대규모 VOD 시스템을 위한 효율적인 P2P 기반의 프록시 패칭 기법

Abstract

대규모 VOD 시스템에서는 동시에 다수의 클라이언트 요청에 따른 서버 저장장치 및 네트워크 대역폭 병목현상이 발생하며, 이를 해소하기 위한 효율적인 서버 대역폭 감소 기법이 필요하다. 패칭 기법은 멀티캐스트를 활용한 대표적인 VOD 시스템의 병목현상 해결 기법 중의 하나이다. 본 논문은 기존 패칭 기법의 성능 향상을 위하여 프리픽스 캐싱과 P2P 프록시를 결합한 새로운 P2P 프록시 패칭 기법을 제안한다. 제안된 기법에서 각각의 클라이언트는 자신이 받고 있는 스트림을 동일한 비디오를 요청한 다른 클라이언트들에게 멀티캐스트 함으로써 다른 클라이언트를 위한 프록시 역할을 수행한다. P2P 프록시와 프리픽스 캐싱의 사용으로 인하여 패칭 윈도우 크기를 벗어나는 사용자 요청들은 새로운 정규 채널을 생성하는 대신 이전의 패칭 그룹에 속한 다른 클라이언트로부터 정규 스트림을 전송받음으로써 서버로 집중되는 부하를 줄일 수 있다. 시뮬레이션을 통하여 프리픽스 크기와 요청 간격에 따른 서버의 대역폭 요구량을 측정한 결과에서 제안된 기법이 기존의 패칭 방법보다 서버의 평균 대역폭 요구량을 전체적으로 약 <TEX>$33\%$</TEX> 감소시킬 수 있음을 보인다. The main bottleneck for large scale VOD systems is bandwidth of storage or network I/O due to the large number of client requests simultaneously, and then efficient techniques are required to solve the bottleneck problem of the VOD system. Patching is one of the most efficient techniques to overcome the bottleneck of the VOD system through the use of multicast scheme. In this paper, we propose a new patching scheme, called P2P proxy patching, for improving the typical patching technique by jointly using the prefix caching and P2P proxy. In our proposed scheme, each client plays a role in a proxy to multicast a regular stream to other clients that request the same video stream. Due to the use of the P2P proxy and the prefix caching, the client requests that ive out of the patching window range can receive the regular stream from other clients in the previous patching group without allocating the new regular channels from the VOD server to the clients. In the performance study, we show that our patching scheme can reduce the server bandwidth requirement about <TEX>$33\%$</TEX> less than that of the existing patching technique with respect to prefix size and request interval.