KR20040047240A - Ａｔｍ 인터페이스를 갖는 ｉｐ 패킷 전달 장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 대국 종단이 ATM 인터페이스가 아닌 다른 장비와 연동되는 경우 연동된 정합 장치간 제어되는 트래픽의 제어 기준의 차이를 해소하여 트래픽의 속도를 제어하는 IP 패킷 전달 장치를 개시한다.

이에 따라서, ATM 인터페이스를 갖는 IP 패킷 전달 장치는 ATM 인터페이스를 가지면서 대국 종단이 ATM 인터페이스가 아닌 장치에 적용되며, 여기에서 상기 ATM 인터페이스는 패킷이 전달되면 상기 대국 종단의 인터페이스에서 허용가능한지 여부를 판단하여, 허용기준 이상이면 상기 패킷을 임시 저장한 후 전달하는 버퍼; 및 상기 버퍼에서 전달되는 패킷으로 ATM 셀을 생성하여, 상기 ATM 셀의 간격을 조정하면서 전송하는 SAR(Segmentation and Re-assembly)를 구비한다.

Description

ＡＴＭ 인터페이스를 갖는 ＩＰ 패킷 전달 장치 및 그 방법{IP packet transfer apparatus with ATM interface and method therefor}

본 발명은 ATM 인터페이스를 갖는 IP 패킷 전달 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 대국 종단이 ATM 인터페이스가 아닌 다른 장비와 연동되는 경우 연동된 정합 장치간 제어되는 트래픽의 제어 기준의 차이를 해소하여 트래픽의 속도를 제어하는 것이다.

프레임 릴레이는 패킷 스위칭 기술을 기본으로 데이터 전송 단위는 프레임이며, 디지털 네트워크 인터페이스를 지원한다. 프레임 릴레이 망에서 데이터의 전송은 CIR(Committed Information Rate)와 EIR(Excess Information Rate)에 의하여 제어된다. 그리고, 프레임의 시작과 끝은 "011111110"로 표현된 플래그를 이용하여 한계를 정하고 있다.

그리고, ATM(Asynchronous Transfer Mode)는 패킷 교환 방식의 한계를 극복하고 음성정보와 화상 정보 등 멀티미디어 정보를 실시간으로 고속 전송하는 교환 방식이며, ATM 셀 단위로 데이터가 전송된다. ATM 셀은 디지털화된 정보를 모두 48바이트의 블록으로 분할하고, 여기에 어드레스 번호 등을 나타내는 헤더를 붙인 것이며, 네트워크 중에 어드레스 번호에 따라 상대방까지 전송된다. 전송로는 여러 사용자의 단말로부터 보내온 셀을 도착순으로 다중화해서 보낸다.

상기한 ATM 및 프레임 릴레이를 연동하는 서비스에서 각각의 특성에 따라서 트래픽 속도를 제어하는 주체가 상이하다.

구체적으로, ATM 트래픽의 경우 패킷을 변환한 셀 기준으로 속도 제어를 하고, 프레임 릴레이의 경우에는 패킷을 기준으로 제어한다. 그러나 대국 인터페이스의 속도는 고려되지 않고 자신의 인터페이스 속도 기준으로만 트래픽을 전달하므로, 대국 인터페이스에서 발생되는 트래픽 손실 등에 대한 대비가 미비하다.

즉, ATM 라우터에서 ATM 트래픽 제어는 ATM 연결이 구성되어 있는 반대 종단의 인터페이스 특성에 관계없이 셀만을 기준으로 사용자 트래픽의 흐름을제어한다.

도 1을 참조하여 예를 들면, 프레임 릴레이 트래픽을 ATM 회선을 통하여 전달하는 경우, 프레임 릴레이 인터페이스(10)는 CIR, EIR 등 패킷 속도에 의해서 사용자 트래픽을 bits/sec 단위로 계산하여 제어하고, 이와 ATM 망 장비(12)로 연결된 ATM 인터페이스(14)는 패킷을 ATM 셀로 변환하면서 오버 헤드가 추가된 셀을 기준으로 트래픽을 제어한다. IP 망(16)에는 ATM 셀이 전달된다.

ATM 인터페이스(14)의 패킷을 ATM 셀로 변환하는 과정에서 발생되는 오버 헤드는 패킷의 길이에 따라 변하며, 긴 패킷을 변환하는 경우는 오버 헤드가 적기 때문에 ATM 셀 속도는 패킷 속도의 1.2 배 정도가 되지만, 짧은 패킷을 변환하는 경우는 ATM 셀 속도가 원래 패킷 속도의 2 배 가까이 된다.

그러나, ATM 연결을 설정할 때는 특정한 임의의 값으로 속도를 설정해야 한다. 그러므로, 실제 전달되는 패킷에 따른 ATM 대역 변화의 영향이 무시된다.

만약 ATM 속도를 높게 설정하면 짧은 패킷을 전달할 때는 유용하나 긴 패킷들이 유입될 때는 ATM 인터페이스에서 속도를 만족한 트래픽이 전달되고, 프레임 릴레이 인터페이스에서 패킷으로 환원되어 전달된 때에는 설정속도보다 많은 트래픽이 전달될 수 있다. 이 경우 트래픽 손실이 발생된다.

반대로, ATM 속도를 긴 패킷을 기준으로 설정하면 짧은 패킷을 주로 전송할 때 프레임 렐레이 인터페이스 설정 속도보다 훨씬 짧은 트래픽 만을 전송할 수 있어서 속도 저하가 발생된다.

따라서, 종래의 인터페이스 환경에서는 ATM 및 프레임 릴레이 연동 서비스에서 트래픽 전송 속도가 저하되며, 트래픽 전송 과정에서 패킷이 손실되는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 ATM 인터페이스에서 트래픽을 전송할 때 패킷을 ATM 셀로 만들기 전에 전송할 패킷 길이 및 속도를 기록하여, 프레임 릴레이 인터페이스에서 패킷으로 환원시 속도를 비교하여 대국 인터페이스의 속도를 만족하는 여부에 따라서 전송을 제어함에 있다.

도 1은 일반적인 IP 패킷 전달 장치에서 대국 종단이 ATM 인터페이스가 아닌 경우의 예를 나타내는 망 구성도

도 2는 본 발명에 따른 ATM 인터페이스를 갖는 IP 패킷 전달 장치의 바람직한 실시예를 나타내는 블록도

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 연결 정보

도 4는 패킷 속도 측정 및 트래픽 속도 제어를 설명하는 순서도

도 5는 IP 전달을 하지 않는 ATM 교환기의 패킷 길이 계산을 설명하는 순서도

본 발명에 따른 ATM 인터페이스를 갖는 IP 패킷 전달 장치는 ATM 인터페이스를 가지면서 대국 종단은 ATM 인터페이스가 아닌 장치에 적용되며, 여기에서 상기 ATM 인터페이스는 패킷이 전달되면 상기 대국 종단의 인터페이스에서 허용가능한지 여부를 판단하여, 허용기준 이상이면 상기 패킷을 임시 저장한 후 전달하는 버퍼; 및 상기 버퍼에서 전달되는 패킷을 ATM 셀로 변환하여, 상기 ATM 셀의 간격을 조정하여 전송하는 SAR(Segmentation and Re-assembly)를 구비한다.

상기 대국 종단의 인터페이스는 프레임릴레이 인터페이스인 경우, 상기 버퍼는 IP 패킷의 길이에 대한 검사를 수행하고 상기한 검사가 수행된 후에 패킷 속도와 패킷에 해당하는 CIR, EIR에 대한 비교를 수행하는 패킷 속도 측정 및 비교부; 및 상기 패킷 속도 측정 및 비교부(24)의 검사 및 비교 결과, 기준 패킷 속도보다 빨리 도착한 트래픽을 상기 검사 및 비교 결과에 따라 결정되는 지연시간만큼 저장하는 패킷 지연 메모리를 구비함이 바람직하다.

본 발명에 따른 IP 패킷 전달 방법은 ATM(비동기전송모드) 인터페이스를 가지면서 대국 종단은 ATM 인터페이스가 아닌 IP 패킷 전달을 수행하기 위하여, 패킷이 전달되면 상기 대국 종단의 인터페이스에서 허용가능한지 여부를 판단하여, 허용기준 이상이면 상기 패킷을 임시 저장한 후 전달하는 버퍼링 단계; 및 전달되는 상기 패킷을 ATM 셀로 변환하여, 상기 ATM 셀의 간격을 조정하여 전송하는 ATM 셀 전송 단계를 구비한다.

여기에서 상기 임시 저장은 상기 패킷의 길이와 속도를 판단한 결과에 대응하여 산출되는 지연시간만큼 이루어짐이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 IP 패킷 전달 방법은, IP 패킷을 재조립하지 않는 경우, 패킷이 전달되면 ATM 셀의 개수를 기준으로 IP 패킷의 길이를 대표하는 패킷의 평균값을 계산하는 단계; 및 상기 평균값이 허용기준 이상이면 상기 패킷을 임시 저장한 후 전달하는 단계를 구비한다.

이하, 본 발명에 따른 ATM 인터페이스를 갖는 IP 패킷 전달 장치 및 그 방법의 바람직한 실시예에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명은 ATM 인터페이스에 연결을 설정할 때 ATM 속도 파라미터인 PCR(Peak Cell Rate), SCR(Sustainable Cell Rate), MBS(Maximum Burst Size)의 입력 이외에 대국 인터페이스의 속도 기준 CIR, EIR의 속도를 입력받아 트래픽을 처리하는 것이다.

그리고, ATM 연결 설정 정보에 패킷 속도 기준과 실제 구동될 때 대국 인터페이스 속도에 맞추어 동작할 것인지를 표시하는 파라메터(플래그)를 포함시키며,플래그가 설정 상태에 따라서 본 발명에 따른 제어의 적용 여부가 결정될 수 있다.

만약, CIR, EIR이 모두 "0"으로 설정된 경우에는 패킷의 속도에 대한 제어를 하지 않으며, 단지 ATM 셀에 대한 속도 제어만 수행한다. 즉 일반적인 ATM 인터페이스에서 이루어지는 ATM 속도 제어가 적용된다.

도 2는 본 발명의 실시를 위하여 ATM 인터페이스에 적용되는 구성을 나타낸 것이다.

본 발명은 버퍼(20)와 SAR(Segmentation and Re-assembly)(22)을 구비한다. 버퍼(20)는 패킷이 SAR(22)로 전달되기 전에 입력된 패킷의 속도를 조절하는 기능을 수행하고, 이를 위하여 패킷 속도 측정 및 비교부(24)와 패킷 지연 메모리(26)를 구비한다.

패킷 속도 측정 및 비교부(24)는 IP 패킷의 길이에 대한 검사와 상기한 검사가 수행된 후에 CIR, EIR 등 패킷 속도에 대한 비교를 수행하며, 만약 패킷 속도 측정 및 비교부(24)의 판단 결과 패킷 속도가 만족되는 경우에 한해서 패킷을 바로 SAR(22)로 전달한다.

패킷 지연 메모리(26)는 패킷 속도 측정 및 비교부(24)의 검사 및 비교 결과 패킷 속도가 만족되지 않으면 패킷을 임시 저장한다. 즉, 패킷 지연 메모리(26)는 기준 패킷 속도보다 빨리 도착한 트래픽을 저장하여 대국 프레임 릴레이 인터페이스에서 요구하는 속도에 맞게 버퍼링한다. 이때 메모리 공간은 라우터 인터페이스의 공용 메모리를 사용함이 바람직하다.

SAR(22)은 버퍼(20)로부터 전송된 패킷을 ATM 셀로 변환하고, ATM 셀을 PCR,SCR, MBS 기준에 만족되도록 간격을 정렬하여 전송하는 것이다.

그리고, 상기한 버퍼(20)의 동작을 위하여 ATM 셀은 연결정보로써 도 3과 같이 ATM 포트, VPI(Virtual Path Identifier)/VCI(Virtual Channel Identifier), 클래스, PCR, SCR, MBS, CIR, EIR, 플래그(Flag)를 포함한다.

도 4를 참조하여 본 발명의 실시예의 동작을 구체적으로 설명한다.

전송할 패킷이 버퍼(20)의 패킷 속도 측정 및 비교부(24)에 수신되면(S10), 패킷 속도 측정 및 비교부(24)는 패킷 속도가 만족되는지 판단한다(S12). 패킷 속도가 만족되지 않으면 패킷 지연 메모리(26)에서 해당 패킷이 지연되고, 패킷 속도가 만족되면 해당 패킷은 SAR(22)로 전달된다(S16).

이때 패킷 지연 메모리(26)에서 지연되어야할 시간은 패킷 속도 측정 및 비교부(24)에서 검사 및 비교한 결과에 따라서 패킷마다 설정되며, 지연시간을 포함하여 패킷이 패킷 지연 메모리(26)에 저장되면, 패킷 지연 메모리(26)는 지연시간의 카운트 값을 감소시켜서 "0"에 도달되면 해당 패킷을 SAR(22)로 전달한다.

그리고, 패킷 지연 메모리(26)에 패킷이 있을 경우 새로 도착한 패킷은 SAR(22)로 전달되는 경우는 없도록 하고, 이전에 저장된 패킷이 전달된 이후에 새로 도착한 패킷이 전달되어야 한다. 이에 따라서 하나의 연결에 대한 패킷 순서가 유지될 수 있다.

SAR(22)은 전달된 패킷을 변환하여 ATM 셀을 생성하고(S18), ATM 셀 속도가 만족되는지 판단하고(S20), ATM 셀 속도가 만족되지 않는 경우에 ATM 셀을 지연시킨다(S22).

단계 S20에서 ATM 셀 속도가 만족되는 경우, 셀 간격을 조정하여 대국으로 ATM 셀을 전송한다(S24). 그리고 SAR(22)은 전송할 ATM 셀이 존재하면 단계 S20 이후 과정을 반복해서 수행한다.

라우터와 같이 반드시 IP 패킷을 만들어야 하는 경우에는 상기한 방법을 통하여 정확한 패킷 속도 CIR을 환산할 수 있다. 그러나, IP 패킷을 재조립하지 않는 중계 교환기에서는 패킷 길이 및 CIR 예측은 하나의 패킷을 구성하는 ATM 셀을 기준으로 패킷의 평균값을 환산하여 제어한다.

예를 들어 하나의 패킷을 구성하는 ATM 셀이 32셀이라면, 32셀을 만들수 있는 프레임 릴레이 패킷은 1526 바이트에서 1479 바이트 사이이므로 1501 바이트로 계산하고, 3 셀이라면 87 바이트에서 134 바이트 사이이므로 111 바이트로 계산하여 패킷의 크기를 대표해서 사용한다.

ATM 교환 장비에서 모든 IP 패킷을 재조립하여 패킷의 길이를 추출할 수 있지만, 이를 위해서는 패킷 재구성시 교환 장비에서 지연이 증가하고, CPU의 성능 및 메모리의 증가가 필요하다.

그러므로, 단지 대국 인터페이스의 속도만을 조정하기 위한 방법으로 사용하는데는 ATM 셀의 개수를 기준으로 IP 패킷의 크기를 대표하는 값으로 사용하여 속도를 제어한다.

즉, 도 5를 참조하면, 첫번째 ATM 셀을 수신하면 카운트 값을 1로 설정하고(S30), 단계 S32와 단계 S34를 반복 수행하면서 마지막 셀까지 셀의 개수를 카운트하여 패킷을 구성하는 셀의 개수를 계산한다.

그리고, 계산된 셀의 개수를 이용하여 패킷 길이를 환산(계산)한다(S36).

이렇게 계산된 패킷 길이에 의한 속도 제어는 도 4의 단계 S12, S14와 동일하게 이루어진다(S38).

따라서, 본 발명에 의하면 ATM 망에서 대국 종단이 ATM 인터페이스가 아닌 다른 장비와 연동되는 경우, 속도 변환의 기준 값을 ATM 및 프레임 릴레이 서비스 특성을 모두 고려하여 최적의 속도 제어가 가능한 효과가 있다.

또한, ATM 인터페이스에서 트래픽을 전달할 때 ATM 설정 속도만을 기준으로 트래픽을 전달하는 것이 아니라 패킷으로 환산했을 때 반대편의 인터페이스에서 감당할 수 있는 트래픽 만을 전달함으로써 속도 제어 기준 차이에 의한 트래픽의 전달 오류, 손실 및 속도 저하가 방지되는 효과가 있다.

Claims (8)

1. ATM(비동기전송모드) 인터페이스를 가지면서 대국 종단은 ATM 인터페이스가 아닌 IP 패킷 전달 장치에 있어서,

   상기 ATM 인터페이스는,

   패킷이 전달되면 상기 대국 종단의 인터페이스에서 허용가능한지 여부를 판단하여, 허용기준 이상이면 상기 패킷을 임시 저장한 후 전달하는 버퍼; 및

   상기 버퍼에서 전달되는 패킷을 ATM 셀로 변환하고, 상기 ATM 셀의 간격을 조정하여 전송하는 SAR(Segmentation and Re-assembly);

   를 구비함을 특징으로 하는 IP 패킷 전달 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 대국 종단의 인터페이스는 프레임릴레이 인터페이스임을 특징으로 하는 IP 패킷 전달 장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 버퍼는,

   상기 전달된 IP 패킷의 길이를 검사하고 상기한 패킷의 속도와 상기 패킷에 대한 CIR, EIR의 비교를 수행하는 패킷 속도 측정 및 비교부; 및

   상기 패킷 속도 측정 및 비교부(24)의 검사 및 비교 결과, 기준 패킷 속도보다 빨리 도착한 트래픽을 상기 검사 및 비교 결과에 따라 결정되는 지연시간만큼저장하는 패킷 지연 메모리를 구비함을 특징으로 하는 IP 패킷 전달 장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 패킷 지연 메모리는 라우터 인터페이스의 공용 메모리를 이용함을 특징으로 하는 IP 패킷 전달 장치.
5. 제 2 항에 있어서,

   상기 버퍼의 동작을 위하여 ATM 셀은 ATM 포트, VPI(Virtual Path Identifier)/VCI(Virtual Channel Identifier), 클래스, PCR, SCR, MBS, CIR, EIR, 플래그(Flag)를 연결정보로 포함함을 특징으로 하는 IP 패킷 전달 장치.
6. ATM(비동기전송모드) 인터페이스를 가지면서 대국 종단은 ATM 인터페이스가 아닌 IP 패킷 전달 방법에 있어서,

   패킷이 전달되면 상기 대국 종단의 인터페이스에서 허용가능한지 여부를 판단하여, 허용기준 이상이면 상기 패킷을 임시 저장한 후 전달하는 버퍼링 단계; 및

   전달되는 상기 패킷을 ATM 셀로 변환하고, 상기 ATM 셀의 간격을 조정하여 전송하는 ATM 셀 전송 단계를 구비함을 특징으로 하는 IP 패킷 전달 방법.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 임시 저장은 상기 패킷의 길이와 속도를 판단한 결과에 대응하여 산출되는 지연시간만큼 이루어짐을 특징으로 하는 IP 패킷 전달 방법.
8. IP 패킷을 재조립하지 않는 경우 ATM 인터페이스를 위한 IP 패킷 전달 방법에 있어서,

   패킷이 전달되면 ATM 셀의 개수를 기준으로 IP 패킷의 길이를 대표하는 패킷의 평균값을 계산하는 단계; 및

   상기 평균값이 허용기준 이상이면 상기 패킷을 임시 저장한 후 전달하는 단계를 구비함을 특징으로 하는 IP 패킷 전달 방법.