WO2019066101A1 - 노드 분산 방법 및 이를 수행하는 관리 서버 - Google Patents

노드 분산 방법 및 이를 수행하는 관리 서버 Download PDF

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WO2019066101A1
WO2019066101A1 PCT/KR2017/010795 KR2017010795W WO2019066101A1 WO 2019066101 A1 WO2019066101 A1 WO 2019066101A1 KR 2017010795 W KR2017010795 W KR 2017010795W WO 2019066101 A1 WO2019066101 A1 WO 2019066101A1
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WO
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streaming
streaming server
server
nodes
servers
Prior art date
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PCT/KR2017/010795
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양병호
서임동
고영호
김주임
양성용
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주식회사 다누시스
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Publication date
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    • H04N21/00—Selective content distribution, e.g. interactive television or video on demand [VOD]
    • H04N21/20—Servers specifically adapted for the distribution of content, e.g. VOD servers; Operations thereof
    • H04N21/23—Processing of content or additional data; Elementary server operations; Server middleware
    • H04N21/24—Monitoring of processes or resources, e.g. monitoring of server load, available bandwidth, upstream requests
    • H04N21/2402—Monitoring of the downstream path of the transmission network, e.g. bandwidth available
    • H—ELECTRICITY
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    • H04N21/238—Interfacing the downstream path of the transmission network, e.g. adapting the transmission rate of a video stream to network bandwidth; Processing of multiplex streams
    • H04N21/2385—Channel allocation; Bandwidth allocation
    • H—ELECTRICITY
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    • H04N21/262—Content or additional data distribution scheduling, e.g. sending additional data at off-peak times, updating software modules, calculating the carousel transmission frequency, delaying a video stream transmission, generating play-lists
    • H04N21/26208—Content or additional data distribution scheduling, e.g. sending additional data at off-peak times, updating software modules, calculating the carousel transmission frequency, delaying a video stream transmission, generating play-lists the scheduling operation being performed under constraints
    • H04N21/26216—Content or additional data distribution scheduling, e.g. sending additional data at off-peak times, updating software modules, calculating the carousel transmission frequency, delaying a video stream transmission, generating play-lists the scheduling operation being performed under constraints involving the channel capacity, e.g. network bandwidth

Definitions

  • the present invention relates to a node distributing method and a management server for performing the node distributing method. More particularly, the present invention relates to a technique of distributing nodes so that a plurality of streaming servers, which receive images from a plurality of nodes and transmit them to client terminals, .
  • the mobile communication terminal has become a necessity of modern people and has evolved into a total entertainment device beyond the conventional category of simple communication apparatus or information providing apparatus.
  • the existing computing environment which relies on the independent hardware performance of each terminal is a cloud computing type that provides the service according to the request of the terminal utilizing all the computing resources on the network .
  • a user accesses a cloud network through a terminal that performs only network connection and basic computation functions, performs tasks requiring a large-capacity storage device, a high-performance computing resource, and receives various services.
  • a streaming server encodes a real-time moving image and transmits the real-time moving image to the terminal, and the terminal decodes and displays the moving image.
  • An IP camera-based video monitoring system that encodes an image captured by a camera and converts it into an IP packet and transmits the IP packet through a network and stores the IP packet is becoming popular.
  • Such a system manages the video data photographed from the camera in the surveillance area and provides it to the user.
  • a plurality of nodes that transmit images photographed by a camera transmit images to a streaming server assigned to them.
  • the streaming server may store the received image while transmitting it to the client terminal in real time.
  • the administrator when the streaming server connected to the node is changed, the administrator must directly edit the configuration file (Config) after turning off the power of the node, and then transmit the configuration file to the streaming server.
  • Config configuration file
  • connection management between the node and the streaming server has to be performed manually.
  • a node distribution method for automatically performing distributed connections between a plurality of nodes for transmitting images and a plurality of streaming servers using Distributed Hash Tables (DHTs or DHTs) Management server.
  • DHTs Distributed Hash Tables
  • a method for distributing a node which is performed in a management server operated by at least one processor, Allocating the plurality of nodes to the plurality of streaming servers using distributed Hash Tables (DHTs or DHTs) so that a plurality of streaming servers transmitting to a client terminal are distributedly connected,
  • the method comprising the steps of: monitoring each state; disconnecting a connection between a first streaming server and a plurality of nodes connected to a first streaming server whose monitored state satisfies a predefined condition; At least one of the remaining streaming servers except for the first streaming server And reassigning to the second streaming server using the distributed hash table.
  • a management server includes a plurality of nodes for transmitting images and a plurality of streaming servers for receiving the images and transmitting the images to client terminals, And distributing the program to a plurality of streaming servers, and at least one processor for executing the program, wherein the program uses distributed Hash Tables (DHTs or DHTs) Allocating the plurality of nodes to the plurality of streaming servers and monitoring the status of each of the plurality of streaming servers to release connection between the first streaming server and the plurality of nodes, , A plurality of nodes that are disconnected from the first streaming server And instructions for reassigning at least one of the streaming servers to the second streaming server using the distributed hash table.
  • DHTs distributed Hash Tables
  • the user can freely configure the server, and can normally operate the security control system without a sudden server failure or data loss.
  • the node can be automatically redistributed to the server by using the distributed Hash table to prevent the problem from occurring in advance.
  • the video is automatically transferred to the streaming server 2 and stored, so that it is possible to play back the video without interruption.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a cloud computing security control system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a flowchart illustrating a series of processes of a node distribution method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating a node distribution operation performed in a management server according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a conceptual diagram illustrating seamless transmission of an image according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a block diagram schematically showing a hardware configuration of a management server according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a cloud computing security control system according to an embodiment of the present invention.
  • a management server 100 is a server computer device, and is connected to a plurality of nodes 200 or a plurality of streaming servers 300.
  • the management server 100 transmits a plurality of streaming servers 300 to a plurality of streaming servers 300 using distributed Hash Tables (DHTs or DHTs) so that a plurality of nodes 200 and a plurality of streaming servers 300 are connected in a distributed manner.
  • the nodes 200 are distributedly allocated.
  • the distributed hash table is a technique for managing and managing hash tables in a distributed manner.
  • the distributed hash table (DHT) algorithm is divided into two parts: Keyspace Partitioning and Overlay Network, so that the key sets of the hash are distributed to each node in the distributed system, that is, the streaming server 300,
  • the routing algorithm moves the network inside the distributed system to the destination.
  • the distributed hash table DHT uniformly distributes key values and ID pairs generated by hashing to all the nodes constituting the distributed system, that is, the streaming servers 300 in the embodiment of the present invention.
  • the ID may be a server number or a server name.
  • Examples of such a distributed hash table (DHT) algorithm are Chord, Pastry, CAN, and the like.
  • the management server 100 distributes a plurality of nodes 200 to a plurality of streaming servers 300 using the distributed hash table (DHT) algorithm.
  • DHT distributed hash table
  • the management server 100 periodically monitors the statuses of the plurality of streaming servers 300, and monitors the status of the plurality of streaming servers 300 connected to at least one first streaming server 300, 200 < / RTI > That is, the connection between the at least one first streaming server 300 and the plurality of nodes 200 satisfying the predefined condition is released. Then, the remaining streaming servers except for the first streaming are set as reassignment targets for the plurality of disconnected nodes 200, and the distributed hash table (DHT) algorithm is re-executed.
  • DHT distributed hash table
  • predefined conditions for performing the reallocation include whether the streaming server is overloaded, insufficient storage space, or a server failure.
  • the node 200 is defined as a node transmitting an image to the streaming server 300 connected to the node 200.
  • the node 200 captures image information of a person or a control point to be controlled, and transmits the captured image information to the streaming server 300 to which the node 200 has been assigned.
  • the node 200 may be, but is not limited to, an IP camera, a CCTV, and the like.
  • the streaming server 300 transmits an image received from the node 200 connected to the streaming server 300 to a client terminal (not shown) in real time.
  • the streaming server 300 may store an image received from the node 200 in an internal memory or may be stored in a separate physical device for performing a storage function or a storage device (DB) installed in a virtualization resource.
  • DB storage device
  • the node 200 is newly added or the streaming server 300 is added, reassignment between the node 200 and the streaming server 300 is required.
  • the reallocation between the node 200 and the streaming server 300 is required.
  • the automatic reallocation between the node 200 and the streaming server 300 is performed through the following series of processes.
  • FIG. 2 is a flowchart illustrating a series of processes of a node distribution method according to an embodiment of the present invention, and shows operations performed in a management server.
  • the management server 100 allocates a plurality of nodes 200 to a plurality of streaming servers 300 in a distributed manner based on a distributed hash table (DHT) (S101).
  • the management server 100 obtains the hash value assigned to the distributed hash table (DHT) from the node number assigned to the node 200.
  • the node 200 is distributed to the streaming server 300. If the streaming server 300 can not be distributed due to an error or the like, the server random number is added to the hash value to obtain a new server number, and the streaming server 300 corresponding to the server number acquires the node 200 Distribution.
  • the server random value may be configured to exclude the previously set server number, or to exclude the server number in which the error occurred, thereby preventing duplication of the server number.
  • the management server 100 periodically monitors the status of each of the plurality of streaming servers 300 (S103).
  • the management server 100 determines whether the occupancy rate of the central processing unit (CPU) of the arbitrary first streaming server 300 among the plurality of streaming servers 300 exceeds the CPU threshold value A, (Rx) load exceeds the transmission threshold B or the network reception (Rx) load exceeds the reception threshold C (S105). If at least one of them is found, the management server 100 determines that the first streaming server 300 is in an overload state and decides to disconnect the plurality of nodes 200 (S107).
  • CPU central processing unit
  • the management server 100 checks the state of at least one second streaming server 300 among the plurality of streaming servers except for the first streaming server 300 determined to be in an overload state at step S109.
  • At least one second streaming server 300 may include a streaming server 300 already allocated in step S101 and a streaming server 300 newly added.
  • the management server 100 determines if the CPU occupancy rate of at least one second streaming server 300 is less than the CPU threshold A and the network transmission load is less than the transmission threshold B and the network reception load is less than the reception threshold C (S111).
  • A, B, and C are values set by the operator.
  • step S113 the management server 100 determines that the load status of at least one second streaming server 300 determined to be appropriate in step S111 is good, and performs reallocation using the distributed hash table (DHT).
  • the node 200 to be relocated may include a plurality of nodes 200 already allocated in step S101 and at least one node 200 newly added.
  • the management server 100 determines whether the number of the nodes 200 to be reallocated exceeds 50 (S115). If the number exceeds 200, the management server 100 enters the waiting state (S117).
  • step S105 the management server 100 enters the waiting state (S117).
  • steps S105 and S111 after determining only the overload state of the streaming server 300, after confirming that the remaining space of the storage space is insufficient, the reallocation may be performed to the streaming server 300 having a sufficient remaining space .
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating a node distribution operation performed in the management server according to another embodiment of the present invention, and may be added after step S103 of FIG.
  • the streaming server 300 detects a faulty streaming server 300 among the plurality of streaming servers 300 as a result of monitoring the status of the streaming server 300 (S201) ) From the relocation target servers of the plurality of nodes 200 (S203).
  • the management server 100 uses a distributed hash table (DHT) to determine and distribute which streaming server 300 manages and stores a node 200 in a flexible manner. Therefore, it is possible to prevent the possibility that the node 200 is excessively distributed to the specific streaming server 300.
  • DHT distributed hash table
  • the node 200 is evenly distributed to the streaming server 300 when using the distributed hash table (DHT)
  • DHT distributed hash table
  • Efficiency is improved as the entire node 200 is distributed evenly to the streaming server 300.
  • efficiency increases as the data of the individual node 200 is transferred to and maintained in one streaming server 300. It can not be guaranteed that the streaming data of the individual node 200 is stored in only one streaming server 300 due to the characteristics of the cloud security control system. However, such a guarantee is possible when using the distributed hash table (DHT).
  • DHT distributed hash table
  • FIG. 4 is a conceptual diagram illustrating seamless transmission of an image according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a block diagram schematically showing a hardware configuration of a management server according to an embodiment of the present invention.
  • the management server 400 is composed of hardware including a communication device 401, a memory device 403, and at least one processor 405, and a program executed in combination with hardware at a specified location And the hardware has the configuration and the capability to execute the method of the present invention.
  • the communication device 401 is connected to a plurality of nodes (200 in FIG. 1) and a plurality of streaming servers (300 in FIG. 1) to transmit and receive data.
  • the memory device 403 stores a program for distributing a plurality of nodes 200 to a plurality of streaming servers 300 in a distributed manner.
  • This program is a software program written in a programming language by the operation method of the present invention described with reference to FIGS. 1 to 4, and includes instructions implementing the operation method of the present invention described with reference to FIGS. 1 to 3 And in combination with hardware, such as memory 403 and at least one processor 405, to implement the present invention.
  • the embodiments of the present invention described above are not implemented only by the apparatus and method, but may be implemented through a program for realizing the function corresponding to the configuration of the embodiment of the present invention or a recording medium on which the program is recorded.

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Abstract

노드 분산 방법 및 이를 수행하는 관리 서버가 제공된다. 여기서, 노드 분산 방법은 적어도 하나의 프로세서에 의해 동작하는 관리 서버에서 수행되는 노드 분산 방법으로서, 영상을 전송하는 복수의 노드와 상기 영상을 수신하여 클라이언트 단말로 전송하는 복수의 스트리밍 서버가 분산 연결되도록, 분산 해시 테이블(Distributed Hash Tables, DHT 또는 DHTs)을 이용하여 상기 복수의 스트리밍 서버에 상기 복수의 노드를 할당하는 단계, 상기 복수의 스트리밍 서버 각각의 상태를 모니터링하는 단계, 모니터링한 상태가 기 정의된 조건을 충족하는 제1 스트리밍 서버와 연결된 복수의 노드와 상기 제1 스트리밍 서버 간의 연결을 해제시키는 단계, 그리고 연결이 해제된 복수의 노드를 상기 제1 스트리밍 서버를 제외한 나머지 스트리밍 서버들 중 적어도 하나의 제2 스트리밍 서버에 상기 분산 해시 테이블을 이용하여 재할당하는 단계를 포함한다.

Description

노드 분산 방법 및 이를 수행하는 관리 서버
본 발명은 노드 분산 방법 및 이를 수행하는 관리 서버에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 복수의 노드로부터 영상을 수신하여 클라이언트 단말로 전송하는 복수의 스트리밍 서버가 복수의 노드와 분산 연결되도록 노드를 분산하는 기술에 관한 것이다.
이동통신망의 발달과 단말기 사양의 발전에 따라 종래의 단순한 통신장치 또는 정보 제공 장치의 범주를 벗어나 이동통신 단말기는 현대인의 필수 소지품이 되었고, 토탈 엔터테인먼트 기기로 진화해 가고 있는 추세에 있다.
특히, 컴퓨터 네트워크의 기술 발전에 따라, 각 단말기의 독립적인 하드웨어 성능에 의존하던 기존의 컴퓨팅 환경은 네트워크상의 모든 컴퓨팅 자원을 활용하여 단말의 요청에 따라 해당 서비스를 제공하는 클라우드 컴퓨팅(Cloud Computing) 형태로 진화하고 있다. 이러한 클라우드 컴퓨팅에 따르면, 사용자는 네트워크 접속과 기본적인 연산 기능만을 수행하는 단말기를 통해 클라우드 망에 접속하여 대용량의 저장 장치와 고성능 컴퓨팅 리소스가 필요한 작업들을 수행하고, 다양한 서비스를 제공받을 수 있다. 그리고, 클라우드 스트리밍 서비스에 따르면, 스트리밍 서버에서 실시간 동영상을 엔코딩하여 단말기에 전달하고 단말기는 이 동영상을 디코딩하여 디스플레이한다.
한편, 최근 들어, 정보 통신 기술의 발달로 인하여 영상을 촬영하여 전송하는 기술이 나날이 발전하고 있다. 현재 카메라에서 촬영한 영상을 부호화하여 IP 패킷으로 변환한 후, 네트워크를 통해 전송하여 저장하는 IP 카메라 기반의 영상 모니터링 시스템이 대세를 이루고 있다. 이러한 시스템은 감시 영역의 카메라로부터 촬영된 비디오 데이터를 관리하여 사용자에게 제공한다.
카메라에서 촬영된 영상을 전송하는 복수의 노드는 자신에게 할당된 스트리밍 서버로 영상을 전송한다. 스트리밍 서버는 수신된 영상을 클라이언트 단말로 실시간 전송하면서, 저장할 수도 있다.
이때, 종래에는 노드에 연결된 스트리밍 서버를 변경하고자할 경우, 일단 노드의 전원을 오프시킨 후, 관리자가 구성 파일(Config)을 직접 편집(editing) 한후, 이러한 구성 파일을 스트리밍 서버에 전달해야 한다.
이와 같이, 종래에 노드와 스트리밍 서버 간의 연결 관리는 수작업으로 이루어져야 했다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 영상을 전송하는 복수의 노드와 복수의 스트리밍 서버 간의 분산 연결을 분산 해시 테이블(Distributed Hash Tables, DHT 또는 DHTs)을 이용하여 자동으로 수행하는 노드 분산 방법 및 이를 수행하는 관리 서버를 제공하는 것이다.
따라서 상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 노드 분산 방법은 적어도 하나의 프로세서에 의해 동작하는 관리 서버에서 수행되는 노드 분산 방법으로서, 영상을 전송하는 복수의 노드와 상기 영상을 수신하여 클라이언트 단말로 전송하는 복수의 스트리밍 서버가 분산 연결되도록, 분산 해시 테이블(Distributed Hash Tables, DHT 또는 DHTs)을 이용하여 상기 복수의 스트리밍 서버에 상기 복수의 노드를 할당하는 단계, 상기 복수의 스트리밍 서버 각각의 상태를 모니터링하는 단계, 모니터링한 상태가 기 정의된 조건을 충족하는 제1 스트리밍 서버와 연결된 복수의 노드와 상기 제1 스트리밍 서버 간의 연결을 해제시키는 단계, 그리고 연결이 해제된 복수의 노드를 상기 제1 스트리밍 서버를 제외한 나머지 스트리밍 서버들 중 적어도 하나의 제2 스트리밍 서버에 상기 분산 해시 테이블을 이용하여 재할당하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 관리서버는 영상을 전송하는 복수의 노드 및, 상기 영상을 수신하여 클라이언트 단말로 전송하는 복수의 스트리밍 서버와 각각 연결되어 데이터를 송수신하는 통신 장치, 상기 복수의 노드를 상기 복수의 스트리밍 서버에 분산 할당하는 프로그램을 저장하는 메모리 장치, 그리고 상기 프로그램을 실행하는 적어도 하나의 프로세서를 포함하고, 상기 프로그램은, 분산 해시 테이블(Distributed Hash Tables, DHT 또는 DHTs)을 이용하여 상기 복수의 스트리밍 서버에 상기 복수의 노드를 할당하고, 상기 복수의 스트리밍 서버 각각의 상태를 모니터링하여, 모니터링한 상태가 기 정의된 조건을 충족하는 제1 스트리밍 서버와 복수의 노드 간의 연결을 해제시키고, 연결이 해제된 복수의 노드를 상기 제1 스트리밍 서버를 제외한 나머지 스트리밍 서버들 중 적어도 하나의 제2 스트리밍 서버에 상기 분산 해시 테이블을 이용하여 재할당하는 명령어들(Instructions)을 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 사용자가 서버 구성을 자유롭게 할 수 있고, 갑작스런 서버 실패(Fail)에도 데이터의 손실없이 정상적으로 보안 관제 시스템을 운영할 수 있다.
또한, 스트리밍 서버의 부하가 큰 경우나 저장 공간이 부족한 경우에는 분산해시 테이블을 이용해 자동적으로 노드를 서버에 재분배함으로써 사전에 문제가 발생하지 않도록 조정할 수 있다.
또한, 새롭게 노드(또는 카메라)를 추가하는 경우에도 어떤 스트리밍 서버에 분배할지 사용자는 고민할 필요가 없으며, 스트리밍 서버에 자동으로 노드 분배가 이루어진다.
또한, 영상이 스트리밍 서버1에서 저장되다가 스트리밍 서버1에 장애가 발생하는 경우, 영상은 자동으로 스트리밍 서버2로 전달되어 저장이 되므로, 끊김없이 재생하는 것이 가능하다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 클라우드 컴퓨팅 보안 관제 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 노드 분산 방법의 일련의 과정을 나타낸 순서도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 관리 서버에서 수행되는 노드 분산 동작을 나타낸 순서도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 영상의 끊김없는 전송을 설명하는 개념도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 관리 서버의 하드웨어 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 특허출원의 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조 부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "…모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
이제, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 노드 분산 방법 및 이를 수행하는 관리 서버에 대하여 자세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 클라우드 컴퓨팅 보안 관제 시스템의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 관리 서버(100)는 서버 컴퓨터 장치로서, 복수의 노드(200) 또는 복수의 스트리밍 서버(300)와 연결된다.
관리 서버(100)는 복수의 노드(200)와 복수의 스트리밍 서버(300)가 분산 연결되도록, 분산 해시 테이블(Distributed Hash Tables, DHT 또는 DHTs)을 이용하여 복수의 스트리밍 서버(300)에 복수의 노드(200)를 분산 할당한다.
여기서, 분산 해시 테이블(DHT)은 해시 테이블을 분산하여 관리하는 기술이다. 분산 해시 테이블(DHT) 알고리즘은, 크게 Keyspace Partitioning, Overlay Network의 두 부분으로 이루어져 해시의 키 집합들을 분산 시스템 내부의 각 노드, 즉, 스트리밍 서버(300)에 분산시키고 키의 위치를 찾아갈 수 있도록 라우팅하는 알고리즘을 통해 분산 시스템 내부의 네트워크를 떠돌며 목적지를 찾아가는 것이다.
분산 해시 테이블(DHT)은 해싱을 통하여 생성된 키 값과 ID 짝들을 분산 시스템을 구성하는 모든 노드들, 즉, 본 발명의 실시예에서는 스트리밍 서버(300)들에 균일하게 분산한다. 이때, ID는 서버 순번 또는 서버명이 될 수 있다. 이러한 분산 해시 테이블(DHT) 알고리즘의 예로, Chord, Pastry, CAN 등이 있다.
관리 서버(100)는 이러한 분산 해시 테이블(DHT) 알고리즘을 이용하여 복수의 스트리밍 서버(300)에 복수의 노드(200)를 분산 할당한다.
이때, 관리 서버(100)는 주기적으로 복수의 스트리밍 서버(300)의 상태를 모니터링하여, 모니터링한 상태가 기 정의된 조건을 충족하는 적어도 하나의 제1 스트리밍 서버(300)와 연결된 복수의 노드(200)에 대해 재할당을 수행한다. 즉, 기 정의된 조건을 충족하는 적어도 하나의 제1 스트리밍 서버(300)와 복수의 노드(200) 간의 연결을 해제시킨다. 그리고 제1 스트리밍을 제외한 나머지 스트리밍 서버들을 연결이 해제된 복수의 노드(200)에 대한 재할당 대상으로 설정하여, 분산 해시 테이블(DHT) 알고리즘을 재수행한다.
이때, 재할당을 수행하게 하는 기 정의된 조건은 스트리밍 서버의 과부하 여부, 저장 공간의 부족 상태, 서버 장애 등을 포함한다.
노드(200)는 자신과 연결된 스트리밍 서버(300)로 영상을 전송하는 노드로 정의된다. 노드(200)는 개인의 영상 정보 또는 관제 하고자 하는 관제 지점을 촬영하고, 촬영한 영상 정보를 자신이 할당받은 스트리밍 서버(300)에게 전송한다. 이러한 노드(200)는 IP 카메라, CCTV 등이 될 수 있으나, 이에 국한되는 것은 아니다.
스트리밍 서버(300)는 자신과 연결된 노드(200)로부터 수신되는 영상을 클라이언트 단말(미도시)로 실시간 전송한다. 스트리밍 서버(300)는 노드(200)로부터 수신되는 영상을 내부의 메모리에 저장하거나, 저장 기능을 수행하는 별도의 물리장치 또는 가상화 자원에 설치된 저장 장치(DB)에 저장할 수 있다.
그런데, 노드(200)가 신규로 추가되거나, 또는 스트리밍 서버(300)가 추가되는 경우, 노드(200)와 스트리밍 서버(300) 간의 재할당이 필요하다. 또한, 스트리밍 서버(300) 중에 과부하, 저장공간 부족, 장애 등의 서버 동작이 저하되거나 불가한 경우가 발생하는 경우에도, 노드(200)와 스트리밍 서버(300) 간의 재할당이 필요하다. 본 발명의 실시예에서는 다음과 같은 일련의 과정을 통해 노드(200)와 스트리밍 서버(300) 간의 자동화된 재할당이 이루어진다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 노드 분산 방법의 일련의 과정을 나타낸 순서도로서, 관리 서버에서 수행되는 동작을 나타낸다.
도 2를 참조하면, 관리 서버(100)는 분산 해시 테이블(DHT)을 기초로 복수의 노드(200)를 복수의 스트리밍 서버(300)에 분산 할당한다(S101). 이때, 관리 서버(100)는 노드(200)에 할당된 노드 번호로부터 분산 해시 테이블(DHT)에 할당된 해시값을 획득한다. 그리고 획득한 해시값으로부터 스트리밍 서버(300)에 할당된 서버 번호를 획득한 후, 그 스트리밍 서버(300)에 노드(200)를 분배한다. 만약, 오류 등으로 그 스트리밍 서버(300)가 분배가 불가능하다면, 서버 랜덤값을 해시값에 추가하여 새로운 서버 번호를 획득하고, 그 서버 번호에 해당하는 스트리밍 서버(300)에 노드(200)를 분배한다. 이때, 서버 랜덤값은 이전에 설정된 서버 번호를 제외하거나 오류 등이 발생된 서버 번호를 제외하도록 하여 서버 번호의 중복을 방지할 수도 있다.
이후, 관리 서버(100)는 주기적으로 복수의 스트리밍 서버(300) 각각의 상태를 모니터링한다(S103).
관리 서버(100)는 모니터링한 결과를 토대로 복수의 스트리밍 서버(300) 중에서 임의의 제1 스트리밍 서버(300)의 CPU(central processing unit) 점유율이 CPU 임계치(A)를 초과하는지, 또는 네트워크 송신(Rx) 부하가 송신 임계치(B)를 초과하는지, 또는 네트워크 수신(Rx) 부하가 수신 임계치(C)를 초과하는지 판단한다(S105). 이 중에서 적어도 하나라도 해당되면, 관리 서버(100)는 임의의 제1 스트리밍 서버(300)를 과부하 상태로 판단하여, 복수의 노드(200)와의 연결 해제를 결정한다(S107).
관리 서버(100)는 과부하 상태로 판단된 제1 스트리밍 서버(300)를 제외한 나머지 복수의 스트리밍 서버 중에서 적어도 하나의 제2 스트리밍 서버(300)의 상태를 확인한다(S109).
이때, 적어도 하나의 제2 스트리밍 서버(300)는 S101 단계에서 할당이 이미 이루어진 스트리밍 서버(300)와, 새로 추가되는 스트리밍 서버(300)를 포함할 수 있다.
관리 서버(100)는 적어도 하나의 제2 스트리밍 서버(300)의 CPU 점유율이 CPU 임계치(A) 미만이고, 네트워크 송신 부하가 송신 임계치(B) 미만이며, 네트워크 수신 부하가 수신 임계치(C) 미만에 모두 해당하는지 판단한다(S111).
이때, A, B, C는 운영자가 설정한 값이다.
관리 서버(100)는 S111 단계에서 모두 해당된다고 판단된 적어도 하나의 제2 스트리밍 서버(300)의 부하 상태가 양호하다고 판단하여, 분산 해시 테이블(DHT)을 이용한 재할당을 수행한다(S113). 이때, 재할당 대상인 노드(200)는 S101 단계에서 할당이 이미 이루어진 복수의 노드(200)와, 새로 추가되는 적어도 하나의 노드(200)를 포함할 수 있다.
관리 서버(100)는 재할당 대상인 노드(200)의 개수가 50을 초과하는지 판단(S115)하여, 초과하면, 대기 상태로 돌입한다(S117).
한편, S105 단계에서 조건을 충족하지 못하거나, S111 단계에서 조건을 충족하지 못하는 경우에도, 관리 서버(100)는 대기 상태로 돌입한다(S117).
또한, S105 단계와 S111 단계에서는 스트리밍 서버(300)의 과부하 상태만을 판단하였으나, 저장공간의 잔여공간이 부족한 상태인지를 확인한 후, 잔여공간이 충분한 스트리밍 서버(300)로 재할당을 수행할 수도 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 관리 서버에서 수행되는 노드 분산 동작을 나타낸 순서도로서, 도 2의 S103 단계 이후 추가될 수 있다.
도 3을 참조하면, 관리 서버(100)는 스트리밍 서버(300)의 상태 모니터링 결과, 복수의 스트리밍 서버(300) 중에서 장애가 발생한 스트리밍 서버(300)가 감지되면(S201), 장애가 발생한 스트리밍 서버(300)를 복수의 노드(200)의 재할당 대상 서버에서 제외시킨다(S203).
이상 기술한 바에 따르면, 관리 서버(100)는 유동적으로 어떤 스트리밍 서버(300)가 어떤 노드(200)를 관리하고 저장할 것인지를 결정해서 분배하는데, 이때, 분산 해시 테이블(DHT)을 이용한다. 따라서, 특정 스트리밍 서버(300)에 노드(200)가 과도하게 분배될 수 있는 가능성을 방지할 수 있다.
또한, 분산 해시 테이블(DHT)을 이용할 경우 노드(200)가 스트리밍 서버(300)에 고르게 분산된다는 장점과 더불어 동일한 노드가 재분배될 때, 예를들면, 전체 시스템 다운 후 재부팅하는 경우, 이전에 연결된 스트리밍 서버(300)로 재분배 될 가능성이 높다. 따라서, 동일한 노드(200)의 데이터는 여러 스트리밍 서버(300)로 분산되지 않도록 함으로써, 관리 효율을 높일 수 있다.
전체 노드(200)는 스트리밍 서버(300)에 고르게 분산될수록 효율이 좋아지지만, 개별 노드(200)의 데이터는 하나의 스트리밍 서버(300)로 전달되어 유지될 수록 효율이 높다. 클라우드 보안 관제 시스템의 특성상 개별 노드(200)의 스트리밍 이터가 하나의 스트리밍 서버(300)에만 저장되는 것을 보장할 수 없는데 분산 해시 테이블(DHT)을 이용할 경우, 이러한 보장이 가능하게 된다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 영상의 끊김없는 전송을 설명하는 개념도이다.
도 4를 참조하면, 영상이 스트리밍 서버(300)에 저장되는 경우, 임의의 노드1로부터 수신되는 영상이 제1 스트리밍 서버(300)에 저장되다가, 제1 스트리밍 서버(300)의 동작이 멈추는 경우, 노드 재할당 과정을 통해 제2 스트리밍 서버(300)로 자동으로 전송되어 저장된다. 이후, 제1 스트리밍 서버(300)의 동작이 재개하는 경우, 저장 영상의 재생은 각각 다른 스트리밍 서버(300)를 통해 이어져 끊김없이 재생하는 것이 가능하다.
한편, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 관리 서버의 하드웨어 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 5를 참조하면, 관리 서버(400)는 통신 장치(401), 메모리 장치(403) 및 적어도 하나의 프로세서(405)를 포함하는 하드웨어로 구성되고, 지정된 장소에 하드웨어와 결합되어 실행되는 프로그램이 저장되며, 하드웨어는 본 발명의 방법을 실행할 수 있는 구성과 성능을 가진다.
통신 장치(401)는 복수의 노드(도 1의 200) 및, 복수의 스트리밍 서버(도 1의 300)와 각각 연결되어 데이터를 송수신한다. 메모리 장치(403)는 복수의 노드(200)를 복수의 스트리밍 서버(300)에 분산 할당하는 프로그램을 저장한다. 이러한 프로그램은 도 1부터 도 4를 참고로 설명한 본 발명의 동작 방법을 프로그램 언어에 의해 작성한 소프트웨어 프로그램으로서, 도 1부터 도 3을 참고로 설명한 본 발명의 동작 방법을 구현한 명령어들(Instructions)을 포함하고, 메모리(403)와 적어도 하나의 프로세서(405) 등의 하드웨어와 결합하여 본 발명을 구현한다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (11)

  1. 적어도 하나의 프로세서에 의해 동작하는 관리 서버에서 수행되는 노드 분산 방법으로서,
    영상을 전송하는 복수의 노드와 상기 영상을 수신하여 클라이언트 단말로 전송하는 복수의 스트리밍 서버가 분산 연결되도록, 분산 해시 테이블(Distributed Hash Tables, DHT 또는 DHTs)을 이용하여 상기 복수의 스트리밍 서버에 상기 복수의 노드를 할당하는 단계,
    상기 복수의 스트리밍 서버 각각의 상태를 모니터링하는 단계,
    모니터링한 상태가 기 정의된 조건을 충족하는 제1 스트리밍 서버와 연결된 복수의 노드와 상기 제1 스트리밍 서버 간의 연결을 해제시키는 단계, 그리고
    연결이 해제된 복수의 노드를 상기 제1 스트리밍 서버를 제외한 나머지 스트리밍 서버들 중 적어도 하나의 제2 스트리밍 서버에 상기 분산 해시 테이블을 이용하여 재할당하는 단계
    를 포함하는, 노드 분산 방법.
  2. 제1항에서,
    상기 해제시키는 단계는,
    과부하 상태로 판단된 제1 스트리밍 서버와 상기 제1 스트리밍 서버에 연결된 복수의 노드 간의 연결을 해제시키고,
    상기 재할당하는 단계는,
    연결이 해제된 복수의 노드를 부하 상태가 양호하다고 판단되는 적어도 하나의 제2 스트리밍 서버에 재할당하는, 노드 분산 방법.
  3. 제2항에서,
    상기 모니터링하는 단계는,
    상기 제1 스트리밍 서버의 CPU(central processing unit) 점유율, 네트워크 송신 부하 및 네트워크 수신 부하 중 적어도 하나를 모니터링하고,
    상기 해제시키는 단계는,
    상기 CPU 점유율이 CPU 임계치를 초과하는 경우, 상기 네트워크 송신 부하가 송신 임계치를 초과하는 경우 및 상기 네트워크 수신 부하가 수신 임계치를 초과하는 경우 중 적어도 하나의 경우에 해당하면, 상기 제1 스트리밍 서버를 과부하 상태로 판단하는, 노드 분산 방법.
  4. 제2항에서,
    상기 재할당하는 단계는,
    상기 제2 스트리밍 서버의 CPU(central processing unit) 점유율이 CPU 임계치 미만이고, 네트워크 송신 부하가 송신 임계치 미만이며, 네트워크 수신 부하가 수신 임계치 미만인 경우, 상기 제2 스트리밍 서버의 부하 상태가 양호하다고 판단하는, 노드 분산 방법.
  5. 제1항에서,
    상기 모니터링하는 단계는,
    상기 복수의 스트리밍 서버 각각의 저장공간의 잔여공간이 부족한 상태인지 모니터링하고,
    상기 재할당하는 단계는,
    연결이 해제된 복수의 노드를 상기 잔여공간이 충분하다고 판단되는 적어도 하나의 제2 스트리밍 서버에 재할당하는, 노드 분산 방법.
  6. 제1항에서,
    상기 모니터링하는 단계 이후,
    상기 복수의 스트리밍 서버 중에서 장애가 발생한 스트리밍 서버를 상기 복수의 노드의 재할당 대상 서버에서 제외시키는 단계
    를 더 포함하는, 노드 분산 방법.
  7. 영상을 전송하는 복수의 노드 및, 상기 영상을 수신하여 클라이언트 단말로 전송하는 복수의 스트리밍 서버와 각각 연결되어 데이터를 송수신하는 통신 장치,
    상기 복수의 노드를 상기 복수의 스트리밍 서버에 분산 할당하는 프로그램을 저장하는 메모리 장치, 그리고
    상기 프로그램을 실행하는 적어도 하나의 프로세서를 포함하고,
    상기 프로그램은,
    분산 해시 테이블(Distributed Hash Tables, DHT 또는 DHTs)을 이용하여 상기 복수의 스트리밍 서버에 상기 복수의 노드를 할당하고,
    상기 복수의 스트리밍 서버 각각의 상태를 모니터링하여, 모니터링한 상태가 기 정의된 조건을 충족하는 제1 스트리밍 서버와 복수의 노드 간의 연결을 해제시키고,
    연결이 해제된 복수의 노드를 상기 제1 스트리밍 서버를 제외한 나머지 스트리밍 서버들 중 적어도 하나의 제2 스트리밍 서버에 상기 분산 해시 테이블을 이용하여 재할당하는 명령어들(Instructions)을 포함하는, 관리 서버.
  8. 제7항에서,
    상기 프로그램은,
    상기 복수의 스트리밍 서버 각각의 부하 상태, 저장공간의 잔여공간 및 장애 발생 여부 중 적어도 하나를 모니터링하고,
    과부하 상태, 상기 잔여공간이 부족한 상태 및 장애 발생 중 적어도 하나에 해당하는 제1 스트리밍 서버와 연결된 복수의 노드를 상기 제1 스트리밍 서버와 연결 해제시킨 후, 상기 적어도 하나의 제2 스트리밍 서버에 재할당하는 명령어들을 포함하는, 관리 서버.
  9. 제8항에서,
    상기 프로그램은,
    상기 제1 스트리밍 서버의 CPU(central processing unit) 점유율이 CPU 임계치를 초과하는 상태, 상기 제1 스트리밍 서버의 네트워크 송신 부하가 송신 임계치를 초과하는 상태 및 상기 제1 스트리밍 서버의 네트워크 수신 부하가 수신 임계치를 초과하는 상태 중 적어도 하나의 상태에 해당되면, 상기 제1 스트리밍 서버를 과부하 상태로 판단하고,
    상기 CPU 점유율이 CPU 임계치 미만이고, 상기 네트워크 송신 부하가 송신 임계치 미만이며, 상기 네트워크 수신 부하가 수신 임계치 미만인 적어도 하나의 제2 스트리밍 서버에 상기 연결이 해제된 복수의 노드를 재할당하는 명령어들을 포함하는, 관리 서버.
  10. 제8항에서,
    상기 프로그램은,
    상기 잔여공간이 부족한 상태인 제1 스트리밍 서버와 복수의 노드 간의 연결을 해제시키고,
    상기 잔여공간이 충분하다고 판단되는 적어도 하나의 제2 스트리밍 서버에 연결이 해제된 복수의 노드를 재할당하는 명령어들을 포함하는, 관리 서버.
  11. 제8항에서,
    상기 프로그램은,
    상기 복수의 스트리밍 서버 중 장애가 발생한 스트리밍 서버를 상기 복수의 노드의 재할당 서버에서 제외시키는 명령어들을 포함하는, 관리 서버.
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