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자료명/저자사항
자원제어 기반의 IPTV Overlay Multicast 응용 환경 개발 / 한국정보사회진흥원 인기도
발행사항
서울 : 한국정보사회진흥원, 2007
청구기호
전자형태로만 열람가능함
자료실
해당자료 없음
형태사항
xviii, 104 p. : 삽화, 도표 ; 26 cm
제어번호
MONO1200813384
주기사항
주관연구기관: 한국외국어대학교
제출처: 정보통신부
연구책임자: 한치문
원문
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표제지

서문

제출문

요약문

SUMMARY

CONTENTS

목차

제1장 서론 23

제1절 연구개발의 중요성 및 목적 23

제2절 연구의 목표 및 내용 23

제2장 IPTV 표준화 동향 및 제어 구조 26

제1절 IETF/ITU-T의 표준화 동향 26

1. ITU-T 표준화 동향 27

2. IETF 표준화 동향 28

제2절 IPTV 및 NGN 기반 멀티캐스트 표준화 동향 30

1. NGN 기반 멀티캐스트 30

2. IPTV 기반 멀티 캐스트 34

제3장 IPTV를 위한 전달망 자원제어 및 관리 37

제1절 자원 관리 구조 37

제2절 IPTV 자원관리를 위한 RACF 구현구조 48

제3절 IPTV 환경에서 QoS 제공을 위한 멀티캐스트 노드 개발 54

제4절 DHCP 및 IGMPv3 기반 멀티캐스트 제어시스템 개발 72

제4장 자원제어 기반의 오버레이 멀티캐스트 기술 78

제1절 IPTV 서비스 제공을 위한 오버레이 멀티캐스트 관련 기술동향 78

1. P2P 오버레이 네트워크 78

2. 오버레이 국제 표준화 동향 80

제2절 IPTV 서비스를 위한 요구 사항 및 기능 구조 84

1. 기본 오버레이 네트워크 구조 및 IPTV 서비스 84

2. IPTV 서비스를 위한 오버레이 네트워크 구조 87

3. 오버레이 노드 구조 89

4. 오버레이 네트워크를 위한 세션메니저 구조 및 기능 91

5. IPTV 서비스를 위한 오버레이 라우팅 및 최적화 기법 96

제3절 오버레이 네트워크 자원 관리 및 제어 메커니즘 100

1. 오버레이 네트워크를 위한 자원 제어 기능 100

2. 오버레이 네트워크 자원 제어 메커니즘의 응용 102

3. RCF의 주요 기능 108

제5장 웹기반 IPTV QoS 제공 시나리오 연구 및 시험환경 구축 112

제1절 Web환경에서의 IPTV 서비스 모델 제시 112

제2절 Web 기반 EPG 시험 환경 구축 및 시연 114

제6장 한중간 APII망을 이용한 IPTV 서비스 시험망 구축 115

제1절 구축 개요 115

제2절 구축 현황 117

제3절 연동 시험 결과 121

제7장 결론 125

〈참고문헌〉 126

판권기

[표 1] PD-FE의 기능들 48

[표 2] TRC-FE의 기능들 52

[표 3] QoS 라우터 스위치 특징 56

[표 4] QoS 라우터 스위치 Mask Table 62

[표 5] QoS 라우터 스위치 Rule Table 64

[표 6] 한국 장비보유 현황 120

[표 7] 중국 장비보유 현황 120

[그림 1] IPTV 관련 표준화 기구들의 관계 26

[그림 2] NGN 멀티캐스트 서비스 프레임워크의 표준화 범위 32

[그림 3] NGN 멀티캐스트 기능 구조 33

[그림 4] Pure IP Multicast model 35

[그림 5] Overlay Model 35

[그림 6] Hybrid Model 36

[그림 7] NGN 기본 구조(제목없음) 37

[그림 8] RACF 구조 모델 39

[그림 9] 시나리오 1을 위한 메시지 흐름도 41

[그림 10] 시나리오2를 위한 메시지 흐름도 43

[그림 11] IPTV 자원관리를 위한 Resource and Admission Control 기능 구조 44

[그림 12] IPTV 서비스 제어를 SCF-requested QoS resource reservation procedure 47

[그림 13] IMS 세션 제어 기반의 RACF 구현 구조도 49

[그림 14] PD-FE 내부 구성 기능 50

[그림 15] IMS 세션제어 기반의 정책 메시지 처리 51

[그림 16] TRC-FE 주요 구현 기능 구조 53

[그림 17] Dynamic 시나리오 구조 54

[그림 18] 라우터 스위치 하드웨어 구조 55

[그림 19] 패킷 스위칭 구조 56

[그림 20] 기존 스위치와 Flow기반 QoS 스위치 특징 비교 60

[그림 21] Traffic Conditioning Process 62

[그림 22] RACF Interface 블록 구조 68

[그림 23] RACF 에이젼트 실행 장면 71

[그림 24] DHCP 구성 72

[그림 25] DHCP Operation 73

[그림 26] DHCP Server 테스트 환경 73

[그림 27] SSM Tree 76

[그림 28] IGMPv3 Test Configuration 77

[그림 29] P2P 오버레이 네트워크 구조 79

[그림 30] 기본 오버레이 네트워크 구조 85

[그림 31] IPTV function의 오버레이 구조 맵핑 86

[그림 32] IPTV function의 오버레이 맵핑 87

[그림 33] IPTV 서비스를 위한 전체 오버레이 네트워크 구조 87

[그림 34] 오버레이 노드 구조 89

[그림 35] IPTV 오버레이 멀티캐스트 네트워킹을 위한 기능 요소 93

[그림 36] 서비스 요청 처리 과정 94

[그림 37] 서비스 해제 처리 과정 95

[그림 38] 서비스 변경 처리 과정 96

[그림 39] Chord의 3bit 주소공간 예 97

[그림 40] DHT 알고리즘을 사용한 오버레이 노드 라우팅 및 최적화 기법 99

[그림 41] IPTV 서비스를 위한 세션 메니저와 오버레이 노드간 정보 교류 99

[그림 42] 오버레이 네트워크에서 자원 제어 기능의 역할 101

[그림 43] IPTV 서비스를 제공하기 위한 네트워크 구성의 예 103

[그림 44] 오버레이 네트워크를 통해 이기종망간의 QoS 자원 제어 기능 104

[그림 45] IPTV 오버레이 멀티캐스트 경로에 대한 자원 예약과 제어 과정 105

[그림 46] 자원 관리와 QoS provision을 위한 제어 정보의 교환 절차 105

[그림 47] 멀티캐스트를 위한 자원 제어 시나리오 1 107

[그림 48] 멀티캐스트를 위한 자원 제어 시나리오 2 107

[그림 49] 멀티캐스트를 위한 자원 제어 시나리오 3 108

[그림 50] 정책 결정을 위한 순서도 110

[그림 51] 자원 수락 여부 판단 절차 111

[그림 52] IPTV 개인방송 시나리오 및 절차 112

[그림 53] 웹기반 IPTV 포탈 서비스 구조 및 절차 113

[그림 54] 한중간 IPTV 시험망 115

[그림 55] IPTV 테스트베드 구성도 116

[그림 56] KOREN 구성도 117

[그림 57] SJTU와 KOREN 사이의 네트워크 구성도 118

[그림 58] SJTU 학내망 구성도 119

[그림 59] 3TNet의 Layer2 연결도 119

[그림 60] 한중간 RTT 측정 결과 122

[그림 61] CERNET to KOREN trace 결과 123

[그림 62] KOREN to CERNET trace 결과 123

[그림 63] CERNET에서 KOREN으로의 패킷 손실율 124

초록보기 더보기

1. 제목

자원제어 기반의 IPTV Overlay Multicast 응용 환경 개발

Development of IPTV Overlay Multicast Environments with Resource Management

2. 연구 개발의 목적 및 필요성

NGN에서 킬러 응용으로써 IPTV 서비스는 다양한 멀티미디어 콘텐츠들을 실시간 QoS 제공이 가능한 BcN 망을 이용해 제공하는 차세대 서비스이다. 하지만 현재의 망에서는 멀티캐스트 기능이 완벽하게 지원되지 않으며 서버의 용량도 Over Provisioning 형태로 구성되어 있다. 따라서 IPTV 서비스를 비용 효과적으로 제공하기 위해서는 전송 및 분배망 측면에서 멀티캐스트 기능이 있어야 하고 서버의 최적 용량설계가 선행되어야 한다. 이를 위한 최적화된 멀티캐스트 기술로써 Overlay Multicast 기법을 도입함으로써 확장성과 효율성을 극대화하고 물리적인 전달망의 링크에 대한 논리적 가상 경로를 통하여 부하를 줄이고 이에 따른 서비스 분류를 통해서 고품질의 IPTV 서비스를 제공할 것이다.

이를 위한 자원 제어를 위한 메커니즘으로써 RACF를 이용하여 전달망의 자원 정보의 수집과 토폴로지의 생성을 통한 전달망 경로의 제어를 함으로써 오버레이 멀티캐스트의 대한 논리적인 경로를 전달망의 실제의 물리 경로를 매핑함으로써 QoS를 지원하는 방안으로 개발이 되면 이 RACF(Resource and Admission Control Function) 는 FRA 에서 정의하는 전송 제어 기능(Transport Control Functions) 의 하나로서 서비스 제공자가 관리하는 서비스계층 (Service Stratum) 과 망 운용자가 관리하는 전송 계층 (Transport Stratum)을 연결해주는 조정자 역할을 한다. 즉 서비스 계층의 요구를 전송망의 자원 상태를 고려하여 결정해주고 이를 구체적으로 망에 반영하는 것이다.

본 연구에서는 IPTV 서비스를 위한 Overlay Multicast를 구현하는 것이며 이를 위한 결과물로써 한중간의 APII망을 이용한 IPTV 시험망을 구축하는 것이다. 한국과 중국측의 KOREN과 CERNET망을 연동함으로써 QoS를 측정하고 상호 연동성을 검증하는 등의 IPTV 핵심기술에 대한 국제 시험망으로써 활용할 수 있음을 고려해 볼 때 ITU-T에서 제안되는 사항을 수렴하고 이에 Overlay Multicast를 이용한 자원제어 기반의 선도적인 서비스모델이 될 것이다. 한중 간 IPTV와 NGN 응용에 대한 상호 운용성 테스트는 서비스 품질 측정, 응용 서비스 기술 개발에 대한 협력, 국제 표준화 활동의 협력으로 이루어진다.

3. 연구 개발의 내용 및 범위

가. 연구 개발의 목표 및 범위

본 연구의 최종 목표는 ITU-T의 국제 표준화되고 있는 IPTV 서비스의 응용환경을 Overlay Multicast 메커니즘을 이용하여 개발하는 것이며 이에 전달망의 자원 정보 및 정책 수렴을 위해서 RACF 이용한다. 또한 한중간의 APII망을 이용한 IPTV 시험망을 구축함으로써 서비스의 확장성 및 효율성을 시험하고 아울러 서비스 품질의 측정과 개선 방안을 통해서 국내외적으로 이슈가 되고 있는 IPTV 서비스의 QoS 기반 응용 환경 구현을 목표로 하고 있다.

일차적으로 IPTV 서비스를 위한 응용환경 개발에서는 IPTV 서비스의 모델 분석과 더불어 IPTV 표준안에서 다루는 구조를 바탕으로 개발의 초석을 마련하여 이를 Overlay Multicast 메커니즘을 이용하도록 서비스 구조 및 요구사항을 분석하며 개발작업을 이루는 것이며 연구 내용은 IPTV 에서의 Client/Server 서비스 모델 연구 및 개발에 따른 웹 환경에서의 EPG 구현 및 적용과 한중간의 연동 시연을 위한 구성 및 테스트 진행과 Overlay multicast 기반의 IPTV 국제표준화 추진이다.

NGN의 RACF의 기능을 이용한 RCF 기능의 정립과 이를 IPTV 서비스에 응용하기 위한 방안으로써 overlay multicast 메커니즘을 이용한 테스트베드를 구성하고 서비스 모델링과 함께 시나리오를 정립하는 것이 무엇보다도 중요하고 아울러서 한/중간의 IPTV 서비스를 위한 테스트베드를 만듬으로써 양국간의 기술 교류 및 새로운 서비스로 IPTV의 선진화된 서비스 품질 향상과 망자원의 이용과 사용자측면의 QoE 향상을 위한 사항을 고려하여 연구의 범위를 확충한다.

4. 최종 연구 결과

본 연구의 최종 연구결과는 다음과 같이 요약되면, 제 1장은 서론으로 연구의 필요성 및 목적, 연구의 내용을 요약하였고, 제2장에서 표준화 동향과 제어구조를 살펴볼 것이며 3장에서는 IPTV 서비스의 전달망 자원 제어 방안과 관리 메커니즘에 대해서 4장은 자원제어 기반의 오버레이 멀티캐스트 기술을 기술하며 제 5장에서는 QoS 제공 시나리오 및 시험환경 구축사항을 기술하고 6장은 한중간의 시험망에서의 구성 및 테스트 진행사항에 대한 보고를 기술하며 마지막장에서 본 연구의 최종결과를 정리하고 연구의 최종보고로써 향후 계획을 기술하였다.

ㆍ IPTV 서비스를 위한 자원 제어 및 관리

IPTV 서비스를 위한 자원 제어 및 관리를 위한 ITU-T의 표준안인 RACF는 2004년 6월 FG NGN (Focus Group Next Generation Network)에서 권고안 제정을 위해서 여러 문서로써 기본적인 골격을 잡아 2006년 7월에 Release 1 으로써 승인을 얻어 공식 권고안이 되었다. 근간이 된 RACS 문서는 세계 여러 나라의 연구 기관 또는 서비스 사업자 등의 공동 표준화 작업을 통해서 완성이 되었다. 여러 스펙화 작업을 통해서 SIP 기반의 시그널링 제어에 의한 자원 협상을 통하여 NGN 표준 구조에 따르는 제어 시나리오 및 관리를 제공한다.

ㆍ IPTV 표준화 동향 및 제어구조

IPTV 서비스를 위한 ITU-T 및 IETF의 관련 기술 표준화 동향을 살펴보고 IPTV 서비스에 필요한 NGN 및 IPTV 멀티캐스트 구조에 대해 설명하였다. ITU-T 에서는 Y.mcast에 기반한 NGN 멀티캐스트 구조에 IPTV에 필요한 기능 정의를 추가, 보완하여 IPTV 멀티캐스트 프레임워크를 구성하고 여기에 필요한 세부 기술들을 타 단체의 표준 기술을 차용하는 방법으로 표준화를 진행시키고 있다. 또한 이번 장에서는 IPTV 멀티캐스트를 위한 3가지 모델을 살펴 봄으로써 콘텐츠 전송 및 분배에 대한 전반적인 사항을 기술한다.

ㆍ IPTV 오버 레이 멀티캐스트 기술

오버레이 멀티캐스트 메커니즘을 위한 ITU-T, IRTF 및 IETF의 관련 기술 표준화 동향을 살펴보고 오버레이 멀티캐스트의 IPTV 서비스 적용을 위한 구조 및 기능적 측면의 요소를 확인함으로써 전달망에 따른 논리망의 구조의 오버레이 망에서 자원 제어를 위한 RCF 기능을 추가함으로써 이용자의 서비스 품질을 극대화하고 IPTV 서비스를 위한 멀티캐스트 방안으로 확장성 측면과 서비스 관점에서 다른 어느 기술보다 적합한 방안으로 구현적 측면에서 기술한다.

ㆍ 웹 기반 IPTV QoS 제공 시나리오 연구 및 시험 환경 구축

웹 기반 IPTV 포탈 서비스는 현재의 지상파/케이블/위성 방송을 IPTV를 통해 재전송 할 때, 방송 사업자로부터 콘텐츠를 수신 받아 인코딩 과정을 거쳐 웹상의 포탈 서버를 이용하여 사용자에게 서비스하는 것을 말한다. 웹기반 IPTV 포탈 서비스 제공을 위해 IPTV 각 도메인마다 필요한 주요 장비 및 기술들이 있다. 이를 위한 웹관련 시나리오 및 EPG 시험환경 구축에 관한 기술을 한다. 또한 KOREN과 CERNET망과의 연동 구조 및 여동 시험 결과를 살펴봄으로써 기본적인 한중간의 연동망의 협력사항을 확인한다.

5. 활용에 대한 건의

본 연구의 결과는 다음과 같은 내용으로 활용될 것이 기대된다.

ㆍ IPTV Overlay Multicast 메커니즘을 이용한 핵심기술 제시

ㆍ BcN IPTV 서비스 가입자의 효율적인 IPTV 스트리밍 서비스 제공

ㆍ BcN IPTV 가입자의 End-to-end QoS 제공 및 SLA에 대한 제어에 의한 Overlay Multicast의 서비스 차별화 방안 및 시나리오 제공

ㆍ RACF의 멀티캐스트 트래픽의 제어 구조 및 스펙화 작업

ㆍ 웹 기반의 IPTV 포탈 서비스 및 EPG 제공 구조 및 시나리오

ㆍ KOREN과 CERNET 망간의 IPTV 서비스를 위한 테스트베드 구조

6. 기대효과

ㆍ IPTV Overlay Multicast 메커니즘의 제공 방안 및 구조

ㆍ IPTV Overlay Multicast 서비스의 효과적인 QoS 제공을 위한 RCF의 요구 사항 및 스펙화에 따른 표준화된 기술 접목

ㆍ IPTV 서비스를 위한 전달망 장비 (L2/L3) 의 멀티캐스트를 위한 요구사항 및 오버레이 멀티캐스트의 수용 모듈 구조 및 표준화

ㆍ 개발구조의 표준화를 통한 국내외 IPTV Overlay Multicast 서비스의 확장성 및 효율성

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