KR20130095202A - 네트워크 비용을 고려한 콘텐츠 캐시 관리 방법 및 장치 - Google Patents

네트워크 비용을 고려한 콘텐츠 캐시 관리 방법 및 장치 Download PDF

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KR20130095202A
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Abstract

콘텐츠 캐시 관리 방법 및 장치에 관한 것으로 보다 구체적으로는 네트워크 상에서 네트워크 비용을 고려하여 콘텐츠 캐시를 관리하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 콘텐츠 데이터 패킷을 전달하는 전송장비의 콘텐츠 캐시 관리 방법에 있어서, 이웃한 전송장비로부터 콘텐츠 데이터 패킷을 수신하면, 수신한 콘텐츠 데이터 패킷에 기초하여, 전송장비로부터 콘텐츠 원본 데이터가 저장된 콘텐츠 원본서버까지의 네트워크 경로상에서 발생하는 네트워크 비용을 통하여 캐시 교체 인자값을 산출하는 단계와 산출된 캐시 교체 인자값 또는 콘텐츠 데이터 패킷을 저장할 전송장비의 캐시상태에 따라 전송장비의 캐시를 관리하는 단계를 포함할 수 있다. 이를 통하여, 각 전송 장비들은 온패스캐싱(on-path caching)에서 콘텐츠 캐시 교체를 위한 요인으로 콘텐츠의 마지막 시간이나 사용 빈도 뿐만아니라 네트워크 비용도 함께 고려함으로써 평균적으로 콘텐츠 전달에 필요한 네트워크 비용을 최소화하고, 네트워크 전반에 다양하게 콘텐츠 분배를 가능하게 함으로써 온패스 캐싱(on-path caching)의 효율과 효과를 높일 수 있다.

Description

네트워크 비용을 고려한 콘텐츠 캐시 관리 방법 및 장치{apparatus and method for managing contents cache considering network cost}
본 발명은 콘텐츠 캐시 관리 방법 및 장치에 관한 것으로 보다 구체적으로는 네트워크 상에서 네트워크 비용을 고려하여 콘텐츠 캐시를 관리하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
인터넷 구조가 본래의 호스트간 통신서비스를 위해 설계된 구조에서 벗어나 콘텐츠 중심의 새로운 인터넷 구조로 변모되어 사용되고 있다. 이러한 구조에 대한 많은 연구결과로서, CCN(Content Centric Networking)이나 DONA (Data-Oriented Network Architecture)와 같이 혁신적 접근(Clean-slate approach) 방식이 제안되고 있다. 제안되는 특징 중 하나는 온패스캐싱(on-path caching)을 지원한다는 점인데, 온패스캐싱(on-path caching)은 콘텐츠의 전달 경로상에 위치한 네트워크 전송 장비가 콘텐츠를 일시적으로 캐싱하여 저장하고 있다가 추후에 동일한 콘텐츠에 대한 요청을 수신한 경우 해당 콘텐츠를 자신의 캐싱 메모리로부터 제공하는 인네트워크(in-network) 캐싱 방법 중 하나이다. 일반적으로 온패스캐싱(on-path caching)에서는 콘텐츠를 일정 크기의 청크(chunk) 단위로 나누어 저장한다.
그렇지만 이러한 캐싱 방법에 있어서, 캐시에 일시적으로 저장하는 공간이 부족하게 되면, 새로운 정보를 저장하기 위하여 캐시 교체가 일어나야 하는데, 이러한 교체는 콘텐츠 캐시교체 정책에 따라 교체 방법이 정해진다. 콘텐츠 캐시 교체 정책(Cache Replacement Policy)은 한정된 크기의 캐시 메모리에 추가로 저장할 공간이 없는 경우 새로운 콘텐츠를 캐싱하기 위하여 기존에 캐싱되어있던 콘텐츠와 교체하는 방법을 말한다. 대표적인 콘텐츠 캐시 교체 정책으로는 최근최소사용 (Least Recently Used : LRU)와 최소사용빈도(Least Frequently Used : LFU), 선입선출 및 후입선출(First In, First Out : FIFO)이 있다.
이러한 LRU, LFU, FIFO는 본디 시스템 내부의 CPU(Central Processing Unit)와 메모리 간 혹은 CPU와 하드디스크 간에 고속의 데이터 전송을 위해 존재하는 캐시(cache)에서 사용할 목적으로 고안되었다. 반면, 온패스캐싱(on-path caching)에서 캐시는 클라이언트와 콘텐츠 제공 서버(origin server) 간을 연결하는 네트워크 전반에 위치하고 따라서 캐시 교체 정책의 성능에 따라 네트워크에 미치는 영향이 틀려진다. 예를 들어, 온패스캐싱(on-path caching)에서 특정 콘텐츠에 대한 캐시미스(cache miss)가 발생한 경우 해당 콘텐츠를 콘텐츠 제공 서버로부터 받기 위한 네트워크 비용이 발생하게 된다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 온패스(on-path) 캐싱에서 캐시미스(Cache Miss) 시에 발생하는 네트워크 비용을 최소화할 수 있는 콘텐츠 캐시 관리 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일측면에 따르면, 콘텐츠 전달 네트워크를 구성하는 전송장비의 콘텐츠 캐시 관리 방법에 있어서, 전송장비가 전송되는 콘텐츠를 자신의 저장공간에 캐싱하기 위하여 콘텐츠 데이터 패킷에 기초하여 전송장비에서 콘텐츠 서버까지의 네트워크 경로상에서 발생하는 캐시 교체 인자값을 산출하는 단계와 산출된 캐시 교체 인자값 또는 콘텐츠를 저장할 전송장비의 캐시상태에 따라 전송장비의 캐시를 관리하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일측면에 따르면, 산출하는 단계는 전송장비에서 콘텐츠 서버 사이에 콘텐츠 데이터 패킷이 거쳐가는 홉카운트(Hop count)를 포함하는 네트워크 비용정보를 이용하여 캐시 교체 인자값을 산출할 수 있다.
본 발명의 일측면에 따르면, 관리하는 단계는 콘텐츠를 저장할 전송장비의 캐시용 저장공간이 부족하면, 캐시 교체 인자값을 이용하여 삭제할 캐시데이터(캐시에 저장된 콘텐츠 데이터)를 결정하고, 결정된 삭제할 캐시데이터를 새롭게 추가될 콘텐츠와 교체할 수 있다.
본 발명의 일측면에 따르면, 새로운 콘텐츠가 캐싱될 경우, 산출한 캐시 교체 인자값과 함께 캐시에 저장할 수 있다.
본 발명의 일측면에 따르면, 삭제할 캐시데이터는 캐시데이터들 중에서 가장 작은 캐시 교체 인자값을 가지는 캐시데이터로 결정될 수 있다.
본 발명의 일측면에 따르면, 전송되는 콘텐츠 데이터 패킷의 헤더는 홉카운트 정보를 포함하는 네트워크 비용정보를 포함할 수 있다.
각 전송 장비들은 온패스캐싱(on-path caching)에서 콘텐츠 캐시 교체를 위한 요인으로 콘텐츠의 마지막 시간이나 사용 빈도 뿐만아니라 네트워크 비용도 함께 고려함으로써 평균적으로 콘텐츠 전달에 필요한 네트워크 비용을 최소화하고, 네트워크 전반에 다양하게 콘텐츠 분배를 가능하게 함으로써 온패스 캐싱(on-path caching)의 효율을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 콘텐츠 캐시 관리 장치가 적용될 수 있는 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 콘텐츠 캐시관리장치의 구성도이다.
도 3는 본 발명의 일실시예에 따른 콘텐츠 캐시관리 장치가 콘텐츠캐시를 관리하는 방법의 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 네트워크 비용을 고려하여 캐시 교체 인자값을 산출하는 방법을 도시한 도면이다.
아래에서는 본 발명의 실시 예에 따른 네트워크 상에서 네트워크 비용을 고려하여 콘텐츠 캐시를 관리하는 방법 및 장치에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 콘텐츠 캐시 관리 장치가 적용될 수 있는 시스템의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 콘텐츠의 전달 경로상에 위치한 전송장비의 캐시관리장치(100)는 콘텐츠 데이터 패킷을 일시적으로 저장할 수 있는 저장공간인 캐시를 가진다. 캐시관리장치(100)는 콘텐츠 서버들(210, 220)로부터 전송받은 콘텐츠 데이터 패킷을 일시적으로 캐시에 저장하여 저장하고 있다가 추후에 동일한 콘텐츠에 대한 요청 패킷을 수신한 경우 해당 콘텐츠를 캐시로부터 제공할 수 있다.
따라서, 전송장비의 캐시관리장치(100)는 콘텐츠 데이터 패킷을 수신하면 수신한 콘텐츠 데이터 패킷의 캐싱정보가 자신의 캐시에 존재하는지 여부를 확인할 수 있다. 콘텐츠의 캐싱정보라 함은, 콘텐츠 데이터와 캐시 내에서 삭제할 캐시 데이터를 선택하기 위하여 캐시 데이터간 삭제우선순위를 구별하는 캐시교체인자값을 포함할 수 있다.
캐시관리장치(100)는 수신한 콘텐츠 데이터 패킷의 캐싱정보가 전송장비의 캐시관리장치(100)내 캐시에 존재하지 않으면, 수신한 콘텐츠 데이터 패킷으로부터 캐시교체 인자값을 산출할 수 있다. 캐시교체인자값은 해당 콘텐츠 데이터 패킷이 전송장비로부터 콘텐츠 서버까지 경로상에서 발생되는 네트워크 비용을 이용하여 캐시교체인자값을 산출될 수 있다.
또한, 캐시관리장치(100)는 콘텐츠 서버1(210)로부터 전송된 콘텐츠 데이터 패킷1과 콘텐츠 서버2(220)로부터 전송된 콘텐츠 데이터 패킷2의 캐시교체인자값을 산출하기 위하여, 각각 전송장비에서 콘텐츠 서버1(210)과 콘텐츠 서버2(220) 사이에 콘텐츠 데이터 패킷이 거쳐가는 홉카운트(Hop count)를 산출하여 이용할 수 있으며, 트래픽공학메트릭(Traffic Engineering metric)이나, 내부 게이트웨이프로토콜 메트릭(Interior Gateway Protocol metric)과 같이 네트워크 운영자가 네트워크 운영정책 또는 네트워크 상황에 따라 동적으로 각각의 링크에 할당하는 링크가중치를 네트워크 비용으로 활용하여 산출할 수 있다.
즉, 캐시관리장치(100)는 캐시교체인자값을 산출하기 위하여, 전송장비와 콘텐츠 서버 사이에 콘텐츠 데이터 패킷이 거쳐가는 링크들에 부여된 가중치들의 합을 이용하거나, 홉 카운트와 링크 가중치를 동시에 고려하여 산출한 네트워크 비용을 활용하여 산출할 수 있다.
캐시관리장치(100)는 캐시교체인자값을 산출한 후에 자신의 캐시가 새로운 콘텐츠 데이터 패킷을 저장할 수 있는 여분의 용량을 갖고 있는지 체크할 수 있다. 캐시관리장치(100)는 캐시의 저장용량이 충분한 경우라면 수신한 콘텐츠 데이터 패킷을 저장할 수 있다. 한편, 캐시관리장치(100)는 캐시교체인자값에 대한 목록인 캐시큐목록을 구비하여 관리할 수 있다.
하지만, 캐시관리장치(100)는 캐시내 저장용량이 충분하지 않다면, 산출된 캐시교체인자값을 이용하여, 캐시내 캐시교체인자값이 가장 작은 캐시데이터를 교체대상으로 결정할 수 있다. 또한, 결정된 캐시데이터를 캐시에서 삭제하고, 수신된 콘텐츠 데이터 패킷과 캐시교체인자값을 캐시관리장치(100)의 캐시에 저장할 수 있다.
만약 전송노드가 클라이언트(300)로부터 콘텐츠 요청 패킷을 수신한 경우에 요청된 콘텐츠 데이터 패킷이 캐시관리장치(100)의 캐시데이터로 존재하는 경우에는, 캐시관리장치(100)는 해당 캐시데이터의 이용정보를 업데이트할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 콘텐츠 캐시관리장치의 구성도이다.
도 2를 참조하면, 전송장비가 클라이언트(300)로부터 콘텐츠 요청 패킷을 또는 주변 이웃한 전송장비로부터 콘텐츠 데이터 패킷을 수신한 경우, 캐시제어부(110)는 상기 콘텐츠 요청 패킷/콘텐츠 데이터 패킷의 캐싱정보가 전송장비의 캐시부(130)내에 저장되어있는지 확인한다.
또한, 캐시제어부(110)는 캐시부(130)에 수신된 콘텐츠 요청 패킷에 관한 캐싱정보가 존재하지 않으면, 수신된 콘텐츠 요청 패킷을 무시한다. 이 경우, 전송노드는 미리 설정된 라우팅 정보에 의해 상기 콘텐츠 요청 패킷을 해당 콘텐츠 서버를 향하여 전송 할 수 있다.
또한, 캐시제어부(110)는 캐시부(130)에 수신된 콘텐츠 데이터 패킷에 관한 캐싱정보가 존재하지 않으면, 수신된 콘텐츠 데이터 패킷을 이용하여 캐시제어부(110)는 인자산출부(150)가 캐시교체인자값을 산출하도록 할 수 있다. 인자산출부(150)는 수신된 콘텐츠 데이터 패킷에 대한 캐시교체인자값을 산출하기 위하여, 콘텐츠 데이터 패킷으로부터 전송장비로부터 콘텐츠 서버까지 경로상에서 발생되는 네트워크 비용값을 이용할 수 있다.
또한, 인자산출부(150)는 캐시교체인자값을 산출하기 위하여 전송장비와 콘텐츠 서버사이에 콘텐츠 데이터 패킷이 거쳐가는 홉카운트(Hop count)를 이용할 수 있으며, 트래픽공학메트릭(Traffic Engineering metric)이나, 내부 게이트웨이프로토콜 메트릭(Interior Gateway Protocol metric)과 같이 네트워크 운영자가 네트워크 운영정책 또는 네트워크 상황에 따라 동적으로 각각의 링크에 할당하는 링크가중치를 네트워크 비용으로 활용하여 산출할 수 있다. 또한 전송장비와 콘텐츠 서버 사이에 콘텐츠 데이터 패킷이 거쳐가는 링크들에 부여된 가중치들의 합을 이용하거나, 홉 카운트와 링크 가중치를 동시에 고려하여 산출한 네트워크 비용값을 이용할 수 있다.
인자산출부(150)가 콘텐츠 데이터 패킷에 대한 캐시교체인자값을 산출하면, 산출된 값을 캐시제어부(110)에 전송할 수 있다. 캐시제어부(110)는 캐시교체인자값을 수신하면, 캐시부(130)에 새로운 콘텐츠 데이터 패킷 데이터를 저장할 수 있는 여분의 용량이 충분한지 체크할 수 있다. 한편, 캐시제어부(110)는 캐시교체인자값 관리를 위하여, 캐시큐목록을 구비할 수 있다.
만약 캐시부(130)의 저장용량이 충분한 경우라면, 수신한 콘텐츠 데이터 패킷과 산출된 캐시교체인자값을 캐시부(100)에 저장하고, 캐시큐목록을 업데이트할 수 있다.
만약 캐시부(130)가 저장용량이 부족한 경우에는 새로운 콘텐츠 데이터 패킷 데이터를 저장공간을 확보하기 위하여, 캐시제어부(110)는 캐시부(130) 내에서 교체할 캐시데이터를 결정할 수 있다. 캐시제어부(110)는 산출된 캐시교체인자값과 네트워크 비용, 링크 가중치 정보, 콘텐츠의 이용정보를 더 포함하여 교체할 캐시데이터를 결정하는데 고려할 수 있다.
캐시제어부(110)는 캐시부(130)내 캐시데이터에 대응하는 캐시교체인자값과 인자산출부(150)가 수신된 콘텐츠 데이터 패킷에 대응하여 산출한 캐시교체인자값을 비교하여 캐시교체인자값이 작은 값에 해당하는 것을 삭제할 대상으로 결정할 수 있다. 한편, 캐시제어부(110)는 캐시 내에서 가장 캐시교체인자값이 작은 교체 대상을 결정하기 위하여, 캐시제어부(110)가 구비하고 있는 캐시큐 목록을 이용할 수 있다.
캐시제어부(110)는 삭체할 캐시데이터를 결정하면, 해당 캐시데이터를 삭제하고, 저장공간을 확보한다. 캐시부(130)내에 확보된 저장공간에 수신된 콘텐츠 데이터 패킷과 산출한 캐시교체인자값을 저장하고, 해당 콘텐츠 데이터 패킷의 캐시교체인자값을 캐시제어부(110)에 업데이트할 수 있다.
만약 캐시제어부(110)는 캐시부(130)에 해당 콘텐츠에 관한 캐싱정보가 존재하는 경우에는, 캐시부(130)에 저장되어 있던 해당 콘텐츠의 캐시교체인자값과 캐시큐목록을 새로 수신한 콘텐츠 데이터 패킷에서 산출된 캐시교체인자값을 이용하여 업데이트할 수 있다.
도 3는 본 발명의 일실시예에 따른 콘텐츠 캐시관리장치가 캐시를 관리하는 방법의 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 클라이언트로부터 콘텐츠 요청 패킷 또는 주변 이웃한 전송장비로부터 콘텐츠 데이터 패킷을 수신한다(410). 캐시에 수신된 콘텐츠 요청 패킷에 관한 캐싱정보가 존재하지 않으면, 수신된 콘텐츠 요청 패킷을 무시한다. 이 경우, 전송노드는 미리 설정된 라우팅 정보에 의해 상기 콘텐츠 요청 패킷을 해당 콘텐츠 서버를 향하여 전송할 수 있다.
전송장비는 이웃한 전송장비 또는 콘텐츠 서버로부터 콘텐츠 데이터 패킷을 수신하면, 동일한 콘텐츠 데이터 패킷이 자신의 캐시 내에 해당 콘텐츠 데이터 패킷 관련 캐싱정보가 존재하는지 여부를 확인한다(420). 캐싱정보는 콘텐츠 데이터와 캐시 내에서 삭제할 캐시데이터를 선택하기 위하여 캐시 데이터 간 삭제우선순위를 구별하는 캐시교체인자값을 포함할 수 있다.
만약 수신된 콘텐츠 데이터 패킷에 대한 캐싱정보가 존재하는 경우에는 해당 콘텐츠 데이터 패킷으로부터 캐시교체인자값을 산출하고, 새롭게 산출된 캐시교체인자값을 캐시교체인자값을 관리하는 목록인 캐시큐목록 및 캐시에 업데이트한다(450).
캐시교체인자값을 산출하기 위하여, 전송장비와 콘텐츠 서버사이에 콘텐츠 데이터 패킷이 거쳐가는 링크들에 부여된 가중치들의 합을 이용하거나, 홉 카운트와 링크 가중치를 동시에 고려하여 산출한 네트워크 비용을 이용할 수 있으며, 트래픽공학메트릭(Traffic Engineering metric)이나, 내부 게이트웨이프로토콜 메트릭(Interior Gateway Protocol metric)과 같이 네트워크 운영자가 네트워크 운영정책 또는 네트워크 상황에 따라 동적으로 각각의 링크에 할당하는 링크가중치를 네트워크 비용으로 활용하여 산출할 수 있다.
만약 캐시 내에 수신된 콘텐츠 데이터 패킷의 캐싱정보가 존재하지 않는 경우에는, 수신된 콘텐츠 데이터 패킷으로부터 캐시교체인자값을 산출하고(430), 산출된 캐시교체인자값과 수신된 콘텐츠 데이터 패킷을 저장할 전송장비의 캐시 의 저장용량이 충분한지 확인한다(440). 저장공간이 충분한 경우라면, 수신된 콘텐츠 데이터 패킷을 캐시에 저장하고, 산출된 캐시교체인자값을 업데이트한다(460). 하지만, 전송장비의 캐시 내에 저장용량이 부족한 경우에는 캐시교체인자값을 이용하여 캐시내의 삭제할 캐시데이터를 결정할 수 있다.
캐시 내의 삭제할 캐시데이터를 결정하기 위하여, 네트워크 비용과, 링크 가중치 정보, 콘텐츠의 이용정보을 포함하는 정보를 추가적으로 더 고려할 수 있다. 캐시 내의 캐시데이터에 대응하는 캐시교체인자값이 수신된 콘텐츠 데이터 패킷의 캐시교체인자값과 비교하여 가장 작은 경우에 해당하는 캐시교체인자값을 가지는 캐시데이터를 삭제할 대상으로 결정할 수 있다.
한편, 캐시 내의 저장되어있는 캐시데이터에 대응하는 캐시교체인자값이 가장 작은 값을 가지는 삭제 대상 캐시데이터를 찾기 위하여 캐시큐 목록을 이용할 수 있다. 삭제할 대상 캐시데이터가 결정되면, 결정된 캐시데이터를 삭제하고, 새로운 콘텐츠 데이터 패킷과 산출된 캐시교체인자값을 저장할 수 있다. 또한, 산출된 캐시교체인자값을 캐시큐목록에 업데이트 할 수 있다(470).
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 네트워크 비용을 고려하여 캐시 교체 인자값을 산출하는 방법을 도시한 도면이다.
도 4를 참조하여, 네트워크 비용을 위한 고려사항으로 클라이언트와 전송장비간의 콘텐츠 1에 대한 제 1타이밍인자(510), 콘텐츠 2에 대한 제 2타이밍인자(520)를 가정하고, 전송장비와 콘텐츠 서버간의 거리인자로서, 콘텐츠 1에 대한 거리인자인 제 1거리인자(530), 콘텐츠 2에 대한 거리인자인 제 2거리인자(540)를 가정할 수 있다. 클라이언트(300)와 전송장비간의 제 1타이밍인자(510), 제 2타이밍인자(520)의 예로서 콘텐츠 데이터 패킷의 사용빈도 또는 콘텐츠의 마지막 사용시간을 포함할 수 있다. 또한, 전송장비와 콘텐츠 서버(210, 220)간의 거리인자로서, 제 1거리인자(530), 제 2거리인자(540)의 예로서 전송장비(100)와 콘텐츠 서버(210, 220)간 콘텐츠 데이터 패킷의 네트워크의 홉카운트 값을 포함할 수 있다.
네트워크 비용을 고려하여 캐시 교체 인자값을 산출하는 방법에 대한 일실시예로서, 제 1타이밍인자(510)을 콘텐츠 1의 사용빈도 또는 콘텐츠 1의 마지막 사용 시간, 제 2타이밍인자(520)을 콘텐츠 2의 사용빈도 또는 콘텐츠 2의 마지막 사용 시간이며, 제 1거리인자(530)는, 전송 장비로부터 콘텐츠 1의 콘텐츠 서버1(210)까지 콘텐츠 데이터 패킷의 홉카운트 값, 제 2거리인자(540)은 콘텐츠 2의 콘텐츠 서버2(220)까지 콘텐츠 데이터 패킷의 홉카운트 값일 수 있다.
따라서 콘텐츠 1의 캐시 교체 인자 값은 제 1타이밍인자(510)와 전송장비로부터 콘텐츠 서버 1(210)까지의 제 1거리인자(530)를 곱한 값이고, 콘텐츠 2의 캐시 교체 인자 값은 제 2타이밍인자(520)와 전송장비로부터 콘텐츠 서버2(220)까지의 제 2거리인자(540)를 곱한 값일 수 있다.
만일 제 1타이밍인자(510), 제 2타이밍인자(520)과 전송장비와 콘텐츠서버1(210)과 전송장비와 콘텐츠서버2(220)까지의 제 1거리인자(530), 제 2거리인자(540)에 서로 다른 가중치를 부여할 경우, 타이밍인자의 가중치를 α라 하고 전송장비와 콘텐츠 서버(210, 220)까지의 거리인자의 가중치를 β라 하면 콘텐츠 1의 캐시 교체 인자 값은 제 1타이밍인자(510)와 전송장비로부터 콘텐츠 서버 1(210)까지의 제 1거리인자(530)를 곱한 값에 αβ가 더 곱하여질 수 있고, 콘텐츠 2의 캐시교체 인자 값은 제 2타이밍인자(520)와 전송장비로부터 콘텐츠 서버 2(220)까지의 제 2거리인자(540)를 곱한 값에 αβ가 더 곱하여질 수 있다.
또한, 네트워크 비용을 고려하여 캐시 교체 인자값을 산출하는 방법에 대한 또 다른 일실시예로서, 콘텐츠 1의 캐시 교체 인자 값은 제 1타이밍인자(510)와 전송장비로부터 콘텐츠 서버 1(210)까지의 제 1거리인자(530)를 합한 값이고, 콘텐츠 2의 캐시 교체 인자 값은 제 2타이밍인자(520)와 전송장비로부터 콘텐츠 서버2(220)까지의 제 2거리인자(540)를 합한 값일 수 있다. 만일 제 1타이밍인자(510), 제 2타이밍인자(520)과 전송장비와 콘텐츠서버1(210)과 전송장비와 콘텐츠서버2(220)까지의 제 1거리인자(530), 제 2거리인자(540)에 서로 다른 가중치를 부여할 경우, 타이밍인자의 가중치를 α라 하고 전송장비와 콘텐츠 서버(210, 220)까지의 콘텐츠 데이터 패킷의 거리인자의 가중치를 β라 하면 콘텐츠 1의 캐시 교체 인자 값은 제 1타이밍인자(510)에 α를 곱한 값과 전송장비로부터 콘텐츠 서버 1(210)까지의 콘텐츠 데이터 패킷의 제 1거리인자(530)에 β를 곱한 값을 합하여, 산출할 수 있고, 콘텐츠 2의 캐시 교체 인자 값은 제 2타이밍인자(520)에 α를 곱한 값과 전송장비로부터 콘텐츠 서버 2(220)까지의 콘텐츠 데이터 패킷의 제 2거리인자(540)에 β를 곱한 값을 합하여, 산출할 수 있다.
한편, 전송장비가 자신과 이웃하고 있는 이웃전송장비와의 연결 정보를 알고 있다는 전제 하에, 특정 인터페이스로부터 콘텐츠 데이터 패킷을 수신한다면, 콘텐츠를 수신한 인터페이스에 할당된 링크 가중치 정보를 조회한 결과를 링크 가중치 값으로 사용할 수 있다. 전송장비는 이 값을 이용하여 콘텐츠 데이터 패킷에 명시적으로 링크 가중치 정보를 명시할 수 있다.
예를들어, 콘텐츠 중심 네트워킹 구조인 CCN에서는 데이터패킷(Data Packet)을 확장하여 링크 가중치 정보를 추가할 수 있다. 데이터패킷(Data Packet)이라 함은 요청된 콘텐츠를 갖고 있는 임의의 네트워크 노드가 요구된 콘텐츠를 응답으로 전송하는 패킷을 의미할 수 있다. 컴퓨터에 의한 정보망(computer communication network: CCN)에서 정의하는 콘텐츠 데이터 패킷(Data Packet)헤더에 콘텐츠 전달에 사용된 링크들의 누적 가중치를 표기하기 위한 추가 필드로 누적메트릭값(Accumulated Metric Values)를 정의할 수 있다.
콘텐츠 서버(210, 220)가 콘텐츠 데이터 패킷(Data Packet)을 송신할 때는 헤더의 누적메트릭값(Accumulated Metric Values) 필드의 값을 0으로 세팅할 수 있다. 라우터와 같은 전송장비들의 캐시관리장치는 콘텐츠 데이터 패킷(Data Packet)을 수신할 때 콘텐츠 데이터 패킷(Data Packet) 헤더의 누적메트릭값(Accumulated Metric Values) 필드 값에 수신 링크의 가중치 값을 더하여 업데이트할 수 있다.
예를들어, 수신한 콘텐츠 데이터 패킷(Data Packet) 헤더의 누적메트릭값(Accumulated Metric Values) 필드 값이 10이고 상기 콘텐츠 데이터 패킷(Data Packet)을 수신할 때 사용한 링크의 가중치 값이 2인 경우에 전송장비의 캐시관리장치(100)는 해당 콘텐츠 데이터 패킷(Data Packet)을 전송할 때 헤더의 누적메트릭값(Accumulated Metric Values) 필드 값을 12(= 10 + 2)로 업데이트할 수 있다.
전송장비들의 캐시관리장치(100)가 콘텐츠 데이터 패킷(Data Packet)을 통해 수신한 콘텐츠 데이터 패킷을 캐싱할 때에는 상기 업데이트된 누적메트릭값(Accumulated Metric Values) 필드의 값을 함께 저장할 수 있다. 전송장비들의 캐시관리장치(100)는 클라이언트(300)가 요청한 콘텐츠 요청 패킷을 캐시 형태로 갖고 있는 경우 직접 클라이언트(300)에게 콘텐츠 데이터 패킷(Data Packet)을 통해 요청된 콘텐츠를 제공하는데 이때 생성되는 콘텐츠 데이터패킷(Data Packet) 헤더의 누적메트릭값(Accumulated Metric Values)의 필드값은 앞서 해당 콘텐츠를 수신할 때 저장한 누적메트릭값(Accumulated Metric Values)을 사용할 수 있다.
이에 더하여, 콘텐츠 중심 네트워킹 구조인 컴퓨터에 의한 정보망(computer communication network: CCN)에서는 콘텐츠 데이터 패킷(Data Packet)을 확장하여 홉 카운트 정보를 추가할 수도 있다. 컴퓨터에 의한 정보망(computer communication network: CCN)에서 정의하는 콘텐츠 데이터 패킷(Data Packet) 헤더에 콘텐츠 전달과 관련한 네트워크 비용을 표기하기 위한 추가 필드로 홉카운트(Hop Count)정보를 정의할 수 있다. 콘텐츠 서버(210, 220)가 콘텐츠 데이터 패킷(Data Packet)을 송신할 때는 헤더의 홉카운트 정보(Hop Count) 필드의 값을 1로 세팅하고 라우터와 같은 전송 장비들의 캐시관리장치(100)는 콘텐츠 데이터 패킷(Data Packet)을 전달할 때마다 헤더의 홉카운트(Hop Count)필드의 값을 하나씩 증가시킬 수 있다. 캐시관리장치(100)가 콘텐츠 데이터 패킷(Data Packet)을 통해 수신한 콘텐츠 데이터 패킷를 캐싱할 때에는 홉카운트(Hop Count)값을 함께 저장할 수 있다. 캐시관리장치는 클라이언트가 요청한 콘텐츠를 캐시 형태로 갖고 있는 경우 직접 클라이언트에게 콘텐츠 데이터 패킷(Data Packet)을 통해 요청된 콘텐츠를 제공할 수 있는데, 이때 생성되는 콘텐츠 데이터 패킷(Data Packet) 헤더의 홉카운트(Hop Count) 필드 값은 앞서 해당 콘텐츠를 수신할 때 기록한 홉카운트(Hop Count) 값을 이용할 수 있다.
한편, 컴퓨터에 의한 정보망(computer communication network: CCN)에서 정의하는 콘텐츠 데이터 패킷(Data Packet)에 콘텐츠 전달에 사용된 링크들의 홉카운트와 링크 가중치 정보를 동시에 고려한 네트워크 비용을 이용하여 캐시 교체 인자값을 산정을 위해 홉카운트(Hop Count) 필드와 누적메트릭값(Accumulated Metric Value)필드를 모두 포함하고 있는 컴퓨터에 의한 정보망(computer communication network: CCN) 콘텐츠 데이터패킷(Data Packet)을 정의할 수 있다.
또한, 두가지 필드의 값을 이용한 캐시 교체 인자값산정 방법은 홉카운트만을 이용한 캐시 교체 인자값 산정 방식의 결과값에 링크 가중치를 이용한 캐시 교체 인자값 산정 방식의 결과값을 합한 값을 사용하여 산출할 수도 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또는 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
100 : 전송장비
110 : 캐시제어부
130 : 캐시부
150 : 인자산출부
210 : 콘텐츠 서버1
220 : 콘텐츠 서버2

Claims (14)

  1. 콘텐츠 데이터 패킷을 전달하는 전송장비의 콘텐츠 캐시 관리 방법에 있어서,
    이웃한 전송장비로부터 콘텐츠 데이터 패킷을 수신하면, 상기 수신한 콘텐츠 데이터 패킷에 기초하여, 상기 전송장비로부터 콘텐츠 원본 데이터가 저장된 콘텐츠 원본서버까지의 네트워크 경로상에서 발생하는 네트워크 비용을 이용하여 캐시 교체 인자값을 산출하는 단계;
    상기 산출된 캐시 교체 인자값 또는 상기 콘텐츠 데이터 패킷을 저장할 상기 전송장비의 캐시상태에 따라 전송장비의 캐시를 관리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘텐츠 캐시 관리 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 관리하는 단계는
    상기 전송장비의 캐시 내에 상기 콘텐츠 데이터 패킷에 대한 캐시정보가 존재하는지 여부에 따라, 기존재하는 캐시교체인자값을 갱신하거나, 콘텐츠 데이터 패킷 및 캐시교체인자값을 저장하는 것을 특징으로 하는 콘텐츠 캐시 관리 방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 산출하는 단계는
    상기 전송장비에서 콘텐츠 원본서버 사이에 콘텐츠 데이터 패킷이 거쳐가는 홉카운트(Hop count)를 포함하는 네트워크 비용정보를 이용하여 캐시 교체 인자값을 산출하는 것을 특징으로 하는 콘텐츠 캐시 관리 방법.
  4. 제 2항에 있어서, 콘텐츠 데이터 패킷 및 캐시교체인자값을 저장하는 경우,
    상기 전송장비의 캐시용 저장공간이 부족하면, 상기 산출한 캐시 교체 인자값을 이용하여 삭제할 캐시데이터를 결정하고, 결정된 캐시데이터를 삭제하여 새로운 콘텐츠 데이터 패킷을 저장하는 것을 특징으로 하는 콘텐츠 캐시 관리 방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 새로운 콘텐츠 데이터 패킷을 저장시, 산출한 캐시 교체 인자값을 더 포함하여 저장하는 것을 특징으로 하는 콘텐츠 캐시 관리 방법.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 삭제할 캐시데이터는 캐시 내의 캐시데이터들 중에서 가장 작은 캐시 교체 인자값을 가지는 캐시데이터로 결정되는 것을 특징으로 하는 콘텐츠 캐시 관리 방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 콘텐츠 데이터 패킷의 헤더는 홉카운트 정보를 포함한 네트워크 비용정보 필드를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘텐츠 캐시 관리 방법.
  8. 콘텐츠 데이터 패킷을 전달하는 전송장비의 콘텐츠 캐시 관리 장치에 있어서,
    상기 콘텐츠 데이터 패킷을 저장하는 캐시부;
    상기 전달할 콘텐츠 데이터 패킷에 기초하여 상기 캐시부에서 콘텐츠 원본이 저장된 콘텐츠 원본서버까지의 네트워크 경로상에서 발생하는 네트워크 비용을 이용하여 캐시 교체 인자값을 산출하는 인자산출부;
    상기 캐시부 내 전달할 콘텐츠 데이터 패킷의 캐싱정보, 캐시 교체 인자값 또는 캐시부의 저장용량에 따라 상기 캐시부를 제어하는 캐시제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘텐츠캐시관리장치.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 캐시제어부는
    상기 캐시부에 상기 콘텐츠 데이터 패킷에 대한 캐싱정보가 존재하는지 여부에 따라, 기존재하는 캐시교체인자값을 갱신하거나, 콘텐츠 데이터 패킷 및 캐시교체인자값을 캐시부에 저장 또는 산출한 캐시교체인자값을 갱신하는 것을 특징으로 하는 콘텐츠캐시관리장치.
  10. 제 8항에 있어서, 상기 인자산출부는
    캐시부에서 콘텐츠 원본서버 사이에 콘텐츠 데이터 패킷이 거쳐가는 홉카운트(Hop count)를 포함하는 네트워크 비용정보를 이용하여 캐시 교체 인자값을 산출하는 것을 특징으로 하는 콘텐츠캐시관리장치.
  11. 제 9항에 있어서, 상기 캐시제어부는
    콘텐츠 데이터 패킷 및 캐시교체인자값을 캐시부에 저장하는 경우, 콘텐츠데이터 패킷을 저장할 캐시부의 저장공간에 따라, 기존재하는 캐시교체인자값을 갱신 및 콘텐츠 데이터 패킷을 저장하거나 캐시 교체 인자값을 이용하여 삭제할 캐시데이터를 결정하고, 결정된 캐시데이터를 삭제하여 새로운 콘텐츠 데이터 패킷을 저장하는 것을 특징으로 하는 콘텐츠캐시관리장치.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 캐시제어부는
    상기 새로운 콘텐츠 데이터 패킷을 저장하는 경우, 산출한 캐시 교체 인자값을 더 포함하여 저장하고, 캐시큐 목록을 업데이트하는 것을 특징으로 하는 콘텐츠캐시관리장치.
  13. 제 11항에 있어서, 상기 캐시제어부는
    캐시 내 캐시 교체 인자값이 가장 작은 캐시데이터를 삭제할 캐시데이터로 결정하는 것을 특징으로 하는 콘텐츠캐시관리장치.
  14. 제 8항에 있어서,
    상기 콘텐츠 데이터 패킷의 헤더는 홉카운트 정보를 포함한 네트워크 비용정보 필드를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘텐츠캐시관리장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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