KR100568651B1 - 비동기 전송 방식 적응층 제2형을 이용한 인터넷 프로토콜패킷의 효율적인 전송 - Google Patents

비동기 전송 방식 적응층 제2형을 이용한 인터넷 프로토콜패킷의 효율적인 전송 Download PDF

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Abstract

비동기 전송 방식(asynchronous transmission mode; ATM) 적응층 제2형(AAL2) 미니셀을 베어러(bearer)로 채택함으로써, 네트워크 환경에서의 인터넷 프로토콜(IP) 데이터 패킷의 포인트 투 포인트(point-to-point) 전송과 관련된 밴드 폭 이용 및 전송 효율이 향상된다. IP 데이터 패킷의 헤더부로부터의 하나 이상의 데이터 필드를 하나 이상의 탐색표에 맵핑함으로써, 또한 이 탐색표 어드레스를 AAL2 미니셀 헤더로 전송함으로써, IP 데이터 패킷 헤더 내의 하나 이상의 데이터 필드와 연관된 데이터에 비해 밴드폭 이용 및 전송 효율이 더 향상될 수 있다.
비동기 전송 방식, IP 데이터 패킷, 미니셀, PPP, 맵핑

Description

비동기 전송 방식 적응층 제2형을 이용한 인터넷 프로토콜 패킷의 효율적인 전송{EFFICIENT TRANSPORT OF INTERNET PROTOCOL PACKETS USING ASYNCHRONOUS TRANSFER MODE ADAPTATION LAYER TWO}
본 발명은 비동기 전송 방식(asynchronous transfer mode; ATM) 및 단일 ATM 접속을 통한 인터넷 프로토콜(internet protocol; IP) 데이터 패킷 전송에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 ATM 적응층 제2형(ATM adaptation layer 2; AAL2) 및 헤더 압축 기술을 채택하여, 네트워크 환경에서 단일 ATM 접속을 통해 다중 프로토콜 인터넷 데이터를 보다 능률적으로 전송하도록 한다.
ATM은 비동기 원격 통신 데이터를 전송하기 위한 표준 프로토콜이다. 이 프로토콜은 ATM 셀로 알려진 일정한 크기의 테이터 패킷을 통한 데이터 전송에 기초한다. 각 ATM 셀은 48 옥텟(octet) 페이로드(payload)부 및 5 옥텟 헤더부를 포함하는 단일 포맷으로 이루어진다. ATM은 본 기술 분야에 잘 알려져 있다.
그러나, ATM은 저비트율 데이터를 효율적으로 전송하지 못한다. 그 이유는, 전형적인 저비트율 데이터 패킷의 길이가 48 옥텟(즉, ATM 셀 페이로드의 길이)보다 현저히 짧기 때문이다. ATM 셀 페이로드의 비사용 부분은 모두 "패딩 비트(padding bits)"로 채워진다. 데이터 대신 패딩 비트가 삽입될 때 밴드 폭(bandwidth)은 낭비된다. 패딩 비트의 삽입은 전송지연, 특히 음성형 데이터와 같이 지연에 매우 민감한 데이터가 전송될 때 달갑지 않은 전송 지연을 낳게 됨을 알 수 있을 것이다.
최근, AAL2로 알려진 ATM 적응층이 개발되었다. AAL2는 특히 저비트율 데이터를 전송하고자 할 때 ATM의 효율을 개선하기 위한 것이다. 도 2를 참조하면, AAL2는 저비트율 데이터를 미니셀(때때로 마이크로셀 또는 짧은 패킷으로 언급됨)로 불리는 길이가 가변적인 소량의 데이터 패킷, 가령, 미니셀(205)에 저장함으로써 작동한다. 몇 개의 미니셀을 ATM 셀(210)과 같은 단일 ATM 셀의 페이로드에 삽입함으로써, 향상된 밴드 폭 이용이 달성된다. 밴드 폭 이용을 더욱 향상시키기 위해서, 가령, 미니셀(215)과 같은 미니셀이 분할되어 도시된 바와 같이 2개의 ATM 셀에 겹쳐질 수 있다
도 3은 AAL2 미니셀(301)에 대한 잘 알려진 한 프로토콜을 예시한다. 미니셀(301)은 3 바이트 헤더(302) 및 페이로드(303)로 나뉘어진다. 헤더는, 일반적으로, 회로 (채널) 식별자(circuit (channel) idnetifier; CID)(304), 길이 코드(305), 순환 중복 코드(cyclic redundancy code; CRC)(306), 및 사용자 대 사용자 정보(user-to-user information; UUI) 필드(307)와 같은 필드들로 나뉘어진다. CID(304)는, 몇 개의 채널을 멀티플렉싱할 때, 각 미니셀을, 대응하는 채널에 관련시키는 데 필요한 정보를 제공한다. 길이 코드(305)는 각 미니셀의 최초 및 마지막 옥텟의 위치를 판정하는 데 필요한 정보를 제공한다. CRC(306)는 미니셀 헤더(301)에 대한 통합성(integrity) 체크를 제공하며, UUI 필드(307)는 미니셀 분할(segment) 프로세스와 관련하여 사용된다.
네트워크 환경에서 지점들 간에 데이터를 전송하기 위한 베어러(bearer)로서, ATM이 통상적으로 채택된다는 것이 본 기술 분야에 공지되어 있다. 통상적으로, 전송될 데이터 패킷은 먼저, 서로 상이한 다수의 인터넷 프로토콜(IP)들 중 어느 하나에 따라 포맷된다. 이러한 IP의 예로서, 전송 제어 프로토콜(transport control protocol; TCP), 사용자 데이터그램 프로토콜(user datagram protocol; UDP) 및 실시간 전송 프로토콜(real-time transport protocol; RTP) 등이 있다.
종래, 이들 IP 데이터 패킷은 포인트 투 포인트 프로토콜(point-to-point protocol; PPP)에 따라 더 포맷되었다. PPP를 사용하는 주요한 이유는 PPP가 지점간 링크를 통하는 다중 프로토콜 데이터 패킷에 대한 표준 포맷을 제공한다는 점이다. 도 4에 도시된 바와 같이 PPP는 서로 다른 IP 데이터 패킷을 캡슐화함으로써 이것을 달성한다.
도 4에 도시된 캡슐화 모델(400)은 몇 개의 데이터 필드를 포함한다. PPP 프로토콜 ID 필드(405)는 일반적으로 길이가 2 옥텟이며, 정보 필드(410)에 나타나는 IP 데이터 패킷의 유형을 식별한다. 예를 들어, PPP 프로토콜 ID 필드(405)는 RTP 데이터 패킷, UDP 데이터 패킷 또는 TCP 데이터 패킷으로서 IP 데이터 패킷(도시 생략)을 식별할 수 있다. 부가적으로, PPP 프로토콜 ID 필드(405)는 IP 데이터 패킷과 연관된 헤더가 압축될 것인지 또는 압축되지 않을 것인지를 결정한다. 캡슐화 모델(400)은 또한 다수의 패딩 비트(415)를 포함할 수 있다.
도 5는 전형적인 IP/PPP 데이터 패킷 헤더(500), 특히 TCP 데이터 패킷을 예시한다. 밴드 폭 이용 및 전송 효율을 향상시키기 위한 것으로서, 본 기술 분야에 공지된 바와 같이 IP/PPP 데이터 패킷 헤더를 압축하는 것이 통상적인 방식이다. 헤더 압축은, 가령 IP/PPP 데이터 패킷 헤더(500)와 같은 IP/PPP 헤더 내의 다수의 데이터 필드가, 세션(session) 또는 접속 수명 동안 일정하게 유지된다는 사실에 근거한다. 예를 들어, 도 6은 일정하게 유지되는 IP/PPP 데이터 패킷 헤더(500) 내의 데이터 필드를 도시한다. 따라서, 세션/접속이 최초로 이루어졌을 때 전체 헤더가 전송될 수 있다. 우선 전체 헤더를 전송함으로써, 세션/접속의 나머지 기간 동안 압축 해제기(decompressor)가 압축된 헤더에 맞게 구성될 수 있다. 그 후에, 변화하는 필드만이 전송될 필요가 있다. 사실, 본 기술 분야에 잘 알려진 바와 같이, 심지어 주기적으로 변화하거나 일정한 값으로 변화하는 필드를 이용함으로써, IP/PPP 데이터 패킷 헤더를 더 압축하는 것이 가능하다. 특정 데이터 필드가, 일정하게 유지되거나, 주기적으로 변화하거나, 또는 일정한 값으로 변화하는지의 여부는, IP/PPP 데이터 패킷 유형에 따른다
종종, 네트워크는 한가지 유형 이상의 어플리케이션을 서비스하며, 각 어플리케이션은 고유의 데이터 전송 포맷을 갖는 데이터를 산출한다. ATM을 채택하기 위해, 서로 다른 데이터 전송 포맷이 각각 ATM 포맷에 따르도록 재포맷(적응)되어야 한다. 이것은 몇 개의 ATM 적응층(AAL)들 중 하나, 가령 도 1에 예시된 AAL(101)에 의해 구현되며, 여기서 어플리케이션층(102)은 특정 어플리케이션으로부터 도착하는 데이터(가령, 인터넷 프로토콜 데이터)를 나타낸다. 특히, AAL(101)은 어플리케이션 데이터를 하나 이상의 ATM 셀의 페이로드부에 저장한다. 다음에, ATM 층(103)은 이 하나 이상의 ATM 셀을 네트워크의 수신점으로 전송한다.
몇 가지 공지된 AAL이 있다. 널리 쓰이는 두 가지 AAL은 AAL1과 AAL5이다. AAL1은 동기 데이터(즉, 회로 에뮬레이션 데이터)를 전송하는 데 사용된다. AAL5는, 이와 달리, 가령 IP 패킷 데이터와 같은 패킷 데이터를 전송하는 데 사용된다.
IP/PPP 데이터 패킷을 위한 베어러로서 ATM을 채택하는 네트워크에서, AAL5가 ATM 적응층으로 사용된다. 각 IP/PPP 데이터 패킷의 패킷 길이가 ATM 셀의 길이, 특히, ATM 셀 페이로드의 길이와 반드시 같지는 않기 때문에, ATM 셀 페이로드의 비사용 부분은, IP/PPP 패킷이 삽입된 후에 패딩되어야 한다. 전술한 바와 같이, 데이터로 완전히 채워지지 않은 ATM 셀을 패딩하거나 전송하는 것은, 밴드 폭 사용에 있어서 대단히 비능률적이며, IP/PPP 데이터 패킷 헤더를 압축함으로써 달성되는 어떤 부가적인 효율도 가로막는 효과를 갖는다. 따라서, ATM을 베어러로서 사용할 때 IP/PPP 데이터 패킷을 전송하는 보다 효율적인 방식을 제공할 필요가 있다.
본 발명의 목적은 ATM을 사용하여 IP/PPP 데이터 패킷을 전송하기 위해서 보다 밴드 폭 사용이 효율적인 기술을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 IP/PPP 데이터 패킷을 전송하기 위해 AAL2를 채택하여 밴드 폭 효율을 향상시키기 위한 것이며, 여기서 AAL2는 짧거나 길이가 가변적인 데이터 패킷을 전송하는 데 적합하다.
본 발명의 다른 목적은 AAL2와 함께 헤더 압축 기술을 채택하여 오버헤드(overhead)를 감소시키고 밴드 폭 효율을 더 향상시키는 것이다.
본 발명의 일 특징에 따르면, 네트워크 환경에서 인터넷 프로토콜 데이터 패킷을 전송하기 위한 한 방법에 의해 전술한 목적 및 다른 목적들이 달성된다. 이 방법은 인터넷 프로토콜 데이터 패킷 헤더의 일부를 탐색표 내의 한 위치에 저장하는 단계를 포함하고, AAL2 미니셀 헤더의 일부에 어드레스를 삽입함으로써 이 인터넷 프로토콜 데이터 패킷 헤더의 일부를 맵핑하는 단계를 포함하며, 여기서 어드레스는 인터넷 프로토콜 데이터 패킷 헤더의 일부가 저장되는 탐색표 위치에 대응한다. 다음에, 인터넷 프로토콜 데이터 패킷의 나머지 부분이 AAL2 미니셀의 페이로드부에 삽입되며, 차례로, 네트워크 내의 수신점으로 전송된다. 수신점에서, AAL2 미니셀 헤더에 삽입된 어드레스가 분석되어, 탐색표에 저장된 인터넷 프로토콜 데이터 패킷 헤더의 일부가 AAL2 미니셀 헤더의 어드레스에 기초하여 검색될 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, AAL2 접속을 통해 인터넷 프로토콜 데이터 패킷을 전송하는 방법에 의해 전술한 목적 및 다른 목적들이 달성된다. 이 방법은 포인트 투 포인트 프로토콜을 사용하는 인터넷 프로토콜 데이터 패킷을 캡슐화하는 단계를 포함하며, 여기서 인터넷 프로토콜 데이터 패킷은 헤더부를 포함한다. 다음에, 이 방법은 인터넷 프로토콜 데이터 패킷 내의 데이터 필드와 연관된 데이터가 탐색표에 미리 저장되었는지를 판정한다. 데이터가 탐색표에 미리 저장되었다면, 인터넷 프로토콜 데이터 패킷 헤더로부터의 데이터 필드를 제거하고 AAL2 미니셀 헤더의 데이터 필드에 어드레스를 삽입하며, 여기서 어드레스는 탐색표에 미리 저장된 데이터의 위치에 대응한다. 다음에, 캡슐화된 인터넷 프로토콜 데이터 패킷은 AAL2 미니셀의 페이로드부에 삽입되며, 차례로, 네트워크 내의 수신점에 전송된다. 수신점에서, 인터넷 프로토콜 데이터 패킷 헤더 내의 데이터 필드와 연관된 데이터는 AAL2 미니셀 헤더의 데이터 필드에 저장된 어드레스에 따라 탐색표로부터 검색된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 네트워크 환경에서 AAL2 미니셀을 통해 PPP 캡슐화된 인터넷 프로토콜 데이터 패킷을 전송하기 위한 방법에 의해 전술한 목적 및 다른 목적들이 달성된다. 이 방법은 우선, 인터넷 프로토콜 데이터 패킷 헤더가 압축된 포맷인지를 판정하는 단계를 포함하며, 만약 압축되었다면, AAL2 미니셀 헤더의 제1 부분에 저장된 어드레스를 이용하여 제1 탐색표에 미리 저장된 인터넷 프로토콜 데이터 패킷 헤더 내의 제1 데이터 필드와 연관된 데이터를 맵핑한다. 다음에, 이 방법은, AAL2 미니셀을 분할되어야 하는지를 판정하고, 만약 분할되어야 한다면, AAL2 미니셀 헤더의 제2 부분에 저장된 어드레스를 이용하여 제2 탐색표에 미리 저장된 인터넷 프로토콜 데이터 패킷 헤더 내의 제2 데이터 필드와 연관된 데이터를 맵핑한다. 결국 AAL2 미니셀은 네트워크 내의 수신점으로 전송되고, 인터넷 프로토콜 데이터 패킷 헤더 내의 제1 데이터 필드에 연관된 데이터가 AAL2 미니셀 헤더의 제1 부분에 저장된 어드레스에 기초하여 제1 탐색표로부터 검색되며, 인터넷 프로토콜 데이터 패킷 헤더 내의 제2 데이터 필드에 연관된 데이터가 AAL2 미니셀 헤더의 제2 부분에 저장된 어드레스에 기초하여 제2 탐색표로부터 검색된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 네트워크 환경에서 AAL2 접속을 통해 인터넷 프로토콜 데이터 패킷을 전송하는 방법에 의해 전술한 목적 및 다른 목적들이 달성되며, 여기서 상기한 인터넷 프로토콜 데이터 패킷은 헤더부를 포함한다. 처음에, 이 방법에서, 제1 인터넷 프로토콜 데이터 패킷의 헤더부 내의 세션 콘테스트/접속 식별자 데이터 필드와 연관된 데이터가 탐색표에 미리 저장되었는지를 판정한다. 탐색표에 미리 저장되지 않았다면, 인터넷 프로토콜 데이터 패킷 헤더 전체를 제1 AAL2 미니셀의 페이로드부에 삽입한다. 부가적으로, 미사용된 탐색표 어드레스가 AAL2 미니셀의 헤더부와 연관된 데이터 필드에 삽입된다. 다음에, 제1 AAL2 미니셀이 네트워크 내의 전송점으로부터 수신점으로 전송된다. 수신점에서, 세션 콘텍스트(context)/접속 식별자 데이터 필드와 연관된 데이터는 AAL2 미니셀 헤더와 연관된 데이터 필드 내의 미사용된 어드레스에 따라 탐색표에 저장된다. 다음에, 제2 인터넷 프로토콜 데이터 패킷의 헤더 내의 세션 콘텍스트/접속 식별자 데이터 필드와 연관된 데이터가 탐색표에 미리 저장되었는지를 판정한다. 제2 인터넷 프로토콜 데이터 패킷의 헤더 내의 세션 콘텍스트/접속 식별자 데이터 필드와 연관된 데이터가 탐색표에 미리 저장되었다면, 이 미리 저장된 데이터와 연관된 탐색표 어드레스는 제2 AAL2 미니셀의 헤더부 내의 데이터 필드에 삽입된다. 다음에, 제2 인터넷 프로토콜 데이터 패킷의 나머지 부분이, 세션 콘텍스트/접속 식별자 데이터 필드를 제외하고서, 제2 AAL2 미니셀의 페이로드부에 삽입되고, 차례로, 수신점으로 전송된다. 다음에, 제2 인터넷 프로토콜 데이터 패킷의 헤더 내의 세션 콘텍스트/접속 식별자 데이터 필드와 연관된 데이터가 제2 AAL2 미니셀 헤더의 데이터 필드에 저장된 어드레스에 기초하여 탐색표로부터 검색된다.
도 1은, 종래 기술에 따른, ATM 적응층과, 어플리케이션층 및 ATM층 모두와의 관계를 도시한 도면.
도 2는 종래 기술에 따른 AAL2 프로세스를 도시한 도면.
도 3은 종래 기술에 따른 전형적인 AAL2 미니셀에 대한 프로토콜을 도시한 도면.
도 4는 종래 기술에 따른 IP/PPP 데이터 패킷 캡슐화 모델을 도시한 도면.
도 5는 종래 기술에 따른 IP 데이터 패킷 헤더의 일례를 도시한 도면.
도 6은 종래 기술에 따른 IP 데이터 패킷 헤더의 일례를 도시한 도면.
도 7은 종래 기술에 따른, 데이터 패킷 헤더 전체를 포함하는 IP/PPP 데이터 패킷을 도시한 도면.
도 8은, 종래 기술에 따른, 압축된 데이터 패킷 헤더를 포함하는 IP/PPP 데이터 패킷을 도시한 도면.
도 9는, 본 발명의 맵핑 특징을 도시한 도면.
도 10은, 본 발명에 따른, 디폴트 CID 코드의 삽입을 도시한 도면.
도 11은, AAL2 미니셀이 분할될 때의 본 발명의 맵핑 특징을 도시한 도면.
본 발명은, 포인트 투 포인트 프로토콜(PPP) 캡슐화 인터넷 프로토콜(IP) 데이터 패킷(본 명에서에서 IP/PPP 데이터 패킷으로 언급됨)을 전송하는 것을 포함한다. 실시간 전송 프로토콜(RTP), 사용자 데이터그램 프로토콜(UDP) 및 전송 제어 프로토콜을 포함하여, 본 기술 분야에 공지된 몇 가지 서로 다른 인터넷 프로토콜들이 있다. ATM, 보다 엄밀하게는, AAL5를 사용하여 네트워크 환경에서 IP/PPP 데이터 패킷을 전송하는 것이 본 기술 분야에 공지되어 있다.
일반적으로, 본 발명은, IP/PPP 데이터 패킷을 전송하기 위해, AAL5에 따른 ATM 셀보다는, ATM 적응층 제2형(AAL2) 미니셀을 채택한다. AAL2는 특히 짧은 패킷, 저비트율 데이터에 대해 밴드 폭 이용을 향상시키기 위한 것이다. 따라서, IP/PPP 데이터 패킷을 가능한 짧게 유지하는 것이 본 발명의 주된 관심이다. 따라서, 본 발명은 IP/PPP 헤더 압축 기술을 이용하여, 바람직하지 않은 오버헤드를 최대한 감소시키는 것이다. 부가적으로, 본 발명은, AAL2 미니셀 헤더 내의 데이터 필드를 사용해서 IP/PPP 데이터 패킷 헤더 내의 특정 데이터 필드를 맵핑한다. IP/PPP 데이터 패킷 헤더 내의 정보를 맵핑함으로써, IP/PPP 데이터 패킷 오버헤드가 더 감소되고, 부가적으로 밴드 폭 이용 및 전송 효율이 향상된다.
도 7은 전형적인 IP/PPP 데이터 패킷(700)을 도시한다. IP/PPP 데이터 패킷(700)은, IP 데이터를 포함하는 페이로드부(705)를 포함하며, IP/PPP 데이터 패킷 헤더(715) 및 PPP 프로토콜 식별자(ID)(720)를 포함하는 오버헤드부(710)를 포함한다. 도 7에 도시된 IP/PPP 데이터 패킷 헤더(715)는 압축되지 않은 전체 헤더이다. 따라서, IP/PPP 데이터 패킷 헤더(715)는, PPP 프로토콜 ID(720)에 의해 정의된 바와 같이, IP 데이터 패킷 유형(가령, TCP, RTP, UDP)에 따라, 40 바이트 이상의 정보를 포함할 수 있다.
도 8에서는, 대조적으로, 압축된 헤더(805)를 포함하는 IP/PPP 데이터 패킷(800)을 도시한다. 압축된 헤더(805)의 특정 내용은, 전체 헤더를 압축하는 데 사용된 압축 알고리즘, 및 PPP 프로토콜 ID(810)에 의해 정의된 IP 데이터 패킷 유형에 따른다. TCP 헤더에 대한 모범적인 압축 알고리즘이, Jacobson 저, Network working Group RFC 1144 (1990), "저속 직렬 링크에 대한 TCP/IP 헤더 압축 기법(Compressing TCP/IP Headers for Low-Speed Serial Links)"에 전체적으로 설명되어 있다. UDP 및 RTP 헤더에 대한 다른 모범적인 압축 알고리즘이, Casner 등 공저, Internet Engineering Task Force (1997), "저속 직렬 링크에 대한 IP/UDP/RTP 헤더 압축 기법(Compressing IP/UDP/RTP Headers for Low-Speed Serial Links)"에 설명되어 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라서, 하나 이상의 세션과 연관된 IP/PPP 데이터 패킷이, 압축된 헤더를 포함하는지의 여부에 관계없이, AAL2 미니셀의 페이로드부에 삽입된다. 다음에, AAL2 미니셀이 네트워크 내의 전송점으로부터 네트워크 내의 수신점으로 전송된다.
도 8은 또한, 일반적으로, 압축된 IP/PPP 데이터 패킷 헤더, 가령, IP/PPP 데이터 패킷 헤더(805)를 포함하는 데이터 필드를 도시한다. 데이터 필드는 세션 콘텍스트 또는 접속 식별자(ID)(850)(본 명세서에서 세션 콘텍스트/접속 ID로 언급됨)를 포함한다. 이 데이터 필드가 세션 또는 접속에 관한 것인가는, 캡슐화된 IP 데이터 패킷이 UDP/RTP 데이터 패킷인지 또는 TCP 데이터 패킷인지에 달려있다. 당업자라면 바로 알 수 있는 바와 같이, 세션 콘텍스트/접속 ID(850)는 소스/목적지(destination) 또는 접속/흐름(flow) 정보를 포함하며, 여기서 주어진 세션/접속과 연관된 각 IP/PPP 데이터 패킷에 대한 소스/목적지/접속/흐름 정보는 동일하다.
다른 데이터 필드는 압축 헤더 제어부(855)이다. 이 데이터 필드는 일반적으로, 한 IP/PPP 데이터 패킷에서 다음 패킷으로 일정량만큼(즉, 1차 변화) 변화하는 데이터 패킷 시퀀스 카운트 및 압축된 헤더 데이터 필드(860)의 내용을 식별하는 비트 마스크(bit mask)를 포함한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, AAL2 미니셀 헤더 내의 특정 데이터 필드는, 도 3에 도시된 바와 같이, PPP 프로토콜 ID(810)와 세션 콘텍스트/접속 ID(850)을 맵핑하는 데 사용될 수 있다. 특히, PPP 프로토콜 ID(810)는 사용자 대 사용자 정보(UUI) 필드에 맵핑될 수 있으며, 반면에 세션 콘텍스트/접속 ID는 채널 식별(channel identification; CID) 필드(304)에 맵핑될 수 있다. 따라서, 세션 콘텍스트/접속 ID(850)와 연관된 소스/목적지/접속/흐름 정보가, IP/PPP 데이터 패킷 헤더의 일부로서, 대응하는 세션/접속과 연관된 각각의 모든 IP/PPP 데이터 패킷과 함께 전송될 필요는 없다. 마찬가지로, PPP 프로토콜 ID(810) 정보도 세션/접속과 연관된 각 IP/PPP 데이터 패킷과 함께 전송될 필요가 없다. 세션 콘텍스트/접속 ID(850) 및 PPP 프로토콜 ID(810) 정보를 CID(304) 및 UUI(307)에 각각 맵핑함으로써, 압축된 IP/PPP 데이터 패킷 헤더의 일부로서 각 IP/PPP 데이터 패킷과 함께 재전송하는 것에 비해, 오버헤드가 현저하게 감소된다. 이는 특히 IP/PPP 데이터 패킷이 세션/접속 수명 동안 수십 개, 아니면 수백 개가 전송되는 경우에 그러하다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 세션 콘텍스트/접속 ID(850)를 CID 필드(304)에 맵핑하는 것은, 수신점에서의 헤더 압축 해제기 내에 유지되거나 이 압축 해제기와 연관된 탐색표를 이용하여 구현될 수 있다. 예를 들어, 각 CID 코드 조합은 탐색표 내의 특정 엔트리(entry)/어드레스를 정의할 수 있다. 만약 세션 콘텍스트/접속 ID(850)와 연관된 소스/목적지/접속/흐름 정보가 탐색표에 미리 저장되었다면, 전송점에 위치한 압축기에서의 압축 알고리즘은, AAL2 미니셀이 전송점으로부터 수신점으로 전송되기 전에, 단지, 대응하는 주소 또는 그 일부를, AAL2 미니셀 헤더의 CID 필드(304)에 카피(copy)하면 된다. 수신점에서, 압축 해제 알고리즘은 CID 필드(304)를 분석하고, CID 필드(304)에 저장된 어드레스에 따라 탐색표에 액세스하여 탐색표로부터 소스/목적지/접속/흐름 정보를 검색한다.
만약 소스/목적지/접속/흐름 정보가 탐색표에 미리 저장되지 않았다면, 가령, 대응하는 IP/PPP 데이터 패킷이 주어진 세션/접속과 연관된 일련의 IP/PPP 데이터 패킷의 처음이라면, 압축 알고리즘은 탐색표 내의 미사용된 엔트리를 식별한다. 다음에, 압축 알고리즘은, 이 미사용된 탐색표 엔트리의 어드레스를, 대응하는 AAL2 미니셀의 CID 데이터 필드(304)에 삽입한다. 세션 콘텍스트/접속 ID(850)와 연관된 소스/목적지/접속/흐름 정보를 포함하는 전체 헤더가, 전체적으로, AAL2 미니셀의 페이로드에 삽입되고, 수신점으로 전송된다. 압축 해제 알고리즘은, 이 IP/PPP 데이터 패킷에 새로운 세션/접속을 초기화하는 것을 인식한다. 따라서, 압축 해제 알고리즘은 압축 알고리즘이 CID 필드(304)에 저장한 어드레스에 기초하여 이전에 저장되지 않았던 소스/목적지/ 접속/흐름 정보를 탐색표에 저장한다. 후속하여 전송된, 동일한 세션/접속과 연관된 IP/PPP 데이터 패킷은, 소스/목적지/접속/흐름 정보에 비해서, 단지, 대응하는 AAL2 미니셀 헤더의 CID 필드(304) 내의 탐색표 어드레스를 전달하기만 하면 된다.
주어진 세션/접속과 연관된 IP/PPP 데이터 패킷이 압축되지 않은 헤더를 포함한다면, 소스/목적지/ 접속/흐름 정보를 탐색표에 저장할 필요가 없다. 따라서, 압축 알고리즘은 CID 필드(304)에 디폴트 코드를 저장할 수 있다. 디폴트 코드는 압축 해제 알고리즘이 IP/PPP 데이터 패킷을 압축되지 않은 전체 IP/PPP 데이터 패킷 헤더를 포함하는 데이터 패킷으로 인식하도록 할 수 있다.
종래, CID 필드(304)는 8 비트 길이이다. 따라서, CID 필드(304)는 서로 다른 256개의 엔트리를 탐색표에 맵핑할 수 있다. 따라서, 256개의 세션/접속이 단일 AAL2 링크 상으로 멀티플렉싱될 수 있다. 그런데, 각각 8 비트 CID 필드를 포함하는 두 개 이상의 병렬 AAL2 링크를 채택하는 것이 가능하다. 따라서, 두 개의 8 비트 CID 필드는 탐색표 내의 서로 다른 64K개의(즉, 65,536) 엔트리를 맵핑할 수 있다. 따라서, 64K개의의 서로 다른 세션/접속은 두 개의 병렬 AAL2 링크를 통해 멀티플렉싱될 수 있다. 또한, 2개 이상의 병렬 AAL2 링크를 채택하는 것이 가능하며, 여기서 8 비트 CID 코드는 보다 하위의, 혹은 최하위의 어드레스 바이트를 반영하는 한편, ATM 셀 헤더 내의 가상 경로 표지자(virtual path indicator; VPI) 코드와 결합된 가상 채널 접속(virtual channel connection; VCC) 코드는 보다 상위의 혹은 최상위의 어드레스 바이트를 반영한다. 이 경우에, 적어도 64K개의 서로 다른 세션/접속이 256개의 병렬 AAL2 링크를 통해 멀티플렉싱될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, PPP 프로토콜 ID(810)을, 대응하는 AAL2 미니셀 헤더의 UUI 필드(307)에 맵핑하는 것은 전술한 세션 콘텍스트/접속 ID(850)에서와 유사한 방식으로 구현된다. 따라서, PPP 프로토콜 ID(810)가 미리 전송되고 수신점에서의 압축 해제기 내에 유지되거나 이와 관련된 UUI 탐색표에 저장된다면, 압축 알고리즘은, AAL2 미니셀이 전송점에서 수신점으로 전송되기 전에, 단지, 대응하는 UUI 탐색표의 주소를 AAL2 미니셀 헤더의 UUI 필드(307)로 카피하면 된다. 수신점에서, 압축 해제 알고리즘은 UUI 필드(307)를 분석한다. 다음에, UUI 필드(307)에 저장된 UUI 탐색표 어드레스는 UUI 탐색표에 저장된 PPP 프로토콜 ID(810)을 검색하는 데 사용된다.
PPP 프로토콜 ID(810)가 UUI 탐색표에 미리 저장되지 않은 경우, AAL2 미니셀 헤더의 UUI 필드(307) 안에 새로운 UUI 코드가 삽입될 수 있으며, PPP 프로토콜 ID(810)는 그 전체가 수신점으로 전송된다. 그 다음, 압축 알고리즘이 UUI 필드(307)에 저장한 어드레스에 따라, 압축 해제 알고리즘은, UUI 탐색표에, 미리 저장되지 않은 PPP 프로토콜 ID(810)를 저장할 수 있다. 따라서, 동일한 PPP 프로토콜 ID(810)를 공유하는 후속 전송된 IP/PPP 데이터 패킷은 적당한 UUI 탐색표 어드레스만을 포함하면 된다.
당업자에게 명백하듯이, 일반적으로 UUI 필드(307)는 AAL2 미니셀의 길이가 현재의 ATM 셀 페이로드에서 이용 가능한 공간을 초과할 때 사용되는 정보를 포함한다. 예컨대, 도 2의 분할 미니셀(215)을 참조하라. 미니셀을 분할 필요가 있는 경우, UUI 필드(307)는 전술한 바와 같이 PPP 프로토콜 ID(810)를 맵핑하는 데 이용될 수 없다. 따라서, 해당 미니셀을 분할할 경우에는, PPP 프로토콜 ID(810) 전체가 IP/PPP 데이터 패킷 헤더의 일부로서 전송되며, UUI 필드(307)로 맵핑되지 않는 것이 본 발명의 한 특징이다. 그러나, 분할화는 세션 콘텍스트/접속 ID(850)의 CID 필드(304)로의 맵핑에 영향을 미치지 않는다. 따라서, 미니셀을 분할하는 경우에도 오버헤드가 감소할 수 있다.
도 9는, 본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 압축된 IP/PPP 데이터 패킷 헤더(905) 내의 세션 콘텍스트/접속 ID(850)가 전술한 바와 같이 AAL2 미니셀 헤더(910) 내의 CID 필드(304)에 맵핑될 수 있다는 것을 나타내고 있다. 도 9는 또한 정규의 환경에서 PPP 프로토콜 ID(810)가 전술한 바와 같이 AAL2 미니셀 헤더(910)의 UUI 필드(307)로 맵핑될 수 있다는 것을 나타낸다. 그러나, 도 10에 도시된 바와 같이, IP/PPP 데이터 패킷 헤더, 예컨대 IP/PPP 데이터 패킷 헤더(1005)가 압축되지 않는 경우, 해당 미니셀 헤더(1010)의 CID 및 UUI 필드 양측에 디폴트 코드가 저장될 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 도 9에 도시된 바와 같이, 세션 콘텍스트/접속 ID(850)가 CID 필드(304)로 맵핑될 때, 압축 헤더 순환 중복 코드(CRC)(915)가 IP/PPP 데이터 패킷 헤더의 일부로서 포함될 수 있다. 압축 헤더(CRC)(915)의 추가는 전송 에러로부터 압축 헤더 데이터(920)의 고장 보호를 제공한다. 그러나, 압축 헤더 CRC(915)의 포함은 오버헤드를 수반한다. 따라서, 압축 헤더 CRC(915)는 옵션이며, 적당한 구성 명령을 실행함으로써 선택될 수 있다.
도 11은, 미니셀 분할화가 요구될 때, 전술한 바와 같이 세션 콘텍스트/접속 ID(850)만이 분할 AAL2 미니셀 헤더(1105)의 CID 필드(304)로 맵핑될 수 있는 것을 나타내고 있다. PPP 프로토콜 ID(810)는 UUI 필드(307)로 맵핑되지 않고, 도시된 바와 같이 그 전체가 전송되어야 하는데, 이것은 UUI 필드(307)가 AAL2 미니셀(1110)의 분할을 정의하는 데 도움이 되어야 하기 때문이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 전술한 바와 같이 동일한 방법을 사용하여 압축 헤더 제어 데이터 필드(855)의 일부에 맵핑이 확장될 수 있다. 소수의 PPP 프로토콜 ID 유형만이 존재하기 때문에, UUI 데이터 필드(307)는 압축 헤더 제어 데이터 필드(855)와 연관된 마스킹 비트 및 시퀀스 카운트 필드를 맵핑하는 데 사용될 수 있다.
본 발명은 몇몇 예시적인 실시예를 참조하여 설명되었지만, 본 발명의 사상을 벗어나지 않고 이들 실시예와 다른 특정 형태로 본 발명이 실시될 수 있다는 것을 당업자는 이해할 것이다. 이들 예시적인 실시예는 설명을 위한 것이지 제한적인 것이 아니다. 본 발명의 범위는 전술한 설명에 의해서가 아니라 첨부된 특허청구범위에 의해 주어지며, 본 청구범위의 범위에 있는 모든 변형 및 균등물은 청구범위 안에 포함되는 것으로 간주된다.

Claims (20)

  1. 네트워크 환경에서 헤더부를 포함하는 인터넷 프로토콜 데이터 패킷을 전송하기 위한 방법에 있어서,
    탐색표(look-up table)의 한 위치에 인터넷 프로토콜 데이터 패킷 헤더의 일부분을 저장하는 단계;
    AAL2 미니셀(minicell) 헤더의 일부에 어드레스를 삽입함으로써 상기 탐색표에 저장된 상기 인터넷 프로토콜 데이터 패킷 헤더의 상기 일부분을 맵핑(mapping)하는 단계 - 상기 어드레스는 상기 인터넷 프로토콜 데이터 패킷 헤더의 상기 일부분이 저장된 탐색표의 상기 위치에 대응함 -;
    상기 인터넷 프로토콜 데이터 패킷 헤더의 나머지 부분을 상기 AAL2 미니셀의 페이로드부(payload portion)에 삽입하는 단계;
    상기 AAL2 미니셀을 상기 네트워크 내의 수신점으로 전송하는 단계;
    상기 AAL2 미니셀 헤더 내로 삽입된 상기 어드레스를 분석하는 단계; 및
    상기 AAL2 미니셀 헤더 내의 상기 어드레스에 기초하여 상기 탐색표에 저장된 상기 인터넷 프로토콜 데이터 패킷 헤더의 상기 일부분을 검색하는(retrieving) 단계
    를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 탐색표에 저장된 상기 인터넷 프로토콜 데이터 패킷의 상기 일부분은 세션(session) 콘텍스트(context)/접속 식별자(identifier)인 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 탐색표의 어드레스가 저장되는 상기 AAL2 미니셀 헤더의 일부분은 채널 식별 데이터 필드(field)인 방법.
  4. AAL2 접속을 통해 인터넷 프로토콜 데이터 패킷을 전송하기 위한 방법에 있어서,
    포인트 투 포인트 프로토콜(point-to-point protocol)을 사용하여 상기 인터넷 프로토콜 데이터 패킷을 캡슐화하는(encapsulating) 단계 - 상기 인터넷 프로토콜 데이터 패킷은 헤더부를 포함함 -;
    상기 인터넷 프로토콜 데이터 패킷 헤더 내의 제1 데이터 필드와 연관된 데이터가 제1 탐색표에 미리 저장되었는지를 판정하는 단계;
    상기 인터넷 프로토콜 데이터 패킷 헤더 내의 상기 제1 데이터 필드와 연관된 상기 데이터가 상기 제1 탐색표에 미리 저장되었다면, 상기 인터넷 프로토콜 데이터 패킷 헤더로부터 상기 제1 데이터 필드를 제거하고, AAL2 미니셀 헤더의 제1 데이터 필드에 어드레스를 삽입하는 단계 - 상기 어드레스는 상기 인터넷 프로토콜 데이터 패킷 헤더 내의 상기 제1 데이터 필드와 연관된 상기 데이터가 저장된 상기 제1 탐색표 내의 위치와 대응함 -;
    상기 캡슐화된 인터넷 프로토콜 데이터 패킷을 상기 AAL2 미니셀의 페이로드부 내로 삽입하는 단계;
    상기 AAL2 미니셀을 상기 네트워크 내의 수신점으로 전송하는 단계; 및
    상기 AAL2 미니셀 헤더의 상기 제1 데이터 필드에 저장된 상기 어드레스에 따라 상기 제1 탐색표로부터 상기 인터넷 프로토콜 데이터 패킷 헤더 내의 상기 제1 데이터 필드와 연관된 상기 데이터를 검색하는 단계
    를 포함하는 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 AAL2 미니셀이 분할되어야(segmented) 하는지를 판정하는 단계
    를 더 포함하는 방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 AAL2 미니셀이 분할될 필요가 없으면, 상기 인터넷 프로토콜 데이터 패킷으로부터 제2 데이터 필드를 제거하고, 상기 AAL2 미니셀 헤더의 제2 데이터 필드에 어드레스를 삽입하는 단계 - 상기 AAL2 미니셀 헤더의 상기 제2 데이터 필드에 저장된 상기 어드레스는 상기 인터넷 프로토콜 데이터 패킷 내의 상기 제2 데이터 필드와 연관된 데이터가 저장된 제2 탐색표 내의 위치와 대응함 -; 및
    상기 수신점에서는, 상기 AAL2 미니셀 헤더의 상기 제2 데이터 필드에 저장된 상기 어드레스에 따라 상기 제2 탐색표로부터 상기 인터넷 프로토콜 데이터 패킷 내의 상기 제2 데이터 필드와 연관된 상기 데이터를 검색하는 단계
    를 더 포함하는 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 인터넷 프로토콜 데이터 패킷 내의 상기 제2 데이터 필드는 포인트 투 포인트 프로토콜 식별자 데이터 필드인 방법.
  8. 제6항에 있어서, 상기 AAL2 미니셀 헤더의 상기 제2 데이터 필드는 사용자 대 사용자(user-to-user) 정보 데이터 필드인 방법.
  9. 제4항에 있어서, 상기 인터넷 프로토콜 데이터 패킷 헤더 내의 상기 제1 데이터 필드는 세션 콘텍스트/접속 식별자 데이터 필드인 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 세션 콘텍스트/접속 식별자 데이터 필드와 연관된 상기 데이터는 데이터 패킷 라우팅(routing) 정보인 방법.
  11. 네트워크 환경에서 AAL2 미니셀을 통해, 헤더부를 포함하고 포인트 투 포인트 프로토콜 캡슐화된 인터넷 프로토콜 데이터 패킷을 전송하는 방법에 있어서,
    상기 인터넷 프로토콜 데이터 패킷 헤더가 압축된 포맷인지를 판정하는 단계;
    상기 인터넷 프로토콜 데이터 패킷 헤더가 압축되었다면, 상기 AAL2 미니셀 헤더의 제1 부분에 저장된 어드레스를 이용하여, 제1 탐색표에 미리 저장된 상기 인터넷 프로토콜 데이터 패킷 헤더 내의 제1 데이터 필드와 연관된 데이터를 맵핑하는 단계;
    상기 AAL2 미니셀을 분할하여야 하는지를 판정하는 단계;
    상기 AAL2 미니셀을 분할하여야 한다면, 상기 AAL2 미니셀 헤더의 제2 부분에 저장된 어드레스를 이용하여, 제2 탐색표에 미리 저장된 상기 인터넷 프로토콜 데이터 패킷 헤더 내의 제2 데이터 필드와 연관된 데이터를 맵핑하는 단계;
    상기 AAL2 미니셀을 상기 네트워크 내의 수신점으로 전송하는 단계; 및
    상기 AAL2 미니셀 헤더의 상기 제1 부분에 저장된 상기 어드레스에 기초하여 상기 인터넷 프로토콜 데이터 패킷 헤더 내의 상기 제1 데이터 필드와 연관된 상기 데이터를 상기 제1 탐색표로부터 검색하고, 상기 AAL2 미니셀 헤더의 상기 제2 부분에 저장된 상기 어드레스에 기초하여 상기 인터넷 프로토콜 데이터 패킷 내의 상기 제2 데이터 필드와 연관된 상기 데이터를 상기 제2 탐색표로부터 검색하는 단계
    를 포함하는 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 인터넷 프로토콜 데이터 패킷은 전송 제어 프로토콜(TCP) 데이터 패킷인 방법.
  13. 제11항에 있어서, 상기 인터넷 프로토콜 데이터 패킷은 사용자 데이터 그램(UDP) 데이터 패킷인 방법.
  14. 제11항에 있어서, 상기 인터넷 프로토콜 데이터 패킷은 실시간 전송 프로토콜(RTP) 데이터 패킷인 방법.
  15. 제11항에 있어서, 상기 인터넷 프로토콜 데이터 패킷 헤더 내의 제1 필드와 연관된 상기 데이터는 데이터 패킷 라우팅 정보인 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 인터넷 프로토콜 데이터 패킷 내의 상기 제1 필드는 세션 콘텍스트/접속 식별자 데이터 필드인 방법.
  17. 제11항에 있어서, 상기 인터넷 프로토콜 데이터 패킷 내의 상기 제2 데이터 필드와 연관된 상기 데이터는 인터넷 프로토콜형 데이터인 방법.
  18. 네트워크 환경에서 AAL2 접속을 통해 헤더부를 포함하는 인터넷 프로토콜 데이터 패킷을 전송하는 방법에 있어서,
    제1 인터넷 프로토콜 데이터 패킷의 헤더부 내의 세션 콘텍스트/접속 식별자 데이터 필드와 연관된 데이터가 탐색표에 미리 저장되었는지를 판정하는 단계;
    상기 세션 콘텍스트/접속 식별자 데이터 필드와 연관된 상기 데이터가 상기 탐색표에 미리 저장되지 않았다면, 상기 인터넷 프로토콜 데이터 패킷 헤더를 제1 AAL2 미니셀의 페이로드부에 삽입하는 단계 - 상기 인터넷 프로토콜 데이터 패킷 헤더는 전체(full) 헤더임 -;
    미사용된 탐색표 어드레스를 상기 AAL2 미니셀의 상기 헤더부와 연관된 데이터 필드에 삽입하는 단계;
    상기 제1 AAL2 미니셀을 상기 네트워크 내의 전송점으로부터 수신점으로 전송하는 단계;
    상기 AAL2 미니셀 헤더와 연관된 상기 데이터 필드 내의 상기 미사용 어드레스에 따라, 상기 세션 콘텍스트/접속 식별자 데이터 필드와 연관된 상기 데이터를 상기 탐색표에 저장하는 단계;
    제2 인터넷 프로토콜 데이터 패킷의 헤더 내의 세션 콘텍스트/접속 식별자 데이터 필드와 연관된 데이터가 상기 탐색표에 미리 저장되었는지를 판정하는 단계;
    상기 제2 인터넷 프로토콜 데이터 패킷의 상기 헤더 내의 상기 세션 콘텍스트/접속 식별자 데이터 필드와 연관된 상기 데이터가 미리 저장되었다면, 제2 AAL2 미니셀의 헤더부와 연관된 데이터 필드에 어드레스를 저장하는 단계 - 상기 어드레스는 상기 세션 콘텍스트/접속 식별자 필드와 연관된 상기 데이터가 미리 저장된 상기 제1 탐색표 내의 위치와 대응함 -;
    상기 세션 콘텍스트/접속 식별자 데이터 필드를 제외하고서, 상기 제2 인터넷 프로토콜 데이터 패킷 헤더의 나머지 부분을 상기 제2 AAL2 미니셀의 페이로드부에 삽입하는 단계;
    상기 AAL2 미니셀을 상기 수신점으로 전송하는 단계; 및
    상기 제2 AAL2 미니셀 헤더의 상기 데이터 필드에 저장된 상기 어드레스에 기초하여, 상기 제2 인터넷 프로토콜 데이터 패킷의 상기 헤더 내의 상기 세션 콘텍스트/접속 식별자 데이터 필드와 연관된 상기 데이터를 검색하는 단계
    를 포함하는 방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 제1 및 제2 미니셀 헤더 내의 상기 데이터 필드는 접속 식별(CID) 데이터 필드인 방법.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 제1 인터넷 프로토콜 데이터 패킷의 상기 헤더부 내의 상기 세션 콘텍스트/접속 식별자 필드와 연관된 상기 데이터가 상기 탐색표에 미리 저장되지 않았다면, 상기 제1 AAL2 미니셀 헤더의 상기 데이터 필드에 디폴트(default) 코드를 삽입하는 단계
    를 더 포함하는 방법.
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