Patching 기법

VoD서비스 오버레이 멀티캐스트 기법을 이용하여 제공하기위한 연구들은, 기 본적인 ALM(Applicati-on Layer Multicast)에 대한 연구가 지연과 지터를 고려 한 효율적인 트리구성에 주로 집중되는 데 반해, 패칭기법은 다른 측면에서의 접 근 방식들이 보인다. 기본적으로 구성된 네트워크 장비들을 교체하지 않고 VoD 서비스를 제공하기 위해서는 오버레이 멀티캐스트 기법과 패칭기법의 조합이 필 요하다. 멀티캐스트 에서 새로운 클라이언트가 접속 하였을 때, 실시간 라이브 방송에서는 오직 접속한 시간의 미디어 스트림만이 필요한 반면 On-Demand 서 비스에서는 미디어의 시작부분부터 접속한 시간까지의 모든 스트림이 필요하다.

따라서 미디어의 시작 부분을 전송해줄 수 있는 특별한 기법이 필요하며, 이를 패칭기법 이라고 한다[4]. 오버레이 멀티캐스트는 라우터의 구현, 혼잡 제어, 신 뢰성 있는 전송 등의 문제점을 지니는 IP 멀티캐스트의 대안으로 제안된 기법이 며 전형적인 패칭기법 또한 이러한 IP 멀티캐스트 상에서 연구되어온 기법이다.

이러한 패칭기법을 오버레이 멀티캐스트 상에 적용하여 제안된 대표적인 관련 연구들을 살펴보면 다음과 같다.

2-1) Coopnet

Coopnet[5]은 실시간 비디오 스트리밍을 위한 시스템으로서 미디 콘텐츠를 여 러 부분으로 나누어 배분시키는 MDC(Multiple Description Coding)을 적용하여 peer의 장애가 발생하더라도 데이터의 손실을 최소화한다. 이는 VoD를 위한 기 능은 지원하지만, 재생 점이 다른 사용자들을 관리하는 기법은 제공하지 않는다.

2-2) NICE, Zigzag

NICE[6]와 Zigzag[7]는 계층 구조의 클러스터 기반 기법으로서 모든 멤버들을 확장성 있는 계층형 구조로 형성하고, 동적 특성들을 소화할 뿐만 아니라 멀티캐

스트 트리의 제어트래픽을 감소시킬 수 있으나 네트워크 유동적인 환경에서 개 념적인 대역폭을 다루는 이러한 기법들이 현 인터넷에서 적용하기엔 무리가 따 른다. 특히 VoD 스트리밍 서비스에는 이런 구조로는 해결될 수 없다.

2-3) P2Cast

그림 5. P2Cast 시스템 구조

그림 6. Client 1, 2의 스트림 비교

P2Cast는 P2P네트워크와 IP 멀티캐스트의 패칭 채널, 그리고 ALM(Application Layer Multicast)을 조합하여 고안된 기법으로 그림 5 에서 P2Cast의 동작 구조를 볼 수 있다. 서비스를 제공 받기위한 클라이언트들은 서 버로 접속 하여 서버로부터 Video Stream 서비스를 받는 것이 아니라 몇몇 클라 이언트만이 서버로부터 직접 Video Stream을 받고 나머지 클라이언트들은 서버가 아닌 기존에 서비스 받고 있는 클라이언트들에게 Video Stream을 전송 받는 방식 으로 그림 5에 보는 바와 같이 세션 트리를 구성하여 서비스 받게 된다. 이에 Video Stream의 시작 부분을 다른 클라이언트에서 받고 동시에 base Stream을 받 기 때문에 서버의 부하를 줄일 수 있고 보다 많은 수의 Client에게 서비스를 제공

할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 이언트(Client2)는 상위 클라이언트(Client3)에서 Base Stream을 받게 되고 미디 어의 첫 부분을 VoD 서버 또는 미디어의 시작 부분을 캐쉬에 저장하고 있는 다 algorithm, BF-dely algorithm, BF-delay-approx algorithm을 이용하여 해결 하 고 있다. 이는 장애가 발생 할 때 마다 서버가 개입하여 해결하는 방식을 사용하

문에 유동성 있는 세션 트리 구성이 가능하다.

2-4) P2VoD

그림 7. P2VoD 시스템 구조

P2VoD는 IP 주소의 부족, 보안 및 보급상의 문제로 실현 불가능한 IP 멀티캐 스트에 대한 대안으로 제안된 오버레이 멀티캐스트를 이용하여 VoD서비스를 수 행하는 P2Cast 기반의 또 다른 기법이다.

P2Cast는 클라이언트들이 세션 트리를 구성을 하여 Video Stream 서비스를 제공 받지만 P2VoD에서는 클라이언트의 그룹이 세션 트리를 구성하여 Video Stream 서비스를 제공 받는다. 그림 7은 P2VoD 시스템 구조를 나타내고 있다.

서버는 클라이언트의 요청에 대해서 비디오 스트림을 시간단위의 데이터로 블 록화 하여 서비스를 수행한다. P2VoD 세션에 가입한 모든 클라이언트들은 이러 한 데이터 블록 중 가장 최근의 블록을 저장 하기위한 특정 크기의 버퍼를 구성 하게 된다. 같은 데이터 블록을 보유하는 클라이언트들을 동일 차수로 그룹화 하 여, 새로운 요청이 있는 클라이언트는 자신보다 상위 차수에 있는 모든 클라이언 트들을 검사하고, 요청한 스트림 블록을 보유하고 있는 클라이언트에게서 서비스 를 받게 된다. P2VoD에서는 P2Cast에서 중간 노드의 장애∙이탈시 서버가 직접 관여하여 해결 하였던 문제를 그룹화 메카니즘을 통해 장애가 발생 했을 때 빠 른 복구가 가능하도록 하였다. 하지만 그룹화 메카니즘은 장애 발생시 빠른 복구 에는 효과적일 수 있지만 그룹화 메커니즘의 구현이 복잡해질 수 있는 단점이 있다.