KR20100105568A - 관리된 멀티미디어 전달 네트워크 및 멀티미디어 서비스 제공 방법 - Google Patents

관리된 멀티미디어 전달 네트워크 및 멀티미디어 서비스 제공 방법 Download PDF

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Abstract

탄력적 서비스 품질을 갖는 멀티미디어 서비스를 제공하는 관리된 멀티미디어 전달 네트워크(1)가 개시된다. 네트워크는 멀티미디어 데이터 세그먼트를 캐싱하는 다수의 캐싱 노드(3)와, 요청된 멀티미디어 데이터 세그먼트를 캐싱 노드(3)로부터 수집하고 수집된 멀티미디어 데이터로 사용자 장비(2)를 서비스하는 에지 캐싱 노드(4)와, 요청된 멀티미디어 데이터 세그먼트를 캐싱 노드로부터 획득하는 방법을 나타내는 캐시 정보를 에지 캐싱 노드에 제공하는 서비스 게이트웨이(5)를 포함한다. 에지 캐싱 노드(4)는 캐싱 노드(3)로부터 데이터 세그먼트의 수집을 모니터링하고 데이터 세그먼트의 수집이 서비스 품질에 영향을 미칠 때 서비스 게이트웨이(5)로부터 캐시 정보를 요청하는 서비스 품질 모니터링 유닛을 포함한다.

Description

관리된 멀티미디어 전달 네트워크 및 멀티미디어 서비스 제공 방법{RESILIENT SERVICE QUALITY IN A MANAGED MULTIMEDIA DELIVERY NETWORK}
본 발명은 슈퍼 피어-투-피어(sP2P) 네트워크 또는 캐싱 오버레이 네트워크라고도 알려져 있는 관리된 멀티미디어 전달 네트워크에서의 탄력적(resilient) 서비스 품질을 제공하는 방법 및 시스템에 관한 것이다.
전통적인(일반적으로는 폐쇄형 네트워크) IPTV 솔루션은 중앙집중식 라이브러리 서버에 콘텐츠를 두거나 적은 수의 수집 포인트에 라이프 콘텐츠를 수집한다. 콘텐츠 분배 네트워크(CDN)는 추후에 라이브러리 서버로부터 네트워크 에지에 가까운 스트리밍 서버에 콘텐츠를 분배하는 데 이용된다. 사용자가 에지 스트리밍 서버에서 사용가능하지 않은 콘텐츠를 보기 원한다면, 요청은 라이브러리 서버에 의해 서비스되거나 거부된다.
예컨대, 인터넷에 기반을 둔 개방형 P2P 네트워크는, 주문형 콘텐츠(content on-demand: CoD), 브로드캐스트 TV(bTV), 푸시 CoD와 같은 전통적인 인터넷 프로토콜 텔레비전(IPTV) 서비스를 위한 다른 전달 메커니즘으로서 부상하고 있다. 전통적인 IPTV 서비스는 일반적으로 폐쇄형 제공자 제공 네트워크를 통해 전달되고 있다. 그러나, 인터넷 기반 sP2P 네트워크는 현재 제작 레벨에서는 주문형 실시간 멀티미디어 서비스를 위한 서비스 품질(QoS)을 제공할 수 없다.
일반적인 sP2P 네트워크는 빈번하게 요청되는 웹 페이지 또는 파일로의 신속한 액세스를 가능하게 하는 캐싱 서버를 제공한다. 캐싱 서버(또는 캐싱 오버레이)는 인터넷 서비스 제공자(ISP)와 공유하여, 빈번하게 방문되는 웹사이트로의 효율적인 액세스를 가능하게 한다. 유사하게, 멀티미디어 캐싱 서버는 빈번하게 요청되는 멀티미디어 자산으로의 액세스를 가속화하고 네트워크의 오버로드를 감소시키는 것으로 여겨지고 있다.
그러나, CoD, bTV, 푸시 CoD와 같은IPTV 서비스는 파일 공유 또는 인터넷/웹 액세스에 이용되는 일반적인 sP2P 네트워크의 요건을 넘는 품질 및 대역폭을 갖는 콘텐츠로의 신속하고 효율적인 액세스를 필요로 한다. 보다 구체적으로, 서비스 품질은 개시 세션 셋업 동안에는 고려되어서는 안 되며, 예컨대 사용자의 특정 '듀 타임' 동안의 주문형 전달 또는 멀티미디어 분배 중에, 멀티미디어 세션의 듀레이션 내내 유지되어야 한다.
인터넷 전역에 걸친 멀티미디어 자산 분배의 품질 및 속도를 개선하는 데 목적이 있는 공지된 솔루션은 두 가지 그룹이 있다. 첫 번째 그룹의 솔루션은 미디어 및 소프트웨어 자산에 대한 비실시간 분배의 속도를 개선한다. 그것은 콘텐츠가 확장성을 제공하는 오버레이 서버 내에 캐싱되지만 단지 "최선 노력에 의한" 다운로드 속도를 제공하는 전통적인 캐싱 모델을 이용한다. 제 2 그룹의 솔루션은 최근에 부상하기 시작했으며, CoD, bTV와 같은 IPTV 서비스를 전달하는 것에 관한 것이다. 한 가지 종래기술의 솔루션은 아카마이의 에지스위트 스트리밍(Akamai's EdgeSuite Streaming: AESS)이다. AESS는 분배된 비디오 주문형(VoD) 스트리밍의 전통적인 모델에 가깝다. 라이프 브로드캐스트 또는 미디어 주문형 콘텐츠 스트림은 인터넷을 통해 캐싱 에지 세트로 전달된다. 캐싱 에지는 최종 사용자에게 가까이 배치되며, 요청된 콘텐츠를 서비스하는 데 이용된다. 종래기술의 주문형 서비스용 솔루션은 스토리지로부터 스트림을 다운로드하고, 그것을 사용자 장비로의 스트리밍이 시작되기 전에 인터넷의 에지에서 스트리밍 서버로 신뢰성 있게 전송한다. AESS 솔루션은 개방형 인터넷 네트워크로의 전통적 분배 비디오 스트리밍의 적용이다. 보장된 서비스 품질은 없고, 최선의 노력에 의한 방안이 이용된다. 더욱이, 스트림은 선택된 에지 서버로 다운로드되어야 하므로, 다운로드가 적어도 부분적으로 완료될 때까지는 실시간 서비스를 보장할 수 없다. 최적화는 자산의 선택 및 전달을 위한 멀티미디어 전달 개시 단에만 적용된다. 이 종래기술의 솔루션은 진행 중 멀티미디어 세션 도는 서비스의 품질을 유지 및 회복시키지 않는다.
라이프 브로드캐스트 서비스의 경우, 상기 종래기술의 솔루션은 인터넷을 통해 엔트리 포인트로부터 최적의 에지 스트리밍 서버로의 상이한 루트를 통해 동일한 스트림의 다수의 카피를 전송한다. '상이한 루트를 통해 동일한 스트림의 다수의 카피를 전송'하는 솔루션의 단점은 다수의 높은 대역폭 카피가 상당한 양의 리소스를 소비하고, 시스템의 규모 확장이 지수적인 인프라 구조 업그레이드를 필요로 한다는 것이다.
공지된 모든 종래기술의 제 1 공통적인 단점은 자산의 선택 및 전달을 위한 개시 단계에만 적용된다는 것이다. 주문형 멀티미디어 세션 (서비스) 품질의 유지 및 그 복구(recovery)에 대한 솔루션은 없다. 제 2의 공통적인 단점은 중앙집중식 로직에 기초한 하부 아키텍처가 병목 및 단일 결합 포인트를 생성한다는 것이다.
본 발명은 관리된 공공 분배 네트워크, 예컨대 인터넷에서 멀티미디어 세션(서비스)의 품질을 유지하고 복구하는 비용 효율적 방법을 제안한다. 이 방법은 공공 네트워크를 통해 탄력적 멀티미디어 서비스 품질을 제공한다. 제안된 방안은 종래기술의 상기 단점을 해결한다. 본 발명은 단일 결함 포인트를 제거하는 분배 구현을 허용하고, 비용 효율적 스케일링을 제공한다.
본 발명은 멀티미디어 데이터 세그먼트를 캐싱하는 다수의 멀티미디어 데이터 캐싱 노드를 포함하는 관리된 멀티미디어 전달 네트워크 상에 탄력적 서비스 품질을 갖는 멀티미디어 서비스를 제공하는 방법을 개시한다. 네트워크의 에지 캐싱 노드는 사용자 장비, 예컨대 IPTV 세톱 박스로의 전달을 위한 캐싱 노드 서브세트로부터 멀티미디어 데이터 세그먼트를 수집한다. 에지 캐싱 노드는 캐싱 노드로부터 데이터 세그먼트의 수집을 모니터링하며, 데이터 세그먼트의 수집이 멀티미디어 서비스의 서비스 품질에 영향을 미치는 것으로 예상될 때 서비스 게이트웨이로부터 데이터 수집 정보를 요청한다. 예를 들어, 에지 캐싱 노드는 데이터 세그먼트를 수집하는 속도가 필수적인 서비스 품질을 유지시키는 데 필요한 레벨 아래로 떨어지는지 판정하고, 세그먼트 수집 속도가 충분하지 않은 경우에는 서비스 품질을 복구하도록 데이터 수집 정보를 요청한다.
에지 캐시로부터 데이터 수집 정보 요청을 수신하자마자, 서비스 게이트웨이는 이용된 캐싱 노드의 변화가 서비스 품질을 개선시킬 것인지 판정하기 위해 요청된 데이터 세그먼트를 에지 캐싱 노드로 전송하는 캐싱 노드에서 가용 리소스를 평가한다. 서비스 게이트웨이는 에지 캐싱 노드로의 서비스 품질을 개선하기 위한 다른 가능한 캐싱 노드를 나타내고 있는 데이터 수집 정보를 전송함으로써 응답한다.
본 발명의 일 양상에 따르면, 분배된 '서비스 품질' 로직은 클라이언트 서빙 에지 캐시 상에 '품질 복구' 개시를 할당함으로써 도입된다. 에지 캐시는 그것이 담당하고 있는 각각의 멀티미디어 서비스의 일시적이고 집합적인 상태에 대한 궁극적인 지식을 가지며, 예컨대 미디어 세그먼트를 수집하는 속도가 몇몇 레벨 아래로 떨어질 때 초기 '품질 복구' 요청을 트리거할 수 있다. 복구 요청을 트리거하는 메트릭은 변할 수 있으며, 실례가 아래에 제공된다.
에지 캐시는 또한 사용자 장비와 주문형 시스템 사이의 세션을 설정하는 것을 담당하는 것이 바람직하다. 세션을 설정하기 위해, 에지 캐시는 서비스 게이트웨이에 접촉하여, 요구되는 품질의 세션을 유지하기에 충분한 리소스가 있는지 판정할 수 있다.
본 발명의 다른 양상에 따르면, '품질 복구' 로직 및 개시 서비스 셋업 로직은 무상태형(stateless) 서비스 게이트웨이를 이용하여 조합된다. 예를 들어, 사용자 장비로부터 주문형 멀티미디어 요청을 수신하자마자, 에지 캐시는 서비스 게이트웨이와 접촉하여, 데이터 수집 정보를 요청하고 요청되는 멀티미디어 세그먼트를 수집하는 캐싱 노드의 최상의 위치를 판정한다. 다음 단에서, 수집 중에, 에지 캐시는 세션의 상태를 주기적으로 체크하고, 평가된 품질이 기준 매트릭스보다 떨어지는 경우에 서비스 게이트웨이로부터 다른 위치를 요청한다. 서비스 게이트웨이는 다른 서비스 토폴로지(가능하게는 다른 세그먼트 분산 경로를 포함함)를 추천(재지시하거나) 요청을 거부할 수 있다. 후자의 경우는 몇몇 리소스가 간단히 유리된 것으로 예측되어, 사용자 장비가 전체 QoS 열화를 경험하지 않도록 서비스 품질이 시간 내에 개선할 때 유용하다.
바람직하게는, 캐싱 노드는 캐싱 노드에서 가용 리소스를 평가할 때 캐싱 노드의 캐싱 상태 정보를 획득하도록 서비스 게이트웨이에 의해 액세스되는 영구 스토리지로, 예컨대 중앙집중식 상태 데이터베이스로 캐싱 상태 정보를 주기적으로 전송한다. 서비스 게이트웨이는 서비스 품질을 개선하는 다른 캐싱 노드에 대한 추천을 컴파일링하고, 에지 캐시에 대한 데이터 수집 정보에 응답하여 캐싱 노드에 추천을 전송한다.
상태 데이터베이스를 이용함으로써, 서비스 게이트웨이는 상태를 자체적으로 유지하지 않으며, 무상태형이다. 즉, 그것은 데이터베이스로부터 상태를 판독한다. 따라서, 게이트웨이는 상태의 업데이트를 담당하지 않는다. 게이트웨이는 단지 상태 데이터베이스로부터 수집된 분산형 시스템 상의 현재 상태를 분석한다. 그것은 마찬가지로 영구 스토리지(데이터베이스)로부터 결정 로직을 수집할 수 있다. 예를 들어, 영구 스토리지가 데이터베이스라고 하자. 각각의 캐시는 그것의 로드 및 현재 가용 멀티미디어 세그먼트를 데이터베이스(소위 건강 상태(state of health: SOH))로 포스팅한다. 데이터베이스는 로직 기록을 포함할 수 있다-가용 세그먼트를 갖는 임의의 가장 가까운 캐시가 선택될 수 있다. 게이트웨이는, 개시 요청을 수신한 후, SOH 데이터를 판독하고, 로딩된 로직을 적용하며, 에지 캐시로 결정을 반환한다.
'품질 복구' 개시를 에지 캐시에 넘김으로써, 임의의 주어진 중앙 위치 내의 분배형 sP2P 네트워크의 순시 상태를 모니터링하는 요건이 제거된다. 전적으로 분배된 시스템은 에지 캐시의 손실이 정상 동작으로부터 시스템의 나머지를 중지시키지 않을 경우에 형성된다.
또한, 제안된 솔루션은 서비스 품질이 시간적으로 열화할 때 캐시들 사이의 자동적이고 과도한(예컨대 혼돈되는) 스위칭으로부터 에지 노드를 방지함으로써 전반적인 sP2P 리소스 이용을 최적화한다.
또한, 제안된 솔루션은 모든 진행 중 멀티미디어 서비스의 순시 상태의 임의의 중앙 모니터링을 요구하지 않는다. 그것은 가능한 병목 또는 단일 결함 포인트를 제거하며, sP2P 네트워크의 효율적인 확장 및 축소를 가능하게 한다.
다른 양상에 따르면, 탄력적 서비스 품질을 갖는 멀티미디어 서비스를 제공하는 관리된 멀티미디어 전달 네트워크가 개시된다. 네트워크는 멀티미디어 데이터 세그먼트를 캐싱하는 다수의 캐싱 노드와, 요청된 멀티미디어 데이터 세그먼트를 캐싱 노드로부터 수집하고 수집된 멀티미디어 데이터로 사용자 장비를 서비스하는 에지 캐싱 노드와, 요청된 멀티미디어 데이터 세그먼트를 캐싱 노드로부터 획득하는 방법을 나타내는 캐시 정보를 에지 캐싱 노드에 제공하는 서비스 게이트웨이를 포함한다. 에지 캐싱 노드는 캐싱 노드로부터 데이터 세그먼트의 수집을 모니터링하고 데이터 세그먼트의 수집이 서비스 품질에 영향을 미칠 때 서비스 게이트웨이로부터 캐시 정보를 요청하는 서비스 품질 모니터링 유닛을 포함한다. 서비스 품질 모니터링 유닛은 도달하는 데이터 세그먼트의 속도가 그것이 사용자 장비에 전달되어야 하기 이전에 각 세그먼트의 종단을 풀링하기에 충분한지 판정하는 것이 바람직하다.
바람직하게는, 서비스 게이트웨이는, 캐시 정보 요청을 수신하자마자, 가용 리소스를 평가하여 요청되는 데이터 세그먼트를 에지 캐싱 노드로 전송한다. 캐시 정보 요청에 응답하여, 캐시 정보는 서비스 품질을 유지시키는 추천된 캐싱 노드를 나타내는 에지 캐싱 노드로 반송된다.
서비스 게이트웨이는 캐싱 노드 상의 요청된 데이터 세그먼트의 가용성, 캐싱 노드의 로드, 요청된 데이터 세그먼트를 전송하기 위한 가용 대역폭, 및 전송 네트워크 혼잡도 중 적어도 하나에 기초하여 요청된 데이터 세그먼트를 에지 캐싱 노드로 전송하는 추천된 캐싱 노드를 판정할 수 있다. 추천된 캐싱 노드를 판정하기 위한 다른 기준도 마찬가지로 이용될 수 있다. 전반적으로, 추천된 캐싱 노드는 요청되는 데이터 세그먼트의 신속한 수집을 허용함으로써 서비스 품질을 개선하는 것으로 예상된다. 서비스 게이트웨이는 또한 멀티미디어 서비스의 전달에 현재 이용되는 캐싱 노드로부터 데이터 세그먼트를 수집하는 속도가 곧 개선될 것이라면 다른 캐싱 노드를 추천하는 것을 거부함으로써 캐시 정보 요청에 응답할 수 있다.
캐싱 노드의 캐시 정보를 저장하는 네트워크 캐시 정보 스토리지는 네트워크에 제공될 수 있다. 캐시 정보는 캐싱 노드에 의해 네트워크 캐시 정보 스토리지에 주기적으로 제공되는 것이 바람직하다. 서비스 게이트웨이는 요청되는 데이터 세그먼트를 에지 캐싱 노드로 전송하는 가용 리소스를 평가할 때 네트워크 캐시 정보 스토리지를 액세스할 수 있다.
본 발명은 관리된 멀티미디어 분산 네트워크에서 탄력적 서비스 품질을 제공하며, 인터넷과 같은 공공 네트워크를 통해 고품질의 멀티미디어 주문형 서비스를 가능하게 한다. 본 발명은 단일 결함 포인트를 제거하는 비용 효율적 분산 구현을 허용한다. 그것은 기존의 프로토콜 스택의 리엔지니어링을 필요로 하지 않는 산업 표준 프로토콜을 이용하여 구현될 수 있다.
본 발명의 목적 및 특징은 바람직한 실시예의 설명으로부터 명백해질 것이다. 본 발명은 첨부한 도면에서 개략적으로 예시되는 예시적 실시예를 참조하여 다음에서 설명된다.
도 1은 sP2P 네트워크 아키텍처를 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 관리된 멀티미디어 분배 네트워크 아키텍처를 예시한 도면이다.
도 1은 sP2P 멀티미디어 분배 네트워크 아키텍처를 예시하고 있다. 멀티미디어 콘텐츠는 라이브러리 서버에 놓이고, 그것이 가입자의 개인 스토리지에 저장될 수 있는 피어, 예컨대 IPTV 세톱 박스(STB)로 CDN에 의해 분배된다. 콘텐츠는 라이브러리 서버로부터 그것이 커뮤니티 스토리지에서 캐싱되는 스트리밍 서버(슈퍼 피어)로 분배된다.
도 1의 슈퍼 피어는 네트워크 운영자에 의해 주요 목적으로 배치되어 사용자(피어)에 의한 빈번한 콘텐츠 액세스를 캐싱하는 부가 노드이다. 이들은 부가 서비스로서 품질을 개선한다. 그들 사이의 점선은 슈퍼 피어가 그들 자신들 사이에서 캐싱된 멀티미디어 데이터를 교환할 수 있으며, 그들이 항상 라이브러리 서버와 접촉할 필요는 없다는 것을 의미한다.
본 발명의 실시예는 사용자 장비(2)(UE), 예컨대 IPTV 세톱 박스(STB)를 서비스하고 있는 에지 캐싱 노드(4)(CN_EDGE) 및 여러 캐싱 노드(3)(CN_A1, A2, A3)를 포함하는 (예컨대, 인터넷에 기초한) sP2P 네트워크(1)를 개략적으로 도시하고 있는 도 1에 표현된다. 다른 에지 캐싱 노드(7)는 예시 목적으로 도시된다. 서비스 개시 및 품질 회복이라는 이중 목적에 이용되는 비공식 서비스 게이트웨이(5)가 제공된다. sP2P 네트워크는 sP2P 상태를 포함하는 영구 스토리지(6)(예컨대, 데이터베이스)를 더 포함한다.
개시 서비스 셋업 또는 개시 로직이 먼저 설명된다. (사용자 장비를 통한) 사용자가 주문형 멀티미디어 세션을 셋업하기 원하는 경우, 사용자 장비는 에지 캐시에 개시 요청을 전송한다. 여러 시나리오가 가능한데, 멀티미디어 서비스가 에지 캐시에서 이용가능하지 않다는 최악의 경우를 상정한다. 요구되는 QoS가 달성될 수 있는지 또한 어떻게 달성될 수 있는지 판정하기 위해서, 에지 캐시는 서비스 게이트웨이와 접촉한다. 서비스 게이트웨이는 캐싱 토폴로지 및 가용 자원에 대한 지식을 갖는다. 게이트웨이는 원리적으로 에지 캐시가 다른 캐시로부터의 요구되는 속도를 갖는 누락 멀티미디어 데이터를 풀링할 수 있는지 또한 어떻게 풀링할 수 있는지를 판정한다. 그러한 경우, 세션이 개시될 수 있다. 그렇지 않다면, 다른 서비스가 제공될 수 있다.
일반적으로, 영구 스토리지(예컨대, 상대 데이터베이스)는 서비스 게이트웨이와 별개이고, 상이한 위치에 배치된다. 이점은, 다수의 서비스 게이트웨이가 상태 데이터베이스로부터 동일한 SOH 데이터를 액세스하는 에지에 가까이 배치될 수 있다는 것이다. 게이트웨이는 선택적으로 잠깐 동안 SOH를 캐싱할 수 있다. 그것은 상태 데이터베이스만이 매우 탄력적이어야 한다는 것을 의미한다. 서비스 게이트웨이 프로세스는 탄력적이어야 할 필요는 없으며, 그들이 캐싱 상태를 유지하지 않기 때문에 여러 차례 재시작될 수 있다. 전반적으로, 영구 스토리지(즉, 상태 데이터베이스)보다 탄력적인 프로세스(소프트웨어)를 만드는 것은 더욱 어렵다. 상태 데이터베이스는, 예컨대 분산형 RAC(Real Applications Clusters)와 같은 기술을 이용하여, 중앙집중화되거나 분산될 수 있다.
사용자 장비(2)가 3개의 세그먼트 Asset A = {Seg1, Seg2, Seg3}로 이루어진 미디어 자산 A를 요청하며, 세그먼트 중 어느 것도 에지 캐싱 노드(4)에서 초기에 이용가능하지 않다고 가정한다. 에지 캐싱 노드(4)는 서비스 게이트웨이(5)에게 모든 세그먼트가 요구되는 주문 속도를 갖는 액세스가능 캐싱 위치에서 이용가능한지 문의함으로써 서비스를 개시한다. 서비스 게이트웨이(5)는 상태 데이터베이스(6)에서 sP2P의 상태를 체크하고, 세그먼트를 수집하는 추천 위치를 컴파일링하며, 그들을 에지 캐싱 노드(4)로 반환한다.
모든 캐싱 노드(3)는 영구 스토리지(6)(즉, 상태 데이터베이스)를 현재 상태로 주기적으로 업데이트한다. 여기서, 현재 상태는 넓은 의미를 가지며, 현재 캐싱된 세그먼트, 이용가능하고 이용되는 대역폭, 및 제공되는 서비스에 관한 다른 정보를 포함하되 이러한 것들로 제한되는 것이 아니다.
서비스 게이트웨이(5)가 사용자 장비(2)로의 주문 전달을 위해 캐싱 노드 CN_A1로부터 Seg1, Seg3을 풀링하고, 캐싱 노드 CN_A2로부터 Seg2를 풀링할 것을 에지 캐싱 노드(4)에게 추천했다고 가정하자. 에지 캐시(4)가 멀티미디어 세션 동안에 주어진 품질 매트릭스보다 아래의 서비스 품질을 갖는 세그먼트가 도달하고 있는 것으로 검출하는 경우, 에지 캐시는 서비스 게이트웨이(5)로부터 '서비스 복구'를 요청할 수 있고, 선택적으로 그 이유, 예를 들어 '낮은 속도' 또는 '너무 많은 손상'을 나타낼 수 있다.
도 2는, 예컨대 1 Mb/s("Seg1 - 1 Mbps")로 CN_A1로부터 Seg1을 전송하고, 마찬가지로 1 Mb/s("Seg3 - 1 Mbps")로 Seg3을 전송하는 대역폭이 있음을 도시하고 있다. Seg1은 마찬가지로 CN_A3에서 용이하게 이용가능하다. Seg2는 CN_A1에서 이용가능하며, 2 Mb/s ("Seg2 - 2Mbps")로 CN_A2에서 이용가능하다.
'품질 복구' 요청을 초기화하기 위한 다운로드 속도 기반 품질 매트릭스의 간단한 실례의 경우, 에지 캐시(4)는 각 세그먼트가 사용자 장비(2)에 전달되어야 하기 전에 도달하는 세그먼트의 평균 속도가 각 세그먼트의 종단을 풀링하기에 충분한지 체크한다. 본 콘텍스트에서, '매트릭스'는 몇몇 운영자 정의 규칙에 따라 함께 그룹화된 상이한 인자에 기초하여 결정을 내리는 로직이 있음을 의미한다. 그러나, 본 발명은 이 실례로 제한되는 것이 아니며, 상이한 잠재적 메트릭을 이용하는 다른 품질 매트릭스도 마찬가지로 적용될 수 있다. 다른 품질 매트릭스는 결정을 위해 그들을 함께 혼합하는 상이한 인자 및 규칙을 이용할 수 있다.
서비스 게이트웨이(5)는 서비스 품질 감소 이유를 분석할 수 있고, 나머지 세그먼트(들) 또는 세그먼트 일부를 검색할 다른 (복구) 캐시 위치를 추천하거나, 또는 요청을 거부하고 거부 이유를 선택적으로 반환한다.
일 시나리오에서, 실례로부터의 비용 매트릭스를 이용하여, 세그먼트가 사용자 장비(2)에 전달되어야 하기 이전에 세그먼트 도달의 평균 속도가 몇몇 세그먼트의 종단을 풀링하기에 충분하지 않은 경우, 서비스 게이트웨이(5)는 그 요청을 거부할 수 있으며, 몇몇 리소스가 다른 활동 상태로부터 (예컨대, 세그먼트가 풀링되고 있는 곳으로부터의 캐싱 노드 상에서) 해제될 것이기 때문에 속도가 간단히 개선될 것으로 예상된다고 응답할 수 있다. 이 경우의 이유는 '속도가 개선될 것이다'라는 것일 수 있다.
다른 시나리오에서, 서비스 게이트웨이(5)는 그 요청 및 서비스 품질 열화 이유를 분석할 수 있으며, 서비스 품질 복구를 위한 다른 캐시 위치를 추천할 수 있다. 예를 들어, 초기에 선택된 캐싱 노드(3)의 CN_A1은 세그먼트를 풀링 다운하기 위한 너무 '느린 속도'를 갖기 때문에 에지 캐싱 노드(4)가 복구를 요청했다면, 서비스 게이트웨이(5)는 에지 캐싱 노드(4)에게 다른 캐싱 노드 CN_A3으로부터 Seg1을 풀링할 것을 추천할 수 있으며, 한편으로 여전히 Seg3이 도달할 시간이 충분히 있기 때문에 캐싱 노드 CN_A1로부터 Seg3을 계속해서 풀링할 수 있다(예시용 도 2를 참조).
캐싱 노드와 서비스 게이트웨이 사이의 모든 가능한 통신 시나리오의 전적인 분석은 이 출원서의 범주 외부에 있다. 위의 간단한 실례는 제안된 솔루션이 탄력적 서비스 품질을 제공하고 리소스 이용을 최적화할 수 있는 방법을 예시한다.
제안된 솔루션은, 인터넷과 같은 개방형 네트워크에서 발생할 가능성이 있는 일시적인 서비스 품질 열화 시에 에지 캐시(4)가 캐싱 노드들(3) 사이에서 자동적이고 과도한 (혼돈된) 스위칭을 하지 않게 함으로써 sP2P 리소스 이용을 최적화할 수 있다.
일 시나리오에서, 서비스 품질이 개선되고 사용자 장비가 전체 서비스 열화를 나타내지 않을 것이라는 확률이 높다고 가정하면, '서비스 복구' 요청은 거부될 수 있다.
다른 시나리오에서, 충분한 안정성 마진이 에지 캐시(4) 상에 인가되는 '품질 복구' 매트릭스 내에 포함되어, 조기 열화 표시 동안 품질 개선을 트리거할 수 있다. 예를 들어, 에지 캐시가 다음 10분의 멀티미디어를 서비스할 정도로 충분한 데이터를 갖지만, 나머지 멀티미디어 데이터가 사용자에 의해 소비되는 것보다 느린 속도로 도달하고 있는 것으로 가정하자. 그러면, 10분은 안전성 마진으로 간주될 수 있다. 도달했을 때, 에지 캐시(4)는 나머지 멀티미디어를 수직하기 위해 다른 방법(루트)을 위한 서비스 게이트웨이(5)와 접촉한다. 마진은 비율, 타이밍, 크기 등으로 표현될 수 있다. 유사한 안정성 마진은 서비스 게이트웨이(5) 내에 구축되어, 추가의 탄력적 서비스를 허용할 수 있다. 예를 들어, 이 경우, 서비스 게이트웨이는 소정량만큼 리소스를 과제공(overprovision)할 수 있다. 과제공은, 예를 들어 에지 캐시에 의해 이용도리 추가의 다른 캐시를 지명함으로써 달성될 수 있다. 우선권 및/또는 상이한 안정성 마진은 상이한 서비스 타입, 예컨대 낮은 가치의 자산과 높은 가치의 자산 사이의 차이에 적용될 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명은 공공 네트워크(예컨대, 인터넷)를 통해 멀티미디어 서비스에서의 비용 효율적인 탄력적 품질을 위한 방법을 제공한다. 서비스 품질이 능동 세션 동안에 효율적으로 유지되거나 개선될 수 있다는 것에 주목하는 것이 중요하다. 본 발명은 상이한 서비스 타입에 상이한 서비스 품질을 제공한다. 제안된 아키텍처는 중앙집중식 모니터링 로직을 이용하지 않기 때문에, 다른 방안에 존재하는 병목 및 단일 결함 포인트를 제거한다.
요약하자면, 본 발명은 다음의 이점을 갖는다.
- 공공 인터넷을 통해 탄력적 품질의 멀티미디어 서비스(CoD, bTV, push CoD, 등)를 가능하게 한다.
- 비용 효율적 솔루션을 제공하며, 임의의 병목 및 단일 결함 포인트를 제거하는 중앙집중식 모니터링 로직을 이용하지 않는다.
- 오버레이 네트워크 또는 서비스 게이트웨이를 제공함으로써 개방형 인터넷 네트워크에서의 통신 운영자에게 새로운 수입 모델을 제공한다.
- 리소스 이용을 최적화하고 캐시들 사이의 불필요한 과도 스위칭을 방지한다.
- sP2P 네트워크에 대한 재구성 또는 다운시간이 요구되지 않기 때문에 대형화되고 비용을 효율적으로 감소시킨다.
- 상이한 서비스 타입에 상이한 서비스 품질을 제공한다.
본 발명은 하드웨어 및/또는 소프트웨어로 많은 상이한 방법으로 구현될 수 있다. 실시예는 캐싱 노드, 에지 캐싱 노드, 서비스 게이트웨이, sP2P 상태 데이터베이스 및/또는 사용자 장비와 같은 네트워크 개체를 포함할 수 있다.

Claims (10)

  1. 탄력적 서비스 품질을 갖는 멀티미디어 서비스를 제공하는 관리된 멀티미디어 전달 네트워크로서,
    멀티미디어 데이터 세그먼트를 캐싱하는 다수의 캐싱 노드와,
    요청된 멀티미디어 데이터 세그먼트를 상기 캐싱 노드로부터 수집하고 상기 수집된 멀티미디어 데이터를 사용자 장비에 서비스하는 에지 캐싱 노드와,
    상기 요청된 멀티미디어 데이터 세그먼트를 상기 캐싱 노드로부터 획득하는 방법을 나타내는 캐시 정보를 상기 에지 캐싱 노드에 제공하는 서비스 게이트웨이를 포함하되,
    상기 에지 캐싱 노드는 상기 캐싱 노드로부터 상기 데이터 세그먼트의 수집을 모니터링하고 상기 데이터 세그먼트의 수집이 상기 서비스 품질에 영향을 미칠 때 상기 서비스 게이트웨이로부터 캐시 정보를 요청하는 서비스 품질 모니터링 유닛을 포함하는
    관리된 멀티미디어 전달 네트워크.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 서비스 게이트웨이는, 캐시 정보 요청의 수신시에, 상기 요청된 데이터 세그먼트를 상기 에지 캐싱 노드로 전송하기 위해 가용 리소스를 평가하고, 상기 서비스 품질을 유지하기 위한 추천된 캐싱 노드를 나타내는 캐시 정보를 상기 에지 캐싱 노드에 제공하는
    관리된 멀티미디어 전달 네트워크.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 서비스 게이트웨이는 상기 캐싱 노드 상의 상기 요청된 데이터 세그먼트의 가용성, 상기 캐싱 노드의 로드, 상기 요청된 데이터 세그먼트를 전송하기 위한 가용 대역폭, 및 전송 네트워크 혼잡도 중 적어도 하나에 기초하여 상기 요청된 데이터 세그먼트를 상기 에지 캐싱 노드로 전송하는 추천된 캐싱 노드를 판별하는
    관리된 멀티미디어 전달 네트워크.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 서비스 게이트웨이는 상기 멀티미디어 서비스의 전달에 현재 이용되는 상기 캐싱 노드로부터 데이터 세그먼트를 수집하는 속도가 개선될 경우에 다른 캐싱 노드를 추천하는 것을 거부함으로써 상기 캐시 정보 요청에 응답하는
    관리된 멀티미디어 전달 네트워크.

  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 캐싱 노드의 캐시 정보를 저장하는 네트워크 캐시 정보 스토리지를 포함하되,
    상기 서비스 게이트웨이는 상기 요청된 데이터 세그먼트를 상기 에지 캐싱 노드로 전송하기 위한 가용 리소스를 평가할 때 상기 네트워크 캐시 정보 스토리지를 액세스하는
    관리된 멀티미디어 전달 네트워크.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 서비스 품질 모니터링 유닛은 도달하는 데이터 세그먼트가 상기 사용자 장비에 전달되어야 하기 이전에 상기 도달하는 데이터 세그먼트의 속도가 각각의 세그먼트의 종단을 풀링하기에 충분한지 판별하는
    관리된 멀티미디어 전달 네트워크.
  7. 다수의 중간 데이터 캐싱 노드를 포함하는 관리된 멀티미디어 전달 네트워크 상에서 탄력적 서비스 품질을 갖는 멀티미디어 서비스를 제공하는 방법으로서,
    에지 캐싱 노드에 의해 수행되는 단계로서,
    사용자 장비로의 전달을 위해 상기 캐싱 노드의 서브세트로부터 멀티미디어 데이터 세그먼트를 수집하는 단계와,
    상기 캐싱 노드로부터 상기 데이터 세그먼트의 수집을 모니터링하는 단계와,
    상기 데이터 세그먼트의 수집이 상기 멀티미디어 서비스의 서비스 품질에 영향을 미치는 경우 서비스게이트웨이로부터 데이터 수집 정보를 요청하는 단계를 포함하고,
    상기 서비스 게이트웨이에 의해 수행되는 단계로서,
    상기 요청된 데이터 세그먼트를 상기 에지 캐싱 노드로 전송하기 위해 상기 캐싱 노드에서의 가용 리소스를 평가하는 단계와,
    상기 서비스 품질을 개선하기 위한 다른 캐시 노드를 나타내는 데이터 수집 정보를 상기 에지 캐싱 노드에 제공하는 단계를 포함하는
    멀티미디어 서비스 제공 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    데이터 세그먼트를 수집하는 속도가 상기 서비스 품질을 유지하는 데 필수적인 레벨 아래로 떨어지는지 판별하는 단계를 포함하는
    멀티미디어 서비스 제공 방법.

  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 멀티미디어 서비스가 초기화되는 경우에 상기 서비스 게이트웨이로부터 데이터 수집 정보를 요청하는 단계를 포함하는
    멀티미디어 서비스 제공 방법.
  10. 제 7 항에 있어서,
    캐싱 상태 정보를 상기 캐싱 노드로부터 중앙집중식 상태 데이터베이스로 주기적으로 전송하는 단계와,
    상기 서비스 품질을 개선하기 위한 다른 캐싱 노드를 컴파일링하도록 상기 캐싱 노드에서 상기 가용 리소스를 평가할 때 상기 서비스 게이트웨이에 의해 상기 캐싱 노드의 캐싱 상태 정보를 획득하도록 상기 중앙집중식 상태 데이터베이스를 액세스하는 단계를 포함하는
    멀티미디어 서비스 제공 방법.
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