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문제 정의
- 이와 함께, 라이브 미디어 스트리밍 서비스는 일반적인 요구기반 미디어 스트리밍 서비스보다 더 타이트한 재생 지연을 요구하며, 피어간 동기화 지연이 최소화 되어야 하는둥의 특성을 가지고 있다[4丄 이러한 특성을 고려하고요구사항을 만족시키기 위해, P2P 오버레이 구조를 어떻게 형성할 것인지에 대한 P2P 오버레이 구조 연구 [4-14], 형성된 구조 기반 하에 패킷율 어떻게 효율적으로 전달할 것인지에 대한 패킷 스케줄링 연구스트림 패킷의 에러 및 복구에 관한 연구H6, 17] 등 지금까지 많은 방안들이 제안되었다. 본 논문에서는 이들 중라이브 미디어 스트리밍 서비스률 제공하기 위해 오버레이 구조의 견고성을 향상시키고 피어 대역폭의 이질성을 다룰 수 있는 P2P 오버레이 구조를 형성하는 방안을 연구하고자 한다.
- 본 논문에서는 하이브리드 P2P 오버레이 구조를 제안한다. 제안하는 구조는 지리적으로 가까운 지역에 위치하고 유사한 대역폭을 가진 피어들로 구성된 메시 오버레이와 안정성을 확보한 피어들로 구성된 트리 오버레이로 이루어져 있다.
- 동일한 ISP에 속하는 피어둘 중 지리적으로 가까운 피어들간 커넥션을 설립하면 오버레이 관리를 위한 제어 오버헤드에 소모되는 대역폭과 지연 관점에서 P2P 시스템성능을 향상 시킬 수 있다[10, 13丄 둘째로, 자원 활용률올 극대화하고 서로 다른 성능을 가진 피어들의 이질성을 다룰 수 있는 하이브리드 P2P 오버레이 구조를 설립하기 위해 피어의 대역폭을 고려한다. 마지막으로, 견고한 하이브리드 P2P 오버레이 구조를 설립하기 위해피어의 세션 참여 안정성을 고려한다. 여기서 세션 참여안정성은 피어가 세션을 얼마나 오랫동안 유지하고 있는지를 기준으로 평가한다,
- 본 논문에서는 라이브 미디어 스트리밍 서비스를 위한 하이브리드 P2P 오버레이 구조를 제안하였다. 제안하는 구조에서는 지역성, 세션 참여 안정성, 피어의 특성을 고려하여 트리와 메시 오버레이를 구성하였다.
가설 설정
- 트리 오버레이는 세션 참여 안정성을 확보한 피어들로 이루어져 있으며, 메시 오버레이는 토리 오버레이에 속하지 않는 피어뜰로서 동일한 ISP 및 지리적으로 가까운지역에 있는 피어들로 이루어져 있다. 여기서 지리적으로 가까운 지역이란 도시, 우편번호 등과 같은 피어의지역적 정보를 이용한다고 가정한다.
- 부트스트랩 서버는 자식 피어 선택 메커니즘을수행한 트리의 디그리에서 트리 후보 피어와 동일한 ISP 및 지리적으로 가까운 지역에 위치하는 트리 피어가운데 트리 후보 피어를 서비스할 활용 가능한 대역폭을 가지고 있고, 트리 후보 피어보다 업링크 대역폭이크거나 같은 피어를 선택한다. 여기서 활용 가능한 대역폭의 의미는 업링크 대역폭에서 트리 피어를 서비스하고 있는 대역폭을 제외한 대역폭 즉, 메시 피어를 서비스하고 있는 대역폭이나 사용되지 않는 대역폭은 활용가능한 대역폭으로 가정한다. 부모 피어 선택 메커니즘을 통해 트리 후보 피어는 트리의 리이프 피어로 조인하게 되고, 활용 가능한 대역폭을 가진, 디그리가 가장낮은 피어들부터 서비스할 피어를 채워 나가도록 트리가 형성되므로 트리의 넓이(width)가 넓어지고 깊이를줄이는 효과를 갖는다.
- 그림 4는 자식 피어 선택 메커니즘을 통해 트리 후보피어 4가 트리의 인터널 피어로 조인하는 예를 보인 것이다. 피어의 번호는 시스템에 조인한 순서라고 가정한다. 자식 피어 선택 메커니즘에 의해 트리 오버레이의멤버이면서 트리 후보 피어보다 업링크 대역폭이 작은피어인 피어 3이 자식 피어로 선택된다, 따라서 피어 3 의 기존 부모 피어인 피어 1이 피어 4의 부모 피어가되고, 피어 3이 피어 4의 자식 피어가 된다.
- 4Mb, 10M, 45Mb, 100Mb 대역폭을랜덤하게 설정하였으며, 링크의 지연은 피어와 라우터, 라우터와 백본간에는 1〜2ms으로 랜덤하게 선택되며, 백본 네트워크에서는 100~450ms의 범위로 설정하였다. 시뮬레이션에서는 트리 및 메시 커넥션을 유지하기위한 메시지 전송 인터벌은 30초, 시뮬레이션 런타임은 1500초, 소스 피어에서의 멀티미디어 스트리밍 전송은첫 번째 피어가 조인하는 시점부터 시뮬레이션 타임 1000초까지 스트리밍 서비스를 제공하며, 피어는 500초이전에 uniform 하게 조인하며, 한번 접속하면 시뮬레이션이 끝날 때까지 참여 상태로 았다고 가정하였다. 또한 소스 피어는 최대 4개의 피어를 서비스 할 수 있는것으로 가정하였고, 각 피어는 최대 1〜4개 피어와 랜덤하게 커넥션을 설립할 수 있다고 가정하였다.
- 시뮬레이션에서는 트리 및 메시 커넥션을 유지하기위한 메시지 전송 인터벌은 30초, 시뮬레이션 런타임은 1500초, 소스 피어에서의 멀티미디어 스트리밍 전송은첫 번째 피어가 조인하는 시점부터 시뮬레이션 타임 1000초까지 스트리밍 서비스를 제공하며, 피어는 500초이전에 uniform 하게 조인하며, 한번 접속하면 시뮬레이션이 끝날 때까지 참여 상태로 았다고 가정하였다. 또한 소스 피어는 최대 4개의 피어를 서비스 할 수 있는것으로 가정하였고, 각 피어는 최대 1〜4개 피어와 랜덤하게 커넥션을 설립할 수 있다고 가정하였다.
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