ATM (Asynchronous Transfer Mode)

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1 ATM (Asynchronous Transfer Mode)
발 표 자 컴퓨터공학 3년 : 정대권

2 ATM의 출현배경 종합정보통신망이 1970 년대 말에 확립
음성을 기준으로 초기에 탄생 전송속도(64k) 64Kbps이상의 동화상 혹은 고해상도의 데이터 처리 등과 같은 대용량의 영상서비스는 충족시킬 수 없음 : N-ISDN(Narrowband-ISDN)   새로운 개념이 구체화- 광대역종합정보통신서비스(B-ISDN:Broadband-ISDN)가 제안 실현방법으로 ATM(비동기식 전송모드)이 출현하였다.

3 ATM이란 무엇인가 비동기식 시분할 다중화방식에 의거한 패킷형 전달모드 정보전달의 기본단위 53바이트 높은 대역폭을 제공
패킷의 단위보다 작기 때문에 ‘셀’이라는 단위로 명명 -> B-ISDN의 표준으로채택 실제 데이터가 전송할 때 전송데이터가 발생하는 시점에서만 셀이 형성

4 ATM이란 무엇인가 원하는 데이터의 전송시점에서만 동적으로 전송되기 때문에 비동기 전송 모드 라고 함
패킷의 길이가 고정  셀 하나의 셀 : 53바이트 헤더 : 5바이트 정보영역 : 48바이트 가상회선을 사용

5 가상회선(Virtual Circuit)
연결성 모델이라고 불리기도 함 패킷 교환에서 널리 사용되는 기술 발신지 호스트와 목적지 호스트사이에 가상의 연결을 설정 가상회선에서의 주의사항 가상회서 네트워킹에서는 데이터를 보내기 전에 최소한의 한번의 왕복지연시간이 있다 헤더에 의한 패킷당 부하는 줄어듬 연결상에 교환기 또는 링크가 고장나면 연결은 끊어지고 새로운 연결이 설정되어야 함 예전의 교환기의 테이블 공간을 비우기 위해 해지되어야 함 호스트가 데이터를 보내도 된다는 것을 아는시점에서는 네트워크에 대해 많은것을 알게된다.

6 Cell (셀) 가변길이 패킷 셀 작은파일 전송 최소길이 패킷에 넣음
관계없는 패딩을 보낼 필요가 없음 큰파일 전송 최대길이 패킷으로 필요한 개수만큼 잘라서 전송 데이터에 대한 헤더의 비율을 낮추어 대역폭의 효율 증가 보내는 패킷의 총수를 최소화 총 처리부하 최소화 셀 하드웨어 교환기의 구현을 용이하게 함

7 Cell (셀) 셀의 크기 병렬화의 가능성은 교환기 설계에서 확장성을 향상 큐의 동작과 관련
선점적이지 않음 Jitter를 제어 셀의 큐는 패킷은 큐보다 짧은 경향  지연시간이 작음을 의미 셀의 크기 작으면: 데이터양에 비해 헤더정보의 양이 커짐 사용되는 링크의 대역폭의 비율이 떨어짐 크면: 완전하 셀을 만들기 위해 데이터를 패딩해야 하는데에서 생기는 대역폭의 낭비문제

8 ATM망에서의 셀 전달 기본적으로 연결형 정보전달 기술
정보전송에 앞서 착 발신간의 연결을 연결식별자(VPI/VCI)에의해 설정 전송하는 셀의 수를 변화시킴으로서 임의의 통신속도를 실현

9 셀의 구조 셀 : header(5) Payloader(48) UNI(user-network interface) :
사용자망 인터페이스 호스트와 교화기사이에서 셀 전송 NNI(network-network interface) : 망 사이 인터페이스 교환기와 교환기 사이에서 전송 header payload 5 8

10 셀의 구조 UNI 에서의 ATM 셀 형태 VPI :가상경로 식별자 VCI :가상채널 식별자 GFC :ATM정보량 사전 조정
PT :사용자와 망 제어 정보의 식별 CLP:셀 폐기 우선순위 표시 HEC :헤더 에러 제어 GFC VPI VCI PT CLP HEC 4 8 16 3 1 8

11 셀의 구조 NNI에서는 GFC필드가 사용되지 않고 처음 12비트를 VPI가 사용하는데 이것은 ATM switch에 큰 VPI값을 할당하기 위함 NNI VPI(12), VCI(16), PT(3BIT), CLP(1), HEC(8)

12 ATM 교환의 원리 53바이트 고정길이의 셀이라고하는 패킷이용
접속회선마다 헤더 내 번호를 정해둠(경로와 각 중계 구간에서 쓸 번호를 미리 정해둠-VCI라 함) 각 데이터는 가상 패스 속에 다중화 되어 있는 가상 채널을 이용하여 전송 ATM 교환기에서는 셀 헤더만을 보고 하드웨어에 의해 라우팅(어떤 순간에도 하나의 가상채널 식별자를 둘 이상의 커넥션에서 쓸수 없음) ATM 교환방식에서는 셀의 길이가 고정되어있지만 필요한 때 필요한 수 만큼 셀을 전송함으로서 자유로운대역의 통신 가능

13 ATM 프로토콜 구조 물리계층 (Phsical layer) ATM 계층(ATM layer)
ATM 적응계층 (ATM adaption layer) 상위계층(Higher Layer)

14 물리계층 Phsical layer ATM 셀을 운반하기 위한 전송 기능을 제공
물리매체 부계층(PM:Phsical Medium sublayer) 물리적인 전송로 매체상에 비트전송기능을 제공하며 메체에 적합한 신호의 파형의 생성및 수신, 비트정보의 삽입, 전송,부호화등.. 전송수렴 부계층(Transmission convergence Sublayer) 전송프레임 생성 및 삭제를 하는 기능으로 ATM 셀의payload에 맵핑을 한다.

15 ATM 계층 (ATM Layer) 물리계층과는 완전 독립이며 ATM통신을 실현하기 위한계층 셀의 다중분리
가상채널 및 경로의 선택 셀 헤더의 생성 및 삭제 기능

16 적응계층(ATM adaption layer)
SAR(Segmentation and Reassembly)기능 정보를 셀 구성에 적합하도록 일정길이로 나누거나(송신시), 재결합하고(수신시),오류가 발생한 셀의 처리등을 수행한다. QOS (Quality of Service) 기능 수행 흐름제어 기능과 사용자 신호의 복구를 위한 시간제어 기능을 함으로서 서비스품질을 높인다. AAL계층은 SAR부계층과 응용서비스종류마다 각각필요한기능을 처리해주기 위한수렴부계층CS(Convergence Sublayer)로 구성

17 적응계층 continue 사용자 정보를 분할하고 재조립하는 기능
셀 지연에서 발생한 오류를 처리하고 유실되거나 삽입된 셀들을 처리함 Source의 clock정보가 목적지에서 추출가능하도록 해줌 AAL SAR부계층 CS-PDU를 분할한 후 헤더와 트레일러를 붙여서 SAR-PDU를 만들어 전송, 그 역과정수행 AAL CS부계층 고품질의 영상, 음향신호에 대해서 비트오류를 정정시킬수 있는 기능 제공, 클럭을 복원하는 기능

18 AAL1 계층 사용자 정보를 ATM셀로 분해 및 조립 순서번호에 의해 셀의 손실과 잘못 삽입된 셀을 검출 및 폐기
셀이 손실된 경우는 SAR-PDU를 삽입하여 보상해주는 셀 처리 기능을 수행

19 AAL2 계층 실 시간성인 U-SDU(User-ServiceDataUnit)를 VBR(Variable Bit Rate:가변전송 속도)로 전달 시간정보와 함께 오류복구 및 정보서비스를 상위계층에 제공 AAL1과 같은기능인 분할 및 재조립, 셀 지연변화, 셀 손실 및 삽입관련사항을 처리

20 AAL3/4 계층 위의 3,4계층이 하나의 공통부로 통합된것으로 연결형 또는 비연결형VBR 트래픽을 제공

21 AAL5 계층 AAL 3/4 와 동일한 기능을 제공 좀더 효율적인 SAR을 수행함 주로 Data Application에 이용
고속전송에 사용

22 ATM의 장점 현재 제공중인 서비스와 앞으로 요구될 서비스의 융통성확보 동적인 대역폭할당 가능
모든 정보의 통합화된 서비스 가능 전송, 교환, 인터페이스를 셀단위로 처리함으로서 처리속도 높임 B-ISDN의 하부구조를 이루는 프로토콜로서 서로 이질적이 트래픽을 갖는 멀티미디어 데이터를 효율적으로 전송

23 Reference 고속네트워크-TCP/IP와ATM설계원리 ATM 교환
저자 : William stallings 저: 출판사 : 인터비젼 ATM 교환 저자 : 김영선, 성단근,임주환 한치문 저 출판사 : 홍릉과학출판사