The global network, e.g. Internet, provides the opportunities to the users to participate in interactive sessions. Powerful computers and high-speed networks made it possible for large size data such as video data and audio data interchanged among the participants. Internet multicast is a useful mechanism to disseminate the large size data to a lot of participants.
We expect that a multiparty session can have more than hundreds of participants. A large number of participants results in two problems. First, interactive sessions require coordination to be successful and existing session control scheme will not work properly. Second, the network heterogeneity among the participants becomes more serious and it is difficult to disseminate large size data satisfying the various network conditions of the receivers.
This paper suggests solutions to the problems. For the first problem, we suggest a hierarchical session model for the scalable session management. For the second problem, we suggest a network-level multicast traffic managment scheme.
The hierarchical session model proposes that a session is divided into multiple subgroups when its size becomes larger than a predefined value. When the number of participants reaches the predefined value, a session divides into multiple groups and each group has its own group manager. The interactions among the participants are coordinated through group managers and a session manager. It reduces the number of objects managed by the a session manager.
The traffic control scheme requires three basic models;application model, network model and traffic model. Application is able to encode data into hierarchically structured layers and to decode data delivered in forms of multiple layers. The first layer is essential to regenerate the original data.
Time-to-Live(TTL) threshold is assigned to every out link and the value is modified according to the neighbor router's request. Traffic controller located in a router measures input traffic in terms of local network traffic and link traffic. Based on the measurement, it determines the proper TTL threshold and requests the neighbor router to change the corresponding TTL threshold value. Data stream of a layer has a TTL and the amount of TTL threshold change and the amount of TTL difference between two consecutive layers is managed to be synchronized.
We evaluated our solutions through simulation experiment. The hierarchical session model is evaluated in terms of the latency time for join request and floor request. Hierarchical session model shows better latency for join request and more number of successful floor grants. The traffic control scheme is evaluated in terms of the packet loss rate of the basic layer and link bandwidth utilization. By varying the system parameters such as the structure of traffic categorization level, the number of data layers, the time interval for traffic monitoring and the distance between two end routers. We compared the results with those of the case of no traffic control. Our scheme shows better performance in terms of packet loss rate in terms of packet loss rate.
네트웍의 보급 확대와 네트웍 대역폭의 확대, 컴퓨터 성능의 향상은 지역적으로 흩어져 있는 사람들 간의 네트웍을 사용한 상호작용을 가능하게 했다. 이러한 상호 작용은 단순히 텍스트 데이터를 주고 받는 것이 아니라 오디오, 비디오 등의 다양한 매체를 사용하여 이루어진다. 이러한 네트웍 상의 멀티미디어 세션의 참가자들의 수가 크게 증가하는 경우 발생하는 문제에 대한 해결책을 제시하고자 한다.
참가자의 수가 크게 증가하는 경우 발생하는 문제로는 두 가지를 생각할 수 있다. 첫째, 참가자들이 속한 네트웍의 대역폭이 더욱 다양해질 것이고, 그로 인해 참가자들이 수용할 수 있는 데이터 률이 다양해진다는 것이다. 둘째, 효과적인 상호작용을 위해서 참가자들에 대한 제어가 필요한데, 참가자들의 수가 많아지게 되면 중앙의 제어자 입장에서도 크게 늘어난 요청으로 인한 부하로 성능이 크게 떨어지게 될 것이다. 각 참가자들의 입장에서도 관리해야 하는 다른 참가자 관련 정보가 크게 늘어나게 되어 참가자들 간의 자율적인 제어를 기대할 수 없게 된다.
첫번째 문제를 해결하기 위해 네트웍 단계에서의 트래픽 관리 기법을 제안한다. 두번째 문제를 해결하기 위해 계층적인 세션 구조와 이를 기반으로 한 세션 관리 기법을 제안한다. 트래픽 관리 기법에서는 응용 프로그램에서의 계층적 데이터 생성과 전송을 기반으로 하여 계층 간의 중요성을 차별화한다. 네트웍 대역폭이 허용하는 범위 안에서 중요한 계층부터 수신하게 하여 참가자들 모두가 적어도 기본 데이터는 수신할 수 있도록 한다. 이때, 기존의 패킷 전달 범위 제한에 사용되던 TTL과 멀티캐스트 라우터 간의 설정하는 TTL 임계값을 활용한다. 라우터에서 국소 네트웍, 링크 상의 입력 트래픽을 주기적으로 관측하여 트래픽 상태에 따라 해당 TTL 임계값을 조정함으로써 해당 링크로 입력되는 트래픽을 조정한다. 이 기법을 시뮬레이션을 통해 평가하였고, 트래픽 제어가 없는 경우와 수치적으로 비교하였다. 또한, 트래픽 관리 기법의 특성들을-데이터 계층 수, 트래픽 분류, 관측 주기, 라우터 간의 거리- 다양하게 변화시켜 가면서 평가하였다. 기본 계층에 대한 패킷 손실률 입장에서는 본 논문에서 제기하는 기법을 적용한 경우가 우수하였고, 회선 대역폭 활용도 입장에서는 트래픽 제어가 없는 경우가 우수하였다.
세션 관리 기법에서는 하나의 세션을 여러 개의 서브 그룹으로 분리함으로써 세션 관리 부담을 중앙의 세션 관리자로부터 서브 그룹 관리자에게 분할하게 되고, 참가자들이 관리해야 하는 정보도 서브 그룹 관리자에게 분할할 수 있게 한다. 이러한 세션 모델을 가지고 각 세션 운영에 필요한 기능들이 어떻게 실현될 수 있는지 기술하였다. 또한 시뮬레이션을 통해 중앙 집중적 세션 관리 및 분산 관리 기법 등과 수치적으로 비교하였다.
