KR100316650B1 - 상위 계층 데이터 전송을 위한 상위 프로토콜과 ieee 1394버스 정합 방법 - Google Patents

상위 계층 데이터 전송을 위한 상위 프로토콜과 ieee 1394버스 정합 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 네트웍 계층을 포함하는 상위계층의 데이터를 IEEE 1394 시리얼 버스를 통해 전송하는 데이터 전송방법에 관한 것으로서, 상위 계층에서 IEEE 1394 시리얼 버스로 전송되는 데이터가 IEEE 1394 시리얼 버스가 인식할 수 있는 소정의 노드로 소정 시간동안 소정 분량 이상으로 전송되는 스트림 데이터인지를 검사하는 단계; 검사결과, 스트림 데이터로 판단되면 IEEE 1394 시리얼버스의 채널을 할당받아 전송데이터를 전송하는 단계; 및 스트림 데이터가 아닌 것으로 판단되면 채널을 할당하지 않고 IEEE 1394 가 지원하는 비동기 전송방식으로 전송하는 단계를 포함함을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, IEEE 1394 버스 노드에서 채널 Matron의 기능은 IEEE 1394의 어떤 서비스를 사용할지를 명시하지 않는 기존 애플리케이션의 데이터 전송을 1394 버스의 특징을 살려 효과적으로 IEEE 1394와 정합시킨다.

Description

상위 계층 데이터 전송을 위한 상위 프로토콜과 ＩＥＥＥ 1394 버스 정합 방법
본 발명은 데이터 전송방법 및 장치에 관한 것으로서, 특히 기존 통신 애플리케이션의 데이터 패킷을 투명성(transparency)를 유지하며 효과적으로 IEEE 1394 직렬버스로 전송하기 위한, 네트웍계층 이상의 상위계층의 데이터를 IEEE 1394 직렬 버스를 통해 전송하기 위한 상위 프로토콜과 IEEE 1394 버스 정합 방법에 관한 것이다.
IEEE 1394 버스는 고속 직렬(serial) 버스로서 멀티미디어 전송을 위한 실시간 데이터 전송을 가능하게 한다. IEEE 1394 직렬버스는 비동기(Asynchronous) 서비스, 등시성스트림(Isochronous Stream) 서비스 및 비동기 스트림(Asynchronous Stream) 서비스를 제공한다. 본 명세서에서는 상기 등시성스트림 및 비동기스트림 서비스를 통합하여 스트림 서비스라 하기로 한다.
도 1은 FTP등 일반적인 데이터 통신 애플리케이션을 서비스하기 위한 통신 계층과 비동기 서비스로 패킷전송을 할 경우의 데이터 흐름을 도시한 것이다. 기존 애플리케이션에서 만들어지는 데이터 패킷은 1394 링크가 제공하는 subaction type을 명시하지 않고 있다.
따라서 통신 애플리케이션이 상위계층에서 IEEE 1394 버스로 데이터 전송을 할 때 상기 상위계층에서는 IEEE 1394 버스를 알 수 없기 때문에 1394 시리얼 버스가 제공하는 기능을 제대로 활용할 수 없다.
상기 상위계층에서 보내오는 모든 데이터 패킷을 비동기 서브액션(subaction)으로 간주하여 데이터를 전송하는 경우와 모든 데이터 패킷을 등시성 subaction으로 간주하여 데이터를 전송하는 경우의 두 가지 정합방식을 생각할 수 있다.
전자인 경우에는 1394 시리얼 버스 자원의 효율적인 관리측면에서 문제가 있다. 다시말해 IP와 같이 connectionless 서비스를 받는 데이터를 1394 비동기 패킷에 실어보내는 방식은 간단하나 IEEE 1394 등시성/비동기(Isochronous/ Asynchronous) 스트림을 적극적으로 사용하는 애플리케이션이 드문 환경에서 1394 채널을 제대로 활용하지 못하고 묵혀두는 결과를 낳는다. 또한 Isochronous 서비스를 많이 쓰는 환경에서 비동기 패킷이 폭주하게 되면 1394의 사이클(125ms)이 깨져 등시성 서비스가 불안정하게 된다.
후자인 경우에는 한정된 채널 자원이 낭비된다는 문제가 있다. 다시 말해 모든 connection 에 대해 채널을 잡거나 데이터 량이 적은 경우에도 채널을 할당하거나 하여 채널을 지나치게 소모하는 경우이다. 또한 채널 할당에 과부하(overload )가 발생한다.
본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는 1394 전송기법을 통해 기존 통신 애플리케이션의 데이터 패킷을 투명성(transparency)를 유지하며 효과적으로 전송할 수 있는, 상위 계층 데이터 전송을 위한 상위 프로토콜과 IEEE 1394 버스 정합 방법을 제공하는 것이다.
도 1은 FTP등 일반적인 데이터 통신 애플리케이션을 서비스하기 위한 통신 계층과 비동기 서비스로 패킷전송을 할 경우의 데이터 흐름을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 의한 데이터 전송방법의 일실시예가 적용되는 프로토콜 스택과 그 데이터 흐름을 도시한 것이다.
도 3은 스트림 데이터 판단 알고리즘을 보다 구체화한 데이터 전송방법을 흐름도로 도시한 것이다.
도 4는 Matron note 를 구성하는 엔트리(entry)의 데이터 포맷을 도시한 것이다.
도 5는 채널을 설정하거나 할당된 채널을 해제하기 위한 타이머 프로세스의 알고리즘을 흐름도로 도시한 것이다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 데이터 전송을 위한 정합방법은, 네트웍 계층을 포함하는 상위계층과 IEEE 1394 시리얼 버스를 통한 데이터 전송의 정합방법에 있어서, (a) 상위 계층에서 IEEE 1394 시리얼 버스로 전송되는 데이터가 IEEE 1394 시리얼 버스가 인식할 수 있는 소정의 노드로 소정 시간 안에 소정 분량 이상으로 전송되는 스트림 데이터인지를 검사하는 단계; (b) 상기 검사결과, 스트림 데이터로 판단되면 IEEE 1394 시리얼버스의 채널을 할당받아 전송데이터를 전송하는 단계; 및 (c) 상기 검사결과, 스트림 데이터가 아닌 것으로 판단되면 채널을 할당하지 않고 IEEE 1394 가 지원하는 비동기 전송방식으로 전송하는 단계를 포함함을 특징으로 한다.
상기 검사결과, 스트림데이터로 판단되면 전송데이터의 목적지 주소 및 상기 할당받은 채널정보를 저장하는 단계; 및 다음에 전송할 데이터가 스트림 데이터이면 상기 스트림 데이터의 목적지 주소가 상기 저장된 전송데이터와 같으면 상응하는 채널로 데이터를 전송하는 단계를 더 구비함이 바람직하다.
상기 (b)단계는 스트림 데이터가 등시성 스트림 데이터 또는 비동기 스트림 데이터인지 판단하는 단계; 및 등시성 스트림 데이터이면 채널 및 대역폭을 할당하여 데이터를 전송하고, 비동기 스트림 데이터이면 채널을 할당하여 데이터를 전송하는 단계로 이루어짐이 바람직하다.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 의한 데이터 전송방법의 일실시예가 적용되는 프로토콜 스택과 그 데이터 흐름을 도시한 것이다. 데이터 전송 애플리케이션으로부터 TCP 계층 또는 UDP 계층을 통해 IP 1394 계층으로 데이터가 전달되면, 본 발명에 의한 데이터 전송방법을 수행하는 ARP 1394 및 채널 Matron을 구비하는 상기 IP 1394 계층은 상기 데이터를 수신한다. 상기 IP 1394 계층의 채널 Matron 은 수신된 데이터의 IEEE 1394 시리얼 버스가 전송하는 전송방식을 효율적으로 활용할 수 있게 하는 일종의 데이터 전송 제어기 역할을 한다. 'Channel Matron' 또는 'Matron' 은 상기 전송제어기를 부르기 위해 편의상 지은 이름이다.
상기 Matron 은 IEEE 1394 시리얼 버스가 인식할 수 있는 소정의 노드로 소정시간 동안 소정 분량 이상으로 전송되는지 검사하여, 소정 노드로 일정시간 동안 계속해서 일정분량 이상의 데이터가 전송되면 이를 스트림 데이터로 결정한다. 일단 스트림 데이터로 판단되면 IEEE 1394 시리얼버스의 채널을 할당받아 전송데이터를 전송한다. 상기 채널 할당은 버스의 가용 대역폭을 고려하여 해당 데이터 흐름을 위해 행해진다. 그리고 채널이 할당된 데이터 흐름이라 하더라도 주기적으로 패킷 전송율과 버스의 대역폭을 확인하고 채널에 대한 대역폭을 재할당 하거나 반납가능하게 할 수 있다.
그러나 상기 검사결과 스트림 데이터가 아닌 것으로 판단되면 채널을 할당하지 않고 IEEE 1394 가 지원하는 비동기 전송방식으로 전송한다.(200)
한편, 상기 검사결과 스트림데이터로 판단되면 전송데이터의 목적지 주소 및 상기 할당받은 채널정보를 저장한다. 상기 정보는 Matron note 라고 불리는 정보저장부에 저장된다. 그리고 그 다음에 이어지는 전송할 데이터의 목적지 주소를 독출하여 상기 주소가 상기 Matron note 에 저장되어 있는 전송데이터의 목적지 주소와 같으면 status를 통해 스트림인지 확인하고 함께 기록되어 있는 채널 정보를 독출하여 상기 채널로 데이터를 전송한다. 그리고 상기 스트림 데이터를 판단할 때의 데이터 분량은 시간당 패킷수 또는 시간당 바이트 수에 의해 결정한다.
한편, 상기 수신된 데이터가 스트림 데이터이면, 상기 스트림 데이터가 등시성 스트림 데이터 또는 비동기 스트림 데이터인지 판단한다. 상기 판단 기준은 임의로 정할 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 그 일예로 1394 로컬 버스 내에 등시성 스트림을 위한 대역폭이 충분한지 검사하여 대역폭이 충분하지 않고 할당받은 채널 번호를 전송 외의 다른 용도로 사용하고자 할 경우에 비동기 스트림으로 판단한다. 상기 스트림 데이터가 비동기 스트림 데이터이면 채널을 할당하여 데이터를 전송하고(220), 등시성 스트림 데이터이면 채널 및 대역폭을 할당하여 데이터를 전송한다.(210) 그리고 스트림데이터 판단시 전송되는 패킷이 소정 분량 이하라도 일정한 노드로 소정 시간 계속해서 전송되면, 비동기 스트림 데이터로 판단할 수 있다.
한편, 도 3 내지 도 5를 참조하여 상술한 데이터 전송 방법을 보다 상세히 설명하기로 한다. 도 3은 상기 스트림 데이터 판단 알고리즘을 보다 구체화한 데이터 전송방법을 흐름도로 도시한 것이다.
먼저 Matron은 상위계층으로부터 데이터 패킷을 수신한다.(300단계) 그러면 상기 데이터 패킷으로부터 목적지 주소를 검출하여 matron 노트로부터 상기 목적지 주소에 해당하는 엔트리가 존재하는지 검사한다.(310단계)
도 4는 Matron note 를 구성하는 엔트리(entry)의 데이터 포맷을 도시한 것이다. '목적지 주소'는 전송되는 데이터 패킷의 목적지 주소를 나타낸다. 상기 목적지 주소 대신 목적지의 포트 주소 또는 세션 번호 등 시스템에서 데이터 전송흐름을 구분하기 위한 정보에 해당한다. 'status'는 엔트리의 상태를 나타내며, 상기 상태에는 valid, invalid 및 channel_invalid 가 있다. 상기 valid 는 전송되는 데이터 패킷이 스트림임을 나타낸다. 상기 invalid 는 해당 엔트리 자체가 유효하지 않음을 나타낸다. 상기 channel_invalid는 전송되는 패킷이 비동기 전송임을 나타낸다. 'TTL'(time to live)은 엔트리가 상기 matron 노트에서 존재하는 시간이다. 그리고 'X' 및 'Y'는 전송되는 패킷이 스트림 데이터인지 판단할 때 사용되는 패킷 수 및 소정의 시간 인자를 나타낸다. '채널번호'는 스트림 전송시 할당받은 채널 번호를 나타내고, node_id 는 IEEE 1394 시리얼 버스가 인식할 수 있는 노드의 ID를 나타낸다.
한편 상기 목적지 주소에 해당하는 엔트리의 존재검사 결과, 해당하는 엔트리가 존재하지 않으면, 목적지 주소에 해당하는 엔트리를 생성하고(320단계), 해당 엔트리를 초기화시킴으로써 초기값을 설정한다.(320단계)
그리고 목적지 주소에 해당하는 엔트리의 존재 검사 결과, 엔트리가 존재하면 엔트리의 상태 필드를 검사하여(340단계), 상태필드가 invalid 가 아니면 TTL 값 및 X 값을 1 증가시키고(350단계, 360단계), 상태필드가 invalid 이면 엔트리를 생성하고 엔트리를 초기화시킨다.(320단계, 330단계)
상기 320단계 또는 360단계가 수행되고 난 후, 엔트리의 상태를 검사한다.(370단계) 엔트리의 상태가 channel_invalid 이면 노드 ID를 이용해서 비동기 전송을 하게 한다.(380단계) 만일 엔트리의 상태가 valid 이면 해당 채널을 독출하여 상기 독출된 채널을 이용해서 IEEE 1394 링크 계층을 거쳐 스트림 서비스를 수행하게 한다.(390단계) 상기 380 및 390 단계 이후에는 IEEE 1394의 링크계층 및 물리계층을 통해 목적지로 데이터 전송이 이루어진다.
도 5는 채널을 설정하거나 할당된 채널을 해제하기 위한 타이머 프로세스의 알고리즘을 흐름도로 도시한 것이다. 도 5에서 'ep'(entry pointer)는 Matron note 의 엔트리를 가리키는 포인터(pointer)를 나타내고, 'y'는 X/Y의 시간 값, 'x'는 X/Y의 카운트한 값을 나타낸다. 상기 타이머 프로세스를 설명하면, 일정 시간 간격마다 타이머 프로세스는 wakeup 한다.(500단계) wakeup을 하고 나면 먼저 ep 가 Null 인가 즉 Matron note의 끝인가를 검사한다.(505단계) 만일 ep 가 Null 이면, 다시 sleep 하고 있다가 일정시간이 지나면 wakeup 한다. 만일 ep가 Null 이 아니면, 엔트리의 'status' 필드를 독출하여 상기 'status' 필드가 invalid 인지 검사한다.(510단계) 'status' 필드가 invalid 이면 ep를 1 증가시켜 즉 다음 엔트리로 넘어가서(515단계), 다시 505단계를 수행한다. 만일 상기 'status' 필드가 invalid 가 아니면, TTL값을 감소시키고(520단계), 그 값이 0 보다 큰지 검사한다.(530단계) 만일 TTL 값이 0보다 크지 않으면 상기 'status'필드를 invalid로 하고(535단계), 상기 515단계를 수행한다. 즉 TTL 값은 Matron 노트에서 전송되는 패킷의 해당 엔트리가 존재할 수 없음을 나타낸다. 만일 TTL 값이 0 보다 크면 y 값을 감소시키고(540단계), y값이 0 보다 큰지 검사한다.(545단계) 상기 y 값이 0 보다 크지 않으면 상기 515단계를 수행한다. 상기 y값이 0 보다 크면 경계값(Threshold)이 X 값 보다 작은지 검사한다.(550단계)
상기 경계값이 X 보다 작으면, status 필드를 검사하여(555단계), valid 이면 채널을 해제하고 대역폭이 할당되어 있으면 대역폭도 해제한 후 status 필드는 channel invalid 로 설정한다. 만일 경계값이 X보다 작지 않으면 status 필드가 valid 인지 검사하여(565단계), valid 이면 채널을 설정하고 만일 대역폭도 설정할 필요가 있으면 대역폭도 설정한 후 status 필드는 valid 로 한다. 한편, 상기 555 단계에서 valid 가 아니거나 565단계에서 valid 이면 X를 클리어 하고 y는 CLEAR_INIT 로 한 후(515단계), 515단계를 수행한다. 또한 560단계 및 570단계에서 해제 및 설정을 한 후에도 상기 575단계를 수행한다.
한편, 상술한 본 발명의 실시예는 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성가능하다. 그리고 컴퓨터에서 사용되는 매체로부터 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 상기 매체는 마그네틱 저장매체(예:롬, 플로피디스크, 하드 디스크 등), 광학적 판독 매체(예:CD-ROM, DVD 등) 및 캐리어 웨이브(예:인터넷을 통해 전송)와 같은 저장매체를 포함한다.
상기 기록매체는 네트웍 계층을 포함하는 상위계층에 위치하는 통신 애플리케이션의 IEEE 1394 시리얼 버스를 통한 데이터 전송방법에 있어서, 상위 계층에서 IEEE 1394 시리얼 버스로 전송되는 데이터가 IEEE 1394 시리얼 버스가 인식할 수 있는 소정의 노드로 소정 분량 이상으로 소정 시간 계속해서 전송되는 스트림 데이터인지를 검사하는 단계; 상기 검사결과, 스트림 데이터로 판단되면 IEEE 1394 시리얼버스의 채널을 할당받아 전송데이터를 전송하는 단계; 및 상기 검사결과, 스트림 데이터가 아닌 것으로 판단되면 채널을 할당하지 않고 IEEE 1394 가 지원하는 비동기 전송방식으로 전송하는 단계를 컴퓨터에서 실행할 수 있는 프로그램 코드를 저장한다. 그리고 상기 데이터 전송방법을 실행할 수 있는 프로그램 코드는 검사결과, 스트림데이터로 판단되면 전송데이터의 목적지 주소 및 상기 할당받은 채널정보를 저장하는 단계; 및 다음에 전송할 데이터가 스트림 데이터이면 상기 스트림 데이터의 목적지 주소가 상기 저장된 전송데이터와 같으면 상응하는 채널로 데이터를 전송하는 단계를 컴퓨터에서 실행할 수 있는 프로그램 코더를 더 구비한다.
상기 검사결과, 스트림 데이터로 판단되면 IEEE 1394 시리얼버스의 채널을 할당받아 전송데이터를 전송하는 단계를 실행할 수 있는 프로그램 코드는 스트림 데이터가 등시성 스트림 데이터 또는 비동기 스트림 데이터인지 판단하는 단계; 등시성 스트림 데이터이면 채널 및 대역폭을 할당하여 데이터를 전송하고, 비동기 스트림 데이터이면 채널을 할당하여 데이터를 전송하는 단계를 컴퓨터로 실행할 수 있는 프로그램 코드로 이루어진다.
그리고 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
본 발명에 의하면, IEEE1394 버스 노드에서 채널 Matron의 기능은 IEEE1394의 어떤 서비스를 사용할지를 명시하지 않는 기존 애플리케이션을 효과적으로 IEEE1394와 정합시킨다. 그리고 통신 프로토콜을 transparent 하게 1394 서비스와 정합시키되, 1394의 자원(channel)을 최대한 효과적으로 활용하도록 한다. 기존 애플레케이션에게 보다 빠른 전송을 제공하면서 기존 통신방식에 의해 1394의 QoS를 떨어뜨리는 일을 방지한다. 결과적으로 같은 애프리케이션에서 같은 가격대의 이더넷보다 우수한 성능을 구현한다.

Claims (6)

  1. 네트웍 계층을 포함하는 상위계층의 IEEE 1394 시리얼 버스를 통한 데이터 전송을 위한 정합방법에 있어서,
    (a) 상위 계층에서 IEEE 1394 시리얼 버스로 전송되는 데이터가 IEEE 1394 시리얼 버스가 인식할 수 있는 소정의 노드로 소정 분량 이상으로 소정 시간 계속해서 전송되는 스트림 데이터인지를 검사하는 단계;
    (b) 상기 검사결과, 스트림 데이터로 판단되면 IEEE 1394 시리얼버스의 채널을 할당받아 전송데이터를 전송하는 단계; 및
    (c) 상기 검사결과, 스트림 데이터가 아닌 것으로 판단되면 채널을 할당하지 않고 IEEE 1394 가 지원하는 비동기 전송방식으로 전송하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 상위 계층 데이터 전송을 위한 상위 프로토콜과 IEEE 1394 버스 정합 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 검사결과, 스트림데이터로 판단되면 전송데이터의 목적지 주소 및 상기 할당받은 채널정보를 저장하는 단계; 및
    다음에 전송할 데이터가 스트림 데이터이면 상기 스트림 데이터의 목적지 주소가 상기 저장된 전송데이터와 같으면 상응하는 채널로 데이터를 전송하는 단계를 더 구비함을 특징으로 하는 상위 계층 데이터 전송을 위한 상위 프로토콜과 IEEE 1394 버스 정합 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 (a) 단계의 소정 분량 데이터는
    시간당 패킷수에 의해 결정됨을 특징으로 하는 상위 계층 데이터 전송을 위한 상위 프로토콜과 IEEE 1394 버스 정합 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 (a) 단계의 소정 분량 데이터는
    시간당 바이트 수에 의해 결정됨을 특징으로 하는 상위 계층 데이터 전송을 위한 상위 프로토콜과 IEEE 1394 버스 정합 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 (b)단계는
    스트림 데이터가 등시성 스트림 데이터 또는 비동기 스트림 데이터인지 판단하는 단계;
    등시성 스트림 데이터이면 채널 및 대역폭을 할당하여 데이터를 전송하고, 비동기 스트림 데이터이면 채널을 할당하여 데이터를 전송하는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 상위 계층 데이터 전송을 위한 상위 프로토콜과 IEEE 1394 버스 정합 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 (a)단계의 스트림데이터 검사는
    소정 분량 이하라도 일정한 노드로 소정 시간 계속해서 전송되면, 스트림 데이터로 판단하는 단계를 더 구비함을 특징으로 하는 상위 계층 데이터 전송을 위한 상위 프로토콜과 IEEE 1394 버스 정합 방법.
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