KR20090059477A - 트랜스코딩 프락시에서 혼합 세그먼트 관리 방법 및 장치 - Google Patents

트랜스코딩 프락시에서 혼합 세그먼트 관리 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 트랜스코딩 프락시에서 혼합 세그먼트 관리 방법 및 장치에 대하여 개시한다. 본 발명은 (a) 콘텐츠를 전송률에 따라 하나 이상의 버전으로 분류하는 단계; (b) 버전 증가 또는 감소에 따라 소정 규칙으로 증가하는 세그먼트 단위를 결정하는 단계; (c) 상기 콘텐츠를 버전별로 균등 크기의 세그먼트로 분할하는 단계를 포함하는 점에 그 특징이 있다.
본 발명은 콘텐츠 제공시에 균등 크기 및 지수 크기 세그먼트 기법이 혼용된 혼합 세그먼트 기법을 적용하여 균등 크기 세그먼트 기법에서와 비슷한 사용자 지연 시간, Byte-hit-ratio, 트랜스코딩 양 등의 성능을 유지하면서도 교체할 정보의 수를 줄일 수 있는 효과가 있다.
트랜스코딩 프락시, 부분 캐슁, 세그먼트 기반 캐싱

Description

트랜스코딩 프락시에서 혼합 세그먼트 관리 방법 및 장치 { Method and Apparatus for Mixing Segment Management at the Transcoding Proxy }
본 발명은 트랜스코딩 프락시에서 혼합 세그먼트 관리 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 콘텐츠 제공시에 균등 크기 및 지수 크기 세그먼트 기법이 혼용된 혼합 시그먼트 기법을 적용하여 균등 크기 세그먼트 기법에서와 비슷한 사용자 지연 시간, Byte-hit-ratio, 트랜스코딩 양 등의 성능을 유지하면서도 교체할 정보의 수를 줄일 수 있는 트랜스코딩 프락시에서 혼합 세그먼트 관리 방법 및 장치에 관한 것이다.
본 발명은 정보통신부 및 정보통신연구진흥원의 IT신성장동력핵심기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호:2007-S-016-01, 과제명:저비용 대규모 글로벌 인터넷 서비스 솔루션 개발].
종래 데이터 고속 처리를 위해 사용 빈도가 높은 데이터를 저장하는 처리속도가 빠른 고속 기억 장치에 임시 저장하여 사용하는데 이를 캐쉬(Cache) 또는 캐쉬 메모리라 한다.
웹 기반 처리에 있어서도 웹 사용자에 의해 빈번히 요청되는 웹 객체를 사용 자와 지리적으로 가까운 웹 캐쉬에 보관함으로써 보다 빠른 서비스를 지원하기 위한 웹 캐슁 기법이 사용된다. 이 같은, 웹 캐슁은 대부분의 웹 문서를 구성하는 텍스트나 이미지 데이터와 같은 정적 데이터를 대상으로 수행된다.
동일 크기의 블록 또는 페이지 단위로 수행되는 파일 시스템 캐슁과 달리 웹 캐슁은 객체 단위로 캐슁을 수행하기 때문에 캐슁 단위가 일정하지 않다는 특징이 있다.
한편, 프락시 서버에도 캐쉬 기능이 있어 네트워크 트래픽을 줄이고 데이터의 전송 시간을 향상시킬 수 있다.
프락시 서버(Proxy server)는 클라이언트(웹 브라우저)에서 어떤 인터넷 주소의 정보검색에 대한 요구를 받으면, 그 전에 읽어 저장한 장소에서 그 주소를 찾아 있으면 즉시 그 정보를 찾아 주고, 없으면 그 주소지의 서버로부터 가지고 와서 저장장소에 저장하는 서버이다.
프락시 서버는 프락시의 저장 공간이 부족할 때 LRU(Least Recently Used) 정책 등을 사용하여 사용 빈도 및 사용 시간을 고려하여 객체 단위로 최적 상태로 정보를 교체(Replacement)한다.
그런데, 스트리밍 데이터의 경우 객체 단위가 스트리밍 데이터 전체이므로 객체 단위로 정보를 교체하게 되면 삭제된 데이터에 대한 요청이 곧바로 들어올 경우 많은 오버 헤드가 발생하여 분할 스트리밍인 세그먼트 단위로 정보를 교체한다.
종래 기술에 따른 스트리밍 데이터 교체시 세그먼트 분할 기법은 균등 크기 세그먼트 기법, 새로 저장할 객체의 저장 공간을 빨리 확보하기 위해 크기 증가 세 그먼트 기법, 세그먼트의 크기를 미리 결정하지 않고 접근 패턴에 따라 지정하는 지연 세그먼트 기법 등이 있었다.
도 1 및 도 2는 종래 기술에 따른 스트리밍 데이터 교체시 세그먼트 분할 기법을 도시한 블록도이다. 여기서, 도 1은 균등 크기로 세그먼트를 분할하는 균등 크기 세그먼트 기법이며, 도 2는 지수 크기로 증가하도록 세그먼트를 분할하는 지수 크기 세그먼트 기법이다.
한편, 프락시 서버의 일종인 트랜스코딩 프락시는 웹 서버로부터 멀티미디어 콘텐츠를 받아 사용자 모바일 및 채널 환경을 고려하여 트랜스코딩함으로써 무선 네트워크의 제한된 대역폭과 페이딩(fading)에 의한 급격한 에러율의 변화를 완화한다.
트랜스코딩이란 코딩된 신호를 다른 신호로 변환하는 기술로 압축된 동영상을 다른 규격의 동영상으로 변환하거나 비트율, 공간 해상도, 프레임율, 오류 탄력성 등을 조절하는데도 사용된다. 트랜스코딩은 수행 위치에 따라 서버 측, 클라이언트 측, 프락시 측으로 구분되는데 프락시 측에서 트랜스코딩을 수행하는 것이 유리한 것으로 알려져 있다.
트랜스코딩 프락시 서버의 경우도 프락시의 용량이 부족하면 특정 데이터를 버리고 새로운 데이터를 저장하는 교체 정책을 수행하는데 트랜스코딩 프락시에서 다루는 멀티미디어 데이터는 웹 프락시에서 다루는 데이터에 비해 크기가 매우 클 뿐만 아니라 다중 버전을 사용하므로 LRU 또는 종래 멀티미디어용 교체 정책을 사용하면 교체 효율이 높지 않다.
교체 효율을 높이기 위한 종래기술에 따른 트랜스코딩 프락시의 관리 방법으로 트랜스코딩과 프락시를 접목시킨 트랜스코딩 원본 버전만을 캐슁하는 FVO(Full Version Only), 트랜스코딩 한 결과 버전만을 캐슁하는 TVO(Transcoded Version Only), LRU 방법을 사용하여 특정 시간에 하나의 버전만을 캐슁하는 TeC11, 동시에 여러 개의 버전을 캐슁할 수 있는 TeC12를 포함하는 TeC(Transcoding enable Caching) 기법 등이 등장하였다.
다른 트랜스코딩 프락시의 관리 방법으로 LRU를 사용하고 객체를 반씩 나누어 관리하며, 희생 데이터로 선택이 되면 먼저 전체 데이터의 뒤에 있는 반을 버리고, 다음번 희생 데이터로 선택이 되었을 때 앞의 반을 버리는 교체 정책으로 서두 캐슁과 트랜스코딩 프락시를 결합한 방법도 제시된바 있다.
또 다른 트랜스코딩 프락시의 관리 방법으로 PF(Profit Function)는 웹 데이터를 위한 프락시에서 같은 콘텐츠의 다중 버전 사이의 관계를 트랜스코딩 그래프로 표현하고 트랜스코딩 그래프를 이용하여 이득값(profit)를 계산하고 이득 값을 기반으로 교체정책을 수행하였다.
그러나, 종래기술에 따른 트랜스코딩 프락시의 관리 방법들은 주로 어떤 함수를 사용하여 버릴 버전을 선택하느냐에 집중되었고 선택된 버전에 대해서는 모든 데이터를 버리거나 일부 데이터(prefix)만을 남기고 삭제하는 방법에 머물렀다.
그런데, 트랜스코딩 작업은 단위 작업 자체가 중앙처리장치를 많이 소모하는 작업이기 때문에 트랜스코딩을 통해서 생성된 버전이 삭제 대상이 되었더라도 모든 데이터를 한꺼번에 버리거나 일부 데이터를 제외한 많은 데이터를 버리게 되면 나 중에 해당 버전에 대한 사용자 요청이 들어왔을 때 이를 다시 생성하려면 많은 시스템 자원이 소모된다. 따라서, 삭제 대상이 된 버전을 오브젝트를 세그먼트로 나누고, 뒤에서부터 순차적으로 삭제하는 것이 유리하다.
종래의 트랜스코딩 프락시에서는 주로, 도 2의 지수 크기 세그먼트 기법을 사용하였으나, 이 방법도 뒷부분 데이터를 많이 버리게 된다는 단점이 있으며, 이를 방지하기 위해 모든 데이터를 동일 세그먼트 크기로 관리하게 되면 교체할 정보의 수가 과도하게 많아진다는 문제가 있다.
본 발명은 콘텐츠 제공시에 균등 크기 및 지수 크기 세그먼트 기법이 혼용된 혼합 세그먼트 기법을 적용하여 균등 크기 세그먼트 기법에서와 비슷한 사용자 지연 시간, Byte-hit-ratio, 트랜스코딩 양 등의 성능을 유지하면서도 교체할 정보의 수를 줄일 수 있는 트랜스코딩 프락시에서 혼합 세그먼트 관리 방법 및 장치을 제공함에 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위해서 본 발명에 따른 트랜스코딩 프락시에서 혼합 세그먼트 관리 방법은, (a) 콘텐츠를 전송률에 따라 하나 이상의 버전으로 분류하는 단계; (b) 버전 증가 또는 감소에 따라 소정 규칙으로 증가하는 세그먼트 단위를 결정하는 단계; (c) 상기 콘텐츠를 버전별로 균등 크기의 세그먼트로 분할하는 단계를 포함하는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 상기 (a)단계는 (a-1) 설정한 버전의 개수를 결정하는 단계; (a-2) 설정한 가장 높은 전송률 또는 설정한 가장 낮은 전송률을 기준으로 상기 콘텐츠에 순차적으로 버전을 할당하는 단계를 포함한다.
한편, 상기 (c)단계 이후에 (d) 사용자의 설정 또는 네트워크 환경에 따라 콘텐츠 전송률이 결정되는 단계; (e) 상기 전송률에 해당하는 버전의 콘텐츠를 사용자에게 전송하는 단계를 더 포함한다.
또한, 상기 (c)단계 이후에 (f) 프락시 용량이 부족하면, 삭제 대상 버전을 선정하는 단계; (d) 상기 삭제 대상 버전을 뒤에서부터 순차적으로 삭제하는 단계를 더 포함할 수도 있다.
본 발명의 다른 특징에 따른, 콘텐츠를 전송률에 따라 여러 버전으로 분류하고, 상기 콘텐츠를 버전 증가 또는 감소에 따라 지수함수적으로 세그먼트가 증가하는 지수 시그먼트 기법을 적용하고, 개별 버전에 대해서는 동일한 크기로 분할하는 균등 세그먼트 기법을 적용하는 트랜스코딩 프락시 서버; 상기 버전 중 원하는 전송률에 해당하는 콘텐츠를 선택하여 이를 제공받는 클라이언트를 포함하고, 상기 트랜스코딩 프락시 서버는 프락시 용량이 부족할 때 희생 버전을 선정하여 뒤에서부터 세그먼트 단위로 삭제하는 점에 그 특징이 있는 트랜스코딩 프락시에서 혼합 세그먼트 관리 장치가 제공된다.
여기서, 상기 트랜스코딩 프락시 서버는 프락시 용량이 부족할 때 피에프(PF), 브이피에프(VPF), 에프브이오(FVO), 티브이오(TVO) 및 티이씨(TeC)를 포함하는 함수를 적용하여 희생 버전을 선정하며, 상기 클라이언트는 상기 버전을 수동으로 선택하거나 상기 트랜스코딩 프락시 서버가 추천한 버전을 자동으로 선택한다.
본 발명에 따른 트랜스코딩 프락시에서 혼합 세그먼트 관리 방법 및 장치는 콘텐츠 제공시에 균등 크기 및 지수 크기 세그먼트 기법이 혼용된 혼합 세그먼트 기법을 적용하여 균등 크기 세그먼트 기법에서와 비슷한 사용자 지연 시간, Byte-hit-ratio, 트랜스코딩 양 등의 성능을 유지하면서도 교체할 정보의 수를 줄일 수 있는 효과가 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이하의 실시예에서는 이 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서, 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 트랜스코딩 프락시에서 혼합 세그먼트 관리 장치를 도시한 블록도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 트랜스코딩 프락시에서 혼합 세그먼트 관리 장치는 콘텐츠를 전송률에 따라 여러 버전으로 분류하고, 상기 콘텐츠를 버전 증가 또는 감소에 따라 소정규칙으로 증가하도록 세그먼트로 분할하나, 개별 버전에 대해서는 동일한 크기로 분할하는 균등 세그먼트 기법을 적용하는 트랜스코딩 프락시 서버(310); 상기 버전 중 원하는 전송률에 해당하는 콘텐츠를 선택하여 이를 제공받는 클라이언트(320)를 포함한다.
RPS/RTSP 서버(300)는 멀티미디어 콘텐츠를 저장하여 트랜스코딩 프락시 서버(310)를 거쳐 클라이언트(320)에게 제공한다.
트랜스코딩 프락시 서버(310)는 캐쉬 기능을 하는 서버로써, 웹 서버로부터 멀티미디어 콘텐츠를 제공받아 모바일 및 채널 환경을 고려하여 트랜스코딩하여 무선 네트워크의 제한된 대역폭과 페이딩(fading)에 의한 급격한 에러율의 변화를 완화하도록 한다.
본 발명에서는 트랜스코딩 프락시 서버(310)는 멀티미디어 콘텐츠를 균등 크 기 및 지수 크기 세그먼트 기법을 혼합한 혼합 세그먼트 기법으로 분할하여 저장함으로써 교체의 효율성을 높인다.
클라이언트(320)는 노트북, PC, PDA, PMP, 스마트 폰 및 모바일을 포함하는 사용자 단말이다.
도 4에 본 발명의 일실시예에 따른 혼합 세그먼트 기법으로 분할한 콘텐츠 프레임을 도시하였다. 도 4에서 도시된 바와 같이, 트랜스코딩 프락시 서버(310)는 예컨대, 콘텐츠를 전송률에 따라 5개의 버전으로 분할할 수 있다. 이때, 전송속도가 512Kbps, 256Kbps, 128Kbps, 64Kbps, 32Kbps 라고 가정하면, 버전 4는 32Kbps 전송속도로 스트리밍 서비스를 제공하는 버전의 세그먼트 크기를 2n, 64Kbps 전송속도인 버전 3의 세그먼트 크기는 2n+1, 버전 2는 2n+2, 버전 1은 2n+3, 버전 0은 2n+3의 세그먼트 크기로 분할할 수 있다. 이와 같이, 도 4의 실시예에서는 버전이 감소함에 따라 지수 크기로 증가하도록 분할된 지수 크기 세그먼트 기법을, 동일 버전에 대해서는 동일 크기 세그먼트 기법을 적용한 혼합 세그먼트 기법을 예를 들었다.
한편, 트랜스코딩 프락시 서버(310)는 프락시 용량이 부족할 때 FVO(Full Version Only), TVO(Transcoded Version Only) 및 TeC(Transcoding enable Caching)를 포함하는 함수를 적용하여 희생 버전을 선정하는 것이 바람직하다.
클라이언트(320)는 노트북, PC, PDA, PMP, 스마트 폰 및 모바일을 포함하는 사용자 단말이며, 사용자는 콘텐츠를 제공받기 전에 원하는 콘텐츠의 버전을 수동으로, 트랜스코딩 프락시 서버가 추천한 버전을 자동으로 선택할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 트랜스코딩 프락시에서 혼합 세그먼트 관리 방법을 도시한 흐름도이다. 이하, 도 5를 참조하여 설명한다.
먼저, 트랜스코딩 프락시 서버(310)는 멀티미디어 콘텐츠를 전송률에 따라 하나 이상의 버전으로 분류한다(S510).
이때, 트랜스코딩 프락시 서버(310)는 설정할 버전의 개수를 결정하고, 콘텐츠를 설정한 가장 높은 전송률 또는 설정한 가장 낮은 전송률을 기준으로 순차적으로 버전을 할당한다.
이어서, 트랜스코딩 프락시 서버(310)는 버전별로 상이한 세그먼트 크기 단위를 결정한다(S520).
이때, 상기 (b)단계에서 상기 버전별 세그먼트 단위는 설정된 가장 높은 버전 또는 설정된 가장 낮은 버전을 기준으로 규칙으로 증가하도록 적용되며, 증가 또는 감소의 규칙은 지수 함수 규칙을 적용하는 것이 일반적이다.
그리고, 트랜스코딩 프락시 서버(310)는 콘텐츠를 버전별로 균등 크기의 세그먼트로 분할한다(S530).
이후, 사용자의 설정 또는 네트워크 환경에 따라 콘텐츠 전송률을 결정하면, 해당 전송률에 해당하는 버전의 콘텐츠가 사용자에게 제공된다.
이상, 바람직한 실시예 및 첨부 도면을 통해 본 발명의 구성에 대하여 설명하였다. 그러나, 이는 예시에 불과한 것으로서 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 본 기술 분야의 지식을 가진자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 본 발명의 진정한 보호 범위 는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
도 1 및 도 2는 종래 기술에 따른 스트리밍 데이터 교체시 세그먼트 분할 기법을 도시한 블록도.
도 3은 본 발명에 따른 트랜스코딩 프락시에서 혼합 세그먼트 관리 장치를 도시한 블록도.
도 4는 본 발명에 따른 혼합 세그먼트 기법으로 분할한 콘텐츠 프레임의 구조도.
도 5는 본 발명에 따른 트랜스코딩 프락시에서 혼합 세그먼트 관리 방법을 도시한 흐름도.

Claims (7)

  1. (a) 콘텐츠를 전송률에 따라 하나 이상의 버전으로 분류하는 단계;
    (b) 버전 증가 또는 감소에 따라 소정 규칙으로 증가하는 세그먼트 단위를 결정하는 단계;
    (c) 상기 콘텐츠를 버전별로 균등 크기의 세그먼트로 분할하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 트랜스코딩 프락시에서 혼합 세그먼트 관리 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 (a)단계는,
    (a-1) 설정한 버전의 개수를 결정하는 단계;
    (a-2) 설정한 가장 높은 전송률 또는 설정한 가장 낮은 전송률을 기준으로 상기 콘텐츠에 순차적으로 버전을 할당하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 트랜스코딩 프락시에서 혼합 세그먼트 관리 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 (c)단계 이후에,
    (d) 사용자의 설정 또는 네트워크 환경에 따라 콘텐츠 전송률이 결정되는 단계;
    (e) 상기 전송률에 해당하는 버전의 콘텐츠를 사용자에게 전송하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 트랜스코딩 프락시에서 혼합 세그먼트 관리 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 (c)단계 이후에,
    (f) 프락시 용량이 부족하면, 삭제 대상 버전을 선정하는 단계;
    (d) 상기 삭제 대상 버전을 뒤에서부터 순차적으로 삭제하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 트랜스코딩 프락시에서 혼합 세그먼트 관리 방법.
  5. 콘텐츠를 전송률에 따라 여러 버전으로 분류하고, 상기 콘텐츠를 버전 증가 또는 감소에 따라 지수함수적으로 세그먼트가 증가하는 지수 시그먼트 기법을 적용하고, 개별 버전에 대해서는 동일한 크기로 분할하는 균등 세그먼트 기법을 적용하는 트랜스코딩 프락시 서버;
    상기 버전 중 원하는 전송률에 해당하는 콘텐츠를 선택하여 이를 제공받는 클라이언트를 포함하고,
    상기 트랜스코딩 프락시 서버는 프락시 용량이 부족할 때 희생 버전을 선정하여 뒤에서부터 세그먼트 단위로 삭제하는 것을 특징으로 하는 트랜스코딩 프락시에서 혼합 세그먼트 관리 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 트랜스코딩 프락시 서버는,
    프락시 용량이 부족할 때 피에프(PF), 브이피에프(VPF), 에프브이오(FVO), 티브이오(TVO) 및 티이씨(TeC)를 포함하는 함수를 적용하여 희생 버전을 선정하는 것을 특징으로 하는 트랜스코딩 프락시에서 혼합 세그먼트 관리 장치.
  7. 제5항에 있어서, 상기 클라이언트는,
    상기 버전을 수동으로 선택하거나 상기 트랜스코딩 프락시 서버가 추천한 버전을 자동으로 선택하는 것을 특징으로 하는 트랜스코딩 프락시에서 혼합 세그먼트 관리 장치.
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