Recently, needs for fast dissemination of large size data to multiple receivers are growing. Multicast is an efficient transmission scheme for those dissemination. Contrasted with unicast, where multiple point-to-point connections must be used to support communications among a group of users, multicast is more efficient because each data packet is replicated in the network - at the branching points leading to distinguished destinations, thus reducing the transmission load on the data sources and traffic load on the network links. To implement multicast, networks need to incorporate routing and forwarding mechanisms in addition to the existing unicast methods. Unfortunately, the necessary functions needed to realize multicast are not fully deployed in the current networks.
Overlay multicast holds promise for the realization of large scale Internet multicast services. An overlay network is a virtual topology constructed on top of the Internet infrastructure. The concept of overlay networks enables multicast to be deployed as a service network rather than a network primitive mechanism, allowing deployment over heterogeneous networks without the need of universal network support. This dissertation addresses the large size data dissemination problem in the overlay network. We propose a network-aware overlay multicast (NAM) technique for large data transfer in a well-managed overlay network. To improve the throughput, NAM uses forward-only hosts; these hosts participate in the overlay network but are not members of the multicast. With the inclusion of the forward-only hosts, data slices can detour bottleneck links and more resources can be used to build efficient multicast trees. Large data are divided into fixed-size slices, and the slices are delivered simultaneously to multicast receivers along the multiple multicast trees. We model the problem of building efficient multicast trees with the inclusion of forward-only hosts. The problem is an NP-hard problem, and we introduce a polynomial time heuristic algorithm. Furthermore, we propose a dynamic scheduling scheme for the transfer of data along the evaluated multicast trees. Our experimental results in a real network environment show an improvement of the throughput but at the cost of additional resource consumption of forward-only nodes.
최근 여러 개의 대상에게 큰 데이터를 빠르게 보내고자 하는 요구가 늘어나고 있다. 멀티캐스트는 이런 데이터 분배에 적합한 방법이다. 모든 사용자들과 일대일 연결을 유지해야 하는 유니캐스트와는 달리 멀티캐스트는 데이터 패킷이 다른 대상에게 전달되는 분기점에서 데이터가 복사되기 때문에 데이터 전달자의 부하와 네트워크 부하를 줄일 수 있어 효율적이다. 멀티캐스트를 구현하기 위해서는 네트워크는 유니캐스트의 기본기능 외에 추가적으로 멀티캐스트를 라우팅하고 패킷을 그에 맞게 전달할 수 있는 기능이 필요하다. 불행히도 이런 추가적인 기능의 필요 때문에 현재 인터넷에서 네트워크 층에서 완전히 구축되어 있지 못한 실정이다.
오버레이 멀티캐스트는 인터넷 상에서 멀티캐스트 구현을 보장한다. 오버레이 네트워크는 인터넷 인프라 위에 가상의 토폴로지이다. 오버레이 네트워크의 기본 개념은 모든 다양한 네트워크 상에서 멀티캐스트를 위한 보편적인 네트워크 기능 지원 없이도, 네트워크의 기본 기능이 아닌 서비스로서 멀티캐스트가 구현되도록 한다. 이 논문에서는 이런 오버레이 네트워크 상에서 큰 데이터 분배에 대한 문제를 다룬다.
우리는 전달만 하는 노드가 추가되었을 때 효율적인 멀티캐스트 트리를 구축하는 문제를 다룬다. 이 문제는 비결정 난해 문제이기 때문에, 이 논문에서는 발견적 다항식 시간 알고리즘을 제안한다. 추가로 이렇게 구성된 멀티캐스트 트리들 위에서 효율적인 동적 전송 방법을 제안한다. 실제 테스트베드 네트워크에서의 실험으로 전달만 하는 노드와 그 네트워크 링크를 사용함으로써 데이터 전송량을 늘릴수 있음을 보였다.
