실시간 멀티미디어 응용의 등장으로 멀티캐스트와 QoS(Quality of Service) 지원이 필수적인 망 서비스로 부각되고 있다. 이에, ATM 기반의 인터넷에서 IP 멀티캐스트의 효율적인 처리를 위하여 MARS(Multicast Address Resolution Server)가 제안되었고, 기존의 최선 서비스 기반의 인터넷에서 QoS(Quality of Service)를 지원하기 위하여 RSVP(Resource Reservation Protocol)가 제안되었다. 본 논문에서는 ATM 망에서 QoS가 지원되는 IP 멀티캐스트 서비스를 제공하기 위하여 MARS 구조에서 RSVP를 지원하는 두 가지 방안을 제안하고, 시뮬레이션을 통하여 그 성능을 분석하였다. 제안하는 두 가지 방법은 각각 'RSVP 전 홉 노드 방식'과 'MARS 서버 방식'이라 명명하였다. RSVP 전 홉 노드 방식은 송신원으로부터 ATM 망으로 진입하는 노드와 수신원을 향하여 ATM 망을 진출하는 노드 간에 각각 일대일 양방향 VC를 설정하여 멀티캐스트 그룹에 속하는 수신원들이 보내는 자원 예약 메시지를 ATM 망에서 전송하는 방안이다. MARS 서버 방식은 ATM 망을 진출하는 노드와 MARS 서버간에 MARS 제어 메시지 교환을 위해 존재하는 ATM VC를 사용하여 RSVP의 자원 예약 메시지를 전송하고, MARS 서버가 RSVP 자원 예약 메시지를 처리하도록 그 기능을 확장함으로써 ATM 망에서 필요로 하는 제어 VC 수를 절약할 수 있는 방안이다. 시뮬레이션을 통하여, MARS 서버 방식은 ATM 제어 VC의 수를 절약할 수 있을 뿐 아니라 경우에 따라 RSVP 자원 예약 메시지 전달 지연을 줄일 수도 있음을 볼 수 있었다. 그러나, MARS 클러스터 내에 동시에 존재하는 RSVP 흐름이 많을 때에는 MARS 서버 방식의 경우 MARS 서버에서의 병목 현상으로 인해 성능이 저하될 수 있다.Abstract Emerging real time multimedia applications require multicast service with a QoS(Quality of Service) support. An overlay service architecture MARS(Multicast Address Resolution Server) is proposed to support IP multicast over an ATM network, and a resource reservation protocol RSVP is proposed to provide QoS support in the Internet which is originally based upon best effort service only. In this paper, we propose two schemes to support IP multicast service with QoS support over ATM networks: 'RSVP Previous Hop Node(RPHN) scheme' and 'MARS server based scheme'. In RPHN scheme, the RSVP reservation messages are transported via one-to-one ATM control VC from the egress nodes to the ingress nodes of the the multicast flow set up between each pair of nodes. The RSVP message processing occurs at the ingress nodes of the multicast flow. Whereas, in the MARS server based scheme, the RSVP reservation messages are transported via the MARS control VCs between the egress nodes and the MARS server. The RSVP message processing burden is imposed at MARS server in this scheme. For MARS server based scheme, no additional ATM VC is required for RSVP reservation message transmission, while the processing burden at the MARS server is high. Simulation results show that the MARS server based scheme, may accomplish RSVP reservation message delivery with smaller delay as well as saving of the number of ATM VCs. When the number of simultaneous RSVP flows in the MARS cluster is large, however, MARS based scheme may suffer performance degradation since MARS server becomes a performance bottleneck.
Recently, Proxy Mobile IPv6 (PMIPv6) has received much attention as a mobility management protocol in next-generation all-IP mobile networks. While the current research related to PMIPv6 mainly focuses on providing efficient handovers for unicast-based applications, there has been relatively little interest in supporting multicast services with PMIPv6. To provide support for multicast services with PMIPv6, there are two alternative approaches called Mobile Access Gateway (MAG)-based subscription and Local Mobility Anchor (LMA)-based subscription. However, MAG-based subscription causes a large overhead for multicast joining and LMA-based subscription provides non-optimal multicast routing paths. The two approaches may also cause a high packet loss rate. In this paper, we propose an efficient PMIPv6-based multicast protocol that aims to provide an optimal delivery path for multicast data and to reduce handover delay and packet loss rate. Through simulation studies, we found that the proposed protocol outperforms existing multicast solutions for PMIPv6 in terms of end-to-end delay, service disruption period, and the number of lost packets during handovers.
고밀도 파장 분할 다중화 방식(DWDM: Dense-Wavelength Division Multiplexing)을 백본 기술에 활용한 IP/DWDM 차세대 광 인터넷 백본망에서 중요한 문제점 중 하나는, 다양한 하이퍼미디어 응용 서비스들이 요구하는 서비스 품질(QoS: Quality-of-Service)을 고려하여 효율적인 유니캐스트 및 멀티캐스트 라우팅 방법을 제공하는 것이다. 백본망에서 DWDM 기술을 적용하면 파이버 당 여러 개의 파장을 사용할 수 있으므로, 클래스 별로 결합된 IP 트래픽 들을 QoS별로 분류하여 파장 별로 차등화한 전송이 가능하므로 망 대역폭의 효율적인 사용이 가능하다. QoS별로 여러 가지 제약조건을 만족하는 광 파장 패스를 찾는 문제는 일반적으로 NP-complete 문제로 간단한 알고리즘으로 해결하기가 쉬지 않다. 일반적으로 DWDM 망에서 연구된 대부분의 휴리스틱 방법들은 현재 인터넷 라우팅 패러다임 하에서 연구된 개념을 확장하여 활용하는 데, 망 자체가 견고하지 않고 노드 수가 많을 때에는 더더욱 복잡하고 구현하기가 쉽지 않다. 본 논문에서는 이를 해결하기 위해 가상소스와 플러딩에 기초한 QoS 제공 유니캐스트 라우팅 및 멀티캐스트 라우팅 방법인 VS-QUR(Virtual Source-Qualified Unicast Routing)과 VS-QMR(Virtual Source-Qualified Multicast Routing) 방법을 제안한다. 제안된 방법들은 라우팅 패스를 찾기 위해 훨씬 적은 수의 메시지 오버헤드와 같은 조건에서 더 많은 수의 연결이 보장됨을 시뮬레이션 결과로 증명한다.
본 논문은 차세대 광가입자망(XG-PON1)에서 멀티캐스트 데이터의 끊김 없는 서비스가 가능한 핸드오버 기술을 제안한다. 이를 위해 기존 이동성 관리 프로토콜인 MIP(Mobile IP), FMIP(Fast MIP), HMIP(Heterogeneous MIP), PMIP(Proxy MIP)을 XG-PON1에 적용할 경우의 장단점을 분석하여 최적의 핸드오버 기술을 도출한다. 또한 멀티캐스트 핸드오버 기법에서 발생되는 터널 컨버젼스 문제점 해결을 위한 방안을 제안하고 분석한다. 본 논문에서 제안한 XG-PON1에서 멀티캐스트 지원 핸드오버 기술은 터널 컨버젼스 문제점을 해결하고 핸드오버 지연 및 패킷 전송 코스트를 감소시킨다.
네트워크 및 종단 노드의 시스템에 걸친 제한된 자원을 활용하여 실현되는 영상/음성 전달 서비스를 위한 멀티미디어 응용 프로그램의 품질을 보장하기 위해서는 지연, 지터, 손실과 같은 전송 상태와 CPU, 메모리의 사용량과 같은 시스템의 상태를 동시에 관찰하는 것이 필요하다. 본 논문에서는 액세스그리드 (Access Grid) 경우와 같이 IP 멀티캐스트 상에 동작하는 RTP/RTCP에 기반한 실시간 미디어 응용 프로그램을 대상으로 동적/정적 모니터링 방식을 혼용하여 멀티캐스트 상태와 시스템 상태를 측정하는 혼성 모니터링 방식을 제안한다. 또한 종단간 전송 품질이 저하된 경우 제안한 모니터링 방식에서 측정된 결과를 비교/분석하여 품질 저하의 원인을 판단하고 원인에 적합한 대응방안을 연계하고i라 한다. 이 결과를 바탕으로 네트워크/시스템의 상태 변화에 적응적인 영상/음성 전송 서비스의 가능성을 타진하고 종단간 전송 품질 저하 방지를 위한 효과를 예상한다.
본 논문에서는 IPv6 기반 망에서 이동 호스트들에게 효율적이고 신뢰성있는 멀티캐스트 서비스를 제공하기 위한 멀티캐스트 라우팅 기법을 제안한다. 본 논문의 목적은 멀티캐스트 트리 재구성 횟수와 멀티캐스트 서비스 끊김 시간을 줄이는 알고리즘을 개발하는데 있다. 제안하는 멀티캐스트 라우팅 기법은 IETF 워킹그룹에서 제안되어진 Bi-directional tunneling 기법과 Remote subscription 기법의 장점들을 이용한 혼합방식이다. 제안하는 기법은 최대 허용 전송 지연 시간을 만족하면서 최대 터널링 서비스를 제공한다. 시뮬레이션 결과는 기존 멀티캐스트 라우팅 기법들에 비해 제안하는 기법이 멀티개스트 트리 재구성 횟수와 멀티캐스트 서비스 끊김 시간 측면에서 보다 우수한 성능을 가짐을 보인다.
Seo, Kwang-Deok;Kim, Jin-Soo;Jung, Soon-Heung;Yoo, Jeong-Ju
ETRI Journal
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제32권2호
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pp.281-291
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2010
Scalable video coding (SVC) has been standardized as an extension of the H.264/AVC standard. This paper proposes a practical real-time transport protocol (RTP) packetization scheme to transport SVC video over IP networks. In combined scalability of SVC, a coded picture of a base or scalable enhancement layer is produced as one or more video layers consisting of network abstraction layer (NAL) units. The SVC NAL unit header contains a (DID, TID, QID) field to identify the association of each SVC NAL unit with its scalable enhancement layer without parsing the payload part of the SVC NAL unit. In this paper, we utilize the (DID, TID, QID) information to derive hierarchical spatio-temporal relationship of the SVC NAL units. Based on the derivation using the (DID, TID, QID) field, we propose a practical RTP packetization scheme for generating single RTP sessions in unicast and multicast transport of SVC video. The experimental results indicate that the proposed packetization scheme can be efficiently applied to transport SVC video over IP networks with little induced delay, jitter, and computational load.
It is absolutely essential to implement advanced IP network technologies such as QoS, Multicast, High Availability, and Security in order to provide real-time services like IPTV via IP backbone network. In reality, the existing commercial networks of internet service providers are subject to certain technical difficulties and limitations in embodying those technologies. On-going research efforts involve the experimental engineering works and implementation experience to trigger IPTV service on the premium-level IP backbone which has recently been developed. This paper introduces the core network technologies that will enable the deployment of a high-quality IPTV service, and then proposes a suitable methodology for application and deployment policies on each technology to lead the establishment and globalization of the IPTV service.
본 논문에서는 시점변환이 가능한 고화질 다시점 비디오 전송 시스템의 디자인 및 구현에 관해 소개한다. 다시점 비디오는 기존의 방송 시스템에 실감성과 몰입감을 증가시키는 차세대 방송 컨텐츠로 각광 받고 있다. 하지만 다시점 비디오 전송 시스템을 구축하기 위해서는 고비용의 하드웨어 컴포넌트들이 필요하고 충분한 대역폭이 요구된다. 본 프로토타입 시스템은 고비용 및 전송 대역폭의 문제를 해결하기 위해서 소프트웨어 기반의 시스템 컴포넌트와 IP 멀티케스트를 이용한 전송에 중점을 둔다. 또한 유동적으로 시점 및 사용자의 수를 화장할 수 있는 시스템 디자인을 고려한다. 본 논문에서는 소프트웨어 기반의 시스템 컴포넌트로 다중화와 역다중화의 구현과 얼굴 추적을 통한 시점전환 기법을 소개한다. 또한 선도망/연구망으로 구성된 실제 네트워크 상황에서 전송 시현을 통해 사용자에게 실감성과 몰입감을 제공할 수 있음을 보여준다.
인터넷상에서 고품질 멀티미디어 서비스는 화상회의나 실시간 인터넷 방송 등 여러 분야에 적용 될 수 있기 때문에 주목받고 있다. 이러한 서비스에서 네트워크 자원을 효율적으로 사용하기 위해 IP 멀티캐스트가 해결책으로 제시되고 있지만 관리상의 문제점으로 인해 실제로 사용되지 못하고 있다. 대안으로 기존의 라우터들의 하드웨어를 변경하지 않고 상위계층에서 라우팅을 하는 오버레이 멀티캐스트가 제시되고 있다. 하지만 오버레이 멀티캐스트는 상위계층에서 멀티캐스팅 동작을 수행하기 때문에 최대 전송속도가 낮아서 고속 멀티미디어 데이터 전송에 부적합하다. 본 논문에서는 NetFPGA를 이용하여 고속의 처리가 필요한 부분인 멀티캐스팅 동작을 위한 패킷의 복제와 전송, 터널링 기능을 설계 하였다. 그 외에 비교적 고속의 처리가 필요하지 않은 부분은 소프트웨어로 구현하였다. 이로 인하여 실시간 처리가 가능하도록 하였다. 향후 성능 개선을 통하여 복제 가능한 지점의 수를 늘리고, 최적화를 통해 처리속도를 증가 시킬 연구를 진행할 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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