KR980013154A

KR980013154A - 프로토콜 변환장치의 트래픽 제어방법

Info

Publication number: KR980013154A
Application number: KR1019960032020A
Authority: KR
Inventors: 이계원
Original assignee: 김광호; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1996-07-31
Filing date: 1996-07-31
Publication date: 1998-04-30
Anticipated expiration: 2016-07-31
Also published as: KR0174675B1

Abstract

가. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야

비동기 전송모드망을 통해 지리적으로 분산되어 있는 근거리통신망을 접속하는 프로토콜 변환장치의 트래픽 제어방법에 관한 것이다.

나. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제

프로토콜 변환장치에 데이터 전송 트래픽이 집중되었을 경우 발생하는 데이터 유실을 방지하기 위한 트래픽 제어방법을 제공함에 있다.

다. 그 발명의 해결방법의 요지

비연결형 서버와 접속된 비동기 전달모드망을 통해 지리적으로 분산되어 있는 근거리통신망 가입자들의 비연결형 데이터를 직접 제공하는 프로토콜 변환장치의 트래픽 제어방법에 있어서, 상기 근거리통신망으로부터 데이터 패킷 수신시 메모리 사용여부를 검사하는 단계와, 검사결과 상기 메모리 사용이 총 할당 기능 갯수를 초과하는 경우 ICMP의 소오스 쿠엔치(QUENCH) 메시지를 작성하여 발신측 근거리통신망 단말기로 전송하는 단계로 이루어짐을 특징으로 한다.

라. 발명의 중요한 용도

광대역 종합정보 통신망, ATM-LAN 간의 루팅방법에 사용될 수 있다.

Description

프로토콜 변환장치의 트래픽 제어방법

본 발명은 비동기 전송모드망(Asynchronous Transfer Mode : 이하 ATM이라 함)을 통해 지리적으로 분산되어 있는 근거리통신망(Local Area Network : 이하 LAN이라 함)을 접속하는 프로토콜 변환장치에 관한 것으로, 특히 LAN 가입자들의 비연결형 데이터를 직접 제공하는 프로토콜 변화장치의 트래픽 제어방법에 관한 것이다.

종래에는 LAN들 간에 연결된 통신단말기 즉, LAN 가입자들의 원거리 데이터 통신은 X.25인터페이스를 이용하거나 ISDN의 PRI(Primary Rate INterface)를 이용하여 원격 이격된 LAN 단말기 간의 데이터 통신을 실행하였다. 그러나 원거리 전송로로 X.25나 ISDN을 이용하는 경우에는 데이터 전송속도에 적지 않은 문제점이 있다. 즉 LAN의 최대 전송속도는 10Mbps이나 X.25 망에서의 전송가능한 최대 전송속도는 56kbps이고 ISDN인 경우에는 64kbps 이므로 LAN에 접속된 여러 가입자들이 동시에 사용하는 경우에는 통신정보를 저장 및 전송하는 복잡한 과정을 반복하여야 함으로써 전송속도가 매우 늦고 에러가 자주 발생하는 문제점이 있었다. 이를 해결하기 위해 ATM-LAN 게이트웨이의 구성을 통하여 ATM 망의 155Mbps STM1급 전송로를 이용함으로써 가입자 수 및 서비스 제한 그리고 전송속도의 문제점을 해결할 수 있었다. 한편 LAN은 CL(Connectionless)서비스이기 때문에 ATM-LAN 게이트웨이는 LAN 데이터를 받기 전에 미리 메모리나 전송 리소오스(resource)를 할당해야 한다. 만약 트래픽이 폭주하여 ATM셀(Cell)들이 유실되면 LAN 데이터 패킷을 재전송해야 하므로 많은 트래픽이 야기되며 정체를 가중시킬 수 있다. 따라서 트래픽이 폭주할 경우를 대비하여 게이트웨이의 메모리부의 용량을 늘리는 방법으로 이를 방지할 수 있지만 트래픽 최대치만을 고려하여 만든 거대 메모리의 낭비 및 전송속도의 지연을 야기시키는 문제가 있다.

따라서 본 발명의 목적은 비동기 전송모드망을 통해 지리적으로 분산되어 있는 근거리통신망을 접속하는 프로토콜 변환장치에 있어서, 데이터 전송 트래픽이 집중되었을 경우 발생할 수 있는 데이터 유실을 방지할 수 있는 트래픽 제어방법을 제공함에 있다.

도 1은 ATM-LAN 게이트웨이(Gateway)를 이용한 원거리 다지점 LAN의 통합연결 상태도.

도 2는 도 1중 ATM-LAN 게이트웨이의 블록 구성도.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 경로지정(Routing) 테이블 구성도.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 ARP 관리 테이블 구성도.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 메모리 맵도.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 ICMP메세지 구성도.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 LAN 가입자의 ATM 망으로의 직접 제공방식 접속경로를 설정하기 위한 제어흐름도.

이하 본 발명의 바람직한 일 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

우선 본 발명을 이해하는데 유용한 ATM-LAN 게이트웨이에 대해 설명하면 다음과 같다. 일반적인 ATM망은 연결형 기반을 둔 통신망으로 LAN과 같은 비연결형 데이터 서비스를 제공하기 위해서는 ATM 망의 연결형 모드를 그대로 사용하여 종단 간 경로만을 제공한다. 이를 통상 간접제공방식이라 한다. 한편 ATM 망 내에서 비연결형 서버(server)를 두어 비연결형 데이터 서비스를 직접 제공하는 것으로 ATM-LAN 게이트웨이와 비연결형 서버를 반영구적인 가상채널로 연결하는 직접제공방식이 있다. 간접제공방식인 경우 ATM 망은 단순히 경로만을 제공하는 것으로 ATM-LAN 게이트웨이 사이에는 풀 메쉬(Full Mesh) 형태로 직접 경로가 설정되어 있기 때문에 적은 수의 ATM-LAN 게이트웨이를 ATM 망에 접속할 경우 망의 효율성 측면에 크게 문제가 되지 않으나, 많은 수의 LAN들을 접속하는 경우에는 망 자원 활용도 및 확장면을 고려하여 볼 때 직접제공방식을 취하는 것이 바람직하다. 한편, ATM-LAN 게이트웨이를 이용한 직접제공방식 원거리 다지점 LAN은 통상 도 1과 같이 구축되어진다.

도 1은 ATM-LAN 게이트웨이(Gateway)를 이용한 원거리 다지점 LAN의 통합연결 상태도를 도시한 것이다. 도1을 참조하면, ATM-LAN 게이트웨이(20A, 20B, 20C)는 프로토콜이 전혀 다른 LAN(10A, 10B, 10C)과 ATM망(30) 사이에 연결되는 프로토콜 변환장치로서 도 2와 같이 구성된다.

도 2는 도 1중 ATM-LAN 게이트웨이의 블록구성도를 도시한 것으로서, 상기 ATM-LAN 게이트웨이는 LAN처리브(22)와, 제어부(24)와, ATM 처리부(26)로 구성되어 LAN-TO-ATM 프로토콜 변환 ATM-TO-LAN 프로토콜 변환, 전송데이타 속도정합 및 LAN상의 주소체계인 인터넷 프로토콜 어드레스(이하 IP 어드레스라함)와 ATM E164 어드레스 체계의 변경기능을 통한 LAN, ATM상의 경로지정(Routing)기능을 수행한다. 이러한 경우 LAN(104)상에서 네트워크에 접속되는 각각의 주소체계는 가변적인 32비트(bit)의 IP(Internet Protocol)어드레스로 구성되어 있으며, ATM 망(30)은 B-ISDN(광대역종합정보통신망) 주소체계인 E164 어드레스체계를 따른다. 따라서 소정 LAN(10A)상의 데이터 패킷을 ATM 망(30)을 통해 다른 LAN(10B, 10C) 상으로 전송하기 위해서는 LAN상의 주소체계인 IP 어드레스에 대응되는 E164 어드레스가 있어야 한다. 따라서 ATM망(30)에 있는 CL서버(Connectionless Server)(40)는 각각의 ATM-LAN 게이트웨이(20A, 20B, 20C)의 IP 어드레스에 대응되는 ATM E164 어드레스를 관리하고 있으며, ATM-LAN 게이트웨이가 목적지 IP 어드레스에 대응되는 E164 어드레스에 요구시 이에 대한 처리를 수행한다. 한편 제어부(24)는 수신한 데이터 패킷을 목적지 주소를 이용하여 어떠한 ATM-LAN 게이트웨이나 LAN 루터(ROUTER)를 통하여 패킷을 전송해야 할지를 설정하기 위해 경로지정에 필요한 정보를 저장하는 경로지정 테이블(Routing Table)을 관리한다. 이하 도 3을 참조하여 상기 경로지정 테이블을 설명하면 다음과 같다.

도 3은 경로지정 테이블 구성도를 도시한 것으로 상기 경로지정 테이블은 최종목적지 서브네트 네트워크(subnet network) IP 어드레스와, 데이터 패킷을 목적지 네트워크로 전송하기 위해 다음 어디로(즉 경우하여야 할 프로토콜 변환장치 : ATM-LAN 게이트웨이 또는 LAN 루터) 데이터 패킷을 전송해야 하는지를 나타내는 넥스트 hop IP 어드레스(Next Gateway : Next_gw)와, 목적지에 도달하기까지 거쳐야 하는 네트워크의 수를 나타내는 Hop_카운트와, 패킷이 전송될 인터페이스가 BISDN인지 LAN인지를 구별하기 위한 인터페이스로 구성되어진다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 ARP(Address Resolution Protocol) 관리 테이블 구성도를 도시한 것으로, 기존의 LAN 루터에서 사용하는 IP 어드레스에 대응되는 MAC 어드레스 변환기능이 있는 ARP 관리 테이블에 인터페이스 항목을 추가한 것이다. 이때 상기 인터페이스 항목을 둔 이유는 ARP 관리 테이블에 등록된 각각의 IP가 BISDN을 통하는지 LAN을 통과하는지를 구분하기 위함이다. 즉 LAN일 경우에는 MAC 어드레스가 대응되고, BISDN일 경우에는 W164 어드레스를 맵핑시키다. 또한 ARP 관리 테이블에 타임 스탬프(time stamp) 항목을 두어 일정시간 동안 사용하지 않은 IP를 제거하여 망 구성 및 단말 환경변동에 따른 ARP 관리 테이블과의 불일치를 방지한다.

도 5는 도 2중 제어부(24)의 메모리 맵을 도시한 것이다. 도 5를 참조하면, 제어부(24)의 메모리는 ATM 망(30) 및 LAN(10A)으로부터 각각 전송되는 패킷을 처리하기 위해 일정한 크기의 RX 메모리부와 TX 메모리부로 구성되어 있다. 만약 LAN(10A)으로부터 데이터 패킷이 ATM-LAN 게이트웨이(20A)에 전송되면 이를 LAN 처리부(22)가 수신한 후 이의 상태를 인터럽트를 사용하여 제어부(24)에 알린다. 이때 제어부(24)는 도 5의 메모리영역에 이를 할당 저장한다. 만약 트래픽이 집중되어 메모리 사용이(총 메모리 갯수 -α)이상으로 메모리부에 버퍼링되어 있으면, 제어부(24)는 도 6의 ICMP 소오스 쿠엔치 메시지(source quench message)를 작성하여 소오스 IP 어드레스 부분에 자신(ATM-LAN 게이트웨이)의 IP 어드레스를, 수신처(destination) IP 어드레스 부분에 패킷을 전송한 소오스 단말기(즉 발신측 단말기)의 IP 어드레스를 기록하여 전송한다. 이때 상기 소오스 쿠엔치 메시지는 소오스 LAN 단말기에게 LAN 패킷의 현재 전송속도를 줄여달라고 요청하는 메시지를 말한다.

한편 메모리부의 사용이 (총 메모리 갯수 -α) 이하일 경우, 제어부(24)는 ICMP 메시지 전송을 중단시키고 정상적인 ATM-LAN 루팅과정을 수행한다. 또한 제어부(24)는 LAN 데이터 패킷의 목적지 주소를 참조하여 목적지 주소의 서브네트 어드레스가 경로지정 테이블에 등록되어 있음을 확인한 후 데이터 패킷을 다음 목적지로 전송하기 위해 넥스트 hop IP 어드레스를 구한다. 경로지정 테이블을 검색하여 얻은 넥스트 hop IP 어드레스가 BISDN 인터페이스를 가지며 제어브(24)는 도 4의 ARP 관리 테이블을 통해 그에 대응되는 E164 어드레스를 얻는다. 만약 ARP 관리 테이블에 넥스트 hop IP 어드레스가 등록되어 있지 않으면, ATMARP 요구(request) 패킷을 이미 설정된 PVC(Perment Virtual Channel)를 통해 ARP 서버로 전송한다. 이때 CL서버(40)는 ATM-LAN 게이트웨이(20A)의 ATMARP 요구 패킷의 소오스 IP 어드레스와 이에 대응하는 E164 어드레스를 자신의 주소변환 테이블에 일시 저장한 후 INATMARP 패킷을 통하여 ATM-LAN 게이트웨이(20A)에 보내어 응답이 오면 등록을 연장시킨다. 또한 ATM-LAN 게이트웨이(20A)의 주소변환 요구에 이미 등록된 IP에 대응되는 E164 어드레스 정보를 ATMARP 응답(response) 패킷에 담아 전송한다. 이하 상술한 제어부(24)의 동작을 첨부한 도 7을 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도7은 본 발명의 일 실시예에 따른 LAN 가입자의 ATM 망(30)으로의 직접제공방식 접속경로를 설정하기위한 제어흐름도를 도시한 것이다. 도 7을 참조하면, 우선 제어부(24)는 60단계에서 LAN(10A)으로부터 소정 데이터 패킷이 LAN 처리부(22)로 전송되면 그에 응답하여 발생하는 인터럽트로 인해 데이터 패킷의 수신을 인지한다. 이후 62단계에서 제어부(24)는 도 5의 메모리 사용이(총 할당 가능 메모리 갯수 -α)이상인가를 검사한다. 검사 결과 트래픽 증가로 인해(총 할당 가능 메모리 갯수 -α) 이상을 사용중이면, 제어부(24)는 64단계로 진행하여 소오스 IP 어드레스 영역에 자신의 ATM-LAN 게이트웨이(20A)의 IP 어드레스를, 수신측 IP 어드레스영역에 발신한 단말의 IP 어드레스를 기록하여 ICMP 소오스 쿠엔치 메시지를 작성한후 66단계로 진행한다. 이후 66단계에서 제어부(24)는 64단계에서 작성된 ICMP 메시지를 발신측 단말기로 전송한다.

한편 62단계의 검사 결과 도 5의 메모리 사용이(총 할당 가능 메모리 갯수 -α) 이하이면, 제어부(24)는 68단계로 진행하여 도 3의 경로지정 테이블을 참조하여 수신한 데이터 패킷의 목적지 IP 서브네트 어드레스에 대응되는 넥스트 hop IP 어드레스를 구한 후 70단계로 진행한다. 70단계서 제어부(24)는 경로지정 테이블을 참조하여 넥스트 hop IP가 ATM 인터페이스를 갖는가를 검사한다. 검사 결과 상기 넥스트 hop IP가 LAN 인터페이스를 갖는다면 제어부(24)는 72단계로 진행하여 LAN을 루팅한다. 즉 제어부(24)는 72단계에서 도 4의 ARP 관리 테이블을 참조하여 넥스트 hop IP 어드레스에 대응되는 MAC 어드레스를 구한 후 74단계로 진행한다. 74단계에서 제어부(24)는 LAN 처리부(22)로 전송된 패킷을 LAN 프로토콜에 맞춰 재구성한 후 이를 전송한다. 반면 70단계의 검사 결과 상기 넥스트 hop IP가 ATM 인터페이스를 갖는다면 제어부(24)는 76단계로 진행하여 상기 ARP 관리 테이블을 참조하여 넥스트 hop IP 어드레스가 이미 테이블에 등록되어 있는가를 검사한다. 즉 제어부(24)는 ARP 관리 테이블에 상기 넥스트 hop IP에 대응하는 E164 어드레스가 있는가를 검사한다. 검사 결과 상기 넥스트 hop IP에 대응하는 E164 어드레스가 없으면 제어부(24)는 78단계로 진행하여 CL 서버(40)와 접속하여 이미 설정된 가상채널을 통해 ATMARP 요구 패킷을 전송한 후 80단계로 진행한다. 80단계에서 제어부(24)는 ATM 처리부(26)를 통해 CL 서버(40)로부터 받은 ATMARP 응답 패킷을 수신한 후 넥스트 hop IP 어드레스에 해당하는 E164 어드레스를 얻은 후 82단계로 진행한다.

한편 76단계의 검사 결과 상기 ARP관리 테이블에 텍스트 hop IP에 대응하는 E164 어드레스가 있으면 제어부(24)는 82단계로 진행한다. 82단계에서 제어부(24)는 비연결형 LAN데이타 패킷을 ATM망(30)으로 전송하기 위해 CLNAP(Connectionless Network access Protocol-protocol Data Unit) 형태로 재구성한 후 84단계로 진행한다. 84단계에서 제어부(24)는 메모리부에 저장된 CLNAP-PDU 형태의 패킷을 ATM 프로토콜에 맞도록 ATM셀로 재구성한다. 이후 86단계에서 제어부(24)는 ATM망(30)으로부터 ATM셀을 전송하기 위한 ATM 가상채널을 할당받아 이를 채널번호에 등록한 후 88단계로 진행한다. 88단계에서 제어부(24)는 ATM처리부(26)를 통해 ATM셀을 ATM망(30)으로 전송한 후 본 발명의 일 실시예에 따른 직접제공방식 접속경로 설정과정을 종료한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 ATM-LAN 게이트웨이의 트래픽 제어방법 중 ICMP 소오스 쿠엔치 메시지를 이용하여 메모리부를 효율적으로 사용함으로써 ATM-LAN 게이트웨이에 트래픽이 집중되었을 경우 생기는 ATM 셀의 유실을 방지할 수 있는 잇점이 있다.

Claims

비연결형 서버와 접속된 비동기 전달모드망을 통해 지리적으로 분산되어 있는 근거리통신망 가입자들의 비연결형 데이터를 직접 제공하는 프로토콜 변환장치의 트래픽 제어방법에 있어서, 상기 근거리통신망으로부터 데이터 패킷 수신시 메모리 사용여부를 검사하는 단계와, 검사결과 상기 메모리 사용이 총 할당 가능 갯수를 초과하는 경우 ICMP의 소오스 쿠엔치 메시지를 작성하여 발신측 근거리통신망 단말기로 전송하는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 프로토콜 변환장치의 트래픽 제어방법.
제1항에 있어서, 상기 검사결과 상기 메모리 사용이 총 할당 가능 갯수를 초과하지 않는 경우 ICMP의 소오스 쿠엔치 메시지 전송을 중지한 후 상기 비동기식 전달모드망과 근거리통신망 간의 경로를 지정하는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 프로토콜 변환장치의 트래픽 제어방법.
제2항에 있어서, 상기 ICMP 소오스 쿠엔치 메시지를 구성하는 소오스 IP 어드레스와 수신측 IP 어드레스에는 각 해당 프로토콜 변환장치의 IP 어드레스와 발신측 근거리통신망 단말기의 IP 어드레스가 기록됨을 특징으로 하는 프로토콜 변환장치의 트래픽 제어방법.
제3항에 있어서, 상기 경로지정단계는 : 경로지정 테이블을 검색하여 수신된 데이터 패킷의 목적지 IP의 서브네트 어드레스에 대응되는 넥스트 프로토콜 변환장치의 IP 어드레스를 산출하는 제1과정과, 산출된 상기 넥스트 프로토콜 변환장치의 IP 어드레스가 근거리통신망 인터페이스를 갖는 경우 ARP 관리 테이블을 검색하여 상기 넥스트 프로토콜 변환장치의 IP 어드레스에 대응되는 MAC 어드레스를 산출한 후 수신된 데이타 패킷을 근거리통신망 프로토콜에 맞추어 전송하는 제2과정과, 산출된 상기 넥스트 프로토콜 변환장치의 IP어드레스가 비동기 전송모드망 인터페이스를 갖는 경우 상기 ARP 관리 테이블을 검색하여 상기 넥스트 프로토콜 변환장치의 IP 어드레스가 등록되어 있으면 수신된 데이터 패킷을 순차적으로 CLNAP-PDU, ATM셀로 재구성하여 전송하는 제3과정과, 비동기 전송모드망 인터페이스를 갖는 상기 넥스트 프로토콜 변환장치의 IP 어드레스가 상기 ARP 관리 테이블에 등록되어 있지 않으면 기 설정된 가상채널을 통해 비연결형 서버로부터 상기 넥스트 프로토콜 변환장치의 IP 어드레스를 수신하여 수신된 데이터 패킷을 순차적으로 CLNAP-PDU, ATM셀로 재구성하여 전송하는 제4과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 프로토콜 변환장치의 트래픽 제어방법.
제4항에 있어서, 상기 경로지정 테이블은 : 최종 목적지 서브네트 어드레스를 지시하는 서브네트 IP 어드레스와, 수신된 데이터 패킷을 최종 목적지 네트워크로 전송하기 위해 경유하여야 하는 프로토콜 변환장치를 지시하는 넥스트 프로토콜 변환장치의 IP어드레스와, 상기 최종 목적지 네트워크까지 경유하여야 하는 네트워크의 수를 지시하는 카운터와, 수신된 데이터 패킷의 인터페이스를 지시하는 인터페이스로 구성됨을 특징으로 하는 프로토콜 변환장치의 트래픽 제어방법.
제5항에 있어서, 상기 ARP 관리 테이블에는 상기 넥스트 프로토콜 변환장치의 IP 어드레스를 구분하기 위해 인터페이스 항목이 추가 구성됨을 특징으로 하는 프로토콜 변환장치의 트래픽 제어방법.

※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.