P2P VoD 스트리밍을 위한 사용자 시청패턴을 고려한 적응형 앵커 오버레이

Abstract

IPTV 서비스의 네트워크 전송 품질 및 성능 문제의 한계를 극복하기 위한 P2P 기반의 멀티미디어 스트리밍 연구가 진행되어 왔다. 라이브 스트리밍과 달리 주문형 비디오 서비스(Video-on-Demand) 스트리밍에서 비디오를 순차적으로 시청하는 패턴과 더불어 비디오 재생 지점의 임의 변경을 허용하는 VCR 기능과 같은 사용자 인터랙티비티 지원 및 재생 지점 변경 시 스트리밍 지연을 최소화 하기 위한 시스템 고안에 노력들을 기울이고 있다. 본 논문에서는 VCR 기능 지원을 위해 사용자 시청 패턴을 고려하여 비디오 전 구간에 대해 피어들이 소유한 오프셋을 오버레이에 확률적으로 등록과 상승을 수행함에 따라 인기도를 누적시키는 프로토콜을 제안한다. 제안하는 방식은 사용자 요청 지점의 오프셋을 기반으로 하여 피어들이 논리적으로 오버레이상에 형성되고 누적된 인기 지점의 오프셋들은 상위 계층, 비인기 지점의 오프셋들은 하위 계층에 유지됨에 따라 피어들은 재생 확률이 높은 인기 오프셋을 우선적으로 선반입하여 VCR 동작 요청 시 스트리밍 성능을 향상시키게 된다. 제안하는 방식의 성능을 검증하기 위해 임의 확률 상승 기법의 Dynamic Skip List(DSL) 오버레이와 미디어 파일 전반에 균등한 간격을 나누어 스트리밍 지원을 하는 fixed anchor 프로토콜을 구현하여 시뮬레이션에서 비교하였다. 시뮬레이션 결과 인기 지점의 오프셋을 최상위 계층 내에 점유하는 비율이 DSL에 비해 35% 이상 증가하였으며 miss ratio를 6% 가량 감소시켰다. 또한, 사용자들의 VCR 동작 요청 지점의 오프셋으로부터 실제 인기 지점 오프셋까지의 평균 이동 거리와 제안하는 방식에서 형성된 최상위 계층 내의 인기 지점 오프셋과의 근접도는 90초 내외를 나타낸 DSL 오버레이와는 달리, 40초 내외로 실제 인기 지점과 가까운 지점의 오프셋들을 최상위 계층내에서 유지하였다. 즉, VCR 동작 요청 시 필요로 하는 오프셋들을 오버레이내에서 신속하게 찾게 되며 실제 인기 지점과 가까운 오프셋들을 우선적으로 선반입하게 되어 VCR 동작 요청 시 비디오 재생을 원활하게 할 수 있도록 지원하게 된다.