KR100222405B1 - 분산된 주소 테이블에 의한 주소 변환 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 비동기 전송 방식 망의 교환 가상 연결에서 연결을 만들기 위한 목적지의 비동기 전송 방식 주소와 물리적 주소 간의 효율적인 주소 변환을 하기 위한 분산된 주소 테이블에 의한 효율적인 주소 변환 방법에 관한 것으로서,
메시지 루프로부터 주소 변환을 요청하는 메시지를 수신하는 제 1 과정과; 캐쉬 메모리내의 테이블에, 상기 제 1 과정에서 요청받은 변환할 주소가 있는지 조사하는 제 2 과정과; 근원지 네트워크 요소 식별자가 자신의 네트워크 요소 식별자와 일치하는지 조사하는 제 3 과정과; 상기 제 3 과정의 결과에 따라 교환 가상 연결 관리자, 해당 네트워크 요소 또는 인접 네트워크 요소에게 주소 변환 요청 메시지를 보내는 제 4 과정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

분산된 주소 테이블에 의한 주소 변환 방법
본 발명은 분산된 주소 테이블에 의한 효율적인 주소 변환 방법에 관한 것으로, 특히 비동기 전송 방식(Asynchronous Transfer Mode : ATM) 망의 교환 가상 연결(Switched Virtual Connection : SVC)에서 호를 설정하기 위하여 목적지의 비동기 전송 방식 주소(ATM address)와 물리적 주소(Physical address) 간의 변환을 위한 정보를 저장, 검색 할 수 있도록 한 분산된 주소 테이블에 의한 효율적인 주소 변환 방법에 관한 것이다.
비동기 전송 방식이란, 초고속의 셀 스위칭(Cell switching)과 다중화(Multiplexing) 기술을 이용한 전송 방식이다.
5 바이트의 헤더와 48바이트의 데이터로 이루어진 53 바이트의 셀을 이용하여 음성, 영상과 데이터등 여러 트래픽을 동시에 전송하는 방식으로, 고속 패킷 전송 기술을 이용하여 작은 고정 셀을 전송하기때문에 고속 전송을 가능하게 한다.
비동기 전송 방식에서는, 서로 통신을 하기 위해 양 종단 지점 사이의 가상적인 링크(Virtual link)가 필요하게 된다. 이때, 가변적인 종단을 갖는 가상 링크를 교환 가상 연결이라고 한다.
일반적으로 이 교환 가상 연결을 위해서는, 송신부가 요구하는 수신부의 비동기 전송 방식 주소를 물리적인 주소로 변환하는 과정이 필요하게 된다.
종래의 주소 변환 방식에서는, 비동기 전송 방식 주소와 물리적인 주소의 변환을 위해 별도의 주소 변환 서버(Address Translation Server : ATS)를 둔다.
도 1 은 다중 네트워크 요소에 대한 단독 주소 변환 서버(multiple NE versus single ATS)를 사용하는 종래의 방법을 보여주는 구성도로서, 호의 집중으로 인하여 주소 변환 서버에 대한 병목현상(Bottleneck)이 발생한다.
도 2 는 다중 네트워크 요소에 대한 다중 주소 변환 서버(multiple NE versus multiple ATS)를 사용하는 종래의 방법을 보여주는 구성도로서, 도 1 의 문제점을 해결하였다.
도 3 은 네트워크 요소 내에서 사용하는 종래의 주소 변환 수행 방법을 보여주는 과정도이다.
종래의 주소 변환 수행 방법은, 교환 가상 연결 관리자(Switched Virtual Connection Manager : SVCM)의 주소 변환 요청(Address translation request) 메시지의 송신 과정; 캐쉬(Cache)에 주소 존재 여부를 판별하는 과정; 교환 가상 연결 관리자에게 응답하는 과정; 주소 변환 서버에게 주소 변환 요청 메시지를 보내는 과정; 캐쉬 메모리 갱신 과정을 포함하여 이루어진다.
상기 교환 가상 연결 관리자의 주소 변환 요청 메시지 송신 과정은, 목적지의 비동기 전송 모드 주소에 해당하는 물리적인 주소를 알아내기 위하여 교환 가상 연결 관리자가 주소 변환 작업을 요청한다.
상기 캐쉬에 주소 존재 여부를 판별하는 과정은, 목적지의 비동기 전송 모드 주소에 해당하는 물리적인 주소를 알아내기 위하여 시스템 캐쉬 내의 테이블을 조사하는 과정을 수행한다.
상기 교환 가상 연결 관리자에게 응답하는 과정은, 시스템 캐쉬 내의 테이블에 해당 목적지의 비동기 전송 모드 주소에 대한 물리적 주소가 있을 경우, 교환 가상 연결 관리자에게 응답하는 과정을 수행한다.
상기 주소 변환 서버에게 주소 변환 요청 메시지를 보내는 과정은, 시스템 캐쉬 내의 테이블에 해당 목적지의 비동기 전송 모드 주소에 대한 물리적인 주소가 없을 경우, 주소 변환 서버에게 주소 변환 요청을 보내는 과정을 수행한다.
상기 캐쉬 메모리 갱신 과정은, 교환 가상 연결 관리자가 응답을 수신했을 경우, 각 네트워크 요소가 가지고 있는 캐쉬를 갱신하게 된다.
하지만, 이런 기존 방법에서는 각 주소 변환 서버들 간의 데이터 중복성(Data duplication) 및 동기화 문제가 제기되고, 이 동기화 문제를 해결하기 위하여 주소 변환 서버들 간의 부가적인 통신이 요구되어 네트워크 상에 또 다른 부하가 야기된다는 문제점이 발생한다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서,
주소의 등록 및 관리의 효율성을 위하여 별도의 장치를 사용하고, 또한 각 네트워크 요소들이 자주 사용하게 되는 주소의 테이블을 분산시킴으써 병목현상의 영향을 줄이고 주소 변환의 처리율을 높이는 것을 그 목적으로 한다.
도 1 은 종래의 다중 네트워크 요소에 대한 단독 주소 변환 서버를 사용하는 방법을 보여주는 구성도.
도 2 는 종래의 다중 네트워크 요소에 대한 다중 주소 변환 서버를 사용하는 방법을 보여주는 구성도.
도 3 은 종래의 네트워크 요소 내의 주소 변환 수행 방법을 보여주는 과정도.
도 4 는 본 발명에 따른 주소 변환 수행 방법을 보여주는 과정도.
도 5 는 본 발명에 따른 버퍼 형태의 고속 기억장치인 캐쉬를 사용한 관리 방법을 보여주는 과정도.
도 6 은 본 발명에 따른 주소 변환 작업 과정, 그리고 캐쉬 관리 작업 과정을 보이는 실제 사용 예.
도 7 은 본 발명에 따른 주소 변환 작업 과정을 나타내는 실시예.
도 8 은 본 발명에 따른 주소 변환 작업 과정을 나타내는 또 다른 실시예.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 효율적인 주소 변환 방법은,
주소의 등록 및 네트워크 요소의 요청시 필요한 주소 테이블을 네트워크의 요소들에게 전송하는 기능을 가진 별도의 장비인 주소 변환 서버를 네트워크 요소들에게 이더넷(ethernet)으로 연결하는 제 1 과정과; 주소의 등록시 초기값으로 분산시킬 네트워크 요소들의 식별자를 지정하는 제 2 과정; 네트워크 요소에서 주소 변환을 수행하는 제 3 과정 및 사용 빈도에 따라 캐쉬를 갱신하고 이 내용을 주소 등록 서버로 알려주는 제 4 과정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 목적에 따른 주소 변환 방법의 동작원리를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 4 는 본 발명에 따른 주소 변환 방법을 보이는 과정도이다.
도시된 바와 같이, 네트워크 요서 내부의 주소 변환 클라이언트는 시스템의 초기화시, 주소 변환 서버로부터 자신의 네트워크 요소의 식별자가 있는 주소 테이블을 읽어서 시스템 내의 캐쉬 메모리에 저장한다.
교환 가상 연결 관리자로 부터 주소 변환 요청이 있을 경우, 시스템 내부의 주소 변환 클라이언트는 캐쉬 내의 테이블을 조사하여 주소가 캐쉬 내의 테이블에 존재할 경우 교환 가상 연결 관리자에게 반환하게 된다.
그러나 주소가 캐쉬 내의 테이블에 존재하지 않을 경우, 자신의 네트워크 요소 식별자를 메시지에 추가하여 인접 네트워크 요소에게 주소 변환 요청을 보내고 응답이 올 때 까지 대기한다.
네트워크 요소의 식별자가 지정된 주소 변환 요청 메시지가 인접 네트워크 요소에게 왔을 경우, 인접 네트워크 요소의 주소 변환 클라이언트는 시스템 캐쉬 내의 테이블을 조사하게 된다.
만약, 이때도 주소가 캐쉬 내의 테이블에 존재하지 않을 경우, 상기에서와 동일한 방식으로 인접 네트워크 요소로 주소 변환 요청 메시지를 보내게 된다.
그러나, 주소가 시스템 캐쉬 내의 테이블에 존재할 경우, 응답 메시지를 근원지 네트워크 요소(source NE)로 보낸 뒤, 해당 주소의 주소 변환을 요청한 네트워크 요소(Source NE)에 대한 카운트를 증가시킨다.
근원지 네트워크 요소의 주소 변환 클라이언트는 다른 네트워크 요소로부터 응답 메시지가 올 경우, 교환 가상 연결 관리자에게 반환하게 된다.
각 네트워크 요소들은 상기 도 4 에 의하여 주소 변환을 수행한뒤, 가장 자주 사용하는 주소를 자신의 시스템 캐쉬 내에 새로이 저장하기 위하여 캐쉬 관리 작업을 행한다.
도 5 는 본 발명에 따른 캐쉬 관리 작업 방법을 보이는 과정도이다.
도시된 바와 같이, 캐쉬의 한계치를 검사하는 과정; 해당 주소 항목을 해당 네트워크 요소로 추가하는 과정; 해당 주소 항목을 삭제하는 과정을 포함하여 구성된다.
캐쉬의 항목별 한계치를 검사하는 과정은 각 네트워크에서 자주 사용되는 주소의 테이블을 분산하여 사용하기 위한 것으로 캐쉬 관리 작업은 캐쉬가 주기적으로 각 주소 항목의 호출 카운트(calling count)가 한계치 이상인지를 검사한다.
상기 해당 주소 항목을 해당 네트워크 요소로 추가하는 과정은,
인접 네트워크 요소로 부터 시스템 캐쉬 내의 테이블에 주소 추가 요청(address append request)을 받은 캐쉬 관리 작업은 시스템 캐쉬 내의 테이블에 추가할 공간이 남아있을 경우, 해당 항목을 추가한다.
하지만 시스템 캐쉬 내의 테이블에 더 이상 추가할 공간이 없을 경우,
자신이 아닌 네트워크 요소에 대한 카운터가 가장 높은 주소 항목을 일시적인 저장 장소(temporary buffer)에 옮기고 대체할 주소를 추가한다. 그리고 주소 변환 요청 메시지를 보낸 네트워크 요소에게 확인 메시지를 보낸 뒤, 일시적인 저장 장소에 저장한 항목을 해당 네트워크 요소로 추가 요청 메시지를 보내어 위와 동일한 과정을 반복 수행하게 된다.
새로운 항목을 시스템 캐쉬 내의 테이블에 추가한 뒤에는 주소 변환 서버에게 갱신 요청 메시지(update request)를 보내어 분산 대상 네트워크 요소의 식별자를 수정하여 다음에 참조하게 될 때 그 내용이 반영 될 수 있도록 한다.
해당 주소 항목 삭제 과정은 주소 추가 요청 메시지에 대한 확인(Acknowledge : ACK) 메시지를 받은 네트워크 요소에 의해 해당 주소 항목이 삭제되는 것이다.
도 6 은 본 발명에 따른 주소 변환 작업 과정, 그리고 캐쉬 관리 작업 과정을 보이는 실제 사용 예이다. 도 6 에서는 도시된 실제 사용 예를 위해 다음 사항을 가정한다.
첫째, 인접 노드의 리스트를 망 구성 형태에 따라 가장 효율적인 순서로 다음과 같이 2-3-1-4로 정하도록 가정한다.
둘째, 사용자 A가 사용자 D에게 호를 요청한다고 가정한다.
이러한 가정 하에서, 각 네트워크 요소는 시스템 초기화시 주소 변환 서버로 부터 자신의 식별자에 맞는 주소 정보를 읽어와 시스템 캐쉬에 저장한다.
본 발명에 따른 주소 변환 작업 과정은 다음과 같은 두가지 경우로 나눌 수 있다.
도 7 은 본 발명에 따른 주소 변환 작업 과정을 보이는 첫 번째 실시예로, 사용자 D의 주소 정보가 네트워크 요소 3에 있을 경우를 보이고 있다.
네트워크 요소 3은 주소 변환 요청 메시지를 받았을 경우,
시스템 초기화시 주소 등록 서버로 부터 읽어 시스템 캐쉬 내의 테이블에 저장한 주소 정보를 참조하기 위해 검사하게 된다. 만약 네트워크 요소 3에 존재하게 되면, 즉시 교환 가상 연결 관리자에게 주소 변환 응답을 한다.
도 8 은 본 발명에 따른 주소 변환 작업 과정을 보이는 두 번째 실시예로, 사용자 D의 주소 정보가 네트워크 요소 3이 아닌 다른 네트워크 요소에 있는 경우를 보이고 있다.(단, 이 예에서는 네트워크 요소 4에 있다고 가정한다.)
네트워크 요소 3이 주소 변환 요청을 받았을 경우,
첫 번째 경우와 같이 자신의 시스템 캐쉬 내의 테이블을 조사하고 만약 존재하지 않을 경우, 근원지 네트워크 요소의 식별자인 "3"을 추가하여 인접 네트워크 요소인 네트워크 요소 1에게 주소 변환 요청 메시지를 보내게 된다.
인접 네트워크 요소 1의 주소 변환 작업이 받은 요청 메시지는 네트워크 요소 3에서 왔으며, 자신의 시스템 캐쉬 내의 테이블에 해당 주소가 존재하지 않으므로 인접 네트워크 요소인 네트워크 요소 4에게 주소 변환 요청 메시지를 보낸다.
네트워크 요소 4의 주소 변환 클라이언트는 자신의 시스템 캐쉬 내의 테이블에서 해당 주소의 정보를 찾을 수 있으므로 근원지 네트워크 요소인 네트워크 요소 3의 교환 가상 연결 관리자에게 응답 메시지를 보내고 네트워크 요소 1의 주소에 대한 요청 카운터(request counter)를 증가시킨다.
도 8 의 경우, 본 발명에 따른 캐쉬 관리 작업은 다음과 같다.
네트워크 요소 4의 캐쉬 관리 작업은 네트워크 요소 1로 부터 주소 D에 대한 요청 카운터가 한계치 이상이 되면, 네트워크 요소 1의 캐쉬 관리자 작업에게 주소 D의 항목을 추가하도록 추가 요청 메시지를 보낸다.
네트워크 요소 1의 캐쉬 관리 작업은 추가 요청 메시지에 대한 확인 메시지를 보낸 뒤 주소 변환 서버에게 자신의 네트워크 요소 식별자를 보내어 데이터베이스를 갱신한다.
위 과정에 의해서 일정 시간이 지난 후, 각 네트워크 요소가 유지하고 있는 시스템 캐쉬 내의 테이블에는 가장 빈번히 사용되는 주소를 유지하게 된다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 주소 변환 방법은, 시스템 캐쉬 내의 주소 테이블 사용 빈도에 따라, 각 네트워크 요소에게 분산시킴으로써 비동기 전송 모드 주소와 물리적인 주소 간의 변환 효율을 증대시킨다는 효과를 가진다.
본 발명으로 구현된 장치를 사용하면, 시스템 캐쉬 내의 테이블을 갱신하고 그 갱신한 항목을 이전에 포함하고 있던 네트워크 요소가 자신의 시스템 캐쉬 내의 테이블에서 삭제하기 때문에, 기존의 방법에 존재하던 데이터의 중복성 문제를 해결하는 이점이 있다.
또한, 데이터가 각 네트워크 요소에게로 분산되어 있기 때문에, 종래에 사용하던 주소 변환 방법에서 발생하던 병목현상의 문제점을 해결할 수 있는 장점이 있다.

Claims (11)

  1. 메시지 루프로부터 주소 변환을 요청하는 메시지를 수신하는 제 1 과정과;
    캐쉬 메모리내의 테이블에, 상기 제 1 과정에서 요청받은 변환할 주소가 있는지 조사하는 제 2 과정과;
    근원지 네트워크 요소 식별자가 자신의 네트워크 요소 식별자와 일치하는지 조사하는 제 3 과정과;
    상기 제 3 과정의 결과에 따라 교환 가상 연결 관리자, 해당 네트워크 요소 또는 인접 네트워크 요소에게 주소 변환 요청 메시지를 보내는 제 4 과정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 분산된 주소 테이블에 의한 주소 변환 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    제 2 과정에서 캐쉬 메모리내의 테이블에 상기 변환할 주소가 있고, 제 3 과정의 결과 상기 두 식별자가 일치하면 교환 가상 연결 관리자에게 주소 변환 요청 메시지를 반환하는 것을 특징으로 하는, 분산된 주소 테이블에 의한 주소 변환 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    제 2 과정에서 캐쉬 메모리내의 테이블에 상기 변환할 주소가 있고, 제 3 과정의 결과 상기 두 식별자가 일치하지 않으면, 해당 네트워크 요소에게 주소 변환 요청 메시지를 보내는 것을 특징으로 하는, 분산된 주소 테이블에 의한 주소 변환 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    제 2 과정에서 캐쉬 메모리의 테이블에 상기 변환할 주소가 없고, 상기 제 3 과정의 결과 상기 두 식별자가 일치하면, 인접 네트워크 요소에게 주소 변환 요청 메시지를 보내는 것을 특징으로 하는, 분산된 주소 테이블에 의한 변환 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    제 2 과정에서 캐쉬 메모리내의 테이블에 상기 변환할 주소가 없고, 제 3 과정의 결과 상기 두 식별자가 일치하지 않으면, 자신의 네트워크 요소의 식별자를 메시지에 추가해서 인접 네트워크 요소에게 주소 변환 메시지를 보내는 것을 특징으로 하는, 분산된 주소 테이블에 의한 주소 변환 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    주소 변환 서버에 존재하는 주소 테이블을 망내의 각 네트워크 요소로 분산시키는 것을 특징으로 하는, 분산된 주소 테이블에 의한 주소 변환 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 테이블의 분산을 위해 망내의 각 네트워크 요소들의 식별자를 지정하는 것을 특징으로 하는, 분산된 주소 테이블에 의한 주소 변환 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 분산된 주소 테이블을 사용 빈도에 따라 갱신하는 것을 특징으로 하는, 분산된 주소 테이블에 의한 주소 변환 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 갱신 결과를 주소 변환 서버에 알려주는 것을 특징으로 하는, 분산된 주소 테이블에 의한 주소 변환 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    망내 각 네트워크 요소와 주소 변환 서버를 상호 연결시켜, 주소 변환 서버를 통해 망내 각 네트워크 요소에게 필요한 주소 테이블을 전송하는 것을 특징으로 하는, 분산된 주소 테이블에 의한 주소 변환 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 망내 각 네트워크 요소와 주소 변환 서버가 이더넷으로 연결되는 것을 특징으로 하는, 분산된 주소 테이블에 의한 주소 변환 방법.
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