KR20040001027A - 실시간 전송 프로토콜 패킷 - Google Patents

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KR20040001027A
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신효정
이영석
임태성
서영일
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주식회사 케이티
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Abstract

본 발명은 RTP 패킷을 개시하며, UDP 헤더에 출발지 포트번호와 목적지 포트번호를 포함하며, 상기 출발지 포트번호와 목적지 포트번호 중 최소한 하나 이상에 데이터 유형 정보가 삽입된다. 그리고, 상기 데이터 유형 정보의 후단에 구별 비트를 가지며, 상기 구별비트는 실시간 전송 프로토콜과 실시간 전송 제어 프로토콜을 구별하기 위하여 이용될 수 있다. 따라서, 실시간 전송 프로토콜 패킷은 UDP 헤더 정보로써 데이터의 유형을 파악 할 수 있으며, 그에 따라 RTP 패킷을 이용하여 데이터를 전송하는 응용프로그램에 대하여 QoS 기술을 적용할 수 있는 효과가 있다.

Description

실시간 전송 프로토콜 패킷{Real-time Transport Protocol Packet}
본 발명은 실시간 전송 프로토콜(Real-time Transport Protocol : 이하, 'RTP'라 함) 패킷에 관한 것으로서, RTP 패킷을 운반하는 트랜스포트 계층인 UDP 또는 TCP의 헤더에 RTP의 데이터 유형을 삽입시켜 패킷의 분류를 용이하게 하는 RTP 패킷에 관한 것이다.
IP 네트워크를 대상으로 개발된 QoS(Quality of service) 기술은 응용 프로그램 또는 가입자 별로 패킷을 분류하여 각 패킷을 정해진 특성에 맞게 서비스의 질을 다르게 하는 것이다.
즉, 가입자 별로 분류하여 네트워크 상에서 차별화된 서비스를 제공할 수 있고, 응용 프로그램 별로 분류하여 네트워크 상에서 차별화된 서비스를 제공할 수 있다. 이러한 네크워크 상의 서비스 차별화 기술은 널리 이용되고 있다.
QoS를 위한 패킷의 분류는 첫째 네트워크 계층인 IP 헤더의 출발지 또는 목적지 주소 값을 이용하거나, 둘째 IP 패킷을 운반하는 트랜스포트 계층의 데이터인 UDP(User Datagram Protocol : 이하, 'UDP'라 함) 또는 TCP의 포트 번호를 사용한다. 예를 들어, 출발지 주소가 "1.0.0.0/24"이면 최상급 서비스를 제공하거나, 트랜스포트 계층의 TCP 포트 번호가 "23"이면 최상급 서비스를 제공할 수 있다.
한편, 최근 비디오 데이터나 오디오 데이터 등의 실시간 전송을 요하는 데이터의 인터넷을 통한 전송 요구가 강해짐에 따라 그 요구에 부응하기 위한 프로토콜로서, 인터넷 표준화 단체인 IETF(International Engineering Task Force)에 의해 실시간 전송 프로토콜(이하, RTP라 칭함)이 규정되었다.
일반적인 RTP 패킷의 UDP 헤더와 RTP 헤더는 도 1과 같은 구조를 갖는다. 즉, UDP 헤더는 출발지 포트 번호와 목적지 포트번호를 가지며, RTP 헤더는 데이터 유형값을 갖는다. 그리고, RTP 패킷의 계층적 프로토콜 스택은 도 2a와 같으며, 패킷의 구조는 도 2b와 같이 IP 헤더, UDP 헤더, RTP 헤더를 포함하고 있다.
RTP(real-time transport protocol)는 네트워크 층의 IP(internet protocol) 및 트랜스포트 층의 UDP에 대한 상위층으로서 되며, 인터넷의 차세대 기술로서, 대화형 오디오나 비디오, 모의실험 데이터와 같은 실시간 정보를 전송하는 응용프로그램에서 요구되는 단대단 전송 서비스 기능을 제공하기 위한 프로토콜이다.
특히, 현재 인터넷에서 가장 많이 이용되고 있는 응용프로그램 중 하나인VoIP는 RTP 패킷을 이용하여 음성 데이터를 전달하며, VoIP는 네트워크 상에서 중요한 QoS 대상으로 인정되고 있다. 그러나, VoIP는 RTP 패킷의 특성상 분류가 용이하지 않아서 QoS 기술의 적용이 현실적으로 어렵다.
더욱 구체적으로, RTP 패킷은 주로 UDP를 트랜스포트 계층으로 사용하여 전송되는 것으로서, RTP 패킷을 운반하는 UDP 포트 번호는 프로그램 제작사 별로 상이하거나, 하나의 프로그램에서도 다양한 UDP 포트 번호를 사용한다. 그러므로, UDP 포트 번호를 이용하여 VoIP에 QoS 기술을 적용하는 것이 어렵다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, UDP 등 트랜스포트 계층의 헤더를 검사하여 RTP 패킷의 분류를 가능케함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 RTP 패킷을 이용하여 음성 데이터를 전달하는 응용프로그램에 대하여 QoS 기술을 적용가능케 함에 있다.
도 1은 일반적인 RTP 패킷의 구조를 도시한 도면.
도 2a는 일반적인 RTP 패킷의 계층적 프로토콜 스택을 도시한 도면.
도 2b는 일반적인 RTP 헤더를 운반하는 IP 패킷의 형태를 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 실시간 전송 프로토콜 패킷의 구조를 도시한 도면.
본 발명에 따른 RTP 패킷은 UDP 헤더에 출발지 포트번호와 목적지 포트번호를 포함하며, 상기 출발지 포트번호와 목적지 포트번호 중 최소한 하나 이상에 데이터 유형 정보가 삽입된다.
그리고, 상기 데이터 유형 정보의 후단에 구별 비트를 가지며, 상기 구별비트는 실시간 전송 프로토콜과 실시간 전송 제어 프로토콜을 구별하기 위하여 이용될 수 있다.
상술한 목적 및 기타의 목적과 본 발명의 특징 및 이점은 첨부도면과 관련한다음의 상세한 설명을 통해 보다 분명해 질 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 하나의 RTP 세션은 출발지/목적지 IP 주소의 쌍과 트랜스포트 계층의 포트 번호에 의하여 정의된다.
트랜스포트 계층의 프로토콜로는 UDP와 TCP 두 가지가 있으며, 포트 번호는 출발지 포트번호와 목적지 포트 번호가 있다. RTP 패킷은 주로 UDP를 하위 계층으로 하여 전송되고, 포트는 대개 목적지 포트번호만 응용프로그램 식별을 위해서 사용한다. 그리고, 출발지 포트번호는 동적으로 할당하여 두 사이트 간 여러 개의 세션을 설정할 수 있도록 정의될 수 있다.
본 발명에 따른 실시예는 UDP와 목적지 포트번호에 대해서 개시하나, 본 발명의 기술범위에는 트랜스포트 계층의 프로토콜과 출발지/목적지 포트 번호에 모두 적용될 수 있다.
본 발명에 따른 실시예는 RTP 포트의 데이터 유형 값을 목적지 포트번호 중의 일부에 적용함으로써 UDP 포트 번호를 참조하여 RTP 패킷의 데이터 유형을 식별할 수 있도록 한 것이다.
이를 위하여 도 3과 같이 실시예에 따른 RTP 패킷의 구조가 예시될 수 있다. 이를 참조하면, RTP 패킷은 IP 헤더, UDP 헤더, RTP 헤더로 구성되나, 여기서는 일반적인 IP 헤더는 도시하지 않고, 트랜스포트 계층으로 사용하는 UDP 헤더와, RTP 헤더의 구성을 나타낸다.
UDP 헤더는 출발지 포트번호(SPN), 목적지 포트번호(OPN), 데이터 유형정보(PT; Payload Type), 구별 비트(I), 패킷 길이(PL) 및 첵섬(CHECKSUM)으로 구성된다.
출발지 포트번호(SPN)는 출발지에 대한 포트 번호가 설정되며 16 비트가 할당된다.
목적지 포트번호의 앞부분 8비트는 응용프로그램이 다양하게 설정할 수 있도록 하고, 목적지 포트번호의 뒷 부분의 7비트 부분은 데이터 유형정보(PT)를 삽입한다. 여기에는 RTP 헤더의 데이터 유형정보(PT)가 그대로 삽입될 수 있다.
마지막 1 비트인 구별비트(I)는 RTP와 RTCP(Real-time Transport Control Protocol)의 구별을 하기 위한 것으로, RTP를 사용하는 경우 마지막 1비트의 값은 짝수이고, RTCP를 사용하는 경우 마지막 1비트의 값은 홀수로 설정될 수 있다.
여기서, RTCP(RTP Control Protocol)는 회의 참여간에 분실된 패킷 수, 지터 간격, 앞의 패킷과의 지연시간 등의 QoS를 평가하여 어댑티브 엔코딩(adaptive encoding)을 제공하도록 하는 것이다.
패킷 길이는 UDP 헤더의 길이와 사용자 데이터 길이를 더한 옥텟(바이트) 단위로 설정되어 적어도 8이 설정되며, 8을 설정하면 UDP 헤더만 있고 사용자 데이터는 없다는 표시이다. 첵섬은 선택사항으로 계산하지 않아도 통신이 가능하며, 고속통신을 할 경우 프로토콜의 오버헤드를 최소한으로 억제하기 위한 것으로 대부분 사용되고 있다.
또한, RTP헤더는 고정된 크기를 가지며, 앞에서 9비트는 각각, V, P,X, CC,M 등 필요한 정의가 이루어지고, 10번째 비트부터 순차적으로 7개의 비트가 RTP 데이터 유형인 PT 필드로 사용된다.
V(Version) 필드는 RTP의 버전을 정의하는 2비트 필드이고, P(Padding) 필드는 패딩 옥텟의 포함여부를 정의하는 1비트 필드로서, 무결성 검사를 위해 패킷내에 사용되지 않은 바이트를 표시한다. 또한, 32비트 단위로 패킷을 구성하기 위해 사용되는 것으로, P(Payload)값이 세팅되면 패이로드(PAYLOAD) 부분이 아닌 패딩 옥텟들이 패킷의 끝에 포함되는 것을 의미한다.
X(eXtension) 필드는 헤더 확장자의 존재여부를 정의하는 1비트 필드로서, 세팅되면 정확하게 한 개의 확장 헤더가 고정 헤더 다음에 온다는 것을 말한다.
CC(CSRC count) 필드는 각 데이터의 ID인 CSRC(Contributing SouRCe) 식별자의 수를 포함하는 4비트 필드이고, 고정 헤더 다음에 붙는 CRSC 지시자의 개수를 가리키며, CRSC는 RTP 믹서가 컴바인디이드 스트림(combined stream)으로 만드는데 기여한 RTP 패킷 스트림의 소스이다. 여기서, RTP 믹서는 RTP 패킷들이 망을 통해서 전달되면서 중간 시스템에서는 여러 소스로부터 온 RTP 패킷들을 받고 이들을 적절히 조합시켜서 새로운 형태의 RTP 패킷을 만들고 다음 시스템으로 전달한다.
M(Marker) 필드는 프로파일에 의해 정의되는 1비트 필드로서, 멀티미디어 정보에 대한 프레임 영역을 나타내며, 패킷 안에서 음성과 화상정보등을 구별하는데 사용한다.
PT 필드는 RTP 페이로드의 데이터의 유형을 정의하는 7비트 필드로서, 이 필드를 통해 RTP 데이터가 어떤 종류의 데이터 인지를 구분한다. 예를 들면, PT 필드는 전송되어 오는 데이터가 VoIP에서 사용되는 음성 데이터인지 아닌지 여부도 알 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 PT정보를 UDP 헤더내에 복사하여 삽입한다.
순서번호(Sequence number) 필드(SQN)는 각각의 RTP 데이터 패킷에 대하여 1씩 증가되는 16비트 필드로서, 수신측에서 패킷 손실을 검출하고 패킷 시퀀스를 복원하기 위하여 사용되고, 패킷 분실을 감지하여 패킷 순서를 재저장한다.
시간 식별자 필드(TS)는 기준 타이머를 주기적으로 샘플링한 시간 식별 정보를 정의하는 32비트 필드로서, RTP 패킷의 첫번째 옥텟이 샘플링된 시점을 나타내고, 그 샘플링 시점은 일정하게 증가하는 클럭으로부터 생성되며, 이것은 실시간 데이터의 동기화와 지터 계산에 이용된다.
동기화 소스 식별자(SSRC; synchronization source identifier) 필드는 동기화 소스를 정의하는 32비트 필드로서, 카메라 또는 마이크 등의 데이터 원천지의 식별자를 말한다.
기여 소스 식별자(CSRC; contributing source identifiers) 필드는 패킷에 포함된 페이로드에 대한 데이터를 정의하는 32비트 필드로서, 1개에서 15개까지의 아이템을 정의할 수 있으며 각 아이템별로 32비트가 할당되고, RTP 패킷이 중간 시스템에서 혼합되는 경우에 그 소스들을 구별할 수 있는 식별자들을 가리킨다.
본 발명에 따른 실시예에 정의된 바와 같이, UDP 헤더의 목적지 포트번호 뒤에 RTP 데이터 유형값을 적용한 경우, 그 UDP 헤더의 목적지 포트번호 뒷부분의 7비트만 읽어들여 해당 패킷이 포함하는 데이터 유형을 판단할 수 있다.
즉, RTP 패킷이 전송되면, 라우터는 UDP 헤더 정보를 읽어서, RTP 패킷의 데이터 유형을 판단할 수 있다. 그러므로, 이를 이용하여 RTP 패킷에 대한 QoS 제공이 가능해진다.
본 발명에 따르면 UDP 또는 TCP 헤더의 포트 번호의 일부에 RTP 데이터 유형 값을 삽입시키며, 그 결과 UDP 또는 TCP 포트 번호만 읽음으로써 RTP 패킷을 식별할 수 있고, QoS 제공이 용이해진다.
그리고, 제작자의 의도에 따라서, 출발지 포트 또는 목적지 포트 중에 선택하여 RTP 데이터 유형 값을 삽입할 수 있으며, 둘 다에 RTP 데이터 유형값을 삽입할 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 실시간 전송 프로토콜 패킷은 UDP 헤더 정보로써 데이터의 유형을 파악 할 수 있으며, 그에 따라 RTP 패킷을 이용하여 데이터를 전송하는 응용프로그램에 대하여 QoS 기술을 적용할 수 있는 효과가 있다.
아울러 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위한 것으로, 당업자라면 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상과 범위를 통해 다양한 수정, 변경, 대체 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

Claims (4)

  1. UDP 헤더에 출발지 포트번호와 목적지 포트번호를 포함하며, 상기 출발지 포트번호와 목적지 포트번호 중 최소한 하나 이상에 데이터 유형 정보가 삽입됨을 특징으로 하는 실시간 전송 프로토콜 패킷.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 출발지 포트번호와 상기 목적지 포트번호에 모두 데이터 유형 정보가 삽입됨을 특징으로 하는 실시간 전송 프로토콜 패킷.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 데이터 유형 정보의 후단에 구별비트를 가지며, 상기 구별비트는 실시간 전송 프로토콜과 실시간 전송 제어 프로토콜을 구별하기 위하여 이용됨을 특징으로 하는 실시간 전송 프로토콜 패킷.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    데이터 유형 정보는 7비트로 표현됨을 특징으로 하는 실시간 전송 프로토콜 패킷.
KR1020020036083A 2002-06-26 2002-06-26 실시간 전송 프로토콜 패킷 KR20040001027A (ko)

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