KR100301114B1 - 계층 크로스바 상호연결망에서 멀티캐스트 전송을 위한 패킷의구조 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 계층 크로스바 상호연결망에서 멀티캐스트 전송을 위한 패킷의 구조 및 그 방법에 관한 것이다.

본 발명은 기존 패킷 형태를 유지하면서 사용하지 않는 태그 필드에 멀티캐스트 전송을 정의하고, 멀티캐스트 지원 플릿(flit)을 추가하여 다중 태그의 점대점 전송 방식과 복합적으로 사용할 수 있도록 한다.

본 발명에 의하면 계층 크로스바 상호연결망에서 다수의 점대점 전송으로 수행하였던 트랜잭션을 하나의 멀티캐스트 전송으로 수행하므로써 전체 전송 지연시간을 단축하고, 상호연결망을 효율적으로 이용하므로써 시스템의 성능을 향상시킬 수 있다.

Description

계층 크로스바 상호연결망에서 멀티캐스트 전송을 위한 패킷의 구조 및 그 방법

본 발명은 전송 지연시간이 짧고 빠른 전송을 요구하는 SAN(System Area Network) 분야에서 계층 크로스바 상호연결망에 적합한 멀티캐스트 전송 방법에 관한 것으로, 특히 하나의 멀티캐스트 전송으로 트랜잭션을 수행하므로써 전체 전송 지연시간을 단축하고, 상호연결망을 효율적으로 이용하므로써 시스템의 성능을 향상시킬 수 있는 계층 크로스바 상호연결망에서 멀티캐스트 전송을 위한 패킷의 구조 및 그 방법에 관한 것이다.

각 전송 패킷의 태그를 이용해 각 라우팅 스위치에서 경로 제어를 수행하는 분산 경로 제어 방법을 사용하는 패킷 스위칭 계층 크로스바 상호연결망은 패킷의 태그에 수신 노드를 표현하기 위하여 계층 단위로 인코드(encode)된 주소 표현 영역을 갖는 다중 태그 구조를 사용한다. 계층 크로스바 상호연결망은 다중 태그의 한 태그가 표현하는 해당 계층에서 포트 주소의 확인후 소진한다. 이는 해당 계층에서 해당 태그를 제거하여야만 다음 계층에서 정확한 태그의 주소를 가지고 포트를 지정할 수 있기 때문이다. 이를 위해 상호연결망은 해당 태그를 제거한 나머지 패킷만을 출력으로 전송하는 기능을 갖는다. 점대점(point-to-point) 패킷 전송일 경우 패킷을 전송하는 송신 노드(sending node)는 해당 수신 노드(receiving node)의 위치에 따라 해당 다중 태그를 생성하여 패킷의 데이터와 함께 수신 노드로 전송한다. 상호연결망의 각 계층을 통과한 패킷은 결국 수신 노드에서 다중 태그를 제외한 순수 데이터 부분만을 전송 받게 된다. 점대점 전송과 마찬가지로 멀티캐스트(multicast) 패킷 전송일 경우도 송신 노드는 특정 다수의 수신 노드 위치에 따라 멀티캐스트 지원 플릿을 추가한 다중 태그를 생성하여 패킷의 데이터와 함께 다수의 수신 노드로 전송한다.

다수의 프로세서를 이용하여 동시에 다수의 프로세서에서 병렬로 작업을 처리하므로써 뛰어난 성능을 얻고자 하는 병렬처리 시스템에서, 다수의 프로세서들을 연결하고 데이터를 전송하는 상호연결망은 매우 중요한 역할을 담당한다. 상호연결망은 기본적으로 하나의 송신 노드와 하나의 수신 노드간에 데이터를 전송하는 점대점(point-to-point) 전송을 제공한다. 또한, 하나의 노드에서 전체 수신 노드로 데이터를 전송하기 위한 브로드캐스트 전송을 제공한다. 브로드캐스트 전송이 지원되지 않는 상호연결망에서는 점대점 전송을 통하여 동일 데이터를 수신 노드의 수만큼 재전송하여야 한다. 또 하나의 중요한 전송은 하나의 송신 노드에서 전체가 아닌 다수의 수신 노드로 데이터를 전송하고자 할 때 필요한 멀티캐스트 전송이다. 보통 멀티캐스트 전송은 브로드캐스트 전송을 포함하며 브로드캐스트 전송이 된다고 해서 멀티캐스트 전송이 가능한 것은 아니다. 멀티캐스트 전송은 많은 응용 분야에서 매우 유용한 기능이기 때문에 많은 종류의 멀티캐스트 전송 방법이 고안되었다. 그중 대표적인 몇가지를 간략히 설명하면 다음과 같다.

Jonathan S. Turner가 고안한 멀티캐스트를 효율적으로 제공하는 논블록킹 멀티캐스트 다단계 상호연결망은 4×4 라우팅 스위치를 기본 소자로 사용한다 (Jonathan S. Turner, "Non-blocking Multicast Switching System", United States Patent, No.5179551, Jan. 12, 1993.). Jonathan S. Turner는 블록킹 특성을 갖는 기본 다단계 상호연결망의 단계를 확장하여 다단계 상호연결망의 멀티캐스트 전송시 발생할 수 있는 블록킹 문제를 해결하고자 하였다. 그러나 상기 상호연결망은 비록 패킷 스위칭 구조를 가지고 있지만 각 전송 패킷의 태그를 이용해 각 라우팅 스위치에서 경로 제어를 수행하는 분산 경로 제어 방법을 사용하지 않고 중앙 경로 제어 방법을 사용한다. 분산 경로 제어 방법은 상호연결망을 구성하는 각 라우팅 스위치에서 경로 제어를 수행하는 반면, 중앙 경로 제어 방법은 하나의 중앙 제어 장치에서 각 스위치를 제어하여 경로 제어를 수행하는 방법이다. 따라서 상기 상호연결망은 중앙 경로 제어 방법을 사용하는 다단계 상호연결망으로서 경로 제어 방법이 다르고 상호연결망 구조가 다르기 때문에 분산 경로 제어 방식에 적합한 멀티캐스트 전송 방법을 지원하지 않는다.

Howard T. Olnowich등이 고안한 브로드캐스트 스위치 장치는 브로드캐스트 전송을 수행하는 4×4 라우팅 스위치를 이용하여 점대점 전송 및 브로드캐스트 전송, 그리고 멀티캐스트 전송을 수행하는 상호연결망을 구축할 수 있다(Howard T. Olnowich, et.al. "Broadcast/switching apparatus for broadcast/multi-cast transfers over unbuffered asynchronous networks", United States Patent, No.5404461, April 4, 1995.). 다단계 상호연결망을 구성하는 각 브로드캐스트 스위치는 점대점 전송 및 브로드캐스트 전송이 가능하고, 브로드캐스트 스위치 제어를 통해 특정 수신 노드로 멀티캐스트 전송이 가능하다. 하지만, 스위치 자체가 점대점 전송 및 브로드캐스트 전송만을 수행하기 때문에 아주 제한된 수신 노드로만 멀티캐스트 전송이 가능하다.

Nicholas J. Wainwright이 고안한 멀티캐스트 스위치 연결망은 2×2 라우팅 스위치를 기본 소자를 사용하여 패킷 전송 연결망을 구성한다(Nicholas J. Wainwright, "Multicast Switch Circuits", United States Patent, No.5497369, Mar. 5, 1996.). 패킷 전송을 수행할 때 수신 노드로 향하는 경로에 블록킹이 발생하면 패킷을 저장하고 내부에 블록킹 레지스터를 두어 패킷의 경로 상태를 알리는 기능을 제공한다. 패킷의 헤더는 한 스위치에서 복제될 패킷의 수를 세팅하는 서브 필드와 각 후속단에서 전부 복제할 경우 세팅하는 서브 필드로 구성되며, 2×2 라우팅 스위치에서 이를 해석하고 해당 기능을 수행한다. 2×2 라우팅 스위치에 적합한 패킷 구조를 사용하기 때문에 멀티캐스트 전송 방법 및 제어 방법이 계층 크로스바 상호연결망에 적합하지 않다.

Xiaoqiang Chen등이 고안한 멀티캐스트 경로 제어 방법은 자기 경로 제어를 수행하는 다단계 연결망에서 멀티캐스트 요청 패킷을 해석하여 블록킹 특성을 가지지지 않는 멀티캐스트 트리를 생성 및 변경하고, 이를 토대로 새로운 멀티캐스트 태그를 부여하여 멀티캐스트 전송을 수행하는 경로 제어 방법이다(Xiaoqiang Chen, et.al. "Multicast routing in self-routing networks", United States Patent, No.5671222, Sep. 23, 1997.). 멀티캐스트 요청 패킷을 해석하여 큐브 경로 제어 알고리즘, 복사 경로 제어 알고리즘, 그리고 복합된 경로 제어 알고리즘 중에서 하나의 적합한 알고리즘을 선택하여 수행한다. 이의 결과로 멀티캐스트 트리를 생성 및 변경한 후 새로운 멀티캐스트 태그를 부여하여 멀티캐스트 전송을 수행하는 경로 제어 방법으로서, 그 응용 분야가 ATM 연결망과 같은 통신을 기반으로 하는 LAN(local area network) 또는 WAN(wide area network) 연결망에 사용된다. 전송 지연시간이 짧고 빠른 전송을 요구하는 SAN(system area network) 연결망 응용에는 적합지 않으며 SAN 상호연결망에서는 멀티캐스트 트리를 필요로 하지 않는다.

Radim Bartos등이 제안한 멀티캐스팅 WDM 상호연결망은 여러개의 독립적인 파장(wavelength) 채널을 가지는 광섬유(fiber-optic) 링크를 사용하여 구성한 상호연결망이다(Radim Bartos, et.al., "Multicasting WDM Interconnection Network Clusters of Processors", IASTED Int'l Conf. Parallel and Distributed Computing and Systems, 130∼133, Oct. 1996). WDM 상호연결망은 클러스터 출력 인터페이스 모듈과 클러스터 입력 인터페이스 모듈로 구성되며, 점대점 전송, 브로드캐스트 전송 및 멀티캐스트 전송을 수행한다. 멀티캐스트 전송은 클러스터 출력 인터페이스 모듈의 멀티캐스트 라우터에 의해 수행된다. 멀티캐스트 라우터는 수신 패킷을 해석하여 각 출력 포트로 멀티캐스트 전송을 수행한다. 클러스터 출력 인터페이스 모듈의 멀티캐스트 라우터에서 모든 수신 노드로 단 한번의 멀티캐스트 전송을 수행하기 때문에 계층 구조 상호연결망의 멀티캐스트 전송 방법으로 적합하지 않다.

Nick McKeown등이 제안한 패킷 스위치 코아는 크로스바 상호연결망과 스케쥴러를 사용하여 점대점 전송 및 멀티캐스트 전송을 수행한다(Nick McKeown, et.al., "The Tiny Tera : A Packet Switch Core", HOT Interconnects Ⅳ, pp161∼173, Aug. 1996). 패킷 스위치 코아는 ATM 연결망과 같은 LAN 연결망에서 직렬로 전송되는 패킷을 수신하여 해당 목적지로 전송하는 스위치이다. 내부 크로스바 상호연결망은 다단계 구조의 32×32 크로스바 연결망이다. 패킷 스위치 코아에서 수행하는 멀티캐스트 전송 방식은 내부 다단계 크로스바 상호연결망에서 다수의 출력 포트로 동시에 전송하지 않고 출력이 가능한 포트로 먼저 전송하는 방식이다. 패킷 스위치 코아의 연결망 구조 및 응용 분야, 그리고 패킷 구조가 다르기 때문에 멀티캐스트 전송 방법이 적합하지 않다.

따라서, 본 발명은 SAN 연결망 응용에 적합하며, 하나의 멀티캐스트 전송으로 트랜잭션을 수행하여 전체 전송 지연시간을 단축시키고, 상호 연결망을 효율적으로 이용하므로써 시스템 성능을 향상시킬 수 있는, 계층 크로스바 상호연결망에서 멀티캐스트 전송을 위한 패킷의 구조 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 계층 크로스바 상호연결망에서 멀티캐스트 전송을 위한 패킷의 구조는 패킷의 종류, 패킷의 전송 형태 및 수신 노드의 주소 정보를 가지는 태그 플릿과, 상기 태그 플릿의 패킷 전송 형태에 따라 선택적으로 사용되며 각 비트가 출력 포트의 위치 정보로 할용되는 멀티캐스트 지원 플릿과, 상기 패킷의 제어 정보를 가지는 제어 정보 플릿과, 실제 전송되는 데이터를 저장하는 다수의 데이터 플릿을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 계층 크로스바 상호연결망에서 멀티캐스트 전송 방법은 송신 노드에서 수신 노드까지의 라우팅 스위치의 수에 따라 태그 플릿의 수를 설정하고, 상기 전송 과정에서 멀티캐스트 전송될 과정의 수에 따라 상기 태그 플릿내의 멀티캐스트 정보 필드를 세팅하여 그 세팅된 만큼의 멀티캐스트 지원 플릿을 설정한 후 제어 정보 플릿 및 다수의 데이터 플릿으로 패킷을 구성하여 전송하는 것을 특징으로 한다.

도 1은 128 노드를 연결한 계층 크로스바 상호 연결망의 개략도.

도 2(a) 및 도 2(b)는 본 발명에 따른 멀티캐스트 전송을 위한 패킷 및 태그 플릿의 구성도.

도 3(a) 내지 도 3(d)는 본 발명의 실시 예에 따른 점대점 전송 및 멀티캐스트 전송을 위한 패킷의 구조도.

도 4(a) 내지 도 4(e)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 멀티캐스트 전송 방법을 설명하기 위한 부분 개략도 및 각각에 사용되는 패킷의 구조도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100a 및 100b : 계층 2 클러스터

101a∼101h 및 102a∼102h : 계층 1 클러스터

103 내지 110 : 크로스바 상호연결망

111 내지 118 : 상위 클러스터 연결 링크

118a∼118h 내지 125a∼125h : 하위 클러스터 연결 링크

201 : 패킷 202 : 헤더 부분

203 : 데이터 부분 204a 내지 204d : 태그

205a 내지 205d : 멀티캐스트 지원 플릿

206 : 제어 정보 플릿 207a 내지 207p : 데이터 플릿

208 : 패킷 종류 필드 209 : 멀티캐스트 정보 필드

210 : 긴급 전송 정보 필드 211 : 브로드캐스트 전송 필드

212 : 수신 노드의 주소 필드

본 발명에서는 하나의 송신 노드에서 전체가 아닌 특정 다수의 수신 노드로 데이터를 전송하는 멀티캐스트 전송 방법을 제공하기 위하여 계층 크로스바 상호연결망의 분산 경로 제어 방법과 다중 태그 구조의 패킷 형태 및 기존 태그 필드의 구조를 유지하면서 태그 필드에 멀티캐스트 전송을 정의하고, 멀티캐스트 태그 플릿(flit)을 추가하여 다중 태그의 점대점 전송 방식과 함께 멀티캐스트 전송을 제공한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 패킷 스위칭 구조의 분산 경로 제어 방법을 사용하는 최대 128 노드를 연결한 계층 크로스바 상호연결망의 개략도이다.

하나의 계층 2 클러스터(100a)는 8개의 계층 1 클러스터(101a 내지 101h)와 4개의 크로스바 상호연결망(103, 104, 107, 108)과 다수의 연결 링크(118a 내지 118h, 119a 내지 119h, 122a 내지 122h, 123a 내지 123h)로 구성된다. 하나의 계층 2 클러스터(100a)는 최대 64개의 노드를 연결할 수 있으며, 동일 계층 1 클러스터내 노드들간에는 2개의 링크를 제공하고 다른 계층 1 클러스터내 노드들간에는 4개의 연결 링크를 제공한다. 계층 1 클러스터(101a 내지 101h)는 각각 4개의 상위 클러스터 연결용 링크를 가지기 때문에 계층 2 클러스터를 구성하기 위하여 별도로 4 개의 계층 2 클러스터 연결망(103, 104, 107, 108)을 사용한다. 하나의 계층 2 클러스터 연결망(103)은 8개의 하위 클러스터 연결용 링크(118a 내지 118h)와 계층 3 클러스터 구성을 위한 2개의 상위 클러스터 연결 링크(111, 112)를 가진다. 다른 3 개의 계층 2 클러스터 연결망(104, 107, 108)도 계층 2 클러스터 연결망(103)과 동일하게 각각 8개의 하위 클러스터 연결용 링크(119a 내지 119h, 122a 내지 122h, 123a 내지 123h)와 계층 3 클러스터 구성을 위한 각각 2개의 상위 클러스터 연결 링크(113, 114, 115, l16, 117, 118)를 가진다.

다른 하나의 계층 2 클러스터(100b)도 8개의 계층 1클러스터(102a 내지 102h)와 4개의 크로스바 상호연결망(105, 106, 109, 110), 그리고 다수의 연결 링크(120a 내지 120h, 121a 내지 121h, 124a 내지 124h, 125a 내지 125h)로 구성되며, 역시 최대 64개의 노드를 연결할 수 있다. 동일 계층 1 클러스터내 노드들간에는 2개의 링크를 제공하고 다른 계층 1 클러스터내 노드들간에는 4개의 연결 링크를 제공한다. 계층 1 클러스터(102a 내지 102h)는 각각 4개의 상위 클러스터 연결용 링크를 가지기 때문에 계층 2 클러스터를 구성하기 위하여 별도의 4개의 계층 2 클러스터 연결망(105, 106, 109, 110)을 사용한다. 하나의 계층 2 클러스터 연결망(105)은 8개의 하위 클러스터 연결용 링크(120a 내지 120h)와 계층 3 클러스터 구성을 위한 2개의 상위 클러스터 연결 링크(112, 114)를 가진다. 다른 3개의 계층 2 클러스터 연결망(106, 109, 110)도 계층 2 클러스터 연결망(105)과 동일하게 각각 8개의 하위 클러스터 연결용 링크(121a 내지 121h, 124a 내지 124h, 125a 내지 125h)와 계층 3 클러스터 구성을 위한 각각 2개의 상위 클러스터 연결 링크(111, 113, 116, 118, 115, 117)를 가진다.

도 1은 두 개의 계층 2 클러스터를 연결하여 최대 128개의 노드를 연결할 수 있는 구조로써, 두 개의 계층 2 클러스터간에는 모두 8개의 연결 링크가 형성된다. 각각의 계층 2 클러스터(100a, 100b)는 각각 8개의 계층 3 클러스터 연결용 링크를 가지기 때문에 두 개의 계층 2 클러스터를 바로 연결할 경우 모두 8개의 연결 링크가 형성된다.

도 2(a)는 본 발명에 따른 계층 크로스바 상호연결망에서 점대점 전송, 브로드캐스트 전송 및 멀티캐스트 전송을 위한 패킷의 구조도이다.

패킷(201)은 헤더 부분(202)과 데이터 부분(203)으로 구성되며, 헤더 부분(202)은 태그(204a 내지 204d)와 멀티캐스트 지원 플릿(205a 내지 205d), 그리고 제어 정보 플릿(control information flit)(206)으로 세분된다.

태그(204a 내지 204d)는 8비트 크기의 태그 정보를 갖으며, 바이트 슬라이스된 상호연결망을 위한 동일한 n개의 태그를 구성하여 n바이트 크기의 계층 크로스바 상호연결망에서 사용한다. 멀티캐스트 지원 플릿(205a 내지 205d)은 각 태그(204a 내지 204d)의 멀티캐스트 필드의 값에 따라 선택적으로 사용된다. 멀티캐스트 지원 플릿(205a 내지 205d)의 각 비트 정보는 해당 출력 포트의 위치 정보로 활용된다. 제어 정보 플릿(206)은 n바이트 크기의 한 플릿(flit)으로 구성된다.

데이터 부분(203)은 n바이트 크기를 갖는 한 플릿을 단위로 하여 다수 개의 데이터 플릿(207a 내지 207p)으로 구성된다. 패킷(201)은 플릿들의 모임으로 이루어지는데 플릿은 한번에 물리적으로 전송되는 데이터를 의미한다. 패킷(201)은 클러스터내 송신 노드에서 생성하여 전송하고 계층 크로스바 상호연결망을 경유하여 수신 노드로 전송된다. 송신 노드는 태그(204a 내지 204d)에 도 2(b)에서 상세히 설명하겠지만, 패킷 종류 필드(PC)(208)와 멀티캐스트 정보 필드(MC)(209), 긴급 전송 정보 필드(E)(210), 브로드캐스트 정보 필드(B)(211), 그리고 수신 노드의 주소 필드(DTag)(212)를 지정하여 계층 크로스바 상호연결망에 전송한다. 계층 크로스바 상호연결망은 패킷(201)의 태그(204a 내지 204d)를 해석하여 패킷 태그(204a 내지 204d)에 지정된 기능을 수행하며 최종적으로 수신 노드에 패킷의 제어 정보(206)와 데이터 부분(203)을 전송한다. 패킷(201)의 데이터 부분(203)은 n바이트 크기를 갖는 한 플릿을 단위로하여 다수개의 데이터 플릿(207a 내지 207p)으로 구성되는데, 전송되는 데이터 플릿(207a 내지 207p)의 개수는 송신 노드에서 결정한다. 전송되는 패킷(201)의 데이터 크기는 가변적으로 유연한 크기의 데이터 전송을 제공한다.

도 2(b)는 본 발명에 따른 패킷 태그의 구조도로서, 동일한 n개의 패킷 태그(204a 내지 204d)중 하나를 도시한 것이다. 패킷 태그는 패킷 종류 필드(Packet Class; PC)(208), 멀티캐스트 정보 필드(MultiCast; MC)(209), 긴급 전송 정보 필드(Emergency; E)(210), 브로드캐스트 정보 필드(Broadcast; B)(211) 및 수신 노드의 주소 필드(Destination Tag; DTag)(212)를 포함한다. 패킷 종류 필드(208)는 패킷(201)이 수신 노드로 전송되는 데이터 패킷인지 또는 계층 크로스바 상호연결망으로 전송되는 시스템 패킷인지를 구분한다. 멀티캐스트 정보 필드(209)는 패킷(201)이 특정 다수의 수신 노드로 전송되는 멀티캐스트 패킷인지를 구분한다. 멀티캐스트 정보 필드(209)가 세트되어 있으면 패킷 태그(204a 내지 204d)의 다음 플릿이 멀티캐스트 지원 플릿(205a 내지 205d)으로 사용된다. 긴급 전송 정보 필드(210)는 높은 우선 순위를 가지고 다른 일반 패킷보다 빠르게 수신 노드로 전송할 때 사용한다. 브로드캐스트 전송 필드(211)는 수신 노드를 지정하지 않고 계층 크로스바 상호연결망에 연결된 모든 노드로 동일한 데이터를 전송할 때 사용한다. 수신 노드의 주소 필드(212)는 멀티캐스트 전송이나 브로드캐스트 전송이 아니고 점대점 전송시 특정 수신 노드를 지정하여 전송할 때 수신 노드의 주소로 사용한다. 이때, 수신 노드의 주소는 클러스터내의 8개의 노드 주소와 2개의 상위 클러스터 연결 링크의 주소중 하나를 지정한다.

도 3(a) 내지 도 3(d)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 계층 크로스바 상호연결망에서 점대점 데이터 전송 및 멀티캐스트 데이터 전송을 위하여 사용하는 패킷의 구조도이다.

도 3(a)는 하나의 계층 1 클러스터로 구성된 상호연결망(101a 내지 101h, 102a 내지 102h)에서 사용되는 패킷 형태로서, 한 플릿의 태그와 한 플릿의 멀티캐스트 지원 정보, 한 플릿의 제어 정보, 그리고 다수 플릿의 데이터 부분으로 구성되어 점대점 전송 및 멀티캐스트 전송시 사용된다. 점대점 전송일 경우 멀티캐스트 지원 플릿은 패킷에 포함되지 않는다.

도 3(b)는 2개의 계층 1 클러스터가 계층 2 상호연결망 없이 직접 연결된 상호연결망에서 도 3(a)의 패킷과 함께 사용되는 패킷 형태로서, 두 플릿의 태그와 한 플릿의 멀티캐스트 지원 정보, 한 플릿의 제어 정보, 그리고 다수 플릿의 데이터 부분으로 구성되며 역시 점대점 전송 및 멀티캐스트 전송시 사용한다. 점대점 전송일 경우 멀티캐스트 지원 플릿은 패킷에 포함되지 않는다.

도 3(c)는 2개 이상의 계층 1 클러스터가 계층 2 상호연결망에 연결되어 계층 1 클러스터에 속한 송신 노드에서 다른 계층 1 클러스터에 속한 수신 노드로 점대점 데이터 전송시 3단계의 라우팅 스위치를 거쳐야 되는 상호연결망에서 도 3(a)의 패킷과 함께 사용되는 패킷 형태로서, 세 플릿의 태그와 두 플릿의 멀티캐스트 지원 정보, 한 플릿의 제어 정보, 그리고 다수 플릿의 데이터 부분으로 구성된다. 역시 점대점 전송일 경우 멀티캐스트 지원 플릿은 패킷에 포함되지 않으며, 특정 다수의 수신 노드 위치에 따라 두 플릿의 멀티캐스트 지원 정보중 한 플릿은 생략될 수 있다.

도 3(d)는 2개의 계층 2 클러스터가 계층 3 상호연결망 없이 직접 연결된 상호연결망에서 도 3(a)와 도 3(c)의 패킷과 함께 사용되는 패킷 형태로서, 네 플릿의 태그와 두 플릿의 멀티캐스트 지원 정보, 한 플릿의 제어 정보, 그리고 다수 플릿의 데이터 부분으로 구성되며 점대점 전송 및 멀티캐스트 전송시 사용된다. 점대점 전송일 경우 멀티캐스트 지원 플릿은 패킷에 포함되지 않으며, 특정 다수의 수신 노드 위치에 따라 두 플릿의 멀티캐스트 지원 정보중 한 플릿은 생략될 수 있다.

도 3(a)나 도 3(c) 형태의 패킷은 2개의 계층 2 클러스터가 계층 3 상호연결망 없이 직접 연결된 상호연결망에서도 사용된다. 즉, 도 3(a) 형태의 패킷은 송신 노드와 동일한 계층 1 클러스터에 속한 수신 노드로 데이터를 전송할 때 사용되며, 도 3(c) 형태의 패킷은 송신 노드와 동일한 계층 2 클러스터내의 다른 계층 1 클러스터내에 속한 수신 노드로 데이터를 전송할 때 사용된다.

도 4(a)는 계층 크로스바 상호연결망에서 수행되는 멀티캐스트 데이터 전송의 일 예를 보여준다. 도 4는 2개 이상의 계층 1 클러스터(401 내지 408)가 계층 2 상호연결망(409, 410)에 연결되어 계층 1 클러스터(401)에 속한 송신 노드에서 다른 계층 1 클러스터(405, 408)에 속한 특정 다수의 수신 노드로 멀티캐스트 데이터 전송시 3단계의 라우팅 스위치를 거쳐야 되는 계층 크로스바 상호연결망이다. 송신 노드 0(N0)에서 수신 노드 32 및 39(N32 및 N39)와 수신 노드 56 및 63(N56 및 N63)으로 멀티캐스트 전송을 수행한다고 할 때 송신 노드 0는 도 4(b)에 도시된 바와 같이 세 플릿의 태그와 두 플릿의 멀티캐스트 지원 정보, 한 플릿의 제어 정보, 그리고 다수 플릿의 데이터 부분으로 구성된 패킷을 전송한다(411). 이때, 패킷 태그 2의 멀티캐스트 정보 비트는 0로 세팅되며, 패킷 태그 1과 패킷 태그 0의 멀티캐스트 정보 비트는 1로 세팅된다. 계층 1 클러스터의 라우팅 스위치(401)는 패킷 태그 2의 정보를 해석하여 계층 2 클러스터의 라우팅 스위치(409)로 도 4(c)에 도시된 바와 같이 패킷 태그 2를 제외한 나머지 데이터 패킷을 점대점으로 전송한다(412). 계층 2 클러스터의 라우팅 스위치(409)는 패킷 태그 1의 정보를 해석하여 멀티캐스트 전송임을 인지하고, 멀티캐스트 지원 정보에 세팅된 비트에 해당하는 계층 1 클러스터의 다수 라우팅 스위치(405, 408)로 도 4(d)에 도시된 바와 같이 패킷 태그 1과 멀티캐스트 지원 정보를 제외한 나머지 데이터 패킷을 전송한다(413). 계층 1 클러스터의 해당 라우팅 스위치(405, 408)는 수신된 데이터 패킷(405,408)의 태그 0를 해석하여 멀티캐스트 전송임을 인지하고, 멀티캐스트 지원 정보에 세팅된 비트에 해당하는 다수의 수신 노드(N32, N39, N56, N63)로 도 4(e)에 도시된 바와 같이 패킷 태그 0와 멀티캐스트 지원 정보를 제외한 나머지 데이터 패킷을 전송한다(414, 415).

이상에서 설명된 본 발명은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 있어 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것은 아니다.

상술한 바와 같이 본 발명은 기존 패킷 형태를 유지하면서 사용하지 않는 태그 필드에 멀티캐스트 전송을 정의하고, 멀티캐스트 지원 플릿(flit)을 추가하여 다중 태그의 점대점 전송 방식과 복합적으로 사용할 수 있는 방법이다. 멀티캐스트 전송 지원 방법은 기존 계층 크로스바 상호연결망에서 다수의 점대점 전송으로 수행하였던 트랜잭션을 하나의 멀티캐스트 전송으로 수행하므로써 전체 전송 지연시간을 단축하고, 상호연결망을 효율적으로 이용하므로써 시스템의 성능을 높일 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 패킷의 종류, 패킷의 전송 형태 및 수신 노드의 주소 정보를 가지는 태그 플릿과,

   상기 태그 플릿의 패킷 전송 형태에 따라 선택적으로 사용되며 각 비트가 출력 포트의 위치 정보로 할용되는 멀티캐스트 지원 플릿과,

   상기 패킷의 제어 정보를 가지는 제어 정보 플릿과,

   실제 전송되는 데이터를 저장하는 다수의 데이터 플릿을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 계층 크로스바 상호연결망에서 멀티캐스트 전송을 위한 패킷의 구조.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 태그 플릿은 패킷이 데이터 패킷인지 시스템 패킷인지를 구분하기 위한 패킷 종류 필드와,

   상기 멀티캐스트 패킷인지를 구분하기 위한 멀티캐스트 정보 필드와,

   높은 우선 순위를 가지고 다른 일반 패킷보다 빠르게 수신 노드로 전송할 때 사용하는 긴급 전송 정보 필드와,

   수신 노드를 지정하지 않고 상호연결망에 연결된 모든 수신 노드로 동일한 데이터를 전송할 때 사용하는 브로드캐스트 정보 필드와,

   점대점 전송시 특정 수신 노드를 지정하여 전송할 때 사용하는 수신 노드 주소 정보 필드를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 계층 크로스바 상호연결망에서 멀티캐스트 전송을 위한 패킷의 구조.
3. 제 1 항 및 제 2 항에 있어서, 상기 태그 플릿의 멀티캐스트 정보 필드가 설정되면 상기 태그 플릿의 다음 플릿은 멀티캐스트 지원 플릿으로 사용되는 것을 특징으로 하는 계층 크로스바 상호연결망에서 멀티캐스트 전송을 위한 패킷의 구조.
4. 송신 노드에서 수신 노드까지의 라우팅 스위치의 수에 따라 태그 플릿의 수를 설정하고, 상기 전송 과정에서 멀티캐스트 전송될 과정의 수에 따라 상기 태그 플릿내의 멀티캐스트 정보 필드를 세팅하여 그 세팅된 만큼의 멀티캐스트 지원 플릿을 설정한 후 제어 정보 플릿 및 다수의 데이터 플릿으로 패킷을 구성하여 전송하는 것을 특징으로 하는 계층 크로스바 상호연결망에서 멀티캐스트 전송 방법.
5. 2개 이상의 계층 1 클러스터가 계층 2 상호연결망에 연결되어 계층 1 클러스터에 속한 송신 노드에서 다른 계층 1 클러스터에 속한 특정 다수의 수신 노드로의 멀티캐스트 패킷 전송 방법에 있어서,

   송신 노드에서 세 플릿의 태그와 두 플릿의 멀티캐스트 지원 정보, 한 플릿의 제어 정보 및 다수 플릿의 데이터 부분으로 패킷을 구성하여 계층 1 클러스터의 라우팅 스위치로 전송하는 단계와,

   상기 송신 노드로부터 패킷을 전송받은 계층 1 클러스터의 라우팅 스위치에서 패킷 태그 2의 정보를 해석하여 계층 2 클러스터의 라우팅 스위치로 패킷 태그 2를 제외한 나머지 데이터 패킷을 전송하는 단계와,

   상기 계층 1 클러스터의 라우팅 스위치로부터 패킷을 전송받은 계층 2 클러스터의 라우팅 스위치에서 패킷 태그 1의 정보를 해석하여 멀티캐스트 전송임을 인지하고, 멀티캐스트 지원 정보에 세팅된 비트에 해당하는 계층 1 클러스터의 다수 라우팅 스위치로 패킷 태그 1과 멀티캐스트 지원 정보를 제외한 나머지 데이터 패킷을 전송하는 단계와,

   상기 데이터 패킷을 전송받은 계층 1 클러스터의 해당 라우팅 스위치에서 수신된 데이터 패킷의 태그 0를 해석하여 멀티캐스트 전송임을 인지하고, 멀티캐스트 지원 정보에 세팅된 비트에 해당하는 다수의 수신 노드로 패킷 태그 0와 멀티캐스트 지원 정보를 제외한 나머지 데이터 패킷을 전송하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 계층 크로스바 상호연결망에서 멀티캐스트 전송 방법.