높은 지연을 갖는 네트워크에서 효율적인 스트리밍 전송기법 = A Transmission Scheme for Efficient Streaming in Large - delay Networks

국문 초록 (Abstract)

현재의 표준 스트리밍 전송은 주로 UDP를 기반으로 동작하고 있으며, 혼잡 제어 메커니즘이 없는 UDP의 특성으로 인해 네트워크의 혼잡 상황을 심화시킬수 있다는 단점을 가진다. 이러한 문제점을 극복하기 위해 1990년대 이후로 혼잡 제어 메커니즘을 적용한 스트리밍 전송기법에 관한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 하지만 이러한 연구들은 네트워크 안정화만을 추구한 나머지 사용자 관점에서 스트리밍 응용 프로그램의 특성을 간과하는 문제점을 가진다. 또한 스트리밍 서비스에 큰 영향을 미치는 네트워크 지연에 대한 고려가 없다는 한계를 가지고 있다. 본 논문에서는 기존 스트리밍 전송기법의 한계를 극복하기 위해서 사용자 관점의 요구사항과 네트워크 관점의 요구사항을 동시에 고려한 hybrid 형태의 BEST(Buffer-driven Efficient STreaming) 전송기법을 제안한다. 사용자 관점에서 버퍼상태나, 네트워크 관점에서 네트워크상태만을 고려하는 기존의 기법들에 비해서 제안하는 BEST는 두 관점의 요구사항을 동시에 고려하여 성능 개선을 시도하였다. 그러므로 BEST는 네트워크 상태에 적합하도록 전송률을 조절함으로써 네트워크의 안정성을 향상시킬뿐만 아니라, 수신단 버퍼의 underflow나 overflow를 효과적으로 예방하여 끊김없이 부드러운 재생을 제공한다. 또한 높은 지연을 가지는 네트워크 환경을 고려하여 설계하였다. 실험 결과를 통해서 제안한 BEST 전송기법이 높은 지연을 가지는 네트워크 환경에서 네트워크 관점과 사용자 관점의 요구사항을 모두 만족시킬수 있음을 확인할 수 있었다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The standard streaming delivery is mostly based on UDP with no end-to-end congestion control. For this reason, wide usage of multimedia applications in Internet might lead to congested networks. To avoid such a situation, studies on the congestion controlled streaming delivery has been increasingly done after the 1990s. However, by considering only the stability aspect of network, these works ignore the characteristics of multimedia streaming applications. Moreover, most of previous works have no consideration on the network delay which produces an effect on streaming service. In this thesis, in order to overcome limitations of the previous transmission schemes for streaming, we propose a new transmission scheme called "BEST(Buffer-driven Efficient STreaming)". The BEST takes a hybrid approach that considers both user-level requirements and network-level requriements. Therefore, the BEST improves the stability of networks by adjusting the sending rate suitable for network status and it also provides the smoothed playback by preventing buffer underflow or overflow. The BEST is designed to consider high-delay networks. Through the simulation, we prove that the BEST satisfies both user-level and network-level requirements in a high-delay network environments.

목차 (Table of Contents)

• 요약
• Abstract
• 1. 서론
• 2. 관련 연구
• 3. BEST 알고리즘
• 4. 실험 및 성능 평가
• 5. 결론 및 향후 과제
• 참고문헌
• 저자소개

참고문헌 (Reference)

• 1 "Time-lined TCP for the TCP-friendly delivery of streaming media" 2000.
• 2 "The network simulator ns-2"
• 3 "TEAR-TCP emulation at receivers-flow control for multimedia streaming" 2000.4
• 4 "TCP-like flow control algorithm for real-time applications" 2000.09
• 5 "TCP-friendly congestion control for multimedia streaming" January2002.
• 6 "Streaming media congestion control using bandwidth estimation" 2002.
• 7 "Router mechanisms to support end-to-end congestion control" 1997.02
• 8 "Resource allocation for multimedia streaming over the Internet" 2001.09
• 9 "RTP-A transport protocol for real-time applications" January1996.
• 10 "RAP-An end-to-end rate based congestion control mechanism for real-time streams in the Internet" March1999.
• 11 "Modeling TCP throughput: A simple model and its empirical validation" 1998.
• 12 "Flow and congestion control for internet streaming applications" 1998.1
• 13 "Binomial Congestion Control Algorithms" 2001.04
• 14 "Adaptive rate control for streaming flows over the Internet" 9 : 517-532, 2004.06
• 15 "Adaptive MPEG-4 video streaming with bandwidth estimation" 2003.02
• 16 "A model based TCP-friendly rate control protocol" (ssdav'99) : 1999.
• 17 "A buffer-driven approach to adaptively stream stored video over Internet" 2002.7