KR20000038699A - 송수신 네트워크에서의 데이터의 전송범위 제어를 통한 대역폭제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 MBone 상에서의 송신자 데이타를 수신자에게 전송하는 경우, 그 전송 범위를 현재의 네트워크 상태에 따라 제어할 수 있는 대역폭 제어 방법에 관한 것이다. 송신자 네트워크로부터 대역폭이 상이한 복수개의 수신자 네트워크에 전송되는 데이타의 대역폭을 제어하는 본 발명의 방법은 (a) 송신 네트워크로부터 수신자 네트워크까지의 거리에 따라 제 1, 2, ...i-1, i, i+1, .. N 전송범위를 설정하는 단계와, (b) 제 1 시간을 설정하는 단계와, (c) 상기 송신자 네트워크로부터 상기 수신자 네트워크로 전송되는 데이타를 상기 제 1 전송범위까지 상기 제 1 시간동안 전송하는 단계와, (d) 상기 제 1 시간이 경과할 때마다 상기 제 1 전송범위를 상기 제 2 내지 제 N 전송범위까지 단계적으로 확대하는 단계를 구비한다.

Description

송수신 네트워크에서의 데이터의 전송범위 제어를 통한 대역폭 제어 방법

본 발명은 MBone 상에서의 송신자 데이타를 수신자에게 전송하는 경우, 그 전송 범위를 현재의 네트워크 상태에 따라 제어할 수 있는 대역폭 제어 방법에 관한 것이다. MBone은 Multicast Backbone의 약자로서 인터넷상에서 하나이상의 송신자들이 하나이상의 수신자들에게 데이터를 전송할 수 있도록 만든 가상의 네트워크이다. 그 응용분야로는 인터넷 화상 회의, 세미나, 방송 등이 있다.

기존의 화상회의 시스템에서의 데이타 전송방법을 도시하는 도 1 을 참조하여 종래 대역폭 제어 방법의 문제점을 설명하기로 한다.

도시된 바와같이, 예를 들어, 참가자 1 의 네트워크 대역폭은 100M, 참가자 2 의 네트워크 대역폭은 10M, 참가자 3 의 네트워크 대역폭은 56K, 참가자 4 의 네트워크 대역폭은 100M 인 경우에, 모든 참가자들은 참가자들 중에서 가장 낮은 네트워크 대역폭인 56K 로만 데이터를 서로 주고받는다. 이 때문에, 100M 의 대역폭을 가진 참가자 1 과 참가자 4 는 엄청난 양의 네트워크 대역폭을 낭비하게 된다. 그 이유는, 특정 참가자가 높은 대역폭을 요하는 데이터를 보내는 경우, 그것을 수용할 수 없는 적은 네트워크 대역폭을 가진 참가자는 제대로 된 데이터를 하나도 받을 수 없으므로 송신자가 가장 낮은 대역폭에 맞추어 자료를 보내기 때문이다.

즉, 기존의 화상회의 시스템들은 참가자들 사이에 존재하는 네트워크 대역폭의 이질성을 전혀 고려하지 않았기 때문에 네트워크 대역폭이 비효율적으로 운영되는 문제점을 가지게 되는 것이다.

이상에서 알 수 있는 바와 같이, 종래의 경우에는 모든 참가자가 수용할 수 있는 정도의 낮은 대역폭의 데이터들만을 모든 참가자들이 보내는 경우, 상대적으로 높은 대역폭의 네트워크를 가진 참가자는 자신의 네트워크 대역폭을 효율적으로 사용하지 못하는 문제점이 발생한다. 예를 들면, 특정 송신자가 매우 큰 대역폭의 데이터를 보내는 경우, 그것을 수용할 수 없는 참가자는 아무런 데이터를 받을 수 없기 때문에 원활한 화상회의를 할 수 없었으며, 또한 이것을 해결하기 위해서 모두가 적은 데이터를 보내는 것인데, 이것 역시 높은 대역폭을 가지는 참가자가 자신의 대역폭을 충분히 활용하지 못하는 문제점을 가진다.

상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 화상회의 시스템은 송신자 데이타를 수신자에게 전송하는 경우, 그 전송 범위를 현재의 수신자 네트워크 상태에 따라 제어할 수 있는 방법을 제공하는 것이다. 즉, 본 발명은 효율적인 전송범위 제어를 이용하여, 참가자들 간의 이질적인 네트워크 대역폭을 해결할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 송신자 네트워크로부터 대역폭이 상이한 복수개의 수신자 네트워크에 전송되는 데이타의 대역폭을 제어하는 방법으로, (a) 송신 네트워크로부터 수신자 네트워크까지의 거리에 따라 제 1, 2, ...i-1, i, i+1, .. N 전송범위를 설정하는 단계와, (b) 제 1 시간을 설정하는 단계와, (c) 상기 송신자 네트워크로부터 상기 수신자 네트워크로 전송되는 데이타를 상기 제 1 전송범위까 상기 제 1 시간동안 전송하는 단계와, (d) 상기 제 1 시간이 경과할 때마다 상기 제 1 전송범위를 상기 제 2 내지 제 N 전송범위까지 단계적으로 확대하는 단계를 구비한다.

도 1 : 기존의 화상회의 시스템의 구성도

도 2 : 이상적인 화상회의 시스템의 구성도

도 3 : 이질적인 네트워크 대역폭 극복하기 위한 접근 방법을 설명하기 위한 도면

도 4 : 송신자 데이터의 전송범위제어를 이용한 이질적인 네트워크 대역폭 극복 방법을 나타낸 도면.

도 5 : 최적의 전송 범위를 찾는 알고리즘도

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 기법을 자세히 설명한다.

도 2 는 MBone 상에서의 이상적인 화상회의 시스템의 예를 설명한 것이다.

도시된 바와같이, 네트워크 대역폭이 100M 인 참가자 1 은 MBone 상에서 100M 의 속도로 데이타를 송수신하며, 네트워크 대역폭이 10M 인 참가자 2 은 MBone 상에서 10M 의 속도로 데이타를 송수신하며, 네트워크 대역폭이 56K 인 참가자 3 은 MBone 상에서 56K 의 속도로 데이타를 송수신하며, 네트워크 대역폭이 100M 인 참가자 4 은 MBone 상에서 100M 의 속도로 데이타를 송수신한다.

즉 모든 참가자들은 자신이 가지고 있는 네트워크 대역폭을 최대한 활용하고 있는 것이다.

본 발명에서는 도 2 에서 예시한 이상적인 화상회의 시스템을 구현하기 위해서 도 3 의 접근 방법을 사용한다.

도 3 에서 참가자 1은 3M 의 데이타를 1M의 데이타 3개로 나누어 3개의 멀티캐스트 주소로 보낸다. 참가자 2는 3개의 데이타를 모두 받을 수 있는 3M 의 네트워크 대역폭을 가지고 있으므로 모든 데이터를 받는다. 참가자 3는 자신의 대역폭이 1M 이기 때문에 1개의 멀티캐스트 주소로부터 1개의 데 이타만을 받는다. 마찬가지로 참가자 4는 데이타 2개를 받는다.

즉 송신자는 데이터를 여러개의 단계로 쪼개서 서로 다른 멀티캐스트 주소들로 보내고, 수신자들은 자신의 네트워크 대역폭에 맞는 정도의 데이타들을 받는 것이다.

본 발명에서는 도 3 의 접근 방법을 실제로 구현하기 위해서 쪼개진 각 단계의 모든 송신자 데이터의 전송범위를 제어한다.

도 4 는 송신자가 서로 이질적인 네트워크 대역폭을 가진 수신자들에게 데이터를 보내는 예이다. 이 방법은 MBone 의 TTL (Time To Live) 특성을 활용한 것이다. 즉 TTL 이 큰 경우에는 서로 간의 연결 대역폭이 적고, 작은 경우에는 대역폭이 크다. 따라서 송신자는 데이타를 여러 개의 단계로 나눈 후에, 각 단계의 전송범위를 제어한다.

예를 들어, 데이터의 단계 1은 가장 기본적인 데이터로써 모든 참가자가 받아야 하기 때문에 TTL 을 매우 큰 값인 200으로 설정하였다. 데이터 단계 2는 데이터 단계 2와 데이터 단계 1을 모두 받을 수 있는 참가자까지 만으로 전송범위를 제한하며, 이때 TTL 은 100 이 설정된다. 데이터 단계 3은 세개의 모든 데이터 단계를 받을 수 있는 참가자까지로 전송범위를 제한하며, 따라서 TTL은 적은 값인 50을 선택한다.

참가자들 중에 모든 송신자들은 도 4 와 같이 여러 단계의 데이터들의 전송범위를 잘 결정해야 하며, 특정 데이터 단계의 알맞은 전송범위 시간의 함수로 도식화한 도 5 와 같은 흐름으로 결정된다.

일반적으로 모든 수신자들은 자신의 네트워크 혼잡을 느끼는 경우 송신자에게 알리게 되는데, 본 발명에서는 이 메시지를 활용하여 가장 알맞은 전송 범위를 찾는 것이다.

송신자 데이터의 각 단계에 대해서 가장 알맞은 전송범위를 찾기 위한 기본적인 알고리즘은 다음과 같다.

전송범위 = 1;

지정된 시간 = 1; // 1 초

while(TRUE)

{

if(지정된 시간이 흐른 경우)

{

전송범위 = 전송범위 * 2;

}

}

위의 알고리즘은 지정된 시간이 흐른 경우마다 해당 데이터 단계의 전송범위를 두 배로 늘이고 있다. 즉 현재의 네트워크 대역폭에 여유가 있는 경우, 전송범위를 계속 늘리게 된다는 것을 설명한다.

while(TRUE)

{

if(수신자로부터 네트워크 혼잡 메시지를 받은 경우)

{

전송범위 = 전송범위 / 2;

지정된 시간 = 지정된 시간 * 2;

}

}

이 알고리즘은 현재의 네트워크 대역폭 이상으로 여러 개의 데이타 단계를 받는 경우, 특정 이상의 데이터 단계에서 네트워크 혼잡이 발생하였을 경우를 나타낸다.

이 경우 송신자에게 혼잡 사실을 알리고, 송신자는 문제를 발생시킨 데이터 단계에 대해서 위의 알고리즘처럼 전송범위를 줄이고 해당 데이터 단계의 지정된 시간을 두배로 늘린다. 즉 알맞은 값에 근접할 수록, 전송범위를 올리기 위해 필요한 시간을 대폭 늘리는 것이다.

이들 알고리즘은 도 4 와 도 5 를 참조하면 더욱 구체화된다.

예를 들어, 초기 전송범위 1에서 시작하여, 지정된 시간이 흐르면 두 배씩 증가를 한다. 그런 후에 TTL 이 8이 된 경우에 특정 수신자로부터 혼잡 메시지를 받아서 즉시 4로 내리지만 다시 8로 올리기 위해서 기다리는 시간은 두 배로 늘린다. 이러한 방법을 통해서 송신자는 각 데이터 단계에 대한 가장 이상적인 전송범위를 찾게 되는 것이다.

본 실시예에서, 지정된 시간이 흐른 때 전송범위를 2 배씩 증가시키거나 수신자로부터 네트워크 혼잡 메시지를 받은 때 전송범위를 1/2 로 감소시키 경우, 그리고 지정된 시간을 2 배로 증대시키는 것 등은 단순히 본 발명의 이해를 돕기위하여 임의로 그 범위를 선택하여 기술한 것으로 그 전송범위와 지정된 시간의 변경은 네트워크의 상황 등에 의하여 적절히 선택할 수 있다.

이상에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명은 기존 화상회의 시스템에서 가졌던 이질적인 네트워크 대역폭 문제를 완벽하게 해결하는 방법을 제공한다. 모든 화상회의 참가자들은 자신이 가지고 있는 네트워크 대역폭을 최대한으로 활용할 수 있게 될 뿐만 아니라, 어떤 형태의 네트워크 환경에서도 원하는 화상회의를 참석할 수 있는 것이 보장된다.

또한 본 발명을 통해서 인터넷 방송을 자신의 네트워크 대역폭에 맞게 원하는 화질과 음질을 보장받을 수도 있다.

따라서, 화상회의 시스템에 적용하여, 다양한 네트워크 환경에서의 화상회의를 가능하게 하며, 인터넷 방송에 적용하여, 다양한 네트워크 환경에서의 방송 서비스를 가능하게 한다.

전술된 본 발명은 예시의 목적으로 개시되었으며, 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능하다고 판단되며, 이러한 수정, 변경, 부가는 본 발명의 범위 내에 있다고 보아야하며 후술된 특허청구 범위에 속한다고 보아야한다.

Claims (4)

1. 송신자 네트워크로부터 대역폭이 상이한 복수개의 수신자 네트워크에 전송되는 데이타의 대역폭을 제어하는 방법에 있어서,

   (a) 송신 네트워크로부터 수신자 네트워크까지의 거리에 따라 제 1, 2, ...i-1, i, i+1, .. N 전송범위를 설정하는 단계와,

   (b) 제 1 시간을 설정하는 단계와,

   (c) 상기 송신자 네트워크로부터 상기 수신자 네트워크로 전송되는 데이타를 상기 제 1 전송범위까지 상기 제 1 시간동안 전송하는 단계와,

   (d) 상기 제 1 시간이 경과할 때마다 상기 제 1 전송범위를 상기 제 2 내지 제 N 전송범위까지 단계적으로 확대하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 대역폭 제어 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   (e) 상기 단계 (d) 에서 전송범위가 상기 제 2 내지 N 전송범위까지 단계적으로 확대될때, 상기 제 i 전송범위에 위치한 상기 수신자 네트워크로부터 혼잡 메시지를 수신하면, 상기 전송범위를 감축하는 단계와,

   (f) 상기 제 1 시간을 제 2 시간으로 변경시키는 단계와,

   (g) 상기 송신자 네트워크로부터 상기 수신자 네트워크로 전송되는 데이타를 상기 단계 (e) 에서 감축된 전송범위까지 상기 제 2 시간동안 전송하는 단계와,

   (h) 상기 제 2 시간이 경과할 때마다 상기 감축된 전송범위를 상기 i 내지 제 N 전송범위까지 단계적으로 확대하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 대역폭 제어방법
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 i+1 전송범위는 상기 i 전송범위의 2 배이며, 상기 감축된 전송범위는 상기 i-1 전송범위이며, 상기 제 2 시간은 상기 제 1 시간의 2 배인것을 특징으로하는 대역폭 제어방법.
4. 제 1 항 내지 제 3 항중의 어느 한 항에 있어서,

   상기 송신자 네트워크와 상기 수신자 네트워크는 화상회의 시스템 또는 인터넷 방송 시스템의 구성 부분이 것을 특징으로 하는 대역폭 제어방법