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KR100737678B1 - 멀티미디어 스트리밍 서비스에 대한 지연시간 분석방법 - Google Patents

멀티미디어 스트리밍 서비스에 대한 지연시간 분석방법 Download PDF

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Publication number
KR100737678B1
KR100737678B1 KR1020060069869A KR20060069869A KR100737678B1 KR 100737678 B1 KR100737678 B1 KR 100737678B1 KR 1020060069869 A KR1020060069869 A KR 1020060069869A KR 20060069869 A KR20060069869 A KR 20060069869A KR 100737678 B1 KR100737678 B1 KR 100737678B1
Authority
KR
South Korea
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server
client
delay time
time
delay
Prior art date
Application number
KR1020060069869A
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Inventor
김태화
박홍식
조용현
이병일
김진철
하상용
신상철
Original Assignee
한국정보통신대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Priority to KR1020060069869A priority Critical patent/KR100737678B1/ko
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Abstract

본 발명은 멀티미디어 스트리밍 서비스에 대한 지연시간 분석방법에 관한 것으로, 클라이언트와 서버간에 수행되는 멀티미디어 스트리밍 서비스에 대한 지연시간 분석방법에 있어서, 상기 클라이언트와 서버간의 패킷 송/수신 전체 시간을 측정하여 전체 왕복지연시간(RTT: Round Trip Delay Time)을 연산하는 단계와, 상기 연산된 전체 왕복지연시간(RTT)을 분석하여 패킷 송/수신 시 발생하는 물리적인 지연시간(PD: Physical Delay), 대기 지연시간(QD: Queuing Delay), 클라이언트 작업처리 지연시간(CPD: Client Processing Delay) 및 서버 작업처리 지연시간(SPD: Server Processing Delay)으로 각각 분리하는 단계와, 상기 분리된 각각의 지연시간의 평균값을 연산한 후, 그 결과 가장 큰 평균값을 전체 서비스 지연의 주된 장해 요인으로 판단하는 단계를 포함함으로써, 보다 신속하고 정확하게 멀티미디어 스트리밍 서비스의 품질 및 장해 요인을 분석할 수 있는 효과가 있다.
멀티미디어 스트리밍 서비스, 물리적인 지연시간, 대기 지연시간, 작업처리 지연시간, 패킷

Description

멀티미디어 스트리밍 서비스에 대한 지연시간 분석방법{DELAY ANALYSIS METHOD FOR MULTIMEDIA STREAMING SERVICES}
도 1은 일반적인 왕복지연시간(RTT)의 개념과 지연의 구성 요소를 설명하기 위한 개념도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 적용된 클라이언트와 서버간에 멀티미디어 스트리밍 서비스의 동기화를 위해 패킷이 교환되는 과정을 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 적용된 클라이언트와 서버간에 멀티미디어 스트리밍 서비스를 재생하기 위한 제어 패킷이 교환되는 과정을 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 적용된 클라이언트와 서버간에 멀티미디어 스트리밍 서비스의 데이터 패킷이 교환되는 과정을 설명하기 위한 도면.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 적용된 클라이언트와 서버간에 멀티미디어 스트리밍 서비스의 연결을 종료하는 과정을 설명하기 위한 도면.
*** 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 ***
100 : 클라이언트, 200 : 서버
본 발명은 주문형(On demand) 멀티미디어 스트리밍 서비스에 대한 지연시간 분석방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 보다 신속하고 정확하게 멀티미디어 스트리밍 서비스의 품질 및 장해 요인을 분석할 수 있는 멀티미디어 스트리밍 서비스에 대한 지연시간 분석방법에 관한 것이다.
일반적으로, 멀티미디어 서비스(Multimedia Service)는 현재 인터넷을 기반으로 하는 서비스와 무선망을 기반으로 휴대 단말기로의 서비스 그리고 유/무선 이종망을 기반으로 한 서비스 등 다양한 형태로 보급이 확대되고 있다. 이러한 멀티미디어 서비스는 특성상 과금형 서비스가 대부분이다. 하지만, 위에 언급한 다양한 형태의 망을 기반으로 서비스를 제공할 경우 서비스의 품질에 대한 보장을 확신할 수 없다.
따라서, 멀티미디어 서비스에 대해 서비스 제공자와 사용자는 서비스의 품질에 대한 최소한의 보장과 그 이상의 품질이 요구되는 경우를 위해 일정의 계약을 한다. 이로써 서비스 제공자는 사용자에게 일정 수준 이상의 서비스 품질을 제공해야 한다. 만약 사용자는 서비스를 제공받는 도중 서비스 계약에 따른 서비스가 이뤄지지 않을 경우 서비스 제공자는 계약에 따른 보상을 해야 한다.
하지만, 이러한 서비스는 다양한 이유로 정상적으로 이뤄지지 않을 수 있다. 서비스 트래픽(traffic)이 두 개 이상의 여러 망을 거쳐 사용자에게 제공되는 경우와 서비스 제공자 장치의 성능이 좋지 못해 작업 시간이 오래 걸리는 경우, 그리고 서비스를 받는 사용자의 장치의 성능이 좋지 못하거나 사용자의 장치에 여러 프로세스가 실행되는 경우 서비스의 처리가 늦어져 전체적인 서비스의 지연시간이 길어지거나 손실률이 높아지게 된다.
또한, 멀티미디어 서비스는 시간에 민감한 응용 프로그램으로 지연과 지연 변동을 매우 엄격하게 제한한다. 따라서, 서비스 사용자는 서비스 중 트래픽의 손실보다 지연과 지연 변동에 영향을 크게 받아 서비스에 대한 만족도를 결정하게 된다. 이와 같은 지연과 지연 요소를 객관적인 수치로 측정하여 사용자가 만족하는 적정한 지연과 지연 변동 값을 책정하는 것이 중요하다.
또한, 이 적정한 수치로 서비스 제공자와 사용자간 계약이 성립되는 것이다. 지연시간은 패킷이 송신측에서 전송되어 임의의 수의 중간 호스트 또는 통신망을 거쳐 수신측에 전달된 후, 그 응답 신호가 다시 다수의 중간 호스트 또는 통신망을 거쳐 송신측에 도달하기까지의 시간인 왕복지연시간(RTT: Round Trip Delay Time) 값을 통하여 알 수 있다.
도 1은 일반적인 왕복지연시간(RTT)의 개념과 지연의 구성 요소를 설명하기 위한 개념도이다.
도 1을 참조하면, 패킷이 송신측에서 수신측을 거쳐 다시 송신측으로 오기까지의 지연시간은 전송로를 거치는 동안에 겪게 되는 물리적인 지연시간(PD: Physical Delay), 전송로를 거치는 중 큐잉(Queuing) 혹은 혼잡에 의해 겪게 되는 대기 지연시간(QD: Queuing Delay) 및 송신측 혹은 수신측에서 패킷을 받고서 작 업을 하는 동안 겪게 되는 작업처리 지연시간(PD: Processing Delay)으로 구성된다.
사용자가 멀티미디어 서비스에 대한 지연을 알기 위한 종래의 방법은 도 1과 같이 서비스 패킷이 클라이언트(Client)(100)측에서 전송되어 서버(Server)(200)측에 전달된 후, 그 응답 신호가 다시 클라이언트(100)측에 도달하기까지의 시간인 왕복지연시간(RTT)을 통한 방법이다.
하지만, 도 1에 도시된 바와 같이, 왕복지연시간(RTT) 값에는 물리적인 지연시간(PD), 대기 지연시간(QD) 및 작업처리 지연시간(PD)이 혼재되어 있어 지연의 주된 원인을 알 수 없다.
만약, 물리적인 지연시간(PD)이 전체 지연의 가장 큰 원인이면, 중간 전송로의 문제이거나 중간 호스트를 거치는 중 발생하는 물리적인 지연이 서비스의 장해 요인이다. 대기 지연시간(QD)이 원인이면, 사용자의 서비스 레벨 약정(SLA: Service Level Agreement)에 명시된 본 사용자의 가입된 서비스의 종류에 따른 문제이거나, 네트워크에서의 큐잉이나 혼잡에 의해 지연이 발생된 것이다. 그리고, 작업처리 지연시간(PD)이 원인이면, 송신측이나 수신측의 장치가 낙후하여 작업 시간이 지연되거나 장치에 다른 작업이 많아 처리가 지연되는 경우이다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 멀티미디어 서비스의 패킷 송/수신에 대한 전 과정을 측정하여 물리적인 지연시간, 대기 지연시간 및 서버/클라이언트 작업처리 지연시간을 정의 및 연산한 후, 각각의 정의 및 연산된 지연시간의 평균값을 계산하여 그 결과 가장 큰 평균값을 전체 서비스 지연의 주된 장해 요인으로 판단함으로써, 보다 신속하고 정확하게 멀티미디어 스트리밍 서비스의 장해 요인을 분석할 수 있는 멀티미디어 스트리밍 서비스에 대한 지연시간 분석방법을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 멀티미디어 스트리밍 서비스에 대해 지연 변동과 지터(Jitter)를 얻어냄으로써, 사용자는 서비스 품질에 대해 객관적인 결과를 얻을 수 있는 멀티미디어 스트리밍 서비스에 대한 지연시간 분석방법을 제공하는데 있다.
전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제1 측면은, 클라이언트와 서버간에 수행되는 멀티미디어 스트리밍 서비스에 대한 지연시간 분석방법에 있어서, (a) 상기 클라이언트와 서버간의 패킷 송/수신 전체 시간을 측정하여 전체 왕복지연시간(RTT: Round Trip Delay Time)을 연산하는 단계; (b) 상기 연산된 전체 왕복지연시간(RTT)을 분석하여 패킷 송/수신 시 발생하는 물리적인 지연시간(PD: Physical Delay), 대기 지연시간(QD: Queuing Delay), 클라이언트 작업처리 지연시간(CPD: Client Processing Delay) 및 서버 작업처리 지연시간(SPD: Server Processing Delay)으로 각각 분리하는 단계; 및 (c) 상기 분리된 각각의 지연시간의 평균값을 연산한 후, 그 결과 가장 큰 평균값을 전체 서비스 지연의 주된 장해 요인으로 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티미디어 스트리밍 서비스에 대한 지연시간 분석방법을 제공하는 것이다.
여기서, 상기 전체 왕복지연시간(RTT) 중 가장 최소의 값을 상기 물리적인 지연시간(PD)으로 정의함이 바람직하다.
바람직하게는, 상기 클라이언트와 서버간의 동기화 과정 중 상기 클라이언트에서 동기화(SYN) 패킷을 송신한 시간부터 상기 서버로부터 송신된 동기화 승인(SYN ACK) 패킷을 수신하기까지의 시간을 동기화 왕복지연시간(RTT SYN)으로 정의하고, 상기 동기화 왕복지연시간(RTT SYN)에서 상기 물리적인 지연시간(PD)을 뺀 값을 상기 대기 지연시간(QD)으로 정의한다.
바람직하게는, 상기 전체 왕복지연시간(RTT)에서 패킷 송/수신사이에서 걸린 상기 물리적인 지연시간(PD) 및 상기 대기 지연시간(QD)을 뺀 값을 상기 서버 작업처리 지연시간(SPD)으로 정의한다.
바람직하게는, 상기 서버에서 상기 클라이언트로 보내진 연속된 패킷 사이의 시간차를 상기 서버 작업처리 지연시간(SPD)으로 정의한다.
바람직하게는, 상기 클라이언트에서 상기 서버로부터 패킷이 수신된 시간부터 이 패킷에 대해 작업 후 응답 패킷을 상기 서버로 송신하기까지의 시간차를 상기 클라이언트 작업처리 지연시간(CPD)으로 정의한다.
바람직하게는, 상기 클라이언트에서 상기 서버로 보내진 연속된 패킷 사이의 시간차를 상기 클라이언트 작업처리 지연시간(CPD)으로 정의한다.
본 발명의 제2 측면은, 클라이언트와 서버간에 수행되는 멀티미디어 스트리 밍 서비스에 대한 지연시간 분석방법에 있어서, (a) 상기 클라이언트와 서버간의 동기화를 위한 패킷이 교환되는 과정 중 상기 클라이언트에서 동기화(SYN) 패킷이 전송되어 상기 서버로부터 송신된 동기화 승인(SYN ACK) 패킷이 다시 회신될 때까지의 시간을 동기화 왕복지연시간(RTT SYN)으로 정의 및 연산하고, 상기 동기화 왕복지연시간(RTT SYN)에서 물리적인 지연시간(PD: Physical Delay)을 뺀 값을 대기 지연시간(QD)으로 정의 및 연산하는 단계; (b) 상기 동기화 과정 후 상기 클라이언트와 서버간의 멀티미디어 서비스를 재생하기 위한 연결제어 패킷이 교환되는 과정 중 상기 클라이언트에서 연결제어 패킷이 전송되어 상기 서버로부터 송신된 응답 패킷을 수신하기까지의 시간을 연결 왕복지연시간(RTT CON)으로 정의 및 연산하고, 상기 연결 왕복지연시간(RTT CON)에서 상기 동기화 왕복지연시간(RTT SYN)을 뺀 값을 서버 작업처리 지연시간(SPD)으로 정의 및 연산하는 단계; (c) 상기 단계(b)에서의 연결제어 패킷이 교환되는 과정 중 상기 클라이언트에서 상기 서버로부터 패킷이 수신된 시간부터 이 패킷에 대해 작업 후 응답 패킷을 상기 서버로 송신하기까지의 시간차를 클라이언트 작업처리 지연시간(CPD)으로 정의 및 연산하는 단계; (d) 상기 클라이언트와 서버간에 연결이 설정된 후 멀티미디어 서비스의 데이터 패킷이 교환되는 과정 중 상기 서버에서 상기 클라이언트로 보내진 연속된 데이터 패킷 사이의 시간차를 서버 작업처리 지연시간(SPD)으로 정의 및 연산하는 단계; 및 (e) 각각의 정의 및 연산된 지연시간의 평균값을 연산한 후, 그 결과 가장 큰 평균값을 전체 서비스 지연의 주된 장해 요인으로 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티미디어 스트리밍 서비스에 대한 지연시간 분 석방법을 제공하는 것이다.
이때, 상기 단계(b)에서, 상기 서버에서 상기 클라이언트로 보내진 연속된 두 패킷 사이의 시간차를 상기 서버 작업처리 지연시간(SPD)으로 정의 및 연산하는 단계를 더 포함함이 바람직하다.
바람직하게는, 상기 단계(c)에서, 상기 클라이언트에서 상기 서버로 보내진 연속된 두 패킷 사이의 시간차를 상기 클라이언트 작업처리 지연시간(CPD)으로 정의 및 연산하는 단계를 더 포함한다.
바람직하게는, 상기 단계(b) 및 단계(c)에서, 상기 클라이언트와 서버간의 패킷 교환은, 실시간 스트리밍 프로토콜(RTSP: Real-Time Streaming Protocol)을 이용하여 수행된다.
바람직하게는, 상기 단계(d)에서, 상기 클라이언트와 서버간의 데이터 패킷 교환은, 실시간 수송 프로토콜(RTP: Real-Time Transport Protocol) 및 실시간 수송제어 프로토콜(PTCP: Real-Time Transport Control Protocol)을 이용하여 수행된다.
본 발명의 제3 측면은, 상기의 멀티미디어 스트리밍 서비스에 대한 지연시간 분석방법을 컴퓨터로 실행시킬 수 있는 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는 것이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나, 다음에 예시하는 본 발명의 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으 며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되어지는 것이다.
먼저, 본 발명의 상세한 설명 및 특허청구범위를 비롯한 명세서 전반에 걸쳐 기재된 각 용어들의 의미를 간략히 정의한다.
"클라이언트(Client)"란 멀티미디어 스트리밍 서비스(Multimedia Streaming Service)를 요청하는 사용자이다.
"서버(Server)"란 멀티미디어 스트리밍 서비스(Multimedia Streaming Service)를 제공하는 서비스 제공자이다.
"왕복지연시간(RTT: Round Trip Delay Time)"이란 패킷이 송신측에서 전송되어 임의의 수의 중간 호스트 또는 통신망을 거쳐 수신측에 전달된 후, 그 응답 신호가 다시 다수의 중간 호스트 또는 통신망을 거쳐 송신측에 도달하기까지의 시간을 의미한다.
"작업처리 지연시간(PD: Processing Delay)"이란 수신된 패킷의 처리 시간을 의미한다.
"물리적인 지연시간(PD: Physical Delay)"이란 패킷이 송신측에서 수신측으로 전달될 때 겪게 되는 시간지연으로 양단간 전송로에서의 지연과 양단 사이의 라우터 등 중간 호스트를 거치는 과정에서 겪는 지연시간을 의미한다.
"대기 지연시간(QD: Queuing Delay)"이란 클라이언트(Client)와 서버(Server) 사이 네트워크에서 TCP 스택(stack)에서의 큐잉 혹은 혼잡에 의한 지 연시간을 의미한다.
"동기화 왕복지연시간(RTT SYN)"이란 동기화를 위해서 클라이언트(Client) 측에서 동기화(SYN) 패킷이 송신된 시간과 서버(Server) 측에서 요청된 작업 수행 후 동기화 승인(SYN ACK) 패킷을 전송하여 클라리언트(Client)가 이 패킷을 수신한 시간과의 시간 차이를 의미한다.
"연결 왕복지연시간(RTT CON)"이란 동기화 후, 서버(Server)와 클라이언트(Client) 사이에 연결제어 중 클라이언트(Client) 측에서 패킷들이 송신된 시간과 서버(Server) 측에서 처리 후에 전송된 패킷을 수신하기까지의 시간 차이를 의미한다.
"TIME SPC"란 연결제어 절차 중 서버(Server) 측에서 수신된 패킷에 작업을 수행하고, 클라이언트(Client)에게 승인(ACK) 및 제어 패킷을 보내기까지의 시간 차이를 의미한다.
"TIME SPD"란 데이터 전송 중 클라이언트(Client) 측에서 연속적으로 수신된 두 개의 패킷의 수신된 시간 차이를 의미한다.
"TIME CP"란 연결제어 절차 중 클라이언트(Client) 측에서 서버(Server) 측으로 연속적으로 송신된 두 개의 패킷이 송신된 시간 차이, 서버(Server) 측에서 패킷이 송신된 시간과 이 패킷에 대해 작업 후 클라이언트(Client) 측에서 패킷을 송신한 시간 차이를 의미한다.
"TIME SP"란 연결제어 절차 중 서버(Server) 측으로부터 클라이언트(Client) 측에 연속적으로 수신된 두 개의 패킷이 수신된 시간 차이를 의미한 다.
본 발명의 일 실시예에 적용된 멀티미디어 스트리밍 서비스의 전 과정은 도 2 내지 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이 네 단계로 구분된다. 즉, 도 2는 첫 번째 단계로 수송제어 프로토콜(TCP: Transmission Control Protocol) 패킷이 양단간 즉, 클라이언트(100)와 서버(200)간의 동기화(SYN)를 위해 패킷이 교환되는 단계이고, 도 3은 두 번째 단계로 실시간으로 음성이나 동화를 송/수신하기 위한 통신 규약인 실시간 스트리밍 프로토콜(RTSP: Real-Time Streaming Protocol)에 의해 클라이언트(100)와 서버(200)간의 멀티미디어 서비스를 재생하기 위한 제어 패킷이 교환되는 단계이며, 도 4는 세 번째 단계로 실시간 수송 프로토콜(RTP: Real-Time Transport Protocol)과 실시간 수송제어 프로토콜(RTCP: Real-Time Transport Control Protocol)에 의해 클라이언트(100)와 서버(200)간의 멀티미디어 서비스의 데이터 패킷이 교환되는 단계이며, 마지막으로 도 5a 및 도 5b는 네 번째 단계로 멀티미디어 서비스가 종료되어 수송제어 프로토콜(TCP)과 실시간 스트리밍 프로토콜(RTSP)에 의해 클라이언트(Client)(100)와 서버(Server)(200)간의 연결을 종료하는 과정이다.
본 발명의 일 실시예에서는 멀티미디어 스트리밍 서비스의 클라이언트(100)와 서버(200)간의 전체 패킷 송/수신시간을 측정하여 왕복지연시간(RTT)을 계산해 내고, 클라이언트(100)와 서버(200) 각각의 작업처리 지연시간(PD)을 계산한다.
한편, 전체 왕복지연시간(RTT) 중 가장 최소의 값은 클라이언트(100)와 서 버(200)에서 작업 시간이 거의 없는 경우로, 이 최소의 왕복지연시간(RTT) 값은 물리적인 지연시간(PD)으로써 전송로에서 신호가 받는 물리적인 지연이 대부분이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 적용된 클라이언트와 서버간에 멀티미디어 스트리밍 서비스의 동기화를 위해 패킷이 교환되는 과정을 설명하기 위한 도면으로서, 클라이언트(100) 측에서 동기화(SYN) 패킷이 전송되어 서버(200) 측에게 정보를 요청하고 동기화를 하는 과정이다.
도 2를 참조하면, 먼저, 클라이언트(100)에서 동기화(SYN) 패킷을 서버(200)로 전송하고, 서버(200)에서는 동기화 승인(SYN ACK) 패킷을 보내 응답을 하며, 패킷을 수신 받은 클라이언트(100)는 이에 대한 응답인 승인(ACK) 패킷을 다시 서버(200)로 전송한다.
여기서, 동기화(SYN) 패킷이 전송되어 동기화 승인(SYN ACK) 패킷이 다시 회신되기까지의 시간을 동기화 왕복지연시간(RTT SYN)으로 나타낸다.
이때, 상기 동기화 왕복지연시간(RTT SYN) 값 중에서 클라이언트(100)와 서버(200) 측 장치에서 작업처리 지연시간(PD)은 전체 과정 중 최소이므로, 상기 동기화 왕복지연시간(RTT SYN)에서 물리적인 지연시간(PD)을 빼면, 즉 송/수신측의 작업 시간이 최소인 동기화 하는 과정 중에서 전송로에서 겪는 지연 시간을 제외하면 수송제어 프로토콜 스택(TCP stack)에서의 대기 시간인 대기 지연시간(QD)이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 적용된 클라이언트와 서버간에 멀티미디어 스트리밍 서비스를 재생하기 위한 제어 패킷이 교환되는 과정을 설명하기 위한 도면으로서, 각 패킷이 전송되는 순서는 IETF(Internet Engineering Task Force) 표준 문서에 기술되어 있으며, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 3을 참조하면, 송신측에서 패킷이 전송되어 수신측에서 이 패킷에 대한 작업 후 다시 송신측에 응답 패킷을 보내어 수신하기까지의 시간인 왕복지연시간(RTT) 값은 연결 왕복지연시간(RTT CON)으로 표기한다.
상기 연결 왕복지연시간(RTT CON)에서 상기 동기화 왕복지연시간(RTT SYN)을 빼면, 즉 전체 왕복지연시간(RTT)에서 송/수신 사이에서 걸린 물리적인 지연시간(PD)과 대기 지연시간(QD)을 빼면, 수신측에서의 작업처리 시간인 서버 작업처리 지연시간(SPD: Server Processing Delay)을 알 수 있으며, "TIME SPC"로 표기한다.
또한, "TIME SP"는 서버(200)로부터 연속적으로 보내진 두 패킷 사이의 시간차로써 서버 작업처리 지연시간(SPD: Server Processing Delay)이고, "TIME CP"는 클라이언트(100)에서 서버(200)로부터 수신된 패킷에 대한 작업 후 응답 혹은 다음 순서 패킷을 보내기까지의 지연시간과 클라이언트(100)에서 연속적으로 패킷이 전송된 패킷 사이의 시간으로 클라이언트 작업처리 지연시간(CPD: Client Processing Delay)이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 적용된 클라이언트와 서버간에 멀티미디어 스트리밍 서비스의 데이터 패킷이 교환되는 과정을 설명하기 위한 도면으로서, 송/수신측의 연결이 설정된 후 데이터 패킷이 전송되는 과정이다.
도 4를 참조하면, 서버(200)에서 실시간 수송 프로토콜(RTP) 패킷이 클라이언트(100)로 전송되고, 실시간 수송제어 프로토콜(RTCP) 패킷에 의해 정의된 어플리케이션(APP: Application-defined) 실시간 수송제어 프로토콜(RTCP) 패킷이 주기적으로 클라이언트(100)에서 서버(200)로 전송된다.
여기서, 서버(200)에서 클라이언트(100)로 일방적으로 패킷이 전송되며 클라이언트(100)에서 서버(200)로 실시간 수송제어 프로토콜(RTCP) 패킷은 이와 무관하게 정해진 시간으로 주기적으로 발생된다. 따라서, 클라이언트(100)로 연속적으로 수신된 패킷 사이의 시간 간격을 통해 서버 작업처리 지연시간(SPD)을 알 수 있다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 적용된 클라이언트와 서버간에 멀티미디어 스트리밍 서비스의 연결을 종료하는 과정을 설명하기 위한 도면으로서, 데이터 전송이 완료되거나 사용자의 요청에 의해서 연결을 종료하는 과정이다.
도 5a 및 도 5b를 참조하면, 클라이언트(100)와 서버(200)간에 멀티미디어 스트리밍 서비스의 연결을 종료를 위해서 송/수신되는 패킷은 상황에 따라 순차가 다르다. 따라서, 이 과정에서는 안정적인 왕복지연시간(RTT) 값을 알 수 없으므로 결과를 신뢰할 수 없어 지연시간 계산에서 제외한다.
전술한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티미디어 스트리밍 서비스에 대한 지연시간 분석방법은 멀티미디어 스트리밍 서비스의 패킷 송/수신에 대한 전 과정을 측정한 후 이 값을 이용하여 상술한 바와 같이 물리적인 지연시간(PD), 대기 지연시간(QD), 서버 작업처리 지연시간(SPD) 및 클라이언트 작업처리 지연시간(CPD) 각각의 평균 지연시간을 계산할 수 있으며, 이 결과 중 가장 큰 지연시간이 전체 멀티미디어 스트리밍 서비스 지연의 가장 큰 장해 요인으로 판단한다.
또한, 이렇게 얻어낸 지연시간을 통하여 멀티미디어 서비스에 대해 지연 변동과 지터(Jitter) 등을 얻어내 사용자는 서비스 품질에 대해 객관적인 결과를 효과적으로 알 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 멀티미디어 스트리밍 서비스에 대한 지연시간 분석방법은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현되는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다.
예컨대, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체로는 롬(ROM), 램(RAM), 시디-롬(CD-ROM), 자기 테이프, 하드디스크, 플로피디스크, 이동식 저장장치, 비휘발성 메모리(Flash Memory), 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들면, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함된다.
또한, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 통신망으로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 읽을 수 있는 코드로서 저장되고 실행될 수 있다.
전술한 본 발명에 따른 멀티미디어 스트리밍 서비스에 대한 지연시간 분석방법에 대한 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명에 속한다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 멀티미디어 스트리밍 서비스에 대한 지연시간 분석방법에 따르면, 멀티미디어 서비스의 패킷 송/수신에 대한 전 과정을 측정하여 물리적인 지연시간, 대기 지연시간 및 서버/클라이언트 작업처리 지연시간을 정의 및 연산한 후, 각각의 정의 및 연산된 지연시간의 평균값을 계산하여 그 결과 가장 큰 평균값을 전체 서비스 지연의 주된 장해 요인으로 판단함으로써, 보다 신속하고 정확하게 멀티미디어 스트리밍 서비스의 장해 요인을 분석할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 멀티미디어 스트리밍 서비스에 대해 지연 변동과 지터(Jitter)를 얻어냄으로써, 사용자는 서비스 품질에 대해 객관적인 결과를 효과적으로 얻을 수 있는 이점이 있다.

Claims (13)

  1. 클라이언트와 서버간에 수행되는 멀티미디어 스트리밍 서비스에 대한 지연시간 분석방법에 있어서,
    (a) 상기 클라이언트와 서버간의 패킷 송/수신 전체 시간을 측정하여 전체 왕복지연시간(RTT: Round Trip Delay Time)을 연산하는 단계;
    (b) 상기 연산된 전체 왕복지연시간(RTT)을 분석하여 패킷 송/수신 시 발생하는 물리적인 지연시간(PD: Physical Delay), 대기 지연시간(QD: Queuing Delay), 클라이언트 작업처리 지연시간(CPD: Client Processing Delay) 및 서버 작업처리 지연시간(SPD: Server Processing Delay)으로 각각 분리하는 단계; 및
    (c) 상기 분리된 각각의 지연시간의 평균값을 연산한 후, 그 결과 가장 큰 평균값을 전체 서비스 지연의 주된 장해 요인으로 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티미디어 스트리밍 서비스에 대한 지연시간 분석방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 전체 왕복지연시간(RTT) 중 가장 최소의 값을 상기 물리적인 지연시간(PD)으로 정의하는 것을 특징으로 하는 멀티미디어 스트리밍 서비스에 대한 지연시간 분석방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 클라이언트와 서버간의 동기화 과정 중 상기 클라이언트에서 동기화(SYN) 패킷을 송신한 시간부터 상기 서버로부터 송신된 동기화 승인(SYN ACK) 패킷을 수신하기까지의 시간을 동기화 왕복지연시간(RTT SYN)으로 정의하고, 상기 동기화 왕복지연시간(RTT SYN)에서 상기 물리적인 지연시간(PD)을 뺀 값을 상기 대기 지연시간(QD)으로 정의하는 것을 특징으로 하는 멀티미디어 스트리밍 서비스에 대한 지연시간 분석방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 전체 왕복지연시간(RTT)에서 패킷 송/수신사이에서 걸린 상기 물리적인 지연시간(PD) 및 상기 대기 지연시간(QD)을 뺀 값을 상기 서버 작업처리 지연시간(SPD)으로 정의하는 것을 특징으로 하는 멀티미디어 스트리밍 서비스에 대한 지연시간 분석방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 서버에서 상기 클라이언트로 보내진 연속된 패킷 사이의 시간차를 상기 서버 작업처리 지연시간(SPD)으로 정의하는 것을 특징으로 하는 멀티미디어 스트리밍 서비스에 대한 지연시간 분석방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 클라이언트에서 상기 서버로부터 패킷이 수신된 시간부터 이 패킷에 대해 작업 후 응답 패킷을 상기 서버로 송신하기까지의 시간차를 상기 클라이언트 작업처리 지연시간(CPD)으로 정의하는 것을 특징으로 하는 멀티미디어 스트리밍 서비스에 대한 지연시간 분석방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 클라이언트에서 상기 서버로 보내진 연속된 패킷 사이의 시간차를 상기 클라이언트 작업처리 지연시간(CPD)으로 정의하는 것을 특징으로 하는 멀티미디어 스트리밍 서비스에 대한 지연시간 분석방법.
  8. 클라이언트와 서버간에 수행되는 멀티미디어 스트리밍 서비스에 대한 지연시간 분석방법에 있어서,
    (a) 상기 클라이언트와 서버간의 동기화를 위한 패킷이 교환되는 과정 중 상기 클라이언트에서 동기화(SYN) 패킷이 전송되어 상기 서버로부터 송신된 동기화 승인(SYN ACK) 패킷이 다시 회신될 때까지의 시간을 동기화 왕복지연시간(RTT SYN)으로 정의 및 연산하고, 상기 동기화 왕복지연시간(RTT SYN)에서 물리적인 지연시간(PD: Physical Delay)을 뺀 값을 대기 지연시간(QD)으로 정의 및 연산하는 단계;
    (b) 상기 동기화 과정 후 상기 클라이언트와 서버간의 멀티미디어 서비스를 재생하기 위한 연결제어 패킷이 교환되는 과정 중 상기 클라이언트에서 연결제어 패킷이 전송되어 상기 서버로부터 송신된 응답 패킷을 수신하기까지의 시간을 연결 왕복지연시간(RTT CON)으로 정의 및 연산하고, 상기 연결 왕복지연시간(RTT CON)에서 상기 동기화 왕복지연시간(RTT SYN)을 뺀 값을 서버 작업처리 지연시간(SPD)으로 정의 및 연산하는 단계;
    (c) 상기 단계(b)에서의 연결제어 패킷이 교환되는 과정 중 상기 클라이언트에서 상기 서버로부터 패킷이 수신된 시간부터 이 패킷에 대해 작업 후 응답 패킷을 상기 서버로 송신하기까지의 시간차를 클라이언트 작업처리 지연시간(CPD)으 로 정의 및 연산하는 단계;
    (d) 상기 클라이언트와 서버간에 연결이 설정된 후 멀티미디어 서비스의 데이터 패킷이 교환되는 과정 중 상기 서버에서 상기 클라이언트로 보내진 연속된 데이터 패킷 사이의 시간차를 서버 작업처리 지연시간(SPD)으로 정의 및 연산하는 단계; 및
    (e) 각각의 정의 및 연산된 지연시간의 평균값을 연산한 후, 그 결과 가장 큰 평균값을 전체 서비스 지연의 주된 장해 요인으로 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티미디어 스트리밍 서비스에 대한 지연시간 분석방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 단계(b)에서, 상기 서버에서 상기 클라이언트로 보내진 연속된 두 패킷 사이의 시간차를 상기 서버 작업처리 지연시간(SPD)으로 정의 및 연산하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티미디어 스트리밍 서비스에 대한 지연시간 분석방법.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 단계(c)에서, 상기 클라이언트에서 상기 서버로 보내진 연속된 두 패킷 사이의 시간차를 상기 클라이언트 작업처리 지연시간(CPD)으로 정의 및 연산하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티미디어 스트리밍 서비스에 대한 지연시간 분석방법.
  11. 제 8 항에 있어서, 상기 단계(b) 및 단계(c)에서, 상기 클라이언트와 서버 간의 패킷 교환은, 실시간 스트리밍 프로토콜(RTSP: Real-Time Streaming Protocol)을 이용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 멀티미디어 스트리밍 서비스에 대한 지연시간 분석방법.
  12. 제 8 항에 있어서, 상기 단계(d)에서, 상기 클라이언트와 서버간의 데이터 패킷 교환은, 실시간 수송 프로토콜(RTP: Real-Time Transport Protocol) 및 실시간 수송제어 프로토콜(PTCP: Real-Time Transport Control Protocol)을 이용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 멀티미디어 스트리밍 서비스에 대한 지연시간 분석방법.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항의 방법을 컴퓨터로 실행시킬 수 있는 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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