KR20070104102A - 다중 디스크립션 코딩을 이용한 클러스터 기반의 스트리밍시스템 및 그 방법 - Google Patents

다중 디스크립션 코딩을 이용한 클러스터 기반의 스트리밍시스템 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야
본 발명은 다중 디스크립션 코딩을 이용한 클러스터 기반의 스트리밍 시스템 및 그 방법에 관한 것임.
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제
본 발명은 스트리밍 서비스를 위한 멀티미디어 데이터를 다중 디스크립션 코딩(Multiple Description Coding)을 이용하여 각각 인코딩 및 저장하고, 인터넷을 통해 클라이언트로 상기 멀티미디어 데이터를 전송할 때 디스패처 및 다수의 스트리밍 서버를 통해 각 디스크립션을 스트리밍 함으로써, 클러스터 내 서버 간의 부하를 균등하게 함과 동시에 클라이언트/네트워크 상태에 적응 가능한 서비스를 제공할 뿐만 아니라 일부 서버의 고장 시에도 지속적으로 서비스를 제공하기 위한, 다중 디스크립션 코딩을 이용한 클러스터 기반의 스트리밍 시스템 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있음.
3. 발명의 해결방법의 요지
본 발명은, 다중 디스크립션 코딩을 이용한 클러스터 기반의 스트리밍 시스템에 있어서, 각 콘텐츠의 디스크립션 정보, 해당 디스크립션을 저장하고 있는 스트리밍 서버 정보, 서버 부하 정보, 현재 서비스 중인 스트림 정보와 같은 메타데이터를 저장하고 있는 메타데이터 데이터베이스; 클라이언트로부터의 스트리밍 서비스 요청에 따라 해당되는 콘텐츠의 디스크립션 정보, 해당 디스크립션을 저장하 고 있는 스트리밍 서버 정보, 서버 부하 정보, 현재 서비스 중인 스트림 정보와 같은 메타데이터를 상기 메타데이터 데이터베이스로부터 전달받고, 상기 전달받은 정보(메타데이터)를 기반으로 결정한 스트리밍 서버 정보를 상기 클라이언트로 회신하기 위한 디스패처; 및 콘텐츠의 디스크립션을 저장하고 있고, 상기 디스패처로부터 클라이언트 정보 및 디스크립션 파일명을 전달받음에 따라 해당되는 디스크립션을 상기 클라이언트 정보를 이용하여 전송하기 위한 스트리밍 서버를 포함함.
4. 발명의 중요한 용도
본 발명은 스트리밍 시스템 등에 이용됨.
멀티미디어 데이터 스트리밍, 클러스터, 다중 디스크립션 코딩

Description

다중 디스크립션 코딩을 이용한 클러스터 기반의 스트리밍 시스템 및 그 방법{The cluster based streaming system and method using multiple description coding}
도 1 은 공지의 다중 디스크립션 코딩에 대한 일실시예 설명도,
도 2 는 종래 기술에 따른 클러스터 기반 스트리밍 서버에 대한 일실시예 설명도,
도 3 은 종래 기술에 따른 클러스터 기반 스트리밍 서버에서의 서비스 흐름에 대한 일실시예 설명도,
도 4 는 본 발명에 따른 클러스터 기반의 스트리밍 시스템과 상기 스트리밍 시스템에서의 서비스 흐름에 대한 일실시예 설명도,
도 5 는 본 발명에 따른 클러스터 기반의 스트리밍 시스템에서 다중 디스크립션 코딩을 이용한 스트리밍 서비스 제공 방법에 대한 일실시예 흐름도,
도 6 은 본 발명에 따른 디스패처 노드의 일실시예 구성도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 디스패처 노드 110 : 콘텐츠 분배 모듈
111 : 서버 상태 검사기 112 : 노드 에이전트
113 : 작업관리자 114 : 콘텐츠 전송기
120 : 메타데이터 관리기 130 : 콘텐츠 스트리밍 모듈
131 : 스케줄러 132 : 클라이언트 상태 검사기
133 : 콘텐츠 스트리밍 엔진 200 : 메타데이터 데이터베이스
300 : 스트리밍 서버 400 : 클라이언트
본 발명은 다중 디스크립션 코딩을 이용한 클러스터 기반의 스트리밍 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스트리밍 서비스를 위한 멀티미디어 데이터를 다중 디스크립션 코딩(Multiple Description Coding)을 이용하여 각각 인코딩 및 저장하고, 인터넷을 통해 클라이언트로 상기 멀티미디어 데이터를 전송할 때 디스패처 및 다수의 스트리밍 서버를 통해 각 디스크립션을 스트리밍 함으로써, 클러스터 내 서버 간의 부하를 균등하게 함과 동시에 클라이언트/네트워크 상태에 적응 가능한 서비스를 제공할 뿐만 아니라 일부 서버의 고장 시에도 지속적으로 서비스를 제공하기 위한, 다중 디스크립션 코딩을 이용한 클러스터 기반의 스트리밍 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
본 발명에서 클라이언트란 무선통신 단말기, 퍼스널 컴퓨터, 노트북, 휴대용 멀티미디어 플레이어(PMP) 등과 같이 데이터 통신이 가능한 각종 단말기를 말한다.
그리고 본 발명에서 무선통신 단말기란 이동통신 단말기, 개인휴대통신 단말기(PCS), 개인용디지털 단말기(PDA), 스마트폰, 차세대이동통신 단말기(IMT-2000), 무선랜 단말기 등과 같이 개인이 휴대하면서 무선통신이 가능한 단말기를 말한다.
최근 인터넷 기술의 발달로 멀티미디어 데이터의 스트리밍 서비스(예 : 주문형 비디오)에 대한 사용자 욕구가 점점 증대하고 있다.
스트리밍은 대용량의 비디오, 오디오와 같은 멀티미디어 데이터를 실시간으로 송/수신 및 디코딩하여 네트워크와 중앙처리장치(CPU)의 자원을 최적으로 이용하는 기술로서, 전체 콘텐츠를 수신한 후에 서비스를 시작하는 다운로드 방식(긴 대기시간이 요구됨)에 비해 사용자가 콘텐츠를 선택하는 즉시 서비스를 받을 수 있도록 하는 장점이 있다.
한편, 다중 디스크립션 코딩(Multiple Description Coding)은 다중-경로 간섭 및 도플러 다중성이 행해지는 무선 네트워크와 같은 네트워크를 통해 강인한 통신을 위한 효율적인 기술로 공지된 상태이다. 상기 다중 디스크립션 코딩에 관한 공지의 기술을 도 1을 참조하여 살펴보면 다음과 같다.
도 1 은 공지의 다중 디스크립션 코딩에 대한 일실시예 설명도이다.
여기서는, "Reliable Video Communication Over Lossy Packet Networks using Multiple State Encoding and Path Diversity(Visual communications and Image Processing, pp.392-409, Jan.2001, J,G. Apostolopoulos)"에 대하여 설명하기로 한다.
"110a, 110b, 110c"로 표시된, 복수의 이미지 프레임들을 포함하는 비디오 데이터는 정보의 홀수 프레임들(121, 123, 125) 및 정보의 짝수 프레임들(122, 124, 126)로 분리된다. 그리고 각 홀/짝수 프레임 내의 비디오 정보는 엠펙(MPEG) 등과 같은 공지의 인코딩 기술에 의해 각각 독립적으로 인코딩되고, 상기 홀/짝수 프레임 내의 인코딩된 비디오 정보는 동일한, 혹은 서로 다른 채널을 사용하는 네트워크를 통해 전송될 수 있다. 이때, 상기 홀수 프레임과 짝수 프레임으로 지칭된 각 프레임 내의 정보는, 예를 들면 비디오 이미지 내 비디오 데이터의 홀수, 짝수 행들과 연관된 정보일 수도 있다.
여기서, 종래 기술에 따른 클러스터 기반의 스트리밍 서버에 대해 도 2 및 도 3을 참조하여 설명하기로 한다.
도 2 는 종래 기술에 따른 클러스터 기반 스트리밍 서버에 대한 일실시예 설명도이다.
한 대의 서버로는 각 사용자의 스트리밍 서비스 요청을 모두 수용할 수 없으므로, 다수의 서버를 묶어 하나의 가상 서버로 구성하여 서비스를 제공하는 것이 일반적이다.
이때, 각 서버는 여러 개의 디스크를 포함하여 구성되고, 클러스터를 구성하는 서버 중 하나가 디스패처가 된다. 상기 디스패처는 사용자의 스트리밍 서비스 요청에 따라 클러스터 내의 각 서버에 분배하는 역할을 수행한다.
그런데, 다수의 서버에 서로 다른 콘텐츠를 저장하면 많은 종류의 콘텐츠를 제공할 수 있는 장점이 있는 반면, 특정 콘텐츠에 대한 요청이 집중될 경우에는 해 당 콘텐츠를 가지지 않은 서버의 용량이 충분히 남아 있더라도 해당 콘텐츠를 가진 서버의 용량을 초과하는 요청에 대해 서비스를 제공할 수 없는 단점이 있었다.
상기의 단점을 해결하기 위해, 동일한 콘텐츠를 다수의 서버에 복제(replication)해서 저장하는 방안이 사용되고는 있으나 저장 공간이 낭비되고 복제로 인한 오버헤드가 발생하는 문제점이 있었다.
도 3 은 종래 기술에 따른 클러스터 기반 스트리밍 서버에서의 서비스 흐름에 대한 일실시예 설명도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 클러스터 시스템은 하나의 디스패처와 다수의 스트리밍 서버를 포함하고, 콘텐츠의 설치 및 초기 저장을 위한 파일 서버가 존재한다. 사용자가 디스패처로 스트리밍을 원하는 콘텐츠의 내용을 전송하면(스트리밍 요청)(1), 상기 디스패처가 가장 적절한 서버를 선택하여 해당 서버의 정보를 사용자에게 회신한다(2). 그러면, 사용자가 상기 서버로 접속하여(접속 요청)(3) 스트리밍 서비스를 받게 된다(4).
한편, 스트리밍 서비스 분야에서 성능 효율성 향상과 관련된 종래의 기술을 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
제1 선행기술로서 대한민국 등록특허 "다중-디스크립션 계층 인코딩을 사용하여 전송 효율을 개선하기 위한 방법 및 시스템(등록번호 10-2005-7005827)"에 대하여 살펴보면, 다중 디스크립션 코딩 및 미세 입상 공간 코딩(Fine Granular Spatial coding)을 사용하여 네트워크 전송 효율을 개선하기 위한 기술로서 비디오 이미지는 복수의 정보 항목 프레임들로 분할되고, 각각의 프레임은 베이스 계층 및 개선 계층으로 인코딩된 독립적인 계층이다. 그리고 적어도 하나의 통신 채널이 선택되고 베이스 계층 각각은 선택된 통신 채널들 중 하나와 연관되어 이를 통해 전송된다. 또한, 잔여 대역폭은 각각의 연관된 채널 상에서 결정되고, 잔여 대역폭에 상응하는 개선 계층의 레벨이 연관된 채널을 통해 전송된다.
그런데, 상기 제1 선행기술은 네트워크 전송 효율에 관한 기술로서 클러스터 시스템의 신뢰성 및 부하 균등, 적응형 서비스를 위한 방안을 제공하지 못하는 한계가 있었다.
한편, 제2 선행기술로서 "P2P 네트워크에서 멀티소스 스트리밍을 이용한 콘텐츠 분배(정보처리학회논문지 A 제11-A권 제5호 pp.325-332, 2004.10 발표)"에 대하여 살펴보면, 콘텐츠를 제공하는 주체가 고정되어 있지 않아 콘텐츠 분배가 매우 중요한 P2P 네트워크에서 기존의 콘텐츠 공유 모델의 경우 미디어 데이터를 모두 다운로드한 후에 재생하므로 응답 시간이 길고 P2P 멀티소스 미디어 스트리밍에서 콘텐츠 분배가 어려운 점을 해결하기 위하여 수신 피어가 데이터 스트리밍과 동시에 소스 피어의 역할을 수행하도록 함으로써, 사용자 응답 시간이 단축되고 미디어 스트리밍에 참여하는 소스 피어의 수가 늘어나면 비트 전송률이 증가되어 동시 수요자 수도 증가되는 효과가 있다. 또한, 피어가 가지는 미디어 파일의 일부분을 전송하는 메커니즘을 제공하여 콘텐츠 분배가 빨라지도록 하는 효과가 있다. 즉, 콘텐츠를 여러 구간으로 나누고 특정 구간을 특정 송신 피어가 담당하여 전송하며 빨리 전송된 구간을 담당한 피어가 아직 전송이 완료되지 않은 구간의 전송을 도울 수 있도록 함으로써, P2P 멀티소스 미디어 스트리밍에서 콘텐츠 분배를 효율적으로 할 수 있도록 한다.
그런데, 상기 제2 선행기술은 P2P 네트워크상에서 스트리밍과 동시에 콘텐츠를 분배할 수 있도록 하는 기술이나, 클러스터 기반의 스트리밍 서비스를 제공함에 있어서는 서버의 안정성, 신뢰성 및 적응형 서비스를 보장할 수 없는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 스트리밍 서비스를 위한 멀티미디어 데이터를 다중 디스크립션 코딩(Multiple Description Coding)을 이용하여 각각 인코딩 및 저장하고, 인터넷을 통해 클라이언트로 상기 멀티미디어 데이터를 전송할 때 디스패처 및 다수의 스트리밍 서버를 통해 각 디스크립션을 스트리밍 함으로써, 클러스터 내 서버 간의 부하를 균등하게 함과 동시에 클라이언트/네트워크 상태에 적응 가능한 서비스를 제공할 뿐만 아니라 일부 서버의 고장 시에도 지속적으로 서비스를 제공하기 위한, 다중 디스크립션 코딩을 이용한 클러스터 기반의 스트리밍 시스템 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 시스템은, 다중 디스크립션 코딩을 이용한 클러스터 기반의 스트리밍 시스템에 있어서, 각 콘텐츠의 디스크립션 정보, 해당 디스크립션을 저장하고 있는 스트리밍 서버 정보, 서버 부하 정보, 현재 서비스 중인 스트림 정보와 같은 메타데이터를 저장하고 있는 메타데이터 데이터베이스; 클라이언트로부터의 스트리밍 서비스 요청에 따라 해당되는 콘텐츠의 디스크립션 정보, 해당 디스크립션을 저장하고 있는 스트리밍 서버 정보, 서버 부하 정보, 현재 서비스 중인 스트림 정보와 같은 메타데이터를 상기 메타데이터 데이터베이스로부터 전달받고, 상기 전달받은 정보(메타데이터)를 기반으로 결정한 스트리밍 서버 정보를 상기 클라이언트로 회신하기 위한 디스패처; 및 콘텐츠의 디스크립션을 저장하고 있고, 상기 디스패처로부터 클라이언트 정보 및 디스크립션 파일명을 전달받음에 따라 해당되는 디스크립션을 상기 클라이언트 정보를 이용하여 전송하기 위한 스트리밍 서버를 포함한다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은, 클러스터 기반의 스트리밍 시스템에서의 다중 디스크립션 코딩을 이용한 스트리밍 서비스 제공 방법에 있어서, 원본 콘텐츠의 디스크립션에 대한 정보 및 각 스트리밍 서버의 정보를 저장하고 있는 저장 단계; 클라이언트로부터 콘텐츠에 대한 스트리밍 서비스를 요청받는 요청 수신 단계; 상기 요청받은 스트리밍 서비스를 제공하기 위한 스트리밍 서버의 정보를 상기 클라이언트로 회신하는 회신 단계; 및 상기 스트리밍 서비스를 제공하기 위한 스트리밍 서버가 상기 클라이언트로 디스크립션을 전송하여 스트리 밍 서비스를 제공하는 서비스 단계를 포함한다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명은 클러스터 기반의 스트리밍 시스템에서 멀티미디어 스트리밍 서비스를 제공함에 있어 다중 디스크립션 코딩을 이용하여 클러스터 내의 공유하지 않는 다수의 저장장치로부터 스트리밍 서비스를 제공할 때 전체 클러스터의 부하를 균일하게 유지할 수 있도록 하는 방안을 제시한다.
그에 따라, 특정 서버에 문제가 발생한 경우에도 끊김 없는 스트리밍 서비스를 제공할 수 있고(낮은 품질의 서비스로 계속 스트리밍 서비스를 제공함), 클라이언트에게 제공하는 디스크립션의 수를 달리하여 클라이언트 및 네트워크 상태에 적응적인 서비스를 제공할 수 있다.
이때, 본 발명에 따른 클러스터 기반의 스트리밍 시스템은 원본 콘텐츠(별도의 파일서버 내 저장)가 다중 디스크립션 코딩에 따라 인코딩된 n 개(n은 자연수)의 디스크립션을 n 개의 스트리밍 서버에 저장시켜 멀티미디어 스트리밍 서비스를 제공한다.
도 4 는 본 발명에 따른 클러스터 기반의 스트리밍 시스템과 상기 스트리밍 시스템에서의 서비스 흐름에 대한 일실시예 설명도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 클러스터 기반의 스트리밍 시스템은, 각 콘텐츠의 디스크립션 정보, 해당 디스크립션을 저장하고 있는 스트리밍 서버 정보, 서버 부하 정보, 현재 서비스 중인 스트림 정보 등과 같은 메타데이터를 저장하고 있는 메타데이터 데이터베이스(200), 클라이언트(400)로부터의 스트리밍 서비스 요청에 따라 해당되는 콘텐츠의 디스크립션 정보, 해당 디스크립션을 저장하고 있는 스트리밍 서버 정보, 서버 부하 정보, 현재 서비스 중인 스트림 정보 등과 같은 메타데이터를 상기 메타데이터 데이터베이스(200)로부터 전달받고, 상기 전달받은 정보(메타데이터)를 기반으로 결정한 스트리밍 서버 정보를 상기 클라이언트(400)로 회신하기 위한 디스패처 노드(100), 및 콘텐츠의 디스크립션을 저장하고 있고, 상기 디스패처 노드(100)로부터 클라이언트 정보 및 디스크립션 파일명을 전달받음에 따라 해당되는 디스크립션을 상기 클라이언트 정보를 이용하여 전송하기 위한 스트리밍 서버(300)를 포함한다.
다음으로, 도 4를 참조하여 스트리밍 시스템에서의 서비스 흐름에 대하여 살펴보면, 먼저 클라이언트(400)가 외부 입력에 따라(1) 디스패처 노드(100)로 스트리밍 서비스를 원하는 콘텐츠의 정보(예 : rtsp://123.456.789.1/스파이더맨.mpg)를 전송하면(2), 상기 디스패처 노드(100)가 메타데이터를 이용하여(3) 해당되는 콘텐츠의 디스크립션을 저장하고 있는 스트리밍 서버(300)의 아이피(IP) 주소(예 : 123.456.789.20, 123.456.789.21, 123.456.789.22, 123.456.789.23)를 알아낸 후 이를 회신한다.
여기서, 디스패처 노드(100)는 메타데이터를 이용하여 상기 요청받은 콘텐츠의 디스크립션 파일명(예 : 스파이더맨) 및 해당 디스크립션을 저장하고 있는 스트리밍 서버 정보를 알아낸다. 그리고 각 스트리밍 서버(300)로 클라이언트(400)의 정보(아이피 주소)와 디스크립션 파일명(예 : 스파이더맨)을 전송한다(4). 그러면, 각 스트리밍 서버(300)는 상기 전송받은 클라이언트(400)의 정보(아이피 주소)를 이용하여 해당되는 디스크립션 파일을 전송한다.
이때, 각 스트리밍 서버(300)는 콘텐츠의 디스크립션을 저장하고 있다. 그리고 상기 메타데이터는 별도의 메타데이터 데이터베이스(200)에 저장되어 있다.
또한, 클라이언트(400)는 각 스트리밍 서버(300)로부터 각 스트리밍 세션을 통해 각각 전송받는(5) 스트리밍 데이터(디스크립션)를 별도로 준비한 각 버퍼들에 저장하고, 디코딩한 후 재생한다. 이때, 각 버퍼들은 스트리밍 서버(300)에 대응되도록 준비된다.
한편, 상기 디스패처 노드(100)의 내부 구성요소 및 각 동작 사항에 대해서는 도 6을 참조하여 후술하기로 한다.
도 5 는 본 발명에 따른 클러스터 기반의 스트리밍 시스템에서 다중 디스크립션 코딩을 이용한 스트리밍 서비스 제공 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.
여기서, 메타데이터 데이터베이스(200)가 원본 콘텐츠의 디스크립션에 대한 정보(디스크립션 파일명 등), 각 스트리밍 서버(300)의 정보(아이피 주소, 서버 부하 등)를 저장하고 있는 상태이다. 이때, 각 스트리밍 서버의 성능 가중치에 따라 디스크립션을 저장하고 있다.
먼저, 각 스트리밍 서버(300)가 사전에 자신의 서버 상태 정보를 메타데이터 데이터베이스(200)에 알려준다(등록한다)(501 내지 503).
이후, 디스패처 노드(100)가 클라이언트(400)로부터 사용자 입력에 따른 일정한 콘텐츠 정보를 전송받는다(504). 이때, 콘텐츠 정보는 멀티미디어 데이터의 스트리밍 서비스를 요청하기 위한 것으로, 예를 들어 사용자가 웹페이지의 "스파이더맨" 하이퍼링크가 선택된 경우 "rtsp://123.456.789.1/스파이더맨.mpg"가 될 수 있다.
그러면, 디스패처 노드(100)가 메타데이터 데이터베이스(200)에 저장된 메타데이터를 이용하여, 상기 서비스 요청받은 해당 콘텐츠의 디스크립션을 저장하고 있는 각 스트리밍 서버 정보(예 : 아이피 주소)를 알아내고(505, 506) 이를 클라이언트(400)로 회신한다(507).
이에 대하여 보다 상세하게 살펴보면, 디스패처 노드(100)는 상기 서비스 요청에 대한 적절한 디스크립션 수 및 스트리밍 서버의 결정을 위하여, 메타데이터 데이터베이스(200)에 저장되어 있는 디스크립션 수 및 서버 상태 정보 등을 요청하고(505) 그 결과로 디스크립션 수, 해당 디스크립션 파일명, 및 스트리밍 서버(300)의 아이피 주소 등을 제공받아 적절한 디스크립션 수 및 스트리밍 서버를 결정한다(506). 이때, 서버 이름 등이 추가될 수도 있다. 그리고 상기 결정된 각 스트리밍 서버(300)의 아이피 주소 및 세션 수 등을 클라이언트(400)로 회신한다(507).
또한, 상기 디스패처 노드(100)는 상기 알아낸 각 스트리밍 서버(300)로 클라이언트(400)의 아이피 주소 및 디스크립션 파일명을 각각 전송한다(508 내지 510). 이때, 상기 디스크립션 파일 수는 스트리밍 세션 수와 동일하다.
이후, 각 스트리밍 서버(300)가 서비스 요청받은 콘텐츠의 각 디스크립션들(디스크립션 파일)을 각각의 스트리밍 세션을 통하여 클라이언트(400)로 전송한다(511 내지 513). 즉, 스트리밍 데이터를 제공한다.
그러면, 클라이언트(400)가 별도로 준비한 각 버퍼에 상기 각 스트리밍 서버(300)로부터 전송받는 디스크립션 파일을 저장하고, 디코딩한 후 재생한다. 이때, 각 버퍼는 스트리밍 서버(300)에 일대일로 매칭되도록 존재할 수 있다.
도 6 은 본 발명에 따른 디스패처 노드의 일실시예 구성도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 디스패처 노드(100)는 크게 콘텐츠 분배 모듈(110), 콘텐츠 스트리밍 모듈(130), 및 메타데이터 관리기(120)를 포함한다. 여기서, 콘텐츠 분배 모듈(110)은 스트리밍 서비스를 제공하기 위하여 파일서버(콘텐츠의 원본/디스크립션 저장 서버, 도시되지 않음)로부터 스트리밍 서버로, 혹은 스트리밍 서버로부터 스트리밍 서버로 디스크립션 파일을 전송하기 위해 사용된다. 또한, 콘텐츠 스트리밍 모듈(130)은 실제 클라이언트(400)로 스트리밍 서비스를 제공하기 위한 모듈이고, 메타데이터 관리기(120)는 전체 클러스터에 포함되어 있는 각 스트리밍 서버(300)의 정보(아이피 주소, 상태 정보, 여유 디스크 크기 등), 각 스트리밍 서버(300)에 저장되어 있는 디스크립션 파일의 정보 및 기타 정보를 관리하는 기능을 수행한다.
각 구성요소에 대하여 보다 상세히 살펴보면, 콘텐츠 분배 모듈(110)의 서버 상태 검사기(111)는 각 스트리밍 서버(300)의 상태를 주기적으로 검사하여 정상/고장 상태를 파악한다. 이때, 상기 서버 상태 검사기(111)는 각 스트리밍 서버의 상태를 주기적으로 검사하여 서버의 현재 성능 및 정상 동작 여부를 저장하고 고장 상태임을 파악함에 따라 해당되는 스트리밍 서버의 정보를 클라이언트로 알려준다. 그리고 노드 에이전트(112)는 각 스트리밍 서버(300)와의 통신을 담당하며, 작업관리자(113)는 파일서버로부터 스트리밍 서버 혹은 스트리밍 서버 간의 디스크립션 파일의 전송을 관리하고, 콘텐츠 전송기(114)가 실제 파일 전송을 담당한다.
그리고 콘텐츠 스트리밍 모듈(130)의 스케줄러(131)는 클라이언트(400)의 콘텐츠에 대한 스트리밍 서비스 요청에 따라 서비스를 수행할 서버를 결정하는 역할을 수행하고, 클라이언트 상태 검사기(132)는 스트리밍 서비스 중 각 스트리밍 서버(300)와 클라이언트 간의 네트워크 및 클라이언트(400)의 부하 정보를 모니터링하며, 콘텐츠 스트리밍 엔진(133)은 실제 스트리밍 서비스를 담당한다.
한편, 스트리밍 서비스 중에 스트리밍 서비스를 제공하고 있는 n개의 서버 중에서 일부가 고장이 나면 디스패처 노드(100)의 서버 상태 검사기(111)가 이를 감지하고 클라이언트(400)로 고장이 난 서버의 아이피 주소를 알려준다. 그러면, 클라이언트(400)는 상기 고장이 난 서버로부터 전송받는 데이터를 저장하기 위한 버퍼를 해제하고, 그 외의 정상적인 서버로부터 전송받는 스트리밍 데이터를 디코딩한 후 재생한다. 이에 따라, 일부의 스트리밍 서버가 고장이 나더라도 끊김 없는 스트리밍 서비스를 제공할 수 있게 된다. 이때, 사용자가 인지하는 데이터의 품질 이 저하될 수도 있다.
그리고 상기 디스패처 노드(100)는 정상적인 서버 중에서 사용 대역폭, 서버의 성능을 고려하여 상기 고장이 난 서버에 저장되어 있었던 디스크립션 파일을 대신 저장할 서버들을 선택하고, 파일서버로부터 이를 전송받도록 한다. 상기 전송 과정이 완료됨에 따라 디스패처 노드(100)는 클라이언트(400)로 상기 새로이 추가된 스트리밍 서버의 아이피 주소를 전송하고, 상기 클라이언트(400)는 새로운 버퍼를 할당한다. 이때, 고장이 난 원래의 스트리밍 서버가 복구되면 임시로 저장되었던 디스크립션 파일은 삭제되고, 상기 복구된 원래의 스트리밍 서버를 통해 서비스가 제공되도록 한다. 또한, 고장이 난 서버를 대신할 새로운 서버를 별도로 선택하는 것이 아니라, 대역폭이 동일한 경우 상기 고장이 난 서버의 각 디스크립션을 스트라이핑으로 모든 정상적인 스트리밍 서버들이 분담하여 저장하도록 할 수도 있다. 여기서, 상기 고장이 난 서버에 저장되어 있던 디스크립션 중, 현재 서비스가 제공되고 있던 해당 디스크립션이 우선적으로 제공되도록 하는 것이 바람직하다.
한편, 클라이언트(400)의 콘텐츠에 대한 스트리밍 서비스 요청시 단말의 종류에 대한 정보를 제공받는 경우, 디스패처 노드(100)는 단말의 종류에 따라 디스크립션의 수를 결정할 수도 있다. 즉, 무선통신 단말기와 같은 저해상도 단말을 위해서는 제공되는 디스크립션의 수를 적게 하고 퍼스널 컴퓨터와 같은 고해상도 단말을 위해서는 제공되는 디스크립션의 수를 많이 함으로써, 사용자의 단말기 종류에 적응적인 스트리밍 서비스를 제공할 수 있다.
또한, 디스패처 노드(100) 내 콘텐츠 스트리밍 모듈(130)의 클라이언트 상태 검사기(132)를 이용하여 스트리밍 서비스 중에 네트워크 상태의 변화, 클라이언트(400)의 부하 정보를 체크하여 그에 따라 실시간으로 적응적인 스트리밍 서비스를 제공할 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 형태로 기록매체(씨디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다. 이러한 과정은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있으므로 더 이상 상세히 설명하지 않기로 한다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
상기와 같은 본 발명은, 클러스터 기반의 스트리밍 시스템에서 다중 디스크립션 디코딩을 이용하여 각 스트리밍 서버의 부하를 균등하게 유지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 다수 스트리밍 서버 중 일부가 고장이 난 경우에도 전송하는 디스크립션의 수를 조절하여 낮은 품질로 스트리밍 서비스를 지속적으로 제공할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 단말기의 종류 및 부하 정도, 네트워크 상태의 변화에 따라 그에 적응적인 스트리밍 서비스를 제공할 수 있는 효과가 있다.

Claims (17)

  1. 다중 디스크립션 코딩을 이용한 클러스터 기반의 스트리밍 시스템에 있어서,
    각 콘텐츠의 디스크립션 정보, 해당 디스크립션을 저장하고 있는 스트리밍 서버 정보, 서버 부하 정보, 현재 서비스 중인 스트림 정보와 같은 메타데이터를 저장하고 있는 메타데이터 데이터베이스;
    클라이언트로부터의 스트리밍 서비스 요청에 따라 해당되는 콘텐츠의 디스크립션 정보, 해당 디스크립션을 저장하고 있는 스트리밍 서버 정보, 서버 부하 정보, 현재 서비스 중인 스트림 정보와 같은 메타데이터를 상기 메타데이터 데이터베이스로부터 전달받고, 상기 전달받은 정보(메타데이터)를 기반으로 결정한 스트리밍 서버 정보를 상기 클라이언트로 회신하기 위한 디스패처; 및
    콘텐츠의 디스크립션을 저장하고 있고, 상기 디스패처로부터 클라이언트 정보 및 디스크립션 파일명을 전달받음에 따라 해당되는 디스크립션을 상기 클라이언트 정보를 이용하여 전송하기 위한 스트리밍 서버
    를 포함하는 다중 디스크립션 코딩을 이용한 클러스터 기반의 스트리밍 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 스트리밍 서버는,
    상기 클라이언트로부터 요청받은 콘텐츠의 디스크립션들을 하나 이상의 스트리밍 세션을 통해 전송하여 스트리밍 서비스를 제공하는 것을 특징으로 하는 다중 디스크립션 코딩을 이용한 클러스터 기반의 스트리밍 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 스트리밍 서버는,
    콘텐츠의 각 디스크립션을 저장한, 하나 이상의 스트리밍 서버로 이루어진 것을 특징으로 하는 다중 디스크립션 코딩을 이용한 클러스터 기반의 스트리밍 시스템.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디스패처는,
    상기 클라이언트로 스트리밍 서비스를 제공하기 위한 콘텐츠 스트리밍 모듈;
    파일서버와 상기 각 스트리밍 서버, 그리고 상기 각 스트리밍 서버 간의 디스크립션 전송을 수행하기 위한 콘텐츠 분배 모듈; 및
    전체 클러스터에 포함되어 있는 각 스트리밍 서버의 정보와 상기 각 스트리밍 서버에 저장되어 있는 디스크립션 파일의 정보 및 기타 정보를 관리하기 위한 메타데이터 관리기
    를 포함하는 다중 디스크립션 코딩을 이용한 클러스터 기반의 스트리밍 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 콘텐츠 스트리밍 모듈은,
    상기 클라이언트로부터의 스트리밍 서비스 요청에 따라 서비스를 수행할 스트리밍 서버를 결정하기 위한 스케줄러;
    상기 스트리밍 서비스를 제공하기 위한 콘텐츠 스트리밍 엔진; 및
    상기 스트리밍 서비스 중, 상기 각 스트리밍 서버와 상기 클라이언트 간의 부하 정보를 모니터링하여 그에 따른 스트리밍 서비스가 제공되도록 하기 위한 클라이언트 상태 검사기
    를 포함하는 다중 디스크립션 코딩을 이용한 클러스터 기반의 스트리밍 시스템.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 콘텐츠 분배 모듈은,
    상기 각 스트리밍 서버의 상태를 주기적으로 검사하여 파악하기 위한 서버 상태 검사기;
    상기 각 스트리밍 서버와의 통신을 수행하기 위한 노드 에이전트;
    상기 파일서버와 상기 각 스트리밍 서버, 그리고 상기 각 스트리밍 서버 간의 디스크립션 전송을 수행하기 위한 작업관리자; 및
    실제 전송 기능을 수행하기 위한 콘텐츠 전송기
    를 포함하는 다중 디스크립션 코딩을 이용한 클러스터 기반의 스트리밍 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 서버 상태 검사기는,
    상기 각 스트리밍 서버의 상태를 주기적으로 검사하여 서버의 현재 성능 및 정상 동작 여부를 저장하고 고장 상태임을 파악함에 따라 해당되는 스트리밍 서버의 정보를 상기 클라이언트로 알리는 것을 특징으로 하는 다중 디스크립션 코딩을 이용한 클러스터 기반의 스트리밍 시스템.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 디스패처는,
    상기 각 스트리밍 서버 중에서 임의의 스트리밍 서버가 고장임을 파악함에 따라 해당 스트리밍 서버에 의해 전송되던 디스크립션을 새로운 스트리밍 서버를 통해 전송되도록 하는 것을 특징으로 하는 다중 디스크립션 코딩을 이용한 클러스터 기반의 스트리밍 시스템.
  9. 제 4 항에 있어서,
    상기 디스패처는,
    상기 고장이 난 스트리밍 서버에 의해 전송되던 디스크립션이 상기 클라이언트로 전송되도록 하기 위하여 상기 새로운 스트리밍 서버의 아이피 주소를 상기 클라이언트로 전송하는 것을 특징으로 하는 다중 디스크립션 코딩을 이용한 클러스터 기반의 스트리밍 시스템.
  10. 제 4 항에 있어서,
    상기 디스패처는,
    정상적인 스트리밍 서버 중에서 사용 대역폭 및 서버의 성능을 고려하여 상기 고장이 난 스트리밍 서버에 저장된 각 디스크립션 파일을 저장할 서버들을 선택하는 것을 특징으로 하는 다중 디스크립션 코딩을 이용한 클러스터 기반의 스트리밍 시스템.
  11. 제 4 항에 있어서,
    상기 디스패처는,
    상기 클라이언트로부터의 스트리밍 서비스 요청에 따라, 상기 메타데이터 데이터베이스에 저장되어 있는 디스크립션 수, 해당 디스크립션 파일명, 스트리밍 서버의 아이피 주소 등을 이용하여 디스크립션 수 및 스트리밍 서버를 결정하는 것을 특징으로 하는 다중 디스크립션 코딩을 이용한 클러스터 기반의 스트리밍 시스템.
  12. 클러스터 기반의 스트리밍 시스템에서의 다중 디스크립션 코딩을 이용한 스트리밍 서비스 제공 방법에 있어서,
    원본 콘텐츠의 디스크립션에 대한 정보 및 각 스트리밍 서버의 정보를 저장하고 있는 저장 단계;
    클라이언트로부터 콘텐츠에 대한 스트리밍 서비스를 요청받는 요청 수신 단계;
    상기 요청받은 스트리밍 서비스를 제공하기 위한 스트리밍 서버의 정보를 상기 클라이언트로 회신하는 회신 단계; 및
    상기 스트리밍 서비스를 제공하기 위한 스트리밍 서버가 상기 클라이언트로 디스크립션을 전송하여 스트리밍 서비스를 제공하는 서비스 단계
    를 포함하는 클러스터 기반의 스트리밍 시스템에서의 다중 디스크립션 코딩을 이용한 스트리밍 서비스 제공 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 저장 단계는,
    각 스트리밍 서버의 성능 가중치에 따라 디스크립션을 저장하고 있고,
    상기 서비스 단계는,
    상기 스트리밍 서비스를 제공하기 위한 각 스트리밍 서버가 각자 저장하고 있는 디스크립션을 상기 클라이언트로 각각 전송하는 것을 특징으로 하는 클러스터 기반의 스트리밍 시스템에서의 다중 디스크립션 코딩을 이용한 스트리밍 서비스 제공 방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 서비스 단계는,
    상기 스트리밍 서비스 중에 임의의 스트리밍 서버가 고장임을 파악함에 따라 해당 스트리밍 서버에 의해 전송되던 디스크립션을 새로운 스트리밍 서버를 통해 전송되도록 하는 것을 특징으로 하는 클러스터 기반의 스트리밍 시스템에서의 다중 디스크립션 코딩을 이용한 스트리밍 서비스 제공 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 서비스 단계는,
    정상적인 스트리밍 서버 중에서 사용 대역폭 및 서버의 성능에 따라 상기 새로운 스트리밍 서버로 선택하는 것을 특징으로 하는 클러스터 기반의 스트리밍 시스템에서의 다중 디스크립션 코딩을 이용한 스트리밍 서비스 제공 방법.
  16. 제 12 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 저장 단계는,
    각 스트리밍 서버의 정보로서 아이피 주소, 상태 정보, 여유 디스크 크기를 저장하는 것을 특징으로 하는 클러스터 기반의 스트리밍 시스템에서의 다중 디스크립션 코딩을 이용한 스트리밍 서비스 제공 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 서비스 단계는,
    네트워크 상태의 변화, 상기 클라이언트의 부하 정보를 체크하여 그에 따라 실시간으로 적응적인 스트리밍 서비스를 제공하는 것을 특징으로 하는 클러스터 기반의 스트리밍 시스템에서의 다중 디스크립션 코딩을 이용한 스트리밍 서비스 제공 방법.
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