Smart Media Journal (스마트미디어저널)

THE KOREAN INSTITUTE OF SMART MEDIA (한국스마트미디어학회)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

A Real-time Video Playback Scheme in a Distributed Storage System Supporting File Sharing

파일 공유를 지원하는 분산 저장 시스템에서 실시간 비디오 재생 기법

  • 김은삼 (홍익대학교 컴퓨터공학과)
  • Received : 2023.10.14
  • Accepted : 2023.11.24
  • Published : 2023.12.29
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

In a P2P-based distributed storage system where peers frequently join and leave, it is essential to guarantee not only data availability but also playback quality comparable to that provided by local storage devices when playing back video files with real-time constraints. In addition, cloud storage services based on distributed storage systems provide each user with the functionality to share their files with other users, so when multiple users request playback of the same video file at the same time, all playback should be supported seamlessly in real time. Therefore, in this paper, we propose a scheme that process multiple simultaneous playback requests for each video file in real time as well as data availability in a P2P-based distributed storage system that supports file sharing. This scheme can support real-time simultaneous playback and efficiently use storage space by adjusting the amount of redundant data encoded through erasure coding according to the number of concurrent playback requests for each video file.

피어들의 접속과 이탈이 빈번한 P2P 기반의 분산 저장 시스템에서 실시간 제약 조건을 가지는 비디오 파일에 대해 데이터 가용성뿐만 아니라 재생 시 로컬 저장 장치에서 제공하는 수준의 품질을 보장하는 것이 필수적이다. 또한, 분산 저장 시스템 기반의 클라우드 저장 서비스에서는 각 사용자가 자신의 파일을 다른 사용자와 공유하는 기능을 제공하기 때문에 여러 사용자가 동일한 비디오 파일에 대해 동시에 재생을 요청하는 경우 모든 재생이 실시간으로 끊김 없이 지원되어야 한다. 따라서, 본 논문에서는 파일 공유를 지원하는 P2P 기반의 분산 저장 시스템에서 데이터 가용성뿐만 아니라 각 비디오 파일에 대해 동시에 요청되는 여러 재생들을 실시간 처리할 수 있는 기법을 제안한다. 이 기법은 각 비디오 파일에 대한 사용자의 재생 요청 수에 맞게 이레이져 코딩으로 인코딩된 중복 데이터의 양을 조절하여 실시간 동시 재생을 지원할 수 있으며 저장 공간을 효율적으로 사용할 수 있다.

Keywords

Acknowledgement

이 논문은 정부(과학기술정보통신부)의 재원으로 한국연구재단(No. RS-2023-00252186)과 2021학년도 홍익대학교 학술연구진흥비의 지원을 받아 수행된 연구임.

References

  1. 박선, 차병래, 김종원, "클라우드 파일/블록/객체 스토리지의 통합사용을 위한 소프트웨어 정의 스토리지 자동 설정 모듈의 설계 및 구현," 스마트미디어저널, 제7권, 제4호, 9-16쪽, 2018년 12월 
  2. 김미선, 박용석, 서재현, "클라우드 환경에서 블록체인을 이용한 포그 기반 IoT 서비스 상호운용 시스템," 스마트미디어저널, 제11권, 제3호, 39-53쪽, 2022년 4월  https://doi.org/10.30693/SMJ.2022.11.3.39
  3. M. Sadiku, S. Musa, and O. Momoh, "Cloud Computing: opportunities and Challenges," in IEEE Potentials, vol. 33, 2014. 
  4. M. Attaran and J. Woods, "Cloud computing technology: improving small business performance using the Internet," Journal of Small Business & Entrepreneurship, vol. 31. no. 6, pp. 495-519, 2019.  https://doi.org/10.1080/08276331.2018.1466850
  5. Z. Cheng, Z. Luan, Y. Meng, Y. Xu, D. Qian, A. Roy, N. Zhang and G. Guan. "ERMS : An Elastic Replication Management System for HDFS," In Proc. of IEEE Cluster Computing Workshops, 2012. 
  6. R. Kothari, B. Jakheliya and V. Sawant, "Implementation of A Distributed P2P Storage Network," Proc. IEEE International Conference for Innovation in Technology, pp. 1-7, 2020. 
  7. R. Kothari, B. Jakheliya and V. Sawant, "A Distributed Peer-To-Peer Storage Network," Proc. International Conference on Smart Systems and Inventive Technology, pp. 576-582, 2019. 
  8. F. de Asis Lopez-Fuentes and G. Garcia-Rodriguez, "Collaborative Cloud Computing Based on P2P Networks," Proc. International Conference on Advanced Information Networking and Applications Workshops, pp. 209-213, 2016. 
  9. Google (2023), Google Drive, https://drive.google.com(accessed. Oct., 23). 
  10. Z. Huang, Y. Yuan, and Y. Peng, "Storage Allocation for redundancy scheme in reliability-aware cloud systems," Proc. IEEE Conf. on Communication Software and Networks, pp. 275-279, 2011. 
  11. S. Panda, and S. Naik, "An efficient data replication algorithm for distributed systems," International Journal of Cloud Applications and Computing, vol. 8, no. 3, 2018. 
  12. R. Bhagwan, S. Savage, and G. Voelker, "Understanding availability," Peer-to-Peer Systems, pp. 256-267, 2003. 
  13. S. Balaji, M. Krishnan, M. Vajha, V. Ramkumar, B. Sasidharan, and P. Kumar,"Erasure coding for distributed storage: an overview," Science China Information Sciences, pp. 1869-1919, 2018. 
  14. J. Li, and B. Li, "Erasure coding for cloud storage systems: a survey," Tsinghua Science and Technology, vol. 18, no. 3, pp. 259-272, 2013.  https://doi.org/10.1109/TST.2013.6522585
  15. Z. Zhang, Q. Lian, S. Lin, W. Chen, Y. Chen, and C. Jin. "Bitvault: a highly reliable distributed data retention platform," In Proc. of ACM SIGOPS Operating Systems Review, Vol. 41, No. 2, 2007. 
  16. J. Cowling and B. Liskov. "Granola: low-overhead distributed transaction coordination," In Proc. of USENIX conference on Annual Technical, 2012. 
  17. R. Bhagwan, K. Tati, Y. Chung Cheng, S. Savage, and G. Voelker. "Total recall: System support for automated availability management," In Proc. of the USENIX symposium on Networked Systems Design and Implementation (NSDI), 2004. 
  18. O. Herrera and T. Znati. "Proactive repair redundancy algorithms for distributed storage in P2P networks," In Proc. of Biennial Symposium on QBSC, 2012. 
  19. G. Wu and G. Wu, "Research on P2P live streaming system," Proc. International Conference on Electronics, Communications and Control, Ningbo, pp. 1631-1634, 2011. 
  20. C. Keong, P. Hoong and C. Ting, "Efficient Hybrid Push-Pull Based P2P Media Streaming System," Proc. IEEE International Conference on Parallel and Distributed Systems, pp. 735-740, 2011.