Application layer multicasts (ALM) have become an attractive alternative to the IP multicasts over internet, to overcome the limited deployment problem of IP multicast routers. ALMs are promising approaches for the resilient services whose service qualities depend on the amount of data delivered in deadline, such as audio and video streaming services from one source to a number of interested members. The research on application layer multicasts for resilient services has evolved for non-real time services and then has been moving for realtime interactive services for the recent several years. However, in application layer multicasts, if a member leaves, its descendants in the multicast tree cannot receive data any more until they rejoin and so their qualities of service are damaged dramatically. Especially, this problem is exacerbated in interactive real-time services, where the lost packets should be recovered in much shorter deadlines. In order to cope with this problem, resilient application layer multicast schemes operate loss recovery schemes with recovery servers that are to retransmit the lost packets. However, existing methods have troubles in recovery in case of bulk loss. This research proposes a data packet forwarding scheme for real-time resilient multicast services, called customized forwarding, which prevents a big portion of bulk loss caused by member leaves. And, the bandwidth management scheme of customized forwarding is proposed and a multicast infrastructure to support customized forwarding is introduced. Finally, this research evaluates it via extensive simulation with network simulator (ns-2). This research demonstrates that the proposed scheme provides better performance in terms of the number of residual loss, the times of play pause, and the number of recovery overload. And, it also shows that the proposed scheme outperforms even in the environments where available bandwidth may not be measured exactly, for example, in wireless networks.
인터텟의 발달과 더불어, 응용계층 멀티캐스트는 IP 멀티캐스트를 대체하는 효과적인 대안으로 자리매김하고 있다. 특히, 멀티미디어 서비스와 같이 데이터 유실을 견딜 수는 있으나 데이터 전송이 제한된 시간 안에 완료되어야 하고 데이터 유실량에 의해 서비스 품질이 영향을 받는 서비스를 다수의 가입자에게 효과적으로 제공하기 위한 기법으로 널리 연구되고 있다. 지난 수년간, 응용 계층 멀키캐스트는 video-on-demand 서비스와 같이 비대화형이면서 데이터 전송 제한 시간이 수 초 규모인 서비스를 위해 연구되었으며, 응용 계층 멀티캐스트가 사용자의 요구사항을 충족시키기에 충분한 성능를 낼 수 있음을 보여 주었다. 그러나, 응용계층 멀티캐스트는 한 가입자의 서비스 탈퇴 혹은 예상치 못한 이탈에 의해 다른 가입자의 서비스 품질이 저하될 수 근본적인 구조이기 때문에, 대화형 서비스 혹은 전송 제한 시간이 수 백 밀리초 규모로 짧은 서비스를 제공하기에는 큰 약점을 가진다. 이 문제를 해결하기 위해서 기존 연구에서는 데이터 유실 보구 서버를 이용한 복구 기법을 운용한다. 그러나, 복구 서버를 이용하는 방식은 데이터 유실이 한꺼번에 다량으로 발생하면, 서버의 과부하를 야기시켜 성능이 저하된다. 본 연구에서는 데이터 전송 제한 시간이 짧은 실시간 대화형 서비스를 위한 응용계층 멀티캐스트에 적합한 새로운 전송 기법 및 자원 관리 기법을 제안함으로써, 한꺼번에 다량으로 발생하는 데이터 유실을 사전에 차단하여 서비스 품질을 개선하고자 한다. 또한, 본 연구에서는 제안하는 기법을 추가적인 계산 및 자원 복잡도 없이 제공할 수 있는 소프트웨어 중간계층 설계를 제안한다. 본 연구에서는 제안하는 기법을 ns-2 시뮬레이터를 이용하여, 기존 연구기법과 비교함으러써, 제안하는 기법이 2 배 이상으로 성능를 향상시킬 뿐 아니라, 복구 서버의 과부할율을 2 배에서 10 배까지 줄일 수 있음을 보인다. 또한, 제안하는 기법이 무선 통신망과 같이 자원양을 정확히 측정할 수 없는 환경에서도 1/2 ~ 1/8 배의 과부하 율을 가지면서 2 배 이상의 성능을 내는 것을 보인다.
