인터넷 기반 멀티캐스트는 일대다 또는 다대다 통신을 위한 차세대 중요한 서비스로 주목 받고 있다. 멀티캐스트는 네트워크 또는 애플리케이션 레벨에서 서비스할 수 있다. IP 멀티캐스트는 소스노드에서 라우터로 데이터그램을 보내면 라우터가 이를 복제하여 수신노드들에게 전달해 주는 네트워크레벨 서비스로 네트워크 자원을 효율적 사용할 수 있다. 그러나 네트워크에 IP 멀티캐스트 라우터가 설치되어야 하는 등 여러 문제로 인해 널리 사용되지 못하고 있다. 따라서 대안으로 애플리케이션 레벨에서의 오버레이 멀티캐스트가 주목 받고 있다. 오버레이 멀티캐스트는 종단 호스트가 라우터 처럼 동작하는 것으로 비록 IP 멀티캐스트에 비해서 링크 사용율과 지연값이 높아질 수 있지만, IP멀티캐스트의 현실적인 적용의 어려움을 해결할 수 있는 장점을 가지고 있다. 본 연구는 완전 연결된 네트워크에서 탐욕 알고리즘을 이용하여 MDST(소스 노드에서 다른 모든 각각의 노드까지 최단 경로를 갖는 신장트리)와 MST(네트워크 상의 모든 링크에 주어진 가중치의 합이 최소가 되는 신장트리)를 목적으로 하는 오베레이 멀티캐스트 라우팅 프로토콜을 제안하고, 실험에 의해 MDST와 MST를 비교 분석 하고자 한다.
이동컴퓨터의 기술발전과 더불어 인터넷환경에서 다양한 서비스지원을 위한 이동성지원에 대한 연구가 최근에 활성화되고 있다. 그러나 다자간회의나 다양한 네트워크 환경을 조성하고 있는 인터넷으로 적용을 위해서는 인터레이스를 유연성 있게 지원하는 방법이 제시되어야 한다. IP 기반의 이동컴퓨팅 환경에서는 이동성지원을 위해서 이동호스트의 위치를 정의할 수 있는 Mobile-IP 연구와 멀티캐스트를 지원하는 멀티캐스트연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 IP 기반 이동컴퓨팅 환경에서 멀티캐스트를 지원하기 위한 요구사항을 연구분석하며 인터네트워크 환경으로 적용을 위한 다양한 인터페이스 지원 모델을 제시한다.
Mobile IP(MIP)[1] Working Group에서 제안하고 있는 멀티캐스트 적용 방안에는 크게 HA기반 라우팅과 FA기반 라우팅으로 구분된다. HA기반 라우팅 방법은 멀티캐스트 패킷을 HA에서 터널링하는 방법을 사용하므로 경로의 최적화가 이루어지지 않게 되며 터널 집중화 현상이 발생하게 된다. FA기반 라우팅 방법은 이동 호스트의 핸드오프가 일어날 때마다 멀티캐스트 트리의 재구성이 필요하므로 많은 오버헤드가 발생하지만 경로 최적화는 얻을 수 있다. 본 논문은 HA기반 라우팅과 FA기반 라우팅 방안을 절충한 새로운 멀티캐스트 제공 방안을 제안한다. MH의 이동이 빈번한 마이크로 레벨에서는 HA기반 라우팅을 이용하고, MH의 이동 거리가 큰 매크로 레벨에서는 경로 최적화를 위하여 새로운 멀티캐스트 트리를 재구성함으로써 보다 효율적 멀티캐스트 서비스가 가능한 메커니즘의 프로토타입을 제안한다.
다자간 분산형 협업 시스템인 Access Grid(AG)는 IP 멀티캐스트 네트워크상에서 여러 사용자들 간에 영상, 음성 및 다양한 데이터의 공유를 통해 상호 의사소통이 가능한 공동 작업환경을 제공하기 위해 개발되었다. 멀티캐스트를 사용함으로써 AG는 대역폭 효율적으로 다수 사용자 사이의 의사소통 환경을 제공하고 있다. 그러나 IP 멀티캐스트의 설정 및 관리상 복잡성으로 인해 이를 지원하지 않는 네트워크가 다수 존재한다. 이는 AG를 이용한 협업 서비스를 이용하는 데에 큰 장애물이 되고 있다, 본 논문에서는 이러한 멀티캐스트 연결성 문제에 대한 해결책으로 응용 계층의 멀티캐스트 터널링 프로토콜인 UMTP (UDP multicast tunneling protocol) 를 확장한 멀티캐스트 연결성 솔루션인 AG Connector를 제안한다.
멀티캐스트 정보보호 기술은 순수만 멀티캐스트 기술을 실용화 하는데 있어서 없어서는 안될 기술이다. 멀티캐스트 정보보호 기술에서 이슈가 되는 것은 여러 가지가 있으나, 본 논문에서는 인증된 수신자만이 데이터를 볼 수 있도록 하기 위해 필요한 키의 분배 및 rekey 연산에 대해 제안된 몇 가지 기술을 알아보고. 무선환경에서도 확장성을 제공할 수 있는 방안으로 기존의 OFT(One-way Function Tree) 메커니즘을 토대로 하는 WOFT(Mobile OFT) 메커니즘을 제안하고 제안하는 MOFT 메커니즘의 효율성을 분석한다.
본 논문은 단대단 지연을 감소시키고 낮은 비용으로 멀티캐스트 라우팅 트리를 생성할 수 있는 AQDMR 알고리즘을 제안한다. 현재의 라우터는 QoS(Quality of Service)를 보장하기 위해 인접된 노드로의 링크 정보를 라우팅 테이블에 보관하고 있다. 멀티캐스트 트리를 생성할 때 AQDMR 알고리즘은 동적으로 지연이 가장 작고 비용이 낮은 트리를 구성한다. 기존의 멀티캐스트 알고리즘과 비교한 시뮬레이션 결과, AQDMR 알고리즘은 빠르고 동적으로 멀티캐스트 트리를 구성할 수 있음을 입증하였다.
최근 수요가 급증하고 있는 인터넷 방송과 같은 실시간 멀티미디어 그룹통신 환경의 경우 현 인터넷 망의 기술적 한계로 인해 제대로 된 서비스 제공이 어려운 실정이다. 이는 기존 인터넷의 IP 유니캐스트 전송 기술의 한계성 때문이다. IP 멀티캐스트 전송기술이 보급된다면, 자연스럽게 해결될 문제이지만 현재로서는 이 또한 불가능한 상황이다. 이에 본 논문에서는 실시간 멀티미디어 그룹통신 환경을 제공해줄 수 있으며, 현 인터넷에 쉽게 보급될 수 있는 대체 멀티캐스트 기술에 대하여 기술한다.
최근 대두되는 네트워크 게임이나 인터넷 생방송 등의 각종 그룹 통신응용을 지원하기 위해선 IP 멀티캐스트가 지원되어야 한다. 하지만 IP 멀티캐스트를 적용하기 위해선 해결되어야 할 문제점들로 인하여 현재의 인터넷에서는 적용되지 못하고 있다. RMCP는 현재의 유니캐스트 기반 인터넷 환경에서 그룹 통신을 보다 효율적으로 제공해 줄 수 있는 메커니즘으로써, IP 멀티캐스트 환경이 구축되지 않더라도 그룹 데이터를 다수의 수신자들에게 효율적으로 전달하는 방법이다. 본 고에서는 RMCP 프로토콜 개요와 구현 및 APAM 환경에서 한-일간 그룹 통신을 통한 검증을 다루도록 한다.
본 논문에서는 3GPP2 IMT-2000 서비스를 위해 기존 음성 및 인터넷 인프라를 수용할 수 있으며, IMT-2000망에서 Mobile-IP over IMT-2000 멀티미디어 응용 서비스를 제공하는데 필수적인 MDA(Multicast Delivery Agent)-기반의 Mobile-IPv6 멀티캐스트 알고리즘을 제안하고 이를 분석한다. IMT-2000 시스템 모델은 PDSN(Packet Data Serving Node) 또는 IWF(Interworking Function)기능이 각 기지국에 존재하는 분산된 모델을 사용한다. 새로운 프로토콜의 핵심요소는 멀티캐스트 데이터그램 전달 경로를 줄이기 위해 MDA (Multicast Delivery Agent)를 도입한 것이다. 제안된 프로토콜은 현재까지 제안된 이동망에서 멀티캐스트 지원 기법들과 비교하여, 짧은 라우팅 경로 및 이동 호스트에 근접한 노드에서 이동 호스트로의 직접 데이터그램 전송을 통하여 성능 향상을 기대할 수 있다. 특히, 터널링 수 및 멀티캐스트 데이터그램의 평균 라우팅 길이가 감소하고, 멀티캐스트 데이터그램의 트래픽 부하도 감소한다.
다중 유니캐스트 전송기법보다 멀티캐스트 전송기법이 장점이 많은 것이 사실이지만 IP 멀티캐스트 프로토콜은 간편한 관리제어 목적으로 몇몇 네트워크 영역으로 국한된다. 영역간 멀티캐스트 배치는 기술적인 면과 관리적인 면으로 인하여 진척이 느려지고 있다. 이에 대안으로 최근에 오버레이 멀티캐스팅 기술이 제시되었고, 본 논문에서 우리는 종단 호스트 멀티캐스트 트리 프로토콜 (EMTP)를 제안한다. EMTP는 리프 노드에 도달할 때까지 한번에 트리의 두 레벨을 검색하면서 또 한편으로는 가입하고자 하는 노드와 트리상의 가장 가까운 노드를 찾아낸다. 비록 해당 위치의 노드가 허용 가능한 차수가 없을지라도 그 노드를 잠재적인 부모노드로 선택 가능하게 함으로써 차후에 스위칭 횟수를 줄여 트리의 안정성을 높이고 데이터 전송 시간의 감소를 가져온다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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