In recent few years, IPTV service has been focused on and actively studied by many service providers. Among the various IPTV service, VoD (Video On-Demand) service is expected to be the most popular service.
Currently, most of service providers are trying to provide VoD service by locating proxy nearby end-users because it is hard for a single server to cover all the requests from the entire service area. By doing so, for the provider’s point of view, it can help reduce the server streaming load, for the user’s view point, it can reduce the video startup delay.
In spite of many advantages, in server-proxy media streaming architecture, the existing cache management schemes are assuming that the server only uses unicast streaming. If the overall video request rate increases, a significant cost reduction cannot be expected in terms of the entire VoD system.
In this thesis, we introduce a multicast-based server-proxy on-demand media streaming architecture and propose an enhanced cache allocation algorithm so that cost reduction of proxy storage and bandwidth saving can be achieved.
최근 IPTV 서비스가 통신사업자들 사이에서 부상하고 있고, IPTV 의 다양한 서비스들 중에서도 VoD 서비스가 가장 인기있는 서비스 중 하나가 될 것이라고 예측된다.
현재 많은 수의 VoD 서비스 가입자가 늘어나는 가운데, 중앙의 한 개의 VoD 서버만을 가지고는 전국적인 서비스 지역 전체를 커버하기가 힘들다. 따라서 사업자들은 사용자와 지리적으로 가까운 곳에 지역적인 프록시 저장소를 둠으로써 중앙 미디어 서버의 부하를 줄이고 사용자의 비디오 재생의 초기 지연시간을 줄이고자 한다. 하지만 이러한 서버-프록시 스트리밍 구조에서 프록시를 효율적으로 사용하기 위한 기존의 여러 가지 캐슁 기법들은 서버가 요청에 대해 “on-demand” 라는 특성을 만족시키기 위해 유니캐스트 방식을 사용하는 것을 가정하고 있고, 이 경우 전체적인 가입자의 수의 증가로 인한 더 많은 비디오 요청을 감당하기 위해서는 프록시에 더 많은 저장소 공간을 필요로 한다. 이것은 일반적으로 프록시의 수가 많은 서버-프록시 구조에서는 비용면에서 불리하다는 단점이 있다.
따라서 본 논문에서는 기존의 유니캐스트 전송방식을 벗어나, VoD 스트리밍을 위한 Threshold 기반의 멀티캐스트 패칭 기법을 적용한 서버-프록시 구조를 제안하고, 여기에서 프록시 저장소의 요구되는 용량을 줄이기 위한 캐쉬 할당 방법을 제안한다.
특히, 제안된 서버-프록시 구조에서는 프록시에서 패칭 세션만을 담당하게 함으로써 기존의 서버-프록시 구조의 장점인 사용자의 빠른 초기 비디오 지연시간을 유지할 수 있다. 또한 threshold 기반 패칭 기법에서 패칭 세션의 길이는 threshold 길이를 넘지 않는다는 점과, 비디오 요청률이 증가할 때는 threshold 가 작아진다는 점에 착안하여 프록시 저장소에는 각 비디오에 대한 threshold 길이만큼만 캐슁함으로써 비디오 요청률이 증가하는 경우에도 프록시 저장소의 요구되는 용량을 낮출 수 있다. 또한 제안된 threshold 기반의 서버-프록시 스트리밍 구조는 기존의 중앙집중적인 threshold 기반의 스트리밍 구조와는 달리, 많은 비용을 요구하는 중앙 서버에서는 멀티캐스트만을 담당하게 함으로써 시스템 전체적인 관점에서 디스크 스트리밍 비용을 줄일 수 있다.
우리는 수학적 성능분석을 통하여 제안하는 서버-프록시 구조와 프록시캐슁 메커니즘은 중앙서버에서의 동등한 스트리밍 조건하에서 전체적인 비디오 요청률이 증가함에 따라 기존 유니캐스트 기반의 서버-프록시 구조보다 현저히 적은 프록시 저장소를 필요로 하고 기존의 중앙집중적인 멀티캐스트 패팅 스트리밍 구조보다 적은 디스크 스트리밍 비용을 필요로 하는 것을 보임으로써 본 논문을 마무리 짓는다.
