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망 효율성을 고려한 P2P 스트리밍 시스템 설계 및 구현
A Design and Implementation of a P2P Streaming System with Considering Network Efficiency 원문보기

한국정보통신학회논문지 = Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering, v.17 no.3, 2013년, pp.567 - 574  

홍승길 (한국기술교육대학교) ,  박승철 (한국기술교육대학교)

초록
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P2P 오버레이 네트워크는 높은 확장성과 저렴한 비용 등을 장점으로 가지고 있어 이 구조를 활용하여 멀티미디어 서비스를 제공하는 P2P 스트리밍 기술에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 하지만, P2P 오버레이 구조는 일대다 유니캐스트의 형태로 데이터를 전달하기 때문에 많은 네트워크 트래픽을 유발시키는 단점을 지니고 있다. 이에 따라 본 논문에서는 ISP여부와 물리적 지역정보를 활용하여 부모노드를 선택함으로써 네트워크 트래픽을 적게 유발시킬 수 있는 부모노드탐색기법을 제안하고, 이를 탑재한 P2P 스트리밍 시스템을 구현하여 제안 기법 실현 가능성을 검증한다. 구현한 P2P 스트리밍 시스템을 평가하기 위해 임의의 ISP와 지역을 갖는 노드들에 대해 RTT와 Hop count를 측정하여 동일 ISP일 경우 약 32% 적은 RTT와 약 17% 적은 Hop count를 보임을 확인하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Recently, many researches on P2P overlay network-based multimedia streaming services have been actively performed because of their high scalability and cost-efficiency advantages. However, P2P overlay networks also have the shortcoming of generating higher traffic owing to their unicast-based one-to...

주제어

#P2P 스트리밍   #오버레이 네트워크   #멀티미디어 스트리밍  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 따라서 각 노드간 데이터교환에서 발생한 트래픽이 줄어듦은 전체 P2P 스트리밍 시스템에서 발생한 트래픽이 줄어듦으로 볼 수 있다. 본 논문에서는 ISP와 물리적 지역성 여부에 따라 각 노드 간 트래픽 발생량의 정도를 비교 분석하였다.
  • 본 논문에서는 P2P 스트리밍 시스템에서 망 트래픽을 저하 및 분산시킬 수 있는 부모노드를 선택하는 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 후보 부모노드 중 ISP가 동일하며 지역적으로 가까운 노드를 부모노드로 선정함으로써 망트래픽의 저하 및 분산을 목적으로 한다.
  • 본 논문에서는 서비스에 참여하는 노드의 ISP정보와 물리적 지역정보를 활용함으로써 망 트래픽을 저하 및 분산시킬 수 있는 부모노드 선택기법을 제안하고, 이를 바탕으로 설계 및 구현한 실시간 스트리밍 시스템을 소개한다.
  • 본 논문은 P2P 오버레이 구조의 트래픽 유발 문제를 해결하기 위해 망 효율적인 부모선택기법을 제안하고, 이를 바탕으로 P2P 스트리밍 시스템을 설계 및 구현하였다. 본 논문에서 제안하는 부모노드탐색기법에서는 ISP가동일한노드, 지역적으로 가까운 노드를 우선적으로 부모노드로 선택함으로써, 트래픽 유발을 저하 및 지역적으로 분산되도록 하였다.
  • Skitter 방식은CAIDA 그룹에서 제시한 망 트래픽 측정 시스템으로 인터넷 토폴로지와 성능을 분석하기 위해 인터넷 측정 패킷을 투입하여 그 패킷을 관찰하며, 측정 요소로써 IP path, RTT 등이 있다. 본 연구에서는 Skitter방식에 기초하여 임의의 ISP 및 지역을 갖는 노드들에 대해 RTT와 Hop Count를 측정하였다.
  • 이 시스템은 스마트 폰을 사용하는 개인 방송자가 스마트 폰을 사용하는 시청자에게 멀티미디어 스트리밍 서비스를 제공하기 위한 시스템이다. 개인 방송자는 자신의 PC로 동작되는 개인 방송국에 멀티미디어 스트림을 전달하고, 개인 방송국은 시청자에게 혹은 협력 중계국을 통해 개인 방송자로부터 전달받은 멀티미디어 스트림을 전달하는 구조이다.
  • P2P 오버레이 구조가 트래픽 문제를 유발시킴에 따라 몇몇 ISP업체에서 P2P 트래픽을 제한하는 등 망 중립성의 문제까지 야기되고 있다. 이에 따라, 본 논문에서는 망 트래픽을 효율적으로 저하, 분산시키는 P2P 오버레이 기반 멀티미디어 스트리밍 기법을 제안하고자 한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
기존의 P2P 스트리밍 오버레이 구조에 관한 연구는 어떻게 구분할 수 있는가? 기존의 P2P 스트리밍 오버레이 구조에 관한 연구는 크게트리(tree)방식과메쉬(mesh)방식으로구분할수있다[3]. 메쉬방식의 P2P 오버레이 구조에서는 전달하고자 하는 데이터를 일정한 청크(chunk)로 분할하고 필요로 하는 청크의 위치를 파악하기 위해 이웃노드간 버퍼맵을 교환함으로써 보유한 청크 정보를 공유한다.
P2P 오버레이 구조의 단점은 무엇인가? P2P 오버레이 네트워크는 높은 확장성과 저렴한 비용 등을 장점으로 가지고 있어 이 구조를 활용하여 멀티미디어 서비스를 제공하는 P2P 스트리밍 기술에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 하지만, P2P 오버레이 구조는 일대다 유니캐스트의 형태로 데이터를 전달하기 때문에 많은 네트워크 트래픽을 유발시키는 단점을 지니고 있다. 이에 따라 본 논문에서는 ISP여부와 물리적 지역정보를 활용하여 부모노드를 선택함으로써 네트워크 트래픽을 적게 유발시킬 수 있는 부모노드탐색기법을 제안하고, 이를 탑재한 P2P 스트리밍 시스템을 구현하여 제안 기법 실현 가능성을 검증한다.
P2P 스트리밍 오버레이 구조 중 메쉬구조의 단점은 무엇인가? 메쉬구조는 여러 이웃노드로부터 청크를 전달받을 수 있으므로 임의의 노드의 이탈현상에 대해 강건한 장점을 가진다. 그러나, 청크의 전달과정에서 버퍼맵의 교환, 요청전달의 PULL방식에 기반 함으로써 제어메시지의 오버헤드가 높으며, 데이터복원을 위한 일정량의 청크를 수신하였을 시에 데이터를 사용할 수 있어 스트리밍 응용에서 지연시간이 길어지는 단점이 있다.
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참고문헌 (10)

  1. N. Ramzan, E. Quacchio, T. Zgaljic, S. Asioli, L. Celetto, E. Izquierdo, F. Rovati, "Peer-to-peer streaming of scalable video in future Internet applications," IEEE Communications Magazine, 2011 

  2. Yao Liu, Lei Guo, Fei Li, Songqing Chen, "A Case Study of Traffic Locality in Internet P2P Live Streaming Systems," IEEE Communications Magazine, 2009. 

  3. B. Li, H. Yin, "Peer-to-Peer Live Video Streaming on the Internet: Issues, Existing Approaches, and Challenges," IEEE Communications Magazine, June, 2007. 

  4. X. Zhang, H. Hassanein, "Treeclimber: A networkdriven push-pull hybrid scheme for peer-to-peer video live streaming," Proc. IEEE Local Computer Network, 2010. 

  5. Xiangyang Zhang, Hossam Hassanein, "A Neighboring Strategy for ISP-Friendly Peer-to-Peer Video Live Streaming," IEEE Communications, 2011. 

  6. Huey-Ing Liu, I-Feng Wo, "MeTree: A Contribution and Locality-Aware P2P Live Streaming Acrchitecture," IEEE, 2010. 

  7. J. D. Mol, D. H. P. Epema, H. J. Sips, "The Orchard Algorithm: Building Multicast Trees for P2P Video Multicasting Without Free Riding," IEEE Trans. on Multimedia, Vol.9, No.8, 2007(12). 

  8. V. Venkatarman, P. Francis, J. Calandrino, "Chunkyspread: Multi-tree Unstructured Peer-to-Peer Multicast," 5th Int'l Workshop on Peer-to-Peer Systems," Santa Barbara, CA, USA, 2006(2). 

  9. Whois, http://www.whois.co.kr/ 

  10. Skitter,http://www.caida.org/tools/measurement/skitter/ 

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