In order to deploy successfully IPTV services, how to distribute content efficiently is one of critical problems. In this context, this study proposed cost effective resource allocation scheme in content delivery network (CDN) for IPTV services. Specifically, this study focuses on two problems: (1) how many replicated content are required in order to guarantee the blocking probability which is less than service requirement. (2) On which servers the content should be stored to minimize total cost (i.e. summation between storage cost and communication cost). To analyze these problems, this study reflects two technical issues into the proposed scheme: the trade off relationship between storage cost weight and communication cost weight, and content request pattern in accordance with content preference and daily request arrival rate. The proposed scheme is designed to give the optimal number of content copies which should be stored at each type server such as Edge server and Distribution server under given request condition. The scheme was evaluated by numerical analysis, and the result of this study is expected to be a practical guideline on designing CDN for IPTV services.
향후 IPTV의 서비스와 콘텐트가 기하급수적으로 증가할 것으로 예상됨에 따라, IPTV 서비스 제공에 있어 트래픽 폭주를 고려한 효과적인 콘텐트의 분배와 배치가 중요한 이슈로 떠오르고 있다. IPTV는 통신과 방송의 융합서비스로서 기존의 인터넷 비디오 서비스보다 높은 수준의 서비스 품질을 요구하지만, 기존의 IP망은 트래픽 폭주 상황에서의 서비스품질보장에 매우 취약하기 때문이다.
이를 해결하기 위한 방안으로 원본 콘텐트를 최종 사용자와 가까운 서버에 저장을 해두어 원본 서버의 과도한 트래픽 부하를 피하고 보다 신속하게 사용자에게 콘텐트를 제공하는 방안인 콘텐트 전송 네트워크 (Content Delivery Network)가 하나의 대안으로 여겨지고 있다. 그러나, 콘텐트 전송 네트워크는 초기 투자 비용과 운영 비용이 많이 드는 단점이 있고, 특히, 통신 시장 성숙으로 인한 성장율 둔화는 통신 사업자의 신규 투자를 주저하게 하고 있는 상황이다.
이러한 배경에서 본 연구는 IPTV 서비스를 위한 콘텐트 전송 네트워크에서 비용효과적인 자원 할당 방안을 제안한다. 구체적으로 본 연구는 두 가지 문제의 관점에서 접근한다. 첫째, 주어진 서비스 품질 요구수준 (i.e., the guaranteed blocking probability) 만족하기 위해서는 얼마나 많은 콘텐트를 CDN 서버가 저장,제공해야 하는가? 둘째, 복제된 각 콘텐트를 어느 CDN 서버 수준에 배치해야 최소 총 비용(즉, 저장비용과 통신비용의 합)을 달성할 수 있는가?
이를 분석하기 위해, 본 연구는 두 가지 요소를 고려하였다. 첫째, 서비스 요구수준 만족을 위한 콘텐트 복제 수의 계산을 위해, 고객의 콘텐트 선호도와 시간에 따라 변화하는 request rate가 고려되었다. 이를 통하여, peak time에서의 최대 request rate를 처리를 위한 복제 콘텐트 수량을 도출을 유도하였다. 둘째, 최소 비용 달성을 위해 각 서버의 저장 비용과 서버간의 통신 비용의 Tradeoff관계를 고려하였다. 제안된 자원 할당 방안은 수치 해석(numerical analysis)로 평가 되었고 그 결과, 서비스 요구 품질과 최소 총비용 소요 두 가지를 모두 만족 시켰다.
본 연구의 결과는 IPTV의 분배망에서의 콘텐트 분배, 배치에 있어 비용효과 적인 실질적인 설계 가이드라인이 될 수 있을 것으로 기대된다.
