WO2019112146A1 - 컨텐츠 확장자에 따라 컨텐츠를 관리하는 컨텐츠 기반 네트워크의 라우터 - Google Patents

컨텐츠 확장자에 따라 컨텐츠를 관리하는 컨텐츠 기반 네트워크의 라우터 Download PDF

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WO2019112146A1
WO2019112146A1 PCT/KR2018/009738 KR2018009738W WO2019112146A1 WO 2019112146 A1 WO2019112146 A1 WO 2019112146A1 KR 2018009738 W KR2018009738 W KR 2018009738W WO 2019112146 A1 WO2019112146 A1 WO 2019112146A1
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WO
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content
extension
storage space
requested
storage capacity
Prior art date
Application number
PCT/KR2018/009738
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English (en)
French (fr)
Inventor
홍충선
이진원
Original Assignee
경희대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F16/00—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor
    • G06F16/90—Details of database functions independent of the retrieved data types
    • G06F16/903—Querying
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F16/00—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F17/00—Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
    • G06F17/10—Complex mathematical operations

Definitions

  • the present invention relates to a method of managing routers and routers in a content-based network, and more particularly, to a router of a content-based network in which a memory of a router is divided according to content extensions and a storage space is allocated, Upon receipt from the router, the requested content can be quickly and accurately searched in the storage space allocated to the content extension based on the content extension included in the content request message.
  • a router for a content-based network capable of storing and managing requested content in a storage space allocated to a content extension by a content extension based on a content extension of the content extension.
  • the Internet which has been widely used so far, is a structure in which a service is requested and provided with a 1: 1 structure between a sender and a receiver using an IP address.
  • IP address IP address
  • various fields and uses such as Internet high-definition TV, Internet voice / Mars communication, Internet remote control, Internet of Things (IoT) have been continuously developed and used, It has limitations in terms of scalability, security, and service quality due to exhaustion.
  • Future Internet research is under way to overcome limitations of the Internet. Future research on the Internet may have an evolutionary approach and a revoultionary approach. The gradual approach is to maintain the basic characteristics of the current Internet, while at the same time ensuring the continuity of services and seeking improvement. On the other hand, an innovative approach is to create network technologies that are not currently bound or bound to Internet technologies and that can fully meet the needs of future societies.
  • CCN Content Centric Network
  • FIG. 1 is a view for explaining a content-oriented network in the related art
  • FIGS. 2 and 3 are views for explaining a process of transmitting and receiving contents in a content-oriented network in the related art.
  • a conventional content-centric network includes a network 20 having a plurality of routers, a user terminal 10 and a content server 30 connected to the network 20, Respectively.
  • the user terminal 10 is connected to any one of a plurality of routers provided in the network 20 and transmits a content request message to the access router.
  • the access router extracts the identifier of the requested content from the content request message, and determines whether the requested content is stored and registered in the access router based on the requested content identifier. If the requested content does not exist in the access router, the access router transmits the content request message to the neighboring router of the network 20 in a flooding manner, and the neighboring router, which stores and registers the request content of the neighbor router, And provides the requested content to the mobile terminal 10 in the reverse order of the received order.
  • the user terminal 10 transmits a content request message (CR) including information on the requested content to the access router A when the requested content exists.
  • the access router A compares the requested content identifier with the registered content list stored and registered in the access router A, and determines whether the requested content exists in the access router A or not.
  • the access router A transmits a content request message to the neighboring router B, and similarly to the access router A in the neighboring router B, B and if the requested content does not exist in the neighboring router B, the content request message is transmitted to the neighboring router C of the neighboring router B.
  • the neighboring router C transmits the content request message to the neighboring router D of the neighboring router C again.
  • the neighboring router D is a source router to which the content server 30 providing the requested content is connected and the source router D receives the content response message CP having the requested content in response to the content request message CR, To the reverse path of the reception path of the content request message (CR).
  • the content response message is transmitted from the source router D to the peripheral router C, the peripheral router B, and the access router A.
  • the routers B, C, and D located in the transmission path of the content response message (CP) register and store the requested content stored in the content response message in their respective routers.
  • the request content is not received from the server 30 storing the requested content, By receiving the requested content directly from the neighboring router C, the requested content can be quickly provided.
  • the router basically uses a policy for managing the memory of the router by updating the content stored in the router, which is generally referred to as a cache replacement policy.
  • the conventional cache replacement policy stores frequently requested contents in the memory of the router and deletes and manages contents with a small number of requests, thereby reducing the bandwidth of the network and the load on the server and allowing the user to quickly obtain the requested contents.
  • LRU Least Recently Used
  • FIFO First In First Out
  • LFU Least Frequently Used
  • the conventional cache replacement policy manages contents stored in the memory of the router based on the number of times of requesting the contents or the request period, and manages the contents without considering the type or size of the contents, .
  • the number of requests for a unit time is long due to a long viewing time due to the characteristics of the contents.
  • document contents having a small capacity Is likely to be frequent.
  • the conventional cache replacement policy which manages contents stored in the memory of the router based only on the number of times of requesting the contents or the request period, does not take into consideration the characteristics or types of the contents, which causes a load on the server.
  • the router compares the identifier of the requested content with the identifier of all contents registered and stored in the entire memory of the router to determine whether the requested content exists. Therefore, There is a problem that it takes a long time to search.
  • the present invention provides a router for a content-based network in which a storage space is allocated by dividing a memory of a router into content extensions, .
  • Another object of the present invention is to provide a method and apparatus for storing and managing requested content in a storage space allocated to a content extension according to a content extension based on a content extension included in a content response message, Based network.
  • a router of a content-based network comprising: a memory having a plurality of storage spaces divided into content extensions and assigned to respective content extensions; And a management unit for searching for a requested content in the storage space allocated to the extension of the requested content or storing and managing the requested content based on the extension of the requested content.
  • the management unit further comprises: an identification unit for extracting an extension of the request content included in the content request message received from the user terminal or the lower peripheral router and identifying an extension of the requested content; And a search unit for searching requested content in a storage space allocated to the extension of the requested content among the plurality of storage spaces.
  • the management unit stores the request content in the storage space allocated to the extension of the request content among the plurality of storage spaces based on the extension of the request content included in the content response message received from the upper peripheral router
  • the identification unit identifies the extension of the requested content by extracting the extension of the request content included in the content response message.
  • the management unit according to the present invention further includes an update management unit for monitoring the available storage capacity of each storage space allocated to the extension of the requested content and deleting the content stored in the storage space based on the available storage capacity do.
  • the update management unit includes: a count unit for counting the number of times of requesting content for each extension of the content for a unit time or counting the number of times of replacement of content generated in a storage space allocated for each content extension for a unit time; A storage unit configured to store an allocation storage capacity of a storage space allocated for each content extension among the entire storage capacity of the memory based on the number of replacement of the content extension; And a control unit that monitors the available storage capacity of the storage space allocated to the extension of the requested content and deletes the stored content in the storage space allocated to the extension of the requested content based on the available storage capacity, And a replacement unit for replacing It shall be.
  • the replacing unit deletes the previously stored content by using one of LRU (Least Recently Used), FIFO (First In First Out) and LFU (Least Frequently Used), and replaces it with the requested content.
  • LRU Least Recently Used
  • FIFO First In First Out
  • LFU Least Frequently Used
  • the calculation unit calculates the allocation storage capacity of the storage space allocated for each content extension among the total storage capacity of the memory to be proportional to the number of requests.
  • the calculation unit calculates the allocated storage capacity according to the following equation (1)
  • Ratio i is the allocated storage capacity of the storage space allocated to the content extension (i), and Ri is the number of requests per content extension (i).
  • the calculation unit calculates the allocation storage capacity of the storage space allocated for each content extension among the total storage capacity of the memory to be proportional to the number of times of request or the replacement frequency of contents generated in the storage space allocated for each content extension .
  • the calculation unit calculates the allocated storage capacity according to the following equation (2)
  • Ratio i is an allocated storage capacity of a storage space allocated to a content extension i
  • Ri is a number of requests per content extension i
  • C i is a number of times of content replacement per content extension i.
  • the content extension is a video content extension, an audio content extension, an image content extension, and other content extensions.
  • a method of managing content in a router of a content-based network comprising: allocating a storage space to each content extension by dividing a memory of the router into content extensions; A step of identifying an extension of the content when receiving a message having an extension of the requested content, a step of searching for a requested content in a storage space allocated to the extension of the requested content based on the identified extension of the requested content, And storing and managing the data.
  • the step of retrieving the requested content according to the present invention is characterized in that the requested content is retrieved in a storage space allocated to the extension of the requested content among the plurality of storage spaces based on the extension of the identified requested content.
  • the storing and managing of the requested content includes storing the request content received from the upper router in a storage space allocated to the extension of the requested content among the plurality of storage spaces based on the extension of the identified requested content .
  • the step of storing and managing requested contents includes the steps of: monitoring the available storage capacity of each storage space allocated to the extension of the requested contents; And replacing the previously stored content with the received requested content.
  • the router of the content-based network according to the present invention has the following various effects.
  • the router of the content-based network allocates the storage space by dividing the memory according to the extension of the content, thereby improving the search efficiency and the storage efficiency based on the content extension.
  • the router of the content-based network searches the requested content in the storage space allocated to the content extension based on the content extension included in the content request message, thereby reducing the processing required for searching for the requested content, Content can be retrieved.
  • the router of the content-based network stores the requested content in the storage space allocated to the content extension according to the content extension based on the content extension included in the content response message, The storage efficiency can be increased.
  • the router of the content-based network allocates the entire storage capacity of the memory provided in the router differently based on the number of times of requesting the contents or the number of times of replacement of contents, The efficiency of the storage space can be increased by changing the capacity flexibly.
  • FIG. 1 is a view for explaining a conventional contents-oriented network.
  • FIGS. 2 and 3 are diagrams for explaining a process of transmitting and receiving contents in a conventional content-centric network.
  • FIG. 4 is a functional block diagram illustrating a router according to the present invention.
  • FIG. 5 is a view for explaining a storage space of a memory allocated for each content extension according to the present invention.
  • FIG. 6 is a view for explaining an example of an extension type according to a content extension according to the present invention.
  • FIG. 7 is a functional block diagram illustrating a management unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a functional block diagram for explaining an update management unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating a method of managing a router according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating a step of storing and managing requested content in a router management method according to the present invention.
  • FIG. 11 is a flowchart for explaining an example of a method of calculating an allocation storage capacity of a storage space for each content extension according to the present invention.
  • FIG. 12 is a flowchart for explaining another example of a method of calculating an allocation storage capacity of a storage space for each content extension according to the present invention.
  • FIG. 4 is a functional block diagram illustrating a router according to the present invention.
  • the transceiver 110 receives a message requesting content from a user terminal or a lower peripheral router through a wired or wireless network, or receives a message containing content from an upper peripheral router, And transmits the message including the requested content to the lower peripheral router or the user terminal.
  • the management unit 130 divides the memory 150 into content extensions and allocates a storage space for storing contents according to content extensions.
  • the requested content is retrieved from the storage space allocated for each content extension.
  • the management unit 130 stores and manages the request content in a storage space allocated to each content extension corresponding to the extension of the requested content.
  • the management unit 130 monitors the available storage capacity of the storage space allocated for each content extension. When the requested content is received from the upper peripheral router, the management unit 130 stores the extension of the requested content in the storage space allocated to the extension of the requested content If the requested content can not be stored in the allocated storage space, the content stored in the storage space allocated to the extension of the requested content is deleted to renew the newly received requested content.
  • the management unit 130 divides the entire storage capacity of the memory 150 according to the content extension, allocates a storage space, and allocates a storage space allocated to each content extension for each content extension,
  • the allocation storage capacity of the storage space allocated for each content extension can be set differently based on the number of replacement of the generated content.
  • FIG. 5 is a view for explaining a storage space of a memory allocated for each content extension according to the present invention.
  • the memory is divided into content extensions, and a storage space is allocated for each content extension.
  • a memory for storing contents having an extension of video contents
  • a storage space for storing contents having an extension of image content
  • I-CS storage space
  • ETC-CS storage space
  • classification of content extensions can be classified by a method other than video, audio, image, or the like, or content extensions can be added, which is within the scope of the present invention.
  • FIG. 6 is a view for explaining an example of a file extension type for each content extension according to the present invention.
  • V-CS storage space allocated to an extension of video content
  • acc Content having file extension types such as mp3, wav, ogg, mp2, m3u, and cda is stored in a storage space (A-CS) allocated to the extension of the audio content
  • jpg, jpeg, png, dib, tiff, bmp, and img are stored in the storage space (I-CS) allocated to the extension of the image content, and the content having the file extension types other than the video content, the audio content, and the image content Is stored in a storage space (ETC-CS) allocated to an extension of other contents.
  • FIG. 7 is a functional block diagram illustrating a management unit according to an embodiment of the present invention.
  • the identification unit 131 when receiving the content request message or receiving the content response message, identifies the extension of the requested content included in the content request message, or is included in the content response message Identifies the extension of the requested content.
  • the retrieval unit 133 determines whether the requested content exists in the storage space allocated to the extension of the requested content among the plurality of storage spaces of the memory based on the extension of the requested content Search.
  • the retrieval of the requested content in the storage space allocated to the extension of the requested content is performed by comparing the name of the requested content with the name of the content stored in the storage space and determining whether the content having the same name exists.
  • the storage management unit 135 When receiving the content response message from the upper peripheral router, the storage management unit 135 stores and registers the received request content in the storage space allocated to the extension of the requested content among the multiple storage spaces of the memory based on the extension of the requested content .
  • the update management unit 137 monitors the available storage capacity of each storage space allocated to each content extension. When the newly received requested content is stored in the storage space, If the requested content can not be stored, the content stored in the storage space allocated to the extension of the requested content is deleted to register the newly received requested content.
  • FIG. 8 is a functional block diagram for explaining an update management unit according to an embodiment of the present invention.
  • the count unit 210 periodically counts the number of times the content is requested for each extension of the content for each unit time, or counts the number of times the content is generated in the storage space allocated for each content extension Count the number of replacements.
  • the calculating unit 230 calculates an allocation storage capacity of the storage space allocated to each content among the entire storage capacity of the memory, and the allocation unit 250 allocates the entire storage capacity of the memory by the content extension according to the calculated allocation storage capacity do.
  • the calculation unit 230 may calculate the allocation storage capacity of the storage space allocated to each content extension in proportion to the number of requests for the unit time or the number of replacement for the unit time.
  • the replacement unit 270 monitors the available storage capacity of the storage space allocated to the extension of the requested content. If the requested content can not be stored in the storage space allocated to the extension of the requested content due to the shortage of the available storage capacity, And replaces it with the requested content.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating a method of managing a router according to an embodiment of the present invention.
  • the memory provided in the router is divided into content extensions, and a storage space is allocated to each divided content extension (S110).
  • the requested content is compared with the registered content in the storage space to which the extension of the requested content belongs, and the requested content is stored and managed in the storage space belonging to the extension of the requested content.
  • the processing for searching or storing the requested content in the router of the content- The requested content can be retrieved accurately.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating a step of storing and managing requested content in a router management method according to the present invention.
  • the available storage capacity of the storage space allocated to the extension of the requested content is monitored (S213).
  • the received requested content is stored and registered in the storage space allocated to the extension of the requested content (S219).
  • the available storage capacity of the storage space allocated to the extension of the requested content is not sufficient to store the requested content (S215), it deletes some of the content previously stored in the extension of the requested content, Stored in the storage space allocated to the extension of the requested content (S217).
  • a method of deleting content stored in a storage space and replacing it with newly received requested content includes LRU (Least Recently Used), FIFO (First In First Out), LFU (Least Frequently Used)
  • LRU Least Recently Used
  • FIFO First In First Out
  • LFU Least Frequently Used
  • the LRU deletes the content requested the longest in accordance with the requested order
  • the FIFO deletes the content registered and stored the longest according to the stored order
  • the LFU deletes the content having the smallest number of requests based on the number of requests, and a detailed description thereof will be omitted.
  • FIG. 11 is a flowchart for explaining an example of a method of calculating an allocation storage capacity of a storage space for each content extension according to the present invention.
  • the number of times the content is requested in the storage space allocated per content extension periodically is counted per unit time (S231).
  • the storage capacity of the storage space is calculated in proportion to the number of times of requesting the content for each content extension for a unit time (S233), and the total storage capacity of the memory is allocated to the content extension by the calculated allocated storage capacity A space is set (235).
  • the allocated storage capacity of the allocated storage space for each content extension is calculated by the following equation (1).
  • Ratio i is the allocated storage capacity of the storage space allocated to the content extension (i), and Ri is the number of requests per content extension (i).
  • FIG. 12 is a flowchart for explaining another example of a method of calculating an allocation storage capacity of a storage space for each content extension according to the present invention.
  • the total storage capacity of the memory can be flexibly set according to the number of times the content is requested for a unit time in the storage space allocated to the content extension.
  • the allocated storage capacity of the storage space allocated to the video content extension is limited to the storage space Quot; is < / RTI > Therefore, in the storage space allocated to the extension of the video contents, contents are frequently replaced and the network load and the process load are increased.
  • step S253 the number of times a content is requested in a storage space allocated per content extension periodically per unit time is counted. Then, in step S253, the number of replacement of contents is counted in the storage space allocated to the content extension periodically per unit time.
  • the storage capacity of the storage space is calculated in proportion to the number of times of requesting the contents of the content extension and the number of times of replacement per contents extension for a unit time of the total storage capacity of the memory in operation S255, And sets the storage space by allocating the data according to the content extension (step 257).
  • the allocated storage capacity of the allocated storage space for each content extension is calculated by the following equation (2).
  • Ratio i is an allocated storage capacity of a storage space allocated to a content extension i
  • Ri is a number of requests per content extension i
  • C i is a number of times of content replacement per content extension i.
  • 13 is a view for explaining an example of a storage space allocated for each content extension according to the number of requests or the number of replacement.
  • the memory 150 is divided into content extensions, and the storage capacity of the storage space is allocated differently in proportion to the number of times of request or the number of times of replacement of content according to the content extension.
  • the allocated storage capacity of the storage space 151 for storing the content having the extension is set to C V and the allocated storage capacity of the storage space 153 for storing the content having the extension of the audio content is set to C A
  • the allocated storage capacity of the storage space 155 for storing the content having the extension of the content is set to C I and the allocated storage capacity of the storage space 157 having the content having the extension of other contents is set to C E Respectively.
  • the computer-readable recording medium may be a magnetic storage medium (e.g., ROM, floppy disk, hard disk, etc.), an optical reading medium (e.g. CD ROM, Lt; / RTI > transmission).
  • a magnetic storage medium e.g., ROM, floppy disk, hard disk, etc.
  • an optical reading medium e.g. CD ROM, Lt; / RTI > transmission.

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Abstract

본 발명은 컨텐츠 기반 네트워크의 라우터 및 라우터의 관리 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 라우터의 메모리를 컨텐츠의 확장자별로 구분하여 저장 공간을 할당한 컨텐츠 기반 네트워크의 라우터로 컨텐츠 요청 메시지를 사용자 단말기 또는 하위 주변 라우터로부터 수신하는 경우 컨텐츠 요청 메시지에 구비된 컨텐츠 확장자에 기초하여 컨텐츠 확장자에 할당된 저장 공간에서 요청 컨텐츠를 빠르고 정확하게 검색할 수 있으며, 컨텐츠 응답 메시지를 상위 주변 라우터로부터 수신하는 경우 컨텐츠 응답 메시지에 구비된 컨텐츠 확장자에 기초하여 컨텐츠 확장자별로 각 컨텐츠 확장자에 할당된 저장 공간에 요청 컨텐츠를 저장 관리할 수 있는 컨텐츠 기반 네트워크의 라우터에 관한 것이다.

Description

컨텐츠 확장자에 따라 컨텐츠를 관리하는 컨텐츠 기반 네트워크의 라우터
본 발명은 컨텐츠 기반 네트워크의 라우터 및 라우터의 관리 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 라우터의 메모리를 컨텐츠의 확장자별로 구분하여 저장 공간을 할당한 컨텐츠 기반 네트워크의 라우터로 컨텐츠 요청 메시지를 사용자 단말기 또는 하위 주변 라우터로부터 수신하는 경우 컨텐츠 요청 메시지에 구비된 컨텐츠 확장자에 기초하여 컨텐츠 확장자에 할당된 저장 공간에서 요청 컨텐츠를 빠르고 정확하게 검색할 수 있으며, 컨텐츠 응답 메시지를 상위 주변 라우터로부터 수신하는 경우 컨텐츠 응답 메시지에 구비된 컨텐츠 확장자에 기초하여 컨텐츠 확장자별로 컨텐츠 확장자에 할당된 저장 공간에 요청 컨텐츠를 저장 관리할 수 있는 컨텐츠 기반 네트워크의 라우터에 관한 것이다.
지금까지 널리 사용되고 있는 인터넷은 IP 주소를 이용하여 송신자와 수신자 사이의 1:1 구조로 서비스를 요청하고 제공받는 구조이다. 그러나 인터넷 고화질 TV, 인터넷 음성/화성 통신, 인터넷 원격 제어, 사물통신(Internet of Things:IoT) 등 인터넷을 이용한 다양한 분야와 용도가 계속되어 개발되어 사용되고 있는 현실에서 1:1구조의 인터넷은 주소체제 고갈로 인한 확장성, 보안성, 서비스 품질 보장성 등에서 한계점을 가진다.
인터넷의 한계를 극복하기 위해 미래 인터넷에 관한 연구가 진행되고 있는데, 미래 인터넷에 관한 연구는 크게 점진적 접근(evolutionary approach)과 혁신적 접근(revoultionary approach)이 있을 수 있다. 점진적 접근이란 현재 인터넷의 기본 특성은 그대로 견지하는 한편 서비스의 연속성을 보장하면서 개선 방향을 모색하는 것이다. 반면에 혁신적 접근이란 현재 인터넷 기술에 속박되거나 구속되지 않으며 미래사회의 요구 사항을 완전하게 만족시킬 수 있는 네트워크 기술을 창조하는 것이다.
혁신적 접근 방식 중 컨텐츠 중심 네트워크(Content Centric Network, CCN)는 종래 IP 주소를 이용하여 1:1 구조로 서비스를 요청하고 제공하는 구조 대신 컨텐츠 이름에 기반하여 서비스를 요청하고 제공하는 구조이다.
도 1은 종래 컨텐츠 중심 네트워크를 설명하기 위한 도면이며, 도 2와 도 3은 종래 컨텐츠 중심 네트워크에서 컨텐츠가 송수신되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참고로 종래 컨텐츠 중심 네트워크를 보다 구체적으로 살펴보면, 종래 컨텐츠 중심 네트워크는 다수의 라우터를 구비하는 네트워크(20)와 네트워크(20)에 접속되어 있는 사용자 단말기(10) 및 컨텐츠 서버(30)를 구비하여 구성되어 있다.
사용자 단말기(10)는 네트워크(20)에 구비되어 있는 다수의 라우터 중 어느 하나의 접속 라우터에 접속하며, 접속 라우터로 컨텐츠 요청 메시지를 송신한다. 접속 라우터는 컨텐츠 요청 메시지에서 요청 컨텐츠의 식별자를 추출하고, 요청 컨텐츠 식별자에 기초하여 요청 컨텐츠가 접속 라우터에 저장 등록되어 있는지 판단한다. 접속 라우터에 요청 컨텐츠가 존재하지 않는 경우, 접속 라우터는 네트워크(20)의 주변 라우터로 컨텐츠 요청 메시지를 플러딩(flooding) 방식으로 전송하며 주변 라우터 중 요청 컨텐츠를 저장 등록하고 있는 주변 라우터는 컨텐츠 요청 메시지를 전송받은 순서의 역순서로 요청 컨텐츠를 이동 단말기(10)로 제공한다.
도 2를 참고로 보다 구체적으로 살펴보면, 사용자 단말기(10)는 요청 컨텐츠가 존재하는 경우, 요청 컨텐츠에 대한 정보를 구비하는 컨텐츠 요청 메시지(CR)를 접속 라우터(A)로 전송한다. 접속 라우터(A)는 요청 컨텐츠 식별자와 접속 라우터(A)에 저장 등록되어 있는 등록 컨텐츠 리스트를 비교하여 접속 라우터(A)에 요청 컨텐츠가 존재하는지 판단한다. 접속 라우터(A)에 요청 컨텐츠가 존재하지 않는 경우, 접속 라우터(A)는 주변 라우터(B)로 컨텐츠 요청 메시지를 전송하며, 주변 라우터(B)에서도 접속 라우터(A)와 동일하게 주변 라우터(B)에 요청 컨텐츠가 존재하는지 판단하여, 주변 라우터(B)에 요청 컨텐츠가 존재하지 않는 경우 주변 라우터(B)의 주변 라우터(C)로 컨텐츠 요청 메시지를 전송하며, 요청 컨텐츠가 주변 라우터(C)에 등록 저장되어 있지 않은 경우 주변 라우터(C)는 다시 주변 라우터(C)의 주변 라우터(D)로 컨텐츠 요청 메시지를 전송한다. 주변 라우터(D)는 요청 컨텐츠를 제공하는 컨텐츠 서버(30)가 접속되어 있는 소스 라우터로, 소스 라우터(D)는 컨텐츠 요청 메시지(CR)에 응답하여 요청 컨텐츠를 구비하는 컨텐츠 응답 메시지(CP)를 컨텐츠 요청 메시지(CR)의 수신 경로의 역경로로 전송한다.
즉, 컨텐츠 응답 메시지는 소스 라우터(D)로부터 주변 라우터(C), 주변 라우터(B) 및 접속 라우터(A)로 전송된다. 이때 컨텐츠 응답 메시지(CP)의 전송 경로에 위치하는 라우터들(B, C, D)는 컨텐츠 응답 메시지에 저장되어 있는 요청 컨텐츠를 각각 자신의 라우터에 등록 저장한다.
도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 다른 사용자 단말기(40)로부터 동일한 컨텐츠에 대한 요청이 있는 경우, 요청 컨텐츠를 저장하고 있는 서버(30)로부터 요청 컨텐츠를 제공받는 것이 아니라, 요청 컨텐츠를 저장하고 있는 주변 라우터(C)로부터 직접 요청 컨텐츠를 제공받음으로써, 빠르게 요청 컨텐츠를 제공받을 수 있다.
위에서 언급한 종래 컨텐츠 기반 네트워크에서 라우터는 기본적으로 라우터에 저장되는 컨텐츠를 갱신하여 라우터의 메모리를 관리하기 위한 정책을 사용하고 있는데, 이를 일반적으로 캐시 교체 정책이라 언급한다.
종래 일반적으로 사용되는 캐시 교체 정책은 자주 요청되는 컨텐츠를 라우터의 메모리에 저장하고 요청 횟수가 적은 컨텐츠를 삭제 관리하여 네트워크의 대역폭과 서버의 부하를 감소시키며 사용자가 요청 컨텐츠를 빠르게 얻을 수 있도록 한다.
종래 사용되는 대표적인 캐시 교체 정책의 예는 LRU(Least Recently Used), FIFO(First In First Out), LFU(Least Frequently Used) 등이 존재한다.
그러나 이러한 종래 캐시 교체 정책은 컨텐츠의 요청 횟수 또는 요청 주기에 기초하여 라우터의 메모리에 저장되는 컨텐츠를 관리하는 것으로, 컨텐츠의 종류 또는 크기를 고려하지 않고 컨텐츠를 관리하여 컨텐츠의 교체시 불공정한 교체가 이루어진다는 문제점을 가진다. 예를 들어, 용량이 큰 비디오 컨텐츠의 경우 인기있는 비디오 컨텐츠라도 컨텐츠의 특성상 시청 시간이 길어 단위 시간 동안 요청 횟수가 적으며, 용량이 작은 문서 컨텐츠의 경우 인기와 상응하지 않게 단위 시간 동안 요청되는 횟수가 빈번할 확률이 높다.
따라서 컨텐츠의 요청 횟수 또는 요청 주기에만 기초하여 라우터의 메모리에 저장되는 컨텐츠를 관리하는 종래 캐시 교체 정책은 컨텐츠의 특성이나 종류를 고려하지 않으며 이로 인하여 서버의 부하를 초래한다는 문제점을 가진다.
한편, 종래 컨텐츠 기반 네트워크에서 컨텐츠를 요청받은 라우터는 요청 컨텐츠의 식별자와 라우터의 메모리 전체에 등록 저장된 모든 컨텐츠의 식별자를 비교하여 요청 컨텐츠가 존재하는지를 판단하기 때문에, 라우터의 메모리에 요청 컨텐츠가 존재하는지 검색하는데 오랜 시간이 소요된다는 문제점을 가진다.
본 발명은 위에서 언급한 종래 컨텐츠 기반 네트워크의 라우터가 가지는 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명이 이루고자 하는 목적은 라우터의 메모리를 컨텐츠의 확장자별로 구분하여 저장 공간을 할당한 컨텐츠 기반 네트워크의 라우터를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 목적은 컨텐츠 요청 메시지를 사용자 단말기 또는 하위 주변 라우터로부터 수신하는 경우 컨텐츠 요청 메시지에 구비된 컨텐츠 확장자에 기초하여 컨텐츠 확장자에 할당된 저장 공간에서 요청 컨텐츠를 빠르고 정확하게 검색할 수 있는 컨텐츠 기반 네트워크의 라우터를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 또 다른 목적은 컨텐츠 응답 메시지를 상위 주변 라우터로부터 수신하는 경우, 컨텐츠 응답 메시지에 구비된 컨텐츠 확장자에 기초하여 컨텐츠 확장자별로 컨텐츠 확장자에 할당된 저장 공간에 요청 컨텐츠를 저장 관리할 수 있는 컨텐츠 기반 네트워크의 라우터를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 또 다른 목적은 라우터에 구비된 메모리의 전체 저장 용량을 컨텐츠의 요청 횟수 또는 컨텐츠의 교체 횟수에 기초하여 서로 상이하게 할당할 수 있는 컨텐츠 기반 네트워크의 라우터를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 컨텐츠 기반 네트워크의 라우터에 있어서, 컨텐츠 확장자별로 구분되어 각 컨텐츠 확장자에 할당되는 다수의 저장 공간을 구비하는 메모리와,요청 컨텐츠의 확장자를 식별하고 식별한 요청 컨텐츠의 확장자에 기초하여 요청 컨텐츠의 확장자에 할당된 저장 공간에서 요청 컨텐츠를 검색하거나 요청 컨텐츠를 저장 관리하는 관리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 본 발명에 따른 관리부는 사용자 단말기 또는 하위 주변 라우터로부터 수신한 컨텐츠 요청 메시지에 구비되어 있는 요청 컨텐츠의 확장자를 추출하여 요청 컨텐츠의 확장자를 식별하는 식별부와, 요청 컨텐츠의 확장자에 기초하여 다수의 저장 공간 중 요청 컨텐츠의 확장자에 할당된 저장 공간에서 요청 컨텐츠를 검색하는 검색부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 본 발명에 따른 관리부는 상위 주변 라우터로부터 수신한 컨텐츠 응답 메시지에 구비되어 있는 요청 컨텐츠의 확장자에 기초하여 다수의 저장 공간 중 요청 컨텐츠의 확장자에 할당된 저장 공간에 요청 컨텐츠를 저장하는 저장 관리부를 더 포함하며, 식별부는 상위 주변 라우터로부터 컨텐츠 응답 메시지를 수신하는 경우, 컨텐츠 응답 메시지에 구비되어 있는 요청 컨텐츠의 확장자를 추출하여 요청 컨텐츠의 확장자를 식별하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 본 발명에 따른 관리부는 요청 컨텐츠의 확장자에 할당된 각 저장 공간의 가용 저장 용량을 모니터링하며 가용 저장 용량에 기초하여 저장 공간에 저장된 컨텐츠를 삭제 관리하는 갱신 관리부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 본 발명에 따른 갱신 관리부는 단위 시간 동안 컨텐츠의 확장자별로 컨텐츠의 요청 횟수를 카운트하거나 단위 시간 동안 컨텐츠 확장자별 할당되는 저장 공간에서 발생되는 컨텐츠의 교체 횟수를 카운트하는 카운트부와, 요청 횟수 또는 교체 횟수에 기초하여 메모리의 전체 저장 용량 중 컨텐츠 확장자별 할당되는 저장 공간의 할당 저장 용량을 계산하는 계산부와, 메모리의 전체 저장 용량을 계산한 컨텐츠 확장자별 할당 저장 용량에 따라 컨텐츠 확장자별 저장 공간으로 할당하는 할당부와, 요청 컨텐츠의 확장자에 할당된 저장 공간의 가용 저장 용량을 모니터링하며 가용 저장 용량에 기초하여 요청 컨텐츠의 확장자에 할당된 저장 공간에 기저장된 컨텐츠를 삭제하여 수신한 요청 컨텐츠로 교체하는 교체부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서 교체부는 LRU(Least Recently Used), FIFO(First In First Out), LFU(Least Frequently Used) 중 어느 하나의 방식으로 기저장된 컨텐츠를 삭제하여 요청 컨텐츠로 교체하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 본 발명의 일 실시예에 따른 계산부는 메모리의 전체 저장 용량 중 컨텐츠 확장자별 할당되는 저장 공간의 할당 저장 용량을 요청 횟수에 비례하도록 계산하는 것을 특징으로 한다.
더욱 바람직하게, 본 발명의 일 실시예에 따른 계산부는 아래의 수학식(1)에 따라 할당 저장 용량을 계산하는데,
[수학식 1]
Figure PCTKR2018009738-appb-I000001
여기서 Ratioi는 컨텐츠 확장자(i)에 할당되는 저장 공간의 할당 저장 용량이며, Ri는 컨텐츠 확장자(i)별 요청 횟수인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 계산부는 메모리의 전체 저장 용량 중 컨텐츠 확장자별 할당되는 저장 공간의 할당 저장 용량을 요청 횟수 또는 단위 시간 동안 컨텐츠 확장자별 할당되는 저장 공간에서 발생되는 컨텐츠의 교체 횟수에 비례하도록 계산하는 것을 특징으로 한다.
더욱 바람직하게, 본 발명의 다른 실시예에 따른 계산부는 아래의 수학식(2)에 따라 할당 저장 용량을 계산하는데,
[수학식 2]
Figure PCTKR2018009738-appb-I000002
여기서 Ratioi는 컨텐츠 확장자(i)에 할당되는 저장 공간의 할당 저장 용량이며, Ri는 컨텐츠 확장자(i)별 요청 횟수이고 Ci는 컨텐츠 확장자(i)별 컨텐츠의 교체 횟수인 것을 특징으로 한다.
여기서, 컨텐츠 확장자는 비디오 컨텐츠 확장자, 오디어 컨텐츠 확장자, 이미지 컨텐츠 확장자 및 기타 컨텐츠 확장자인 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 컨텐츠 기반 네트워크의 라우터에서 컨텐츠를 관리하는 방법은 라우터의 메모리를 컨텐츠 확장자별로 구분하여 각 컨텐츠 확장자에 저장 공간을 할당하는 단계와, 요청 컨텐츠의 확장자를 구비하는 메시지를 수신하는 경우 컨텐츠의 확장자를 식별하는 단계와, 식별한 요청 컨텐츠의 확장자에 기초하여 요청 컨텐츠의 확장자에 할당된 저장 공간에서 요청 컨텐츠를 검색하거나 요청 컨텐츠를 저장 관리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 본 발명에 따른 요청 컨텐츠를 검색하는 단계는 식별한 요청 컨텐츠의 확장자에 기초하여 다수의 저장 공간 중 요청 컨텐츠의 확장자에 할당된 저장 공간에서 요청 컨텐츠를 검색하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 본 발명에 따른 요청 컨텐츠를 저장 관리하는 단계는 식별한 요청 컨텐츠의 확장자에 기초하여 다수의 저장 공간 중 요청 컨텐츠의 확장자에 할당된 저장 공간에 상위 라우터로부터 수신한 요청 컨텐츠를 저장하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 본 발명에 따른 요청 컨텐츠를 저장 관리하는 단계는 요청 컨텐츠의 확장자에 할당된 각 저장 공간의 가용 저장 용량을 모니터링하는 단계와, 가용 저장 용량에 기초하여 요청 컨텐츠의 확장자에 할당된 저장 공간에서 기저장된 컨텐츠를 삭제하여 수신한 요청 컨텐츠로 교체하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 컨텐츠 기반 네트워크의 라우터는 다음과 같은 다양한 효과를 가진다.
첫째, 본 발명에 따른 컨텐츠 기반 네트워크의 라우터는 메모리를 컨텐츠의 확장자별로 구분하여 저장 공간을 할당함으로써, 컨텐츠 확장자에 기반하여 검색 효율성과 저장 효율성을 높일 수 있다.
둘째, 본 발명에 따른 컨텐츠 기반 네트워크의 라우터는 컨텐츠 요청 메시지에 구비된 컨텐츠 확장자에 기초하여 컨텐츠 확장자에 할당된 저장 공간에서 요청 컨텐츠를 검색함으로써, 요청 컨텐츠를 검색하는데 소요되는 프로세싱을 줄이고 빠르고 정확하게 요청 컨텐츠를 검색할 수 있다.
셋째, 본 발명에 따른 컨텐츠 기반 네트워크의 라우터는 컨텐츠 응답 메시지에 구비된 컨텐츠 확장자에 기초하여 컨텐츠 확장자별로 컨텐츠 확장자에 할당된 저장 공간에 요청 컨텐츠를 저장함으로써, 컨텐츠의 종류와 크기를 고려하여 컨텐츠의 저장 효율을 높일 수 있다.
넷째, 본 발명에 따른 컨텐츠 기반 네트워크의 라우터는 라우터에 구비된 메모리의 전체 저장 용량을 컨텐츠의 요청 횟수 또는 컨텐츠의 교체 횟수에 기초하여 서로 상이하게 할당함으로써, 컨텐츠 확장자별로 할당된 저장 공간의 할당 저장 용량을 유동적으로 변경하여 저장 공간의 효율성을 높일 수 있다.
도 1은 종래 컨텐츠 중심 네트워크를 설명하기 위한 도면이다.
도 2와 도 3은 종래 컨텐츠 중심 네트워크에서 컨텐츠가 송수신되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 라우터를 설명하기 위한 기능 블록도이다.
도 5는 본 발명에 따라 컨텐츠 확장자별로 구분되어 할당된 메모리의 저장 공간을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 컨텐츠 확장자별 확장자 종류의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 관리부를 설명하기 위한 기능 블록도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 갱신 관리부를 설명하기 위한 기능 블록도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 라우터 관리 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 10은 본 발명에 따른 라우터 관리 방법에서 요청 컨텐츠를 저장 관리하는 단계를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 11은 본 발명에 따라 컨텐츠 확장자별로 저장 공간의 할당 저장 용량을 계산하는 방식의 일 예를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 12은 본 발명에 따라 컨텐츠 확장자별로 저장 공간의 할당 저장 용량을 계산하는 방식의 다른 예를 설명하기 위한 흐름도이다.
본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 본 발명에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다.
또한, 본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 발명에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계를 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.
도 4는 본 발명에 따른 라우터를 설명하기 위한 기능 블록도이다.
도 4를 참고로 보다 구체적으로 살펴보면, 송수신부(110)는 유선 또는 무선 네트워크를 통해 사용자 단말기 또는 하위 주변 라우터로부터 컨텐츠를 요청하는 메시지를 수신하거나 상위 주변 라우터로부터 컨텐츠를 구비하는 메시지를 수신하며, 하위 주변 라우터 또는 사용자 단말기로 요청 컨텐츠를 구비하는 메시지를 송신한다.
관리부(130)는 메모리(150)를 컨텐츠 확장자별로 구분하여 컨텐츠 확장자별로 컨텐츠를 저장하는 저장 공간을 할당 생성하며, 사용자 단말기 또는 하위 주변 라우터로부터 컨텐츠의 요청이 있는 경우 요청 컨텐츠의 확장자에 상응하는, 컨텐츠 확장자별로 할당된 저장 공간에서 요청 컨텐츠를 검색한다. 또한 관리부(130)는 상위 주변 라우터로부터 요청 컨텐츠를 수신하는 경우 요청 컨텐츠의 확장자에 상응하는, 컨텐츠 확장자별로 할당된 저장 공간에 요청 컨텐츠를 저장 관리하다.
관리부(130)는 컨텐츠 확장자별로 할당된 저장 공간의 가용 저장 용량을 모니터링하는데, 상위 주변 라우터로부터 요청 컨텐츠를 수신시 요청 컨텐츠의 확장자에 할당된 저장 공간에서 가용 저장 용량의 부족으로 요청 컨텐츠의 확장자에 할당된 저장 공간에 요청 컨텐츠를 저장하지 못하는 경우 요청 컨텐츠의 확장자에 할당된 저장 공간에 기저장되어 있는 컨텐츠를 삭제하여 새로 수신한 요청 컨텐츠를 교체 갱신한다.
바람직하게, 관리부(130)는 메모리(150)의 전체 저장 용량을 컨텐츠 확장자별로 구분하여 저장 공간을 할당시, 단위 시간 동안 컨텐츠 확장자별로 컨텐츠의 요청 횟수 또는 단위 시간 동안 컨텐츠 확장자별 할당된 저장 공간에서 발생하는 컨텐츠의 교체 횟수에 기초하여 컨텐츠 확장자별로 할당되는 저장 공간의 할당 저장 용량을 상이하게 설정할 수 있다.
도 5는 본 발명에 따라 컨텐츠 확장자별로 구분되어 할당된 메모리의 저장 공간을 설명하기 위한 도면이다.
도 5에 도시되어 있는 바와 같이, 메모리는 컨텐츠 확장자별로 구분되며 컨텐츠 확장자별로 저장 공간을 할당하는데, 예를 들어 비디오 컨텐츠의 확장자를 가지는 컨텐츠를 저장하는 저장 공간(V-CS), 오디오 컨텐츠의 확장자를 가지는 컨텐츠를 저장하는 저장 공간(A-CS), 이미지 컨텐츠의 확장자를 가지는 컨텐츠를 저장하는 저장 공간(I-CS) 및 기타 컨텐츠의 확장자를 가지는 컨텐츠를 저장하는 저장 공간(ETC-CS)로 구분되어 저장 공간이 할당된다.
본 발명이 적용되는 분야에 따라 컨텐츠의 확장자의 분류는 비디어, 오디오, 이미지, 기타 이외의 방식으로 분류하거나 컨텐츠 확장자를 추가할 수 있으며 이는 본 발명의 범위에 속한다.
도 6은 본 발명에 따른 컨텐츠 확장자별 파일 확장자 종류의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 6에 도시되어 있는 바와 같이, avi, mp4, mpg, mpeg, fli, flm 등의 파일 확장자 종류를 가지는 컨텐츠는 비디오 컨텐츠의 확장자에 할당된 저장 공간(V-CS)에 저장되어 있으며, acc, mp3, wav, ogg, mp2, m3u, cda 등의 파일 확장자 종류를 가지는 컨텐츠는 오디어 컨텐츠의 확장자에 할당된 저장 공간(A-CS)에 저장되어 있으며, jpg, jpeg, png, dib, tiff, bmp, img 등의 파일 확장자 종류를 가지는 컨텐츠는 이미지 컨텐츠의 확장자에 할당된 저장 공간(I-CS)에 저장되어 있으며, 비디오 컨텐츠, 오디오 컨텐츠 및 이미지 컨텐츠로 분류되지 않은 나머지 파일 확장자 종류를 가지는 컨텐츠는 기타 컨텐츠의 확장자에 할당된 저장 공간(ETC-CS)에 저장되어 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 관리부를 설명하기 위한 기능 블록도이다.
도 7을 참고로 보다 구체적으로 살펴보면, 식별부(131)는 컨텐츠 요청 메시지를 수신하거나 컨텐츠 응답 메시지를 수신하는 경우 컨텐츠 요청 메시지에 구비되어 있는 요청 컨텐츠의 확장자를 식별하거나 컨텐츠 응답 메시지에 구비되어 있는 요청 컨텐츠의 확장자를 식별한다.
검색부(133)는 사용자 단말기 또는 하위 주변 라우터로부터 컨텐츠 요청 메시지를 수신하는 경우 식별한 요청 컨텐츠의 확장자에 기초하여 메모리의 다수 저장 공간 중 요청 컨텐츠의 확장자에 할당된 저장 공간에서 요청 컨텐츠가 존재하는지 검색한다. 요청 컨텐츠의 확장자에 할당된 저장 공간에서 요청 컨텐츠의 검색은 요청 컨텐츠의 이름과 저장 공간에 저장된 컨텐츠의 이름을 비교하여 동일한 이름을 가지는 컨텐츠가 존재하는지 여부로 검색한다.
저장 관리부(135)는 상위 주변 라우터로부터 컨텐츠 응답 메시지를 수신하는 경우 식별한 요청 컨텐츠의 확장자에 기초하여 메모리의 다수 저장 공간 중 요청 컨텐츠의 확장자에 할당된 저장 공간에 수신한 요청 컨텐츠를 저장 등록한다.
갱신 관리부(137)는 컨텐츠 확장자별로 할당된 각 저장 공간의 가용 저장 용량을 모니터링하는데, 새로 수신한 요청 컨텐츠를 저장 공간에 저장 등록시 수신한 요청 컨텐츠의 확장자로 할당된 저장 공간에 가용 저장 용량의 부족으로 요청 컨텐츠를 저장하지 못하는 경우 요청 컨텐츠의 확장자에 할당된 저장 공간에 저장되어 있는 컨텐츠를 삭제하여 새로 수신한 요청 컨텐츠를 교체 등록한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 갱신 관리부를 설명하기 위한 기능 블록도이다.
도 8을 참고로 보다 구체적으로 살펴보면, 카운트부(210)는 단위 시간마다 주기적으로 단위 시간 동안 컨텐츠의 확장자별로 컨텐츠의 요청 횟수를 카운트하거나 단위 시간 동안 컨텐츠 확장자별로 할당된 저장 공간에서 발생되는 컨텐츠의 교체 횟수를 카운트한다.
계산부(230)는 메모리의 전체 저장 용량 중 컨텐츠별 할당되는 저장 공간의 할당 저장 용량을 계산하고, 할당부(250)는 계산한 할당 저장 용량에 따라 메모리의 전체 저장 용량을 컨텐츠 확장자별로 구분 할당한다. 여기서 계산부(230)는 컨텐츠 확장자별 단위 시간 동안의 요청 횟수 또는 단위 시간 동안의 교체 횟수에 비례하여 각 컨텐츠 확장자에 할당되는 저장 공간의 할당 저장 용량을 계산할 수 있다.
교체부(270)는 요청 컨텐츠의 확장자에 할당된 저장 공간의 가용 저장 용량을 모니터링하며, 가용 저장 용량의 부족으로 요청 컨텐츠의 확장자에 할당된 저장 공간에 요청 컨텐츠를 저장하지 못하는 경우 기저장된 컨텐츠를 삭제하여 요청 컨텐츠로 교체한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 라우터 관리 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 9를 참고로 보다 구체적으로 살펴보면, 라우터에 구비되어 있는 메모리를 컨텐츠 확장자별로 구분하며 구분한 각 컨텐츠 확장자에 저장 공간을 할당한다(S110).
사용자 단말기 또는 주변 라우터로부터 컨텐츠를 요청하거나 요청 컨텐츠를 획득하는 메시지를 수신하는 경우(S130), 메시지에 구비되어 있는 요청 컨텐츠의 확장자를 추출하여 요청 컨텐츠의 확장자를 식별하며 식별한 확장자에 기초하여 요청 컨텐츠의 확장자가 속하는 저장 공간을 판단한다(S150).
요청 컨텐츠의 확장자가 속하는 저장 공간에 등록 컨텐츠와 요청 컨텐츠를 비교하여 요청 컨텐츠를 검색하거나 요청 컨텐츠의 확장자에 속하는 저장 공간에 수신한 요청 컨텐츠를 저장 관리한다(S170).
이와 같이 메모리를 컨텐츠의 확장자별로 구분하여 저장 공간을 할당하며 컨텐츠 확장자에 기초하여 요청 컨텐츠를 검색하거나 요청 컨텐츠를 저장함으로써, 컨텐츠 기반 네트워크의 라우터에서 요청 컨텐츠를 검색 또는 저장하기 위한 프로세싱을 줄이면서 빠르고 정확하게 요청 컨텐츠를 검색할 수 있다.
도 10은 본 발명에 따른 라우터 관리 방법에서 요청 컨텐츠를 저장 관리하는 단계를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 10을 참고로 보다 구체적으로 살펴보면, 상위 주변 라우터로부터 요청 컨텐츠를 구비하는 컨텐츠 응답 메시지를 수신하는 경우(S211), 요청 컨텐츠의 확장자에 할당된 저장 공간의 가용 저장 용량을 모니터링한다(S213).
요청 컨텐츠의 확장자에 할당된 저장 공간의 가용 저장 용량이 요청 컨텐츠를 저장하기에 충분한 경우(S215), 수신한 요청 컨텐츠를 요청 컨텐츠의 확장자에 할당된 저장 공간에 저장 등록한다(S219).
그러나 요청 컨텐츠의 확장자에 할당된 저장 공간의 가용 저장 용량이 요청 컨텐츠를 저장하기에 충분하지 못한 경우(S215), 요청 컨텐츠의 확장자에 기저장되어 있던 컨텐츠 중 일부를 삭제하고 새로 수신한 요청 컨텐츠를 요청 컨텐츠의 확장자에 할당된 저장 공간에 저장 등록한다(S217).
본 발명이 적용되는 분야에 따라 저장 공간에 기저장되어 있는 컨텐츠를 삭제하여 새로 수신한 요청 컨텐츠로 교체하는 방식은 LRU(Least Recently Used), FIFO(First In First Out), LFU(Least Frequently Used) 중 어느 하나의 방식이 사용될 수 있는데, 여기서 LRU는 요청된 순서에 따라 가장 오래전에 요청된 컨텐츠를 먼저 삭제하는 방식이며, FIFO는 저장된 순서에 따라 가장 오래전에 등록 저장된 컨텐츠를 먼저 삭제하는 방식이며, LFU는 요청 횟수에 기초하여 요청 횟수가 가장 작은 컨텐츠를 먼저 삭제하는 방식으로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 11은 본 발명에 따라 컨텐츠 확장자별로 저장 공간의 할당 저장 용량을 계산하는 방식의 일 예를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 11을 참고로 살펴보면, 단위 시간마다 주기적으로 단위 시간 동안 컨텐츠 확장자별로 할당된 저장 공간에서 컨텐츠가 요청된 횟수를 카운트한다(S231).
메모리의 전체 저장 용량을 단위 시간 동안 컨텐츠 확장자별 컨텐츠의 요청 횟수에 비례하여 저장 공간의 할당 저장 용량을 계산하고(S233), 계산한 할당 저장 용량으로 메모리의 전체 저장 용량을 컨텐츠 확장자별로 할당하여 저장 공간을 설정한다(235).
바람직하게, 컨텐츠 확장자별 할당된 저장 공간의 할당 저장 용량은 아래의 수학식(1)과 같이 계산된다.
[수학식 1]
Figure PCTKR2018009738-appb-I000003
여기서 Ratioi는 컨텐츠 확장자(i)에 할당되는 저장 공간의 할당 저장 용량이며, Ri는 컨텐츠 확장자(i)별 요청 횟수인 것을 특징으로 한다.
도 12은 본 발명에 따라 컨텐츠 확장자별로 저장 공간의 할당 저장 용량을 계산하는 방식의 다른 예를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 11에서 설명한 할당 저장 용량의 계산 방식은, 컨텐츠 확장자에 할당된 저장 공간에서 단위 시간 동안 컨텐츠가 요청되는 횟수에만 따라 메모리의 전체 저장 용량을 유동적으로 설정할 수 있으나, 컨텐츠의 특성이나 종류를 고려하지 못한다는 문제점을 가진다. 예를 들어, 비디오 컨텐츠의 경우 비록 인기 있는 비디오 컨텐츠라 하더라도 용량이 커 단위 시간 동안 요청되는 횟수가 적게 되며 이러한 경우 비디오 컨텐츠 확장자에 할당되는 저장 공간의 할당 저장 용량은 다른 컨텐츠 확장자에 할당되는 저장 공간의 할당 저장 용량보다 상대적으로 작게 된다. 따라서 비디오 컨텐츠의 확장자에 할당된 저장 공간에서는 빈번하게 컨텐츠가 교체되어 네트워크 부하와 프로세스 부하를 가중하게 된다.
도 12에서 제안하는 방식은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 도 12를 참고로 보다 구체적으로 살펴보면, 단위 시간마다 주기적으로 단위 시간 동안 컨텐츠 확장자별로 할당된 저장 공간에서 컨텐츠가 요청된 횟수를 카운트한다(S251). 그리고 단위 시간마다 주기적으로 단위 시간 동안 컨텐츠 확장자에 할당된 저장 공간에서 컨텐츠의 교체 횟수를 카운트한다(S253).
메모리의 전체 저장 용량을 단위 시간 동안 컨텐츠 확장자별 컨텐츠의 요청 횟수와 컨텐츠 확장자별 교체 횟수에 비례하여 저장 공간의 할당 저장 용량을 계산하고(S255), 계산한 할당 저장 용량으로 메모리의 전체 저장 용량을 컨텐츠 확장자별로 할당하여 저장 공간을 설정한다(257).
바람직하게, 컨텐츠 확장자별 할당된 저장 공간의 할당 저장 용량은 아래의 수학식(2)과 같이 계산된다.
[수학식 2]
Figure PCTKR2018009738-appb-I000004
여기서 Ratioi는 컨텐츠 확장자(i)에 할당되는 저장 공간의 할당 저장 용량이며, Ri는 컨텐츠 확장자(i)별 요청 횟수이고 Ci는 컨텐츠 확장자(i)별 컨텐츠의 교체 횟수인 것을 특징으로 한다.
도 13은 요청 횟수 또는 교체 횟수에 따라 컨텐츠 확장자별 할당된 저장 공간의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 13에 도시되어 있는 바와 같이, 메모리(150)는 컨텐츠 확장자별로 구분되며 컨텐츠 확장자별로 컨텐츠의 요청 횟수 또는 교체 횟수에 비례하여 저장 공간의 할당 저장 용량은 상이하게 할당되는데, 예를 들어 비디오 컨텐츠의 확장자를 가지는 컨텐츠를 저장하는 저장 공간(151)의 할당 저장 용량은 CV로 설정되며, 오디오 컨텐츠의 확장자를 가지는 컨텐츠를 저장하는 저장 공간(153)의 할당 저장 용량은 CA로 설정되며, 이미지 컨텐츠의 확장자를 가지는 컨텐츠를 저장하는 저장 공간(155)의 할당 저장 용량은 CI로 설정되며, 기타 컨텐츠의 확장자를 가지는 컨텐츠를 가지는 저장 공간(157)의 할당 저장 용량은 CE로 서로 상이하게 설정된다.
한편, 상술한 본 발명의 실시 예들은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성 가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다.
상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체는 마그네틱 저장 매체(예를 들어, 롬, 플로피 디스크, 하드디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등) 및 캐리어 웨이브(예를 들면, 인터넷을 통한 전송)와 같은 저장 매체를 포함한다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (20)

  1. 컨텐츠 기반 네트워크의 라우터에 있어서,
    컨텐츠 확장자별로 구분되어 각 컨텐츠 확장자에 할당되는 다수의 저장 공간을 구비하는 메모리; 및
    요청 컨텐츠의 확장자를 식별하고, 식별한 상기 요청 컨텐츠의 확장자에 기초하여 상기 요청 컨텐츠의 확장자에 할당된 저장 공간에서 상기 요청 컨텐츠를 검색하거나 상기 요청 컨텐츠를 저장 관리하는 관리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 컨텐츠 기반 네트워크의 라우터.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 관리부는
    사용자 단말기 또는 하위 주변 라우터로부터 수신한 컨텐츠 요청 메시지에 구비되어 있는 요청 컨텐츠의 확장자를 추출하여 상기 요청 컨텐츠의 확장자를 식별하는 식별부; 및
    상기 요청 컨텐츠의 확장자에 기초하여 다수의 상기 저장 공간 중 상기 요청 컨텐츠의 확장자에 할당된 저장 공간에서 상기 요청 컨텐츠를 검색하는 검색부를 포함하는 것을 특징으로 하는 컨텐츠 기반 네트워크의 라우터.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 관리부는
    상위 주변 라우터로부터 수신한 컨텐츠 응답 메시지에 구비되어 있는 요청 컨텐츠의 확장자에 기초하여 다수의 상기 저장 공간 중 상기 요청 컨텐츠의 확장자에 할당된 저장 공간에 요청 컨텐츠를 저장하는 저장 관리부를 더 포함하며,
    상기 식별부는 상기 상위 주변 라우터로부터 컨텐츠 응답 메시지를 수신하는 경우, 상기 컨텐츠 응답 메시지에 구비되어 있는 상기 요청 컨텐츠의 확장자를 추출하여 상기 요청 컨텐츠의 확장자를 식별하는 것을 특징으로 하는 컨텐츠 기반 네트워크의 라우터.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 관리부는
    요청 컨텐츠의 확장자에 할당된 각 저장 공간의 가용 저장 용량을 모니터링하며 상기 가용 저장 용량에 기초하여 저장 공간에 저장된 컨텐츠를 삭제 관리하는 갱신 관리부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컨텐츠 기반 네트워크의 라우터.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 갱신 관리부는
    단위 시간 동안 컨텐츠의 확장자별로 컨텐츠의 요청 횟수를 카운트하거나 상기 단위 시간 동안 컨텐츠 확장자별 할당되는 저장 공간에서 발생되는 컨텐츠의 교체 횟수를 카운트하는 카운트부;
    상기 요청 횟수 또는 교체 횟수에 기초하여 상기 메모리의 전체 저장 용량 중 컨텐츠 확장자별 할당되는 저장 공간의 할당 저장 용량을 계산하는 계산부;
    상기 메모리의 전체 저장 용량을 계산한 컨텐츠 확장자별 할당 저장 용량에 따라 컨텐츠 확장자별 저장 공간으로 할당하는 할당부; 및
    요청 컨텐츠의 확장자에 할당된 저장 공간의 가용 저장 용량을 모니터링하며 상기 가용 저장 용량에 기초하여 상기 요청 컨텐츠의 확장자에 할당된 저장 공간에 기저장된 컨텐츠를 삭제하여 수신한 요청 컨텐츠로 교체하는 교체부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컨텐츠 기반 네트워크의 라우터.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 교체부는
    LRU(Least Recently Used), FIFO(First In First Out), LFU(Least Frequently Used) 중 어느 하나의 방식으로 상기 기저장된 컨텐츠를 삭제하여 상기 요청 컨텐츠로 교체하는 것을 특징으로 하는 컨텐츠 기반 네트워크의 라우터.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 계산부는
    상기 메모리의 전체 저장 용량 중 컨텐츠 확장자별 할당되는 저장 공간의 할당 저장 용량을 상기 요청 횟수에 비례하도록 계산하는 것을 특징으로 하는 컨텐츠 기반 네트워크의 라우터.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 계산부는 아래의 수학식(1)에 따라 상기 할당 저장 용량을 계산하는데,
    [수학식 1]
    Figure PCTKR2018009738-appb-I000005
    여기서 Ratioi는 컨텐츠 확장자(i)에 할당되는 저장 공간의 할당 저장 용량이며, Ri는 컨텐츠 확장자(i)별 요청 횟수인 것을 특징으로 하는 컨텐츠 기반 네트워크의 라우터.
  9. 제 5 항에 있어서, 상기 계산부는
    상기 메모리의 전체 저장 용량 중 컨텐츠 확장자별 할당되는 저장 공간의 할당 저장 용량을 상기 요청 횟수 또는 상기 단위 시간 동안 상기 컨텐츠 확장자별 할당된 저장 공간에서 발생되는 컨텐츠의 교체 횟수에 비례하도록 계산하는 것을 특징으로 하는 컨텐츠 기반 네트워크의 라우터.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 계산부는 아래의 수학식(2)에 따라 상기 할당 저장 용량을 계산하는데,
    [수학식 2]
    Figure PCTKR2018009738-appb-I000006
    여기서 Ratioi는 컨텐츠 확장자(i)에 할당되는 저장 공간의 할당 저장 용량이며, Ri는 컨텐츠 확장자(i)별 요청 횟수이고 Ci는 컨텐츠 확장자(i)별 컨텐츠의 교체 횟수인 것을 특징으로 하는 컨텐츠 기반 네트워크의 라우터.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 컨텐츠 확장자는 비디오 컨텐츠 확장자, 오디어 컨텐츠 확장자, 이미지 컨텐츠 확장자 및 기타 컨텐츠 확장자인 것을 특징으로 하는 컨텐츠 기반 네트워크의 라우터.
  12. 컨텐츠 기반 네트워크의 라우터에서 컨텐츠를 관리하는 방법에 있어서,
    상기 라우터의 메모리를 컨텐츠 확장자별로 구분하여 각 컨텐츠 확장자에 저장 공간을 할당하는 단계;
    요청 컨텐츠의 확장자를 구비하는 메시지를 수신하는 경우, 상기 컨텐츠의 확장자를 식별하는 단계; 및
    식별한 상기 요청 컨텐츠의 확장자에 기초하여 상기 요청 컨텐츠의 확장자에 할당된 저장 공간에서 상기 요청 컨텐츠를 검색하거나 상기 요청 컨텐츠를 저장 관리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 컨텐츠의 관리 방법.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 요청 컨텐츠를 검색하는 단계는
    식별한 상기 요청 컨텐츠의 확장자에 기초하여 다수의 상기 저장 공간 중 상기 요청 컨텐츠의 확장자에 할당된 저장 공간에서 상기 요청 컨텐츠를 검색하는 것을 특징으로 하는 컨텐츠의 관리 방법.
  14. 제 12 항에 있어서, 상기 요청 컨텐츠를 저장 관리하는 단계는
    식별한 상기 요청 컨텐츠의 확장자에 기초하여 다수의 상기 저장 공간 중 상기 요청 컨텐츠의 확장자에 할당된 저장 공간에 상위 라우터로부터 수신한 요청 컨텐츠를 저장하는 것을 특징으로 하는 컨텐츠의 관리 방법.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 요청 컨텐츠를 저장 관리하는 단계는
    요청 컨텐츠의 확장자에 할당된 각 저장 공간의 가용 저장 용량을 모니터링하는 단계; 및
    상기 가용 저장 용량에 기초하여 상기 요청 컨텐츠의 확장자에 할당된 저장 공간에서 기저장된 컨텐츠를 삭제하여 수신한 요청 컨텐츠로 교체하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컨텐츠의 관리 방법.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 컨텐츠의 관리 방법은
    LRU(Least Recently Used), FIFO(First In First Out), LFU(Least Frequently Used) 중 어느 하나의 방식으로 상기 기저장된 컨텐츠를 삭제하여 수신한 상기 요청 컨텐츠로 교체하는 것을 특징으로 하는 컨텐츠의 관리 방법.
  17. 제 15 항에 있어서, 상기 요청 컨텐츠를 저장 관리하는 단계는
    상기 메모리의 전체 저장 용량 중 컨텐츠 확장자별 할당되는 저장 공간의 할당 저장 용량을 계산하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컨텐츠의 관리 방법.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 할당 저장 용량을 계산하는 단계는
    상기 메모리의 전체 저장 용량 중 컨텐츠 확장자별 할당되는 저장 공간의 할당 저장 용량을 상기 요청 횟수에 비례하여 계산하는 것을 특징으로 하는 컨텐츠의관리 방법.
  19. 제 17 항에 있어서, 상기 할당 저장 용량을 계산하는 단계는
    상기 메모리의 전체 저장 용량 중 컨텐츠 확장자별 할당되는 저장 공간의 할당 저장 용량을 상기 요청 횟수 또는 상기 단위 시간 동안 상기 컨텐츠 확장자별 할당되는 저장 공간에서 발생되는 컨텐츠의 교체 횟수에 비례하여 계산하는 것을 특징으로 하는 컨텐츠의 관리 방법.
  20. 제 12 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 컨텐츠 확장자는 비디오 컨텐츠 확장자, 오디어 컨텐츠 확장자, 이미지 컨텐츠 확장자 및 기타 컨텐츠 확장자인 것을 특징으로 하는 컨텐츠 기반 네트워크의 라우터.
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