ATM VS Gigabit 비교

1. ATM(Asynchronous Transfer Mode)

- ATM (Asynchronous Transfer Mode)은 데이터, 음성과 화상 트래픽을 통합할 수 있는 차세대 기술로 알려져 있으며, 전송할 정보가 있을 때만 정보 데이터를 53Byte의 일정한 크기로 분할해 프레임에 실어 전송하는 기술

- 장점

• 많은 양의 대역폭과 다양한 QoS를 보장할 수 있으며, LAN과 WAN의 이음새 없는 통합을 제공
• 헤더가 붙어 있는 53바이트 크기의 Cell은 음성과 화상처럼 시간에 민감한 트래픽 관리에 적합
• 국내 대다수 사용자 확보

- 단점

• 전송 대역폭의 비 효율성 : ATM을 LAN 백본에 사용하면 LANE로 인해 약 30% Overhead 발생
• 관리의 어려움
  • ATM 기술 자체가 복잡하기 때문에 유지보수 인력이 필요
  • 네트워크 기술(Ethernt)과 상이하여 도입, 구축 및 운영 전반에 이르는 단계에서 새로운 학습과 훈련이 필요
• ATM Forum에서 ATM Application을 데스크탑 환경으로 까지 확장하는 것을 포기

• IP Network에서 ATM 수용 시 특징
  • IP 네트워크 상에서 ATM 통신이 가능 하려면 Frame에서 Cell로 변환 하는 과정과 LANE(LAN Emulation)기법을 사용 해야 한다.
    • ATM to LAN Internetworking에 필요한 Classical ZIP, LANE 또는 MPOA는 많은 Overhead가 발생 하므로 대역폭 효율성 면에서 비 효율적이 된다.
    • connection-less (Ethernet)에서 Connection-Oriented(ATM)간의 통신에는 PVC를 맺어야 하는 절차가 필요하므로 ATM LAN 통신 시 지연 발생
  • ATM은 IP별 또는 Application 별 QoS 또는 보안 기능 제공 불가
    • ATM은 API (ATM Programming Interface)별로 QoS를 확실하게 보장을 해 줄수 있으나 API와 무관한 IP네트워크에서는 별도의 QoS를 지정해 주는 방안이 없음
    • LANE에서는 3계층 이상에서는 관여를 하지 못하므로 QoS 지정 불가
  • ATM 수용 시 비용 적인 문제 발생
    • ATM 기술의 복잡성 때문에 ATM 백본 장비의 가격이 고가

2. Gigabit Ethernet

- Gigabit Ethernet은 100Mbps Fast Ethernet보다 10배 빠른 1000Mbps의 속도를 제공하고 Ethernet.과 동일한 CSMA/CD 프로토콜, 프레임 포맷, 프레임 크기를 채택하고 있는 Ethernet 기술

- 장점

• 기존 환경을 그대로 수용
  • Gigabit Ethernet은 1000Mbps의 대역폭을 제공하며 CSMA/CD 방식을 쓰고 MAC 계층의 프레임 포맷을 사용하므로 이제까지 사용해 왔던 Operating System, Desktop 어플리케이션, 워크 그룹 관리 들을 그대로 사용 가능
• 빠른 속도
  • Gigabit Ethernet은 Fast Ethernet에 비해 10배나 빠르고 ATM의 OC-3 (155Mbps)나 OC-12 (622Mbps) 보다도 훨씬 고속이라는 장점
  • Port Trunking 기법을 사용하면 최대 8Gbps의 전송 가능
• 관리의 편리성
  • Gigabit Ethernet은 ethernet과 CSMA/CD 기술을 이어받기 때문에 MIS 담당자나 LAN 운영자 및 네트워크 사용자가 별도의 기술 재학습 없이도 운영 및 사용이 가능
  • 기존에 가장 널리 사용되는 이더넷의 Packet과 Application 및 프로토콜을 수정없이 수용 가능
• 높은 투자 대 성능
  • Gigabit Ethernet은 초기 비용만 적절히 투자하면 기존 네트워크 투자 분을 그대로 Giga속도로 연장 가능

- 단점

• 짧은 전송 거리
  • Gigabit Ethernet은 기존의 CSMA/CD 방식을 그대로 사용을 하고 있기 때문에 빠른 처리 속도에 비하여, 전송 거리가 짧다.
    • 1000 BaseLX (1300nm) - MMF : 약 550m, SMF : 약 3Km
    • 1000 BaseSX (780 ~ 850nm) - MMF : 약 250m
    • 1000 BaseT (Copper) - 표준화 진행중
  • 전송 거리가 길어지면 데이터의 손실이 많아지고 Collision 방생 빈도가 높아짐
• IP Network에서 Gigabit Ethernet 수용 시 특징
  • 100Mbps의 Fast Ethernet의 백본 네트워크는 Gigabit Ethernet을 사용 했을 시 기존 환경의 변환 없이 1000Mbps의 고속으로 바로 Upgrade 할 수 있다.
    • Gigabit Ethernet과 Fast Ethernet은 동이한 기술을 사용 하기 때문에 손쉬운 Upgrade 가능
  • Gigabit에서 4계층의 Flow Control을 할 수 있는 장비로 Upgrade하면 Application 레벨의 QoS와 보안이 가능하여 네트워크 자원을 효율적으로 관리가 가능
    • 예를 들어 기숙사 동의 트래픽 중 IPX/SPX 데이터를 차단하여 네트워크 게임 트래픽이 다른 건물에는 영향이 없도록 통제 가능
  • Gigabit Ethernet을 현재 삼성전관 Network에 적용시 WorkGroup에서는 Dedicated 10/100Mbps 로 접속 되므로 전송 프로토콜의 변화 없이 통신이 가능
    • 전송 프로토콜의 변화 과정이 없으므로 전송 대역폭의 효율성이 95%이상 사용 가능하며 변환 과정에 필요한 지연이 없다.
  • Gigabit Ethernet은 ATM에 비하여 약 2~3배 이상의 비용이 절약되므로 낮은 비용으로 ATM보다 고속의 전송 속도로 Upgrade 가능

3. ATM vs Gigabit Ethernet 비교

항목	Gigabit Ethernet	ATM	항목설명
대역폭	최대 1Gbps	최대 622Mbps	최대 전송가능한 대역폭
효율성	95%	75%	ATM 네트워크상에서는 LANE로 인해 약 30% Overhead 발생하고, 추가적인 모듈 필요
시장동향	LAN 백본 환경에 급속히 확장	- WAN 환경으로 확산 - LAN 환경에서 퇴조	현재 네트워크의 추세를 파악하여 올바른 네트워크 구축안 제시
안정화소요시간	개통후 즉시	개통후 약 6개월 소요	네트워크 적용해서 빠른시간안에 안정화 단계를 거쳐야 함
관리성	기존 Ethernet의 환경을 그대로 사용하기 때문에 관리가 편리	기존 Ethernet과는 상이한 메커니즘을 사용하기 때문에 관리가 복잡하고 어려움	- Gigabit Ethernet은 기존의 Ethernet 환경과 크게 다를바가 없으므로 운영 및 관리가 편리 - 새로운 네트워킹 기술의 ATM은 새로운 기술에 대한 이해를 위해서는 많은 시간이 필요하고 ATM 관리를 위한 전문 관리자를 양성하기가 어려움
기술 성숙도	IEEE 802.3z 표준 안 완료	표준안 완성 (95%)	- Gigabit Ethernet은 IEEE와 Gigabit Ethernet Alliance에 의해 표준화 완료 - 현재 UTP를 이용한 gigabit 전송 방식 표준화 진행 중 - ATM의 경우 Public NNI Management부분에 표준화 진행 중
Load Balancing 및 Backup	- 장비간의 멀티링크 구성이 가능 - Port Trunking 기법을 이용하여 멀티 링크 구성이 가능 - 멀티 링크 상에서 한 회선에 장애가 발생할 경우 자동으로 데이터는 사용 가능한 회선으로 전송이 됨	- 장비간의 멀티링크 구성이 가능 멀티 링크 상에서 VC을 통한 Load balancing 설정 가능 - 멀티 링크 상에서 한 회선에 장애가 발생할 경우 자동으로 데이터는 사용 가능한 회선으로 전송이 됨	장비간의 트렁크 회선 구성
멀티미디어 구현	- IETF에 의해 표준화가 완료된 QoS 보장 서비스 알고리즘에 멀티미디어 데이터 수용 - General Characterization Parameters for Integrated Service Network Elements (RFC 2215) - Network Element Service Specification Template (RFC 2216) - The Use of RSVP with IETF Integrated Services (RFC 2210) - Specification of the Controlled-Load Network Element Service (RFC 2211) - Specification of Guaranteed Quality of Service (RFC 2212)	- CBR,VBR,ABR,UBR과 같은 다양한 트래픽에 적합한 AAL(ATM Adaptation Layer)를 제공 - CBR,VBR를 통하여 멀티미디어와 같은 실시간 데이터 수용 - IP 데이터는 UBR에서만 전송 가능	- ATM Circuit Emulation은 STDM 프로토콜을 TDM 방식으로 Emulation하는 것으로 실시간 데이터를 등시성을 유지하면서 전송 하기에 적합한 방식으로 주로 WAN Switch상에서 구현하는 기술 - ATM은 IP 네트워크상의 멀티미디어 데이터 전송에는 QoS 보장 방안이 없다.
VLAN	- Broadcasting 데이터를 국소화 시키기 위한 방법 - 다양한 VLAN 구성 방법 존재 - Policy기반의 VLAN 구성 - IEEE 802.1Q 및 ISL를 이용한 VLAN트렁크 구성	- Emulated LAN으로 가상랜 구성 - ATM상에서 기존 LAN 어플리케이션을 수용하기 위한 방법	VLAN 구성은 두 기술 모두 같다. 하지마 구성하는 이유에서 좀 차이가 있으며,Ethernet은 ATM에 비해 다양한 VLAN구성이 가능한 장점이 있다.
WAN 솔루션	WAN 접속 시 라우터 경유	WAN 솔루션을 제공하나 ATM-LAN Internetworking 시에는 ATM Router 필요	- Gigabit Ethernet은 설계 당시 WAN을 고려한 솔루션이 아니고, LAN상에서 고대역폭을 요구하는 어플리케이션을 위한 솔루션 - 비교 대상 부적합
라우팅 프로토콜	OSPR, RIP, DVMRP, BGP-4, PIM-SM and DM	PNNI	- Gigabit Ethernet은 다양한 표준 Routing Protocol을 지원 - 향후 멀티케스트 데이터를 수용하기 위한 멀티케스트 라우팅 프로토콜도 지원 - PNNI는 ATM상에서 SVC 콜이 발생 하였을 때 라우팅 시켜 주기 위하여 OSPF를 기반으로 개발한 알고리즘
Multi-Layer 스위칭	Hardware 기반 Route/Switching	MPOA	- MPOA란 ATM 네트워크상에서 네트워크 계층 프로토콜의 지름길 전송을 위한 방법 - LANE는 ATM 상의 서브넷 내의 데이터를 브리징하는 효율성을 제공하지만 라우팅 할 때는 라우터를 경유 해야 하는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결한 것이 MPOA이다. - 그러나 MPOA도 초기 데이터는 라우터를 경유하고 라우터에서 라우팅 임계치가 초과 되었을 경우에만 MPOA 가 동작한다. - Gigabit Ethernet에서는 Switch에 ASIC 기반의 라우팅 모듈을 통해 Wire-Speed의 라우팅 기능을 수행

4. 최적의 백본 네트워크 구축 시 고려 사항

- 현재 사용 중인 Application 파악

• TCP/IP Application 기반의 IP 네트워크를 사용한다면 IP 또는 Application 별로 QoS (Quality of Service) 지정을 해 주어야 한다.
• 향후 IP 기반의 동 영상 데이터 전송에 대역폭을 보장해 주는 장비가 설치되어야 한다.

- 기존 환경을 그대로 수용하는 기술 적용

• 현재 End-User 접속 Network이 10Mbps Ethernet으로 연결 되어 있다면 기존 환경을 그대로 수용을 하며 고속의 대역폭을 열어 주는 것이 바람직

- 비용

• 고속의 백본 네트워크로 Upgrade를 하면서 많은 비용이 들지 않는 장비를 사용

- 향후 확장성

• 향후 확장성과 기술의 변화에 대비하여 모든 기술을 수용할 수 있고 향후 포트의 증가 시에도 장비의 추가가 없도록 설계
• ATM, Giga-Bit Ethernet등의 신기술 채택이 가능한 제품 선정.