KR102293001B1 - 컨텐츠 제공 및 캐싱 방법, 이를 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록매체 - Google Patents

컨텐츠 제공 및 캐싱 방법, 이를 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록매체 Download PDF

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Abstract

본 발명은 컨텐츠 제공 및 캐싱 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 네트워크 성능 및 비용에 대한 경제성을 고려하여 컨텐츠를 요청한 단말로 컨텐츠를 제공할 장치를 결정하거나 컨텐츠의 캐싱 여부를 결정할 수 있는 컨텐츠 제공 및 캐싱 방법, 이를 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 관한 것이다.
이를 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 컨텐츠 제공 방법은 컨텐츠 요청 노드에 인접하여 상기 컨텐츠 요청 노드와 통신을 수행하는 적어도 하나 이상의 이웃 노드와, 상기 컨텐츠 요청 노드 및 상기 이웃 노드와 연결된 네트워크 상에 위치하는 적어도 하나 이상의 네트워크 노드를 이용하며, 상기 컨텐츠 요청 노드에서 발생되는 특정 컨텐츠에 대한 요청을 확인하는 단계, 상기 이웃 노드 및 네트워크 노드 중 상기 컨텐츠를 캐싱하고 있는 노드를 확인하는 단계, 상기 컨텐츠를 캐싱하고 있는 노드가 적어도 둘 이상이면, 상기 컨텐츠 요청 노드와의 링크(link)별 네트워크 성능 및 비용에 대한 경제성을 고려하여 상기 컨텐츠를 캐싱하고 있는 노드 중 컨텐츠를 제공할 노드를 결정하는 단계 및 상기 컨텐츠를 제공할 노드에 의해 상기 컨텐츠 요청 노드로 컨텐츠가 제공되도록 제어하는 단계를 실행할 수 있다.

Description

컨텐츠 제공 및 캐싱 방법, 이를 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록매체{METHOD FOR PROVIDING OF CONTENT AND CACHING, RECORDING MEDIUM RECORDING PROGRAM THERFOR}
본 발명은 컨텐츠 제공 및 캐싱 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 네트워크 성능 및 비용에 대한 경제성을 고려하여 컨텐츠를 요청한 단말로 컨텐츠를 제공할 장치를 결정하거나 컨텐츠의 캐싱 여부를 결정할 수 있는 컨텐츠 제공 및 캐싱 방법, 이를 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시 예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
최근, 스마트폰(smart phone)과 같은 사용자의 단말 성능 향상 및 이동통신 기술의 발달에 따라 사용자는 언제 어디서나 단말을 통해 컨텐츠 제공자(CP; Content Provider)가 제공하는 웹 서버에 접속해 사진, 비디오, 오디오, 어플리케이션 등과 같은 다양한 컨텐츠를 이용할 수 있게 되었다.
그러나 컨텐츠 제공자(CP)가 제공하는 웹 서버의 수는 한정된 반면, 웹 서버에 접속하고자 하는 사용자는 급속히 증가하고 있어, 이로 인해, 데이터 손실, 병목 현상, 전송 지연, 데이터 끊김과 같은 불안전성 등 다양한 문제가 발생하게 되었다.
이러한, 문제를 해결하기 위해 도입된 것이 CDN(Content Delivery Network, 컨텐츠 전송 네트워크) 서비스이다.
CDN 서비스란 사진, 영화, 뮤직 비디오 등과 같은 다양한 종류의 컨텐츠를 사용자의 단말로 안정적으로 전달하기 위한 서비스로, 사용자의 단말로부터 멀리 어져 있는 컨텐츠 제공자의 웹 서버에 집중되어 있는 용량이 크거나 사용자의 요구가 빈번한 컨텐츠를 다수의 ISP(Internet Service Provider) 상호 접속점(PoP: Point of Presence)에 분산 배치된 캐시 서버, 특히 사용자의 단말 인근에 분산 배치된 캐시 서버에 미리 일부 또는 전부를 복사하여 저장한 다음, 사용자의 요구가 있을 경우, 해당 사용자와 가장 근접한 곳에 위치한 캐시 서버의 경로를 반환함으로써, 사용자 단말이 그 반환된 경로를 통해 해당 캐시 서버에 접속한 후, 컨텐츠를 제공받을 수 있도록 한 서비스를 의미한다.
이러한 CDN 서비스 제공에 있어서, 분산 배치된 다수의 캐시 서버 상에 컨텐츠를 효율적으로 분배하여 캐싱하는 컨텐츠 캐싱 기술 및 사용자의 단말의 요청에 따라 컨텐츠 제공 시 다수의 캐시 서버 중 최적의 캐시 서버를 선택하여 제공하는 요청 라우팅(Request routing) 기술은 CDN 서비스에서 중요한 이슈이다.
그런데 현재까지의 CDN 서비스에서의 컨텐츠 캐싱 및 요청 라우팅 기술은 단순히 네트워크의 성능적인 면(예컨대, 지연 시간)만을 고려하고 있다. 이러한 CDN 서비스에서의 컨텐츠 캐싱 및 요청 라우팅 기술이 네트워크의 성능을 개선시킨다 하더라도 경제성이 뒷받침되지 않는다면 실제 시스템에서의 활용 가능성은 상당히 낮을 수 밖에 없다.
또한, 경제성을 고려함에 있어서 단순히 통신사업자 입장에서의 경제성만을 고려하고 사용자 입장에서의 경제성을 고려하지 않거나 반대로 통신사업자 입장에서의 경제성을 고려하지 않고 사용자 입장에서의 경제성만을 고려한다면 이는 결과적으로 활용 가능성이 낮은 모델이 될 수 밖에 없다.
더 나아가 최근의 CDN 서비스는 단말간 통신(D2D; Device to Device) 등 다양한 기술 요소를 접목하여 보다 효율적인 서비스를 제공하고자 하는 시도가 이뤄지고 있다.
따라서, 다양한 통신 장치들을 포함하는 네트워크 환경에서 네트워크의 성능을 개선할 수 있는 CDN 서비스의 기술 구현은 물론 통신사업자 및 사용자 관점에서의 경제성을 동시에 고려할 수 있는 단말간 통신을 활용한 CDN 서비스에서의 컨텐츠 캐싱 및 요청 라우팅 기술의 개발이 시급하다.
한국공개특허 제10-2014-0066267호, 2014년 6월 2일 공개 (명칭: 모바일 게임에서의 컨텐츠 데이터 캐싱 방법 및 캐싱 시스템을 포함한 게임 서버, 및 모바일 단말)
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 특히, 네트워크 성능 및 비용에 대한 경제성을 고려하여 컨텐츠를 요청한 단말로 컨텐츠를 제공할 장치를 결정하거나 컨텐츠의 캐싱 여부를 결정할 수 있는 컨텐츠 제공 및 캐싱 방법, 이를 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록매체를 제공하는 데 목적이 있다.
그러나, 이러한 본 발명의 목적은 상기의 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 컨텐츠 제공 방법은 컨텐츠 요청 노드에 인접하여 상기 컨텐츠 요청 노드와 통신을 수행하는 적어도 하나 이상의 이웃 노드와, 상기 컨텐츠 요청 노드 및 상기 이웃 노드와 연결된 네트워크 상에 위치하는 적어도 하나 이상의 네트워크 노드를 이용한 컨텐츠 제공 방법에 있어서, 상기 컨텐츠 요청 노드에서 발생되는 특정 컨텐츠에 대한 요청을 확인하는 단계; 상기 이웃 노드 및 네트워크 노드 중 상기 컨텐츠를 캐싱하고 있는 노드를 확인하는 단계; 상기 컨텐츠를 캐싱하고 있는 노드가 적어도 둘 이상이면, 상기 컨텐츠 요청 노드와의 링크(link)별 네트워크 성능 및 비용에 대한 경제성을 고려하여 상기 컨텐츠를 캐싱하고 있는 노드 중 컨텐츠를 제공할 노드를 결정하는 단계; 및 상기 컨텐츠를 제공할 노드에 의해 상기 컨텐츠 요청 노드로 컨텐츠가 제공되도록 제어하는 단계;를 포함하여 이뤄질 수 있다.
이때, 상기 요청을 확인하는 단계 이후에, 상기 컨텐츠 요청 노드가 상기 컨텐츠를 캐싱하고 있는 지 여부를 판단하는 단계;를 더 포함하며, 상기 컨텐츠 요청 노드가 해당 컨텐츠를 캐싱하고 있지 않을 경우, 상기 컨텐츠를 캐싱하고 있는 노드를 확인하는 단계에서 상기 이웃 노드 및 네트워크 노드 중 상기 컨텐츠를 캐싱하고 있는 노드를 확인할 수 있다.
또한, 상기 네트워크 성능은 상기 컨텐츠 요청 노드가 이웃 노드로 컨텐츠를 요청했을 때 발생될 수 있는 평균 지연 시간과, 상기 네트워크 노드로 컨텐츠를 요청했을 때 발생될 수 있는 평균 지연 시간에 의해 결정될 수 있다.
또한, 상기 비용에 대한 경제성은 상기 컨텐츠 요청 노드가 이웃 노드로 컨텐츠를 요청했을 때 상기 컨텐츠 요청 노드로 통신 서비스를 제공하는 통신 사업자에 의해 발생되는 운영 비용 및 상기 통신 사업자가 상기 컨텐츠 요청 노드의 사용자로부터 징수하는 비용과, 상기 컨텐츠 요청 노드가 네트워크 노드로 컨텐츠를 요청했을 때 상기 통신 사업자에 의해 발생되는 비용 및 상기 통신 사업자가 상기 컨텐츠 요청 노드의 사용자로부터 징수하는 비용에 의해 결정될 수 있다.
이때, 상기 컨텐츠 요청 노드가 이웃 노드로 컨텐츠를 요청했을 때 발생되는 비용은 네트워크 노드로 상기 컨텐츠를 요청했을 때 발생되는 비용에 비해 적은 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 컨텐츠를 제공할 노드를 결정하는 단계는 상기 네트워크 성능 및 비용에 대한 경제성 간의 기 설정된 중요도 가중치를 적용하여 상기 컨텐츠를 제공할 노드를 결정할 수 있다.
또한, 상기 컨텐츠를 제공할 노드를 결정하는 단계는 각 링크별 네트워크 성능 및 비용의 경제성에 대해 최적의 값을 도출할 수 있도록 설계된 목적 함수에 따라 최적해를 도출하는 단계; 및 상기 도출된 최적해를 기초로 최적의 링크에 대응하는 노드를 컨텐츠를 제공할 노드로 결정하는 단계;를 포함하여 이뤄질 수 있다.
이때, 상기 제어하는 단계 이후에, 상기 컨텐츠를 제공할 노드 또는 상기 컨텐츠 요청 노드 일정 반경 내 다른 이웃 노드가 존재하는 경우, 상기 다른 이웃 노드에 해당 컨텐츠가 캐싱되어 있는 지 여부를 판단하는 단계; 및 상기 판단 결과, 해당 컨텐츠를 캐싱하고 있지 않을 경우, 상기 다른 이웃 노드에 해당 컨텐츠를 캐싱할 지 여부를 결정하는 단계;를 더 포함하여 이뤄질 수 있다.
또한, 상기 제어하는 단계 이후에, 상기 컨텐츠를 제공할 노드로부터 상기 컨텐츠 요청 노드로 상기 컨텐츠를 제공 시, 인접하는 네트워크 노드가 존재하는 경우, 상기 네트워크 노드에 해당 컨텐츠가 캐싱되어 있는 지 여부를 판단하는 단계; 및 상기 판단 결과, 해당 컨텐츠를 캐싱하고 있지 않을 경우, 상기 네트워크 노드에 해당 컨텐츠를 캐싱할 지 여부를 결정하는 단계;를 더 포함하여 이뤄질 수 있다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 컨텐츠 캐싱 방법은 컨텐츠 요청 노드에 인접하여 상기 컨텐츠 요청 노드와 통신을 수행하는 적어도 하나 이상의 이웃 노드와, 상기 컨텐츠 요청 노드 및 상기 이웃 노드와 연결된 네트워크 상에 위치하는 적어도 하나 이상의 네트워크 노드를 이용한 컨텐츠 캐싱 방법에 있어서, 상기 컨텐츠 요청 노드로부터 특정 컨텐츠에 대한 요청이 발생할 것으로 예측하는 단계; 상기 컨텐츠 요청 노드, 상기 이웃 노드 및 네트워크 노드 각각에 대한 네트워크 성능 및 비용에 대한 경제성을 고려하여 해당 컨텐츠를 캐싱할 노드를 결정하는 단계; 및 상기 컨텐츠를 캐싱할 노드에서 해당하는 컨텐츠가 캐싱되도록 제어하는 단계;를 포함하여 이뤄질 수 있다.
추가로 본 발명은 상술한 바와 같은 방법을 실행하는 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체를 제공할 수 있다.
추가로 본 발명은 상술한 바와 같은 방법을 실행시키도록 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 저장되는 컴퓨터 프로그램을 통해 배포될 수 있다.
본 발명의 컨텐츠 제공 및 캐싱 방법, 이를 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 의하면, 네트워크 성능 및 비용에 대한 경제성을 고려하여 컨텐츠를 요청한 단말로 컨텐츠를 제공할 장치를 결정하거나 컨텐츠의 캐싱 여부를 결정함으로써, 사용자들은 저렴한 비용으로 보다 효율적인 방법으로 컨텐츠를 이용할 수 있게 된다.
또한, 본 발명에 의하면 통신사업자들 입장에서는 적은 비용으로 사용자들이 원하는 수준의 컨텐츠 서비스를 이용할 수 있는 환경을 제공할 수 있게 된다.
아울러, 상술한 효과 이외의 다양한 효과들이 후술될 본 발명의 실시 예에 따른 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시될 수 있다.
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 이부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시 예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 특징을 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 컨텐츠 제공 시스템을 설명하기 위한 구성도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 컨텐츠 제공 및 캐싱 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 서비스 제어 서버의 주요 구성을 도시한 구성도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 컨텐츠 캐싱 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 컨텐츠 제공 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 효과를 설명하기 위한 예시도이다.
본 발명의 과제 해결 수단의 특징 및 이점을 보다 명확히 하기 위하여, 첨부된 도면에 도시된 본 발명의 특정 실시 예를 참조하여 본 발명을 더 상세하게 설명한다.
다만, 하기의 설명 및 첨부된 도면에서 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 공지 기능 또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, 도면 전체에 걸쳐 동일한 구성 요소들은 가능한 한 동일한 도면 부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다.
이하의 설명 및 도면에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위한 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
또한, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하기 위해 사용하는 것으로, 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용될 뿐, 상기 구성요소들을 한정하기 위해 사용되지 않는다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다.
더하여, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급할 경우, 이는 논리적 또는 물리적으로 연결되거나, 접속될 수 있음을 의미한다. 다시 말해, 구성요소가 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속되어 있을 수 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있으며, 간접적으로 연결되거나 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
또한, 본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 본 명세서에서 기술되는 "포함 한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
아울러, 본 발명의 범위 내의 실시 예들은 컴퓨터 실행가능 명령어 또는 컴퓨터 판독가능 매체에 저장된 데이터 구조를 가지거나 전달하는 컴퓨터 판독가능 매체를 포함한다. 이러한 컴퓨터 판독가능 매체는, 범용 또는 특수 목적의 컴퓨터 시스템에 의해 액세스 가능한 임의의 이용 가능한 매체일 수 있다. 예로서, 이러한 컴퓨터 판독가능 매체는 RAM, ROM, EPROM, CD-ROM 또는 기타 광 디스크 저장장치, 자기 디스크 저장장치 또는 기타 자기 저장장치, 또는 컴퓨터 실행가능 명령어, 컴퓨터 판독가능 명령어 또는 데이터 구조의 형태로 된 소정의 프로그램 코드 수단을 저장하거나 전달하는 데에 이용될 수 있고, 범용 또는 특수 목적 컴퓨터 시스템에 의해 액세스 될 수 있는 임의의 기타 매체와 같은 물리적 저장 매체를 포함할 수 있지만, 이에 한정되지 않는다.
이하의 설명 및 특허 청구 범위에서, "네트워크" 또는 "통신망"은 컴퓨터 시스템들 및/또는 모듈들 간의 전자 데이터를 전송할 수 있게 하는 하나 이상의 데이터 링크로서 정의된다. 정보가 네트워크 또는 다른 (유선, 무선, 또는 유선 또는 무선의 조합인) 통신 접속을 통하여 컴퓨터 시스템에 전송되거나 제공될 때, 이 접속은 컴퓨터-판독가능매체로서 이해될 수 있다. 컴퓨터 판독가능 명령어는, 예를 들면, 범용 컴퓨터 시스템 또는 특수 목적 컴퓨터 시스템이 특정 기능 또는 기능의 그룹을 수행하도록 하는 명령어 및 데이터를 포함한다. 컴퓨터 실행가능 명령어는, 예를 들면, 어셈블리어, 또는 심지어는 소스코드와 같은 이진, 중간 포맷 명령어일 수 있다.
아울러, 본 발명은 퍼스널 컴퓨터, 랩탑 컴퓨터, 핸드헬드 장치, 멀티프로세서 시스템, 마이크로프로세서-기반 또는 프로그램 가능한 가전제품(programmable consumer electronics), 네트워크 PC, 미니컴퓨터, 메인프레임 컴퓨터, 모바일 전화, PDA, 페이저(pager) 등을 포함하는 다양한 유형의 컴퓨터 시스템 구성을 가지는 네트워크 컴퓨팅 환경에서 실시될 수 있다.
본 발명은 또한 네트워크를 통해 유선 데이터 링크, 무선 데이터 링크, 또는 유선 및 무선 데이터 링크의 조합으로 링크된 로컬 및 원격 컴퓨터 시스템 모두가 태스크를 수행하는 분산형 시스템 환경에서 실행될 수 있다. 분산형 시스템 환경에서, 프로그램 모듈은 로컬 및 원격 메모리 저장 장치에 위치될 수 있다.
아울러, 본 발명의 명세서에서 기술되는 컨텐츠 서버는 사용자 단말로 다양한 종류의 컨텐츠, 예컨대, 사진, 비디오, 오디오, 어플리케이션 등과 같은 컨텐츠를 제공하기 위한 것으로, 컨텐츠 제공자(CP; Content Provider)로부터 하나 이상의 컨텐츠를 제공받아 관리하고, 단말의 요청에 따라 해당되는 컨텐츠를 전송할 수 있으며, 바람직하게는 CDN 서비스를 제공하는 통신 사업자와 협약된 컨텐츠를 제공하게 된다. 이러한, 컨텐츠 제공 장치는 컨텐츠 제공자의 웹 서버(web server) 또는 웹 어플리케이션 서버(WAS; Web Application Server) 등을 예시할 수 있다.
또한, 본 발명의 컨텐츠는 네트워크 상에서 특정 주소(예컨대, URL)로 표현될 수 있는 것이라면 그 어떠한 것도 본 발명의 컨텐츠에 포함될 수 있다. 예컨대, 웹 사이트 전체도 하나의 URL로 표현되는 경우, 하나의 컨텐츠로써, CDN 서비스를 통해 배포될 수 있다.
한편, 본 발명의 명세서에서 기술되는 단말은 다양한 형태로 구현될 수 있다. 예를 들어, 스마트 폰(smart phone), 타블렛 PC(Tablet PC), PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), MP3 Player 등의 이동 단말기는 물론, 스마트 TV(Smart TV), 데스크탑 컴퓨터 등과 같은 고정 단말기가 사용될 수 있으며, 네트워크를 통해 컨텐츠 서버로 컨텐츠를 요청하고, 이를 수신하여 이용할 수 있는 사용자 단말이라면, 그 어떠한 단말도 본 발명의 단말로 적용 가능하다.
이러한 본 발명의 단말은 컨텐츠를 요청하고 제공하는 기능상의 관점에서 컨텐츠 요청 노드 및 이웃 노드로 구분될 수 있다. 컨텐츠 요청 노드는 특정 컨텐츠에 대한 제공을 요청하는 단말을 의미한다. 이웃 노드는 상기 컨텐츠 요청 노드의 일정 반경 내 인접하며 상기 컨텐츠 요청 노드와 근거리 무선 통신을 통해 단말간 통신이 가능한 단말을 의미한다. 여기서, 컨텐츠 요청 노드와 이웃 노드 간 이용할 수 있는 근거리 무선 통신 방식으로는 Bluetooth, Zigbee, UWB (Ultra-WideBand), ANT, Wi-Fi, NFC 등 다양한 근거리 통신 기술이 이용될 수 있다.
또한, 컨텐츠 요청 노드와 이웃 노드는 동일 사용자의 단말이 될 수 있으며, 서로 다른 사용자의 단말이 될 수도 있다. 더하여 상기 컨텐츠 요청 노드와 이웃 노드의 구분은 컨텐츠를 요청하고 제공하는 기능 상의 관점에서 분류한 것으로, 컨텐츠 요청 노드가 이웃 노드로 동작할 수 있으며, 이웃 노드가 컨텐츠 요청 노드로 동작할 수도 있다.
아울러, 본 발명의 컨텐츠 요청 노드 및 이웃 노드는 컨텐츠 캐싱을 위해 별도로 할당된 소정의 저장 공간인 캐시 장치를 포함하여 구성됨이 바람직하다.
한편, 본 발명의 명세서에서 기술되는 네트워크 노드는 단말과 접속망의 기지국 장치를 통해 연결되며, 기지국 장치를 경유하여 단말로 컨텐츠를 제공할 수 있는 네트워크 상에 분산 배치되는 장치를 의미한다. 본 발명의 네트워크 노드는 단말로 컨텐츠를 제공하기 위해 캐시 장치를 포함하여 구현될 수 있으며, 이때의 캐시 장치는 단말, 즉 컨텐츠 요청 노드 및 이웃 노드에 구비되는 캐시 장치에 비하여 고용량의 캐시 장치가 적용될 수 있다.
이러한 본 발명의 네트워크 노드는 기지국 장치의 역할을 수행할 수 있는 BS(Base Station), BTS(Base Transceiver Station), NodeB, eNodeB 등으로 구현될 수 있으며, BSC(Base Station Controller), RNC(Radio Network Controller)와 같은 기지국 제어기를 통해 구현될 수도 있다. 또한, 구현 방식에 따라 스위칭 장치, 라우터 등과 같이 단말의 네트워킹 접속을 지원하는 다양한 장치가 본 발명의 네트워크 노드로 적용될 수 있다. 또 다른 예를 들어, CDN 서비스에서 일반적으로 컨텐츠를 캐싱하고 있는 캐시 서버가 본 발명의 네트워크 노드로 동작할 수 있다.
다시 말해, 본 명세서에서 기술하는 네트워크 노드란 본 발명의 컨텐츠 요청 노드와 이웃 노드와 같은 사용자의 단말로 컨텐츠를 제공할 수 있는 장치를 의미하며, 이때의 컨텐츠 제공 방식은 단말간 통신이 아닌 단말이 접속한 접속망의 기지국 장치를 경유하여 단말로 컨텐츠를 제공하게 된다. 이러한 네트워크 노드는 컨텐츠 캐싱을 위한 캐시 장치를 포함하는 장치이다.
한편 본 발명의 명세서에서 별도의 구분 없이 단순히 노드라 지칭하는 경우, 이는 컨텐츠 요청 노드, 이웃 노드 및 네트워크 노드를 모두 포함하는 경우를 의미할 수 있다.
또한 본 발명의 노드는 그 동작에 따라 컨텐츠를 캐싱하고 있는 컨텐츠 캐싱 노드로 구분하여 지칭하도록 하며, 컨텐츠 캐싱 노드 중 특정 기준에 따라 결정되어 컨텐츠 요청 노드로 컨텐츠를 제공할 수 있는 노드를 컨텐츠 제공 노드로 구분하여 지칭하도록 한다.
이하, 본 발명의 실시 예에 따른 컨텐츠 제공 시스템에 대해 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 컨텐츠 제공 시스템을 설명하기 위한 구성도로, 설명의 편의를 위해 도 1a를 통해 일반적인 실시 예에 따른 컨텐츠 제공 시스템에 대해 먼저 설명하도록 하고, 도 1b를 통해 본 발명의 실시 예에 따른 컨텐츠 제공 시스템에 대해 설명하도록 한다.
먼저 도 1a를 참조하면, 일반적인 실시 예에 따른 컨텐츠 제공 시스템은 다수의 단말(100)로 컨텐츠 서버(200)를 대신하여 캐싱된 컨텐츠를 제공할 수 있는 다수의 캐시 서버(340)와 다수의 캐시 서버(340)를 제어하는 서비스 제어 서버(400)를 포함하여 구성될 수 있다.
먼저, 단말(100)은 사용자의 요청에 따라 네트워크를 구성하는 접속망(310) 및 코어망(320)을 거쳐 컨텐츠 서버(200)로 특정 컨텐츠를 요청하고, 컨텐츠 서버(200)로부터 제공되는 컨텐츠를 수신하여 이용할 수 있다.
이러한 단말(100)은 사용자로부터 특정 컨텐츠 요청에 대한 입력을 확인한다. 상기 특정 컨텐츠 요청은 사용자로부터 브라우저 등을 통해 특정 컨텐츠를 요청(request)하는 URL(Uniform Resource Locator) 등의 입력으로 이루어질 수 있다. 이후, 단말(100)은 DNS(Domain Name Server) 등의 네임서버에 액세스하여 해당 컨텐츠를 제공하는 컨텐츠 서버(200)의 주소 정보(IP address)를 획득한다. 그리고 나서, 단말(100)은 해당 컨텐츠 서버(200)로 컨텐츠 요청 메시지를 전송하고, 이에 대한 응답으로 컨텐츠 서버(200)가 제공하는 컨텐츠를 수신하여 이용할 수 있다. 이때, 단말(100)은 컨텐츠 서버(200)로부터 컨텐츠를 수신하여 이용할 수도 있으나, 네트워크 상의 분산 배치된 다수의 캐시 서버(340) 상에 컨텐츠가 캐싱되어 있다면, 해당 캐시 서버(340)로부터 컨텐츠를 수신하여 이용할 수도 있다.
컨텐츠 서버(200)는 단말(100)로 다양한 컨텐츠, 예컨대, 사진, 비디오, 오디오, 어플리케이션 등과 같은 다양한 컨텐츠를 제공하기 위한 것으로, 컨텐츠 제공자(CP; Content Provider)로부터 하나 이상의 컨텐츠를 제공받아 관리하며, 인터넷망(미도시), 코어망(320) 및 접속망(310)을 거쳐 다수의 단말(100)로 컨텐츠를 제공하는 역할을 수행할 수 있다.
네트워크 상에 분산 배치된 다수의 캐시 서버(340) 및 서비스 제어 서버(400)는 단말(100)과 컨텐츠 서버(200) 사이의 컨텐츠의 흐름을 제어하는 역할을 수행한다. 이때의 다수의 캐시 서버(340)는 접속망(310)과 코어망(320) 사이에 분산 배치될 수 있으며, 서비스 제어 서버(400)는 코어망(320) 및 인터넷망(미도시) 사이에 위치할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 단말(100)과 컨텐츠 서버(200) 사이의 컨텐츠 흐름을 제어할 수 있다면, 다수의 캐시 서버(340) 및 서비스 제어 서버(400)는 다양한 형태로 네트워크 상에 배치될 수 있다.
아울러, 캐시 서버(340)는 별도의 독립된 서버 형태로 구현될 수 있으나, 네트워크를 구성하는 여러 장치가 컨텐츠를 캐싱할 수 있는 캐시 장치를 포함하는 경우, 접속망(310) 내의 기지국(330)을 비롯하여, 스위칭 장치, 라우터 등 기존의 네트워크를 구성하는 여러 장치가 캐시 서버(340)로 동작할 수 있다.
한편, 다수의 캐시 서버(340)는 일반적인 실시 예에 따른 컨텐츠 전송을 수행하는 주 구성으로, 미러링 방식 또는 캐싱 방식을 포함하는 다양한 방식으로 컨텐츠 서버(200)로부터 서비스되는 컨텐츠를 기 설정된 컨텐츠 분산 정책에 따라 미리 컨텐츠의 일부 또는 전부를 저장하고 있다. 이때, 캐시 서버(340)는 컨텐츠를 일정한 크기 또는 유의미한 단위인 청크(Chunk) 단위로 분할하여, 캐싱하여 저장할 수 있다. 물론 이와 달리, 분할되지 않은 컨텐츠 데이터 전체를 캐싱하여 저장할 수도 있다.
이러한, 캐시 서버(340)는 단말(100)이 요청한 컨텐츠 요청 메시지(예컨대 HTTP GET 메시지) 또는 이에 대한 응답으로 컨텐츠 서버(200)로부터 전송되는 컨텐츠 응답 메시지(예컨대 HTTP RESPONSE 메시지)를 모니터링하여 검출할 수 있으며, 다수의 캐시 서버(340) 중 단말(100)이 요청한 컨텐츠를 미리 캐싱하고 있는 캐시 서버(340)가 컨텐츠 서버(200)를 대신하여 단말(100)로 컨텐츠를 전송할 수 있게 된다. 또한 캐시 서버(340)는 서비스 제어 서버(400)의 제어에 따라 특정 컨텐츠에 대한 캐싱 여부를 결정할 수도 있다.
서비스 제어 서버(400)는 네트워크 상에 분산 배치된 다수의 캐시 서버(340)의 관리 및 다수의 캐시 서버(340)에 의한 컨텐츠 전달 과정을 제어하는 것으로, 예컨대, 서비스 제어 서버(400)는 다수의 캐시 서버(340) 중 단말(100)이 요청한 컨텐츠를 미리 캐싱하고 있는 캐시 서버(340)를 확인하고, 확인된 캐시 서버(340)가 복수 개 존재하는 경우, 기 설정된 라우팅 정책에 따라 컨텐츠가 제공되도록 제어하는 역할을 수행할 수 있다. 또한 부하를 분산시키고 효율적으로 통신 자원을 분해하기 위해 복수 개의 단말(100)의 컨텐츠 요청에 따른 컨텐츠 제공 순서를 적절히 스케줄링(scheduling)할 수도 있다.
이러한 일반적인 컨텐츠 제공 시스템은 다수의 캐시 서버(340)에 컨텐츠를 분배 시 기 설정된 정책에 따라 분배하게 되며, 동일한 컨텐츠를 캐싱하고 있는 캐시 서버(340)가 다수 개 존재하는 경우, 최적의 캐시 서버(340)를 선택하여 컨텐츠를 단말(100)로 제공하게 된다. 여기서, 다수의 캐시 서버(340)에 컨텐츠를 분배할 때, 최적의 캐시 서버(340)를 선택할 때 고려되는 사항은 바로 네트워크 성능 향상이다. 일반적인 컨텐츠 제공 시스템은 성능 측면에서 최적의 효율을 낼 수 있는 알고리즘을 설정하고 이에 따라 동작하도록 설계되는 데, 경제적인 측면을 고려하지 못한다는 문제점이 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 컨텐츠 제공 시스템은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로 단순히 네트워크 성능 측면만을 고려하는 것이 아니라 경제적인 측면을 동시에 고려하여 컨텐츠 캐싱 정책 및 요청 라우팅 정책을 설정한다는 점에 그 특징이 있다.
이하, 본 발명의 실시 예에 따른 컨텐츠 제공 시스템의 개략적인 동작에 대해 도 1b를 참조하여 설명하기에 앞서, 도 1a에 도시된 네트워크에 분산 배치된 각 장치들은 설명의 편의를 위해 네트워크 노드로 지칭하도록 한다. 여기서, 네트워크 노드는 전술한 바와 같이 사용자의 단말(100)이 아닌 네트워크 상에 위치하는 장치를 의미하며, 특히 컨텐츠를 캐싱할 수 있는 캐싱 공간을 포함하는 장치로 적어도 하나 이상의 장치를 포함하는 개념이다.
또한 도 1b에서는 서비스 제어 서버(400)를 설명의 편의를 위해 네트워크 노드(300)에 연결되는 형태로 도시하였다.
아울러, 도 1b에서 확인할 수 있듯이 본 발명의 실시 예에 따른 컨텐츠 제공 시스템은 전술한 컨텐츠 제공 방식과 더불어 단말간 통신을 지원하며 동작할 수 있다. 즉, 기존의 일반적인 방식에서는 도 1a에 도시된 바와 같이, 단말(100)은 반드시 컨텐츠 서버(200)를 통해 컨텐츠를 제공받거나, 네트워크 상에 분산 배치된 어느 하나의 캐시 서버(450)를 통해 컨텐츠를 제공받았다면, 본 발명의 컨텐츠 제공 시스템은 단말간 통신 방식에 따라 컨텐츠를 보유하고 있는 다른 단말로부터 컨텐츠를 수신하여 이용할 수 있는 환경을 함께 지원한다. 이때, 컨텐츠를 보유하고 있는 다른 단말은 캐시 서버의 역할을 수행하며, 캐싱 정책에 따라 캐싱된 컨텐츠를 삭제하거나 관리하는 등의 동작을 수행할 수도 있다.
이러한 환경에서, 어느 하나의 단말(100)이 네트워크 노드(300)로 특정 컨텐츠를 요청할 수 있다. 여기서 특정 컨텐츠에 대한 요청은 전술한 바와 같이 해당 컨텐츠에 해당하는 컨텐츠 서버(200)로 전송될 수 있다. 이때, 본 발명의 실시 예에 따른 서비스 제어 서버(400)는 상기 단말(100)의 요청을 확인하고, 단말(100)이 요청한 컨텐츠를 캐싱하고 있는 장치를 확인한다. 여기서 컨텐츠를 캐싱하고 있는 장치는 단말(100) 자기 자신이 될 수 있고, 단말(100)의 일정 주변 내 위치하는 다른 단말이 될 수도 있으며, 네트워크 상에 위치하는 네트워크 노드(300)가 될 수도 있다. 그리고 서비스 제어 서버(400)는 컨텐츠를 캐싱하고 있는 장치가 둘 이상이면, 각 장치별 네트워크 성능 및 비용에 대한 경제성을 고려하여 컨텐츠를 제공할 장치를 결정하게 된다.
아울러, 본 발명의 실시 예에 따른 서비스 제어 서버(400)는 컨텐츠에 대한 실질적인 단말(100)의 요청이 발생되기 이전에, 컨텐츠 요청을 예측하고, 이에 따라 미리 컨텐츠를 분산 배치하여 해당 장치에서 캐싱되도록 제어하는 과정을 지원할 수 있다. 이때, 본 발명의 서비스 제어 서버(400)는 컨텐츠를 미리 캐싱할 장치를 전술한 바와 같이 네트워크 성능 및 비용에 대한 경제성을 고려하여 결정할 수도 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에서는 서비스 제어 서버(400)에 의해 상기 과정들이 이뤄질 수 있으나, 다른 실시 예에서는 단말(100)에서 직접 이뤄질 수도 있다. 이때, 컨텐츠를 요청한 단말(100)이 직접 주변 단말에 대한 정보 및 네트워크 노드(300)에 대한 정보를 수집하거나, 서비스 제어 서버(400)로부터 정보를 제공받아 직접 컨텐츠를 제공받거나 컨텐츠 캐싱 여부를 결정할 수 있다. 또한, 컨텐츠를 요청한 단말(100)의 주변 단말이 상기 과정에 대해 수행할 수도 있다.
이러한 본 발명의 실시 예에 대해 도 2 및 도 3을 참조하여 보다 구체적으로 설명하도록 하며, 본 발명의 다수의 캐시 서버(340)가 분산 배치되는 네트워크는 단말(100)과 컨텐츠 서버(200) 간의 정보의 송수신을 위한 통신망을 의미하는 것으로, 특히, 단일의 통신망 형태보다는 다양한 종류, 예컨대 인트라넷망, 이동통신망, 위성 통신망 등 다양한 종류의 유무선 통신 기술을 이용하여 구현된 통신망이 혼합된 형태일 수 있다.
여기서, 네트워크는 다수의 접속망(310) 및 코어망(320)을 포함하는 모바일 망과, 상기 모바일 망에 연결되는 공용망, 예컨대 인터넷망(미도시)을 포함하여 구성될 수 있다. 모바일 망을 구성하는 접속망(310)은 단말(100)과 유무선 통신을 수행하는 액세스 네트워크(access network)로, 예를 들어, BS(Base Station), BTS(Base Transceiver Station), NodeB, eNodeB 등과 같은 다수의 기지국(311a, 311b)과 BSC(Base Station Controller), RNC(Radio Network Controller)와 같은 기지국 제어기로 구현될 수 있다.
아울러, 본 발명의 접속망(310)은 또 다른 방식으로, 상기 기지국에 일체로 구현되어 있던 디지털 신호 처리부와 무선 신호 처리부를 각각 디지털 유니트(Digital Unit, 이하 DU라 함)과 무선 유니트(Radio Unit, 이하 RU라 함)으로 구분하여, 다수의 영역에 각각 다수의 RU(미도시)를 설치하고, 다수의 RU(미도시)를 집중화된 DU(미도시)와 연결하여 구성할 수도 있다.
또한, 접속망(310)와 함께 모바일 망을 구성하는 코어망(320)은 다수의 접속망(310)과 공용망, 예컨대 인터넷망(미도시)을 연결하는 역할을 수행한다. 코어망(320)은 앞서 설명한 바와 같이, 다수의 접속망(310) 간의 이동성 제어 및 스위칭 등의 이동통신 서비스를 위한 주요 기능을 수행하는 네트워크 시스템으로서, 서킷 교환(circuit switching) 또는 패킷 교환(packet switching)을 수행하며, 모바일 망 내에서의 패킷 흐름을 관리 및 제어한다. 또한, 코어망(320)은 주파수간 이동성을 관리하고, 다수의 접속망(310) 및 코어망(320) 내의 트래픽 및 다른 네트워크, 예컨대 인터넷망(미도시)과의 연동을 위한 역할을 수행할 수도 있다. 코어망(320)은 상술한 구성 이외도 MSC(Mobile Switching Center), HLR(Home Location Register), MME(Mobile Mobility Entity)와 HSS(Home Subscriber Server) 등을 더 포함하여 구성될 수도 있다.
또한, 인터넷망(미도시)은 TCP/IP 프로토콜에 따라서 정보가 교환되는 통상의 공개된 통신망, 즉 공용망을 의미하는 것으로, 유선, 무선, 광통신 기술 중 하나 이상을 통해 구축될 수 있으며, 인스턴트 메시지 서비스, 인터넷 포탈 서비스, 소셜 네트워크 서비스, 전자 상거래 서비스 등 다양한 서비스를 제공하는 컨텐츠 서버(200)와 연결되어 컨텐츠 서버(200)로부터 제공되는 컨텐츠를 코어망(320) 및 다수의 접속망(310)을 거쳐 단말(100)로 제공하는 과정을 지원할 수 있다.
반면, 모바일 망 상에서 송수신되는 모바일 패킷은 인터넷망(미도시)과는 다르게 GTP(GPRS Tunneling Protocol) 터널을 통해서 전송될 수 있다. 예를 들어, 단말(100)이 컨텐츠 서버(200)에서 제공하는 컨텐츠를 요청하는 컨텐츠 요청 메시지를 전송한다고 할 때, 단말(100)의 출발지 주소 정보(단말(100)의 IP 주소)와 목적지 주소 정보(컨텐츠 서버(200)의 IP 정보)를 포함하는 IP 패킷을 접속된 접속망(310)으로 전송하면, 접속망(310)의 기지국(330)은 상기 IP 패킷에 GTP 헤더, UDP 헤더, GTP 터널링을 위한 IP 헤더를 더 부가한 GTP 패킷으로 변환하여 코어망(320)으로 전달한다. 이때, GTP 헤더는 단말(100)에 할당된 터널링 식별 정보(TEID; Tunneling End poing ID), 기지국(330)의 식별 정보 등을 포함할 수 있다. 코어망(320)은 GTP 헤더, UDP 헤더 및 GTP 터널링을 위한 IP 헤더를 제거하고, 단말(100)이 전송한 원래의 IP 패킷을 인터넷망(미도시)를 통해서 컨텐츠 서버(200)로 전송할 수 있다.
다수의 접속망(310) 및 코어망(320) 사이에 스위칭 장치(320)를 통해 연결되는 캐시 서버(340)는 GTP 패킷을 확인하고, 이를 기초로, 선별된 트래픽만을 코어망(320)에 연결된 서비스 제어 서버(400)로 전달되도록 제어할 수 있게 된다.
이상으로 본 발명의 네트워크 구조에 대해 간략히 설명하였다. 본 발명의 실시 예에 따른 통신망은 모바일 망의 형태로 구현되는 것이 바람직하다. 그러나, 본 발명은 상술한 모바일 망에 한정되지 않고, 다른 통신망을 기반으로 한 컨텐츠 전송 서비스 시스템에도 적용 가능하다.
아울러, 본 발명의 통신망은 다수의 캐시 서버(340)와 결합되어, 하드웨어, 소프트웨어 등의 컴퓨팅 자원을 저장하고, 클라이언트가 필요로 하는 컴퓨팅 자원을 해당 단말기로 제공할 수 있는 클라우드 컴퓨팅망을 포함할 수 있다. 여기서, 클라우드 컴퓨팅이란 정보가 인터넷 상의 서버에 영구적으로 저장되고, 데스크톱, 태블릿 컴퓨터, 노트북, 넷북, 스마트폰 등의 클라이언트 단말기에는 일시적으로 보관되는 컴퓨터 환경을 의미하며, 클라우드 컴퓨팅은 이용자의 모든 정보를 인터넷 상의 서버에 저장하고, 이 정보를 각종 IT 기기를 통하여 언제 어디서든 이용할 수 있도록 하는 컴퓨터 환경 접속망을 의미한다. 이러한, 통신망(300)은 LAN(Local Area Network), WAN(Wide Area Network) 등의 폐쇄형 네트워크, 인터넷(Internet)과 같은 개방형 네트워크뿐만 아니라, CDMA(Code Division Multiple Access), WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access), GSM(Global System for Mobile Communications), 최근 주목 받고 있는 LTE(Long Term Evolution), EPC(Evolved Packet Core) 등의 네트워크와 향후 구현될 차세대 네트워크 및 클라우드 컴퓨팅 네트워크를 모두 포함하는 개념이다.
이하, 본 발명의 실시 예에 따른 컨텐츠 제공 방법 및 캐싱 방법에 대해 보다 더 구체적으로 설명하도록 한다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 컨텐츠 제공 및 캐싱 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 2를 참조하여 설명하기에 앞서, 본 발명의 단말(100)은 기능 상의 관점에서 컨텐츠 요청 노드 및 이웃 노드로 구분할 수 있다. 여기서 컨텐츠 요청 노드는 컨텐츠를 요청한 단말이다. 반면 이웃 노드는 상기 컨텐츠 요청 노드의 일정 반경 내 위치하고, 상기 컨텐츠 요청 노드와 근거리 무선 통신을 통해 단말간 통신을 수행할 수 있는 노드를 의미한다. 이때, 어느 하나의 컨텐츠 요청 노드에 대한 이웃 노드는 적어도 하나 이상이 될 수 있다.
또한, 컨텐츠 요청 노드 및 이웃 노드는 상호 간에 동일한 ISP(Internet Service Provider)에 연결되어 동일한 통신 커버리지 내에 위치할 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며 임의의 방식을 적용하여 상호 간에 단말간 통신이 가능한 상태라면 서로 다른 ISP에 연결될 수도 있다.
그리고 네트워크 노드(300)는 상기 컨텐츠 요청 노드 및 상기 컨텐츠 요청 노드의 적어도 하나 이상의 이웃 노드와 접속망의 기지국 장치를 경유하여 연결되며, 네트워크 상에 분산 배치되는 장치를 의미한다.
각각의 컨텐츠 요청 노드와 이웃 노드는 도면에서 실선으로 도시된 바와 같이 무선 통신에 의해 네트워크 노드(300)와 연결되며 이때의 연결을 설명의 편의를 위해 BS 링크(link)라 지칭한다. 이때, 각각의 BS 링크에는 각기 서로 다른 독립적인 무선 자원이 할당되며 서로 간의 간섭이 없는 것으로 가정한다.
그리고 컨텐츠 요청 노드와 적어도 하나 이상의 이웃 노드는 도면에서 점선으로 도시된 바와 같이 무선 통신을 통해 상호간 연결될 수 있으며 이때의 연결을 설명의 편의를 위해 D2D 링크라 지칭한다. 이때, 상기 D2D 링크 간에는 단말간 통신을 위해 할당된 제한된 무선 자원을 공유하기 때문에 서로 간의 간섭이 존재하는 것으로 가정한다.
또한, 네트워크 노드(300)는 상대적으로 큰 용량의 캐시 장치가 탑재되어 있고, 컨텐츠 요청 노드 및 이웃 노드는 상대적으로 제한된 용량의 캐시 장치가 탑재되어 있다고 가정한다. 이때 BS 링크 및 D2D 링크에서는 서로 다른 통신 프로토콜(protocol)에 의해 네트워킹이 이뤄질 수 있다.
즉, 본 발명의 구현 환경은 컨텐츠 요청 노드에 인접하여 상기 컨텐츠 요청 노드와 통신을 수행하는 적어도 하나 이상의 이웃 노드와, 상기 컨텐츠 요청 노드 및 상기 이웃 노드와 연결된 네트워크 상에 위치하는 적어도 하나 이상의 네트워크 노드를 포함하는 환경을 의미하게 되며, 이러한 환경에서 본 발명의 실시 예에 따른 컨텐츠 제공 및 캐싱이 이뤄질 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 컨텐츠 제공 및 캐싱이 이뤄지는 환경에서의 컨텐츠 서비스 절차에 대해 도 3을 참조하여 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 컨텐츠 서비스 절차를 설명하기 위한 예시도이다.
설명에 앞서, 도 3에 도시된 점선 화살표는 컨텐츠 요청 방향을 의미하며, 실선 화살표는 컨텐츠 제공 방향을 의미한다.
먼저 도 3a는 컨텐츠 요청 노드(100_1) 내부의 캐시 장치에 자신이 요청한 컨텐츠가 캐싱되어 있는 경우를 의미한다. 이 경우, 컨텐츠 제공의 경우 자기 자신에 컨텐츠를 저장하고 있으므로, 본 발명의 네트워크 성능 및 비용에 대한 경제성을 고려하여 컨텐츠 제공 노드를 결정하는 과정이 이뤄지지 않는다. 반면, 컨텐츠 캐싱의 경우 컨텐츠 요청이 일어날 것으로 예측하고, 네트워크 성능 및 비용에 대한 경제성을 고려하여 자신이 컨텐츠를 캐싱할 필요가 있는 것으로 판단되면, 컨텐츠를 전달받아 캐싱할 수 있다.
도 3b는 컨텐츠 요청 노드(100_1)가 특정 컨텐츠를 요청하여 인접한 이웃 노드(100_2)로부터 컨텐츠를 제공받아 이용할 수 있는 경우를 의미한다. 이때, 이웃 노드(100_2)가 컨텐츠를 캐싱하고 있는 상태를 D2D 히트(D2D hit)라 지칭할 수 있으며 이웃 노드(100_2)는 컨텐츠 요청 노드(100_1)의 요청에 따라 또는 네트워크 노드(300)와 연결되는 서비스 제어 서버(100_2)의 제어에 따라 컨텐츠 요청 노드(100_1)로 컨텐츠를 제공할 수 있다. 또한 구현 방식에 따라 이웃 노드(100_2)가 직접 자신이 컨텐츠 요청 노드(100_1)의 컨텐츠 제공 노드로써 동작할 수 있는 지 여부를 판단하여 컨텐츠 요청 노드(100_1)로 컨텐츠를 제공할 수도 있다.
아울러, 본 발명의 이웃 노드(100_2)는 해당하는 컨텐츠를 캐싱하고 있지 않을 경우 컨텐츠 요청 노드(100_1)의 요청을 자신과 이웃하고 있는 자신의 이웃 노드로 전달하고, 이웃 노드로부터 컨텐츠를 제공받아 캐싱한 후 이를 컨텐츠 요청 노드(100_1)로 전달할 수도 있다.
도 3c는 컨텐츠 요청 노드(100_1)가 특정 컨텐츠를 요청하여 네트워크를 통해 연결된 네트워크 노드(300)로부터 제공받는 경우를 의미한다. 이를 BS 히트(BS hit)라 지칭한다. 이때, 네트워크 노드(300)와 컨텐츠 요청 노드(100_1) 간 링크끼리는 링크 간의 서로 간의 간섭이 없으며, 링크의 자원이 허용되는 만큼의 컨텐츠 패킷을 일정하게 서비스할 수 있다.
이러한 컨텐츠 서비스 절차에 있어서, 본 발명의 실시 예에 따른 컨텐츠 제공 방법은 컨텐츠 요청 노드(100_1)로부터의 특정 컨텐츠에 대한 요청이 확인되면, 상기 컨텐츠 요청 노드(100_1)의 이웃 노드(100_2) 및 네트워크 노드(300) 중 상기 컨텐츠를 캐싱하고 있는 노드를 확인하고, 상기 컨텐츠를 캐싱하고 있는 노드가 적어도 둘 이상이면, 각 노드별 네트워크 성능 및 비용에 대한 경제성을 고려하여 상기 컨텐츠를 캐싱하고 있는 노드 중 컨텐츠를 제공할 노드를 결정하여 상기 컨텐츠를 제공할 노드에 의해 상기 컨텐츠 요청 노드(100_1)로 컨텐츠가 제공될 수 있다.
더하여, 본 발명의 실시 예에 따른 컨텐츠 제공 방법이 서비스 제어 서버(400)에 의해 이뤄지는 경우, 컨텐츠 요청 노드(100_1)로부터의 특정 컨텐츠에 대한 요청이 확인되면, 서비스 제어 서버(400)는 컨텐츠 요청 노드(100_1)의 자기 자신, 이웃 노드(100_2) 및 네트워크 노드(300) 중 어느 노드에 해당 컨텐츠가 캐싱되어 있는 지 여부를 판단하여 이후의 절차를 진행할 수 있다. 반면, 본 발명의 실시 예에 따른 컨텐츠 제공 방법이 컨텐츠 요청 노드(100_1)에서 이뤄지거나 구현 방식에 따라 컨텐츠 요청 노드(100_1)가 해당 컨텐츠를 캐싱하고 있지 않은 것으로 판단될 경우에만 이웃 노드(100_2) 및 네트워크 노드(300) 중 어느 노드에 해당 컨텐츠가 캐싱되어 있는 지 여부를 판단하여 이후의 절차를 진행할 수도 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 컨텐츠 캐싱 방법은 컨텐츠 요청 노드(100_1)로부터 특정 컨텐츠에 대한 요청이 발생할 것으로 예측되면, 상기 컨텐츠 요청 노드(100_1), 상기 이웃 노드(100_2) 및 네트워크 노드(300) 각각에 대한 네트워크 성능 및 비용에 대한 경제성을 고려하여 해당 컨텐츠를 캐싱할 노드를 결정할 수도 있다.
이러한 본 발명의 실시 예에 따른 컨텐츠 제공 및 캐싱 방법은 컨텐츠 요청 노드(100_1) 및 이웃 노드(100_2)와 같은 단말(100)에서 직접 이뤄질 수 있으며, 네트워크 노드(300)와 연결되는 서비스 제어 서버(400)에 의해 이뤄질 수도 있다.
이하의 설명에서는 본 발명의 실시 예에 따른 컨텐츠 제공 및 캐싱 방법이 서비스 제어 서버(400)에 의해 이뤄지는 것을 가정하여 설명하도록 한다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니며 컨텐츠를 요청한 단말 또는 컨텐츠를 요청한 단말의 이웃 단말에서 의해 이뤄질 수 있음을 유의해야 한다.
이하, 본 발명의 실시 예에 따른 서비스 제어 서버(400)의 주요 구성 및 동작에 대해 설명하도록 한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 서비스 제어 서버의 주요 구성을 도시한 구성도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 서비스 제어 서버(400)는 통신 모듈(410), 제어 모듈(420) 및 저장 모듈(430)을 포함하여 구성될 수 있다.
각 구성 요소에 대해 보다 구체적으로 설명하면, 먼저, 통신 모듈(410)은 네트워크 상의 송수신되는 패킷을 모니터링하는 역할을 수행할 수 있다. 특히, 본 발명의 통신 모듈(410)은 단말(100)이 컨텐츠 서버(200)로 전달하는 컨텐츠 요청을 모니터링하여 확인할 수 있다. 또한, 컨텐츠 서버(200)로부터 단말(100)로 전달되는 컨텐츠를 모니터링하여 확인할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예에 따른 통신 모듈(410)은 네트워크 상에 분산 배치된 각종 장치, 예컨대 캐시 서버(340)와 정보를 송수신하는 역할을 수행할 수 있다.
특히, 본 발명의 실시 예에 따른 통신 모듈(410)은 컨텐츠 요청을 확인하고, 이에 따라 제어 모듈(420)을 통해 결정되는 정보, 예를 들어 컨텐츠를 제공할 노드가 결정되면 컨텐츠를 제공할 노드에게 단말(100)로 컨텐츠를 제공하라는 제어 정보를 전송하거나, 컨텐츠를 요청한 단말(100)로 해당 컨텐츠 제공 노드의 정보를 전달하여 단말(100)이 해당 노드로 컨텐츠 요청을 직접 전달하여 이용할 수 있는 과정을 지원할 수 있다.
제어 모듈(420)은 본 발명의 실시 예에 따른 서비스 제어 서버(400)의 전반적인 동작을 제어하는 것으로서, 특히, 본 발명의 실시 예에 따른 제어 모듈(420)은 컨텐츠 캐싱(A) 및 컨텐츠 제공(B) 기능을 수행할 수 있다. 여기서, 컨텐츠 캐싱(A)은 컨텐츠 요청에 따라 컨텐츠를 캐싱할 수 있는 노드를 정하기 위한 과정으로, 본 발명의 제어 모듈(420)은 노드별 네트워크 성능 및 비용에 대한 경제성을 고려하여 컨텐츠를 캐싱하고 있는 노드를 결정하고 해당 노드로 컨텐츠가 제공되는 과정을 지원할 수 있다.
반면, 컨텐츠 제공(B)은 단말(100)에서 컨텐츠 요청이 발생되면, 단말(100)이 요청한 컨텐츠를 캐싱하고 있는 노드를 확인하고, 컨텐츠를 캐싱하고 있는 노드가 적어도 둘 이상이면, 노드별 네트워크 성능 및 비용에 대한 경제성을 고려하여 컨텐츠를 캐싱하고 있는 노드 중 컨텐츠를 제공할 노드를 결정하고, 결정된 컨텐츠를 제공할 노드에 의해 단말(100)로 컨텐츠가 제공되도록 하는 과정을 지원할 수 있다.
이러한 본 발명의 제어 모듈(420)에서의 보다 구체적인 동작은 후술하여 설명하도록 한다.
반면, 저장 모듈(430)은 본 발명의 실시 예에 따른 동작을 수행하기 위한 다양한 정보를 저장하는 것으로서, 예컨대, 컨텐츠 DB를 저장하고 관리할 수 있으며, 컨텐츠 식별 정보, 상기 컨텐츠에 대항 청크 식별 정보, 캐시 서버(340)에 대한 정보, 단말(100)에 대한 정보 등 다양한 정보를 저장하고 관리할 수 있다. 이러한 저장 모듈(430)은 서비스 제어 서버(400) 내의 일 모듈 형태로 구현될 수 있으나, 구현 방식에 따라 저장 데이터베이스 서버 형태로 구현될 수도 있다.
이상으로 본 발명의 실시 예에 따른 서비스 제어 서버(400)의 주요 구성 및 동작 방법에 대해 설명하였다.
본 발명의 실시 예에 따른 서비스 제어 서버(400)를 비롯한 캐시 서버(340)는 하드웨어적으로는 통상적인 웹서버(Web Server) 또는 네트워크 서버와 동일한 구성을 할 수 있다. 그러나, 소프트웨어적으로는 C, C++, Java, Visual Basic, Visual C 등과 같은 언어를 통하여 구현되는 프로그램 모듈(Module)을 포함한다.
한편, 본 발명의 각 장치에 탑재되는 메모리는 그 장치 내에서 정보를 저장한다. 일 구현예의 경우, 메모리는 컴퓨터로 판독 가능한 매체이다. 일 구현 예에서, 메모리는 휘발성 메모리 유닛 일 수 있으며, 다른 구현예의 경우, 메모리는 비휘발성 메모리 유닛 일 수도 있다. 일 구현예의 경우, 저장장치는 컴퓨터로 판독 가능한 매체이다. 다양한 서로 다른 구현 예에서, 저장장치는 예컨대 하드디스크 장치, 광학디스크 장치, 혹은 어떤 다른 대용량 저장장치를 포함할 수도 있다.
아울러, 본 발명의 실시 예에서 사용되는 '~모듈'이라는 용어는 소프트웨어 구성요소를 의미하며, '~모듈'은 어떤 역할들을 수행한다. 일 예로서 '~모듈'은 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 또한, 구성요소들과 '~모듈'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~모듈'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~모듈'들로 더 분리될 수 있다.
비록 본 명세서와 도면에서는 예시적인 장치 구성을 기술하고 있지만, 본 명세서에서 설명하는 기능적인 동작과 주제의 구현물들은 다른 유형의 디지털 전자 회로로 구현되거나, 본 명세서에서 개시하는 구조 및 그 구조적인 등가물들을 포함하는 컴퓨터 소프트웨어, 펌웨어 혹은 하드웨어로 구현되거나, 이들 중 하나 이상의 결합으로 구현 가능하다. 본 명세서에서 설명하는 주제의 구현물들은 하나 이상의 컴퓨터 프로그램 제품, 다시 말해 본 발명에 따른 장치의 동작을 제어하기 위하여 혹은 이것에 의한 실행을 위하여 유형의 프로그램 저장매체 상에 인코딩된 컴퓨터 프로그램 명령에 관한 하나 이상의 모듈로서 구현될 수 있다. 컴퓨터로 판독 가능한 매체는 기계로 판독 가능한 저장 장치, 기계로 판독 가능한 저장 기판, 메모리 장치, 기계로 판독 가능한 전파형 신호에 영향을 미치는 물질의 조성물 혹은 이들 중 하나 이상의 조합일 수 있다.
이하, 본 발명의 실시 예에 따른 컨텐츠 제공 방법 및 캐싱 방법에 대해 설명하도록 한다.
도면을 참조하여 설명하기에 앞서, 본 발명의 실시 예에 따른 단말(100)은 도 2 및 도 3을 통해 설명한 것과 같이 동작 주체의 관점에서 컨텐츠를 요청하는 컨텐츠 요청 노드 및 인접하는 이웃 노드로 지칭하여 설명하도록 한다. 이때, 이웃 노드는 또 다른 컨텐츠 요청 노드로 동작할 수 있으며 컨텐츠 요청 노드는 다른 노드의 이웃 노드로 동작할 수도 있다. 아울러, 상기 컨텐츠 요청 노드에 인접하는 이웃 노드는 적어도 하나 이상이 존재할 수 있으며, 이때의 컨텐츠 요청 노드와 이웃 노드는 상호 간의 무선 통신이 가능한 상태이며, 컨텐츠 요청 노드 및 이웃 노드는 컨텐츠를 캐싱할 수 있는 캐시 장치를 포함할 수 있다.
또한, 전술한 바와 같이 상기 컨텐츠 요청 노드 및 이웃 노드가 접속망을 통해 연결되는 네트워크 상에 분산 배치되며 캐싱할 수 있는 캐시 장치를 포함하는 장치를 설명의 편의를 위해 네트워크 노드로 지칭하여 설명하도록 한다.
이때, 컨텐츠를 캐싱하고 있는 노드는 편의 상 컨텐츠 캐싱 노드로 지칭하며, 컨텐츠 캐싱 노드 중 컨텐츠를 제공할 노드로 결정된 노드는 컨텐츠 제공 노드로 지칭하여 설명하도록 한다.
먼저, 본 발명의 실시 예에 따른 컨텐츠 캐싱 방법에 대해 설명하도록 한다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 컨텐츠 캐싱 방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 실시 예에 따른 컨텐츠 캐싱 방법은 사용자의 단말인 컨텐츠 요청 노드 및 이웃 노드에서 직접 수행될 수 있다. 예컨대, 필요한 정보를 서비스 제어 서버(400)를 통해 수신하거나 직접 수집하여 이를 기초로 컨텐츠 캐싱을 위한 정보들을 결정할 수 있다. 한편 본 발명의 실시 예에 따른 컨텐츠 캐싱 방법은 서비스 제어 서버(400)에 의해 수행될 수 있으며, 이하의 설명에서는 서비스 제어 서버(400)의 관점에서 본 발명의 동작을 기술하도록 하나 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 컨텐츠 캐싱 방법은 프로그램 형태로 배포되어 해당 프로그램을 구동할 수 있는 장치라면 그 어떠한 장치에서도 구현 가능함에 유의해야 한다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 서비스 제어 서버(400)는 도 4를 통해 설명한 바와 같이 컨텐츠 캐싱(A) 기능을 제어 모듈(420)이 수행할 수 있다. 여기서, 컨텐츠 캐싱(A) 기능은 도 5에 도시된 바와 같이 기능 상의 관점에서 컨텐츠 요청 확인부(421), 컨텐츠 요청 정보 수집부(422), 컨텐츠 캐싱 최적화 계산부(423) 및 컨텐츠 캐싱 결정부(424)를 포함하여 동작할 수 있다.
이러한 컨텐츠 캐싱(A) 기능은 도 6에 도시된 바와 같은 순으로 동작할 수 있는데, 먼저, 컨텐츠 요청 확인부(421)는 컨텐츠 요청 노드에서 발생되는 특정 컨텐츠에 대한 요청을 확인하는 역할을 수행한다(S101). 여기서, 컨텐츠에 대한 요청은 실제로 컨텐츠 요청 노드에서 발생된 컨텐츠에 대한 요청이 될 수 있으며, 실제로 컨텐츠 요청 노드에서 컨텐츠에 대한 요청이 발생되지 않았으나, 컨텐츠에 대한 요청이 발생될 것이라는 예측된 요청이 될 수도 있다.
다시 말해, 본 발명의 컨텐츠 캐싱(A)은 컨텐츠 요청 노드에서 컨텐츠 요청이 실제 발생되었을 때, 컨텐츠를 캐싱하고 있는 컨텐츠 캐싱 노드가 상기 컨텐츠를 컨텐츠 요청 노드로 제공함과 동시에, 해당 경로 상에 위치하거나 일정 반경 내 위치하는 다른 노드가 해당 컨텐츠를 캐싱하고 있지 않을 경우, 해당 컨텐츠의 캐싱 여부를 결정하는 과정이 될 수 있다. 또한, 본 발명의 컨텐츠 캐싱(A)은 컨텐츠 요청 노드에서 컨텐츠 요청이 실제 발생되지는 않았으나, 미리 복수 개의 노드에 컨텐츠를 캐싱하도록 제어하는 컨텐츠 배치를 결정하는 과정이 될 수 있다. 실제로 컨텐츠 요청이 발생되었을 때의 컨텐츠 캐싱에 대해서는 후술하도록 하며, 이하에서는 예측된 컨텐츠 요청이 발생된 경우를 중심으로 설명하도록 한다.
본 발명의 서비스 제어 서버(400)의 컨텐츠 요청 확인부(421)는 컨텐츠 요청 노드에서 컨텐츠에 대한 예측된 요청을 확인하면, 컨텐츠 요청 정보 수집부(422)는 컨텐츠 요청 정보와 관련된 모든 정보를 수집한다(S103).
S103 단계에 대해 보다 구체적으로 설명하면, 컨텐츠 요청이 특정 지역에 위치한 컨텐츠 요청 노드로부터 발생될 것으로 예측되면, 서비스 제어 서버(400)는 해당 지역에 위치하는 네트워크 노드(300)에 대한 정보를 수집한다. 여기서 네트워크 노드(300)는 도 1a에 도시된 바와 같이 해당 지역의 커버리지를 관할하는 기지국(330)이 될 수 있으며, 해당 기지국(330) 인근의 캐시 서버(340)가 될 수 있다.
반면, 컨텐츠 요청이 특정 연령대의 사용자 컨텐츠 요청 노드에서 발생될 것으로 예측되면, 서비스 제어 서버(400)는 해당 연령대의 컨텐츠 요청 노드에 대한 정보를 수집한다. 여기서 수집된 컨텐츠 요청 노드가 복수 개일 수도 있다.
이러한, 예측 과정은 공지된 다양한 예측 알고리즘에 따라 동작할 수 있으며, 컨텐츠 요청 정보 수집 과정(S103)은, 예측 알고리즘에 따라 연관된 노드에 대한 정보를 수집하는 과정, 후술하는 절차를 수행하기 위해 필요한 정보를 수집하는 과정이 될 수 있다. 아울러 컨텐츠 요청 정보 수집 과정은 해당 정보를 저장하고 관리하는 복수 개의 서버(예컨대, 홈 가입자 서버, 빅 데이터 베이스 서버)와의 연동을 통해 이뤄질 수 있다.
이후, 본 발명의 서비스 제어 서버(400)의 컨텐츠 캐싱 최적화 계산부(423)는 S103 단계에서 수집된 정보를 기초로 네트워크 성능 및 경제성을 고려하여 컨텐츠 캐싱 최적화를 계산하게 된다(S105).
보다 구체적으로 설명하면, 컨텐츠 캐싱 최적화 계산부(423)는 수집된 각 노드별 네트워크 성능 및 비용에 대한 경제성을 고려하여 기 정의된 하기의 <수학식 1>의 목적함수(objective function)을 정수선형계획법(integer linear programming)에 의해 모델링하여 각각의 노드에 대한 캐싱 및 요청 라우팅의 최적해를 도출하게 된다.
Figure 112016020906266-pat00001
상기 <수학식 1>에서,
Figure 112016020906266-pat00002
의 부분은 D2D 히트를 의미한다. 여기서 D2D 히트는 컨텐츠 요청 노드 내에 해당 컨텐츠가 히트될 수 있는 상황을 포함하여 고려한다. 그리고
Figure 112016020906266-pat00003
의 부분은 BS 히트를 의미한다.
이때, 상기 목적함수의 제약조건(constraints)은 컨텐츠 요청 노드와 인접하는 이웃 노드 간의 단말간 통신은 단일 홉에서만 가능하고, 컨텐츠 요청은 해당 컨텐츠를 캐싱하고 있는 노드에게만 라우팅이 가능하며, 컨텐츠 요청 노드 및 이웃 노드와 같이 단말간 통신(D2D)이 가능한 노드는 서로 간의 활성화될 수 있는 단일의 인터페이스를 포함하고 있으며, 컨텐츠 요청 노드 및 이웃 노드와 같이 단말간 통신(D2D)이 가능한 노드의 캐시 장치 저장 공간은 유한하며, 이들 노드 간의 할당된 무선 자원도 유한하며, 요청된 컨텐츠는 어떻게든 사용자에게 서비스된다는 제약 조건 하에 동작할 수 있다.
상기 <수학식 1>의 각 파라미터에 대해 보다 더 구체적으로 설명하면,
Figure 112016020906266-pat00004
는 단말간 통신이 가능한 컨텐츠 요청 노드 및 이웃 노드(단말 노드, D2D 노드)를 모두 포함하는 것을 의미하며,
Figure 112016020906266-pat00005
는 컨텐츠 집합을 의미한다.
Figure 112016020906266-pat00006
는 D2D 노드 중 임의의 노드
Figure 112016020906266-pat00007
에서의 타임 슬럿(timeslot)당 전체 컨텐츠 요청량이 될 수 있다. 여기서,
Figure 112016020906266-pat00008
은 컨텐츠 요청 노드를 의미한다.
Figure 112016020906266-pat00009
는 컨텐츠 요청 노드
Figure 112016020906266-pat00010
에서 컨텐츠
Figure 112016020906266-pat00011
를 요청할 확률,
Figure 112016020906266-pat00012
는 컨텐츠
Figure 112016020906266-pat00013
의 용량(크기),
Figure 112016020906266-pat00014
는 컨텐츠 요청 노드
Figure 112016020906266-pat00015
에서 이웃하는 이웃 노드
Figure 112016020906266-pat00016
에 컨텐츠를 요청했을 경우 컨텐츠를 제공받기 까지 발생하는 평균 지연시간(delay time)을 의미하며,
Figure 112016020906266-pat00017
는 컨텐츠 요청 노드
Figure 112016020906266-pat00018
에서 네트워크 노드에 컨텐츠를 요청했을 경우 컨텐츠를 제공받기 까지 발생하는 평균 지연시간을 의미한다.
Figure 112016020906266-pat00019
는 컨텐츠 요청 노드
Figure 112016020906266-pat00020
에서 이웃하는 이웃 노드
Figure 112016020906266-pat00021
에 컨텐츠를 요청했을 경우 통신사업자에게 발생되는 OPEX(OPperating EXpenditure) 즉 운영비용을 의미하며,
Figure 112016020906266-pat00022
는 컨텐츠 요청 노드
Figure 112016020906266-pat00023
에서 네트워크 노드에 컨텐츠를 요청했을 때 통신사업자에게 발생되는 OPEX,
Figure 112016020906266-pat00024
는 컨텐츠 요청 노드
Figure 112016020906266-pat00025
에서 이웃하는 이웃 노드
Figure 112016020906266-pat00026
에 컨텐츠를 요청했을 경우 통신사업자가 컨텐츠 요청 노드의 사용자로부터 받는 과금 즉 사용 요금(또는 컨텐츠를 제공하는 이웃 노드의 사용자에게 주어지는 혜택을 포함할 수도 있음),
Figure 112016020906266-pat00027
는 컨텐츠 요청 노드
Figure 112016020906266-pat00028
에서 네트워크 노드에 컨텐츠를 요청했을 경우 통신사업자가 컨텐츠 요청 노드의 사용자로부터 받는 사용 요금을 의미한다.
또한,
Figure 112016020906266-pat00029
는 컨텐츠 요청 노드
Figure 112016020906266-pat00030
과 이웃하는 이웃 노드
Figure 112016020906266-pat00031
간 홉수,
Figure 112016020906266-pat00032
는 이웃 노드
Figure 112016020906266-pat00033
에 탑재된 캐시 장치 용량,
Figure 112016020906266-pat00034
는 컨텐츠 요청 노드 및 이웃 노드 간 단말간(D2D) 통신을 위해 할당된 무선 자원 총량을 의미한다.
이 때,
Figure 112016020906266-pat00035
는 통상적으로
Figure 112016020906266-pat00036
보다 작고,
Figure 112016020906266-pat00037
는 통상적으로
Figure 112016020906266-pat00038
보다 작다. 결정변수로써,
Figure 112016020906266-pat00039
는 이웃 노드
Figure 112016020906266-pat00040
가 컨텐츠
Figure 112016020906266-pat00041
를 캐싱하고 있는지 여부,
Figure 112016020906266-pat00042
는 컨텐츠 요청 노드
Figure 112016020906266-pat00043
이 컨텐츠
Figure 112016020906266-pat00044
를 이웃 노드
Figure 112016020906266-pat00045
로부터 제공받는지 여부,
Figure 112016020906266-pat00046
는 컨텐츠 요청 노드
Figure 112016020906266-pat00047
Figure 112016020906266-pat00048
이 컨텐츠
Figure 112016020906266-pat00049
를 네트워크 노드로부터 제공받는지 여부를 나타낸다.
즉, 본 발명의 서비스 제어 서버(400)의 컨텐츠 캐싱 최적화 계산부(423)는 상기의 <수학식 1>의 목적함수에서 확인할 수 있듯이, 네트워크 성능을 의미하는 평균 지연 시간(
Figure 112016020906266-pat00050
및
Figure 112016020906266-pat00051
)을 최소화하며, 비용에 대한 경제성 최적화(운영 비용(
Figure 112016020906266-pat00052
및
Figure 112016020906266-pat00053
) 최소화 및 사용자들로부터 징수하는 비용(
Figure 112016020906266-pat00054
및
Figure 112016020906266-pat00055
) 최대화)된 결과를 도출할 수 있다. 이 때, 네트워크 성능인 평균 지연시간과 경제성 사이에는 계수
Figure 112016020906266-pat00056
를 통해 상대적인 중요도를 제어할 수 있도록 설계하였다.
이후, 서비스 제어 서버(400)의 컨텐츠 캐싱 결정부(424)는 컨텐츠 캐싱 최적화 계산부(423)에 의해 산출된 최적화 결과를 이용하여 각 링크에 해당하는 각 노드들 즉 컨텐츠를 캐싱할 노드를 결정하게 된다. 여기서, 결정되는 노드는 적어도 하나 이상이 될 수 있으며, 이때의 노드는 컨텐츠 제공 노드 또는 이웃 노드를 포함하는 D2D 노드를 의미할 수도, 네트워크 노드를 의미할 수도 있다.
그리고 컨텐츠 캐싱 결정부(424)는 결정된 컨텐츠를 캐싱할 노드들에게 해당 컨텐츠가 전달되도록 제어하는 역할을 수행할 수 있다(S107). 이때, 본 발명의 서비스 제어 서버(400)는 컨텐츠를 저장하고 있는 컨텐츠 서버(200)로부터 컨텐츠를 가져와 해당 노드로 컨텐츠를 전달하는 과정을 지원할 수 있으며, 인근의 해당 컨텐츠를 캐싱하고 있는 노드로부터 해당 노드로 컨텐츠가 전달되는 과정을 제어할 수도 있다. 또한, 컨텐츠 캐싱 결정부(424)는 컨텐츠를 캐싱할 노드들의 정보를 이용하여 기존의 캐싱하고 있는 컨텐츠를 삭제하거나 추가하는 등의 캐싱 컨텐츠의 관리를 수행할 수도 있다.
이하, 본 발명의 실시 예에 따른 컨텐츠 제공 방법에 대해 설명하도록 한다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 컨텐츠 제공 방법을 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 도 7을 참조하면, 본 서비스 제어 서버(400)는 도 4를 통해 설명한 바와 같이 컨텐츠 제공(B) 기능을 제어 모듈(420)이 수행할 수 있다. 여기서, 컨텐츠 제공(B) 기능은 도 7에 도시된 바와 같이 기능 상의 관점에서 컨텐츠 요청 확인부(325), 라우팅 최적화 계산부(426) 및 라우팅 결정부(427)를 포함하여 동작할 수 있다.
먼저, 컨텐츠 요청 확인부(352)는 컨텐츠 요청을 확인한다. 여기서 컨텐츠 요청은 실질적으로 컨텐츠 요청 노드에서 발생된 컨텐츠 요청을 의미할 수 있다.
그리고, 라우팅 최적화 계산부(426)는 도 5 및 도 6을 참조하여 설명한 바와 같이 <수학식 1>을 통해 컨텐츠 요청 노드에 대한 링크별 네트워크 성능 및 비용에 대한 경제성에 대한 최적화된 결과를 산출하게 된다.
그리고 라우팅 결정부(427)는 라우팅 최적화 계산부(426)를 통해 도출된 결과를 이용하여 컨텐츠를 캐싱하고 있는 노드 중 컨텐츠를 제공할 노드를 결정할 수 있다. 그리고 컨텐츠를 제공할 노드에 의해 컨텐츠 요청 노드로 컨텐츠가 제공되도록 제어할 수 있다.
이러한 컨텐츠 제공에 대해 도 8을 참조하여 보다 더 구체적으로 설명하도록 한다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 컨텐츠 제공 방법은 먼저 서비스 제어 서버(400)의 컨텐츠 요청 확인부(325)에 의해 컨텐츠 요청 노드에서 발생되는 특정 컨텐츠에 대한 요청을 확인함으로써 이뤄질 수 있다(S201). 여기서, 상기 확인은 컨텐츠 요청 노드가 해당 컨텐츠에 대응하는 컨텐츠 서버(200)로 전달하는 컨텐츠 요청 메시지(content request message)를 미러링하여 검출함으로써 확인할 수 있다. 아울러, 상기 과정은 컨텐츠 요청 노드에서 직접 확인하여 이를 서비스 제어 서버(400)로 전달할 수 있으며, 상기 컨텐츠 요청 메시지를 미러링할 수 있는 기지국, 또는 캐시 서버에 의해 서비스 제어 서버(400)로 전달될 수도 있다.
이후, 먼저 컨텐츠 요청 노드에 해당 컨텐츠가 존재하는 지를 확인할 수 있다(S203). 상기 과정은 컨텐츠 요청 노드가 직접 또는 서비스 제어 서버(400)의 지시에 따라 수행할 수 있으며, 서비스 제어 서버(400)가 각 노드에 캐싱하고 있는 컨텐츠에 대한 정보를 관리하고 있을 경우, 이를 기초로 컨텐츠 요청 노드에 해당 컨텐츠를 캐싱하고 있는 지, 즉 로컬 히트(local hit) 여부를 먼저 판단하게 된다.
상기 판단 결과, 컨텐츠 요청 노드에 해당 컨텐츠가 존재하지 않을 경우, 서비스 제어 서버(400)의 컨텐츠 요청 확인부(425)는 상기 컨텐츠 요청 노드의 이웃 노드를 확인하고, 상기 컨텐츠 요청 노드 및 이웃 노드를 연결하고 있는 네트워크 노드를 확인하며, 상기 이웃 노드 및 네트워크 노드 중 컨텐츠를 캐싱하고 있는 컨텐츠 캐싱 노드가 존재하는 지 판단한다(S205).
상기 판단 결과, 컨텐츠 캐싱 노드가 존재하지 않을 경우, 서비스 제어 서버(400)는 컨텐츠 서버(200)로 컨텐츠 요청을 전달할 수 있으며, 반면에 컨텐츠 캐싱 노드가 둘 이상이면(S207), 서비스 제어 서버(400)의 라우팅 최적화 계산부(426)는 컨텐츠 요청 노드와의 링크(link)별 네트워크 성능 및 비용에 대한 경제성을 고려하여 컨텐츠를 캐싱하고 있는 노드 중 컨텐츠를 제공할 컨텐츠 제공 노드를 결정하게 된다(S209).
이때, 라우팅 최적화 계산부(426)는 전술한 <수학식 1>의 목적함수를 정수선형계획법에 따라 모델링하여 컨텐츠 제공 노드를 계산할 수 있다.
그리고 라우팅 결정부(427)는 산출된 결과를 이용하여 컨텐츠 캐싱 노드 중 최적의 컨텐츠 제공 노드를 결정하게 된다(S209). 그리고 컨텐츠 제공 노드에 의해 컨텐츠 요청 노드로 컨텐츠가 제공되는 과정을 제어할 수 있다(S211).
도 3의 예시에서, 네트워크 노드(300) 및 이웃 노드(100_2) 모두 컨텐츠 요청 노드(100_1)가 요청한 컨텐츠를 캐싱하고 있는 컨텐츠 캐싱 노드라 할 경우, 서비스 제어 서버(400)는 컨텐츠 요청 노드(100_1)와 이웃 노드(100_2)에 대한 링크, 즉 D2D 링크와 컨텐츠 요청 노드(100_1)와 네트워크 노드(300)에 대한 링크, 즉 BS 링크 각각에 대응하여 <수학식 1>에 따라 네트워크 성능 및 비용에 대한 경제성을 고려하여 상기 컨텐츠 캐싱 노드 중 컨텐츠 제공 노드를 결정하게 된다. 이때, 이웃 노드(100_2)로부터 컨텐츠를 제공받을 경우 발생될 수 있는 지연 시간 및 비용의 함수가 네트워크 노드(300)로부터 컨텐츠를 제공받을 경우 발생될 수 있는 지연 시간 및 비용의 함수에 비해 상대적으로 좋은 것으로 판단되면, 컨텐츠 요청 노드(100_1)는 이웃 노드(100_2)로부터 컨텐츠를 제공받을 수 있다. 반면, 네트워크 노드(300)로부터 컨텐츠를 제공받을 경우 발생할 수 있는 지연 시간 및 비용의 함수가 상대적으로 더 좋은 것으로 판단되면, 컨텐츠 요청 노드(100_1)는 네트워크 노드(300)로부터 컨텐츠를 제공받을 수 있다.
아울러, 상기의 과정은 컨텐츠 요청 노드(100_1)의 컨텐츠 요청이 지속적으로 발생된다면 지속적으로 이뤄질 수 있다. 이에 따라 컨텐츠 요청 노드(100_1)는 이동하는 상황에서도 이웃 노드(100_2)로부터 컨텐츠를 제공받다가 네트워크 노드(300)로부터 컨텐츠를 제공받아 이용할 수 있으며, 제1 이웃 노드로부터 컨텐츠를 제공받다가 제2 이웃 노드로부터 컨텐츠를 제공받을 수도 있다.
또한, 서비스 제어 서버(400)는 컨텐츠 제공 노드(100_1)로 컨텐츠가 제공되도록 제어하면서, 해당 컨텐츠를 캐싱하고 있지 않은 다른 노드들을 지속적으로 확인하고, 해당 컨텐츠에 대한 캐싱 여부를 마찬가지로 <수학식 1>에 따라 산출하여 미리 캐싱되도록 제어하는 과정을 수행할 수도 있다.
예를 들어 도 2에서 컨텐츠 요청 노드로 이웃 노드2가 컨텐츠를 제공하고 있는 상황이라고 가정한다. 이때, 이웃 노드 3 및 이웃 노드 4는 이웃 노드 2의 이웃 노드로 존재하나 컨텐츠 요청 노드가 요청한 컨텐츠, 즉 이웃 노드 2가 캐싱하고 있는 컨텐츠를 캐싱하고 있지 않은 상태이다. 서비스 제어 서버(400)는 이를 확인하고, 이웃 노드 3 및 이웃 노드 4의 컨텐츠 캐싱 여부를 결정하기 위해 <수학식 1>에 따라 모델링을 수행하여 캐싱 여부를 결정할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에서는 네트워크 성능에 대한 지표로 지연 시간을 적용하였으나, 네트워크 성능에 대한 지표는 상기 지연 시간만을 의미하는 것은 아니며, 각 노드에서의 패킷 서비스율, 큐(queue) 사이즈, 부하 정도 등 다양한 요인을 고려하여 결정될 수 있다.
이상으로 본 발명의 실시 예에 따른 네트워크 성능 및 경제성을 고려한 컨텐츠 제공 및 캐싱 방법에 대해 설명하였다.
이러한 본 발명에 의하면 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이 통신 사업자와 사용자 모두에게 유리한 효과를 발휘할 수 있다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 효과를 설명하기 위한 예시도로, 도 9에서 N0D2D는 일반적인 컨텐츠 제공 시스템에 대한 결과이며, D2D는 본 발명을 적용한 컨텐츠 제공 시스템에 대한 결과이다.
아울러, 본 발명의 실시 예는 지연 시간 및 비용 측면에서 모델링하였으나 ROI(Return on investment) 측면에서 모델링이 가능하다. 이에 따른 효과가 도 10에 도시되어 있다.
이와 같이, 본 발명에 의하면 통신 사업자 입장에서는 추가 투자 비용을 사실상 발생시키지 않고 사용자의 단말을 캐시 서버로 활용함으로써 더 좋은 컨텐츠 서비스를 제공할 수 있으며, 동시에 사용자의 입장에서 무조건 네트워크 노드 상에 위치하는 캐시 서버가 컨텐츠를 제공하는 것이 아니라 자신의 단말의 이웃하는 다른 단말로부터 컨텐츠를 제공할 수 있어 더 저렴한 비용으로 더 좋은 컨텐츠 서비스 품질을 이용할 수 있다.
이상으로 본 발명의 실시 예에 따른 컨텐츠 제공 및 캐싱 방법에 대해 설명하였다.
상술한 본 발명의 컨텐츠 제공 및 캐싱 방법은 컨텐츠 요청에 따른 제공 및 컨텐츠 요청 예측에 따른 캐싱 과정을 중심으로 설명하였으나, 본 발명의 모델, 즉 네트워크 성능과 경제성을 고려하는 본 발명의 알고리즘은 다양한 컨텐츠 서비스 과정에 적용될 수 있음에 유의해야 한다.
아울러, 상술한 바와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 컨텐츠 제공 및 캐싱 방법은 컴퓨터 프로그램 명령어와 데이터를 저장하기에 적합한 컴퓨터로 판독 가능한 매체의 형태로 제공될 수도 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 컨텐츠 제공 방법은 컨텐츠 요청 노드에 인접하여 상기 컨텐츠 요청 노드와 통신을 수행하는 적어도 하나 이상의 이웃 노드와, 상기 컨텐츠 요청 노드 및 상기 이웃 노드와 연결된 네트워크 상에 위치하는 적어도 하나 이상의 네트워크 노드를 이용하며, 상기 컨텐츠 요청 노드에서 발생되는 특정 컨텐츠에 대한 요청을 확인하는 단계; 상기 이웃 노드 및 네트워크 노드 중 상기 컨텐츠를 캐싱하고 있는 노드를 확인하는 단계; 상기 컨텐츠를 캐싱하고 있는 노드가 적어도 둘 이상이면, 상기 컨텐츠 요청 노드와의 링크(link)별 네트워크 성능 및 비용에 대한 경제성을 고려하여 상기 컨텐츠를 캐싱하고 있는 노드 중 컨텐츠를 제공할 노드를 결정하는 단계; 및 상기 컨텐츠를 제공할 노드에 의해 상기 컨텐츠 요청 노드로 컨텐츠가 제공되도록 제어하는 단계 등을 실행할 수 있다.
또한, 본 발명의 컨텐츠 캐싱 방법을 구현하기 위한 기록매체에 기록되는 프로그램은 컨텐츠 요청 노드에 인접하여 상기 컨텐츠 요청 노드와 통신을 수행하는 적어도 하나 이상의 이웃 노드와, 상기 컨텐츠 요청 노드 및 상기 이웃 노드와 연결된 네트워크 상에 위치하는 적어도 하나 이상의 네트워크 노드를 이용하며, 상기 컨텐츠 요청 노드로부터 특정 컨텐츠에 대한 요청이 발생할 것으로 예측하는 단계; 상기 컨텐츠 요청 노드, 상기 이웃 노드 및 네트워크 노드 각각에 대한 네트워크 성능 및 비용에 대한 경제성을 고려하여 해당 컨텐츠를 캐싱할 노드를 결정하는 단계; 및 상기 컨텐츠를 캐싱할 노드에서 해당하는 컨텐츠가 캐싱되도록 제어하는 단계 등을 실행할 수 있다.
이때, 기록매체에 기록된 프로그램은 컴퓨터에서 읽히어 설치되고 실행됨으로써 전술한 기능들을 실행할 수 있다.
여기서, 상기 프로그램을 실행하는 주체는 사용자의 단말이 될 수 있으며, 전술한 바와 같이 네트워크에 분산 배치된 캐시 서버와 같은 각종 장치에 의해 실행될 수 있으며, 별도의 독립된 서비스 제어 서버에 의해 실행될 수도 있다. 즉, 컨텐츠 요청 노드에 인접하여 상기 컨텐츠 요청 노드와 통신을 수행하는 적어도 하나 이상의 이웃 노드와, 상기 컨텐츠 요청 노드 및 상기 이웃 노드와 연결된 네트워크 상에 위치하는 적어도 하나 이상의 네트워크 노드를 포함하는 환경에서 동작하며, 상술한 본 발명의 프로그램을 실행할 수 있는 장치라면 그 어떠한 장치에서도 본 발명의 프로그램은 구동이 가능하다. 또한 단일의 장치에서 상기 프로그램이 실행될 수 있으며, 분산된 여러 장치에서 협업하여 상기 프로그램이 실행될 수도 있다.
또한, 본 발명의 컴퓨터가 기록매체에 기록된 프로그램을 읽어 들여 프로그램으로 구현된 기능들을 실행시키기 위하여, 전술한 프로그램은 컴퓨터의 프로세서(CPU)가 컴퓨터의 장치 인터페이스(Interface)를 통해 읽힐 수 있는 C, C++, JAVA, 기계어 등의 컴퓨터 언어로 코드화된 코드(Code)를 포함할 수 있다.
이러한 코드는 전술한 기능들을 정의한 함수 등과 관련된 기능적인 코드(Function Code)를 포함할 수 있고, 전술한 기능들을 컴퓨터의 프로세서가 소정의 절차대로 실행시키는데 필요한 실행 절차 관련 제어 코드를 포함할 수도 있다. 또한, 이러한 코드는 전술한 기능들을 컴퓨터의 프로세서가 실행시키는데 필요한 추가 정보나 미디어가 컴퓨터의 내부 또는 외부 메모리의 어느 위치(주소 번지)에서 참조 되어야 하는지에 대한 메모리 참조 관련 코드를 더 포함할 수 있다. 또한, 컴퓨터의 프로세서가 전술한 기능들을 실행시키기 위하여 원격(Remote)에 있는 어떠한 다른 컴퓨터나 서버 등과 통신이 필요한 경우, 코드는 컴퓨터의 프로세서가 컴퓨터의 통신 모듈을 이용하여 원격(Remote)에 있는 어떠한 다른 컴퓨터나 서버 등과 어떻게 통신해야만 하는지, 통신 시 어떠한 정보나 미디어를 송수신해야 하는지 등에 대한 통신 관련 코드를 더 포함할 수도 있다.
이러한, 컴퓨터 프로그램 명령어와 데이터를 저장하기에 적합한 컴퓨터로 판독 가능한 매체는, 예컨대 기록매체는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(Magnetic Media), CD-ROM(Compact Disk Read Only Memory), DVD(Digital Video Disk)와 같은 광 기록 매체(Optical Media), 플롭티컬 디스크(Floptical Disk)와 같은 자기-광 매체(Magneto-Optical Media), 및 롬(ROM, Read Only Memory), 램(RAM, Random Access Memory), 플래시 메모리, EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM)과 같은 반도체 메모리를 포함한다. 프로세서와 메모리는 특수 목적의 논리 회로에 의해 보충되거나, 그것에 통합될 수 있다.
또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(Functional) 프로그램과 이와 관련된 코드 및 코드 세그먼트 등은, 기록매체를 읽어서 프로그램을 실행시키는 컴퓨터의 시스템 환경 등을 고려하여, 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론되거나 변경될 수도 있다.
본 명세서는 다수의 특정한 구현물의 세부사항들을 포함하지만, 이들은 어떠한 발명이나 청구 가능한 것의 범위에 대해서도 제한적인 것으로서 이해되어서는 안되며, 오히려 특정한 발명의 특정한 실시형태에 특유할 수 있는 특징들에 대한 설명으로서 이해되어야 한다. 개별적인 실시형태의 문맥에서 본 명세서에 기술된 특정한 특징들은 단일 실시형태에서 조합하여 구현될 수도 있다. 반대로, 단일 실시형태의 문맥에서 기술한 다양한 특징들 역시 개별적으로 혹은 어떠한 적절한 하위 조합으로도 복수의 실시형태에서 구현 가능하다. 나아가, 특징들이 특정한 조합으로 동작하고 초기에 그와 같이 청구된 바와 같이 묘사될 수 있지만, 청구된 조합으로부터의 하나 이상의 특징들은 일부 경우에 그 조합으로부터 배제될 수 있으며, 그 청구된 조합은 하위 조합이나 하위 조합의 변형물로 변경될 수 있다.
마찬가지로, 특정한 순서로 도면에서 동작들을 묘사하고 있지만, 이는 바람직한 결과를 얻기 위하여 도시된 그 특정한 순서나 순차적인 순서대로 그러한 동작들을 수행하여야 한다거나 모든 도시된 동작들이 수행되어야 하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 특정한 경우, 멀티태스킹과 병렬 프로세싱이 유리할 수 있다. 또한, 상술한 실시형태의 다양한 시스템 컴포넌트의 분리는 그러한 분리를 모든 실시형태에서 요구하는 것으로 이해되어서는 안되며, 설명한 프로그램 컴포넌트와 시스템들은 일반적으로 단일의 소프트웨어 제품으로 함께 통합되거나 다중 소프트웨어 제품에 패키징 될 수 있다는 점을 이해하여야 한다.
본 발명은 컨텐츠 제공 및 캐싱 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 네트워크 성능 및 비용에 대한 경제성을 고려하여 컨텐츠를 요청한 단말로 컨텐츠를 제공할 장치를 결정하거나 컨텐츠의 캐싱 여부를 결정할 수 있는 컨텐츠 제공 및 캐싱 방법, 이를 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 관한 것이다.
본 발명에 의하면, 네트워크 성능 및 비용에 대한 경제성을 고려하여 컨텐츠를 요청한 단말로 컨텐츠를 제공할 장치를 결정하거나 컨텐츠의 캐싱 여부를 결정함으로써, 사용자들은 저렴한 비용으로 보다 효율적인 방법으로 컨텐츠를 이용할 수 있다는 효과가 있으며, 본 발명은 이를 통해 통신 서비스 산업의 발전에 이바지할 수 있다.
더불어, 본 발명은 시판 또는 영업의 가능성이 충분할 뿐만 아니라 현실적으로 명백하게 실시할 수 있는 정도이므로 산업상 이용가능성이 있다.
100: 단말 200: 컨텐츠 서버
300: 네트워크 노드 310: 접속망
320: 코어망 330: 기지국
340: 캐시 서버 400: 서비스 제어 서버
410: 통신 모듈 420: 제어 모듈
421: 컨텐츠 요청 확인부 422: 컨텐츠 요청 정보 수집부
423: 컨텐츠 캐싱 최적화 계산부 424: 컨텐츠 캐싱 결정부
425: 컨텐츠 요청 확인부 426: 라우팅 최적화 계산부
427: 라우팅 결정부 430: 저장 모듈

Claims (12)

  1. 컨텐츠 요청 노드에 인접하여 상기 컨텐츠 요청 노드와 통신을 수행하는 적어도 하나 이상의 이웃 노드와,
    상기 컨텐츠 요청 노드 및 상기 이웃 노드와 연결된 네트워크 상에 위치하는 적어도 하나 이상의 네트워크 노드를 이용한 컨텐츠 제공 방법에 있어서,
    상기 컨텐츠 요청 노드에서 발생되는 특정 컨텐츠에 대한 요청을 확인하는 단계;
    상기 이웃 노드 및 네트워크 노드 중 상기 컨텐츠를 캐싱하고 있는 노드를 확인하는 단계;
    상기 컨텐츠를 캐싱하고 있는 노드가 적어도 둘 이상이면, 상기 컨텐츠 요청 노드와의 링크(link)별 네트워크 성능 및 비용에 대한 경제성을 고려하여 상기 컨텐츠를 캐싱하고 있는 노드 중 컨텐츠를 제공할 노드를 결정하는 단계; 및
    상기 컨텐츠를 제공할 노드에 의해 상기 컨텐츠 요청 노드로 컨텐츠가 제공되도록 제어하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 컨텐츠 제공 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 요청을 확인하는 단계 이후에,
    상기 컨텐츠 요청 노드가 상기 컨텐츠를 캐싱하고 있는 지 여부를 판단하는 단계;
    를 더 포함하며,
    상기 컨텐츠 요청 노드가 해당 컨텐츠를 캐싱하고 있지 않을 경우, 상기 컨텐츠를 캐싱하고 있는 노드를 확인하는 단계에서 상기 이웃 노드 및 네트워크 노드 중 상기 컨텐츠를 캐싱하고 있는 노드를 확인하도록 하는 것을 특징으로 하는 컨텐츠 제공 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 네트워크 성능은
    상기 컨텐츠 요청 노드가 이웃 노드로 컨텐츠를 요청했을 때 발생될 수 있는 평균 지연 시간과, 네트워크 노드로 컨텐츠를 요청했을 때 발생될 수 있는 평균 지연 시간에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 컨텐츠 제공 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 비용에 대한 경제성은
    상기 컨텐츠 요청 노드가 이웃 노드로 컨텐츠를 요청했을 때 상기 컨텐츠 요청 노드로 통신 서비스를 제공하는 통신 사업자에 의해 발생되는 운영 비용 및 상기 통신 사업자가 상기 컨텐츠 요청 노드의 사용자로부터 징수하는 비용과,
    상기 컨텐츠 요청 노드가 네트워크 노드로 컨텐츠를 요청했을 때 상기 통신 사업자에 의해 발생되는 비용 및 상기 통신 사업자가 상기 컨텐츠 요청 노드의 사용자로부터 징수하는 비용에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 컨텐츠 제공 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 컨텐츠 요청 노드가 이웃 노드로 컨텐츠를 요청했을 때 발생되는 비용은 네트워크 노드로 상기 컨텐츠를 요청했을 때 발생되는 비용에 비해 적은 것을 특징으로 하는 컨텐츠 제공 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 컨텐츠를 제공할 노드를 결정하는 단계는
    상기 네트워크 성능 및 비용에 대한 경제성 간의 기 설정된 중요도 가중치를 적용하여 상기 컨텐츠를 제공할 노드를 결정하는 것을 특징으로 하는 컨텐츠 제공 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 컨텐츠를 제공할 노드를 결정하는 단계는
    각 링크별 네트워크 성능 및 비용의 경제성에 대해 최적의 값을 도출할 수 있도록 설계된 목적 함수에 따라 최적해를 도출하는 단계; 및
    상기 도출된 최적해를 기초로 최적의 링크에 대응하는 노드를 컨텐츠를 제공할 노드로 결정하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 컨텐츠 제공 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제어하는 단계 이후에,
    상기 컨텐츠를 제공할 노드 또는 상기 컨텐츠 요청 노드 일정 반경 내 다른 이웃 노드가 존재하는 경우, 상기 다른 이웃 노드에 해당 컨텐츠가 캐싱되어 있는 지 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 판단 결과, 해당 컨텐츠를 캐싱하고 있지 않을 경우, 상기 다른 이웃 노드에 해당 컨텐츠를 캐싱할 지 여부를 결정하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컨텐츠 제공 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제어하는 단계 이후에,
    상기 컨텐츠를 제공할 노드로부터 상기 컨텐츠 요청 노드로 상기 컨텐츠를 제공 시, 인접하는 네트워크 노드가 존재하는 경우, 상기 네트워크 노드에 해당 컨텐츠가 캐싱되어 있는 지 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 판단 결과, 해당 컨텐츠를 캐싱하고 있지 않을 경우, 상기 네트워크 노드에 해당 컨텐츠를 캐싱할 지 여부를 결정하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컨텐츠 제공 방법.
  10. 컨텐츠 요청 노드에 인접하여 상기 컨텐츠 요청 노드와 통신을 수행하는 적어도 하나 이상의 이웃 노드와,
    상기 컨텐츠 요청 노드 및 상기 이웃 노드와 연결된 네트워크 상에 위치하는 적어도 하나 이상의 네트워크 노드를 이용한 컨텐츠 캐싱 방법에 있어서,
    상기 컨텐츠 요청 노드로부터 특정 컨텐츠에 대한 요청이 발생할 것으로 예측하는 단계;
    상기 컨텐츠 요청 노드, 상기 이웃 노드 및 네트워크 노드 각각에 대한 네트워크 성능 및 비용에 대한 경제성을 고려하여 해당 컨텐츠를 캐싱할 노드를 결정하는 단계; 및
    상기 컨텐츠를 캐싱할 노드에서 해당하는 컨텐츠가 캐싱되도록 제어하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 컨텐츠 캐싱 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 하나의 항에 기재된 방법을 실행시키는 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체.
  12. 제1항 내지 제10항 중 어느 하나의 항에 기재된 방법을 실행시키도록 구현되어, 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 저장되는 컴퓨터 프로그램.

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