정보통신기사, 정보통신학과, 통신직 등 정보통신일반 요점 정리 88. ATM 구조

88. ATM 구조

 

앞서 언급한 바와 같이 ATM은 셀을 기본단위로 사용하는 셀 교환 네트워크이다.
사용자 접근 장치는 네트워크의 종단에 위치하며,  네트워크 내에
서 사용자-네트워크 인터페이스(UNI)를 통하여 교환기에 연결되고 교환기들 상호간
에는 네트워크-네트워크 인터페이스(NNI)를 통해서 연결된다.

 

가. 가상연결
네트워크의 종단에 위치하는 사용자 접근장치 간에는 전송경로(TP, Transmission
Path), 가상경로(VP, Virtual Path)와 가상회선(VC, Virtual Circuit)을 이용하여 연결
된다. 전송경로는 종점과 교환기 사이 또는 두 교환기 간에 전선, 케이블, 위성 등을
이용한 물리적 연결을 말한다. 예를 들어 두 교환기가 두 개의 도시라고 가정하면,
전송 경로는 두 도시를 직접 연결하는 모든 고속도로의 집합에 해당한다. 전송경로
는 다시 여러 가상 경로로 나뉘게 되는데, 가상경로는 두 교환기 사이에 하나의 연결
이나 연결들의 한 집합을 제공한다. 이를 고속도로에 비유하자면 두 도시를 연결하는
하나의 차선을 의미한다.
ATM의 셀 네트워크는 가상회선을 기반으로 하기 때문에 하나의 메시지에 속하는
모든 셀들은 같은 가상회선을 따라 움직이고 이들이 목적지에 도달할 때 까지 전송된
순서는 그대로 유지된다. [그림 6-34]는 물리적인 경로인 전송경로와 가상경로 그리
고 논리적으로 두 점을 연결하는 가상회선의 개념을 도시하고 있다.

가상회선 네트워크에서는 하나의 사용자 접근장치에서 다른 종단에 위치한 사용
자 접근장치로 데이터를 전송하기 위해 가상연결을 식별하는 것이 필요하다. 이를 위
해서 ATM은 가상경로 식별자(VPI, Virtual Path Identifier)와 가상회선 식별자(VCI,
Virtual Circuit Identifier)라는 두 레벨을 갖는 계층적인 식별자를 사용한다. 먼저 VPI
는 특정한 가상경로를 정의하고 VCI는 가상경로 내의 특정한 가상회선을 정한다. 따
라서 [그림 6-36]에서 볼 수 있는 것처럼 하나의 가상경로로 묶여있는 모든 가상회선
은 동일한 VPI 값을 갖는다.

VPI의 길이는 UNI 및 NNI에서 서로 다르게 사용되는데,  UNI
에서는 8비트의 VPI가 사용되며 NNI에서는 12비트의 VPI가 사용된다. 반면 VCI의
길이는 UNI와 NNI에서 모두 16비트의 크기를 갖는다. 따라서 UNI 인터페이스에서
는 가상회선을 식별하기 위해서 24비트의 정보를 사용하고, NNI 인터페이스에서는
29비트의 정보가 사용된다. ATM은 계층적인 경로지정을 허용하기 위해서 가상회선
식별과정에 VPI와 VCI 모두를 사용하지만, 일반적인 ATM 네트워크에서 대부분의
교환기는 VPI 만을 이용하여 라우팅을 하며, 사용자 접근장치인 종단 장치와 직접
상호작용하는 네트워크 경계의 교환기들만이 VPI와 VCI 모두의 정보를 사용한다.

 

나. 셀의 구조
ATM에서의 데이터 단위인 셀은 53바이트로 구성되며 이중 5바이트가 헤더에 할
당되고 나머지 48바이트가 페이로드로 사용된다. 헤더의 대부분은 앞에서 설명한 가
상회선 식별을 위해 사용되는 VPI와 VCI 정보가 포함되어 있으며, 이 정보를 이용
하여 종점에서 교환기까지 또는 교환기에서 또 다른 교환기까지 셀을 전송할 수 있는
가상연결을 정의한다. [그림 6-38]는 53바이트의 ATM 셀의 구조를 나타낸 것이다.

다. 연결 설정과 해제
ATM에서도 연결과 해제과정에는 프레임 중계에서 사용되었던 영구가상회선(PVC)
연결과 교환가상회선(SVC)연결을 사용한다. 영구가상연결의 경우 네트워크 제공자
가 두 종점 사이의 연결을 설정하며, 이 때 셀의 헤더에 포함된 VPI와 VCI 값은 영구
연결의 값을 가지게 되고 그 값은 각 교환기의 테이블에 입력된다. 반면 교환가상회
선연결에서는 한 종점이 다른 종점과 연결을 만들고자 할 때마다 새로운 가상회선의
설정이 필요하다. ATM은 자체적으로 이 작업을 수행할 수 없기 때문에, 이를 위해서
는 IP와 같은 다른 프로토콜의 네트워크계층 주소를 필요로 한다.