KR100461698B1 - 이기종 프로토콜간 상호 데이터 전송을 위한 공통 주소 및주소 테이블 방법과 그 구조 - Google Patents

이기종 프로토콜간 상호 데이터 전송을 위한 공통 주소 및주소 테이블 방법과 그 구조 Download PDF

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Abstract

본 발명은 IP, Bluetooth, IEEE1394, LonTalk 등의 다양한 프로토콜을 수용하여 이들간의 상호 통신이 가능하도록 하는 공통 프로토콜 계층에서 각 프로토콜간 서로 다른 주소를 인식하기 위한 공통 주소 및 주소 테이블을 부여하는 방법과 그 구조에 관한 것이다.
본 발명의 이기종 프로토콜간 상호 데이터 전송을 위한 공통 주소 방법은 소스코딩기법 및 전송속도를 달리하는 적어도 두개 이상의 통신망을 갖는 홈 네트워크 시스템에서의 다양한 프로토콜을 수행하여 이들간의 상호 통신이 가능하도록 하는 공통 프로토콜 계층에서 각 프로토콜간 서로 다른 주소를 인식하기 위한 방법으로서, 어떠한 프로토콜 네트워크인지를 나타내는 정보를 포함하는 도메인 주소화 단계; 네트워크내의 장치 용도를 나타내는 정보를 포함하는 장치용도 주소화 단계; 네트워크내의 종류를 나타내는 정보를 포함하는 장치종류 주소화 단계; 네트워크내의 모든 장치들에 할당된 고유번호 정보를 포함하는 장치 고유번호화 단계; 및 상기 단계들을 하나의 주소로 만드는 통합화 단계를 포함하여 이루어짐에 기술적 특징이 있다.
또한 본 발명의 이기종 프로토콜간 상호 데이터 전송을 위한 공통 주소 구조는 소스코딩기법 및 전송 속도를 달리하는 적어도 두개 이상의 통신망을 갖는 홈 네트워크 시스템에서의 다양한 프로토콜을 수용하여 이들간의 상호 통신이 가능하도록 하는 공통 프로토콜 계층에서 각 프로토콜간 서로 다른 주소를 인식하기 위한구조로서, 어떠한 프로토콜 네트워크인지를 나타내는 정보를 포함하는 도메인 주소(domain address); 네트워크내의 장치 용도를 나타내는 정보를 포함하는 장치용도 주소(category address #1); 네트워크내의 장치 종류를 나타내는 정보를 포함하는 장치종류 주소(category address #1); 및 네트워크내의 모든 장치들에 할당된 고유번호 정보를 포함하는 장치 고유번호(device ID)로 구성되어짐에 기술적 특징이 있다.
따라서, 본 발명의 이기종 프로토콜간 상호 데이터 전송을 위한 공통 주소 및 주소 테이블 방법 및 그 구조는 다양한 프로토콜 네트워크내의 장치들간에 공통 주소를 사용하여 데이터 전송을 함으로써 프로토콜간 호환성이 증대될 수 있는 효과가 있으며, 어플리케이션 계층 또는 하위 공통 계층에서의 공통 주소를 사용함으로써 기존 프로토콜 계층간의 주소 변환 없이 어플리케이션 프로그램만으로 상호 통신이 가능하고, 서로 다른 네트워크내의 장치가 현재 동작중인지 여부와 새로운 장치가 설치되었는지 여부를 쉽게 알 수 있는 장점이 있으며, 공통 주소만으로도 어떠한 프로토콜을 사용하는 어떠한 성격의 어떠한 장비인지를 판단할 수 있는 장점이 있고, 또한 물리 주소와 공통 주소간에 빠른 매핑을 지원하는 주소 테이블 구조를 갖는 장점이 있다.

Description

이기종 프로토콜간 상호 데이터 전송을 위한 공통 주소 및 주소 테이블 방법과 그 구조 {Methods of common address and address table for transferring data between different network protocols and architectures thereof}
본 특허출원은 (이기종 프로토콜과 멀티미디어 데이터의 통합처리 방법 및장치) 명칭의 2002년 9월 18일 출원한 대한민국 출원특허 제10-2002-0056725호에 관련된 것이다.
본 발명은 이기종 프로토콜간 상호 데이터 전송을 위한 공통 주소 및 주소 테이블 방법과 그 구조에 관한 것으로, 보다 자세하게는 홈 네트워킹의 댁내망과 외부망의 프로토콜로서 또는 다양한 프로토콜간에 원활한 데이터 통신을 위한 공통 프로토콜 구조에서 사용할 수 있는 공통 주소 방법과 각 프로토콜별 물리 주소와의 변환을 위한 주소 테이블 방법에 관한 것이며, 또한 그들의 구조에 관한 것이다.
최근 인터넷 이용의 필요성이 대두되면서 이용인구가 급속도로 신장하고 있으며, 각 가정에 급속도로 초고속 통신망이 보급되고 있다. 그리고 이러한 흐름에 발맞추어 기업들은 가정 내에서 가전기기를 통해 인터넷을 이용할 수 있도록 네트워크 통신 기능이 추가된 디지털 정보가전기기(이하 가정 정보기기라 한다.)를 다양하게 출시하고 있다.
이처럼 가정 내에서 사용되어지는 가정 정보기기들이 통신 기능이 부여되어 정보 단말기화 됨에 따라 가전기기 상호간에 그리고 가전기기와 가정 내의 정보 단말기 상호간에 통신이 가능하도록 구성된 망을 홈 네트워크(home network)로 정의할 수 있으며, 다른 명칭으로는 홈 에어리아 네트워크(home area network)라 할 수 있다.
그러나 위와 같이 홈 네트워크를 실질적으로 구현하기 위해서는 IP, Bluetooth, IEEE1394, LonTalk 등의 다양한 프로토콜을 기반으로 다양한 네트워크 프로토콜이 이용되는데, 실제 가정 내의 정보기기 이용자들에게 프로토콜들을 이해하고 네트워크를 구성하도록 하는 것은 그리 간단한 일이 아니다.
또한 일반 가정에서는 인터넷 서비스 제공자(Internet Service Provider: 이하 ISP라 한다.)로부터 인터넷 상에서 통용되기 위한 고유의 주소를 인터넷 접속시 마다 매번 다르게 부여받아 이용하는 경우가 많은데, 이러한 경우에는 외부에서 홈 네트워크로 접근할 수가 없다는 문제점이 있다.
다시 말하여 우리가 일반적으로 사용하고 있는 인터넷 통신이란 전세계적으로 통신망을 통해 연결된 각 컴퓨터들이 상호 공통된 규약에 의해 데이터를 주고받는 것이기 때문에 인터넷에 연결된 각 컴퓨터는 데이터의 송수신을위해 인터넷 상에서 상호 구별되는 고유의 주소를 필요로 하게 된다. 그런데 모뎀을 통해 인터넷에 접속하는 경우에는 ISP에서 제공하는 IP주소가 매번 바뀌게 되므로 외부에서는 바뀐 IP주소를 파악할 수가 없는 것이다. 그렇다고 해서 가정 내의 모든 가정 정보 기기들에게 고유의 IP주소를 부여하기에는 현재의 IP주소 형식으로는 그 수가 턱없이 부족한 형편이다.
이해를 돕기 위해 인터넷에서 원하는 주소를 어떻게 찾아가는지 이하에 간단히 설명해본다.
앞에서 언급한 인터넷 상의 고유 주소는 숫자로 표현하는 방식과 영문자로 표현하는 방식이 있다. 숫자로 된 주소 표현방식은 통신망에서 접속된 통신 장치 사이에 서로 쉽게 찾기 위하여 만들어진 컴퓨터를 위한 주소로 보통 IP주소라 하고, 영문자로 된 주소 표현방식은 사용자들의 편의를 도모하기 위하여 만들어진 주소로 도메인(domain) 이름이라고 한다. 그리고 인터넷에 접속된 각 통신장치는 숫자로 된 주소이거나 영문자로 된 주소이거나 모두 전세계적으로 중복되지 않는 유일한 주소이어야 한다.
먼저 사용자 컴퓨터에서 웹브라우저(Web Browser)를 통해 도메인 이름을 입력하면 웹브라우저는 인터넷을 통해 도메인 네임 서버(DNS)에 도메인 이름에 대응되는 IP주소를 묻게 된다. 그리고 도메인 네임 서버(DNS)에서는 웹브라우저의 요청에 응답하여 자신의 데이터베이스를 검색한 후, 도메인 이름에 대응되는 요청한 IP주소를 제공한다. 그러면 웹브라우저는 응답 받은 IP주소를 이용하여 해당 도메인 이름을 갖는 웹서버(WEB)와 데이터를 주고받을 수 있게 된다.
위와 같이 영문자로 표현된 도메인을 숫자로 표현된 IP주소로 바꿔주는 것을 도메인 네임 시스템(Domain Name System: 이하 DNS라 한다.)이라고 한다. 그리고 인터넷 상에서 자신의 도메인 이름을 다른 사람이 사용할 수 있도록 하기 위해서는 반드시 IP주소와 연관된 도메인 이름이 인터넷 상에서 공인된 DNS 서버에 등록이 되어 있어야 한다.
이와 같이 도메인 네임 서비스를 받기 위해서는 도메인 이름에 대응하는 IP주소가 필요한데, IP주소가 매번 바뀌는 상황에서는 도메인 네임 서비스가 되지 않으므로 외부에서 홈 네트워크에 연결할 수가 없는 것이다.
또한 인터넷에 접속할 때 복수의 네트워크 단말기가 하나의 공인 IP주소를 공유할 수 없다는 점도 홈 네트워크를 구성하는데 있어서는 장애요인이 되고 있다. 또한 가정 내에서 홈 네트워크를 구축하려면 네트워크 구성정보와 여러 서비스 서버들을 이용자가 직접 설정해주어야 하는데 네트워크 관련 지식이 부족한 일반 이용자들이 프로토콜을 이해하고 서버를 구성하는 것은 쉽지 않은 일이라 하겠다.
이와 마찬가지로 모든 홈 네트워크 상에 연결된 장치들은 각 네트워크 상에서 고유한 주소체계를 갖고 있다. 또한 각 네트워크 상에서 고유한 주소들은 상호 호환성이 없으므로 한 네트워크에 있는 장치가 다른 네트워크 상에 있는 장치에 신호를 전달하기 위해서는 홈 게이트웨이 시스템을 이용해야만 한다. 한편 이 홈 게이트웨이 시스템은 한 네트워크의 방식에서 가고자 하는 네트워크의 방식으로 변환하거나 기존의 알려진 한 네트워크의 방식으로 일괄 변화하여 신호를 전달하여 다시 자신의 네트워크 방식으로 변환하는 등의 방법을 사용하였다.
종래에는, 다양한 프로토콜간의 통신을 위한 주소 변환 방법은 프로토콜 변환 과정과 밀접한 관계가 있다. 따라서 프로토콜 변환 방법에 따른 주소 변환 방법은 아래의 3가지로 크게 나누어 볼 수 있다.
첫 번째 종래의 기술로는 1:1 프로토콜 변환시 주소 변환 방법이 있다. 이것은 OSI 7 계층을 기준으로 특정 프로토콜의 특정 계층에서 필요로 하는 주소를 변환하고자 하는 프로토콜의 해당 계층의 주소로 직접 바꾸어 줄 수 있다. 그러나 이 방법은 프로토콜 변환과 마찬가지의 경우의 수가 존재하므로 다양한 프로토콜을 수용해야만 하는 홈 게이트웨이에서 사용하기에는 주소 테이블의 크기가 커지는 등, 변환 작업이 복잡하다.
두 번째는 특정 프로토콜로의 변환시 주소 변환 방법에 관한 것이다. 이것은 m개의 프로토콜 중 어느 특정한 프로토콜을 기준으로 프로토콜 변환을 하게 되면, n개의 프로토콜을 이 중 하나의 기준 프로토콜로 변환하는 방법은 (n-1)개의 변환방법이 필요하고, 마찬가지로 (n-1)개의 주소 변환 방법이 필요하다. 이는 상기 첫 번째의 방법에 비하면 주소 변환시 주소 테이블의 복잡도 또는 크기 측면에서 많은 감소를 보이나, 역시 많은 수의 프로토콜을 변환하기에는 힘들다.
마지막 방법은 오버레이를 이용할시 주소 변환 방법을 사용하는 것이다. 이것은 예를 들면 IP-over-IEEE1394, IP-over-ATM 등이 이에 속한다. 이는 IP라는 프로토콜 위에 IEEE1394 및 ATM의 계층을 올리는 구조로, 특별한 변환은 하지 않지만 각기 다른 프로토콜간의 데이터 교환 방법은 아니다. 즉, IP-over-IEEE1394의 경우 IEEE1394 네트워크내의 장치가 IEEE1394 데이터를 보내면 이를 IP에 실어서 보내고 이를 IP를 통해 다시 받아서 IP 상위의 IEEE1394 계층을 거쳐 IEEE1394 장치가 데이터를 받는 구조이므로 이기종 프로토콜간 데이터 교환이라 할 수 없고 단순히 다른 프로토콜을 거쳐 같은 프로토콜을 사용하는 장치간의 통신이라 할 수 있다. 따라서 특별한 주소 변환이 필요 없다.
그러나, 상기와 같은 종래의 프로토콜 변환 방법에 따른 주소 변환 방법은 주소 변환이 필요한 프로토콜간의 계층 수 및 프로토콜 개수에 비례하는 경우의 수만큼의 주소 변환 방법이 필요하므로 복잡도 및 주소 테이블의 크기가 증가한다.
또한 OSI 7 계층을 기준으로, 각 프로토콜이 가지는 프로토콜 계층 구조 및 각 계층의 역할이 서로 너무 달라서 이들간의 주소 변환시, 복잡도는 각 프로토콜 계층에서 주소 매핑 등에 관련한 패킷(예, ARP와 PING 등)의 구조와 수에 따라 더 복잡해진다는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로, 공통 프로토콜 계층에서 사용할 수 있는 공통 주소 구조를 설계하고 어플리케이션 계층 또는 하위 공통 계층에서의 공통 주소를 사용함으로써 어플리케이션 프로그램만으로 기존 프로토콜 계층간의 주소 변환 없이 상호 통신이 가능한 방법을 제공함에 본 발명의 목적이 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 서로 다른 네트워크내의 장치가 현재 동작중인지 여부와 새로운 장치가 설치되었는지 여부를 쉽게 알 수 있고 공통 주소만으로도 어떠한 프로토콜을 사용하는 어떠한 성격의 어떠한 장비인지를 판단할 수 있도록 하는데 있다.
또한 본 발명의 주소 테이블 방법 및 구조는 각 네트워크상의 물리 주소와 공통 주소(논리 주소)간에 빠른 매핑 지원을 제공함에 본 발명의 목적이 있다.
도 1은 본 발명에서 설계된 공통 프로토콜의 공통 주소 구조도이다.
도 2는 공통 주소의 도메인 주소 구조도이다.
도 3은 공통 주소의 장치용도 주소와 장치종류 주소를 이용한 테이블이다.
도 4는 본 발명의 방법을 사용한 다른 네트워크로의 데이터 전송의 예에 관한 설명도이다.
도 5는 본 발명에서 설계된 주소 테이블의 전체적인 구조도이다.
도 6은 주소 테이블의 외부 메모리 구조도이다.
도 7은 파티션 헤더(Partition Header)의 구조도이다.
도 8은 장치 고유번호(Device ID)를 부여하는 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 공통 주소를 이용한 ARP Request 패킷 구조 예시도이다.
도 10은 본 발명의 공통 주소를 이용한 ARP Response 패킷 구조 예시도이다.
도 11은 ARP Request와 ARP Response의 time-line 예시도이다.
도 12는 본 발명의 공통 주소를 이용한 PING Request 패킷 구조 예시도이다.
도 13은 본 발명의 공통 주소를 이용한 PING Response 패킷 구조 예시도이다.
도 14는 PING Request와 PING Response의 time-line 예시도이다.
도 15는 본 발명의 공통 주소를 이용한 DevAdd 패킷 구조 예시도이다.
도 16은 본 발명의 공통 주소를 이용한 DevDel 패킷 구조 예시도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 도메인 주소(Domain Address)
20 : 장치용도 주소(Category Address #1)
30 : 장치종류 주소(Category Address #2)
40 : 장치 고유번호(Device ID)
50 : 외부 메모리
60 : 주소 테이블 컨트롤러(Address Table Controller)
70 : 홈 스테이션 칩
80 : 장치 개수 저장부(Total # of devices)
90 : 깃발 표시부(Indication Flags)
본 발명의 상기 목적은 소스코딩기법 및 전송 속도를 달리하는 적어도 두개 이상의 통신망을 갖는 홈 네트워크 시스템에서의 다양한 프로토콜을 수용하여 이들간의 상호 통신이 가능하도록 하는 공통 프로토콜 계층에서 각 프로토콜간 서로 다른 주소를 인식하기 위한 구조로서, 어떠한 프로토콜 네트워크인지를 나타내는 정보를 포함하는 도메인 주소(domain address); 네트워크내의 장치 용도를 나타내는 정보를 포함하는 장치용도 주소(category address #1); 네트워크내의 장치 종류를나타내는 정보를 포함하는 장치종류 주소(category address #1); 및 네트워크내의 모든 장치들에 할당된 고유번호 정보를 포함하는 장치 고유번호(device ID)로 구성됨을 특징으로 하는 이기종 프로토콜간 상호 데이터 전송을 위한 공통 주소 구조에 의해 달성된다.
본 발명의 다른 목적은 소스코딩기법 및 전송속도를 달리하는 적어도 두개 이상의 통신망을 갖는 홈 네트워크 시스템에서의 다양한 프로토콜을 수행하여 이들간의 상호 통신이 가능하도록 하는 공통 프로토콜 계층에서 각 프로토콜간 서로 다른 주소를 인식하기 위한 방법으로서, 어떠한 프로토콜 네트워크인지를 나타내는 정보를 포함하는 도메인 주소화 단계; 네트워크내의 장치 용도를 나타내는 정보를 포함하는 장치용도 주소화 단계; 네트워크내의 장치 종류를 나타내는 정보를 포함하는 장치종류 주소화 단계; 네트워크내의 모든 장치들에 할당된 고유번호 정보를 포함하는 장치 고유번호화 단계; 및 상기 단계들을 하나의 주소로 만드는 통합화 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 이기종 프로토콜간 상호 데이터 전송을 위한 공통 주소 방법에 의해 달성된다.
본 발명의 또 다른 목적은 각각의 네트워크 장치들의 공통 주소(논리주소)와 물리 주소간에 빠른 매핑을 지원하기 위한 구조로서, 홈 스테이션 칩셋의 외부 메모리 내에 하나의 주소 공간이 각각의 네트워크 장치의 물리적인 주소를 저장 할 수 있는 주소 테이블 메모리와 각각의 네트워크 장치의 공통 주소(논리 주소)가 전달되면 그에 해당하는 물리 주소를 상기 주소 테이블 메모리에서 찾아주는 주소 테이블 컨트롤러로 구성됨을 특징으로 하는 이기종 프로토콜간 상호 데이터 전송을위한 주소 테이블 구조에 의해 달성된다.
본 발명의 또 다른 목적은 또한 각각의 네트워크 장치들의 공통 주소(논리주소)와 물리 주소간에 빠른 매핑을 지원하기 위한 방법으로서, 홈 스테이션의 외부 인터페이스로부터 홈 스테이션 칩셋의 주소 테이블 컨트롤러에 네트워크 장치의 공통 주소(논리주소)가 인가되는 단계; 인가된 공통 주소로부터 홈 스테이션 칩셋의 외부 메모리에서 해당되는 물리 주소를 포함하는 주소 공간을 찾는 단계; 찾아진 주소공간에서 해당하는 물리 주소를 꺼내는 단계; 및 꺼내어진 물리 주소를 주소 테이블 컨트롤러에 전달하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 이기종 프로토콜간 상호 데이터 전송을 위한 주소 테이블 방법에 의해 달성된다.
본 발명의 상기 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 바람직한 실시 예를 도시하고 있는 도면을 참조한 이하 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다.
먼저, 도 1은 본 발명에서 설계된 공통 프로토콜의 공통 주소 구조도이다.
상기 도 1을 참조하면 본 발명의 공통 주소 구조에서 가장 큰 특징은 이 주소는 공통 프로토콜 계층에서만 이해할 수 있는 주소이고, 공통 프로토콜 계층이 응용(application) 계층 또는 그 하위에 존재하므로 간단한 응용(application)프로그램만으로도 다른 네트워크내에 어떠한 종류의 어떠한 장치가 있는지를 주소 각각의 필드를 보면 명확히 알 수 있다는 점이다.
또한 같은 네트워크내에서 같은 종류의 최대 31개 장치를 구분할 수 있도록 되어 있다는 점이 특징이다.
본 발명의 공통 주소는 도 1과 같이 16-bit를 사용하고, 도메인 주소(Domain Address), 장치용도 주소(Category Address #1), 장치종류 주소(Category Address #2), 및 장치 고유번호(Device ID)의 4개의 필드(field)로 구성된다.
도 2는 공통 주소의 도메인 주소 구조도이다.
상기 도 2를 참조하면 본 발명의 공통 주소의 첫 번째 필드인 도메인 주소는 공통 주소 중 상위 4 bit로 구성된다. 도 2와 같이 각각의 값에 따라 어떠한 프로토콜의 네트워크인지를 알려주는 주소가 된다. 여기서 "0000"은 공통 프로토콜을 지원하는 칩셋 또는 홈 스테이션의 주소가 된다. 따라서 PING, ARP와 같은 공통 프로토콜을 지원하는 홈 스테이션과의 통신을 위한 컨트롤 패킷들은 목적지 주소(Destination Address) 또는 출발지 주소(Source Address)를 "0000"으로 하여야 한다.
도메인 주소(Domain Address)경우 예를 들어 같은 냉장고라고 하더라도 인터넷이 가능한, 즉 이더넷과 연결되어 있는 냉장고가 있는 반면, LonTalk 네트워크에 연결되어 제어가 가능한 냉장고가 있을 수 있다. 상기 실시예에 있어 전자의 도메인 주소(Domain Address)는 "0001", 후자의 경우는 "0100"이 된다.
도 3은 공통 주소의 장치용도 주소와 장치종류 주소를 이용한 테이블이다.
상기 도 3을 참조하면 공통 주소[15:0]중 공통 주소[11:9]의 3 bit를 장치용도 주소(Category Address #1), 공통 주소[8:5]의 4 bit를 장치종류 주소(Category Address #2)라고 한다. 도 3과 같이 분류할 수 있으며, 가장 큰 특징은 장치용도 주소(Category Address #1)는 네트워크내의 장치의 용도를, 장치종류주소(Category Address #2)는 장치의 종류를 나타낸다.
예를 들면 원격검침이 가능한 전기 검침기의 장치용도 및 종류 주소(Category Address)는 "011 0000"이 된다.
또한 장치 고유번호는 공통 주소[15:0] 중 공통 주소[4:0]의 5 bit를 장치 고유번호(Device ID)라고 한다. 이 주소는 공통 프로토콜을 지원하는 홈 스테이션에서 각각의 장치에게 할당해 주는 고유 번호이다. 따라서 조합에 의해 같은 도메인(domain)내에 같은 용도 및 종류의 장치는 32개가 가능하지만 31개만 사용하도록 한다. 이는 주소 테이블 관리를 위해 "00000"은 칩에서 부여하지 않는다.
예를 들어 같은 도메인 주소(Domain Address)와 장치용도 및 종류 주소(Category Address)를 가지는 텔레비전(TV)이 여러 대 있을 수 있기 때문이다. 따라서 이 들의 구분을 위해 장치 고유번호(Device ID)를 사용되어야 한다.
도 4는 본 발명의 방법을 사용한 다른 네트워크로의 데이터 전송의 예에 관한 설명도이다.
상기 도 4를 참조하면 네트워크 A에 있는 AA라는 장치가 네트워크 B에 있는 BA라는 장치에게 데이터를 전송하는 경우이다.
우선 AA 장치의 응용(application) 계층에서 데이터가 생성되고 공통 프로토콜 계층을 거치면서 공통 프로토콜 헤더와 헤더내의 목적지 주소(Destination Address)를 BA장치의 공통 주소로 셋팅한다. 공통 프로토콜 계층은 공통 주소만을 사용하기 때문에 네트워크 B에서 사용되는 장치 BA의 물리 주소를 알 수가 없다. 이렇게 해서 하위 계층으로 내려온 패킷은 연결(link) 계층에서 실제 홈 스테이션칩셋의 외부 인터페이스인 장치 AZ의 물리 주소로 셋팅된 후 물리 계층을 거쳐 장치 AZ에 도달하게 된다.
다음은 장치 AZ에서는 자신에게 온 패킷을 하위 계층부터 차례로 거치면서 공통 프로토콜 계층에 다다르면 preamble이 있는 것을 확인하고는 자신이 처리할 패킷이 아님을 알고 홈 스테이션 칩셋으로 넘겨준다.
홈 스테이션 칩셋에서는 목적지 주소(Destination Address)중 도메인 주소(Domain Address)만을 보고 해당 포트로 스위칭 하여 준다
한편 장치 BA에서는 받은 공통 프로토콜 패킷에 대해 공통 프로토콜 계층 하위 계층을 거치면서 연결(link) 계층을 거칠 때 장치 BA는 이 패킷을 어디로 보내야할지 모른다. 따라서 장치 BZ는 공통 프로토콜 헤더 내에 있는 공통 주소를 실제 물리 계층의 주소로 변환할 수 있어야 한다. 그러기 위해서는 홈 스테이션 칩셋의 외부 인터페이스 모두 공통 주소가 주어졌을 때 이를 보고 대한 물리 주소 테이블을 가지고 있어야 한다. 하지만 이를 위해 모든 외부 인터페이스에서 똑같은 주소 테이블을 관리하기는 리소스의 낭비 및 관리의 어려움이 있다.
따라서 주소 테이블은 홈 스테이션 칩셋에서 관리를 하고 외부 인터페이스로 공통 프로토콜을 전송해줄 때 물리 주소도 같이 전송해 주면 된다.
도 5는 본 발명에서 설계된 주소 테이블의 전체적인 구조도이다.
도 5를 참조하면 주소 테이블의 전체 구조는 도 5와 같이 홈 스테이션 칩셋의 외부 메모리를 사용한다. 이더넷과 블루투스(Bluetooth)의 물리 주소인 6 byte의 MAC 주소를 기준으로, 메모리내의 하나의 주소 공간에 6 byte의 물리 주소를 저장할 수 있는 구조이다.
주소 테이블 메모리에 입력되는 주소는 16 bit 공통 주소 그대로를 실제 메모리의 주소로 사용한다.
즉, 공통 주소를 입력하면 그에 해당하는 물리 주소가 출력되는 구조이다.
도 6은 주소 테이블의 외부 메모리 구조도이다.
상기 도 6을 참조하면 주소 테이블의 세부 구조는 주소 테이블 메모리에 입력되는 실제 주소는 공통 주소를 사용하기 때문에 자연스럽게 메모리의 파티션이 형성된다. 이의 구조는 도 6과 같다.
여기서 파티션이라 함은 16 bit의 공통 주소 중 상위 11 bit인 도메인 주소(Domain Address)와 장치용도 및 종류 주소(Category Address)로 구분되는 파티션이다.
또한 파티션 아이디(Partition ID: 이하 PID라 한다.)는 공통 주소 중 상위 11 bit는 특별히 파티션 아이디(PID)로 정의를 한다. 따라서 하나의 파티션은 5 bit의 장치 고유번호(Device ID)에 의해 32개의 장치 고유번호(Device ID)로 채워진다. 예를 들면 도 6에서 PID = "0001 000 0000"은 이더넷에 연결되어 있는 가정기기 냉장고를 뜻한다.
한편 파티션 헤더의 경우는 앞에서 이미 장치 고유번호(Device ID) "00000"은 부여하지 않는다고 하였다. 이는 주소 테이블에서 파티션에 대한 정보를 담기 위한 공간으로 사용하기 위해서이다. 이를 파티션 헤더라고 정의한다.
모든 파티션 헤더의 주소는 "XXXX XXX XXXX 0000"이 된다. 여기서 "XXXX XXXXXXX"는 파티션 아이디(PID)가 된다.
도 7은 파티션 헤더(Partition Header)의 구조도이다.
상기 도 7을 참조하면 파티션 헤더에 저장되는 정보는 도 7과 같이 동일한 파티션 아이디(PID)를 사용하는 장치의 총 개수를 2 byte로 저장하고, 현재 장치 고유번호(Device ID)의 부여 여부를 알려주는 4 byte의 깃발 표시부(indication flag)로 구성된다. 이는 새로운 장치가 네트워크에 연결되었을 때, 그 장치에 부여할 장치 고유번호(Device ID)를 쉽고 빠르게 찾기 위해서이다.
도 8은 장치 고유번호(Device ID)를 부여하는 흐름도이다.
상기 도 8을 참조하면 새로이 네트워크에 연결된 장비가 장치 고유번호(Device ID)를 요청하면, 도 8의 절차에 의해 파티션 헤더의 정보를 이용하여 새로운 Device ID를 장치에 부여해 준다.
도 9는 본 발명의 공통 주소를 이용한 ARP Request 패킷 구조 예시도이다.
상기 도 9를 참조하면 ARP Request 패킷 구조는 도 9와 같은 구조를 가진다. ARP request는 장치 자신이 새로 네트워크에 연결되었으니 자신에 해당하는 장치 고유번호(Device ID)를 부여해 달라는 의미이다. 이 때 이 장치는 반드시 공통 프로토콜 계층에서 자신이 어떠한 장비라는 정보를 알려주기 위해 PID를 셋팅한 후 ARP request를 전송하여야 한다. 이에 대한 응답이 없을 시에는 60초 후에 다시 위의 과정을 거친다.
도 10은 본 발명의 공통 주소를 이용한 ARP Response 패킷 구조 예시도이다.
상기 도 10을 참조하면 ARP Response 패킷 구조는 도 10과 같은 구조를 가진다. 이는 전송 후에 DevAdd 패킷을 이용하여 다른 장치들에게 새로 연결된 장치의 공통 주소를 알려줌으로써 다른 장치가 새로운 장치를 엑세스할 수 있도록 한다.
도 11은 ARP Request와 ARP Response의 time-line 예시도이다.
상기 도 11을 참조하면 ARP Request는 네트워크에 새로 연결되는 장치에서 홈 스테이션 칩셋으로 5초 간격으로 2번 보내게 된다.
도 12는 본 발명의 공통 주소를 이용한 PING Request 패킷 구조 예시도이다.
상기 도 12를 참조하면 PING Request 패킷 구조는 도12와 같은 구조를 가진다. 이는 장치가 현재 네트워크에 연결되어 있는지 판단하기 위한 패킷으로 3번의 요청에 대해 응답이 없을 시는 장치가 네트워크에서 분리된 것으로 간주하여 주소 테이블에서 해당 주소를 삭제하고, 이를 DevDel이라는 패킷을 전파(broadcast)하여 모든 장치들에게 알려준다.
도 13은 본 발명의 공통 주소를 이용한 PING Response 패킷 구조 예시도이다.
상기 도 13을 참조하면 PING Response 패킷 구조는 도 13과 같은 구조를 가진다.
도 14는 PING Request와 PING Response의 time-line 예시도이다.
상기 도 14를 참조하면 PING Request는 도 14와 같이 홈 스테이션 칩셋에서 자신이 알고 있는 각 네트워크내의 장치들에게 10초 간격으로 순차적으로 보낸다. 이때 칩셋은 PING Request에 대한 Response를 받으면 10초 후 다른 장치에게 또 PING Request를 보낸다. 또한 PING Response는 PING Request를 받은 장치에서 홈스테이션 칩셋으로 보내어 준다.
도 15는 본 발명의 공통 주소를 이용한 DevAdd 패킷 구조 예시도이다.
상기 도 15를 참조하면 DevAdd 패킷 구조는 도 15와 같은 구조를 가지며, 새로운 장치가 네트워크에 연결되면 이 장치는 ARP Request를 보내게 되고, 이 Request를 받은 홈 스테이션 칩셋에서 장치 고유번호(Device ID)를 할당한 후 ARP Response를 알려준다. 그 후 칩셋에서 다른 장치에게 새로 등록된 주소 정보를 기존의 다른 장치들에게 DevAdd 패킷을 이용하여 알려준다.
도 16은 본 발명의 공통 주소를 이용한 DevDel 패킷 구조 예시도이다.
상기 도 16을 참조하면 DevDel 패킷 구조는 도 14와 같은 구조를 가지며, 홈 스테이션 칩셋에서 주기적으로 보내는 PING Request에 대해 응답이 없을 때, 칩에서는 이 장치 고유번호(Device ID)에 해당하는 장치가 네트워크에서 분리된 것으로 간주하여, 다른 모든 장치들에게 이 장치에 대한 주소를 지우라는 DevDel 패킷을 보내게 된다.
따라서, 본 발명의 이기종 프로토콜간 상호 데이터 전송을 위한 공통 주소 및 주소 테이블 방법과 그 구조는 다양한 프로토콜간에 원활한 데이터 통신을 위한 공통 프로토콜 구조에서 사용할 수 있는 공통 주소 및 주소 테이블 설계하므로써 프로토콜간 호환성이 증가할 수 있고, 기존 프로토콜 계층간의 주소 변환 없이 어플리케이션 프로그램만으로 상호 통신이 가능하게 하며, 서로 다른 네트워크내의장치가 현재 동작중인지 여부와 새로운 장치가 설치되었는지 여부를 쉽게 알 수 있고, 공통 주소만으로도 어떠한 프로토콜을 사용하는 어떠한 성격의 어떠한 장비인지를 판단할 수 있으며, 또한 물리 주소와 공통 주소간에 빠른 매핑을 지원할 수 있는 장점이 있다. 한편 본 발명은 이기종 프로토콜간 상호 통신을 필요로 하는 각종 어플리케이션에 적용시킬 수 있으며, 다양한 프로토콜을 수용하도록 하는 홈 게이트웨이 및 홈 서버의 프로토콜에 적용시킬 수 있고, 서로 상이한 프로토콜 계층 구조를 갖는 프로토콜간 호환 방법에 적용시킬 수 있는 등의 효과가 있다.

Claims (19)

  1. 소스코딩기법 및 전송 속도를 달리하는 적어도 두개 이상의 통신망을 갖는 홈 네트워크 시스템에서의 다양한 프로토콜을 수용하여 이들간의 상호 통신이 가능하도록 하는 공통 프로토콜 계층에서 각 프로토콜간 서로 다른 주소를 인식하기 위한 구조로서,
    네트워크 종류를 나타내는 정보를 포함하는 도메인 주소(domain address);
    네트워크내의 장치용도를 나타내는 정보를 포함하는 장치용도 주소(category address #1);
    네트워크내의 장치종류를 나타내는 정보를 포함하는 장치종류 주소(category address #2); 및
    네트워크내의 모든 장치들에 할당된 고유번호 정보를 포함하는 장치 고유번호(Device ID)로 구성됨을 특징으로 하는 이기종 프로토콜간 상호 데이터 전송을 위한 공통 주소 구조.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 공통 주소 구조는 16 bit 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 이기종 프로토콜간 상호 데이터 전송을 위한 공통 주소 구조.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 도메인 주소는 상기 16 bit 공통 주소 구조 중 4 bit 주소를 할당받는 것을 특징으로 하는 이기종 프로토콜간 상호 데이터 전송을 위한 공통 주소 구조.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 장치용도 주소는 상기 16 bit 공통 주소 구조 중 3 bit 주소를 할당받는 것을 특징으로 하는 이기종 프로토콜간 상호 데이터 전송을 위한 공통 주소 구조.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 장치종류 주소는 상기 16 bit 공통 주소 구조 중 4 bit 주소를 할당받는 것을 특징으로 하는 이기종 프로토콜간 상호 데이터 전송을 위한 공통 주소 구조.
  6. 제 2항에 있어서,
    상기 장치 고유번호는 상기 16 bit 공통 주소 구조 중 5 bit 주소를 할당받는 것을 특징으로 하는 이기종 프로토콜간 상호 데이터 전송을 위한 공통 주소 구조.
  7. 소스코딩기법 및 전송속도를 달리하는 적어도 두개 이상의 통신망을 갖는 홈 네트워크 시스템에서의 다양한 프로토콜을 수행하여 이들간의 상호 통신이 가능하도록 하는 공통 프로토콜 계층에서 각 프로토콜간 서로 다른 주소를 인식하기 위한 방법으로서,
    네트워크 종류를 나타내는 정보를 포함하는 도메인 주소화 단계;
    네트워크내의 장치 용도를 나타내는 정보를 포함하는 장치용도 주소화 단계;
    네트워크내의 장치 종류를 나타내는 정보를 포함하는 장치종류 주소화 단계;
    네트워크내의 모든 장치들에 할당된 고유번호 정보를 포함하는 장치 고유번호화 단계; 및
    상기 단계들을 하나의 주소로 만드는 통합화 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 이기종 프로토콜간 상호 데이터 전송을 위한 공통 주소 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 공통 주소 방법은 [15:0]의 주소형태로 이루어짐을 특징으로 하는 이기종 프로토콜간 상호 데이터 전송을 위한 공통 주소 방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 도메인 주소화 단계는 상기 공통 주소 방법 [15:0] 중에서 [15:12]의 주소로 이루어짐을 특징으로 하는 이기종 프로토콜간 상호 데이터 전송을 위한 공통 주소 방법.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 장치용도 주소화 단계는 상기 공통 주소 방법 [15:0] 중에서 [11:9]의 주소로 이루어짐을 특징으로 하는 이기종 프로토콜간 상호 데이터 전송을 위한 공통 주소 방법.
  11. 제 8항에 있어서,
    상기 장치종류 주소화 단계는 상기 공통 주소 방법 [15:0] 중에서 [8:5]의 주소로 이루어짐을 특징으로 하는 이기종 프로토콜간 상호 데이터 전송을 위한 공통 주소 방법.
  12. 제 8항에 있어서,
    상기 장치 고유번호화 단계는 상기 공통 주소 방법 [15:0] 중에서 [4:0]의 주소로 이루어짐을 특징으로 하는 이기종 프로토콜간 상호 데이터 전송을 위한 공통 주소 방법.
  13. 각각의 네트워크 장치들의 공통 주소(논리주소)와 물리 주소간에 빠른 매핑을 지원하기 위한 구조로서,
    홈 스테이션 칩셋의 외부 메모리 내에 하나의 주소 공간이 각각의 네트워크 장치의 물리적인 주소를 저장 할 수 있는 주소 테이블 메모리와
    각각의 네트워크 장치의 공통 주소(논리 주소)가 전달되면 그에 해당하는 물리 주소를 상기 주소 테이블 메모리에서 찾아주는 주소 테이블 컨트롤러로 구성됨을 특징으로 하는 이기종 프로토콜간 상호 데이터 전송을 위한 주소 테이블 구조.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 주소 테이블 구조는 6 byte 크기의 물리 주소를 저장할 수 있는 것을 특징으로 하는 이기종 프로토콜간 상호 데이터 전송을 위한 주소 테이블 구조.
  15. 제 14항에 있어서,
    주소 테이블 메모리는 도메인 주소, 장치용도 주소, 그리고 장치종류 주소를 포함하여 구분되는 파티션;
    상기 파티션과 장치 고유번호로 정의되는 파티션 아이디(Partition ID); 및
    상기 주소 테이블 구조에서 파티션에 대한 정보를 포함하는 파티션 헤더로 구성됨을 특징으로 하는 이기종 프로토콜간 상호 데이터 전송을 위한 주소 테이블 구조.
  16. 제 15에 있어서,
    상기 파티션 헤더는 동일한 파티션 아이디를 사용하는 장치의 총 개수를 2 byte로 저장하는 장치 개수 저장부와
    현재 장치 고유번호의 부여 여부의 정보를 4 byte로 저장하는 깃발 표시부로 구성됨을 특징으로 하는 이기종 프로토콜간 상호 데이터 전송을 위한 주소 테이블 구조.
  17. 각각의 네트워크 장치들의 공통 주소(논리주소)와 물리 주소간에 빠른 매핑을 지원하기 위한 방법으로서,
    홈 스테이션의 외부 인터페이스로부터 홈 스테이션 칩셋의 주소 테이블 컨트롤러에 네트워크 장치의 공통 주소(논리주소)가 인가되는 단계;
    인가된 공통 주소로부터 홈 스테이션 칩셋의 외부 메모리에서 해당되는 물리 주소를 포함하는 주소 공간을 찾는 단계;
    찾아진 주소공간에서 해당하는 물리 주소를 꺼내는 단계; 및
    꺼내어진 물리 주소를 주소 테이블 컨트롤러에 전달하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 이기종 프로토콜간 상호 데이터 전송을 위한 주소 테이블 방법.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 주소 공간을 찾는 단계에서 상기 파티션 아이디(PID)와 16 bit의 공통 주소 중 하위 5 bit인 장치 고유번호로서 주소 공간을 나타내는 것을 특징으로 하는 이기종 프로토콜간 상호 데이터 전송을 위한 주소 테이블 방법.
  19. 제 18항에 있어서,
    새로이 네트워크에 연결된 장치가 장치 고유번호를 요청할 때 파티션 헤더의 정보를 이용하여 새로운 장치 고유번호를 부여하는 방법으로서,
    파티션 아이디와 물리 주소를 구하는 단계(S10);
    파티션 헤더의 깃발 표시부를 읽는 단계(S20);
    상기 깃발 표시부 포인터에 1을 저장하는 단계(S30);
    상기 깃발 표시부가 0인지 아닌지를 확인하는 단계(S40);
    상기 단계(S40)에서 상기 깃발 표시부가 0이면 장치 고유번호를 부여하는 단계(S50);
    상기 파티션 헤더의 장치 개수 저장부와 깃발 표시부의 값을 갱신하는 단계(S60);
    상기 파티션 아이디와 상기 장치 고유번호로 이루어진 주소 공간에 그 해당 장치의 물리 주소를 저장하고 새로운 장치 고유번호를 부여하는 것을 종료하는 단계(S70);
    상기 단계(S40)에서 상기 깃발 표시부가 0이 아니면 상기 깃발 표시부 포인터에 1를 더하는 단계(S80);
    상기 깃발 표시부 포인터가 31보다 작은지를 확인하는 단계(S90); 및
    상기 단계(S90)에서 31보다 작은 경우 상기 깃발 표시부의 내용을 확인하는 단계(S40)로 되돌리고, 31보다 큰 경우 너무 많은 장비라고 표시를 나타내는 단계(S100)를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 이기종 프로토콜간 상호 데이터 전송을 위한 주소 테이블 방법.
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