KR20090115225A - Ｐ２ｐ 콘텐츠 공유를 위한 방법, 시스템 및 노드 - Google Patents

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KR20090115225A
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Abstract

P2P 콘텐츠 공유를 위한 방법, 시스템, 노드가 제공된다. 본 방법은 다음 단계를 포함한다. 수퍼 노드가 일반 사용자 노드로부터 프래그먼트의 요청을 받고, 일반 사용자 노드에 의해 요청된 해당 프래그먼트가 자신에게 저장되어 있는지 알기위해 자신을 검사한다. 만일 저장되어 있으며, 수퍼 노드는 저장된 프래그먼트를 업로드하여 일반 사용자 노드에게 공유되도록 한다. 그렇지 않으면, 수퍼 노드는 일반 사용자 노드에 의해 요구된 프래그먼트를 다른 수퍼 노드 또는 다른 일반 사용자 노드에게 요청하여, 획득한 프래그먼트를 업로드하여 일반 사용자 노드에 의해 공유되도록 한다. 여기 제공된 기술적 해결수단은 네트워크 주소 변환기(NAT) 뒤에 있는 사설 네트워크 사용자 노드가 NAT를 통과하여 P2P 전송을 할 수 있도록 지원한다. 한편, 업 속도와 다운 속도가 비대칭인 네트워크에서 최소 속도가 전체적인 공유 속도를 제한하는 문제가 해결되고, 따라서 대역폭에 대한 요구가 높은 실시간 P2P 비지니스 응용도 가능하게 된다.
공유, 수퍼 노드, P2P, 프래그먼트

Description

Ｐ２Ｐ 콘텐츠 공유를 위한 방법, 시스템 및 노드{A METHOD, SYSTEM AND NODES FOR P2P CONTENT SHARING}
본 발명은 인터넷 기술 분야에 관한 것으로, 보다 상세하게는 인터넷에서의 콘텐츠 공유 기술에 관한 것이다.
일반적으로 인터넷은 클라이너트/서버 모드를 채용하고, 웹사이트 상의 중앙집중 서버를 사용한다. 그러나, 인터넷의 발전 흐름은 중앙 집중화(centralization)에서 분산화(decentralization)로 변화되어 가고, 중앙 집중 서버는 분산 서버로 변화되고 있다(예컨대 피어-투-피어(P2P) 기술).
P2P 기술은 다수의 사용자를 네트워크로 모아서 그 네트워크 내에서 대역폭을 공유하고 정보를 함께 처리한다. 일반적인 클라이언트/서버 모드와 다르게, P2P 작업 모드에서는, 각 클라이너트 단말기가 클라이언트 및 서버 양측으로서 기능한다.
P2P 공유 다운로드는 일반적인 다운로드 모드이다. 전세계의 수십만의 네트워크 사용자가 전체 영화, MP3, 및 대용량의 소프트웨어를 매일 다운로드하기 위해 비트 토런트(BT: bit torrent) 소프트웨어를 사용하고, 데이터 트래픽은 전세계 총 인터넷 데이터 트래픽의 70%를 넘는다. 공유 다운로드의 프로세스에서는, 같은 화 일을 다운로드할 필요가 있는 다수의 사용자 가운데 각 사용자 단말기는 오직 그 파일의 한 세그먼트를 다운로드하도록 요구될 뿐이고, 그런 다음 서로 교환하는 것에 의해 각 사용자는 결국 완전한 파일을 얻게 된다.
현재의 P2P 공유 다운로드 모드에서는, BT가 널리 사용된다. 도 1에 도시된 바와 같이, BT의 네트워크 모델은, 접미 확장명 .torrent를 가진 파일들을 배치하는 웹서버(Webserver), 사용자가 서로를 찾을 수 있도록 하는 트래커(Tracker), 및 일반 사용자들을 포함한다.
BT 공유 다운로드를 구현하는 프로세스는, 구체적으로는 다음과 같은 단계를 포함한다.
1. 콘텐츠를 공유하고자 하는 사용자는 접미 확장명 .torrent을 가진 파일을 공통의 웹서버에 공개한다. 거기서 파일은 길이, 이름, 공유 파일에 대한 하쉬 정보(hash information), 트래커(Tracker)의 URL 등을 포함한다.
2. 공유 콘텐츠를 획득하기 원하는 사용자는 공통의 웹사이트 웹서버로부터 .torrent 파일을 다운로드하고 트래커의 URL를 획득한다.
3. 사용자는(콘텐츠를 공유하려는 사용자와 공유 콘텐츠를 얻기 원하는 사용자를 포함) 트래커와 통신하고, 트래커에게 그들이 온라인 상에 있음을 보고하고 그 트래커로부터 다른 피어들(peers)(콘텐츠를 공유하려는 사용자와 공유 콘텐츠를 얻기를 원하는 사용자를 지칭한다)의 리스트를 획득한다.
4. 완전한 파일을 가진 피어는 시드(seed)라고 불린다. 파일을 공유하려는 사용자들은 그 파일을 프래그먼트(fragment) 공유에 적합하도록 복수의 프래그먼트 로 분할한다.
5. 모든 피어들은 파일을 공유하기 위해 서로 통신하며, 여기서 각 피어는 다른 피어들로부터 원하는 프래그먼트를 요청하는 한편 자신이 가진 프래그먼트를 그것을 요구하는 피어들에게 나누어준다.
6. 모든 파일 콘텐츠가 다운로드된 후에는 모든 공유 프로세스로부터 나간다.
상기 BT 공유 프로세스로부터 알 수 있듯이, BT 공유를 위한 P2P 네트워크는 전형적인 "하나를 위한 모두, 모두를 위한 하나"와 같은 식의 네트워크이며, 이것을 통해 각 사용자의 리소스가 모두 공유된다. 그러나, 이러한 네트워크에서는, 진정한 "평등"을 위해, 어느 누구도 "자발적으로" 어떤 부가 작업을 하기를 원하지 않고, 그래서 네트워크는 주로 다음의 두가지 포인트에 있어서 어느 정도 제한을 가진다.
1. 두 사람의 사용자가 네트워크 주소 변환기(NAT: Network Address Translation) 뒤에 있을 때, 그 사용자들의 주소는 사설 네트워크 주소이고, 사설 네트워크 주소는 외부에서 직접 액세스할 수 없다. 사설 네트워크 내의 장비에 직접 액세스하기 위해서는, STUN(Simple Traversal of UDP Through Network Address Translators) 또는 Traversal Using Relay NAT (TURN)의 메커니즘이 필요하다. 그러나, 현재의 BT 네트워크에서는, 그 작업을 조정하거나 완성하기 위해 어떠한 대응하는 유닛도 채용될 수 없으므로 P2P의 직접적인 액세스는 실현될 수 없다.
2. 네트워크가 비대칭 네트워크(asymmetrical network)인 경우, 전체적인 공 유 액세스 속도는 최소 속도에 의해 제한된다. 예컨대, 비대칭 디지털 가압자 라인(ADSL) 네트워크에서는, 전형적인 다운 속도는 8M이고 전형적인 업 속도는 512K이다. 단순하게 한 사람의 사용자의 관점에서 보면, 복수의 다른 사용자들이 그 사용자를 위해 동시에 업로드 서비스를 제공할 수 있으므로, 각 사용자의 업 속도가 충분히 높지 않아도 복수의 사용자의 전체 속도는 고속 다운로드라고 하는 한 사람의 요구를 만족시킬 수 있다. 그러나, 전체 네트워크의 상황을 고려하면, 완전한 P2P 아래에서, 전체 업 속도는 전체 다운 속도와 분명히 같게 된다. 그러므로, 다운링크 대역폭이 충분히 넓다고 해도, 업 속도의 제한 때문에, 사용자들의 평균 다운 속도는 네트워크의 평균 업 속도로 될 수 있을 뿐이다.
따라서, 본 발명은, 사설 네트워크 사용자 노드가 P2P 공유를 구현할 수 없고 P2P 공유 액세스 속도가 업 속도 및 다운 속도 중 더 낮은 속도에 의해 제한된다고 하는 종래 기술의 문제점을 해결할 수 있는 피어-투-피어(P2P) 콘텐츠 공유를 위한 방법, 시스템 및 노드에 관한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 다음과 같은 기술적 해결책을 제공한다.
P2P 콘텐츠 공유를 위한 방법으로서, 사용자 노드들 중에서 수퍼 노드가 선택되며, 다음과 같은 단계를 포함한다.
수퍼 노드가 일반 사용자 노드로부터 프래그먼트의 요청을 받고, 일반 사용자 노드에 의해 요청된 해당 프래그먼트가 자신에게 저장되어 있는지를 확인한다. 만일 저장되어 있으며, 수퍼 노드는 저장된 프래그먼트를 업로드하여 일반 사용자 노드에게 공유되도록 한다. 그렇지 않으면, 수퍼 노드는 일반 사용자 노드에 의해 요구된 프래그먼트를 다른 수퍼 노드 또는 다른 일반 사용자 노드에게 요청하여, 획득한 프래그먼트를 업로드하여 일반 사용자 노드에 의해 공유되도록 한다.
P2P 콘텐츠 공유를 위한 시스템은 트래커 및 일반 사용자 노드를 포함하고, 수퍼 노드를 추가로 포함한다. 다운로드의 요구가 없는 경우, 일반 사용자 노드로부터의 프래그먼트에 대한 요청에 따라, 수퍼 노드는 자신이 저장한 프래그먼트 또는 다른 수퍼 노드나 다른 일반 사용자 노드들로부터 획득한 프래그먼트를 업로드하여 그 일반 사용자 노드에 의해 공유되도록 한다.
수퍼 노드로서 기능할 수 있는 사용자 노드는 수퍼 노드 등록 모듈 및 프래그먼트 요청 처리 모듈을 포함한다.
수퍼 노드 등록 모듈은, 사용자 노드가 수퍼 노드가 될 수 있는 조건을 만족하는 것을 검지한 때에, 그 사용자 노드를 수퍼 노드로서 트래커에 등록하도록 구성된다.
프래그먼트 요청 처리 모듈은, 일반 사용자 노드로부터 프래그먼트에 대한 요청을 수신하고, 그 일반 사용자 노드에 의해 요청된 상기 프래그먼트가 자신에게 저장되어 있는지 알아보기 위해 자신을 검사하며, 만일 저장되어 있으면, 저장하고 있던 프래그먼트를 업로드하여 상기 일반 사용자 노드에 의해 공유되도록 하고, 만일 저장되어 있지 않으면, 다른 수퍼 노드 또는 다른 일반 사용자 노드에게 상기 일반 사용자 노드에 의해 요청된 프래그먼트를 요청하고, 획득한 프래그먼트는 업로드하여 상기 일반 사용자 노드에 의해 공유되도록 한다.
P2P 콘텐츠 공유 방법으로서, 수퍼 노드가 사용자 노드들 중에서 선택되고, 상기 방법은, 사설 네트워크 사용자 노드가, 수퍼 노드에 의해 할당된 공중 IP 주소 및 포트 번호를 통해, 또는 상기 수퍼 노드를 에이전트로 하여 자신이 가진 프래그먼트를 다른 사용자 노드에 의해 공유되도록 업로드하거나, 또는 다른 사용자 노드로부터 프래그먼트를 다운로드하는 단계를 포함한다.
P2P 콘텐츠 공유 시스템으로서, 트래커와 일반 사용자 노드를 포함하고, 또 수퍼 노드를 더 포함한다. 이 수퍼 노드는 사설 네트워크 사용자 노드가 NAT를 통과하여 P2P 전송을 할 수 있도록 지원한다.
사설 네트워크 사용자 노드는, NAT-타입 판정 모듈과 등록 모듈을 포함한다.
NAT-타입 판정 모듈은, 사용자 노드가 사설 네트워크 사용자 노드인 것을 검지하면 상기 사용자 노드의 NAT 타입이 콘 NAT(cone NAT)인지 대칭 NAT(symmetric NAT)인지 판정하고, 그 판정 결과를 등록 모듈에게 보낸다.
등록 모듈은, NAT-타입 판정 모듈에 의해 보내온 판정 결과를 수신하고, 그 판정 결과가 콘 NAT이면, 사용자 노드에게 공중 IP 주소 및 포트 번호를 할당하도록 수퍼 노드에게 요청하여 상기 공중 IP 주소 및 상기 포트 번호를 트래커에 등록하고, 그 판정 결과가 대칭 NAT이면, 적어도 하나의 수퍼 노드에 등록하여 상기 수퍼 노드에게 상기 사용자 노드의 에이전트로서 상기 트래커에 등록해 달라고 요청한다.
수퍼 노드는, 콘 NAT 사설 네트워크 사용자 노드에게 공중 IP 주소 및 포트 번호를 할당하여, 상기 콘 NAT 사설 네트워크 사용자 노드가 상기 공중 IP 주소 및 상기 포트 번호를 트래커에 등록하도록 하는 STUN 서버 기능 모듈을 포함한다.
수퍼 노드는, 대칭 NAT 사설 네트워크 사용자 노드의 에이전트로서 트래커에 등록하도록 구성된 TURN 서버 기능 모듈을 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 종래 기술의 단점을 극복하기 위해, 일정한 조건을 만족하는 사용자 노드가 수퍼 노드로서 기능하는데, 수퍼 노드는 NAT를 통과함에 있어서 사설 네트워크 사용자 노드를 위한 조정(coordinate) 및 중계(relay) 역할을 한다. 또한, 다운로드의 요구가 없는 때, 수퍼 노드는 과도하게 낮은 업 속도를 보상하기 위해 자발적으로 업로드 서비스를 제공하고, 이로써 업 속도가 다운 속도의 요구에 부합하게 하여 NAT 뒤에 있는 사설 네트워크 사용자 노드가 NAT를 관통하여 P2P 전송을 수행할 수 있게 한다. 한편, 업 속도와 다운 속도가 비대칭인 네트워크에서 전체적인 공유 속도가 최소 속도에 의해 제한되는 문제가 해결되고, 따라서 대역폭에 대한 요구가 높은 실시간 P2P 비지니스 응용이 가능하게 된다.
도 1은 종래 기술에서의 BT 네트워크 아키텍처 다이어그램이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 BT 네트워크 아키텍처 다이어그램이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 수퍼노드가 업로드 서비스를 제공하는 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 수퍼 노드가 사설 네트워크 사용자 노드가 NAT를 통과하도록 지원하는 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 통해 본 발명을 보다 더 상세하게 설명한다.
본 발명의 실시예에 들어간 기술적 해결수단에 따르면, 기존의 BT 네트워크 아키텍처에서, 일정한 조건을 만족하는 사용자 노드가 수퍼 노드로서 기능하며, 수퍼 노드는 사설 네트워크 사용자 노드가 NAT를 통과함에 있어서 STUN 서버 또는 TURN 서버로서 조정 및 중계하는 역할을 수행한다. 게다가, 다운로드의 요구 없는 때에는, 수퍼 노드는 과도하게 낮은 업 속도를 보상하기 위해 자발적으로 업로드 서비스를 제공하여 업 속도가 다운 로드의 요구를 충족시키도록 한다.
본 발명의 목적, 기술적 해결수단, 및 장점을 이해하기 쉽게 하기 위해, 이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세하게 설명한다. 여기서 기술되는 실시예는 오직 본 발명을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 그 실시예에 한정하기 위한 것이 아님을 알아야 한다.
본 발명의 실시예에 따른 네트워크 아키텍처가 도 2에 도시되어 있는데, 도 2에서는 수퍼 노드가 기존의 BT 네트워크 아키텍처 내에 도입되어 있다. 수퍼 노드는 다음의 조건을 만족하는 일반 사용자 노드로 대체될 수 있다: 다른 사용자노드에 의해 직접 액세스 가능한 공중 IP 주소(public IP address)를 가질 것; 충분한 처리 능력을 가질 것; 공유 콘텐츠를 저장하기 위한 충분한 저장 공간을 가질 것; 그리고 충분한 대역폭을 가질 것.
이하의 일반 사용자 노드의 모든 프로세스 외에도, 수퍼 노드는 또한 트래커(Tracker)에 등록된 때 그것이 수퍼 노드임을 식별할 필요가 있으로, 트래커 및 다른 사용자 노드는 정보 교환 동안 어느 노드가 수퍼 노드인지를 통지받을 수 있다.
다운 로드의 요청이 없으면, 수퍼 노드는 다운 로드된 파일의 특정 콘텐츠에 대해 관심을 가지지 않고, 웹서버로부터 .torrent 파일을 적극적으로 다운로드하지 않을 수 있다. 이로써, 트래커의 검색 메커니즘(discovery mechanism)도 수정될 필요가 있고, 그래서 트래커의 IP 주소나 도메인 이름은 더이상 .torrent 파일로부터 얻어지지 않고 대신 각 사용자 노드에 사전 설정되어 있다. 트래커에 수퍼 노드로서 등록된 일반 사용자 노드의 특정 프로세스는 이하와 같다.
1. 사용자 노드가 사전 설정된 트래커 IP 주소 또는 도메인 이름을 통해 트래커를 찾는다.
2. 사용자 노드가 트래커로부터 수퍼 노드 리스트를 획득한다.
3. 수퍼 노드에는 STUN 서버의 기능이 통합되고, 일반 사용자 노드에는 STUN 클라이언트 기능이 통합된다. STUN 클라이언트는 STUN 서버와 통신하고, 사용자 노드의 IP 주소가 공중 IP 주소인지 사설 IP 주소인지 결정한다. 구체적으로는, STUN 클라이언트가 먼저 프로브 패킷(probe packet)을 STUN 서버에 보내는데, 패킷 페이로드(packet payload)(IP 헤더는 제외)는 그 자신의 IP 주소를 포함한다. 패킷이 NAT를 통과할 때, 헤더의 IP 주소는 NAT의 공중 IP 주소로 변경되지만, 페이로드 내의 IP 주소는 그대로 남는다. 그러므로, 프로브 패킷을 수신한 때, STUN 서버는 패킷 헤더의 소스 IP가 페이로드의 IP 주소와 동일한지 비교해 보고, 이로써 STUN 클라이언트가 NAT를 통과했는지 여부를 결정하며, 그런 다음 응답 패킷을 STUN 클라이언트에게 회신한다. 패킷 페이로드는 공중 IP 주소를 그 안에 가지고 있고, STUN 클라이언트는 그것이 NAT를 통과했는지 알기 위해 응답 패킷의 헤더 목적지 IP 주소를 페이로드 IP 주소와 비교한다.
만일 STUN 클라이언트가 NAT 뒤에 있으면, STUN 서버는 다른 사용자들에게 NAT를 통과한 후의 STUN 클라이언트의 IP 주소 및 포트 번호에 대해 통지하고, 그래서 다른 사용자들은 그 STUN 클라이언트에 액세스할 수 있게 된다.
4. 그 자신의 IP 주소가 공중 IP 주소임을 알게 된 때, 사용자 노드는 처리 능력, 저장 공간, 그리고 대역폭이 수퍼 노드의 조건을 만족하는지 알기 위해 자기 자신을 검사하고, 만약 만족한다면, 트래커에게 수퍼 노드로서 등록한다.
조건을 만족하는 사용자 노드가 등록을 마치고 수퍼 노드가 된 후에, 수퍼 노드는 BT 네트워크 아키텍처 내에서 두개의 기능을 수행한다. 하나는 스스로 어떤 파일도 다운로드하고 있지 않을 때 업로드 서비스를 제공하는 것이고, 다른 하나는 사설 네트워크 주소를 가진 사용자가 NAT를 통과하도록 지원하는 것이다.
스스로 어떤 파일도 다운로드하고 있지 않을 때 업로드 서비스를 제공하는 수퍼 노드의 프로세스는 도 3에 도시되어 있다.
단계 301에서, 수퍼 노드는 일반 사용자 노드로부터 프래그먼트 요청을 받는다.
단계 302에서, 수퍼 노드는 일반 사용자 노드로부터의 프래그먼트 요청을 분 석하고, 그 프래그먼트가 자신에게 있는지 알기 위해 자기 자신을 검사한다. 만일 없으면, 단계 303으로 진행하고, 있으면 단계 305로 진행한다.
단계 303에서, 수퍼 노드는 일반 사용자 노드에 의해 요구된 프래그먼트의 일부를 무작위로 선택하고, 다른 노드(수퍼 노드와 일반 사용자 노드를 포함한다)에게 그 선택된 부분을 요청한다.
단계 304에서, 수퍼 노드는 다른 노드들로부터 프래그먼트를 획득하고, 획득한 프래그먼트는 자신의 저장 공간에 일시 저장한다.
단계 304의 후에, 프로세스는 단계 305로 진행하거나 또는 단계 301로 되돌아간다.
단계 305에서, 수퍼 노드는, 그 프래그먼트를 요청한 일반 사용자 노드에 의해 공유되도록 저장하고 있던 프래그먼트를 업로드한다.
상기 프로세스에서, 가장 중요한 점은 수퍼 노드가 모든 프래그먼트를 다운로드하지는 않으며 다만 프래그먼트의 일부를 무작위로 다운로드함으로써, 수퍼 노드와 일반 사용자 노드 간의 대역폭 경쟁을 피한다는 것이다. 수퍼 노드가 오직 프래그먼트의 일부만을 가지고 있다고 해도, 수퍼 노드의 수가 충분하면, 모든 수퍼 노드가 합쳐져서 완전한 프래그먼트를 획득할 수 있고, 각각의 수퍼 노드는 자신이 가지고 있는 부분을 공유하도록 반복적으로 업로드함으로써 업로드 대역폭의 불충분함이라고 하는 문제는 효과적으로 해결될 수 있다.
오직 사설 네트워크 주소를 가진 일반 사용자 노드가 NAT를 통과하도록 지원하는 수퍼 노드의 구체적인 프로세스는 도 4에 도시되어 있다.
단계 401에서, 자신의 IP 주소가 사설 IP 주소임을 알게 된 때, 일반 사용자 노드는 수퍼 노드의 STUN 서버와 정보를 교환환다.
단계 402에서, 일반 사용자 노드는, 교환한 정보에 따라 자신의 NAT의 타입이 콘 NAT(cone NAT)인지 대칭 NAT(symmetric NAT)인지를 판정한다. 만일 그 결과가 콘 NAT인 경우에는 단계 403으로 진행하고, 그 결과가 대칭 NAT인 경우에는 단계 404로 진행한다.
단계 403에서, 만일 그 결과가 콘 NAT이면, 일반 사용자 노드는 그 자신의 공중 IP 주소 및 포트 번호를 수퍼 노드의 STUN 서버로부터 획득하고, 그 공중 IP 주소 및 포트 번호를 트래커에 등록함으로써, 다른 사용자 노드들(일반 사용자 노드 및 수퍼 노드를 포함한다)이 그 일반 사용자 노드에 의해 발행된 상기 공중 IP 주소 및 포트 번호를 통해 해당 일반 사용자 노드에 액세스하여 직접 P2P 전송을 행할 수 있다. 그러면 프로세스는 종료한다.
단계 404에서, 만일 그 결과가 대칭 NAT이면, 일반 사용자 노드는 하나 이상의 수퍼 노드를 선택하고 그것에 등록함으로써, 그 선택된 수퍼 노드에게 에이전트로서 트래커에 등록하도록 요청한다. 수퍼 노드는 자신의 공중 IP 어드레스를 등록하고, 차후 그 일반 사용자 노드는 전달해주는 에이전트로서의 상기 수퍼 노드를 통해 파일을 업로드 및 다운로드한다. 수퍼 노드는 NAT 통과를 위한 TURN 서버로서 기능한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 수퍼 노드로서 기능할 수 있는 사용자 노드의 구성은 주로 수퍼 노드 등록 모듈과 프래그먼트 요청 처리 모듈이다.
수퍼 노드 등록 모듈은, 사용자 노드가 수퍼 노드가 되기 위한 조건을 만족하는 것을 검지한 때, 사용자 노드를 수퍼 노드로서 트래커에 등록하도록 구성된다.
프래그먼트 요청 처리 모듈은 일반 사용자 노드로부터 프래그먼트 요청을 수신하고, 일반 사용자 노드에 의해 요청된 프래그먼트가 자신에게 저장되어 있는지 알아보기 위해 자기 자신을 검사한다. 만일 있으면, 프래그먼트 요청 처리 모듈은 저장하고 있던 프래그먼트를 업로드하여 일반 사용자 노드에 의해 공유되도록 하고, 만일 없으면, 프래그먼트 요청 처리 모듈은 일반 사용자 노드에 의해 요구된 프래그먼트를 다른 수퍼 노드 또는 다른 일반 사용자 노드에 요청하고, 획득한 프래그먼트는 업로드하여 일반 사용자 노드에 의해 공유되도록 한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 사설 네트워크 사용자 노드의 구성은 주로 NAT-타입 결정 모듈 및 등록 모듈이다.
NAT-타입 판정 모듈은 사용자 노드가 사설 네트워크 사용자 노드인 것을 검지하고 그 사용자 노드의 NAT의 타입이 콘 NAT인지 대칭 NAT인지를 판정하며, 판정 결과를 등록 모듈로 보내도록 구성된다.
등록 모듈은 NAT-타입 판정 모듈에서 보내온 판정 결과를 수신하도록 구성된다. 만일 그 결과가 콘 NAT이면, 등록 모듈은 그 사용자 노드에게 공중 IP 주소와 포트 번호를 할당하도록 수퍼 노드에게 요청하고 그 공중 IP 주소와 포트 번호를 트래커에 등록한다. 만일 그 결과가 대칭 NAT이면, 등록 모듈은 적어도 하나의 수퍼 노드를 등록하고, 그 수퍼 노드에게 해당 사용자 노드의 에이전트로서 트래커에 등록하도록 요청한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 사설 네트워크 사용자 노드가 NAT를 통과하도록 지원할 수 있는 수퍼 노드의 구성은 주로 STUN 서버 기능 모듈 및 TURN 서버 기능 모듈이다.
STUN 서버 기능 모듈은 콘 NAT 사설 네트워크 사용자 노드에게 공중 IP 주소 및 포트 번호를 할당하여, 그 사설 네트워크 사용자 노드가 그 공중 IP 주소 및 포트 번호를 트래커에 등록하도록 한다.
TURN 서버 기능 모듈은 대칭 NAT 사설 네트워크 사용자 노드의 에이전트로서 트래커에 등록하도록 구성된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에서는, 일정한 조건을 만족하는 사용자 노드가 수퍼 노드로서 기능하는데, 수퍼 노드는 사설 네트워트 사용자 노드가 NAT를 통과함에 있어서 STUN 서버 또는 TRUN 서버로서 조정하고 중계하는 기능을 수행한다. 또한, 다운로드의 요구가 없는 때에는, 수퍼 노드는 과도하게 낮은 업 속도를 보상하기 위해 자발적으로 업로드를 제공하여, 업 속도가 다운 속도의 요구에 부합하도록 한다. 이로써, NAT 뒤에 있는 사설 네트워크 사용자 노드가 NAT를 통과하도록 지원하고 P2P 전송을 실현한다. 한편, 업 속도와 다운 속도가 비대칭인 네트워크에서 최소 속도가 전체적인 공유 속도를 제한하는 문제가 해결되고, 따라서 대역폭에 대한 요구가 높은 실시간 P2P 비지니스 응용도 가능하게 된다.
본 발명이 상기 실시예들에 의해 설명되었지만, 실시예들은 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니다. 본 발명의 기술적 사상과 원리 내에서 이루어진 변경, 균 등 치환, 변형은 모두 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (16)

  1. 피어-투-피어(P2P) 콘텐츠 공유 방법으로서,
    사용자 노드들 중에서 선택된 수퍼 노드가, 일반 사용자 노드로부터 프래그먼트에 대한 요청을 수신하는 단계;
    상기 수퍼 노드가, 상기 일반 사용자 노드에 의해 요청된 상기 프래그먼트가 자신에게 저장되어 있는지 알아보기 위해 자신을 검사하는 단계; 및
    상기 검사의 결과, 상기 프래그먼트가 저장되어 있으면, 상기 수퍼 노드는 저장하고 있던 상기 프래그먼트를 업로드하여 상기 일반 사용자 노드에 의해 공유되도록 하고, 만일 상기 프래그먼트가 저장되어 있지 않으면, 상기 수퍼 노드가 다른 수퍼 노드 또는 다른 일반 사용자 노드에게 상기 일반 사용자 노드에 의해 요청된 상기 프래그먼트를 요청하고, 획득한 상기 프래그먼트는 업로드하여 상기 일반 사용자 노드에 의해 공유되도록 하는 단계
    를 포함하는 P2P 콘텐츠 공유 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    사용자 노드들 중에서 상기 수퍼 노드를 선택하는 것은, 공중 IP 주소를 가진사용자 노드를 상기 수퍼 노드로서 트래커에 등록하는 것으로 이루어지는, P2P 콘텐츠 공유 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 P2P 콘텐츠 공유 방법은,
    상기 프래그먼트에 대한 요청을 수신하는 단계의 이전에,
    상기 일반 사용자 노드가, 트래커로부터 수퍼 노드 리스트를 획득하고, 상기 수퍼 노드 리스트 내에 있는 적어도 하나의 수퍼 노드에게 프래그먼트에 대한 요청을 보내는 단계를 더 포함하고,
    상기 수퍼 노드가 다른 수퍼 노드 또는 다른 일반 사용자 노드에게 상기 일반 사용자 노드에 의해 요청된 상기 프래그먼트를 요청하는 것은, 상기 수퍼 노드가 상기 일반 사용자 노드에 의해 요청된 프래그먼트의 일부를 무작위로 선택하여 그 선택된 일부를 다른 수퍼 노드 또는 다른 일반 사용자 노드에게 요청하는 과정을 포함하는,
    P2P 콘텐츠 공유 방법.
  4. P2P 콘텐츠 공유 시스템으로서,
    트래커,
    일반 사용자 노드, 및
    수퍼 노드
    를 포함하고,
    상기 수퍼 노드는, 다운로드가 요구되지 않을 때, 상기 일반 사용자 노드로부터의 프래그먼트에 대한 요청에 따라, 자신이 저장하고 있던 프래그먼트 또는 다 른 수퍼 노드 또는 다른 일반 사용자 노드로부터 획득한 프래그먼트를 업로드하여 상기 일반 사용자 노드에 의해 공유되도록 하는,
    P2P 콘텐츠 공유 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 수퍼 노드는 공중 IP 주소를 가진 사용자 노드인, P2P 콘텐츠 공유 시스템.
  6. 수퍼 노드로서 기능할 수 있는 사용자 노드로서,
    상기 사용자 노드가 수퍼 노드가 될 조건을 만족하는 것을 검지한 때, 상기 사용자 노드를 수퍼 노드로서 트래커에 등록하도록 구성된 수퍼 노드 등록 모듈; 및
    일반 사용자 노드로부터 프래그먼트에 대한 요청을 수신하고, 상기 일반 사용자 노드에 의해 요청된 상기 프래그먼트가 자신에게 저장되어 있는지 알아보기 위해 자신을 검사하며, 만일 저장되어 있으면, 저장하고 있던 상기 프래그먼트를 업로드하여 상기 일반 사용자 노드에 의해 공유되도록 하고, 만일 저장되어 있지 않으면, 다른 수퍼 노드 또는 다른 일반 사용자 노드에게 상기 일반 사용자 노드에 의해 요청된 프래그먼트를 요청하고, 획득한 프래그먼트는 업로드하여 상기 일반 사용자 노드에 의해 공유되도록 하는 프래그먼트 요청 처리 모듈
    을 포함하는 사용자 노드.
  7. P2P 콘텐츠 공유 방법으로서,
    사설 네트워크 사용자 노드가, 사용자 노드들 중에서 선택된 수퍼 노드에 의해 할당된 공중 IP 주소 및 포트 번호를 통해, 또는 상기 수퍼 노드를 에이전트로 하여 자신이 가진 프래그먼트를 다른 사용자 노드에 의해 공유되도록 업로드하거나, 또는 다른 사용자 노드로부터 프래그먼트를 다운로드하는 단계
    를 포함하는 P2P 콘텐츠 공유 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 사설 네트워크 사용자 노드가 자신이 가진 프래그먼트를 업로드하기 전에,
    공중 IP 주소를 가진 사용자 노드를 상기 수퍼 노드로서 트래커에 등록하고, 상기 사설 네트워크 사용자 노드는 상기 수퍼 노드와 상호 작용하여 자신의 네트워크 주소 변환기(NAT: Network Address Translation)가 콘 NAT(cone NAT)인 것을 판정하면 상기 수퍼 노드의 공중 IP 주소 및 포트 번호를 획득하여 상기 트래커에 등록하는 단계를 더 포함하는 P2P 콘텐츠 공유 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 사설 네트워크 사용자 노드가 자신이 가진 프래그먼트를 업로드하기 전에,
    공중 IP 주소를 가진 사용자 노드를 상기 수퍼 노드로서 트래커에 등록하고, 상기 사설 네트워크 사용자 노드는 상기 수퍼 노드와 상호 작용하여 자신의 NAT가 대칭 NAT(symmetrical NAT)인 것을 판정하면 상기 수퍼 노드를 에이전트로서 상기 트래커에 등록하고, 상기 수퍼 노드는 상기 트래커에게 자신의 공중 IP 주소를 등록하는 단계를 더 포함하는 P2P 콘텐츠 공유 방법.
  10. P2P 콘텐츠 공유 시스템으로서,
    트래커,
    일반 사용자 노드, 및
    수퍼 노드
    를 포함하고,
    상기 수퍼 노드는 사설 네트워크 사용자 노드가 NAT를 통과하여 P2P 전송을 할 수 있도록 지원하도록 구성된, P2P 콘텐츠 공유 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 수퍼 노드는 또한, 콘 NAT 사설 네트워크 사용자 노드에게 공중 IP 주소 및 포트 번호를 할당하도록 구성된 STUN(Simple Traversal of UDP Through Network Address Translators) 서버 기능 모듈을 포함하고,
    상기 콘 NAT 사설 네트워크 사용자 노드상기 공중 IP 주소 및 상기 포트 번호를 상기 트래커에 등록하는,
    P2P 콘텐츠 공유 시스템.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 수퍼 노드는 또한, 대칭 NAT 사설 네트워크 사용자 노드의 에이전트로서 상기 트래커에 등록하도록 구성된 TURN(Traversal Using Relay NAT) 서버 기능 모듈을 포함하는, P2P 콘텐츠 공유 시스템.
  13. 사설 네트워크 사용자 노드로서,
    사용자 노드가 사설 네트워크 사용자 노드인 것을 검지하면 상기 사용자 노드의 NAT 타입이 콘 NAT인지 대칭 NAT인지 판정하고, 그 판정 결과를 등록 모듈에게 보내는 NAT-타입 판정 모듈; 및
    상기 NAT-타입 판정 모듈에 의해 보내온 상기 판정 결과를 수신하고, 상기 판정 결과가 콘 NAT이면, 상기 사용자 노드에게 공중 IP 주소 및 포트 번호를 할당하도록 수퍼 노드에게 요청하여 상기 공중 IP 주소 및 상기 포트 번호를 트래커에 등록하고, 상기 판정 결과가 대칭 NAT이면, 적어도 하나의 수퍼 노드에 등록하여 상기 수퍼 노드에게 상기 사용자 노드의 에이전트로서 상기 트래커에 등록해 달라고 요청하는, 상기 등록 모듈
    을 포함하는 사설 네트워크 사용자 노드.
  14. 수퍼 노드로서,
    콘 NAT 사설 네트워크 사용자 노드에게 공중 IP 주소 및 포트 번호를 할당하여, 상기 콘 NAT 사설 네트워크 사용자 노드가 상기 공중 IP 주소 및 상기 포트 번호를 트래커에 등록하도록 하는 STUN 서버 기능 모듈
    을 포함하는 수퍼 노드.
  15. 제14항에 있어서,
    대칭 NAT 사설 네트워크 사용자 노드의 에이전트로서 트래커에 등록하도록 구성된 TURN 서버 기능 모듈
    을 포함하는 수퍼 노드.
  16. 수퍼 노드로서,
    대칭 NAT 사설 네트워크 사용자 노드의 에이전트로서 트래커에 등록하도록 구성된 TURN 서버 기능 모듈
    을 포함하는 수퍼 노드.
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