비동기 전송 방식

비동기 전송 방식(영어: asynchronous transfer mode, ATM, 문화어: 비동기전송방식교환체계)은 자료를 일정한 크기로 정하여 순서대로 전송하는 자료의 전송 방식이다.

개요

비동기 전송 방식은 셀이라 부르는 고정 길이 패킷을 이용하여 처리가 단순하고 고속망에 적합하다. 또한 연속적으로 셀을 보낼 때 다중화를 하지 않고 셀단위로 동기가 이루어지지만 경우에 따라 동기식 시간 분할 다중화를 사용하기도 한다. 실시간 서비스와 비실시간 서비스를 제공할 수 있으며 음성과 같이 고정 비트레이트 (CBR)의 처리와 압축 비디오 신호와 같이 가변 비트레이트 (VBR)의 처리가 모두 가능하다. 셀 중계 프로토콜로 B-ISDN과 결합하여 전 세계 네트워크의 고속 상호연결을 가능하게 해 현재 뿐 아니라 미래의 서비스까지도 제공할 수 있을 것으로 예상된다.

특징

비동기 전송 방식은 가상 채널 (Virtual Channel) 혹은 가상 패킷 (Virtual Packet) 기반의 연결 지향 서비스로 셀이라 부르는 고정 길이(53바이트) 패킷을 사용하며 통계적 다중화 방식을 이용한다. CAC에 기반한 양 끝단(end to end)간 오류와 흐름을 제어하므로 어떤 종류의 서비스라도 제공할 수 있고, 망의 고속화가 가능하며, 망의 오버헤드를 줄일 수 있다.^[1]

프로토콜 구조

비동기 전송 방식의 프로토콜은 3개의 평면과 4개의 레이어로 구성된다.^[2]

단계

관리 단계 (Management Plane) - 망 관리를 담당
- 단계 관리 (Plane Management)
- 계층 관리 (Layer Management)
제어 단계 (Control Plane) - 제어 정보를 전송
사용자 단계 (User Plane) - 사용자 정보를 전송

계층

제어 상위 계층 (Control Higher Layer) - 애플리케이션을 담당
사용자 정보 상위 계층 (User Information Higher Layer)
ATM 변환 계층 (ATM Adaptation Layer, AAL) - 패이로드(Payload)를 만들기 위해 48 바이트 이내로 데이터를 잘라내는 역할.
ATM 계층 (ATM Layer) - 프레임(Frame)을 만들어 냄, 헤더를 정의
물리 계층 (Physical Layer) - 전송에 적합한 신호 혹은 비트로 변환

셀의 구조

비동기 전송 방식의 셀은 총 53 바이트이며 5 바이트의 헤더와 48 바이트의 패이로드로 구성된다. 비동기 전송방식에서는 UNI(User-Network Interface)와 NNI(Network-Network Interface) 두 가지 셀 포맷이 존재한다. 대부분의 비동기 전송 방식에서는 UNI 셀 포맷을 사용한다.

UNI 비동기 전송 방식 셀의 데이터그램

7	4	3	0
GFC		VPI
VPI		VCI
VCI
VCI		PT	CLP
HEC
패이로드와 선택적 패딩 (48 bytes)

NNI 비동기 전송 방식 셀의 데이터그램

7	4	3	0
VPI
VPI		VCI
VCI
VCI		PT	CLP
HEC
패이로드와 선택적 패딩 (48 bytes)

GFC = 일반 흐름 제어(Generic Flow Control) (4 bits) (초기값: 4-zero bits)

VPI = 가상 경로 식별자(Virtual Path Identifier) (8 bits UNI) or (12 bits NNI)

VCI = 가상 채널 식별자(Virtual Channel identifier) (16 bits)

PT = 패이로드 형식(Payload Type) (3 bits)

CLP = 셀 손실 순위(Cell Loss Priority) (1-bit)

HEC = 헤더 오류 제어(Header Error Control) (8-bit CRC, 다항식 = X⁸ + X² + X + 1)

서비스

실시간 서비스

실시간 서비스는 제한된 시간 내에 처리하는 것을 의미하는 것으로 음성과 같은 CBR 서비스와 순간적인 압축률이 달라 발생되는 비트레이트가 다른 압축 비디오와 같이 rt-VBR (Real-time variable bit rate) 서비스를 제공한다.

비실시간 서비스

비실시간 서비스로는 망에서 영화와 같은 파일을 다운로드 받아 보는 경우와 같은 nrt-VBR (Non-real-time variable bit rate), 망이 전송 가능하면 전송하고 서비스를 제공할 수 있는 만큼만 받아 최소한을 보장하는 ABR (Available bit rate), 서비스를 할 수 있을 만큼만 받아주고 하한 조건이 없지만 망이 바쁠 경우 언제 서비스를 제공할 수 있을지 알 수 없는 UBR (Unspecified bit rate), 프레임 레이트를 보장해 주는 GFR (Guaranteed frame rate) 서비스를 제공한다.^[3]

각주

↑ Stallings, William (2004). 《Data and Computer Communications 7th Edition》 (영어). PEARSON Prentice Hall. p.338쪽. ISBN 0-13-183311-1. CS1 관리 - 추가 문구 (링크)^{[쪽 번호 필요]}
↑ Stallings, William (2004). 《Data and Computer Communications 7th Edition》 (영어). PEARSON Prentice Hall. p.339쪽. ISBN 0-13-183311-1. CS1 관리 - 추가 문구 (링크)^{[쪽 번호 필요]}
↑ Stallings, William (2004). 《Data and Computer Communications 7th Edition》 (영어). PEARSON Prentice Hall. p.353 ~ p.357쪽. ISBN 0-13-183311-1. CS1 관리 - 추가 문구 (링크)^{[쪽 번호 필요]}

[1] Stallings, William (2004). 《Data and Computer Communications 7th Edition》 (영어). PEARSON Prentice Hall. p.338쪽. ISBN 0-13-183311-1. CS1 관리 - 추가 문구 (링크)^{[쪽 번호 필요]}

[2] Stallings, William (2004). 《Data and Computer Communications 7th Edition》 (영어). PEARSON Prentice Hall. p.339쪽. ISBN 0-13-183311-1. CS1 관리 - 추가 문구 (링크)^{[쪽 번호 필요]}

[3] Stallings, William (2004). 《Data and Computer Communications 7th Edition》 (영어). PEARSON Prentice Hall. p.353 ~ p.357쪽. ISBN 0-13-183311-1. CS1 관리 - 추가 문구 (링크)^{[쪽 번호 필요]}

[1]

[2]

[3]