성요소를 예시하는 블록도.
도 4는 제1 데이터 유닛이 수신되어 전송 네트워크로 전송하기 위한 제2 데이터 유닛으로 변환되는 경우에 실행되는 단계들을 예시하는 플로차트.
도 5는 제2 데이터 유닛이 전송 네트워크로부터 수신되어 최종 네트워크로 전송하기 위한 제1 데이터 유닛으로 변환되는 경우에 실행되는 단계들을 예시하는 플로차트.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 예시적인 시스템 및 접속 협상 프로토콜(connection negotiation protocol)을 예시하는 도면.
도 7은 본 발명에 따른 패킷의 일반적인 분할 및 인코딩을 예시하는 도면.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 패킷의 예시적인 분할 및 인코딩을 나타내는 도면.
도 9는 손실 통계가 결정될 수 있는 환경을 나타내는 도면.

Claims (10)

  1. 신뢰할 수 없는 네트워크를 통한 데이터 통신을 가속화하는 방법에 있어서,
    2개의 종단점 각각과 연관된 인코딩 구성요소를 통신에 제공하는 단계;
    상기 2개의 종단점 중 제1 종단점으로부터 발신되어 상기 2개의 종단점 중 다른 하나의 종단점으로 향하는 메시지를 검출하는 단계, 소스 IP 어드레스, 목적지 IP 어드레스, 패킷 내에 포함된 프로토콜, 및 소스와 목적지 포트를 저장하는 단계를 포함하는 통신 세션을 고유 식별하는 정보를 저장하는 단계, 상기 제1 종단점이 양쪽의 인코딩 구성요소에 알려진 프로토콜에 따라 데이터 패킷을 세그먼트 및 인코딩하도록 인에이블된다는 것을 나타내도록 상기 다른 하나의 종단점으로 향하는 메시지를 마킹하는 단계, 상기 마킹된 메시지를 상기 다른 하나의 종단점으로 전송하는 단계, 및 상기 인코딩 구성요소 사이에 통신 채널을 구축하기 위한 제어 메시지를 교환하는 단계에 의해, 상기 종단점 사이의 통신 세션을 위한 인코딩 구성요소 사이에 인코딩된 채널을 구축하는 단계;
    상기 인코딩 구성요소 중 하나에서 상기 통신과 관련된 데이터 패킷을 인터셉트하는 단계;
    상기 데이터 패킷의 헤더를 수정하는 단계, 및 수정된 헤더를 상기 인코딩된 데이터 세그먼트 각각에 첨부하는 단계를 포함하는, 상기 인코딩 구성요소 중 다른 하나에 송신하기 위한 인코딩된 데이터 세그먼트를 제공하도록 상기 데이터 패킷을 세그먼트 및 패키징하는 단계;
    상기 인코딩된 데이터 세그먼트 및 하나 이상의 여분의 인코딩된 세그먼트를 상기 인코딩된 채널을 통하여 상기 인코딩 구성요소 중 다른 하나에 송신하는 단계;
    수신된 인코딩 데이터 세그먼트에 기초하여 상기 인코딩 구성요소 중 다른 하나에서 상기 데이터 패킷을 디코딩 및 재조합(reassembling)하는 단계; 및
    상기 재조합된 데이터 패킷을 상기 인코딩 구성요소 중 다른 하나로부터 그 각각의 종단점으로 송신하는 단계
    를 포함하는, 신뢰할 수 없는 네트워크를 통한 데이터 통신의 가속화 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 메시지를 마킹하는 단계는 IP 헤더에서 옵션을 설정하는 단계; 또는 식별 필드를 알려진 값으로 설정하는 단계를 포함하는 것인, 신뢰할 수 없는 네트워크를 통한 데이터 통신의 가속화 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    미리 결정된 타임아웃 기간 내에 송신되는 부가적인 패킷이 없는 경우에 상기 인코딩된 채널을 해제(tearing down)하는 것을 더 포함하는 것인, 신뢰할 수 없는 네트워크를 통한 데이터 통신의 가속화 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 인코딩된 채널을 구축하는 단계는,
    상기 메시지가 상기 통신 세션에 관련되어 있는지, 그리고 상기 다른 하나의 종단점이 상기 양쪽의 인코딩 구성요소에 알려진 프로토콜에 따라 데이터 패킷을 세그먼트 및 인코딩하도록 인에이블되는 것을 나타내도록 마킹되었는지를 결정하는 단계; 및
    상기 인코딩 구성요소 사이에 통신 채널을 구축하기 위한 제어 메시지를 송신하는 단계
    를 더 포함하는 것인, 신뢰할 수 없는 네트워크를 통한 데이터 통신의 가속화 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 통신 세션은 실시간 스트리밍 프로토콜(RealTime Streaming Protocol; RTSP) 세션, 또는 H.323 프로토콜 세션인 것인, 신뢰할 수 없는 네트워크를 통한 데이터 통신의 가속화 방법.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 데이터 패킷을 세그먼트 및 패키징하는 단계는 동적으로 조정되는 인코딩률(encoding rate)에 따라 상기 데이터 패킷을 데이터 세그먼트로 세그먼트하는 단계를 포함하고, 상기 동적으로 조정되는 인코딩률은,
    복수의 통신 세션 각각에 대한 손실률을 모니터링하고,
    상기 각 통신 세션의 손실률에 따라 평균 손실률을 결정하고,
    상기 2개의 종단점 중 다른 하나가 그 인코딩률을 조정할 수 있도록 상기 통신 세션의 손실률 및 상기 평균 손실률을 상기 2개의 종단점 중 다른 하나에 전달함으로써 결정되는 것인, 신뢰할 수 없는 네트워크를 통한 데이터 통신의 가속화 방법.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 헤더를 수정하는 단계는 TCP 헤더의 시퀀스 넘버, TCP 헤더 플래그, 또는 TCP 헤더 내의 어전트 포인터(urgent pointer)를 수정하는 단계를 포함하는 것인, 신뢰할 수 없는 네트워크를 통한 데이터 통신의 가속화 방법.
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