KR100258243B1 - 전전자 교환기 프로세서의 절체시의 메시지 복구 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이중화된 전전자 교환기 프로세서의 이중화 절체시에 유실된 메시지를 슬라이딩 윈도우 기법을 사용하여 복구하는 전전자 교환기 프로세서의 절체시의 메시지 복구 방법에 관한 것으로서, 종래의 기술에 있어서는 절체와 동시에 데이터 유실 없이 동작하는 이중화 구조는 주프로세서(110, 120) 간의 동작에 국한되며, 프로세서간 통신 제어 프로세서(112, 122)는 주프로세서(110, 120)와 프로세서간 통신망(130) 사이에서 프로토콜을 수행하여 메시지를 임시 저장하는 기능을 수행하지만 주프로세서(110, 120)와 같이 이중화를 위해 액티브(active) 측의 내용이 스탠바이 측에 동시에 써지는 구조를 가지지 않으므로써 액티브 측 프로세서가 이상 상태가 되어 스탠바이 측으로 태스크(task) 수행을 넘겨 주어야 하는 경우 그때까지 처리중이던 모든 프로세서간 통신 메시지를 잃어버리는 현상이 발생하는 결점이 있었으나, 본 발명에서는 프로세서의 절체시 프로세서간 통신 메시지가 유실됨으로써, 발생할 수 있는 메시지의 유실에 의한 통화중 끊김, 통화 불능 등의 서비스 중단 현상을 방지함으로써, 상술한 결점을 개선시킬수 있는 것이다.

Description

전전자 교환기 프로세서의 절체시의 메시지 복구 방법

본 발명은 전전자 교환기 프로세서의 절체시의 메시지 복구 방법에 관한 것으로서, 특히, 이중화된 전전자 교환기 프로세서의 이중화 절체시에 유실된 메시지를 슬라이딩 윈도우 기법을 사용하여 복구하는 전전자 교환기 프로세서의 절체시의 메시지 복구 방법에 관한 것이다.

이 기술 분야에서 잘 알려진 바와 같이, 전전자 교환기의 프로세서는 운영 체제와 응용 프로그램이 수행되는 프로세서(110, 120)와 프로세서 간 통신 기능을 수행하는 프로세서간 통신 제어 프로세서(112, 122)와, 액티브로 설정된 프로세서와 슬라이딩 윈도우로 정보를 주고 받는 통신 대상(140)으로 구성되어 있으며, 이들 두 프로세서들은 각자의 CPU와 기억 장치를 가지고 독립적으로 프로그램을 수행하면서 상호 작용하는 구조로 되어 있다.

제 1, 제 2 프로세서(110, 112)와 제 1, 제 2 프로세서간 통신 제어 프로세서(112, 122)로 구성된 전전자 교환기의 이중화 프로세서 구조는 교환기에서는 일반적인 구조이다.

전전자 교환기 프로세서의 이중화 구조는 한 쪽이 액티브(active)로 동작하면서 태스크(task) 수행하고 다른 한 쪽은 스탠바이(stand-by) 상태에서 액티브 측의 실행 결과로써 변경되는 모든 기억 장치의 내용이 스탠바이측 기억 장치에 동시에(concurrent) 변경되도록하여 모든 기억 장치 내용을 완전 동일하게 유지하고 액티브측 프로세서가 태스크 수행이 불가능해지는 경우 그 순간 중앙 처리 장치의 레지스터 내용들을 스탠바이 측 프로세서가 전해 받아 액티브 측이 수행하던 일을 그대로 이어서 수행하는 구조를 가진다.

그러나, 종래 기술에 있어서, 전전자 교환기 프로세서의 이중화 구조는 한 쪽이 액티브로 동작하면서 태스크 수행하고 다른 한 쪽은 스탠바이 상태에서 액티브 측의 실행 결과로써 변경되는 모든 기억 장치의 내용이 스탠바이측 기억 장치에 동시에 변경되도록하여 모든 기억 장치 내용을 완전 동일하게 유지하고 액티브로 설정된 프로세서가 태스크 수행이 불가능해지는 경우 그 순간은 중앙 처리 장치의 레지스터 내용들을 스탠바이로 설정된 프로세서가 전해 받아 액티브 측이 수행하던 일을 그대로 이어서 수행한다.

이러한 이중화 구조는 각각의 프로세서(110, 120)에서 액티브/스탠바이로 동작에 국한되며, 각각의 프로세서간 통신 제어 프로세서(112, 122)는 각각의 프로세서(110, 120)와 프로세서간 통신망(130) 사이에서 프로토콜을 수행하며 메시지를 임시 저장하는 기능을 수행하지만 각각의 프로세서(110, 120)와 같이 액티브에서 스탠바이로 옮겨지는 과정에서 수행되는 이중화를 위한 액티브 측의 내용이 스탠바이 측에 동시에 써지는 구조를 가지지 않는다.

그러므로, 프로세서간 통신 제어 프로세서(112, 122)는 액티브 측 프로세서가 이상 상태가 되어 스탠바이 측으로 태스크 수행을 넘겨 주어야 하는 경우 그때까지 통신 대상(240)과 통신 중이던 프로세서간 통신 메시지를 프로세서간 통신망(130) 상에서 잃어버리는 현상이 있으므로써, 신뢰성이 생명인 교환 시스템에서 프로세서 절체시 다량의 메시지 유실에 의한 서비스 중단이 불가피한 문제가 발생하는 결점이 있었다.

본 발명은 상술한 종래 기술의 결점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 이중화된 전전자 교환기에서 증가되는 서비스의 수용과 시스템의 유지 보수를 위해 이중화된 프로세서의 자동 절체시 발생할 수 있는 프로세서간 통신 메시지의 유실을 방지함으로써, 전전자 교환기의 신뢰성을 높이는 전전자 교환기 프로세서의 절체시의 메시지 복구 방법을 제공하는 데에 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 운영 체제와 응용 프로그램이 수행되는 각각의 프로세서와, 프로세서 간 통신 기능을 수행하도록 물리적 통로를 제공하는 프로세서간 통신망과, 액티브로 설정된 프로세서와 슬라이딩 윈도우로 정보를 주고 받는 통신 대상을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전전자 교환기에 있어서, 액티브로 설정된 프로세서에서 생성되는 모든 메시지의 내용과 이 메시지가 프로토콜에 의해 처리되는 전 과정이 스탠바이 측의 프로세서에 써지는 단계와, 프로세서간 통신망에서 메시지 유실된 데이터는 슬라이딩 윈도우를 이용하여 일상적인 에러의 복구를 위한 윈도우 슬라이드 상태가 스탠바이 측에 그대로 유지되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로세서 절체시의 메시지 복구 방법을 제공한다.

도 1은 종래 기술에 따라 이중화된 주 제어부 및 프로세서 통신 제어부 간의 관계를 도시한 블록 구성도,

도 2는 본 발명에 따라 이중화된 프로세서 및 통신 제어부를 통합하여 구성한 프로세서의 블록 구성도,

도 3은 본 발명에 따라 8 개의 윈도우로 이루어진 슬라이딩 윈도우의 데이터 포멧도,

도 4는 본 발명에 따라 8 개의 윈도우로 이루어진 슬라이딩 윈도우에 대하여 절체시의 메시지 복구하는 단계를 설명한 흐름도.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

210 : 제 1 프로세서 220 : 제 2 프로세서

230 : 프로세서간 통신망 240 : 통신 대상

본 발명의 상기 및 기타 목적과 여러 가지 장점은 첨부된 도면을 참조하여 하기에 기술되는 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.

본 발명의 구성은 운영 체제와 응용 프로그램이 수행되는 각각의 제 1, 제 2 프로세서(210, 220)와, 프로세서 간 통신 기능을 수행하도록 물리적 통로를 제공하는 프로세서간 통신망(230)과, 액티브로 설정된 프로세서와 슬라이딩 윈도우로 정보를 주고 받는 통신 대상(240)으로 구성되어 있으며,이들 두 프로세서들은 각자의 중앙 처리 장치와 기억 장치를 가지고 독립적으로 프로그램을 수행하면서 상호 작용하는 구조로 구성된다.

첨부된 도 2를 참조하여 이중화된 프로세서 및 통신 제어부를 통합하여 구성한 프로세서의 블록 구성도에 대하여 상세하게 설명하면, 각각의 프로세서(210, 220)는 하나의 하드웨어 구조 내에서 운영 체제에 의해 프로세서간 프로토콜 기능이 수행되면서 그 결과 액티브 측과 통신 대상(240) 간에 데이터 송수신 중에 스탠바이 측에 테이터가 함께 업데이트된다.

즉, 액티브측에서 생성되는 모든 메시지의 내용과 이 메시지가 프로토콜에 의해 처리되는 전 과정이 스탠바이 측의 프로세서에 써지고 프로세서간 통신망(230)에서 메시지 유실된 데이터는 슬라이딩 윈도우를 이용하여 일상적인 에러의 복구를 위한 윈도우 슬라이드 상태가 스탠바이 측에 그대로 유지될 수 있다.

응용 프로그램 또는 운영 체제에서 타 프로세서로 메시지 전송하기 위한 전송 요구하면, 메시지 버퍼를 할당받아 버퍼에 해당 메시지를 전송하고 이를 전송될 프로세서 별로 할당되어 있는 메시지 큐(queue)에 써넣고, 다음 메시지의 전송 요구를 기다린다.

이렇게 쓰여진 메시지들은 일정 주기로 동작되는 프로세서간 통신 데몬(daemon)이라는 시스템 프로세스에 의해 차례대로 일괄 처리되며, 이때 액티브로 설정된 프로세서에서 스탠바이로 설정된 프로세서로부터 수신되어 수신 버퍼에 쌓여있던 메시지들도 순차적으로 처리된다. 프로세서간 통신 데몬에 의해 전송, 또는, 수신되는 모든 메시지들은 슬라이딩 윈도우라는 통신 프로토콜을 통하여 액티브로 설정된 프로세서와 통신 대상(240)간에 버스 또는 프로세서간 통신망을 통하여 슬라이딩 윈도우의 데이터가 송수신된다.

상술한 통신 대상(240)은 프로세서에서 데이터를 송수신하는 장치로써, 메모리, 기타의 프로세서등이 프로세서의 통신 대상이 될 수 있다.

슬라이딩 윈도우 프로토콜은 전송중 유실된 메시지에 대해 복구 기능을 수행하기 위해 전송하는 모든 메시지에 대한 순차적인 번호를 부여하고, 상대방으로부터 수신 여부를 확인할 때까지 버리지 않고 유지시킴으로써, 상대방으로 부터의 재전송요구가 있을 시, 재전송을 통해 유실된 메시지를 복구하는 방법이다.

상술한 프로토콜 기능을 수행하는 프로세서간 통신 데몬 프로세스는 시스템 타이머의 기본이 되는 5 ms 마다 발생되는 리얼 타임 클록(Real Time Clock, 이하 RTC라 약칭함)에 의해 주기적으로 동작되도록 하기 위해 무한 루프를 돌면서 송신 큐와 수신 큐를 검사해서 한번에 처리할 수 있는 양만큼 처리하고 대기 상태로 들어가며 5 ms RTC이 발생할 때마다 웨이크업시켜 주어 주기적으로 동작하는 것을 보장한다.

이를 위해 복수의 프로세스나 태스크를 병령로 처리하는 시스템으로 각 프로세스 간 태스크 간의 동기나 메시지 제어 끼어듬 처리를 행하기 위한 구성으로 1968년에 다이크 스트라(Dijkstra)가 제안한 처리법인 세마포(semaphore) 기법을 사용한다.

세마포 기법은 실시간 운용 체제나 리얼 타임 처리용의 응용 프로그램 등에서 사용되는 것이 많으며, 소프트웨어에 따라 프로세스의 동작 조건을 설명하고 기동하는 것으로 프로세스는 세마포에 의해 자동적으로 실행 제어된다.

일단 웨이크업(wake-up)되면 전송할 메시지가 존재하는 모든 대상 프로세서들에 대해 메시지 버퍼를 검사해서 확인하지 않고 전송 가능한 최대 메시지 개수만큼 씩 전송하고 그 메시지들을 슬라이드 윈도우 내에 유지한다.

액티브로 설정된 프로세서에서 수신된 메시지에 대해서는 메시지 번호를 확인해서 정상적인 순서로 수신된 메시지이면 해당되는 프로세서에 전달해서 처리하고 오류나 유실된 메시지에 대해서는 액티브로 설정된 프로세서로 재전송 요구를 한다.

전송측 프로세서에서는 슬라이드 윈도우를 검사해서 수신측 통신 대상(240)에서 유실된 메시지를 재전송해 줌으로써, 메시지를 복구한다.

이러한 일반적인 슬라이딩 윈도우 프로토콜은 상대방에게 보낸 메시지를 임시 버퍼에 저장하고 보낸 메시지에 대한 상태 정보를 확인이 이루어질 때까지 그대로 유지하며, 수신하는 통신 대상(240) 쪽에서는 자신이 최종 수신한 메시지와 다음 수신할 메시지에 대한 정보를 유지함으로써 유실된 메시지를 복구할 수 있다.

따라서, 이중화된 프로세서에서 슬라이딩 윈도우 프로토콜이 동작되면서 필요한 모든 자료 구조를 스탠바이 프로세서 쪽에 그대로 유지할 수만 있으면, 절체중에 발생할 수 있는 유실된 메시지를 절체 후에도 복구할 수 있으며 더욱이 슬라이딩 윈도우 프로토콜이 확인하지 않고 상대방에게 보낼 수 있는 이러한 윈도우 슬라이딩 프로토콜을 슬라이드 크기보다 작은 수의 메시지가 유실 되었을 때에는 쉽게 메시지 복구가 이루어 진다.

도 3을 참조하여 본 발명에 따라 8 개의 윈도우로 이루어진 슬라이딩 윈도우의 포맷에 대하여 설명하면, 슬라이딩 윈도우는 일반적으로 4개의 데이터를 송신/수신하여 이를 일괄적으로 처리하며, 통신 대상(240)으로부터 슬라이딩 윈도우 데이터가 수신되는 경우면,

윈도우 데이터를 수신하여 일괄 처리하고, 수신부에서는 4개씩의 데이터를 수신하고, 4개의 데이터를 수신하였으면, 다시 나머지 4개의 윈도우를 수신한다.

송신측의 액티브로 설정된 주 제어부에서 4개의 데이터로 나누어 전송하며, 4개의 데이터를 수신하였다는 신호가 수신측으로 설정된 프로세서간 통신망(230)에서 수신되면, 나머지 4개의 데이터를 전송한다.

수신중에 오류가 발생하면, 다시 오류가 발생한 부분에 대한 호를 다시 송신하고, 다시 오류가 발생한 부분을 수신하여 4개의 윈도우씩 일괄처리한다.

도 4를 참조하여 8 개의 윈도우로 이루어진 슬라이딩 윈도우에 대하여 절체시의 메시지 복구하는 단계의 일 실시예를 들어 설명하면, 제 1 프로세서(210)가 액티브로 동작하고, 제 2 프로세서(220)가 스탠바이로 동작하면서, D3 슬라이딩 윈도우 데이터는 전송하고 D4 데이터에서 오류가 발생하여 D6 데이터까지 전송하지 못한 경우의 예를 들어 설명한다.

액티브로 동작하던 제 1 프로세서(210)가 D3의 데이터를 통신 대상(240)으로부터 수신하고 절체가 발생하여 D4, D5, D6의 데이터를 프로세서간 통신망(230) 상에서 유실한다(단계 402).

스탠바이로 동작하던 제 2 프로세서(220)가 액티브로 동작하던 제 1 프로세서(210)로부터 프로세서간 통신(212)을 통하여 초기화하고, D7의 데이터를 수신하여 임시 저장함으로써, D4, D5, D6의 데이터가 유실되었음을 인지한다(단계 404).

제 2 프로세서(220)는 통신 대상(240)으로 D3의 데이터는 수신하였지만 D4의 데이터는 수신하지 못하였음을 통신 대상(240)에 알린다(단계 406).

제 2 프로세서(220)는 통신 대상(240)으로부터 D4의 데이터를 수신하고, D7 다음의 슬라이딩 윈도우 데이터인 D0 데이터를 수신하여 D0의 데이터를 제 2 프로세서(220) 내의 슬라이딩 윈도우에 임시 저장한다(단계 408).

제 2 프로세서(220)는 D5의 데이터는 수신하지 못하였음을 통신 대상(240)에 알리고, 통신 대상(240)으로부터 D5의 데이터를 수신하고, D1데이터를 수신하여 D1의 데이터를 임시 저장한다(단계 410).

제 2 프로세서(220)는 D6의 데이터는 수신하지 못하였음을 통신 대상(240)에 알리고, 통신 대상(240)으로부터 D6의 데이터를 수신하여 D6 D7 D0, D1의 슬라이딩 윈도우 데이터를 일괄 처리하고 복구가 완료되었음을 통신 대상(240)에 알린다(단계 412).

통신 대상으로부터 D2, D3, D4, D5의 슬라이딩 윈도우 데이터를 수신하여 수신한 데이터를 일괄 처리한다(단계 414).

일괄처리된 슬라이딩 윈도우 정보를 통신 대상(240)의 슬라이딩 윈도우에 D2, D3, D4, D5의 슬라이딩 윈도우 데이터를 일괄 처리하였음을 알려주면, 통신 대상(240)의 D2, D3, D4, D5의 슬라이딩 윈도우 데이터는 지워지고 이후의 슬라이딩 윈도우 정보를 저장하여 오류, 절체 등의 상황에 대비하도록 한다.

이후에는, 슬라이딩 윈도우 데이터를 송수신하는 절차에 따라 단계 412의 단계와 유사하게 4개씩의 슬라이딩 윈도우 데이터를 수신하여 일괄 처리한다.

특정 장치와 관련하여 본 발명의 원리를 전술하였는데, 이러한 기술된 바는 단지 예시에 불과하며, 첨부된 특허 청구 범위에서 기술된 바와 같은 본 발명의 기술 사상에 한정되는 것은 아니다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 프로세서의 절체시 프로세서간 통신 메시지가 유실됨으로써, 발생할 수 있는 메시지의 유실에 의한 통화중 끊김, 통화 불능 등의 서비스 중단 현상을 방지하는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 운영 체제와 응용 프로그램이 수행되는 각각의 프로세서(210, 220)와, 상기 프로세서(210, 220) 간 통신 기능을 수행하도록 물리적 통로를 제공하는 프로세서간 통신망(230)과, 액티브로 설정된 프로세서와 슬라이딩 윈도우로 정보를 주고 받는 통신 대상(240)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전전자 교환기에 있어서,

   액티브로 설정된 상기 프로세서에서 생성되는 모든 메시지의 내용과 메시지가 프로토콜에 의해 처리되는 전 과정이 스탠바이 측의 프로세서에 써지는 단계;

   상기 프로세서간 통신망(230)에서 메시지 유실된 데이터는 슬라이딩 윈도우를 이용하여 에러 복구를 위한 윈도우 슬라이드 상태가 스탠바이 측에 그대로 유지되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로세서 절체시의 메시지 복구 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 액티브로 설정된 프로세서에서 생성되는 모든 메시지의 내용과 메시지가 프로토콜에 의해 처리되는 전 과정이 스탠바이 측의 프로세서에 써지는 단계는,

   응용 프로그램 또는 운영 체제에서 타 프로세서로 메시지 전송하기 위한 전송 요구하면, 메시지 버퍼를 할당받아 버퍼에 해당 메시지를 전송하고 이를 전송될 프로세서 별로 할당되어 있는 메시지 큐(queue)에 써넣고, 다음 메시지의 전송 요구를 기다리는 단계;

   이렇게 쓰여진 메시지들은 일정 주기로 동작되는 프로세서간 통신 데몬(daemon)에 의해 차례대로 일괄 처리되는 단계;

   상기 액티브로 설정된 프로세서에서 상기 스탠바이로 설정된 프로세서로부터 수신되어 수신 버퍼에 쌓여있던 메시지들도 순차적으로 처리 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로세서 절체시의 메시지 복구 방법.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 프로세스간 통신 데몬은,

   무한 루프를 돌면서 송신 큐와 수신 큐를 검사해서 기 설정된 량을 처리하고 대기 상태로 들어가며 5 ms RTC이 발생할 때마다 웨이크업시켜 주어 주기적으로 동작하는 것을 특징으로 하는 프로세서 절체시의 메시지 복구 방법.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 슬라이딩 윈도우를 이용하여 일상적인 에러의 복구를 위한 윈도우 슬라이드 상태가 스탠바이 측에 그대로 유지되는 단계는,

   상기 액티브로 처음에 동작하던 프로세서가 다운되고, 스탠바이로 동작하던 프로세서가 액티브로 동작하는 단계;

   액티브로 동작하던 프로세서가 데이터를 수신하던 도중 데이터를 유실하는 단계;

   스탠바이에서 액티브로 전환된 프로세서는 프로세서를 초기화하고, 슬라이딩 윈도우 방법으로 데이터를 수신하여 데이터 복구하는 단계;

   데이터를 잘 수신하였음을 상기 통신 대상(240)으로 알리고 상기 통신 대상(240)의 슬라이딩 윈도우를 초기화하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 프로세서 절체시의 메시지 복구 방법. ;
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 슬라이딩 윈도우 방법으로 데이터를 수신하여 데이터 복구하는 단계는,

   유실된 이후의 데이터를 수신하여 임시 저장하고 중간에 어떤 데이터가 유실되었는지 인지하는 인지 단계;

   상기 액티브로 설정된 프로세서는 상기 통신 대상(240)으로 유실된 다음의 윈도우 데이터를 수신하지 못하였음을 상기 통신 대상(240)으로 알리고, 상기 유실된 슬라이딩 윈도우 데이터를 슬라이딩 윈도우 기법으로 수신하여 저장하는 저장 단계;

   상기 액티브로 설정된 프로세서는 상기 통신 대상(240)으로부터 유실된 슬라이딩 윈도우 다음의 데이터를 수신하는 수신 단계;

   상기 저장 단계와 상기 수신 단계를 반복하여 유실된 슬라이딩 윈도우 데이터를 복구하여 슬라이딩 윈도우 데이터 복구하였음을 송신측의 슬라이딩 윈도우에 알리는 단계를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 프로세서 절체시의 메시지 복구 방법.

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