WO2022019656A1 - Arm 서버 기반의 가상 클라우드 서비스 플랫폼 - Google Patents

Arm 서버 기반의 가상 클라우드 서비스 플랫폼 Download PDF

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WO2022019656A1
WO2022019656A1 PCT/KR2021/009433 KR2021009433W WO2022019656A1 WO 2022019656 A1 WO2022019656 A1 WO 2022019656A1 KR 2021009433 W KR2021009433 W KR 2021009433W WO 2022019656 A1 WO2022019656 A1 WO 2022019656A1
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terminal
arm
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PCT/KR2021/009433
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이성환
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(주)온넷시스템즈코리아
이성환
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    • G06F2009/45587—Isolation or security of virtual machine instances

Definitions

  • the present invention creates a virtualization environment such as Docker and Android emulator for each user in a virtualized server equipped with an ARM core and a GPU (Virtual Muchine Server), runs an app according to a user's request in the virtualized environment, and operates a platform server (Platform Server) converts and encodes the video and audio of the application according to the user's terminal environment, delivers it to the user terminal in real time, and decodes and plays it in the user terminal. It relates to an ARM server-based virtual Android app service platform that is independent of user hardware and OS terminal environment that enables effective service.
  • the mobile app had to be modified or additionally developed according to the service environment of the operating hardware and OS.
  • Such a conventional cloud-based mobile app service has problems in that additional costs are incurred due to the input of technical manpower, delay in service start due to the technology development period, and service impossibility due to business feasibility and technical difficulties.
  • the present invention enables the app and API operating in the Android environment to be used as it is regardless of the user's hardware and the terminal environment of the OS, thereby eliminating the need for cost and time for additional development of the mobile app. , to provide an ARM server-based virtual cloud service platform that can provide users with market-proven apps in a virtual environment in a short time.
  • the present invention enables apps and APIs operating in the Android environment to be used as it is, regardless of the user's hardware and OS terminal environment, thereby eliminating the need for cost and time for additional development of mobile apps, and It is an object of the invention to provide an ARM server-based virtual cloud service platform that can quickly service verified apps to users in a virtual environment.
  • the present invention creates a virtualization environment for each user and drives an app according to a user's request, a virtualization server including an ARM core and a GPU (Virtual Machine Server);
  • the video and audio of the app driven through the virtual machine server are converted and encoded according to the user's terminal environment, transmitted to the user terminal in real time, and decoded and played back in the user's terminal.
  • services including APP, games, AR, and VR regardless of the user's hardware and OS terminal environment, including the Platform Server that provides services with effects that are executed directly on the user's terminal.
  • It provides an ARM server-based virtual cloud service platform, characterized in that.
  • apps and APIs that operate in the Android environment can be used as they are regardless of the user's hardware and OS terminal environment, so there is no need for cost and time for additional development of mobile apps, and the market-proven apps can be quickly developed It has the advantage of being able to serve users in a virtual environment.
  • the installation and execution of the app is done in the ARM-based cloud, even if the app is not directly installed on the user's terminal, it can provide the same effective service as that of directly installing and running the app. It has the advantage of real-time streaming and real-time streaming of various APPs, games, high-quality applications including AR and VR, and services including mobile content without any burden on usage.
  • the operating environment of the app is an ARM-based high-performance server, it has the advantage that it is not affected by the user's terminal specifications.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of an ARM server-based virtual cloud service platform according to the present invention.
  • FIG. 2 is a hierarchical diagram of a hypervisor virtualization unit constituting the virtual machine server of FIG. 1 .
  • FIG. 3 is a hierarchical diagram of the Docker virtualization unit 12 constituting the virtual machine server of FIG. 1 .
  • FIG. 4 is a conceptual diagram of the entire service to which the ARM server-based virtual cloud service platform according to the present invention is applied.
  • a virtual machine server 10 including an ARM core and a GPU that creates a virtualization environment for each user and runs an app according to a user's request;
  • the video and audio of the app driven through the virtual machine server 10 are converted and encoded according to the user's terminal environment, and transmitted to the user terminal in real time, and decoded in the user's terminal. ) and play, including a platform server 20 that provides a service of the effect executed directly on the user's terminal, regardless of the user's hardware and OS terminal environment, APP, game, AR, VR In the ARM server-based virtual cloud service platform that can provide services including,
  • the virtualization server (Virtual Machine Server) (10)
  • a hypervisor virtualization unit 11 that achieves full virtualization based on a hypervisor that completely virtualizes hardware including ARM Core, GPU, and Mem;
  • An ARM server-based virtual cloud service platform comprising a Docker virtualization unit 12 that completely virtualizes hardware including X86 Core, GPU, and Mem.
  • the ARM server-based virtual cloud service platform (1) according to the present invention is
  • a virtual machine server including an ARM core and a GPU that creates a virtualization environment for each user and runs an app according to a user's request;
  • the video and audio of the app driven through the virtual machine server 10 are converted and encoded according to the user's terminal environment, and transmitted to the user terminal in real time, and then decoded in the user's terminal. ) and playback, including a platform server 20 that provides a service of the effect executed directly on the user's terminal, regardless of the user's hardware and OS terminal environment, it is characterized in that the service can be provided. .
  • the ARM server-based virtual cloud service platform (1) is a service agent for interworking with the platform server (20) in the user's terminal in order to create a virtual environment such as Docker and Android emulator for each user. is installed,
  • the platform server (Platform Server) 20 receives the command such as environment information and APP execution request of the user terminal through the service agent of the user terminal, and then delivers it to the virtual machine server (10),
  • the virtual machine server 10 performs an app execution service in a separate virtual app execution environment created for each user according to the user's environment and request.
  • the virtualization server (Virtual Machine Server) 10 is a hypervisor virtualization unit 11 that completely virtualizes hardware including ARM Core, GPU, and Mem based on a hypervisor (Hypervisor),
  • It includes a Docker virtualization unit 12 that completely virtualizes hardware including X86 Core, GPU, and Mem, and makes full virtualization based on Docker.
  • the hypervisor virtualization unit 11 includes a first hardware 111 including an ARM Core, a GPU, and a Mem;
  • a first host OS (Host Operating System) 112 configured on the basis of the first hardware 111;
  • It includes a first container 114 for packaging a plurality of Android applications (Android Application) (114a) in one instance.
  • Android Application Android Application
  • the hypervisor virtualization unit 11 drives a hypervisor 113 in which the first hardware 111 is virtualized on the first host OS (Host Operating System) 112 .
  • the first container 114 is lighter than the existing virtualization technology, has fast performance, and can execute a larger number of applications in the same environment. It has quick creation, distribution and portability, so it has the convenience of application development, ease of change and scalability.
  • the plurality of Android applications (Android Application) (114a) is executed in the isolated first container (114).
  • Containerization is a type of virtualization that is done at the application level so that a single kernel can contain multiple isolated userspace instances.
  • Containers provide a basic way to package application code, runtime, system tools, system libraries, and configuration into a single instance. Containers share one kernel (operating system) installed on the hardware.
  • Such container technology is easy to store, deploy, and reuse with minimal capacity because there is no guest OS.
  • it is possible to use only the minimum resources required for application operation by using only binaries and libraries without running the guest OS.
  • the Docker virtualization unit 12 includes a second hardware (H/W) 121 including ⁇ 86 Core, GPU, and Mem;
  • a second host OS (Host Operating System) 122 driven on the basis of the second hardware 121;
  • It includes a second VM server including a second container 124 for packaging a plurality of Windows applications (Windows Application) (124a) in one instance.
  • a second VM server including a second container 124 for packaging a plurality of Windows applications (Windows Application) (124a) in one instance.
  • the Docker virtualization unit 12 drives a Docker 123 in which the second hardware 121 is virtualized on the second host OS (Host Operating System) 122 .
  • the second host OS HyperText Operating System
  • the second container 124 is lighter and faster than the existing virtualization technology and can execute a larger number of applications in the same environment. It has quick creation, distribution and portability, so it has the convenience of application development, ease of change and scalability.
  • the plurality of Windows applications 124a are executed in the isolated second container 124 .
  • Virtualization is a technology that abstracts physical resources into multiple virtual machines to maximize hardware resources in a high-performance computing system. That is, it is a technology that displays a physical resource in the form of a logical resource and presents it only in a logical form to a user who uses the physical resource.
  • physical resources such as an independent server, operating system, application program, and storage device can be viewed as multiple logical resources, and multiple physical resources can be expressed as a single logical resource.
  • the hypervisor is a virtualization layer and virtualizes a hardware environment in which an operating system can run.
  • the GPU Graphic Processing Units
  • the GPU is a device for parallel processing of commands at high speed by using thousands of cores for graphic processing.
  • a 3D graphics processing library such as Direct3D or OpenGL is used to send commands to the GPU for processing.
  • the Docker is a lightweight platform that performs container virtualization at the operating system level without using a hypervisor, and restricts containers to run as a single process.
  • the Docker is used as an image and container concept.
  • the image is created in the form of a file after necessary applications are installed and consists of a series of read-only layers. It is combined into a single image and reused when a new container is built, which has the advantage of speeding up the construction process.
  • the platform server (Platform Server) (20) Hardware (H/W) including GPU, CPU, and Mem; Windows server OS or Linux (Linux) driven on the hardware (H / W) based; CUDA, OPENGL, DERECT X, NVENC, NVDEC, OPENCV, FFMPEG Middleware; Application Control Interface (ACI), MQTT Event Broker; Source Ingest Module; Data Matrix Mapper; Data Receiver Module; Event Handler Module; Packetizer Module; Control Module; Session Manager; DeMuxer/Muxer Module; Includes a Stream Engine.
  • Hardware H/W
  • Mem Windows server OS or Linux (Linux) driven on the hardware (H / W) based
  • CUDA OPENGL, DERECT X, NVENC, NVDEC, OPENCV, FFMPEG Middleware
  • Application Control Interface ACI
  • MQTT Event Broker Source Ingest Module; Data Matrix Mapper; Data Receiver Module; Event Handler Module; Packe
  • the platform server 20 receives an image or control event data input through a control terminal such as a user's mobile, and then through a switch (TCP/IP) 30 through a virtual machine (Virtual Machine) Server) (10) has a function to transmit.
  • a control terminal such as a user's mobile
  • TCP/IP Transmission Control Protocol/IP
  • a virtual machine Virtual Machine Server
  • the platform server (Platform Server) 20 receives the image captured through the user's image capturing terminal and transmits it to the virtual machine server (10) or through the user's control terminal. After receiving the input control event, the control event data is analyzed and a driving control signal of the app is transmitted to the virtual machine server (10).
  • control terminal includes an external input device such as a joystick, a keyboard, a mouse, and a remote control.
  • an external input device such as a joystick, a keyboard, a mouse, and a remote control.
  • the user can use a Player, a Camera Capture, an Encoder/Decoder, a Muxer/De-Muxer, and an AV Data Flow Handler (AV Data).
  • AV Data AV Data Flow Handler
  • the captured image is transmitted to the virtual machine server 10 through TCP/IP through the source ingest module of the platform server 20 .
  • the control command is transmitted to the virtual machine server 10 through TCP/IP through the control module of the platform server 20 .
  • users can easily control the app through external input devices such as a joystick, keyboard, mouse, remote control, and gesture.
  • external input devices such as a joystick, keyboard, mouse, remote control, and gesture.
  • IPTV IPTV
  • mobile IPTV
  • STB Set-top Box
  • PC PC, etc. in real time by converting and encoding the video and audio of the app driven through the virtual machine server 10 according to the user's terminal environment.
  • the captured image and control command transmitted by the user in this way executes and controls the application in the virtual machine server 10, and such execution and control contents are the platform server (Platform Server) ( 20) is implemented in real time in the set-top box (STB) through the Stream Engine.
  • Platform Server Platinum Server
  • the set-top box includes a player, a camera capture, an encoder/decoder, a muxer/de-muxer, and an AV data flow handler. , including codec handlers.
  • the TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) 30 refers to a communication protocol used when connecting to a network such as the Internet, LAN, or WAN, and is a program composed of two layers.
  • the upper layer, TCP is responsible for sending messages through the Internet by dividing files into smaller packets, and reassembling the received packets into the original message.
  • the lower layer, IP processes the address part of each packet so that the packets can reach their destination precisely.
  • Each gateway on the network checks the address of the message to know where to forward the message. When a message is divided into multiple packets, each packet can be delivered through different paths, and they are reassembled at the final destination.
  • the ARM server-based virtual cloud service platform 1 of the present invention having such a function can be applied to various fields such as graphic-intensive game contents field, educational contents field, print media contents field, web contents field, mobile contents field, etc. do.
  • the ARM server-based virtual cloud service platform creates a virtualization environment (Docker, Android emulator, etc.) for each user in a virtualized server (Virtual Muchine Server) equipped with an ARM core and GPU, and the user's request in the virtualization environment Runs the app in accordance with By allowing the user to play, the service of the effect directly executed in the terminal is possible to the user, so that there is industrial applicability.
  • a virtualization environment Docker, Android emulator, etc.
  • Virtual Muchine Server Virtual Muchine Server

Landscapes

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  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract

본 발명은 ARM 코어와 GPU를 포함하는 가상화 서버(Virtual Muchine Server) 에서 사용자 별로 가상화 환경(Docker, 안드로이드 애뮬레이터 등)을 생성하고, 상기 가상화 환경에서 사용자의 요청에 따라 앱을 구동하고, 플랫폼서버(Platform Server)에서 어플리케이션의 영상과 음성을 사용자의 단말환경에 맞추어 변환 및 암호화(Encoding) 하여 실시간으로 사용자 단말에 전달하고, 사용자 단말에서 이를 복호화(Decoding) 및 재생하게 함으로써, 사용자에게 단말에서 직접 실행되는 효과의 서비스가 가능하게 하는 사용자 하드웨어, OS의 단말환경에 독립적인 ARM 서버 기반의 가상 안드로이드 앱 서비스 플랫폼에 관한 것이다.

Description

ARM 서버 기반의 가상 클라우드 서비스 플랫폼
본 발명은 ARM 코어와 GPU가 장착된 가상화 서버(Virtual Muchine Server) 에서 사용자 별로 Docker, 안드로이드 애뮬레이터 등의 가상화 환경을 생성하고, 상기 가상화 환경에서 사용자의 요청에 따라 앱을 구동하고, 플랫폼서버(Platform Server)에서 어플리케이션의 영상과 음성을 사용자의 단말환경에 맞추어 변환 및 암호화(Encoding) 하여 실시간으로 사용자 단말에 전달하고, 사용자 단말에서 이를 복호화(Decoding) 및 재생하게 함으로써, 사용자에게 단말에서 직접 실행되는 효과의 서비스가 가능하게 하는 사용자 하드웨어, OS의 단말환경에 독립적인 ARM 서버 기반의 가상 안드로이드 앱 서비스 플랫폼에 관한 것이다.
종래의 클라우드 기반 모바일 앱 서비스는 구동되는 하드웨더, OS의 서비스 환경에 맞추어 모바일 앱을 수정하거나 또는 추가개발 해야만 했다.
예를 들어 안드로이드 환경에서 동작하는 앱을 기존 X86 CPU 기반의 클라우드 환경에서 구동하기 위해서는 X86 CPU 기반으로 서비스 앱을 재개발하여야 한다. 또한 안드로이드 환경에서만 지원하는 API(Application Programming Interface)를 사용한 경우 재개발이 불가능 할 수도 있다.
이와 같은 종래의 클라우드 기반 모바일 앱 서비스는 기술인력 투입에 따른 추가 비용 발생, 기술 개발기간에 따른 서비스 시작 지연, 사업성 및 기술난재에 따른 서비스 불가능의 문제가 있었다.
이와 같은 문제를 해결하기 위하여, 본 발명은 안드로이드 환경에서 동작하는 앱과 API를 사용자의 하드웨어 및 OS의 단말환경에 상관없이 그대로 사용 가능하게 함으로써, 모바일 앱의 추가 개발을 위한 비용 및 시간이 필요없고, 시장에서 검증된 앱을 빠른 시간에 가상환경에서 사용자에게 서비스 가능한 ARM 서버 기반의 가상 클라우드 서비스 플랫폼을 제공하고자 한다.
상기한 바와 같이, 본 발명은 안드로이드 환경에서 동작하는 앱과 API를 사용자의 하드웨어 및 OS의 단말환경에 상관없이 그대로 사용 가능하게 함으로써, 모바일 앱의 추가 개발을 위한 비용 및 시간이 필요없고, 시장에서 검증된 앱을 빠른 시간에 가상환경에서 사용자에게 서비스 가능한 ARM 서버 기반의 가상 클라우드 서비스 플랫폼을 제공하고자 하는 것을 발명의 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여,
본 발명은 사용자별 가상화(virtualization) 환경을 생성하고 사용자의 요청에 따라 앱을 구동하는, ARM 코어와 GPU를 포함하는 가상화 서버(Virtual Machine Server)와,
상기 가상화 서버(Virtual Machine Server)를 통해 구동되는 앱의 영상과 음성을 사용자의 단말환경에 맞춰 변환 및 암호화(Encoding) 하여 실시간으로 사용자 단말에 전송하고, 사용자의 단말에서 이를 복호화(Decoding) 및 재생하게 함으로써, 사용자의 단말에서 직접 실행되는 효과의 서비스를 제공하는 플랫폼서버(Platform Server)를 포함하여 사용자의 하드웨어 및 OS의 단말환경에 상관없이 APP, 게임, AR, VR을 포함하는 서비스 제공이 가능한 것을 특징으로 하는 ARM 서버 기반의 가상 클라우드 서비스 플랫폼을 제공한다.
본 발명에 따른 ARM 서버 기반의 가상 클라우드 서비스 플랫폼의 효과는 다음과 같다.
첫째, 안드로이드 환경에서 동작하는 앱과 API를 사용자의 하드웨어 및 OS의 단말환경에 상관없이 그대로 사용 가능할 수 있어, 모바일 앱의 추가 개발을 위한 비용 및 시간이 필요없고, 시장에서 검증된 앱을 빠른 시간에 가상환경에서 사용자에게 서비스할 수 있다는 장점을 갖는다.
둘째, 앱의 설치 및 실행이 ARM 기반의 클라우드에서 이루어짐으로써, 사용자의 단말에 앱을 직접 설치하지 않더라도 직접 설치하여 실행하는 것과 동일한 효과의 서비스를 제공할 수 있기 때문에 저장공간, 메모리, 하드웨어 자원에 대한 사용부담이 전혀 없는 상태에서 다양한 APP와 게임, AR, VR을 포함하는 고품질의 어플리케이션, 모바일 콘텐츠를 포함하는 서비스를 구현하고 실시간 스트리밍할 수 있다는 장점을 갖는다.
셋째, 앱의 구동환경이 ARM 기반의 고성능 서버이므로 사용자의 단말 사양에 영향을 받지 않는다는 장점을 갖는다.
넷째, 개인 모바일폰과의 데이터 동기화 과정이 필요없이 개인별 맞춤 클라우드 안드로이드 APP 실행환경을 제공한다는 장점을 갖는다.
도 1은 본 발명에 따른 ARM 서버 기반의 가상 클라우드 서비스 플랫폼의 개략도.
도 2는 도 1의 가상화 서버(Virtual Machine Server)를 구성하는 하이퍼바이저 가상화부의 계층도.
도 3은 도 1의 가상화 서버(Virtual Machine Server)를 구성하는 도커 가상화부(12)의 계층도.
도 4는 본 발명에 따른 ARM 서버 기반의 가상 클라우드 서비스 플랫폼이 적용된 서비스 전체 개념도.
사용자별 가상화(virtualization) 환경을 생성하고 사용자의 요청에 따라 앱을 구동하는, ARM 코어와 GPU를 포함하는 가상화 서버(Virtual Machine Server)(10)와,
상기 가상화 서버(Virtual Machine Server)(10)를 통해 구동되는 앱의 영상과 음성을 사용자의 단말환경에 맞춰 변환 및 암호화(Encoding) 하여 실시간으로 사용자 단말에 전송하고, 사용자의 단말에서 이를 복호화(Decoding) 및 재생하게 함으로써, 사용자의 단말에서 직접 실행되는 효과의 서비스를 제공하는 플랫폼서버(Platform Server)(20)를 포함하여 사용자의 하드웨어 및 OS의 단말환경에 상관없이 APP, 게임, AR, VR을 포함하는 서비스 제공이 가능한 ARM 서버 기반의 가상 클라우드 서비스 플랫폼에 있어서,
상기 가상화 서버(Virtual Machine Server)(10)는
ARM Core, GPU, Mem을 포함하는 하드웨어를 완전히 가상화하는 하이퍼바이저(Hypervisor) 기반의 전가상화를 이루는 하이퍼바이저 가상화부(11)와,
X86 Core, GPU, Mem을 포함하는 하드웨어를 완전히 가상화하는 도커(Docker) 기반의 전가상화를 이루는 도커 가상화부(12)를 포함하는 것을 특징으로 하는 ARM 서버 기반의 가상 클라우드 서비스 플랫폼.
이하, 본 발명에 따른 ARM 서버 기반의 가상 클라우드 서비스 플랫폼에 대한 구체적인 기술 내용을 도면과 함께 살펴보도록 한다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이,
본 발명에 따른 ARM 서버 기반의 가상 클라우드 서비스 플랫폼(1)은
사용자별 가상화 환경을 생성하고 사용자의 요청에 따라 앱을 구동하는, ARM 코어와 GPU를 포함하는 가상화 서버(Virtual Machine Server)(10)와,
상기 가상화 서버(Virtual Machine Server)(10)를 통해 구동되는 앱의 영상과 음성을 사용자의 단말환경에 맞춰 변환 및 암호화(Encoding) 하여 실시간으로 사용자 단말에 전송하여, 사용자의 단말에서 이를 복호화(Decoding) 및 재생하게 함으로써, 사용자의 단말에서 직접 실행되는 효과의 서비스를 제공하는 플랫폼서버(Platform Server)(20)를 포함하여 사용자의 하드웨어 및 OS의 단말환경에 상관없이 서비스 제공이 가능한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 ARM 서버 기반의 가상 클라우드 서비스 플랫폼(1)은 사용자별 Docker, 안드로이드 애뮬레이터 등의 가상화 환경을 생성하기 위하여 사용자의 단말에는 상기 플랫폼서버(Platform Server)(20)와의 연동을 위한 서비스 Agent가 설치되고,
상기 플랫폼서버(Platform Server)(20)에서는 상기 사용자 단말의 서비스 Agent를 통하여 사용자 단말의 환경정보 및 APP 실행 요청 등의 명령을 수신 후 이를 상기 가상화 서버(Virtual Machine Server)(10)에 전달하며,
상기 가상화 서버(Virtual Machine Server)(10)에서는 사용자의 환경과 요청에 따라 사용자별로 생성된 별도의 가상 앱 실행환경에서 앱 실행 서비스를 수행하게 된다.
본 발명에 따른 ARM 서버 기반의 가상 클라우드 서비스 플랫폼(1)을 구성하는 가상화 서버(Virtual Machine Server)(10) 및 플랫폼서버(Platform Server)(20)에 대한 보다 구체적인 내용에 대해 살펴보도록 한다.
[ 가상화 서버(Virtual Machine Server) ]
상기 가상화 서버(Virtual Machine Server)(10)는 ARM Core, GPU, Mem을 포함하는 하드웨어를 완전히 가상화하는 하이퍼바이저(Hypervisor) 기반의 전가상화를 이루는 하이퍼바이저 가상화부(11)와,
X86 Core, GPU, Mem을 포함하는 하드웨어를 완전히 가상화하는 도커(Docker) 기반의 전가상화를 이루는 도커 가상화부(12)를 포함한다.
상기 하이퍼바이저 가상화부(11)는 ARM Core, GPU, Mem을 포함하는 제1하드웨어(111)와,
상기 제1하드웨어(111) 기반에서 구성되는 제1호스트OS(Host Operating System)(112)와,
하이퍼바이저(Hypervisor)(113)와,
다수의 안드로이드 어플리케이션(Android Application)(114a)을 하나의 인스턴스에 패키징하는 제1컨테이너(114)를 포함한다.
상기 하이퍼바이저 가상화부(11)는 상기 제1호스트OS(Host Operating System)(112) 위에 상기 제1하드웨어(111)를 가상화시킨 하이퍼바이저(Hypervisor)(113)를 구동시킨다.
상기 제1컨테이너(114)는 기존 가상화 기술보다 가벼우며 빠른 성능을 보이고 동일 환경에서 더 많은 수의 어플리케이션을 실행할 수 있다. 빠른 생성, 배포 및 이식성을 갖고 있어 어플리케이션 개발의 편의성, 변경의 용이성 및 확장성을 갖는다.
상기 다수의 안드로이드 어플리케이션(Android Application)(114a)는 격리된 제1컨테이너(114) 내에서 실행된다.
컨테이너화는 커널 하나에 격리된 여러 개의 사용자 공간 인스턴스가 포함될 수 있도록 애플리케이션 수준에서 이루어지는 가상화의 일종이다. 컨테이너는 애플리케이션 코드, 런타임, 시스템 도구, 시스템 라이브러리 및 구성을 하나의 인스턴스에 패키징하는 기본적인 방법을 제공한다. 컨테이너는 하드웨어에 설치된 커널(운영 체제) 하나를 공유한다.
이와 같은 컨테이너 기술은 게스트 OS가 없어 최소한의 용량으로 보관, 배포 및 재사용이 용이하다. 또한 게스트 OS의 구동이 없고 바이너리와 라이브러리만 사용하여 애플리케이션 운영에 필요한 최소한의 자원만을 사용하는 것이 가능하다.
상기 도커 가상화부(12)는 ×86 Core, GPU, Mem을 포함하는 제2하드웨어(H/W)(121)와,
상기 제2하드웨어(121) 기반에서 구동되는 제2호스트OS(Host Operating System)(122)와,
도커(Docker)(123)와,
다수의 윈도우즈 어플리케이션(Windows Application)(124a)을 하나의 인스턴스에 패키징하는 제2컨테이너(124)를 포함하는 제2VM 서버를 포함한다.
상기 도커 가상화부(12)는 상기 제2호스트OS(Host Operating System)(122) 위에 상기 제2하드웨어(121)를 가상화시킨 도커(Docker)(123)를 구동시킨다.
상기 제2컨테이너(124)는 기존 가상화 기술보다 가벼우며 빠른 성능을 보이고 동일 환경에서 더 많은 수의 어플리케이션을 실행할 수 있다. 빠른 생성, 배포 및 이식성을 갖고 있어 어플리케이션 개발의 편의성, 변경의 용이성 및 확장성을 갖는다.
상기 다수의 윈도우즈 어플리케이션(Windows Application)(124a)는 격리된 상기 제2컨테이너(124) 내에서 실행된다.
가상화(Virtualization)는 고성능 컴퓨팅 시스템에서 하드웨어 자원을 최대로 활용하기 위해 물리 자원을 여러 개의 가상 머신들로 추상화 하는 기술이다. 즉 물리적인 자원을 논리적 자원의 형태로 표시하여 물리적 자원을 이용하는 사용자에게 논리적 형태로만 나타내주는 기술이다.
이를 통해 독립된 서버, 운영체제, 응용 프로그램, 저장 장치 등의 물리적인 자원을 여러 개의 논리적인 자원으로 보이도록 할 수 있으며 여러 개의 물리적인 자원을 하나의 논리적인 자원으로 나타낼 수도 있다.
상기 하이퍼바이저(Hypervisor)는 가상화 레이어로서 운영체제가 구동 할 수 있는 하드웨어 환경을 가상으로 만들어 준다.
상기 GPU(Graphic Processing Units)는 그래픽 처리를 위하여 수 천개의 코어를 사용하여 빠른 속도로 명령어를 병렬 처리를 위한 장치이다.
GPU를 사용하기 위해서는 Direct3D 또는 OpenGL 같은 3D 그래픽 처리 라이브러리를 사용하여 GPU에 명령어를 전송하여 처리하게 된다.
상기 도커는 하이퍼바이저를 사용하지 않고 운영체제 수준으로 컨테이너 가상화를 수행하는 경량화된 플랫폼으로서, 컨테이너가 단일 프로세스로 실행되도록 제한하며 이는 업데이트가 쉽고 세분화되며 마이크로서비스기반 애플리케이션 구축에 효율적이다.
상기 도커는 이미지와 컨테이너 개념으로 사용된다. 상기 이미지는 필요한 애플리케이션들을 설치한 후 파일 형태로 만든 것으로서 일련의 읽기 전용 계층으로 이루어져 있다. 단일 이미지로 결합되어 새로운 컨테이너가 구축될 때 재사용하게 되어 구축프로세스가 빠르게 되는 장점이 있다.
[ 플랫폼서버(Platform Server) ]
상기 플랫폼서버(Platform Server)(20)는 GPU, CPU, Mem을 포함하는 하드웨어(H/W); 상기 하드웨어(H/W) 기반에서 구동되는 윈도우즈 서버 OS 또는 리눅스(Linux); CUDA, OPENGL, DERECT X, NVENC, NVDEC, OPENCV, FFMPEG Middleware; ACI(Application Control Interface), MQTT Event Broker; 소스 인제스트 모듈(Source Ingest Module); 데이터 매트릭스 맵퍼(Data Matrix Mapper); 데이터 리시버 모듈(Data Receiver Module); 이벤트 핸들러 모듈(Event Handler Module); 패킷타이저 모듈(Packetizer Module); 컨트롤 모듈(Control Module); 세션 매니져(Session Manager); 디먹서/먹서 모듈(DeMuxer/Muxer Module); 스트림 엔진(Stream Engine)을 포함한다.
상기 플랫폼서버(Platform Server)(20)는 사용자의 모바일 등의 제어단말기를 통해 입력된 영상 또는 제어 이벤트 데이터를 수신한 후 스위치(Switch(TCP/IP))(30)를 통해 가상화 서버(Virtual Machine Server)(10)로 전송하는 기능을 갖는다.
더욱 구체적으로는, 상기 상기 플랫폼서버(Platform Server)(20)는 사용자의 영상촬영단말기를 통해 촬영된 영상을 수신하여 가상화 서버(Virtual Machine Server)(10)로 전송하거나 또는 사용자의 제어단말기를 통해 입력되는 제어 이벤트를 수신한 후, 상기 제어 이벤트 데이터를 분석하여 앱의 구동 제어신호를 상기 가상화 서버(Virtual Machine Server)(10)로 전송한다.
이때 제어단말기는 조이스틱, 키보드, 마우스, 리모컨 등의 외부 입력 장치를 포함한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 사용자는 플레이어(Player), 카메라 캡쳐(Camera Capture), 엔코더/디코더(Encoder/Decoder), 먹서/디먹서(Muxer/De-Muxer), AV 데이터 플로우 핸들러(AV Data Flow Handler), 코덱 핸들러(Codec Handler)를 포함하는 모바일(Mobile)을 통해 촬영 영상 또는 제어 명령을 전송하게 되면,
상기 촬영 영상은 플랫폼서버(Platform Server)(20)의 소스 인제스트 모듈(Source Ingest Module)을 통해 TCP/IP를 거쳐 가상화 서버(Virtual Machine Server)(10)로 전송된다.
상기 제어 명령은 플랫폼서버(Platform Server)(20)의 컨트롤 모듈(Control Module)을 통해 TCP/IP를 거쳐 가상화 서버(Virtual Machine Server)(10)로 전송된다.
또한 사용자는 조이스틱, 키보드, 마우스, 리모컨, 제스처 등의 외부 입력장치를 통해 손쉽게 앱을 제어할 수도 있다.
상기 가상화 서버(Virtual Machine Server)(10)를 통해 구동되는 앱의 영상과 음성을 사용자의 단말환경에 맞춰 변환 및 암호화(Encoding) 하여 실시간으로 IPTV, 모바일, STB(Set-top Box) 또는 PC 등의 사용자 단말에 전송하여, 사용자의 단말에서 이를 복호화(Decoding) 및 재생하게 함으로써, 사용자의 단말에서 직접 실행되는 효과의 서비스를 제공하는 역할을 한다.
즉, 이와 같이 사용자에 의해 전송된 촬영 영상 및 제어 명령은 가상화 서버(Virtual Machine Server)(10) 내의 어플리케이션을 실행 및 제어하게 되고, 이와 같은 실행 및 제어되는 내용은 상기 플랫폼서버(Platform Server)(20)의 스트림엔진(Stream Engine)을 통해 셋톱박스(STB)에서 실시간 구현된다.
상기 셋톱박스(STB)는 플레이어(Player), 카메라 캡쳐(Camera Capture), 엔코더/디코더(Encoder/Decoder), 먹서/디먹서(Muxer/De-Muxer), AV 데이터 플로우 핸들러(AV Data Flow Handler), 코덱 핸들러(Codec Handler)를 포함한다.
상기 가상화 서버(Virtual Machine Server)(10)와 플랫폼서버(Platform Server)(20)간의 통신은 스위치(Switch(TCP/IP))(30)를 통해 이루어진다.
상기 TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)(30)는 인터넷이나 LAN, WAN등의 네트워크 접속 시 사용되고 있는 통신 프로토콜을 말하는 것으로서, 2개의 계층으로 이루어진 프로그램이다. 상위계층인 TCP는 메시지가 파일들을 좀 더 작은 패킷으로 나누어 인터넷을 통해 전송하는 일과, 수신된 패킷들을 원래의 메시지로 재조립하는 역할을 한다. 하위계층인 IP는 각 패킷의 주소부분을 처리함으로서, 패킷들이 목적지에 정확하게 도달할 수 있게 한다. 네트워크상의 각 게이트웨이는 메시지를 어느 곳에서 전달해야 할지를 알기 위해, 메시지의 주소를 확인한다. 한 메시지가 여러개의 패킷으로 나누어진 경우 각 패킷들은 서로 다른 경로를 통해 전달될 수 있으며, 그것들은 최종 목적지에서 재조립된다.
이와 같은 기능을 갖는 본 발명의 ARM 서버 기반의 가상 클라우드 서비스 플랫폼(1)은 그래픽 집약적인 게임 콘텐츠 분야, 교육 콘텐츠 분야, 인쇄 미디어 콘텐츠 분야, 웹 콘텐츠 분야, 모바일 콘텐츠 분야 등 다양한 분야에 적용이 가능하다.
본 발명에 따른 ARM 서버 기반의 가상 클라우드 서비스 플랫폼은 ARM 코어와 GPU가 장착된 가상화 서버(Virtual Muchine Server) 에서 사용자 별로 가상화 환경(Docker, 안드로이드 애뮬레이터 등)을 생성하고, 상기 가상화 환경에서 사용자의 요청에 따라 앱을 구동하고, 플랫폼서버(Platform Server)에서 어플리케이션의 영상과 음성을 사용자의 단말환경에 맞추어 변환 및 암호화(Encoding) 하여 실시간으로 사용자 단말에 전달하고, 사용자 단말에서 이를 복호화(Decoding) 및 재생하게 함으로써, 사용자에게 단말에서 직접 실행되는 효과의 서비스가 가능하여 산업상 이용가능성이 있다.

Claims (7)

  1. 사용자별 가상화(virtualization) 환경을 생성하고 사용자의 요청에 따라 앱을 구동하는, ARM 코어와 GPU를 포함하는 가상화 서버(Virtual Machine Server)(10)와,
    상기 가상화 서버(Virtual Machine Server)(10)를 통해 구동되는 앱의 영상과 음성을 사용자의 단말환경에 맞춰 변환 및 암호화(Encoding) 하여 실시간으로 사용자 단말에 전송하고, 사용자의 단말에서 이를 복호화(Decoding) 및 재생하게 함으로써, 사용자의 단말에서 직접 실행되는 효과의 서비스를 제공하는 플랫폼서버(Platform Server)(20)를 포함하여 사용자의 하드웨어 및 OS의 단말환경에 상관없이 APP, 게임, AR, VR을 포함하는 서비스 제공이 가능한 ARM 서버 기반의 가상 클라우드 서비스 플랫폼에 있어서,
    상기 가상화 서버(Virtual Machine Server)(10)는
    ARM Core, GPU, Mem을 포함하는 하드웨어를 완전히 가상화하는 하이퍼바이저(Hypervisor) 기반의 전가상화를 이루는 하이퍼바이저 가상화부(11)와,
    X86 Core, GPU, Mem을 포함하는 하드웨어를 완전히 가상화하는 도커(Docker) 기반의 전가상화를 이루는 도커 가상화부(12)를 포함하는 것을 특징으로 하는 ARM 서버 기반의 가상 클라우드 서비스 플랫폼.
  2. 청구항 1에 있어서,
    하이퍼바이저 가상화부(11)는
    ARM Core, GPU, Mem을 포함하는 제1하드웨어(111)와,
    상기 제1하드웨어(111) 기반에서 구성되는 제1호스트OS(Host Operating System)(112)와,
    하이퍼바이저(Hypervisor)(113)와,
    다수의 안드로이드 어플리케이션(Android Application)(114a)을 하나의 인스턴스에 패키징하는 제1컨테이너(114)를 포함하는 것을 특징으로 하는 ARM 서버 기반의 가상 클라우드 서비스 플랫폼.
  3. 청구항 1에 있어서,
    도커 가상화부(12)는
    ×86 Core, GPU, Mem을 포함하는 제2하드웨어(H/W)(121)와,
    상기 제2하드웨어(121) 기반에서 구동되는 제2호스트OS(Host Operating System)(122)와,
    도커(Docker)(123)와,
    다수의 윈도우즈 어플리케이션(Windows Application)(124a)을 하나의 인스턴스에 패키징하는 제2컨테이너(124)를 포함하는 제2VM 서버(12)를 포함하는 것을 특징으로 하는 ARM 서버 기반의 가상 클라우드 서비스 플랫폼.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 플랫폼서버(Platform Server)(20)는
    사용자의 영상촬영단말기를 통해 촬영된 영상을 수신하여 가상화 서버(Virtual Machine Server)(10)로 전송하거나 또는 사용자의 제어단말기를 통해 입력되는 제어 이벤트를 수신한 후, 상기 제어 이벤트 데이터를 분석하여 앱의 구동 제어신호를 상기 가상화 서버(Virtual Machine Server)(10)로 전송하는 것을 특징으로 하는 ARM 서버 기반의 가상 클라우드 서비스 플랫폼.
  5. 사용자별 가상화(virtualization) 환경을 생성하고 사용자의 요청에 따라 앱을 구동하는, ARM 코어와 GPU를 포함하는 가상화 서버(Virtual Machine Server)(10)와,
    상기 가상화 서버(Virtual Machine Server)(10)를 통해 구동되는 앱의 영상과 음성을 사용자의 단말환경에 맞춰 변환 및 암호화(Encoding) 하여 실시간으로 사용자 단말에 전송하고, 사용자의 단말에서 이를 복호화(Decoding) 및 재생하게 함으로써, 사용자의 단말에서 직접 실행되는 효과의 서비스를 제공하는 플랫폼서버(Platform Server)(20)를 포함하여 사용자의 하드웨어 및 OS의 단말환경에 상관없이 APP, 게임, AR, VR을 포함하는 서비스 제공이 가능한 ARM 서버 기반의 가상 클라우드 서비스 플랫폼에 있어서,
    상기 ARM 서버 기반의 가상 클라우드 서비스 플랫폼은
    사용자별 Docker, 안드로이드 애뮬레이터 등의 가상화 환경을 생성하기 위하여 사용자의 단말에 상기 플랫폼서버(Platform Server)(20)와의 연동을 위한 서비스 Agent가 포함되어 설치되는 것을 특징으로 하는 ARM 서버 기반의 가상 클라우드 서비스 플랫폼.
  6. ARM Core, GPU, Mem을 포함하는 하드웨어를 완전히 가상화하는 하이퍼바이저(Hypervisor) 기반의 전가상화를 이루는 하이퍼바이저 가상화부(11)와, X86 Core, GPU, Mem을 포함하는 하드웨어를 완전히 가상화하는 도커(Docker) 기반의 전가상화를 이루는 도커 가상화부(12)를 포함하며, 사용자별 가상화(virtualization) 환경을 생성하고 사용자의 요청에 따라 앱을 구동하는, ARM 코어와 GPU를 포함하는 가상화 서버(Virtual Machine Server)(10)와,
    상기 가상화 서버(Virtual Machine Server)(10)를 통해 구동되는 앱의 영상과 음성을 사용자의 단말환경에 맞춰 변환 및 암호화(Encoding) 하여 실시간으로 사용자 단말에 전송하고, 사용자의 단말에서 이를 복호화(Decoding) 및 재생하게 함으로써, 사용자의 단말에서 직접 실행되는 효과의 서비스를 제공하는 플랫폼서버(Platform Server)(20)를 포함하여 사용자의 하드웨어 및 OS의 단말환경에 상관없이 APP, 게임, AR, VR을 포함하는 서비스 제공이 가능한 것을 특징으로 하는 ARM 서버 기반의 가상 클라우드 서비스.
  7. 사용자별 가상화 환경을 생성하고 사용자의 요청에 따라 앱을 구동하는, ARM 코어와 GPU를 포함하는 가상화 서버(Virtual Machine Server)(10)와,
    상기 가상화 서버(Virtual Machine Server)(10)를 통해 구동되는 앱의 영상과 음성을 사용자의 단말환경에 맞춰 변환 및 암호화(Encoding) 하여 실시간으로 사용자 단말에 전송하여, 사용자의 단말에서 이를 복호화(Decoding) 및 재생하게 함으로써, 사용자의 단말에서 직접 실행되는 효과의 서비스를 제공하는 플랫폼서버(Platform Server)(20)와,
    가상화 서버(Virtual Machine Server)와 플랫폼서버(Platform Server) 사이에 위치되어, 인터넷이나 LAN, WAN등의 네트워크 접속 시 사용되고 있는 통신 프로토콜을 하는 TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)(30)로 구성되는 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 ARM 서버 기반의 가상 클라우드 서비스.
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