KR100356015B1 - 브로드캐스트 패킷에 의한 블록킹을 줄이기 위한 패킷스위치 시스템 - Google Patents

브로드캐스트 패킷에 의한 블록킹을 줄이기 위한 패킷스위치 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 브로드캐스팅 패킷과 같이 점 대 다중점 스위칭 동작시 발생하는 블록킹의 문제를 해결하기 위한 패킷 스위치 시스템의 구조에 관한 것이다.
본 발명의 패킷 스위치 시스템은 유니캐스트 패킷과 브로드캐스트/멀티캐스트 패킷의 스위칭 경로를 분리하여 유니캐스트 패킷은 자신의 목적지에 따라서 스위치의 패브릭을 통하여 스위칭 하고, 브로드캐스트 패킷들은 스위치 패브릭에서 브로드캐스트 패킷들을 위하여 별도의 할당된 스위칭 경로로 스위칭 한다. 브로드캐스트 패킷들을 위한 별도의 스위칭 경로는 버스형태로 모든 출력포트 모듈에 연결되어져 있으며, 출력포트 모듈에서는 유니캐스트용 버퍼와 브로드캐스트용 버퍼를 분리하여 패킷들을 저장하여 처리한다. 출력포트 모듈에 분리되어 저장되어 있는 패킷들은 데이터의 송신을 위한 패킷 포워딩 기능부에 의하여 제어 관리된다. 그리고 입출력포트 모듈 포워딩 기능부의 신호버스는 처리되는 신호에 따라 분리하여 구성된다. 따라서, 본 발명의 패킷 스위치 시스템 구조는 브로드캐스트/멀티캐스트 패킷에 대한 스위칭 동작 시 스위치의 블록킹을 줄일 수 있으며, 한 슬롯시간에 브로드캐스트 패킷과 유니캐스트 패킷이 처리하므로 스위치 효율을 높일 수 있다. 또한 분리 구성되는 입출력포트 모듈 포워딩 기능부의 버스 구조는 낮은 내부 신호 용량으로 와이어 스피드의 스위칭 성능을 얻을 수 있도록 한다.

Description

브로드캐스트 패킷에 의한 블록킹을 줄이기 위한 패킷 스위치 시스템 {Packet switch system structure for reducing to reduce a blocking problem of broadcast packets}
본 발명은 패킷 스위치 시스템에 관한 것으로서, 특히 어드레스 룩업 후 발생한 브로드캐스팅 패킷을 시스템 측면에서 보다 효율적으로 처리하기 위한 패킷 스위치 시스템의 구조에 관한 것이다.
종래 가장 많이 구성되는 공간분할 형태의 패킷 스위치 시스템 구조는 도 1에 나타낸 바와 같이, 다수개의 입력포트 모듈들(11), 스위치 패브릭 모듈(12), 네트워크 프로세싱 모듈(13) 및 다수개의 출력포트 모듈들(14)로 구성되어 있다.
입출력포트 모듈군(11,14)에서는 물리계층과 MAC(Media Access Control) 계층의 접속기능을 수행하고, 패킷 포워딩을 위한 룩업 및 버퍼링 기능을 수행한다. 그리고 입출력포트 모듈들(11, 14)에는 포워딩 기능부를 포함한다.
스위치 패브릭 모듈(12)은 출력포트의 경쟁이 발생하는 경우 스위칭 순서를 결정하는 중재(arbitration) 기능을 수행하고, 스위칭을 위한 스위치 패브릭 연결을 제어 관리하는 기능을 수행한다.
그리고, 네트워크 프로세싱 모듈(13)은 시스템 구성을 위한 데이터 및 각 포트에 대한 관리 기능들을 수행하고 스패닝 트리(spanning tree) 알고리즘, 라우팅 프로토콜 등의 망 관련 기능들을 수행한다.
도 2는 종래 제안된 다른 구조의 패킷 스위치 시스템을 나타낸 것으로, 다수개의 입력포트 모듈들(21), 스위치 패브릭 모듈(22), 네트워크 프로세싱 모듈(23), 다수개의 출력포트 모듈들(24) 및 포워딩 기능 모듈(25)로 구성되어 있다.
도 2의 패킷 스위치 시스템의 구조는 도 1의 일반적인 스위치 시스템 구조와 유사한 구조를 갖는다. 다만 도 1에 나타낸 패킷 스위치 시스템 구조와 다른 점은 입력포트 모듈들(21)에서 포워딩 기능을 수행하는 부분을 별로도 분리하여 포워딩 기능 모듈(25)을 구성하였다는 것이다.
도 1의 시스템 구조는 각 입력포트 모듈(11-1∼11-N)의 포워딩 기능부에서 패킷 포워딩을 위하여 분산된 룩업 기능과 패킷 스케줄링(scheduling) 기능을 수행하지만, 도 2의 시스템 구조는 각 입력포트 모듈(21-1∼21-N)과 분리된 포워딩 기능 모듈(25)에서 중앙 집중형의 패킷 포워딩 기능을 수행한다.
도 2의 시스템 구조에서는 패킷 포워딩 정보를 얻기 위하여 입력포트 모듈1(21-1)에서부터 입력포트 모듈N(21-N)까지의 모든 입력포트 모듈들(21)로 입력되는 패킷들을 포워딩 기능 모듈(25)로 보내주고, 포워딩 기능 모듈(25)은 모든 입력포트 모듈들(21)로부터 수신한 패킷들을 분석하여 얻어진 포워딩 정보를 다시 각 입력포트 모듈(21-1∼21-N)로 보내주어 입력포트 모듈들(21)에 있는 패킷들이 스위칭 되도록 한다.
상기와 같은 패킷 스위치 시스템 구조들에서 패킷 스위치의 기본동작은 점대점(point to point) 전송을 전제로 하고 있으나 정확하게 목적지 포트(destination port)를 확인하지 못하는 경우 브로드캐스트 동작을 수행하게 된다. 이와 같은 브로드캐스트 동작을 줄이기 위하여 기존의 패킷 스위치 시스템에서는 패킷의 목적지를 확인하는 룩업 기법의 다양한 알고리즘을 통하여 가능한 한 패킷의 출력 포트 경로를 확인하여 브로드캐스팅 동작을 줄이고자 하였다. 이러한 어드레스 룩업 기능으로 브로드캐스트 패킷의 확률을 줄이고 스위칭의 속도를 향상 시키기 위한 알고리즘으로는 Trie 알고리즘, 이진 검색(binary search) 방법, CAM(Content Addressable Memory) 등이 있다.
또한 스위치 패브릭에서는 브로드캐스트 스위칭 동작 방법을 달리하여 브로드캐스팅에 의한 블록킹을 줄이고자 하였다.
스위치 시스템에 있어서 브로드캐스트 패킷에 대한 종래의 스위칭 동작 방법으로는 동시 스위칭에 의한 방법과 점대점 스위칭에 의한 방법이 있다. 동시 스위칭 방식은 임의의 입력포트로 브로드캐스트 패킷이 입력되는 경우 모든 출력포트로 스위칭이 가능할 때까지 기다려 한 슬롯시간동안에 모든 출력포트로 패킷을 스위칭하는 방법이다.
그리고, 점대점 방식은 동시 스위칭 방식보다는 좀더 효율적인 브로드캐스트 패킷의 스위칭 방식으로 임의의 입력포트로 브로드캐스트 패킷이 입력되는 경우 입력된 패킷을 모든 입력포트로 복사하여 각 출력포트로 유니캐스트 패킷처럼 점대점 방식으로 전송을 하는 방법과, 입력된 포트에서 브로드캐스트 패킷을 저장하면서 출력포트로 스위칭이 가능할 경우, 그 가능한 출력포트들로 브로드캐스트 패킷을 스위칭하는 방법이 있다.
이들 스위칭 방법에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
도 3은 도 1 및 도 2의 시스템 구조에서 브로드캐스트 패킷에 대한 브로드캐스팅 동작을 수행하는 경우, 스위치 패브릭에서 동시 스위칭에 의하여 브로드캐스트 패킷을 스위칭하는 방법의 동작 상태를 나타낸 것이다.
여기서, 입력포트 모듈1(31-1)에 입력된 패킷이 브로드캐스팅 되어야 하는 경우 스위치 패브릭 모듈(32)의 브로드캐스트 동작은 모든 출력포트 모듈들(33)로 동시에 스위칭이 가능한 시점을 찾거나, 아니면 다른 모든 입력포트 모듈(31-2∼32-N)에 입력되는 패킷들을 블록킹 상태로 만들고 난 후 입력포트모듈1(31-1)에 입력된 브로드캐스트 패킷을 한 슬롯시간 동안 모든 출력 포트로 스위칭 시켜야 한다.
이와 같은 스위칭 방식은 입력포트 모듈1(31-1)로 입력된 브로드캐스트 패킷을 한 슬롯안에 처리할 수 있으나 다른 입력포트 모듈들(31-2∼32-N)로 입력되는 패킷들에 대하여 강제적으로 블록킹을 만들게 된다.
도 4는 동시 스위칭 방식보다는 효율적인 점대점 스위칭에 의한 브로드캐스트 패킷 스위칭 방법을 나타낸 것이다.
점대점 스위칭 방법은 입력포트모듈1(41-1)로 입력된 브로드캐스트 패킷을 입력된 포트모듈에 저장하고 있다가 스위칭이 가능한 출력포트 모듈들로 패킷을 스위칭하는 것이다.
입력포트모듈1(41-1)에 입력된 패킷이 브로드캐스팅 되어야 하는 경우, 브로드캐스트 패킷에 대하여 스위칭이 가능한 출력포트모듈을 확인하여 한 슬롯시간에 확인된 출력포트모듈로 스위칭 동작을 시도하게 된다.
예를 들어, 입력포트모듈1(41-1)에 브로드캐스트 패킷이 입력된 시점에서 출력포트 모듈1 및 3(43-1, 43-3)만이 스위칭 가능하다면, 한 슬롯시간 동안 이들 출력포트 모듈에 대해서 브로드캐스트 패킷에 대한 스위칭을 수행한다.
그리고, 다시 스위칭 가능한 출력포트 모듈을 확인하고, 출력포트 모듈2 및 N(43-2, 43-N)이 스위칭 가능하다면 마찬가지로 이들 출력포트 모듈에 대해서만 브로드캐스트 패킷에 대한 스위칭을 수행한다. 이런식으로 모든 출력포트 모듈들(43)에 대해 브로드캐스트 패킷이 전송될 때까지 반복 수행된다.
이러한 스위칭 방법은 입력포트 모듈1(41-1)로 입력된 브로드캐스트 패킷에 대하여 스위치 패브릭에서 스위칭 동작을 여러 번 수행하게 되며, 최대 스위칭 회수는 출력포트수와 동일하게 N번이 된다.
때문에, 이 경우 역시 입력포트 모듈1(41-1)은 브로드캐스트 패킷에 의하여 HOL(Head Of Line) 블록킹이 발생하게 된다. 따라서 스위치 시스템에서 브로드캐스트 패킷은 블록킹의 직접적인 원인이 되며, 스위치 시스템의 성능 저하가 발생하게 된다.
특히, 기가비트 이더넷 스위치 시스템과 같이 고속으로 트래픽을 라우트 할 수 있는 능력이 요구는 패킷 스위치 시스템은 브로드캐스트 패킷의 브로드캐스팅 동작을 줄일 수 있는 시스템 설계 기술이 요구된다. 네트웍 상에서 브로드캐스팅 동작을 줄이기 위하여 태그 VLAN(tag Virtual Local Area Network)의 방법등에 의한 멀티캐스트 구성방안을 제시하고 있다. 그러나 멀티캐스트 상황이 발생하는 경우도 스위치 시스템에서는 한 입력 포트가 한 슬롯시간 동안 여러 출력포트의 스위치 패브릭을 점유하게 되므로 HOL의 블로킹이 발생하게 되는 문제점이 여전히 존재한다.
본 발명은 상기한 바와 같은 브로드캐스트 패킷으로 인해 발생하는 종래의문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 패킷 스위치 시스템에서 유니캐스트 패킷과 브로드캐스트/멀티캐스트 패킷의 스위칭 경로를 분리함으로써 브로드캐스트 패킷에 의한 브로드캐스팅 동작을 줄일 수 있는 패킷 스위치 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 와이어 스피드의 패킷 스위치 시스템을 구현할 수 있는 입출력포트 모듈 포워딩 기능부의 신호버스 구조를 제공하는 데 있다.
도 1은 종래 패킷 스위치 시스템 구조의 일 예시도
도 2는 종래 패킷 스위치 시스템 구조의 다른 예시도
도 3은 동시 스위칭에 의한 브로드캐스트 패킷 스위칭 방법을 나타낸 도
도 4는 점대점 스위칭에 의한 브로드캐스트 패킷 스위칭 방법을 나타낸 도
도 5는 본 발명에 의한 패킷 스위치 시스템의 구조도
도 6은 본 발명에 의한 입력포트 모듈 포워딩 기능부의 구조도
도 7은 본 발명에 의한 출력포트 모듈 포워딩 기능부의 구조도
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
11, 21, 31, 41, 51 : 입력포트 모듈들
12, 22, 32, 42, 52 : 스위치 패브릭 모듈
13, 23, 53 : 네트웍 프로세싱 모듈
14, 24, 34, 44, 54 : 출력포트 모듈들
61 : MAC 기능부 62 : 수신 포워딩 기능부
63 : 입력 버퍼 64 : 수신 프레임 제어기
65 : D-bus 66 : R-bus
67 : CPU 인터페이스부 71 : MAC 기능부
72 : 버스 셀렉터 73 : 송신 포워딩 기능부
74 : 유니캐스트 버퍼 75 : 브로드캐스트 버퍼
76 : 유니캐스트 프레임 처리기 77 : 브로드캐스트 프레임 처리기
78 : R-bus 79 : U-bus
80 : M-bus 81 : CPU 인터페이스부
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 패킷 스위치 시스템은, 유니캐스트 패킷과 브로드캐스트/멀티캐스트 패킷을 분리하여 처리할 수 있도록 종래의 스위칭 경로와는 별도로 브로트캐스트 패킷을 전송하는 브로드캐스트 경로를 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한 패킷 스위치 시스템의 입력포트 모듈 수신 포워딩 기능부의 신호버스를 데이터 패킷의 경로와 제어신호의 경로를 분리하여 구성하고, 출력포트 모듈 송신 포워딩 기능부의 신호버스는 유니캐스트 패킷과 브로드캐스트 패킷의 경로를 분리하는 한편 그 메모리 버퍼도 분리하여 독립적으로 패킷을 처리하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 5는 본 발명에서 제안된 패킷 스위치 시스템의 구조도 이다.
도면에서 보듯이, 물리계층과 MAC 계층의 접속기능을 수행하고, 패킷 포워딩을 위한 룩업 및 버퍼링 기능을 수행하는 다수개의 입출력포트 모듈들(51, 54)과; 출력포트의 경쟁이 발생하는 경우 스위칭 순서를 결정하는 중재 기능을 수행하고, 스위칭을 위한 스위치 패브릭 연결을 제어 관리하는 기능을 수행하는 스위치 패브릭 모듈(52)과, 시스템 구성을 위한 데이터 및 각 포트에 대한 관리 기능들을 수행하고 스패닝 트리 알고리즘, 라우팅 프로토콜 등의 망 관련 기능들을 수행하는 네트웍 프로세싱 모듈(53)로 구성된 패킷 스위치 시스템에 있어서, 브로드캐스트/멀티캐스트 패킷의 스위칭을 위한 상기 스위치 패브릭 모듈(52)과 모든 출력포트 모듈(54)에 버스형태로 연결되는 브로드캐스트 경로(Broadcast Path : 55)를 포함하여 구성된다.
이와 같은 구성을 갖는 패킷 스위치 시스템에서 각 입력포트 모듈(51-1∼51-N)은 입력된 패킷에 대한 어드레스 룩업을 수행하고 그 결과 정확하게 목적지 포트를 확인하지 못하는 경우 브로드캐스트 동작을 수행하게 된다.
이 때 브로드캐스트 패킷은 스위치 패브릭 모듈(52)에서 브로드캐스트 경로(55)로 스위칭 되고, 모든 출력포트 모듈들(54)은 브로드캐스트 경로(55)의 버스를 통하여 패킷들을 수신하게 된다. 이 경우 브로드캐스트 패킷이 입력된 입력포트 모듈은 브로드캐스트 패킷을 유니캐스트 패킷처럼 처리함으로써 브로드캐스트 패킷에 의하여 스위칭 시 발생하는 블록킹 문제를 해결할 수 있다.
만약 복수개의 입력포트 모듈에서 브로드캐스트 패킷의 스위칭이 요구되는 경우에는 스위치 패브릭 모듈(52)의 중재에 의하여 순차적으로 패킷을 브로드캐스트 경로(55)로 전송하게 된다.
본 발명의 스위치 시스템의 구조에서 스위치 패브릭 모듈(52)은 종래의 스위칭 경로(switching path)와 별도의 브로드캐스트 경로(55)를 가지므로 모든 출력포트 모듈들(54)의 버퍼 구조는 스위칭 경로를 통하여 전송되는 유니캐스트 패킷들을 처리하기 위한 유니캐스트 버퍼와 브로드캐스트 경로(55)를 통하여 전송되는 브로드캐스트 및 멀티캐스트 패킷을 처리하기 위한 멀티캐스트 버퍼로 나뉘어져 있다.
도 6은 도 5의 입력포트 모듈에서 패킷 포워딩 기능을 수행하는 포워딩 기능부의 기능블록 및 신호버스의 구조도 이다.
도면에서 보듯이, 포워딩 기능부는 제2계층 프레임을 처리하는 MAC 기능부(61)와; 입력데이터의 룩업 및 포워딩 테이블을 관리 제어하는 수신 포워딩 기능부(62)와; 입력 패킷들을 저장하는 입력 버퍼(63); 스위치 패브릭 모듈(52)과 스위칭 정보를 송수신하는 수신 프레임 제어기(64) 및 네트웍 프로세싱 모듈(53)과의 인터페이스를 위한 CPU 인터페이스부(67)로 구성된다.
그리고, 입력포트 모듈의 포워딩 기능부에서 각 기능 블록간에 신호전달을 위한 신호버스는 MAC 기능부(61)에서 수신한 입력 패킷을 입력 버퍼(63)와 수신 포워딩 기능부(62) 및 수신 프레임 제어기(64)로 전달하는 D-bus(65)와, 수신 포워딩 기능부(62)의 룩업 데이터와 패킷 내 IP 헤더 정보를 수신 프레임 제어기(64)로 전달하기 위한 R-bus(66)로 분리하여 구성하였다.
이러한 구조에서 D-bus(65)는 순수 데이터 패킷을 읽기/쓰기(read/write) 하는 경우에만 이용되고, 제어와 관련된 신호들을 처리하지 않는다.
다시말해, 수신 포워딩 기능부(62)의 신호버스가 데이터 패킷의 경로인 D-bus(65)와 제어신호의 경로인 R-bus(66)로 분리되어 있어 데이터 신호와 제어신호 들간의 버스 사용권에 대한 인터럽트가 발생하지 않는다. 따라서 버스의 전송속도가 최소 2배의 속도를 갖게 되면 와이어 스피드의 스위칭이 가능하게 되므로, 데이터 신호와 제어 신호를 동일 버스로 사용하는 경우보다 내부용량이 줄어들게 된다.
도 7은 도 5의 출력포트 모듈에서 패킷 포워딩 기능을 수행하는 포워딩 기능부의 기능블록 및 신호버스의 구조도 이다.
도면에서, 출력포트 모듈의 포워딩 기능부는 제2계층 프레임을 생성하는 MAC기능부(71)와; 유니캐스트 패킷과 브로드캐스트/멀티캐스트 패킷 중 송신하고자 하는 패킷을 선택하는 버스 셀렉터(72)와; 송신할 데이터의 룩업 및 포워딩 테이블을 관리 제어하는 송신 포워딩 기능부(73)와; 송신할 유니캐스트 패킷들을 저장하는 유니캐스트 버퍼(74)와; 송신할 브로드캐스트/멀티캐스트 패킷들을 저장하는 브로드캐스트 버퍼(75)와; 스위치 패브릭 모듈(52)로부터 유니캐스트 패킷을 수신하고 유니캐스트 패킷들의 스위칭 관련 정보를 송수신하는 유니캐스트 프레임 처리기(76)와; 스위치 패브릭 모듈(52)로부터 브로드캐스트/멀티캐스트 패킷을 수신하고 브로드캐스트/멀티캐스트 패킷들의 스위칭 관련 정보를 송신 포워딩기능부(73)에 송수신하는 브로드캐스트 프레임 처리기(77); 및 네트웍 프로세싱 모듈(53)과의 인터페이스를 위한 CPU 인터페이스부(81)로 구성된다.
또한 상기 브로드캐스트 프레임 처리기(77)는 필터링 기능이 존재 하는데, 이 기능은 스위치 패브릭 모듈의 브로드캐스트 경로(55)의 버스를 통하여 출력포트 모듈(54)로 도착한 멀티캐스트 패킷에 대하여 받아들일 것인지 아닌지를 판단한다.수신된 브로드캐스트 패킷이 자신의 입력포트에서 보낸 것인지를 확인하여 자신이 보낸 것이면 패킷을 버리는 기능을 수행한다.
그리고, 출력포트 모듈의 포워딩 기능부에서 각 기능 블록간에 신호전달을 위한 신호버스의 구성은 유니캐스트용 데이터 패킷의 처리를 위한 U-bus(79)와 브로드캐스트용 데이터 패킷의 처리를 위한 M-bus(80) 및 멀티레이어 동작을 수행하는 경우에 제3계층 스위치 동작 시 IP 신호 제어를 위한 R-bus(78)가 있다.
이와 같이 구성되는 출력포트 모듈의 포워딩 기능부에서는 서로 다른 스위칭 경로를 통하여 유니캐스트 프레임 처리기(76)와 멀티캐스트 프레임 처리기(77)에 도착되는 패킷들이 독립적으로 송신 포워딩 기능부(73)의 제어에 의하여 유니캐스트 버퍼(74)와 브로드캐스트 버퍼(75)로 저장된다. 이후 유니캐스트 버퍼 (74)와 멀티캐스트 메모리(75)에 저장된 패킷은 송신 포워딩 기능부(73)의 스케줄링에 의하여 버스 셀렉터(72)를 통해 MAC 기능부(71)로 패킷을 전달하게 된다.
상술한 바와 같은 구조를 갖는 본 발명의 패킷 스위치 시스템은 브로드캐스트 패킷을 위한 별도의 스위칭 경로를 가지므로 브로드캐스트 패킷이나 멀티캐스트 패킷에 대한 스위치 패브릭의 브로드캐스트 스위칭 동작 시 발생하는 HOL에 대한 블록킹을 줄일 수 있다.
또한 본 발명의 시스템 구조에 따라 설계된 입출력포트 모듈의 포워딩 기능부의 신호버스 구조는 데이터 패킷의 경로와 제어신호의 경로를 분리하므로 데이터 신호와 제어신호 들간의 버스 사용권에 대한 인터럽트가 발생하지 않는다. 따라서 버스의 전송속도가 최소 2배의 속도를 갖게 되면 낮은 내부 신호 용량으로 와이어 스피드의 스위칭 성능을 얻을 수 있다.
게다가, 출력포트 모듈 송신 포워딩 기능부의 신호버스 구조는 유니캐스트 패킷과 브로드캐스트 패킷의 경로 및 메모리 버퍼를 분리하여 독립적으로 패킷을 처리하므로 한 슬롯시간에 2개의 패킷을 처리할 수 있어 스위칭 효율을 높일 수 있으며, 브로드캐스트 패킷으로 인하여 발생되는 HOL 블록킹을 최소화 하는 효과가 있다.
이상에서 본 발명에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

Claims (5)

  1. 물리계층과 MAC 계층의 접속기능을 수행하고, 패킷 포워딩을 위한 룩업 및 버퍼링 기능을 수행하는 다수의 입,출력포트 모듈(51, 54), 상기 출력포트 모듈(54)의 경쟁이 발생하는 경우에 스위칭 순서를 결정하는 중재 기능을 수행하고, 스위칭을 위한 스위치 패브릭 연결을 제어 관리하는 스위치 패브릭 모듈(52)과, 시스템 구성을 위한 데이터 및 각 포트에 대한 관리 기능을 수행하고 스패닝 트리 알고리즘, 라우팅 프로토콜 등의 망 관련 기능을 수행하는 네트웍 프로세싱 모듈(53)을 포함하는 패킷 스위치 시스템에 있어서,
    상기 스위치 패브릭 모듈(52)과 상기 다수의 출력포트 모듈(54) 각각에 버스 형태로 연결되고 브로드캐스트/멀티캐스트 패킷의 스위칭을 위한 브로드캐스트 경로(55)와,
    상기 스위치 패브릭 모듈(52)과 상기 다수의 출력포트 모듈(54) 각각에 연결되고 유니캐스트 패킷의 스위칭을 위한 스위칭 경로를 포함하며,
    상기 입력 포트부(51)는 상기 물리계층과 MAC 계층을 통해 유니캐스트 패킷과 브로드캐스트/멀티캐스트 패킷을 수신하여 상기 스위치 패브릭부(52)로 전달하고,
    상기 스위치 패브릭부(52)는 다수의 입력 포트부(51)로부터 브로드캐스트/멀티캐스트 패킷이 입력되면 상기 브로드캐스트 경로(56)로 전송하고, 상기 유니캐스트 패킷이 입력되면 상기 스위칭 경로로 전달하여 동시에 두 패킷의 스위칭이 가능하게 하고,
    각 출력포트 모듈(54)은 상기 스위칭 경로를 통해 유니캐스트 패킷만을 수신하고 수신 패킷의 스위칭 관련 정보를 송수신하는 유니캐스트 프레임처리기, 상기 유니캐스트 프레임 처리기에 연결되고 송신할 유니캐스트 패킷만을 저장하는 유니캐스트 버퍼, 상기 브로드캐스트 경로를 통해 브로드캐스트/멀티캐스트 패킷만을 수신하고 수신 패킷의 스위칭 관련 정보를 송수신하는 브로드캐스트 프레임 처리기와, 상기 브로드캐스트 프레임 처리기에 연결되고 송신할 브로드캐스트/멀티캐스트 패킷만을 저장하는 브로드캐스트 버퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 스위치 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 입력포트 모듈들(51)은 각각 제2계층 프레임을 처리하는 MAC 기능부(61)와; 입력데이터의 룩업 및 포워딩 테이블을 관리 제어하는 수신 포워딩 기능부(62)와; 입력 패킷들을 저장하는 입력 버퍼(63)와; 스위치 패브릭 모듈(52)과 스위칭 정보를 송수신하는 수신 프레임 제어기(64); 및 네트웍 프로세싱모듈(53)과의 인터페이스를 위한 CPU 인터페이스부(67)로 구성되는 포워딩 기능부를 포함하며,
    상기 포워딩 기능부의 각 기능 블록간 신호전달을 위한 신호버스는, MAC 기능부(61)에서 수신한 입력 패킷을 입력 버퍼(63), 수신 포워딩 기능부(62) 및 수신 프레임 제어기(64)로 전달하는 D-bus(65)와; 수신 포워딩 기능부(62)의 룩업 데이터와 패킷 내 IP 헤더 정보를 수신 프레임 제어기(64)로 전달하는 R-bus(66)로 분리 구성되는 것을 특징으로 하는 패킷 스위치 시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 출력포트 모듈들(54)은 각각 제2계층 프레임을 생성하는 MAC기능부(71)와; 유니캐스트 패킷과 브로드캐스트/멀티캐스트 패킷 중 송신하고자 하는 패킷을 선택하는 버스 셀렉터(72)와; 송신할 데이터의 룩업 및 포워딩 테이블을 관리 제어하는 송신 포워딩 기능부(73)와; 송신할 유니캐스트 패킷들을 저장하는 유니캐스트 버퍼(74)와; 송신할 브로드캐스트/멀티캐스트 패킷들을 저장하는 브로드캐스트 버퍼(75)와; 스위치 패브릭 모듈(52)로부터 유니캐스트 패킷을 수신하고 유니캐스트 패킷들의 스위칭 관련 정보를 송수신하는 유니캐스트 프레임 처리기(76)와; 스위치 패브릭 모듈(52)로부터 브로드캐스트/멀티캐스트 패킷을 수신하고 브로드캐스트/멀티캐스트 패킷들의 스위칭 관련 정보를 송신 포워딩 기능부(73)에 송수신하는 브로드캐스트 프레임 처리기(77) 및 네트웍 프로세싱 모듈(53)과의 인터페이스를 위한CPU 인터페이스부(81)로 구성되는 포워딩 기능부를 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 스위치 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 브로드캐스트 프레임 처리기(77)는 수신된 브로드캐스트/멀티캐스트 패킷이 자신의 입력포트에서 보낸 것인지를 확인하여 자신이 보낸 것이면 패킷을 버리는 필터링 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 패킷 스위치 시스템.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 포워딩 기능부의 각 기능 블록간에 신호전달을 위한 신호버스는 유니캐스트용 데이터 패킷의 처리를 위해 상기 버스 셀렉터(72), 유니캐스트 버퍼(74) 및 유니캐시스트 프레임 처리기(76)를 연결하는 U-bus(79)와; 브로드캐스트용 데이터 패킷의 처리를 위해 상기 버스 셀렉터(72), 브로드캐스트 버퍼(75) 및 브로드캐스트 프레임 처리기(76)를 연결하는 M-bus(80); 및 멀티레이어 동작을 수행하는 경우에 제3계층 스위치 동작 시 IP 신호 제어를 위해 상기 송신 포워딩 기능부(73), 유니캐스트 프레임 처리기(76) 및 브로드캐시트 프레임 처리기(77)을 연결하는 R-bus(78)로 분리 구성되는 것을 특징으로 하는 패킷 스위치 시스템.
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