KR100545679B1 - 에이티엠 망을 이용한 메트로 이더넷 서비스를 위한 망 2계층 연동 장치와 그 방법 - Google Patents

에이티엠 망을 이용한 메트로 이더넷 서비스를 위한 망 2계층 연동 장치와 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 ATM 망을 이용한 메트로 이더넷 서비스를 위한 망 2 계층 연동 장치와 그 방법에 관한 것으로, 다양한 대역폭 할당을 요구하는 MTU 기반의 메트로 이더넷 서비스를 ATM 망의 전달 트래픽 형태로 효율적으로 변환하며, ATM 트래픽 특성을 최대한 활용하여 효율적으로 음성 정보와 같은 시간 제약적인 데이터를 전달 할 수 있고, 네트워크 상에 부가적인 3 계층 세그먼트 구축 없이 ATM 망에 접속함으로써 메트로 이더넷 서비스 이용자는 ATM 망의 존재를 알 필요 없이 ATM 특성을 활용하는 이점이 있다.
메트로 이더넷, ATM, 망 2 계층, MTU(Multi-Tenant Unit), 라우터

Description

에이티엠 망을 이용한 메트로 이더넷 서비스를 위한 망 2 계층 연동 장치와 그 방법{A LAYER 2 INTERWORKING UNIT FOR METRO ETHERNET SERVICE BY USING THE DEPLOYED ATM NETWORKS AND METHOD THEREFOR}
도 1은 본 발명에 따른 ATM 망을 이용한 메트로 이더넷 서비스를 위한 망 2 계층 연동 장치를 적용한 네트워크 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 망 2 계층 연동 장치의 블록 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 망 2 계층 연동 장치의 동작 흐름도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
200 : 망 2 계층 연동 장치 202 : 이더넷 접속부
203 : 이더넷 프락시 에이전트 204 : 매핑 브리지
205 : ATM 프락시 에이전트 206 : ATM 접속부
본 발명은 ATM 망을 이용한 메트로 이더넷 서비스에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기존의 ATM 망을 이용하여 메트로 이더넷 망 서비스를 제공하기 위한 망 2 계층 연동 장치와 그 방법에 관한 것이다.
주지와 같이, ATM 망은 다양한 망 서비스를 제공하기 위해 신뢰성을 갖춘 기간 망으로서 망 서비스 공급자들에 의해 널리 구축되어 왔으며, 이더넷 서비스는 망의 간편성과 비용적인 측면 그리고 기가비트의 광대역 전달 기능을 제공함으로서 기간 망 영역에까지 급부상하고 있다. 따라서 기존의 ATM 망을 최대한 활용하면서 부상하는 메트로 이더넷 서비스를 제공하는 방안이 고려되고 있다.
종래 메트로 이더넷 서비스를 구축하는 방법으로는 이더넷 오버 SDH(Ethernet Over Synchronous Digital Hierarchy), 이더넷 오버 DWDM(Ethernet Over Dense Wavelength Division Multiplexing), 이더넷 오버 다크 파이버(Ethernet Over dark fiber) 등의 기술이 있다.
이러한 종래 이더넷 서비스 구축 방법들은 ATM 망을 활용하는 구축 방식은 아니며, 대부분이 고속 전달 서비스에 초점을 맞추고 있고, ATM의 특징 중 하나인 다양한 트래픽 전달 서비스 기능을 가지고 있지 않다.
한편, ATM 망을 이용하여 IP, 프레임릴레이, TDM을 전달하려는 방법들이 규정되어 있고, 특히 IP 서비스를 ATM 망을 이용하여 전달하기 위하여 IP 오버 ATM, LAN 에뮬레이션(Emulation), MPOA(Multi-Protocol Over ATM) 등의 방법들을 이용하고 있지만 이들은 라우터와 같은 망 계층 3의 연동 방식이거나 메트로 이더넷 서비스를 투명성 있게 수용할 수 없는 문제점이 있다.
본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안한 것으로, 메트로 이더넷 서비스 가입자 측면에서는 ATM 망의 존재를 인식할 필요가 없이 ATM 서 비스를 제공받을 수 있고 망 서비스 공급자 측면에서는 ATM 망의 활용을 최대화할 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.
이와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명에 따른 ATM 망을 이용한 메트로 이더넷 망 서비스를 위한 망 2 계층 연동 장치는, ATM 망을 이용하여 메트로 이더넷 망 서비스를 제공하기 위한 선로 변환 및 프로토콜 변환 기능을 수행하는 망 2 계층 연동 장치에 있어서, 이더넷 접속을 위한 한 개 이상의 이더넷 접속부와, 상기 ATM 접속을 위하여 ATM 프로토콜의 수행과 SAR 기능을 수행하는 한 개 이상의 ATM 접속부와, 상기 ARP 프로토콜 처리 및 ARP 테이블 관리 기능을 수행하는 이더넷 프락시 에이전트와, 상기 ATM 망으로부터 수신된 역 ATMARP 패킷에 대해 상기 ARP 테이블을 참조한 처리 기능을 수행하는 ATM 프락시 에이전트와, 상기 이더넷 프락시 에이전트와 ATM 프락시 에이전트에 의해 연결 정보가 서비스 상태로 되면 IP 패킷에 대해 전달 서비스를 수행하는 매핑 브리지를 포함한다.
본 발명의 실시예로는 다수개가 존재할 수 있으며, 이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 이 실시예를 통해 본 발명의 목적, 특징 및 이점들을 보다 잘 이해할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 ATM 망을 이용한 메트로 이더넷 서비스를 위한 망 2 계층 연동 장치가 적용된 네트워크 구성도로서, 다양한 대역폭을 요구하는 다중 가입자 건물의 형태인 멀티테넌트 유니트(102)에서 메트로 이더넷 서비스를 ATM 망을 통하여 제공받는 망 구성도이다.
멀티테넌트 유니트(102)의 각 가입자(103, 104, 105)들은 각자의 외부 연결 라우터(106, 107, 108)를 통해 메트로 이더넷 서비스를 받게 되며, 망 2 계층 연동 장치(200)는 ATM 망(113)을 통하여 메트로 이더넷 서비스를 제공하기 위해 이더넷(109, 110, 111)에서 ATM(112)으로의 선로 변환 및 프로토콜 변환을 수행한다. 아울러 망 2 계층 연동 장치(200)는 멀티테넌트 유니트(102)의 가입자들(103, 104, 105)이 각자 다른 특성의 대역폭을 요구하게 되므로 ATM 망(113)이 가진 트래픽 특성과 각 가입자들(103, 104, 105)에 맞는 과금 정책을 효율적으로 적용한다.
도 2는 본 발명에 따른 망 2 계층 연동 장치(200)의 블록 구성도이다.
도시된 바와 같이 각 인터페이스에는 이더넷 접속을 위한 한 개 이상의 이더넷 접속부(202)와 ATM 접속을 위한 한 개 이상의 ATM 접속부(206)가 있다.
이더넷 접속부(202)는 기본 적인 MAC 칩과의 연동을 담당한다.
ATM 접속부(206)는 기본적인 ATM 프로토콜의 수행과 SAR(Segmentation And Reassemble)기능을 수행하며, 특히 AAL5 형태로 IP 패킷을 전달한다.
프락시 에이전트(203, 205)는 각 이더넷 접속부(202) 및 ATM 접속부(206)에 하나 씩 존재한다.
이더넷 프락시 에이전트(203)는 ARP 프로토콜 처리 및 ARP 테이블 관리 기능을 수행한다. 특히 이더넷(109, 110, 111)에 접속된 라우터(106, 107, 108)로부터 수신되는 ARP 패킷에 대해 ARP 프락시 기능을 수행하는데, 이는 해당 포트와 연관된 ATM 포트의 VCC를 이용하여 가상의 의사 MAC 주소를 생성 후에 이를 ARP 응답 메시지에 인코딩하여 보낸다.
ATM 프락시 에이전트(205)는 역(Inverse) ATMARP 처리 기능을 수행한다. ATM 망(113)으로부터 수신된 역 ATMARP 패킷에 대해 해당 VCC와 연관된 이더넷 포트에 등록된 ARP 테이블을 참조하여 역 ATMARP 응답을 수행한다. 또한 설정된 모든 VCC에 대해 역 ATMARP를 송신하여 인접한 라우터 혹은 대응되는 메트로 이더넷 가입자의 IP 주소를 수신하여, 프락시 ARP 테이블에 등록된 다음 홉(Next Hop) IP와 동일하면 그 연결을 서비스 상태로 수행한다.
매핑 브리지(204)는 상기와 같이 각 프락시 에이전트(203, 205)에 의해 연결 정보가 서비스 상태로 되면 IP 패킷에 대해 전달 서비스를 수행한다.
이더넷(109, 110, 111)에서 ATM 망(113) 방향으로는 RFC 1483 형식의 LLC/SNAP 인캡슐레이션을 하여 ATM 망(113)에서도 인지가 가능하도록 하며, ATM 망(113)에서 이더넷(109, 110, 111) 방향으로는 인캡슐레이션을 제거하고 프락시 ARP 테이블을 참조하여 이더넷 프레임을 만들어 전송한다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 망 2 계층 연동 장치의 동작 과정을 도 3의 흐름도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 운용자는 서비스가 시작되기 전에 이더넷 각 포트와 ATM 포트의 VCC에 관한 연결을 설정한다(S301). 이러한 연결 설정 시에는 이더넷 한 개의 포트 당 여러 개의 ATM 연결을 제공해 줌으로서 각 트래픽 특성 별로 해당 ATM VCC 연결을 사용할 수 있게 한다. 이때 생성되는 테이블의 항목이 표 1의 예시와 같다.
이더넷-포트 ATM-포트 ATM-VCC ATM 트래픽
1 1 0/32 CBR(10Mbps)
2 1 1/32 VBR(5Mbps)
이후, 이더넷 프락시 에이전트(203)는 ARP 패킷에 대한 처리를 하며, ATM 프락시 에이전트(205)는 역(Inverse) ATMARP를 처리를 한다(S302).
이더넷 프락시 에이전트(203)는 접속된 라우터(106, 107, 108)로부터 ARP 패킷을 수신하면, 소스 IP 주소와 소스 MAC 주소를 표 2의 예시와 같이 프락시 ARP 테이블에 저장한다(S303∼S304). 아울러 수신된 포트와 연결된 ATM 포트의 VCC를 통해 의사(Pseudo)-MAC 주소를 생성하여 이더넷 인터페이스로 ARP 응답을 수행함으로써, 인접 라우터(106, 107, 108)에서 계속되는 패킷의 송신을 가능하게 한다(S305∼S306).
이더넷-포트 이더넷-IP 이더넷-MAC 다음 홉-IP 의사-MAC 연결 상태
1 129.254.10.1 00-xx-xx-xx-xx-xx 129.254.10.2 00-xx-xx-xx-xx-xx 활성
2 129.254.11.1 00-xx-xx-xx-xx-xx 129.254.11.2 00-xx-xx-xx-xx-xx 비활성
또한, ATM 프락시 에이전트(205)는 ATM 망(113)으로부터 수신되는 역 ATMARP 요청에 대해 표 1에 예시된 포트 대 ATM VCC 연결 테이블을 참조하여 해당 이더넷 인터페이스를 인식한다(S309∼S310). 아울러 얻어진 인터페이스를 기반으로 표 2에 예시된 프락시 ARP 테이블을 검색하여 해당 인터페이스에 등록된 인접 라우터(106, 107, 108)의 IP 주소를 역 ATMARP 응답 메시지에 인코딩하여 전달한다(S311).
ATM 프락시 에이전트(205)는 프락시 ARP 테이블(표 2)의 각 연결 정보가 활성 상태인지를 확인하기 위해 역 ATMARP 요청 메시지를 송신하게 되는데, 이에 대한 응답으로 역 ATMARP 응답 메시지를 수신하였을 때에 수신된 IP 주소가 프락시 ARP 테이블(표 2)의 다음-홉 IP 주소와 일치하면 등록된 정보가 망 차원에서 정상 상태임을 인지하여 활성 상태로 전환하고 서비스를 시작한다(S312∼S314).
상기와 같은 연결 정보 관리 기능이 수행되면 인접 라우터(106, 107, 108)와 ATM 망(206)으로부터 IP 패킷들이 수신된다(S307). 수신된 IP 패킷들은 매핑 브리지(204)에서 각 망에 맞는 이더넷 형식과 LLC SNAP의 형식으로 변화되어 전송된다. 전송시에는 항상 프락시 ARP 테이블(표 2)을 참조하여 서비스가 활성일 경우에만 전송하고, 그렇지 않으면 폐기한다(S308).
상기에서는 본 발명의 일 실시예에 국한하여 설명하였으나 본 발명의 기술이 당업자에 의하여 용이하게 변형 실시될 가능성이 자명하다. 이러한 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술사상에 포함된다고 하여야 할 것이다.
전술한 바와 같이 본 발명은 ATM 망을 최대한 활용하면서 부상하는 메트로 이더넷 서비스를 제공할 수 있다. 또한 다양한 대역폭 할당을 요구하는 MTU(Multi-Tenant Unit) 기반의 메트로 이더넷 서비스를 ATM 망의 전달 트래픽 형태로 효율적으로 변환할 수 있으며, ATM 트래픽 특성을 최대한 활용하여 효율적으로 음성 정보와 같은 시간 제약적인 데이터를 전달 할 수 있다.
아울러, ATM 망과 이더넷 망과의 종래 연동 방법들과는 달리 네트워크 상에 부가적인 3 계층 세그먼트 구축 없이 ATM 망에 접속함으로써, 메트로 이더넷 서비스 이용자는 ATM 망의 존재를 알 필요 없이 ATM 특성을 활용할 수 있는 효과가 있다.

Claims (6)

  1. ATM 망을 이용하여 메트로 이더넷 망 서비스를 제공하기 위한 선로 변환 및 프로토콜 변환 기능을 수행하는 망 2 계층 연동 장치에 있어서,
    이더넷 접속을 위한 한 개 이상의 이더넷 접속부와,
    상기 ATM 접속을 위하여 ATM 프로토콜의 수행과 SAR 기능을 수행하는 한 개 이상의 ATM 접속부와,
    상기 ARP 프로토콜 처리 및 ARP 테이블 관리 기능을 수행하는 이더넷 프락시 에이전트와,
    상기 ATM 망으로부터 수신된 역 ATMARP 패킷에 대해 상기 ARP 테이블을 참조한 처리 기능을 수행하는 ATM 프락시 에이전트와,
    상기 이더넷 프락시 에이전트와 ATM 프락시 에이전트에 의해 연결 정보가 서비스 상태로 되면 IP 패킷에 대해 전달 서비스를 수행하는 매핑 브리지를 포함하는 ATM 망을 이용한 메트로 이더넷 망 서비스를 위한 망 2 계층 연동 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 이더넷 프락시 에이전트는 상기 이더넷에 접속된 라우터로부터 수신되는 ARP 패킷에 대해 ARP 프락시 기능을 수행함에 있어서 해당 포트와 연관된 ATM 포트의 VCC를 이용하여 가상의 의사 MAC 주소를 생성 후에 이를 ARP 응답 메시지에 인코딩하여 보내는 것을 특징으로 한 ATM 망을 이용한 메트로 이더넷 망 서비스를 위한 망 2 계층 연동 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 ATM 프락시 에이전트는 상기 ATM 망으로부터 수신된 역 ATMARP 패킷에 대해 해당 VCC와 연관된 이더넷 포트에 등록된 ARP 테이블을 참조하여 역 ATMARP 응답을 수행하며, 설정된 모든 VCC에 대해 역 ATMARP를 송신하여 인접한 라우터 혹은 대응되는 메트로 이더넷 가입자의 IP 주소를 수신하여, 프락시 ARP 테이블에 등록된 다음 홉(Next Hop) IP와 동일하면 그 연결을 서비스 상태로 수행하는 것을 특징으로 한 ATM 망을 이용한 메트로 이더넷 망 서비스를 위한 망 2 계층 연동 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 매핑 브리지는 상기 이더넷에서 상기 ATM 망 방향으로는 RFC 1483 형식의 LLC/SNAP 인캡슐레이션을 하여 상기 ATM 망에서도 인지가 가능하도록 하며, 상기 ATM 망에서 상기 이더넷 방향으로는 인캡슐레이션을 제거하고 상기 ARP 테이블을 참조하여 이더넷 프레임을 만들어 전송하는 것을 특징으로 한 ATM 망을 이용한 메트로 이더넷 망 서비스를 위한 망 2 계층 연동 장치.
  5. ATM 망을 이용하여 메트로 이더넷 망 서비스를 제공하기 위하여 이더넷 각 포트와 ATM 포트의 VCC에 관한 연결이 설정되어진 네트워크의 망 2 계층 연동 방법에 있어서,
    상기 이더넷의 라우터로부터 ARP 패킷을 수신하면 소스 IP 주소와 소스 MAC 주소를 프락시 ARP 테이블에 저장하는 제 1 단계와,
    수신된 포트와 연결된 ATM 포트의 VCC를 통해 의사-MAC 주소를 생성한 후 이더넷 인터페이스로 ARP 응답을 수행하여 인접 라우터에서 계속되는 패킷의 송신을 가능하게 하는 제 2 단계와,
    상기 ATM 망으로부터 수신되는 역 ATMARP 요청에 대해 포트 대 ATM VCC 연결 테이블을 참조하여 해당 이더넷 인터페이스를 인식하는 제 3 단계와,
    상기 얻어진 인터페이스를 기반으로 상기 프락시 ARP 테이블을 검색하여 해당 인터페이스에 등록된 인접 라우터의 IP 주소를 역 ATMARP 응답 메시지에 인코딩하여 전달하는 제 4 단계와,
    상기 역 ATMARP 응답 메시지가 수신된 IP 주소가 상기 프락시 ARP 테이블의 다음-홉 IP 주소와 일치하면 등록된 정보가 망 차원에서 정상 상태임을 인지하여 활성 상태로 전환하고 서비스를 시작하는 제 5 단계와,
    상기 인접 라우터와 ATM 망으로부터 수신된 IP 패킷들을 각 망에 맞는 형식으로 변화시켜 상기 ARP 테이블을 참조하여 서비스가 활성일 경우에 전송하는 제 6 단계를 포함하는 ATM 망을 이용한 메트로 이더넷 망 서비스를 위한 망 2 계층 연동 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 프락시 ARP 테이블은 이더넷 IP, 이더넷 MAC, 다음 홉 IP, 의사 MAC 주 소를 가진 것을 특징으로 한 ATM 망을 이용한 메트로 이더넷 망 서비스를 위한 망 2 계층 연동 방법.
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