KR100404878B1 - 아이피오에이용 에이티엠 디바이스 드라이버 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 IS-95C 기지국 및 기지국 제어기에서 ATM(Asynchronous Transfer Mode) 망을 기본 백본망으로 적용하기 위한 ATM 디바이스 드라이버를 운영체제에 구현하여 TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol) 프로토콜 및 상위 응용 프로토콜을 사용할 수 있도록 한 IPoA(IP over ATM)용 ATM 디바이스 드라이버에 관한 것으로, 종래에는 ATM 디바이스 드라이버가 운영체제의 상위에 응용 소프트웨어로 존재하게 되는 잘못된 소프트웨어 구조를 갖고 있으며, 데이터 패킷의 유실이나 잘못된 패킷 수신시 에러 복구 절차를 수행하지 않으므로 신뢰성이 낮다는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 IS-95C 기지국 및 기지국 제어기에서 사용되는 ATM 디바이스 드라이버를 상위 프로토콜 계층과는 독립적으로 운영체제와 연동하는 먹스(MUX)의 데이터 링크 계층에 구현함으로써, 해당 ATM 디바이스 드라이버에 새로운 프로토콜 스택을 추가하는 것이 간단해 진다.
또한, ATM 서비스 프로토콜과 운영체제에 구현된 ATM 디바이스 드라이버로 ATM 채널을 설정하여 TCP/IP 프로토콜 스택을 사용할 수 있도록 함으로써, 패킷 재전송, 에러 감시, 흐름 제어 등으로 패킷 전송의 신뢰성을 향상시킬 수 있게 되고, TCP/IP의 응용 프로토콜인 FTP(File Transfer Protocol), 텔넷(TELNET), SMTP(Simple Mail Transfer Protocol), HTTP(Hyper Text Transfer Protocol) 등을 사용할 수 있게 되며, 나아가 시스템 다운로딩시 별도의 다운로딩을 위한 절차없이FTP를 이용하여 실행 파일을 타겟(Target) 보드로 다운로딩할 수 있게 된다.

Description

아이피오에이용 에이티엠 디바이스 드라이버{ATM Device Driver For IPoA}
본 발명은 IS-95C 기지국 및 기지국 제어기에 관한 것으로, 특히 기지국 및 기지국 제어기에서 ATM 망을 기본 백본망으로 적용하기 위한 ATM 디바이스 드라이버를 운영체제에 구현하여 TCP/IP 프로토콜 및 상위 응용 프로토콜을 사용할 수 있도록 한 IPoA용 ATM 디바이스 드라이버에 관한 것이다.
최근 이동통신 분야에서 GSM(Global System for Mobile communications)과 CDMA(Code Division Multiple Access) 기술이 발전하면서 현재 제공되고 있는 이동통신 서비스에 비해 보다 향상된 음성, 인터넷, 영상 등의 고속, 고품질 서비스를 요구하게 되었고, 이로 인해 서비스가 고도화된 차세대 이동통신으로 IS-95C를 기반으로 하는 IMT-2000(International Mobile Telecommunication-2000) 시스템이 표준화되어 서비스를 준비하고 있다.
이러한 IS-95C 기반 이동통신 시스템의 개략적인 망 구성은 가입자 단말기와 무선 규격에 따른 정합에 관한 종단 기능을 수행하는 기지국(BTS ; Base-station Transceiver Subsystem)과, 망의 중심이 되는 이동통신 교환기(MSC ; Mobile Switching Center)와, 이동통신 교환기와 연결되어 다수의 기지국을 수용하는 기지국 제어기(BSC ; Base Station Controller)를 구비하여 이루어지며, 이때 기지국 및 기지국 제어기는 기본 백본(Backbone)망으로 ATM(Asynchronous Transfer Mode) 망을 적용하고 있다.
그리고, 종래의 기지국 및 기지국 제어기는 ATM 망을 기본 백본망으로 적용하기 위해 첨부된 도면 도 1에 예시된 바와 같은 소프트웨어 구성을 갖게 된다.
즉, 기본적으로 상용 운영체제(Operating System)를 기반으로 하고 있으며, 구조적으로 해당 운영체제의 상위에 위치하고 있는 ATM 디바이스 드라이버(Device Driver)의 상위에는 IPC(Inter-Processor Communication) 스택이 존재하고, 해당 IPC 스택의 상위에는 사용자 응용 소프트웨어(User Application S/W)가 존재한다.
그런데, 전술한 종래의 소프트웨어 구조는 운영체제의 입장에서 보면, 사용자 응용 소프트웨어 뿐 아니라 ATM 디바이스 드라이버 및 IPC 스택을 모두 응용 소프트웨어로 보게 되는데, 이와 같이 ATM 디바이스 드라이버가 운영체제의 상위에응용 소프트웨어로 존재한다는 것은 잘못된 소프트웨어 구조라고 할 수 있다.
여기서, 사용자 응용 소프트웨어는 통신하고 하는 대상 프로세서의 물리적인 ATM 주소 즉, VPI/VCI(Virtual Path Identifier/Virtual Channel Identifier)와 함께 사용자의 데이터 패킷을 이용하여 IPC 스택의 송신 함수를 호출한다.
그리고, IPC 스택은 재전송 및 흐름 제어와 같은 기능을 가지고 있지 않아 단순히 송수신 버퍼를 관리하는 기능만을 수행하게 된다.
따라서, 사용자가 전송한 데이터 패킷은 시스템 내에서 하드웨어 장애 등으로 인해 패킷이 깨져서 수신되거나, 패킷 전송 도중에 유실되는 경우 IPC 스택에서 재전송 기능을 수행하지 않음에 따라 해당되는 패킷을 복구할 방법이 없었으며, 만약에 패킷 복구 기능을 구현하고자 하는 경우에는 사용자 레벨에서 타이머 등을 사용하여 복구하거나, IPC 스택과 ATM 디바이스 드라이버 사이에 SSCOP(Service Specific Connection Oriented Protocol) 프로토콜 스택이 존재해야만 했다.
정리해 보면, 전술한 종래의 IS-95C 기지국 및 기지국 제어기는 ATM 디바이스 드라이버가 운영체제의 상위에 응용 소프트웨어로 존재하게 되는 잘못된 소프트웨어 구조를 갖고 있으며, 데이터 패킷의 유실이나 잘못된 패킷 수신시 에러 복구 절차를 수행하지 않으므로 신뢰성이 낮다는 문제점이 있었다.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 그 목적은, IS-95C 기지국 및 기지국 제어기에서 사용되는 ATM 디바이스 드라이버를 상위 프로토콜 계층과는 독립적으로 운영체제와 연동하는 먹스의 데이터 링크 계층에 구현함으로써, 해당 ATM 디바이스 드라이버에 새로운 프로토콜 스택을 쉽게 추가할 수 있도록 하는데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, ATM 서비스 프로토콜과 운영체제에 구현된 ATM 디바이스 드라이버로 ATM 채널을 설정하여 TCP/IP 프로토콜 스택의 사용이 가능하게 함으로써, 패킷 재전송, 에러 감시, 흐름 제어 등을 수행하여 패킷 전송의 신뢰성을 향상시키는데 있다.
도 1은 종래의 IS-95C 기지국 및 기지국 제어기에서 ATM 망을 기본 백본망으로 적용하기 위한 소프트웨어 구성을 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 IS-95C 기지국 및 기지국 제어기에서 ATM 망을 기본 백본망으로 적용하기 위한 IPoA(IP Over ATM) 프로토콜 스택을 도시한 도면.
도 3은 도 2를 응용 계층까지 확대한 프로토콜 스택을 도시한 도면.
상술한 바와 같은 목적을 해결하기 위한 본 발명의 특징은, ATM 망을 백본망으로 적용하는 IS-95C 이동통신 시스템의 기지국 및 기지국 제어기에 있어서, 상기 기지국 또는 기지국 제어기에 사용되는 운영체제에 구현하되, 상기 운영체제에서 지원하는 네트워크 툴킷을 이용하여 먹스(MUX)의 데이터 링크 계층에 위치하도록 상위 프로토콜 계층과 분리 구현한 ATM 디바이스 드라이버와; 상기 ATM 디바이스 드라이버에 TCP/IP 통신을 위한 ATM 채널 할당 및 해제를 요구하여 해당되는 ATM 경로의 셋업 처리를 수행하고, 데이터 패킷을 ATM 망으로 전송하기 위한 입출력 함수를 제공하는 ATM 서비스 프로토콜을 포함하여 이루어진 아이피오에이용 에이티엠 디바이스 드라이버를 제공하는데 있다.
여기서, 상기 운영체제에서 지원하는 IP+ICMP 프로토콜인 TCP/IP 프로토콜과 ATM 서비스 프로토콜은 ATM 디바이스 드라이버와 ATM 망 상에서 송수신되는 이더넷LAN 프레임 포맷을 사용하여 데이터 패킷을 전송하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 ATM 디바이스 드라이버는, 데이터 프레임이 수신되는 경우 수신된 데이터 프레임의 MAC 헤더에 있는 이더넷 종류/길이 필드를 체크하여 TCP/IP 프로토콜 계층 또는 ATM 서비스 프로토콜 계층으로 데이터 프레임을 전달해 주는 것을 특징으로 하며, TCP/IP 프로토콜 계층으로부터 수신한 데이터 프레임을 ATM 망으로 전송하고자 하는 경우 상기 데이터 프레임의 MAC 헤더에 있는 목적지 어드레스를 체크하여 해당되는 ATM 채널을 설정한 후에 전송하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 ATM 디바이스 드라이버는, 수신한 데이터 프레임에서 MAC 헤더의 목적지 어드레스가 브로드캐스팅인 경우 상기 데이터 프레임을 모든 ATM 채널로 전송하고, 상기 MAC 헤더의 목적지 어드레스가 브로드캐스팅이 아닌 경우 해당되는 목적지 어드레스와 일치하는 ATM 채널로 전송하는 것을 특징으로 하며, ATM 망으로부터 특정 ATM 채널을 통해 수신되는 데이터 프레임을 TCP/IP 프로토콜 계층으로 전송하기 위해 상기 ATM 채널 주소인 VPI/VCI에 대응하는 소스 이더넷 어드레스 정보를 등록하여 관리하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 IS-95C 이동통신 시스템에서는 기지국 및 기지국 제어기의 운영체제에 ATM 디바이스 드라이버를 구현하고, 해당 ATM 디바이스 드라이버로 IPC 스택 하위에 구현된 TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol) 프로토콜 스택을 이용하여 패킷 재전송 및 흐름 제어 등이 가능하게 하고자 하는데, 이때 구현되는 ATM 디바이스 드라이버는 첨부한 도면 도 2에 도시한 IPoA(IP Over ATM) 프로토콜 스택에서와 같이, 상위 프로토콜 계층과는 독립적으로 분리되어 먹스(MUX)의 데이터 링크 계층에 위치하게 되며, 이는 운영체제에서 지원하는 네트워크 프로토콜 툴킷(Network Protocol Toolkit)을 이용하여 먹스를 통해 운영체제 내에 구현하게 된다. 일예로, Tornado 2.0 버전에 네트워크 프로토콜 툴킷 5.4를 설치하여 먹스의 데이터 링크 계층에 ATM 디바이스 드라이버를 구현할 수 있다.
즉, 도 2의 IPoA 구성은 상용 운영체제가 지원하는 프로토콜 계층의 IP+ICMP(Internet Control Message Protocol) 프로토콜과 ATM 서비스 프로토콜을 먹스를 통해 ATM 디바이스 드라이버에 연결한 구성을 갖는다. 그리고, 이를 응용 계층까지 확대하여 도시하면 첨부한 도면 도 3과 같은 구성을 갖는다.
여기서, ATM 서비스 프로토콜은 ATM 디바이스 드라이버에 TCP/IP 통신을 위한 ATM 채널 할당 및 해제를 요구하여 해당되는 ATM 경로의 셋업(setup) 처리를 수행하며, 데이터 패킷을 직접 ATM 망으로 전송하기 위한 입출력 함수를 제공한다.
이때, ATM 디바이스 드라이버는 ATM 망 상에서 송수신되는 프레임 포맷을 이더넷 LAN(Local Area Network) 프레임 포맷인 IEEE 802.3을 사용하므로, IP+ICMP 프로토콜과 ATM 서비스 프로토콜은 ATM 디바이스 드라이버로 패킷을 전송하는 경우에 IEEE 802.3 프레임 포맷으로 만들어 전송하게 된다.
그리고, ATM 디바이스 드라이버는 데이터 프레임이 수신되는 경우 수신된 데이터 프레임의 MAC(Media Access Control) 헤더에 있는 이더넷종류/길이(Type/Length) 필드를 체크하여 IP+ICMP 프로토콜 즉, TCP/IP 프로토콜 계층 또는 ATM 서비스 프로토콜 계층으로 데이터 프레임을 전달해 주며, TCP/IP 프로토콜 계층으로부터 수신한 데이터 프레임을 ATM 망으로 전송하기 위해 프레임의 MAC 헤더에 있는 목적지 어드레스(Destination Address)를 체크하여 해당되는 ATM 채널을 설정한다. 또한, ATM 망으로부터 특정 ATM 채널을 통해 수신되는 데이터 프레임을 TCP/IP 프로토콜 계층으로 전송하기 위해 해당 ATM 채널 주소인 VPI/VCI에 대응하는 소스 이더넷 어드레스(Source Ethernet Address) 정보를 등록하여 관리한다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 기지국 및 기지국 제어기의 운영체제에 구현되는 IPoA용 ATM 디바이스 드라이버의 동작을 도 2 및 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, ATM 디바이스 드라이버는 소정의 데이터 프레임이 수신되는 경우 수신된 데이터 프레임의 MAC 헤더를 이용하여 해당되는 데이터 프레임을 전달해 줄 상위 프로토콜 계층을 결정하게 되는데, 이는 수신된 데이터 프레임이 IEEE 802.3 프레임 포맷을 갖게 되므로 MAC 헤더에 있는 이더넷 종류/길이 필드를 체크하여 결정하게 되며, 일예로 MAC 헤더의 종류/길이 필드 값이 '0x800'이나 '0x806'이면 IP+ICMP 프로토콜 즉, TCP/IP 프로토콜 계층으로 전달해 주고, 해당 MAC 헤더의 종류/길이 필드 값이 '0xA000'이면 ATM 서비스 프로토콜 계층으로 전달해 주게 된다.
그리고, 해당 ATM 디바이스 드라이버는 TCP/IP 프로토콜 계층으로부터 ATM 망으로 전송할 데이터 프레임이 수신되는 경우 수신된 데이터 프레임을 전송할 ATM채널을 설정해야 하는데, 이는 데이터 프레임의 MAC 헤더에 있는 목적지 어드레스 필드를 체크하여 설정하게 되며, 해당 MAC 헤더의 목적지 어드레스가 브로드캐스팅(Broadcasting)인 경우에는 데이터 프레임을 전송할 목적지 이더넷 어드레스가 결정되어 있지 않으므로 모든 ATM 채널로 전송하게 되고, MAC 헤더의 목적지 어드레스가 브로드캐스팅이 아닌 경우에는 해당되는 목적지 어드레스와 일치하는 ATM 채널로 전송하게 된다.
한편, 본 발명에 따른 실시예는 상술한 것으로 한정되지 않고, 본 발명과 관련하여 통상의 지식을 가진자에게 자명한 범위내에서 여러 가지의 대안, 수정 및 변경하여 실시할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 IS-95C 기지국 및 기지국 제어기에서 사용되는 ATM 디바이스 드라이버를 상위 프로토콜 계층과는 독립적으로 운영체제와 연동하는 먹스의 데이터 링크 계층에 구현함으로써, 해당 ATM 디바이스 드라이버에 새로운 프로토콜 스택을 추가하는 것이 간단해 진다.
또한, ATM 서비스 프로토콜과 운영체제에 구현된 ATM 디바이스 드라이버로 ATM 채널을 설정하여 TCP/IP 프로토콜 스택을 사용할 수 있도록 함으로써, 패킷 재전송, 에러 감시, 흐름 제어 등으로 패킷 전송의 신뢰성을 향상시킬 수 있게 되고, TCP/IP의 응용 프로토콜인 FTP(File Transfer Protocol), 텔넷(TELNET), SMTP(Simple Mail Transfer Protocol), HTTP(Hyper Text Transfer Protocol) 등을사용할 수 있게 되며, 나아가 시스템 다운로딩시 별도의 다운로딩을 위한 절차없이 FTP를 이용하여 실행 파일을 타겟(Target) 보드로 다운로딩할 수 있게 된다.

Claims (6)

  1. ATM 망을 백본망으로 적용하는 IS-95C 이동통신 시스템의 기지국 및 기지국 제어기에 있어서,
    상기 기지국 또는 기지국 제어기에 사용되는 운영체제에 구현하되, 상기 운영체제에서 지원하는 네트워크 툴킷을 이용하여 먹스(MUX)의 데이터 링크 계층에 위치하도록 상위 프로토콜 계층과 분리 구현한 ATM 디바이스 드라이버와;
    상기 ATM 디바이스 드라이버에 TCP/IP 통신을 위한 ATM 채널 할당 및 해제를 요구하여 해당되는 ATM 경로의 셋업 처리를 수행하고, 데이터 패킷을 ATM 망으로 전송하기 위한 입출력 함수를 제공하는 ATM 서비스 프로토콜을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 아이피오에이용 에이티엠 디바이스 드라이버.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 운영체제에서 지원하는 IP+ICMP 프로토콜인 TCP/IP 프로토콜과 ATM 서비스 프로토콜은 ATM 디바이스 드라이버와 ATM 망 상에서 송수신되는 이더넷 LAN 프레임 포맷을 사용하여 데이터 패킷을 전송하는 것을 특징으로 하는 아이피오에이용 에이티엠 디바이스 드라이버.
  3. 제 1항 또는 2항에 있어서,
    상기 ATM 디바이스 드라이버는, 데이터 프레임이 수신되는 경우 수신된 데이터 프레임의 MAC 헤더에 있는 이더넷 종류/길이 필드를 체크하여 TCP/IP 프로토콜 계층 또는 ATM 서비스 프로토콜 계층으로 데이터 프레임을 전달해 주는 것을 특징으로 하는 아이피오에이용 에이티엠 디바이스 드라이버.
  4. 제 1항 또는 2항에 있어서,
    상기 ATM 디바이스 드라이버는, TCP/IP 프로토콜 계층으로부터 수신한 데이터 프레임을 ATM 망으로 전송하고자 하는 경우 상기 데이터 프레임의 MAC 헤더에 있는 목적지 어드레스를 체크하여 해당되는 ATM 채널을 설정한 후에 전송하는 것을 특징으로 하는 아이피오에이용 에이티엠 디바이스 드라이버.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 ATM 디바이스 드라이버는, 수신한 데이터 프레임에서 MAC 헤더의 목적지 어드레스가 브로드캐스팅인 경우 상기 데이터 프레임을 모든 ATM 채널로 전송하고, 상기 MAC 헤더의 목적지 어드레스가 브로드캐스팅이 아닌 경우 해당되는 목적지 어드레스와 일치하는 ATM 채널로 전송하는 것을 특징으로 하는 아이피오에이용 에이티엠 디바이스 드라이버.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 ATM 디바이스 드라이버는, ATM 망으로부터 특정 ATM 채널을 통해 수신되는 데이터 프레임을 TCP/IP 프로토콜 계층으로 전송하기 위해 상기 ATM 채널 주소인 VPI/VCI에 대응하는 소스 이더넷 어드레스 정보를 등록하여 관리하는 것을 특징으로 하는 아이피오에이용 에이티엠 디바이스 드라이버.
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