멀티미디어 대상 통신 프로토콜(I)

인터넷상에서 화상이나 음성 등의 멀티미디어 데이터를 실시간으로 통신하려는 요구가 높아지고 있다. 다만 실제로는 중계 라우터(router)의 부하나 네트워크의 혼잡에 따라, 지연시간의 증대라든가 변동(fluctuation), 패킷의 상실 등에 시달리고 있다.

LAN이나 인터넷상에서 안정된 멀티미디어 통신을 실현하기 위해서는 ① 고속이며 전송처리성능을 보증할 수 있는 네트워크 기술과, ② 단대단(end-to-end)에서 서비스품질(QoS)을 보증할 수 있는 실시간 통신용 프로토콜을 연계시킨 제어가 요망된다.

IP프로토콜에 근거한 인터넷이나 LAN에서의 데이터 교환은 송신처와 수신처의 IP어드레스에 의지하고 있다. 그러나, 인터넷 사용자의 급증으로 인해 IP어드레스가 고갈되어 버렸다. 이 때문에 차세대IP로서 「IPv6」의 개발이 진행되고 있다. IPv6은 현행의 IPv4에 비해 실시간형의 멀티미디어 통신에 적합하다.

IPv4는 QoS를 헤더(header)내부의 TOS(Type of Service)필드에서 지정하는 스펙으로 되어 있지만 TOS필드를 처리하는 라우터가 존재하지 않기 때문에 효과가 없다(그림 1). 한편 IPv6에서는 고품질의 멀티미디어 통신을 실현하기 위해 플로우 라벨과 우선도필드를 도입하고 있다.

플로우 라벨을 헤더에 편입시킴으로써 라우터에서는 ① 패킷이 암호화되어 있더라도 멀티미디어 플로우를 식별할 수 있고, ② 임의의 길이의 옵션 헤더를 이용한 경우라도 전송성능의 저하를 피할 수 있으며, ③ 비디오회의 등에서 화상이나 음성 등 상이한 복수의 플로우를 동일한 수신처로 전송할 때에 데이터 유형에 따라 우선전송이나 대역확보를 실현할 수 있다는 이점이 있다.

③을 실현하는 경우는 플로우 라벨에 대응한 자원예약용 프로토콜 등을 짜넣어 명시적으로 플로우를 관리할 필요가 있다.

현행의 IP네트워크상에서는 실시간 통신을 위한 자원예약을 실현하는 프로토콜로서 RSVP가 주목받고 있으며 현재 표준화작업이 진행되고 있다. RSVP는 수신측 주도로 라우터간의 전송대역폭을 사전예약하여 실시간성을 확보한다.

RSVP에서는 먼저 멀티미디어 데이터를 송신하는 단말이 수신단말까지의 경로를 설정한다. 수신단말은 송신단말에 대하여 플로우 스펙(flow specification)을 지정한 예약메시지를 경로를 거꾸로 찾아올라 전송하여 필요한 대역폭을 확보해 간다(그림 2). 미국 시스코 시스템즈 등의 주요 라우터 메이커가 이에 대응한 제품 개발을 표명하고 있다.

RSVP가 라우터간에 대역폭을 확보하는데 대하여 RTP는 네트워크와는 독립으로 단말간에 멀티미디어 플로우를 적절히 다루기 위한 기능을 제공한다.

예를 들면, 패킷에 타임 스탬프(time stamp)를 붙여 송신하고, 수신측에서 재생시간의 동기를 잡아 지연이 큰 패킷을 폐기할 수 있도록 한다. 또한, 수신측으로부터 지연시간과 그 변동(fluctuation)이나 패킷상실을 통지할 수 있으므로 송신측에서 화상/음성의 부호화방식을 동적으로 변경하여 QoS를 확보할 수 있게 된다.

간단한 용어해설

○ QoS(Quality of Service)

시스템이 제공하는 서비스 품질. 시간적 해상도의 QoS로서 화상ㆍ음성데이터의 프레임 레이트나 샘플링속도가, 공간적 해상도의 QoS로서 프레임 사이즈라든가 압축률 등이 있다.

○ IPv6

○ 플로우 라벨(Flow Label)

QoS의 제어라든가 실시간 서비스를 위한 플로우 식별자.

○ 플로우 스펙

우선도, 지연시간과 그 변동(fluctuation)의 상한 에러율, 최소대역폭, 최소/소망하는 패킷 사이즈, 최소/소망하는 패킷전송속도 등 통신서비스에 있어서 단대단(end-to-end)에서의 품질요구를 지정. RFC1363.

○ RTSP(realtime streaming protocol)

주문형(on-demand) 실시간 미디어 전송을 실행하는 어플리케이션층 프로토콜.