KR20160081767A - 클라우드 가상화 기반 스마트 tv 서비스를 제공하기 위한 가상화 서버 및 클라이언트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가상화 서버 장치로, 하드웨어를 가상으로 할당하여 둘 이상의 클라이언트들 각각에 데스크탑 환경을 지원하는 게스트 운영 시스템과, 멀티미디어 콘텐츠를 스트림으로 상기 둘 이상의 클라이언트들에 제공하는 멀티미디어 전송부와, 둘 이상의 클라이언트들에 동일한 화면을 동시에 전송하도록 지원하는 세션 관리부를 포함한다.

Description

클라우드 가상화 기반 스마트 TV 서비스를 제공하기 위한 가상화 서버 및 클라이언트{Virtualization Server anc Client for Smart TV Service based on Cloud Virtualization}

본 발명은 스마트 TV에 관한 것으로, 특히 클라우드 가상화 기반으로 멀티 유저들에게 스마트 TV 서비스를 제공하는 장치에 관한 것이다.

최초 스마트 TV의 개념이 나왔을 때는 기존 TV에 인터넷과 웹 2.0 기능이 추가되어 포스트(Post) PC로서의 기능을 담당할 것이라는 생각이 지배적이었기에 그동안 진행된 많은 형태의 스마트 TV 시스템은 이러한 전제를 기반으로 스마트 TV에서 사용 가능한 콘텐츠와 어플리케이션을 탑재한 서버를 기반으로 스마트 TV가 인텔리전트한 단말로 작동되는 형태로 구성되었다. 즉, 비디오온디맨드 등을 처리할 수 있는 매니징 모듈과 동영상처리를 위한 코덱 모듈 등의 브로드캐스팅 모듈에 웹브라우징이 가능하고 개별 사진 등이나 문서 등의 내용을 확인할 수 있도록 구성되었다.

그런데, 이러한 구조는 동영상, 사진 등 표준화가 진행된 경우만 처리해 줄 수 있어 사용자의 요구를 만족시킬 수 있는 다양한 기능을 탑재하기 위해서는 기능의 제약이 따른다. 또한, 독립적인 스마트 TV 시스템의 경우, 사용자 UI의 경직성, 어플리케이션의 제약, OS 및 홈네트워킹에 범주에 갇힐 수밖에 없는 장치의 제한 등 여러 난제가 많다.

이러한 초기 구조(Architecture)의 단점을 극복하기 위해 여러 가지의 시도가 진행되고 있는데 특화된 장르인 게임을 스마트 TV의 컴퓨팅 파워를 이용해서 진행하고자 하는 새로운 방식의 가이카이, Onlive, Playcast와 같은 형태와 삼성전자와 같이 하드웨어 기반의 H/W에 TV 앱이라는 새로운 쟝르를 개척하는 등의 시도가 이것이다. 그러나, 이런 방식은 TV의 H/W에 대한 종속도가 너무 크거나 게임과 같이 특화된 형태로 진행되어 Post PC의 하나로서 스마트 TV를 완성시키는 구조(Architecture)로는 매우 부족하여 비교적 미약한 행보를 보이고 있다.

한편, 이와는 달리 점차 보편화되고 있는 스마트기기 OS인 Android OS나 IOS기반의 구조(Architecture)를 스마트 TV에 확장하는 형태로 제시되는 형태가 Google TV나 iTV이다. 이 경우 각 OS 진영별로 이미 제공하고 있는 다양한 앱 및 응용프로그램들을 처리할 수 있는 Android OS나 iOS 기반의 플랫폼을 셋탑박스(Set-top box) 형태로 채택하고 있다. 이를 적용할 경우 OS 기반의 앱 생태계를 기반으로 스마트 TV에서 다룰 수 있는 콘텐츠의 양이 획기적으로 늘어나며 스크린의 제약을 넘는 사용자 환경을 만족시킬 수 있는 토대를 제공한다.

그러나, 이 역시 각각의 OS 종속적(dependent)인 서버-클라이언트 구조에 종속되며 사용자의 다수가 선호하는 윈도우즈 기반의 사무환경은 지원하지 못하여 문서작업을 지원해야 하는 Post PC의 기능을 충족시키지 못하는 단점이 있다. 확장성 측면에서 고찰해 볼 때에도 기존 사무환경 등의 스마트 TV가 없는 환경에서는 기존 PC와 모니터를 이용하여 스마트TV로 제공되는 콘텐츠들을 처리할 수 있는 기능이 지원되어야 할 것이므로 이에 대한 확장과 보완이 역시 필요하다.

본 발명은 스마트 TV 서버-단말 구조의 경직성을 해결할 수 있도록 확장이 용이하면서도 스마트 TV에 필요한 기능의 수용이 양호한 구조 설계를 갖는 클라우드 가상화 기반 스마트 TV 서비스 제공 장치를 제공한다.

본 발명은 스마트 TV를 통한 스마트교육 등이 가능하도록 원격지에서 다자간 시청이 가능한 클라우드 가상화 기반 스마트 TV 서비스 제공 장치를 제공한다.

본 발명은 동영상 시청 등의 대용량 멀티미디어 콘텐츠를 스트림으로 서비스 지장없이 처리할 수 있는 클라우드 가상화 기반 스마트 TV 서비스 제공 장치를 제공한다.

본 발명은 가상화 서버 장치로, 하드웨어를 가상으로 할당하여 둘 이상의 클라이언트들 각각에 데스크탑 환경을 지원하는 게스트 운영 시스템과, 멀티미디어 콘텐츠를 스트림으로 상기 둘 이상의 클라이언트들에 제공하는 멀티미디어 전송부와, 둘 이상의 클라이언트들에 동일한 화면을 동시에 전송하도록 지원하는 세션 관리부를 포함한다.

본 발명은 클라이언트 장치로, 가상화 서버와 멀티채널을 통해 멀티미디어 콘텐츠 수신하는 클라이언트 관리부와, 상기 가상화 서버와의 통신을 처리하는 네트워크 터널링부와, 상기 가상화 서버로부터 수신되는 멀티미디어 콘텐츠를 다른 클라이언트와 공유하도록 지원하는 N 스크린 유저 인터페이스를 포함한다.

본 발명에 따라, 기존 스마트 TV 시스템의 OS 종속적인 형태의 제약을 벗어날 수 있고, 기존 활용할 수 없었던 IT 리소스인 윈도우 기반의 데스크톱을 Sub 스크린으로 활용할 수 있을 뿐 아니라, 서로 다른 Android OS 및 iOS 기반의 스마트 기기를 윈도우 기반의 문서작업이 가능한 환경으로 바꿔주어, PC에서만 가능한 기능을 타 OS에서도 가능한 크로스플랫폼 적용이 쉽게 가능하다.

또한, 스크린 공유(Screen share) 기능 적용 시에는 동시에 동일한 화면을 다수가 볼 수 있으므로, 스마트TV 및 N스크린 방식을 통해 교육 분야 및 공동 작업 부분 비즈니스에 적용이 가능하도록 확장할 수 있다. 즉, 동일 화면을 동시에 다수가 시청 가능하여 서로 다른 원격지에서 동일 시간에 동일 화면을 통해 정보를 공유하는 새로운 SNS형 신 서비스 솔루션으로도 활용이 가능할 것이다.

또한, 향후 가상화 플랫폼 환경에서 다수의 Multi-user를 수용할 수 있는 Server를 탑재하고 원격에서 접속되는 다수의 사용자를 수용할 수 있는 1 Server: n 사용자 접속 가능한 시스템을 구현하면 활용도를 획기적으로 높일 수 있다. 다수의 사용자가 멀티유저 OS 기반 가상화 Server에 접속하게 구성될 경우 1개 가상화 서버에서 n 사용자까지 접속이 가능하다.

또한, 화면 및 음향이 동기화된 동영상을 전송하는 스트림 채널을 포함하여, 대용량의 동영상 데이터를 다수의 유저들에 전송할 수 있도록 한다.

도 1은 OpenXEN Architecture를 적용한 모듈 구조도이다.
도 2는 Hypervisor KVM을 적용한 Architecture 모듈 구조도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 클라우드 가상화 기반 스마트 TV 서비스 시스템의 구조도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 클라우드 가상화 기반 스마트 TV 서비스를 제공하는 가상화 서버의 구성도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 QEMU의 상세 구성도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 클라이언트의 분화채널 및 기능을 도시한 구조도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 기술되는 바람직한 실시 예를 통하여 본 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 기술하기로 한다.

본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명 실시 예들의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.

명세서 전반에 걸쳐 사용되는 용어들은 본 발명 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 사용자 또는 운용자의 의도, 관례 등에 따라 충분히 변형될 수 있는 사항이므로, 이 용어들의 정의는 본 발명의 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

본 발명은 애플의 iTV와 Google TV의 컨셉을 수용하면서도 기존 단점을 보완할 수 있도록 클라우드 시스템과 연동하고 기존 IT 리소스도 활용이 가능하며 N스크린 확장이 용이한 클라우드 가상화 기반 스마트 TV 서비스 제공 장치를 제공한다.

이를 위해 스마트 TV를 클라우드 가상화 환경을 구성하기 위한 하이퍼바이저인 KVM, XEN, Hyper-V 등을 탑재한 서버와 연동하여 콘텐츠를 네트워크를 통해 전달받아 볼 수 있는 단말의 한 종류로 보는 관점의 전환이 필요하다.

또한, 스마트 TV에서 전달되는 콘텐츠를 유선, 무선 등 다양한 기기에서 공유하게 되는 N스크린의 핵심은 클라우드 컴퓨팅이기 때문에 실제 클라우드 환경과 맞물려 유무선 다양한 N스크린과 제공되는 콘텐츠의 구심점이 되는 형태가 될 수 있다. 사용자에게 익숙한 업무환경을 제공하면서 스마트 TV에 클라우드 컴퓨팅의 모바일 앱 애플리케이션 등이 접목되면 부족했던 어플리케이션을 단번에 개선함과 동시에 제약을 뛰어넘는 Content-rich 스마트TV가 될 수 있어 파급효과가 클 것으로 판단된다.

클라우드 컴퓨팅 서비스를 사용하면 기존 개별적인 컴퓨터 인프라스트럭쳐를 구성하기보다 초기 구입 비용과 비용 지출이 적으며 휴대성이 높아지고 컴퓨터 가용율이 높아져 그린 IT에도 적합하다.

또한, N스크린이라는 개념으로 하나의 콘텐츠를 다양한 기기를 통해 표현하는 것이 가능하며 서비스를 통한 일치된 사용자 환경을 구현할 수 있음은 물론 사용자의 데이터를 신뢰성 높은 서버에 보관함으로써 안전하게 보관할 수 있어 사용자 데이터의 유출 등을 막을 수 있는 장점이 있다.

시스템 효율성을 획기적으로 향상시켜 주는 클라우드 컴퓨팅은 다양한 기기를 이용할 수 있는 N스크린을 쉽게 구현할 수 있어 콘텐츠를 다양한 기기로 제공하고자 하는 스마트TV Architecture의 핵심요소로 부상할 것으로 판단된다.

본 발명에서는 콘텐츠를 전달해 주는 플랫폼과 N스크린과 연동되는 클라우드 컴퓨팅이 변화의 핵심으로 N스크린과 클라우드 컴퓨팅을 접목시켜, 스마트TV의 어플리케이션 비약적 확대 효과가 발생하여 강력한 사용자 경험 증대 효과 및 측면 효과로 신 패러다임 전이가 도래할 것으로 기대되고 있다.

클라우드 가상화 기술이 다양한 형태의 플랫폼과 OS를 통합할 수 있는 기술로 반드시 적용이 필요하므로 상용화 제품을 보유한 Citrix 시스템, Oracle, VMware 등의 상용제품에 뒤지지 않는 오픈 진영의 클라우드 가상화 기술을 선택하여 클라우드 가상화 Architecture를 구성하여 개발할 수 있다.

N스크린을 기준으로 첫 번째 고려해야 하는 것은 서버-클라이언트 간 고화질 화면을 서비스에 지장없이 전달해 주는 독자적인 프로토콜의 필요성이다. 둘째로, 현재 구현된 클라우드 가상화 방식은 1개 가상화 OS에 다수의 접근을 지원하지 않으므로 이를 개선해야 한다. 셋째, 다양한 네트워크 환경이 제공되는 N스크린 디바이스에서 접속이 가능하도록 네트워크 터널링 기법을 사용하여 네트워크 제약 사항을 최대한 제거해야 한다. 본 발명에서는 이러한 점을 고려하여 플랫폼을 개발하고 향후 확장을 도모한다.

현 Android OS나 iOS는 개개인이 따로 따로 사용하는 형태를 가정하여 개발한 OS로 멀티유저의 적용이 불가한 OS이다. 클라이언트와 서버가 1:1로 서버-클라이언트 구조를 가져가야 하는 어려움이 있어 멀티유저시스템보다 효율이 떨어진다. 현재 멀티유저를 수용할 수 있도록 개발된 OS는 마이크로소프트의 윈도우즈 서버, 리눅스 서버, 유닉스 서버 등이 있다. 가격대비 성능을 고려해 본다면 x86계열의 저가 하드웨어를 쓰는 것이 효과적이므로 윈도우즈 내지는 리눅스가 탑재되는 것이 바람직하다. 이와 같은 흐름에 따라 윈도우즈나 리눅스를 용도에 따라 탑재할 수 있는 클라우드 가상화 플랫폼들이 제시되고 있다. 그 대표적인 오픈 클라우드 가상화 플랫폼이 OpenXEN과 KVM이다.

도 1은 OpenXEN Architecture를 적용한 모듈 구조도이다.

도 1을 참조하면, OpenXEN은 Citrix에서 상용화하여 판매하는 XEN의 오픈소스 버전으로 가상서버들을 올리는 XEN Hypervisor 방식으로 구성되어 있다. 이 방식은 리눅스를 기반으로 설치가 되며 Domain0라는 기준 시스템이 설치된 후 Domain0가 Hypervisor를 통해 하드웨어를 제어한다. 가상화 서버가 탑재되는 시스템은 Domain1부터 시작하여 DomainU까지 설치하여 운용하고 BIOS를 직접 제어해야 하는 마이크로소프트의 윈도우즈 시스템의 경우 HVM이라는 바이너리 에뮬레이션을 통해 처리한다. 이때 사용하는 Binary Translator가 QEMU(Quick Emulator)이며 기능에 따라 모듈이 첨삭된 다수의 변형이 존재한다.

도 2는 Hypervisor KVM을 적용한 Architecture 모듈 구조도이다.

도 2를 참조하면, KVM은 Red Hat에서 Hypervisor용으로 오픈한 버전으로 리눅스 커널과 동등한 레벨의 Hypervisor인 KVM을 사용하여 세션 등을 관리한다. 마이크로소프트의 윈도우즈 서버를 설치하기 위해서는 역시 변형된 형태의 QEMU 모듈을 사용하여 적용한다. Hypervisor와 Kernel의 장점을 혼합시킨 Hybrid 방식으로 시스템 구조가 비교적 단순하고 동영상 처리 등 멀티미디어 처리에 강한 플랫폼이 KVM이다.

공유에 관련된 기술은 1990년대 Multipoint data communication용 Recommendation인 ITU-T T.12012)가 제시되며 이를 뒷받침하기 위해 다양한 공유 규약이 세트로 발표되었으며 근간이 되는 T.120을 반영하여 개발된 제품으로 Cisco WebEx의 Meeting center, Microsoft의 Netmeeting 등이 있다. 공유를 기술한 구체적인 규약인 T.128을 Microsoft에서 채용하여 전용프로토콜로 확장시킨 것이 RDP(Remote Desktop Protocol)인데 RDP는 폐쇄 프로토콜로 구조를 오픈하지 않아 유료 서버를 구매해야 사용이 가능하다. Citrix 시스템은 독자 프로토콜인 ICA(Independent Computing Architecture)를 보유하고 있다. 이는 WinFrame을 기반으로 서버와 클라이언트간 통신을 하게 확장한 프로토콜로 윈도우와 X-windows기반의 HP, Sun 등 Unix시스템을 원격에서 접속하여 연동할 수 있는 어플리케이션을 제공하며 자사 가상화 솔루션인 Xen에 적용하여 확장을 꾀하고 있으나 역시 고가정책으로 확산에 어려움을 겪고 있다.

T.128이 상대적으로 복잡한 규약으로서 Full specification으로 구현하기가 어렵고 Microsoft나 Citrix 시스템은 프로토콜 구조를 공개하지 않아 구현이 어려운 반면 RealVNC사가 제안한 RFB(Remote FrameBuffer) 프로토콜은 화면 공유 구현이 가능하도록 프로토콜 구조를 공개하여 다수의 업체가 RFB를 기반으로 확장 또는 변형된 독자 프로토콜을 사용 중이다. 전술한 T.128, RDP, RFB, ICA 등은 1세대 프로토콜로 네트워크를 통해 대용량 데이터 및 스트리밍 데이터 전송에 대한 고려가 미흡하여 음성, 영상 등의 화면 공유에 취약하다.

최근 Redhat사는 레드햇 리눅스를 공급하며 x86기반으로 기존 Unix 서버를 대치하는 오픈소프트웨어 진영의 중심적인 역할을 하고 있는 회사인데 오픈 클라우드 진영에서 KVM이라는 가상화 하이퍼바이저를 제시하고 단말측에 KVM 기반의 프로토콜을 통한 데스크탑 단말을 제시하고 있다. KVM기반 원격 프로토콜은 동영상 등의 재생을 데스크탑 단말에 끊김없이 고화질로 보여주는데 탁월하나 자사의 가상화환경하 리눅스 시스템에서 가상화 환경을 구축한 후 연동을 해야 하고 N스크린에 대한 고려가 약한 것이 단점이다.

따라서, 본 발명에서는 고화질 화면을 전달해 주는 독자적인 프로토콜, 스마트 TV 기반의 클라우드 가상화 방식을 효과적으로 확장시킬 수 있는 1개의 가상서버에 n개의 세션 접속이 되는 시스템 개발을 통해 현행보다 진보적인 STVS 플랫폼을 제안하고자 한다. 향후 1개의 가상화된 멀티사용자 OS 서버에 n명이 접속할 수 있는 방식까지 확장될 것을 고려하여 설계함으로써 확장성도 확보할 수 있도록 한다. 이를 통해 스마트 TV를 포함한 N스크린을 확장시켜줄 수 있을 뿐 아니라 오픈 클라우드 가상화 플랫폼에 장착이 가능한 소프트웨어 패키지로 묶을 수 있어 스마트 TV 등에 대한 독자적인 기술을 확보할 수 있도록 하며 스마트 TV뿐만 아닌 클라우드 가상화의 최적화 용도로도 활용도가 높은 플랫폼을 개발한다.

이에 스마트 TV의 서버측을 담당하는 STVS 서버와 단말측 N스크린에 적용할 수 있는 STVS 클라이언트를 개발함으로써 코어 기술인 High quality screen transfer & streaming, Screen share, Multi-user access 등 핵심 요소기술을 확보 및 적용하고 이에 대한 개발을 진행하여 클라우드 가상화 기반 스마트TV 및 N스크린을 적용할 수 있는 STVS Architecture를 구현한다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 클라우드 가상화 기반 스마트 TV 서비스 시스템의 구조도이다.

도 3을 참조하면, 클라우드 가상화 기반 스마트 TV 서비스 시스템(10)은 통신망(20)을 통해 둘 이상의 클라이언트들(100a, 100b) 및 가상화 서버(200)가 접속된 형태로 구성된다.

통신망(20)은 둘 이상의 클라이언트들(100a, 100b)과 가상화 서버(200)간의 데이터 교환이 가능한 네트워크를 모두 포함하는 개념으로, RDP(remote desktop protocol)와 같은 가상화 통신망(20) 및 추후 정보통신기술의 발전으로 도입되는 통신망(20)도 모두 포함하는 것임을 이해하여야 한다.

여기서, 둘 이상의 클라이언트들(100a, 100b)는 IPTV의 셋탑 박스, 디지털 TV, 옥외 광고판 등과 같이 필수적인 하드웨어 장치(예를 들어, 출력장치)만을 탑재하고, 네트워크에 연결된 서버로부터 별도의 정보처리 없이 바로 출력 가능한 형태로 멀티미디어를 제공받아 출력하는 장치 뿐만 아니라, 개인용 컴퓨터, 셋탑 박스, 랩탑 컴퓨터, 휴대 전화, 스마트폰, PDA(Personal Digital Assistant),PMP(Portable Multimedia Player), MP3(MPEG-3) 플레이어 등과 같이 유/무선 통신망에 접속하여 멀티미디어를 제공받아 출력할 수 있는 장치도 포함한다.

본 발명의 실시 예에 따라, 둘 이상의 클라이언트들(100a, 100b)는 가상화 서버(200)에 접속하여 데스크탑 환경을 구성하고 화면 공유 및 동영상 시청 등의 대용량 멀티미디어 콘텐츠를 스트림으로 서비스 지장없이 처리할 수 있다. 또한, 둘 이상의 클라이언트들(100a, 100b)은 스마트 TV 기능이 가능한 클라이언트 뿐만 아니라, N-스크린 서비스 애플리케이션을 탑재하여 가상화 서버(200)로부터 N-스크린 서비스에 해당하는 콘텐츠를 제공받아 재생한다. 또한, 둘 이상의 클라이언트들(100a, 100b)은 동일 유저가 소유한 클라이언트들일 수도 있고, 상이한 멀티 유저들 각각이 소유한 클라이언트들일 수도 있다. 즉, 동일 유저가 하나의 클라이언트를 통해 스마트 TV를 시청하면서, 스마트 TV에서 제공되는 멀티미디어에 대한 정보를 다른 클라이언트를 통해 제공받을 수도 있고, 멀티 유저들 각각이 자신이 소유한 클라이언트들 각각을 통해 동일한 멀티미디어를 공유할 수 있다.

가상화 서버(200)는 통신망(20)을 경유하여 N-스크린 서비스 또는 멀티미디어 공유 서비스를 둘 이상의 클라이언트들(100a, 100b)에 제공한다. 이때, 가상화 서버(200)는 클라우드 컴퓨팅을 지원하는 장치로서, 콘텐츠를 클라우드 컴퓨팅 기반의 서비스로 둘 이상의 클라이언트들(100a, 100b)에 제공할 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따라, 가상화 서버(200)는 제1 클라이언트(100a)에 제공되고 있는 멀티미디어를 제2 클라이언트(100b)에 연속적 또는 동시에 제공한다.

또한, 클라이언트들(100a, 100b) 및 가상화 서버(200)는 범용적으로 친숙한 윈도우즈가 기본으로 지원하며, 가상화 서버(200)는 Linux, Android, Windows 등을 지원하며, 클라이언트들(100a, 100b)는 Windows, Android, IOS를 지원할 수 있다. 또한, 인터넷 기반 네트워크에서 원활하게 동작될 수 있도록 네트워크 터널링 기반의 Advanced P2P기술을 적용한 세션 서버를 두고 IP 기반 방식으로 데이터를 주고받을 수 있도록 구현한다. 이를 달성하기 위한 세부기술 목표는 다음과 같다.

첫 번째로, 이미지, 문서 형태와 스트림 동영상 형태를 모두 처리할 수 있는 Architecture구현과 이를 가능하게 하는 STVS Server-Client간 독자 프로토콜 설계 및 개발이고, 두 번째로, STVS 플랫폼 환경에서 사용자가 시청하고 있는 동일화면을 다수의 사용자가 동시에 볼 수 있는 Screen Share 기능 개발(1서버: n세션)이고, 세 번째로, 스마트기기를 부스크린으로 사용할 수 있는 STVS NScreen 확장팩 설계 및 Port Relay 서버 구현이다.

또한, 클라우드 시스템 연동시 App 실행 등 Cross-platform 호환 문제가 발생하므로 유연성을 확보하고 라이센싱 문제에서 자유롭게 소프트웨어만으로 처리가 가능한 독자적인 프로토콜 구조를 제공한다. App 및 응용프로그램 호환성을 처리하기 위해 화면 전체를 전달하는 형태로 구성하여 Cross-platform을 지원하고 고해상도 화면전달을 위한 스트리밍 서버와 이를 위한 클라이언트 응용프로그램 구조 설계 및 고해상도 화면전달 프로토콜을 제공하는 것을 목표로 한다.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 클라우드 가상화 기반 스마트 TV 서비스를 제공하는 가상화 서버의 구성도이다.

도 4를 참조하면, 하이퍼바이저(Hypervisor)(210)를 이용한 가상화 환경에서 적용이 가능하도록 QEMU(220)를 활용한 RDVH(Remote Desk Virtual machine Host) 방식 가상화 환경에서 적용할 수 있는 가상화 서버(200)를 구현한다.

가상화 서버(200)는 클라이언트에서 요구하는 요청을 채널별로 구분하여 처리하고 요청된 세션을 매니지하는 관리부(210)과 키보드값을 처리하는 입력(Input) 모듈(220) 외에도, 스크린(Screen) 모듈(241), 사운드(Souund) 모듈(242), 데이터 채널(Data) 모듈(243) 등을 탑재하고, 네트워킹 터널링부(230)와 연동하여 프로세스를 처리하는 형태로 구현한다.

여기서, 네트워킹 터널링부(230)는 NAT등 로컬망 환경하에서 원격 데스크탑 화면공유가 가능하도록 클라이언트가 위치하는 다양한 네트워크 환경에서 세션을 처리하여, 인터넷 방식의 네트워크가 존재하는 형태의 경우 어느 곳에서나 가상화 서버(200)와 접속이 가능하도록 구현한다.

스크린 모듈(241) 및 사운드 모듈(242)은 하드웨어와 통신을 해야 하므로, VGA driver와 같은 비디오 인터페이스(251)나 Sound driver와 같은 사운드 인터페이스(252)를 통해 OS의 Kernel(210)과 통신한다.

하이퍼바이저(210)를 쓰는 가상화 환경에서는 QEMU(220)를 적용하여 가상화 방식 하에 동작할 수 있도록 하는데, 본 발명에 따른 QEMU(220)의 상세 구성에 대해서는 하기의 도 5 및 도 6을 참조하여 살펴보기로 한다.

도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 QEMU의 상세 구성도이다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따라 QEMU(220)는 OS(221), 멀티미디어 송신부(222) 및 세션 관리부(223)를 포함한다.

게스트 OS(221)는 둘 이상의 클라이언트들(100a, 100b)에 제공되는 가상화된 데스크탑 환경에서의 OS로, 게스트 에이전트(221a) 및 멀티미디어 구동부(221b)를 포함한다.

도 5를 참조하면, 멀티미디어 송신부(222)는 둘 이상의 클라이언트들(100a, 100b)과 가상화 서버(200) 간에 입력 채널(Input channel), 사운드 채널(Sound channel), 스크린 채널(Screen channel), 데이터 채널(Data channel) 등의 멀티채널을 통해 각각의 채널간 통신이 가능하면서 양단간 필요한 사용자 요구사항을 흡수하고 통신상 발생할 수 있는 버퍼링을 최소화하여 심리스하게 패킷을 송수신할 수 있고 핸드쉐이킹 등 안정화 수단을 포함한 멀티채널 지원 프로토콜을 정의하고 구현한다.

또한, 현행의 스마트 TV 플랫폼에는 클라우드 기반의 N스크린 개념이 부족하여 동일화면을 함께 보는 기능이 없다. 본 발명에서는 플랫폼상 콘텐츠 스트림의 동일화면을 스마트TV와 다수의 부스크린인 N스크린 단말에서 보는 것과 같은 형태를 구현한다. 즉, 스마트 TV용 플랫폼을 개발하기 위해 먼저 Server-Client 간 고화질 화면을 서비스에 지장없이 전달해 주는 독자적인 프로토콜을 설계하여 개발하고 가상화 플랫폼 환경에서 동일화면을 동시에 볼 수 있는 Screen Share 기능을 구현함으로써 윈도우즈 OS기반의 PC와 스마트기기(안드로이드폰 및 아이폰) 등 N스크린 기반 스마트 TV용 단말 기기들과 접속이 가능한 설계와 이에 따른 기능을 구현한다.

도 6을 참조하면, 세션 관리부(263)는 사용자의 정스크린 기기인 스마트 TV와 다수의 부스크린 기기인 스마트 기기에 동일한 화면 내용을 보여줄 수 있는 스크린 쉐어 기능을 구현한다. 즉, 세션 관리부(263)은 동시 접속되는 형태로 세션(Session)에 대한 핸들을 공유할 수 있도록 실시간 스트림 복제 형태를 구현하여 원격으로도 동일한 화면을 동시에 시청하면서 의견 교환이 가능하거나 그에 상응하는 확장이 용이한 형태로 구현하여 활용도를 높인다. 또한, 각각의 N스크린 확장팩에는 사용자 편의성을 위한 파일전송 및 화면캡쳐 기능을 구현하여 활용도를 높인다. 또한, 본 발명에서는 기존 방식처럼 단순한 문서 공유에 한정되지 않고 동영상 멀티미디어를 영상과 음성, 데이터를 모두 네트워크를 통해 공유할 수 있는 형태로 개발하여 언제 어디서나 N스크린 기기를 통해 필요한 콘텐츠를 실행하여 자기 자리에서 보는 것과 같은 기능을 제공한다. 사용자는 인터넷 환경이 지원되는 어떤 곳에서도 자신의 원격 데스크탑을 통해 동영상을 시청하고 문서를 실행할 수 있다. 즉, 원격데스크톱에서 실행하는 문서작업모드와 동영상작업모드 두 가지 모드에서 원활한 화면공유가 가능하도록 호스트 서버와 단말을 설계한다.

도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 클라이언트의 분화채널 및 기능을 도시한 구조도이다.

도 7을 참조하면, 클라이언트(100)는 가상화 서버(200) 플랫폼의 모듈별 기능을 지원할 수 있도록 구성되는데, 가상화 서버(200)와의 채널을 구성할 수 있도록 클라이언트 관리부(110)가 입력 채널부(Input channel)(111), 사운드 채널부(Sound channel)(112), 스크린 채널부(Screen channel)(113), 데이터 채널부(Datachannel)(114) 등의 멀티채널로 분화되어 설계되며, 가상화 서버(200)와의 통신을 위해 네트워크 터널링부(120)를 통해 연동되도록 한다.

또한, 클라이언트(100)는 N 스크린 유저 인터페이스(NScreen User Interface)(130)를 포함하며, 클라이언트 관리부(110)와 협력하여 버전 관리 및 멀티채널을 통합처리할 수 있도록 세션을 관리하는 역할을 한다. 여기서, 스크린 채널부(113)의 경우 NScreen UI(130)를 통해 출력되는 동영상과 문서 등 데스크탑 화면을 원활하게 보여줄 수 있도록 조율하는 역할이 수반된다.

또한, 본 발명에서는 기준 클라이언트를 스마트기기로 확장하기 위해 안드로이드 및 아이폰에서 클라이언트 사용이 가능하도록 안드로이드폰앱과 아이폰앱을 클라이언트별로 단계별 적용 구현한다. 모바일 OS의 한계로 멀티 프로세스 등의 한계가 있을 수 있어 최적화할 수 있도록 모듈을 적용하고 최소화하여 환경에 대응하도록 설계 구현한다. 스마트 확장팩의 경우 모바일 OS 및 기기의 형태 등이 빠르게 업그레이드되기 때문에 Android OS 및 IOS 기반의 대중적인 안드로이드폰과 아이폰 등을 N스크린 단말로 사용하도록 개발 구현한다. N스크린 멀티미디어를 구현하기 위해 부가기능으로 원격데스크탑에 파일을 전송하거나 전송받는 기능, 시스템 및 프로세스 정보 보기 기능, 화면캡쳐 기능 등을 구현하여 사용자의 원격데스크탑 사용을 지원한다. 인터넷 상 Public IP 주소가 아닌 경우 Port Relay를 위한 세션 서버가 필요하며 이를 처리하는 세션 서버를 구현하여 호스트와 단말이 NAT 등 로컬망 환경 하에 위치할 경우에도 원격데스크탑 화면공유가 가능하도록 세션을 관리할 수 있도록 한다. 이 경우 호스트와 단말간 안정된 접속을 위해 네트워크 터널링이 안정화되어야 하므로 서버를 이중화하여 안정성을 보장하도록 한다.

Claims (7)

1. 하드웨어를 가상으로 할당하여 둘 이상의 클라이언트들 각각에 데스크탑 환경을 지원하는 게스트 운영 시스템과,
   멀티미디어 콘텐츠를 스트림으로 상기 둘 이상의 클라이언트들에 제공하는 멀티미디어 전송부와,
   둘 이상의 클라이언트들에 동일한 화면을 동시에 전송하도록 지원하는 세션 관리부를 포함함을 특징으로 하는 가상화 서버.
   
2. 제 1항에 있어서, 상기 멀티미디어 전송부는
   입력 채널, 스크린 채널, 사운드 채널 및 데이터 채널들을 포함하는 멀티 채널을 통해 상기 단말과 통신 처리함을 특징으로 하는 가상화 서버.
   
3. 제 1항에 있어서,
   두 종류 이상의 게스트 운영 시스템(Operating System : OS)이 오픈 하이퍼바이저에 의해 지원됨을 특징으로 하는 가상화 서버.
   
4. 제 1항에 있어서,
   상기 로컬망 환경하에서 원격 데스크탑 화면 공유되도록 클라이언트가 위치하는 네트워크 환경에서 세션을 처리하여, 인터넷 방식의 네트워크가 존재하는 환경에서 클라이언트와 접속되는 네트워크 터널링부를 더 포함함을 특징으로 하는 가상화 서버.
   
5. 제 1항에 있어서, 상기 둘 이상의 클라이언트들은
   하나의 클라이언트는 스마트 TV이고, 다른 클라이언트는 부스크린 기기인 스마트 기기일 수 있고,
   상기 세션 관리부는
   둘 이상의 클라이언트들에 문서 또는 동영상의 화면 공유 서비스를 제공함을 특징으로 하는 가상화 서버.
   
6. 가상화 서버와 멀티채널을 통해 멀티미디어 콘텐츠 수신하는 클라이언트 관리부와,
   상기 가상화 서버와의 통신을 처리하는 네트워크 터널링부와,
   상기 가상화 서버로부터 수신되는 멀티미디어 콘텐츠를 다른 클라이언트와 공유하도록 지원하는 N 스크린 유저 인터페이스를 포함함을 특징으로 하는 클라이언트.
   
7. 제 6항에 있어서, 상기 클라이언트 관리부를
   입력 채널부, 사운드 채널부, 스크린 채널부 및 데이터 채널부를 포함하는 멀티 채널을 통해 상기 가상화 서버와 통신 처리함을 특징으로 하는 클라이언트.

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