KR100280817B1

KR100280817B1 - 상호연결망에서점대점연결프로토콜및제어방법

Info

Publication number: KR100280817B1
Application number: KR1019970065690A
Authority: KR
Inventors: 박경; 한우종
Original assignee: 정선종; 한국전자통신연구원
Priority date: 1997-12-03
Filing date: 1997-12-03
Publication date: 2001-02-01
Also published as: KR19990047333A

Abstract

본 발명은 상호 연결망에서 점대점 연결 프로토콜 및 제어 방법에 관한 것으로, 특히 점대점 연결로 구성된 상호 연결망을 사용하는 병렬 컴퓨터에서 전용 진단 연결망이나 점대점 연결간의 부가적인 신호선 없이 노드의 분리 및 결합의 자동 인식을 지원하는 점대점 연결 프로토콜 및 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 병렬컴퓨터의 상호연결망에서는 시스템의 고가용도를 보장하기 위하여 무정지 상태에서 점대점 연결의 분리 및 결합을 지원한다. 이를 위하여 노드 또는 연결매체의 분리 여부를 감시 및 판단할 수 있도록 진단 전용 연결망을 별도로 구성하여 운영하거나, 점대점 연결간에 분리 및 결합을 표시하는 특수한 신호선을 정의하여 사용하고 있다. 하지만 상기의 경우에는 하드웨어 구성에 있어 추가적인 비용이 소요되는 단점이 있다. 본 발명은 병렬컴퓨터용 상호연결망 구성에 있어 하드웨어 구현 비용을 낮추고 진단 전용망이나 점대점 연결간의 특정 신호 사용 없이 점대점 연결의 분리 및 결합을 인식하는 프로토콜 및 그 제어 방법을 제공한다.

Description

상호 연결망에서 점대점 연결 프로토콜 및 제어 방법{Data transmission protocol and its control method point-to-point connetion in inter connetion network}

본 발명은 상호 연결망에서 점대점 연결 프로토콜 및 제어 방법에 관한 것으로, 특히 점대점 연결로 구성된 상호 연결망을 사용하는 병렬 컴퓨터에서 전용 진단 연결망이나 점대점 연결간의 부가적인 신호선 없이 노드의 분리 및 결합의 자동 인식을 지원하는 상호 연결망에서 점대점 연결 프로토콜 및 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 다수개의 노드를 상호연결망을 통하여 연결하는 병렬컴퓨터는 고성능 뿐만 아니라 고가용도를 제공해야 한다. 따라서 특정 노드나 특정 연결 매체에 오류가 발생할 경우, 시스템을 정지시키지 않고 결함 하드웨어를 교체할 수 있는 기능이 필수적으로 요구된다. 현재 점대점 연결망으로 구성된 병렬컴퓨터용 상호연결망에서 노드 및 연결매체의 결함 여부를 감시하기 위하여 전용 진단 연결망을 별도로 구성하거나, 점대점 연결간에 데이터 전송 목적 이외의 부가적인 신호를 사용하여 연결 여부를 판단한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 종래 문제점을 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래 진단 전용 연결망을 갖는 병렬 컴퓨터의 구조도로서, Cray사의 CM5는 데이터 연결망(1)이외에 따로 진단 연결망(2)을 구성하여 노드 또는 연결 매체의 결함 여부를 감시한다. 시스템의 진단 소프트웨어는 주기적으로 진단 연결망(2)을 통하여 노드 또는 연결매체의 분리 결합 상태 및 결함 여부를 감시하며, 특정 하드웨어(노드 또는 연결매체)의 결함이 검출되면, 시스템 관리자는 진단 연결망(2)을 통하여 결함 하드웨어를 분리시키는 명령을 수행한 후 결함 하드웨어를 교체한다. 그리고 다시 진단 연결망(2)을 통하여 교체 하드웨어의 결합 명령을 수행한 후 시스템을 정상 모드로 환원시키므로서 시스템을 정지시키지 않고 하드웨어 결함을 수리할 수 있다. CM5와 같이 하드웨어 감시를 위하여 진단 연결망(2)을 가질 경우에는 하드웨어 결함 감시이외에 성능 감시등 다양한 기능을 구현할 수 있지만, 하드웨어 구현 비용이 높은 단점이 있다.

도 2는 종래 데이터 연결망으로만 구성된 상호연결망의 구성도로서, 노드 또는 연결 매체의 분리 결합을 인식하기 위하여 데이터 전송에 필요한 신호선(7,8)이외에 부가적으로 전용 신호(9)를 사용하는 방식이다. 데이터 연결망(1)만을 갖는 상호연결망에서 가장 일반적으로 쓰이는 방식은 점대점 연결간에 데이터 전송신호 (7) 및 제어 신호(8)이외에 특정 신호(9)를 설정하여 이 신호의 활성화 여부에 따라 연결 여부를 판단하는 방식이다.

상기 방식은 전용 진단 연결망을 갖는 경우보다 구현 비용은 낮지만 여전히 특정 신호(9)를 할당하고 이를 위한 연결선을 제공해야 한다. 특히 상호연결망의 라우터 스위치 및 인터페이스 회로가 ASIC으로 구성될 경우, 핀 할당은 구현 비용과 직결되는 사항이다. 라우터 스위치의 경우 대부분이 복수개의 포트를 지원하는 크로스바 구조를 가지며, 10×10 구조의 입출력 분리형 스위치의 경우 20개의 추가적인 핀 할당이 요구된다.

따라서, 본 발명은 점대점 연결로 구성된 상호연결망을 사용하는 병렬컴퓨터에서 전용 진단 연결망이나 점대점 연결간의 부가적인 신호선 없이 노드의 분리 및 결합의 자동 인식을 지원하고, 낮은 하드웨어 구현비용으로 병렬 컴퓨터의 무정지 운영을 지원하여 시스템의 가용도를 향상시키는 상호 연결망에서 점대점 연결 프로토콜 및 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 다수의 점대점 연결로 구성되는 상호 연결망의 수신단 및 송신단과, 상기 수신단 및 송신단에 데이터 전송을 수행하는 상호연결망과, 상기 점대점 연결간의 데이터 전송에 사용되는 패킷 동기신호, 플릿동기신호, 데이터신호 및 패킷 흐름제어신호으로 구성된 신호선을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

도1은 진단 연결망을 갖는 병렬컴퓨터의 구조도.

도 2는 종래 데이터 연결망으로만 구성된 상호연결망의 구성도.

도 3은 본 발명에 따른 점대점 연결에서 전용 신호선 없이 분리 및 연결 자동 인식을 지원하는 전송 프로토콜을 도시한 도면.

도 4는 본 발명에 따른 전송 프로토콜의 제어를 위한 송신단의 흐름제어신호 판독기의 상태도.

도 5는 본 발명에 따른 점대점 연결에서 분리 및 연결 자동 인식을 지원하는 전송 프로토콜의 흐름제어신호 제어기 제어 흐름도.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 따른 점대점 연결에서 전용 신호선 없이 분리 및 연결 자동 인식을 지원하는 전송 프로토콜을 도시한 도면으로, 병렬컴퓨터를 위한 다수의 점대점 연결로 구성되는 상호연결망의 임의의 한 송신단(10)과 임의의 한 수신단(12)은 상호연결망(11)을 통하여 데이터 전송을 수행한다. 점대점 연결간의 데이터 전송을 위해서 사용되는 신호선은 패킷동기신호(15), 플릿동기신호(13), 데이터신호(14) 및 패킷 흐름제어 신호(16)이다.

점대점 연결을 통하여 데이터를 전송하는데 있어 송신단(10)은 동기신호(13,15) 및 데이터 신호(15)를 (13) (14) (15)와 같은 규칙을 사용하여 전송한다. 이때, 수신단(12)은 입력되는 패킷동기신호(15)를 사용하여 패킷의 시작과 마지막을 구분하고, 패킷 내에서 플릿동기신호(13)를 사용하여 클럭단위로 입력되는 패킷을 수신한다. 이때 수신단(12)은 패킷 수신중임을 표현하기 위하여 흐름제어신호(16)를 "1"로 천이 하였다가 다음 패킷을 받을 수 있는 버퍼가 준비되면 흐름제어신호를 "0"으로 천이한다. 송신단(10)은 수신단(12)으로부터 전달되는 흐름제어신호(16)가 '0'에서 '1'로의 천이와, '1'에서 '0'으로 천이를 확인 한 후에 다음 패킷을 전송한다.

상기와 같은 규칙으로 점대점 연결간에 패킷을 전송하는 데 있어서, 만일 수신단(12)의 버퍼에서 블록킹이 장시간 발생하면 흐름제어신호는 (17)과 같이 '0'에서 '1'로 천이 후에 계속 "1"로 값을 유지시켜, 수신단이 현재 패킷을 더 이상 수신할 수 없음을 표현한다. 이때 송신단은 수신단이 구동하는 흐름제어신호가 시스템이 타임아웃으로 설정한 시간이상 "1"로 유지되면서 '1'에서 '0'으로 천이를 하지 못할 경우에는 해당 점대점 연결에 오류가 발생한 것으로 간주한다.

상기와 같은 규칙으로 점대점 연결간에 패킷을 전송하는 데 있어서, 만일 수신단이 동작하지 않거나, 연결되지 않을 경우에는 흐름제어신호는 (18)과 같이 "0"으로 값을 유지하며, 송신단(10)은 수신단이 패킷을 수신하지 못함을 인지한다. 이때, 송신단(10)은 흐름제어신호가 시스템이 타임아웃으로 설정한 시간이상 "0"으로 유지되면서 '0'에서 '1'로 천이를 하지 못할 경우에는 해당 점대점 연결이 분리된 것으로 간주한다.

흐름제어신호(16, 17 및 18)를 해독하여 점대점 연결의 오류 또는 분리로 판명되면 송신단은 오류 또는 분리 모드로 인식하여 해당 포트로 전송이 요구되는 패킷을 흐름제어신호에 상관없이 계속 출력하여 상호연결망의 블록킹을 방지한다. 해당 하드웨어를 교체하면, 송신단(10)은 현재 오류 또는 분리로 인식하던 연결의 흐름제어신호가 '0'에서 '1'로 또는 '1'에서 '0'으로 천이하게 되며 이때 오류 모드에서 정상 모드로 복귀하여 정상적인 흐름제어신호(16)에 따라 패킷을 전송하게 된다.

도 4는 본 발명에 따른 전송 프로토콜의 제어를 위한 송신단의 흐름제어신호 판독기의 상태도로서, 상태기는 유휴(Idle)상태(19), 흐름제어신호가 '0'에서 '1'로 천이를 기다리는 네거티브(Negative)상태(20), 흐름제어신호가 '1'에서 '0'으로천이를 기다리는 포지티브(Positive)상태(22), 해당 연결의 분리를 표현하는 오픈(Open)상태(21), 해당 연결의 오류를 표현하는 에러(Error)상태(23), 패킷전송의 종료를 기다리는 완료(Done)상태(24) 의 6개의 상태로 구성된다.

유휴 상태(19)에서 매 클럭마다 패킷동기신호 확인하여 "0"으로 구동되어 패킷 전송이 시작되면 상태기는 네거티브상태(20)로 천이(19-2)한다.

네거티브 상태(20)에서는 매 클럭마다 흐름제어신호가 '0'에서 '1'로 천이를 기다리며 타이머를 동작시킨다. 이때 흐름제어신호가 '0'에서 '1'로 천이가 발생하면 포지티브상태(22)로 천이(20-2)하고, 그렇지 않을 경우에는 클럭마다 타이머를 증가시키면서 상태를 유지한다(20-1). 만일 타이머에 지정시간안에 '0'에서 '1'로 천이가 발생하지 않으며 오픈상태(21)로 천이한다.

포지티브상태(22)에서는 매 클럭마다 흐름제어신호가 '1'에서 '0'으로 천이를 기다리며 타이머를 동작시킨다. 이때 흐름제어신호가 '1'에서 '0'으로 천이하면 완료상태(24)로 천이(22-2)하고 그렇지 않을 경우에는 클럭마다 타이머를 증가시키면서 상태를 유지한다(22-1). 만일 타이머에 지정시간안에 '1'에서 '0'으로 천이가 발생하지 않으며 에러상태(23)로 천이한다.

오픈상태(21)에서는 매 클럭마다 흐름제어신호를 확인하여,

흐름제어신호가'0'에서 '1'로 천이하면 포지티브상태(22)로 천이(22-2)하여 정상적인 흐름제어 모드로 전환하고, 그렇지 않으면 항상 오픈상태(21)를 유지(22-1)하면서 전송되는 패킷을 배출한다.

에러상태(23)에서는 매 클럭마다 흐름제어신호를 확인하여, 흐름제어신호가 '1'에서 '0'으로 천이하면 완료상태(24)로 천이(23-2)하여 정상적인 흐름제어 모드로 전환하고, 그렇지 않으면 항상 에러상태(21)를 유지(23-1)하면서 전송되는 패킷을 배출한다.

완료상태(24)에서는 매 클럭마다 패킷동기신호를 검사하여 패킷동기 신호가 "1"로 구동되어 패킷의 마지막 플릿이거나 패킷전송이 종료됨을 확인하면 유휴상태로 천이(24-2)하고, 패킷동기신호가 "0"으로 구동되어 패킷이 전송중이면 완료상태(24)를 유지한다(24-1).

도 5는 본 발명에 따른 점대점 연결간에 있어서, 도 3과 같은 신호관계로 정의된 프로토콜과 도 4의 상태기를 사용하는 송신단 패킷흐름제어기의 제어 흐름도이다.

상술한 바와같이 본 발명은 점대점 연결로 구성된 병렬컴퓨터용 상호연결망에서 노드의 분리 및 결합을 자동 인식하기 위한 프로토콜과 그 사용법에 관한 것으로 진단 전용 연결망이나, 전송에 요구되는 신호선 이외의 별도의 신호선을 사용하지 않으므로써 하드웨어 구현 비용을 낮출 수 있다.

Claims

다수의 점대점 연결로 구성되는 상호 연결망의 점대점 연결을 구성하는 송신단과 수신단 구성에 있어서,

상기 점대점 연결은 패킷 동기신호, 플릿 동기신호, 패킷 데이터신호 및 패킷 흐름제어 신호를 사용하고,

상기 송신단은 상기 패킷 동기신호, 상기 플릿 동기신호 및 상기 패킷 데이터 신호를 사용하여 패킷을 전송하는 단계와,

상기 수신단은 상기 패킷 동기신호를 사용하여 패킷의 시작과 마지막을 구분하고, 상기 플릿 동기신호를 사용하여 패킷 내의 플릿 데이터를 수신하는 단계와,

상기 수신단은 패킷 수신중임을 표현하기 위하여 상기 흐름제어 신호를 '1'로 천이한 후 다음 패킷을 받을 수 있는 버퍼가 준비되면 흐름제어 신호를 '0'으로 천이하는 단계와,

상기 송신단은 상기 수신단으로부터 전달되는 흐름제어 신호의 '0'에서 '1'로 천이 후 '1'에서 '0'으로 천이를 확인한 후 다음 패킷을 전송하는 단계를 포함하여 이루어지고,

상기 흐름제어 신호를 패킷 흐름제어와 동시에 점대점 연결의 분리/결합 인식 신호로 사용하는 것을 특징으로 하는 상호 연결망에서 점대점 연결 프로토콜 제어 방법.
제 1항에 있어서,

상기 송신단의 상기 흐름제어 신호는

유휴 상태에서 매 클럭마다 패킷동기신호 확인하여 "0"으로 구동되어 패킷 전송이 시작되면 네거티브 상태로 천이하는 단계와,

상기 네거티브 상태에서는 매 클럭마다 흐름제어신호가 '0'에서 '1'로 천이를 기다리며 타이머를 동작시키되, 흐름제어신호가 '0'에서 '1'로 천이하면 포지티브상태로 천이하고 그렇지 않을 경우에는 클럭 마다 타이머를 증가시키면서 상태를 유지하며 만일 타이머에 지정시간 안에 '0'에서 '1'로 천이가 발생하지 않으며 오픈상태로 천이하는 단계와,

포지티브 상태에서는 매 클럭마다 흐름제어 신호가 '1'에서 '0'으로 천이를 기다리며 타이머를 동작시키되, 흐름제어 신호가 '1'에서 '0'으로 천이가 발생하면 완료상태로 천이하고 그렇지 않을 경우에는 클럭마다 타이머를 증가시키면서 상태를 유지하며 만일 타이머에 지정시간 안에 '1'에서 '0'으로 천이가 발생하지 않으면 에러상태로 천이하는 단계와,

오픈상태에서는 매 클럭마다 흐름제어 신호를 확인하여, 흐름제어 신호가 '0'에서 '1'로 천이하면 포지티브 상태로 천이하여 정상적인 흐름제어 모드로 전환하고, 그렇지 않으면 항상 오픈상태를 유지하면서 전송되는 패킷을 배출하는 단계와,

에러상태에서는 매 클럭마다 흐름제어 신호를 확인하여, 흐름제어 신호가 '1'에서 '0'로 천이하면 완료상태로 천이하여 정상적인 흐름제어 모드로 전환하고, 그렇지 않으면 항상 에러상태를 유지하면서 전송되는 패킷을 배출하는 단계와,

완료상태에서는 매 클럭마다 패킷동기신호 검사하여 패킷동기 신호가 "1"로 구동되어 패킷의 마지막 플릿이거나 패킷전송이 종료됨을 확인하면 유휴상태로 천이하고, 패킷동기신호가 "0"으로 구동되어 패킷이 전송중이면 완료상태를 유지하는 단계로 제어하는 것을 특징으로 하는 상호 연결망에서 점대점 연결 프로토콜 및 제어 방법.