클라이언트/서버 기반 스트리밍 시스템에서의 네트워크 적응형 QoS 기법

Abstract

유.무선 인터넷 및 하드웨어의 발전으로 인터넷 방송, VoD(Video On Demand)등의 응용 서비스가 증가하면서 QoS(Quality of Service) 보장 문제가 해결해야 될 중요한 이슈로 부각되고 있다. 현재 인터넷은 모든 패킷을 우선순위에 상관없이 FIFO 형태로 전달하는 최선형(Best Effort) 서비스 기법에 근간하고 있기 때문에 보다 안정적인 서비스 지원을 위한 새로운 QoS 프로토콜 개발, QoS 지원 라우터 개발 등의 연구가 진행 중이다. 하지만 이러한 새로운 QoS 기법들은 기존 인프라를 충분히 활용하지 못하고 새로운 하드웨어 및 소프트웨어를 사용해야 하기때문에 고비용, 비효율성의 문제를 수반한다. 이러한 점에 착안하여, 본 논문에서는 기존의 인프라를 최대한 이용하는 클라이언트/서버 기반의 네트워크 적응형 QoS 제어기법을 제안한다. 제안된 Qos 제어기법은 스트리밍 시스템에서 실시간으로 서비스되고 있는 네트워크 대역폭 상태를 파악하여 QoS를 지원하기 때문에 유ㆍ무선 네트워크에 상관없이 적용할 수 있을 뿐만 아니라, 기존의 스트리밍 서비스에서 사용되는 프로토콜들을 이용하기 때문에 저 비용으로 구현할 수 있다. 또한, 스트리밍 서버와 클라이언트에 새로운 모듈 추가만으로 QoS를 지원하기 때문에 라우터나 네트워크 회선의 교체 없이도 QoS를 보장할 수 있는 장점을 지니고 있다. 인터넷의 트래픽이 폭주하는 경우에서 모의실험을 수행한 결과 일반 인터넷 환경에서는 클라이언트의 버퍼 메모리가 비어 스트리밍 재생 시 끊김 현상이 자주 발생하였으나, 제안한 기법을 사용한 인터넷 환경에서는 동영상의 끊김 현상이 없이(seamless) 재생될 수 있는 스트림이 클라이언트 버퍼 메모리에 항상 있음을 확인할 수 있었다. Due to the fast development of wire&wireless internet and computer hardware, more and more internet services are being developed, such as Internet broadcast, VoD (Video On Demand), etc. So QoS (Qualify of Service) is essentially needed to guarantee the quality of these services. Traditional Internet is Best-Effort service in which all packets are transported in FIFO (First In First Out) style. However, FIFO is not suitable to guarantee the quality of some services, so more research in QoS router and QoS protocol are needed. Researched QoS router and protocol are high cost and inefficient because the existing infra is not used. To solve this problem, a new QoS control method, named Network Adaptive QoS, is introduced and applied to client/server-based streaming systems. Based on network bandwidth monitoring mechanism, network adaptive QoS control method can be used in wire&wireless networks to support QoS in real-time streaming system. In order to reduce application cost, the existing streaming service is used in NAQoS. A new module is integrated into the existing server and client. So the router and network line are not changed. By simulation in heavy traffic network conditions, we proved that stream cannot be seamless without network adaptive QoS method.