KR100455266B1 - 아이피 망에서의 에이티엠 셀 전송 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 IP(Internet Protocol) 망 내에서 IP 패킷을 고속으로 라우팅하기 위하여 ATM(Asynchronous Transfer Mode) 고속 스위칭을 이용한 IP 망에서의 ATM 셀 전송 방법 및 장치에 관한 것이다.

본 발명은 에지(Edge) 단의 ATM 교환기 스위치에서 수신 단에 AAL5(ATM Adaptation Layer 5)의 SAR(Segmentation and Reassembly) 기능을 추가함으로써 ATM 셀이 상기 ATM 교환기 스위치 내로 입력되기 전에 ATM 셀들을 IP 패킷으로 조립하여 헤더 부분에 포함되어 있는 목적지 주소 정보를 알아내고 이를 이용하여 새로운 VP(Virtual Path)/VC(Virtual Channel)를 할당한 후 다시 상기 IP 패킷을 ATM 셀로 분해하여 스위칭함으로써 이후의 코어(Core) 단의 스위칭에서는 ATM 셀의 분해 및 조립 과정 없이 할당된 VP/VC에 의해 ATM 셀이 IP 망 내에서 신속하게 스위칭할 수 있도록 한다.

Description

아이피 망에서의 에이티엠 셀 전송 방법 및 장치{ATM Cell Transfer Method and Apparatus in IP Network}

본 발명은 IP 망에서의 ATM 셀 전송 방법 및 장치에 관한 것으로 특히, IP 망 내에서 IP 패킷을 고속으로 라우팅하기 위하여 ATM 고속 스위칭을 이용하는 IP 망에서의 ATM 셀 전송 방법 및 장치에 관한 것이다.

일반적으로 비동기식 전달 모드(ATM: Asynchronous Transfer Mode)는 ATM 셀이라는 고정 길이(예로, 53(Byte))의 정보 블록을 비동기 시분할 다중 방식(ATDM: Asynchronous Time Division Multiplex)을 이용하여 정보를 전달하는 것으로 개념적으로는 패킷 전달 모드와 동기식 전달 모드(STM: Synchronous Transfer Mode)의 중간적 위치에 있는 새로운 전달 모드라 할 수 있다. 즉, 전달되어야 할 정보의 유무에 관계없이 고정 길이의 ATM 셀이 주기적으로 전달되며, 전달되는 정보가 있을 때는 총 정보량을 일정 크기로 분할하여 ATM 셀에 실어 전달하는 방식으로서 접속지향(Connection-Oriented)을 원칙으로 하여 비연결성 서비스를 포함한 모든 서비스는 ATM으로 전달될 수 있다

이러한 ATM 셀을 IP 망을 통해 전송하기 위해서는 라우터(Router)에 의한 라우팅이 필요하다. 각각의 라우터는 수신한 ATM 셀들을 IP 패킷(이하 '패킷'이라고 함)으로 조립하여 해당 패킷의 헤더 부분에 포함되어 있는 목적지 주소를 알아낸 후에 다음 라우터로 라우팅해 주는 방식으로 ATM 셀들을 목적지로 전송해 주어야 한다. 즉, ATM 교환기는 셀 단위로 스위칭을 수행하기 때문에 패킷 단위로 라우팅을 수행하기 위해서는 패킷 단위의 목적지 별로 새로운 라우팅 정보가 반드시 필요로 한다. 또한, 기존의 라우터는 계층 3의 룩업(Look-up)을 통한 라우팅이 이루어지기 때문에 라우팅 시에 약간의 시간을 필요로 한다.

본 발명은 전술한 바와 같은 필요성 내지는 문제점을 해결하기 위한 것으로 그 목적은, ATM 교환기 스위치의 수신 단에 AAL5(ATM Adaptation Layer 5)의 SAR(Segmentation and Reassembly) 기능을 추가함으로써, ATM 셀이 해당 ATM 교환기 스위치 내로 입력되기 전에 ATM 셀들을 패킷으로 조립하여 헤더 부분에 포함되어 있는 목적지 주소 정보를 알아내고, 이를 이용하여 새로운 VP(Virtual Path)/VC(Virtual Channel)를 할당한 후, 다시 해당 패킷을 ATM 셀로 분해하여 스위칭하여 이후의 스위칭에서는 ATM 셀의 분해 및 조립 과정 없이 해당 할당된 VP/VC에 의해 ATM 셀이 IP 망 내에서 신속하게 스위칭될 수 있도록 하는 데 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 ATM(Asynchronous Transfer Mode) 셀(Cell)의 구조를 간략하게 도시한 도면.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 IP(Internet Protocol) 망에서 ATM 셀을 전송하기 위한 ATM 교환기의 구조를 도시한 블록도.

도 3은 도 2에 있어 ATM 셀 분해 조립부를 보다 상세히 설명하기 위한 상세 블록도.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 IP 망에서의 ATM 셀 전송 방법을 도시한 순서도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

200 : ATM 교환 스위치 210 : 가입자 정합부

30 : 스위치 인터페이스 32 : 셀 조립부

34 : IP 서비스부 36 : 셀 분해부

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, IP 망 내로 ATM 셀들을 스위칭하기 위한 ATM 교환 스위치와; 상기 ATM 교환 스위치의 수신측 포트 또는 송신측 포트에 연결되어서 ATM 또는 비ATM 가입자와의 접속을 수행하는 가입자 정합부와; 상기 가입자 정합부와 상기 ATM 교환 스위치 사이에서 ATM 셀을 조립하여 패킷을 구성하거나 해당 패킷을 다시 ATM 셀 단위로 분해하기 위한 ATM 셀 분해 조립부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 IP 망에서의 ATM 셀 전송 장치를 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 다른 특징은, ATM 셀을 수신하여 패킷 형태로 조립하는 과정과; 상기 패킷의 헤더 부분에 포함되어 있는 목적지 주소 정보를 추출하는 과정과; 상기 목적지 주소 정보를 기초로 하여 가상 경로 및 가상 채널 정보의 테이블을 구성하는 과정과; 상기 패킷을 ATM 셀로 분해하는 과정과; 상기 ATM 셀에 상기 가상 경로 및 가상 채널 정보를 삽입하는 과정과; 상기 ATM 셀을 IP 망 내로 스위칭하는 과정을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 IP 망에서의 ATM 셀 전송 방법을 제공하는 데 있다.

이하, 본 발명에 따른 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

ATM은 정보를 약속된 일정한 크기의 패킷으로 나누어 각 패킷의 헤더 부분에 목적지 정보를 부가하여 전송된 후에 원래의 정보로 환원하는 방식으로, 일정한 크기의 패킷을 ATM 셀이라 하고 그 중에서 정보 영역은 48(Byte)이고 헤더 영역은 5(Byte)이다. 이러한 ATM 셀의 구조는 도 1에 도시한 바와 같이, 사용자 망 인터페이스(UNI: User Network Identifier)의 경우에 가상 경로 식별자인 VPI(Virtual Path Identifier)와, 가상 채널 식별자인 VCI(Virtual Channel Identifier)와, ATM 정보량의 사전 조정을 위한 GFC(Generic Flow Control)와, 사용자와 망 제어 정보의 식별을 위한 PT(Payload Type)와, ATM 셀 폐기 우선 순위를 표시하는 CLP(Cell Loss Priority)와, 헤더 에러 제어를 위한 HEC(Header Error Control)로 구성된다.

ATM 스위칭의 주요 특징으로는 첫째, 정보를 일정 길이의 ATM 셀로 처리함으로써 서비스 추가에 유연성을 가짐과 동시에 고속 및 병렬 처리가 가능하며 둘째, 정보의 전송량에 따라 ATM 셀을 동적으로 할당함으로써 전송망의 사용 효율을 증대시키고 고정 및 가변 속도의 서비스가 수용 가능하며 셋째, 망 내에서의 프로토콜을 간략화하여 하드웨어적으로 처리되는 ATM 셀 헤더의 VCI와 VPI를 이용한 다중화 및 라우팅 등의 ATM 셀 전송에 필요한 최소한의 기능만 담당하고 흐름 제어와 에러 제어는 단말간에서 처리하도록 함으로써 회선 교환과 같은 고속성을 실현할 수 있다.

ATM 프로토콜의 구조에서 물리 계층(Physical Layer), ATM 계층, ATM 적응 계층(AAL: ATM Adaption Layer)으로 구성되는 부분을 하위 계층이라 부른다.

상기 물리 계층은 ATM 셀을 운반하기 위한 전송 기능을 제공하며, 물리 매체 부계층(PM: Physical Medium Sublayer)과 전송 수렴 부계층(TC: Transmission Convergence Sublayer)으로 구성된다.

상기 ATM 계층은 상기 물리 계층과는 완전 독립이며, ATM 통신을 실현하기 위한 계층으로, ATM 셀의 다중 분리, 가상 채널 및 경로의 선택, ATM 셀 헤더의 생성 및 삭제의 기능을 갖는다.

상기 ATM 적응 계층은 정보를 ATM 셀 구성에 적합하도록 일정 길이로 잘라서 전송한다. 상기 AAL은 데이터 유닛(Data Unit)을 ATM 셀 단위로 분해 조립하는 ATM 셀 분할 및 조립 부계층(SAR: Segmentation and Reassembly Sublayer)과, 데이터 유닛의 정당성을 검증하고 결과를 상위 계층에 전달하는 수렴 부계층(CS: Convergence Sublayer)으로 구분하여 기능을 분담한다.

그리고, 상기 AAL은 독립적인 ATM 계층 상위에서 서비스 등급 1에서 5까지(즉, AAL1 ~ AAL5)의 모든 서비스 등급을 지원한다. 여기서, 특히 AAL3/4는 X.25와 같은 연결형 데이터 프로토콜을 위한 프레임 서비스를 제공하는 AAL3과, IP와 같은 비연결형 프로토콜을 위한 프레임 서비스를 제공하는 AAL4가 하나의 공통부(CP: Common Part)로 통합된 것으로, 연결형 또는 비연결형 VBR(Variable Bit Rate) 트래픽을 지원한다. 그런데, 연결성 및 비연결성 데이터 통신을 위한 AAL3/4는 그 프로토콜에 따르는 제반 절차가 복잡해서 고속 데이터 통신에는 적합하지 않기 때문에 AAL5의 필요성이 제기되었다. AAL5는 전반적으로 AAL3/4와 비슷하지만, 그 기능을 크게 간소화한 것으로서 고속 데이터 전송에 적합하다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따라 IP 망에서 ATM 셀을 스위칭하기 위한 ATM 교환기의 구조를 도시한 블록도이다.

본 발명의 실시 예에 따라 ATM 망과 IP 망의 경계에서 ATM 셀 스위칭을 수행하기 위한 ATM 교환기는 다수 개의 가입자 정합부(210, 220, 230, 240, 250, 260)와, 다수 개의 ATM 셀 분해 조립부(212, 222, 232)와, ATM 교환 스위치(200)를 구비하여 이루어진다. 여기서, 해당 가입자 정합부(210, 220, 230, 240, 250, 260)는 ATM 교환기의 가입자 단의 라인 인터페이스(Line Interface) 정합 모듈로서, ATM 교환 스위치의 수신측 포트 또는 송신측 포트에 연결되어서 ATM 또는 비ATM 가입자와의 접속을 수행한다. 해당 ATM 교환 스위치(200)는 ATM 셀들을 스위칭하기 위한 것이다. 해당 ATM 셀 분해 조립부(212, 222, 232)는 해당 수신측의 가입자 정합부(210, 220, 230)와 해당 ATM 교환 스위치(200) 사이에 구비되어 있으며, ATM 셀을 조립하여 패킷을 구성하는 한편, 패킷을 다시 ATM 셀 단위로 분해한다.

도 3은 도 2에 있어서 ATM 셀 분해 조립부를 보다 상세히 설명하기 위한 상세 블록도이다.

ATM 셀 분해 조립부(212, 222, 232) 각각은 스위치 인터페이스부(30)와, ATM 셀 조립부(32)와, IP 서비스부(34)와, ATM 셀 분해부(36)를 구비하여 이루어진다.

여기서, 해당 스위치 인터페이스부(30)는 상기 수신측 가입자 정합부(210)와 ATM 교환 스위치(200)간의 인터페이스를 제공하고, 해당 ATM 셀 조립부(32)는 상기 수신측 가입자 정합부(210)로부터 ATM 셀을 입력받아 패킷으로 조립한다.

그리고, 상기 IP 서비스부(34)는 상기 패킷의 헤더 부분을 분석하여 상기 패킷을 구성하는 ATM 셀의 목적지 주소를 알아 낸 후에, 이를 기초로 하여 라우팅을 위한 VP/VC 테이블을 구성하는데, 이러한 VP/VC 테이블은 별도의 프로세서를 두어서 상위 애플리케이션에서 관리하도록 한다.

그리고, 상기 ATM 셀 분해부(36)는 상기 패킷을 다시 ATM 셀로 분해함과 동시에 ATM 셀의 헤더 부분에 상기 VP/VC 정보를 포함시킨다. 이때, 상기 ATM 셀 분해부(36)에 의해 업데이트된 VP/VC 정보를 가지게 된 ATM 셀들은 ATM 교환 스위치의 스위칭에 의해 고속으로 목적지까지 전송된다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 IP 망에서의 ATM 셀 전송 방법을 도시한 순서도이다.

ATM 교환 스위치의 수신측 가입자 정합부를 통해 ATM 셀들을 수신하여(S41) 패킷으로 조립한 후(S42), 상기 패킷의 헤더 부분에 포함되어 있는 목적지 정보를 추출한다(S43). 이에, 상기 목적지 정보를 기초로 하여 구축된 테이블로부터 VP/VC 정보를 추출한 후(S44), 상기 패킷을 다시 상기 VP/VC 정보를 포함하는 ATM 셀로 분해하여 ATM 교환 스위치로 전송한다(S45). 이후, ATM 교환 스위치로 전송된 ATM 셀은 ATM 교환 스위치의 스위칭에 의해 IP 망 내로 전송되며, 상기 ATM 셀은 IP 망 내에 있는 ATM 교환기에 의해 고속으로 목적지를 향해 라우팅된다(S46).

본 발명은 상술한 실시 예에 대해서만 상세히 설명되었지만, 본 발명의 사상과 범위 내에서 수정이나 변경할 수 있음은 본 발명이 속하는 분야의 당업자에게 명백한 것이며, 그러한 수정이나 변경은 본 발명의 특허청구범위에 속한다고 할 것이다.

이상과 같이, 본 발명은 ATM 교환기 스위치의 수신 단에 AAL5의 SAR 기능을 추가함으로써, ATM 셀이 상기 ATM 교환기 스위치 내로 입력되기 전에 ATM 셀들을 패킷으로 조립하여 헤더 부분에 포함되어 있는 목적지 주소 정보를 알아내고, 이를 이용하여 새로운 VP/VC를 할당한 후 다시 상기 패킷을 ATM 셀로 분해하여 스위칭함으로써 이후의 스위칭에서는 ATM 셀의 분해 및 조립 과정 없이 할당된 VP/VC에 의해 ATM 셀이 IP 망 내에서 신속하게 스위칭할 수 있게 된다.

Claims (3)

1. IP(Internet Protocol) 망 내로 ATM(Asynchronous Transfer Mode) 셀들을 스위칭하기 위한 ATM 교환 스위치와;

   상기 ATM 교환 스위치의 수신측 포트 또는 송신측 포트에 연결되어서 ATM 또는 비ATM 가입자와의 접속을 수행하는 가입자 정합부와;

   상기 가입자 정합부와 상기 ATM 교환 스위치 사이에서 ATM 셀을 조립하여 패킷을 구성하거나 해당 패킷을 다시 ATM 셀 단위로 분해하기 위한 ATM 셀 분해 조립부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 아이피 망에서의 에이티엠 셀 전송 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 셀 분해 조립부는, 상기 가입자 정합부의 수신측과 상기 ATM 교환 스위치 사이의 인터페이스를 제공하는 스위치 인터페이스부와;

   상기 가입자 정합부의 수신측으로부터 ATM 셀을 입력받아 패킷 형태로 조립하는 ATM 셀 조립부와;

   상기 패킷의 헤더 부분을 분석하여 상기 패킷을 구성하는 ATM 셀의 목적지 주소를 알아 낸 후에 이를 기초로 하여 라우팅을 위한 가상 경로 및 가상 채널의 테이블을 구성하는 IP 서비스부와;

   상기 패킷을 ATM 셀로 분해함과 동시에 ATM 셀의 헤더 부분에 가상 경로 및 가상 채널의 정보를 포함시켜 상기 스위치 인터페이스부로 전송하는 ATM 셀 분해부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 아이피 망에서의 에이티엠 셀 전송 장치.
3. ATM(Asynchronous Transfer Mode) 셀을 수신하여 패킷 형태로 조립하는 과정과;

   상기 패킷의 헤더 부분에 포함되어 있는 목적지 주소 정보를 추출하는 과정과;

   상기 목적지 주소 정보를 기초로 하여 가상 경로 및 가상 채널 정보의 테이블을 구성하는 과정과;

   상기 패킷을 ATM 셀로 분해하는 과정과;

   상기 ATM 셀에 상기 가상 경로 및 가상 채널 정보를 삽입하는 과정과;

   상기 ATM 셀을 IP(Internet Protocol) 망 내로 스위칭하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 아이피 망에서의 에이티엠 셀 전송 방법.