KR100515026B1

KR100515026B1 - 멀티캐스팅기능을 갖는 이더넷 랜 스위칭장치

Info

Publication number: KR100515026B1
Application number: KR1019970062871A
Authority: KR
Inventors: 강영규
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 1997-11-25
Filing date: 1997-11-25
Publication date: 2005-11-30
Also published as: KR19990042149A

Abstract

본 발명은 이더넷 랜 스위칭장치에 관한 것으로, 레지스터는 복수의 포트에 할당된 어드레스를 기억시키고, 버퍼는 임의의 포트를 통해 입출력되는 프레임을 버퍼링시키고, 컨트롤러는 버퍼에 저장된 프레임을 독출하고 프레임에 지정된 복수의 목적지 어드레스와 대응된 포트를 통해 데이터가 전송되도록 제어하고, 비교부는 레지스터에 기억된 어드레스와 프레임의 목적지 어드레스를 비교한다. 이와 같이 구성된 본 발명에 의하면, 프레임에 의해 지정된 다수의 목적지 어드레스로 프레임의 데이터를 전송시킬 수 있다. 그러므로, 지정되지 않은 어드레스측으로는 데이터를 전송시키지 않게 되어 보안성이 우수하고, 필요하지 않은 어드레스측으로 데이터를 전송시키지 않게 되므로 트래픽이 양호하고, 동시에 여러 목적지로 데이터를 보낼 수 있기 때문에 데이터전송시간을 줄일 수 있다.

Description

멀티캐스팅기능을 갖는 이더넷 랜 스위칭장치{Ethernet LAN Switching Apparatus with Multicasting Function}

본 발명은 이더넷 장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 LAN에서 지정된 다수의 어드레스로 데이터를 동시에 전송시킬 수 있는 스위칭장치에 관한 것이다.

근거리에 설치된 다수의 컴퓨터를 네트워크를 통해 연결시켜 데이터를 전송시키기 위해 일반적으로 이더넷(Ethernet)을 통한 LAN(Local Area Network)이 이용되고 있다.

도 1은 이와 같은 LAN의 스위칭장치(소위 허브)를 통해 다수의 컴퓨터를 접속시킨 예를 나타낸 도면이다. 도면에서 참조부호 100은 허브, 10~80은 컴퓨터를 각각 나타낸다.

상기 허브(100)는 포트(a~g)를 통해 예컨대 8개의 컴퓨터와 접속된다. 상기 허브(100)와 접속되는 컴퓨터는 포트의 개수만큼 접속시킬 수 있다. 상기 컴퓨터에는 상호간에 데이터를 송수신할 수 있도록 LAN 카드가 설치된다.

도 2는 도 1에 도시된 종래의 실시예에 따른 허브(100)의 구성을 상세히 도시한 도면이다. 여기서, a~f는 포트, 120은 8개로 구성된 입출력 버퍼, 110은 버퍼(120)간의 데이터를 전송시키는 패러럴전송부이다. 상기 패러럴전송부(110)는 컨트롤러(111)와 버스(112)로 구성된다.

도면은 예컨대 컴퓨터 10에서 40으로, 컴퓨터 20에서 50으로, 컴퓨터 60에서 30으로 데이터를 전송시키는 예를 나타낸 것이다. 그러면, 허브(100)의 패러럴전송부(110)는 a포트로 부터의 데이터를 d포트로, b포트로 부터의 데이터를 e포트로, f포트로 부터의 데이터를 c포트로 전송되도록 스위칭시킨다.

이때 전송되는 정보는 이른바 프레임이라고 하는데, 도 3에 도시된 바와 같은 IEEE802.3 프레임 포맷을 갖는다.

도면에 도시된 바와 같이, 1개의 프레임은 7옥텟의 프리앰블부(Preamble), 1옥텟의 프레임개시부(Start Frame Delimiter), 6옥텟의 목적지 어드레스부(Destination Address), 6옥텟의 소스 어드레스부(Source Address), 2옥텟의 타입(Type), 1500옥텟의 데이터영역부(Data and Pad), 4옥텟의 프레임체크부(Frame Check Sequence)를 각각 나타낸다. 목적지 어드레스부는 프레임의 데이터영역부가 전송되어질 목적지를 나타내는 어드레스, 소스 어드레스부는 프레임이 송출되어진 소스의 어드레스를 각각 나타낸다. 여기서 1옥텟은 8비트로 구성된다.

도면에 도시된 바와 같이 종래의 IEEE802.3 프레임 포맷은 목적지 어드레스부(DA)는 1개로 구성되어 있으므로, 1개의 소스 어드레스로부터 1개의 목적지 어드레스로만 데이터가 전송되게 된다.

한편, 허브(100)와 접속된 임의의 컴퓨터로부터 다른 다수의 컴퓨터 측으로 데이터를 전송시키는 이른바 브로드캐스트(Broadcast)가 사용되고 있다. 이와 같이 프레임의 데이터를 브로드캐스트시키기 위해서는 목적지 어드레스(DA)를 모두 "1"로 셋트시킨다.

그러나 이와 같은 브로드캐스트(Broadcast)에 대해 종래의 허브(100)는 허브와 접속된 모든 컴퓨터로 데이터를 전송시키게 되므로, 전송시키지 말아야 할 컴퓨터에 까지 데이터가 전송되어 보안성이 없게 된다. 또한 필요하지 않은 컴퓨터측으로 데이터를 전송시키게 되어 트래픽의 효율이 감소되게 된다.

따라서, 본 발명은 상술한 제반 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 프레임에 의해 지정된 다수의 목적지 어드레스로 프레임의 데이터를 전송시키고 지정되지 않은 어드레스측으로는 데이터를 전송시키지 않게 되어 보안성이 우수하고, 필요하지 않은 어드레스측으로 데이터를 전송시키지 않게 되므로 트래픽이 양호하고, 동시에 여러 목적지로 데이터를 보낼 수 있기 때문에 데이터전송시간을 줄일 수 있는 멀티캐스팅기능을 갖는 이더넷 랜 스위칭장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상술한 목적을 달성하기 위해 제안된 본 발명의 특징에 의하면, 멀티캐스팅기능을 갖는 이더넷 랜 스위칭장치는 n개의 입출력포트에 대한 각각의 어드레스를 기억시키는 레지스터와; 입출력포트로 입출력되는 데이터를 버퍼링시키는 버퍼와; 버퍼에 저장된 프레임을 독출하고, 프레임에서 지정된 목적지 어스레스와 대응된 복수의 입출력포트를 통해 프레임의 데이터가 전송되도록 제어하는 컨트롤러와; 레지스터에 기억된 어드레스와 프레임으로 부터의 목적지 어드레스를 비교하는 비교부를 포함한다.

이와 같이 구성된 본 발명에 의하면, 상기 버퍼에 수신된 프레임은 목적지 어드레스의 개수를 나타내는 모드부와; 상기 모드부로부터 지정된 개수 만큼의 목적지어드레스를 기억시키는 목적지어드레스부를 포함한다.

이 특징의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 모드부는 8비트로 구성된다.

이 특징의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 모드부는 하위 4비트의 데이터가 유효하다.

이 특징의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 모드부는 15개의 어드레스를 지정할 수 있다.

이 특징의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 목적지어드레스부는 6바이트의 길이로 구성된다.

이 특징의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 컨트롤러는 프리앰블을 판단하고, 프레임 개시를 판단하고, 프레임으로부터 모드값을 독출하고, 모드값에 따라 목적지 개수 카운트를 설정하고, 프레임으로부터 목적지 어드레스값을 독출하고, 목적지 어드레스에 따라 출력포트를 이네이블시키고, 목적지 개수 카운트값을 감소시키고, 목적지 개수 카운트값이 0인지를 판단하고, 프레임으로부터 추출된 데이터를 이네이블된 출력포트에 따라 복수의 목적지 어드레스로 전송시킨다.

이 특징의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 비교부는 레지스터에 설정된 포트의 어드레스와 독출된 목적지 어드레스를 비교한다.

이 특징의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 버퍼는 스토어포워드(Store-and-Forward)방식으로 프레임을 수신하여 저장시킨다.

이 특징의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 버퍼는 수정컷스루(Modified Cut-through)방식으로 프레임을 수신하여 저장시킨다.

본 발명은 랜 스위칭장치에 관한 것으로, 레지스터는 복수의 포트에 할당된 어드레스를 기억시키고, 버퍼는 임의의 포트를 통해 입출력되는 프레임을 버퍼링시키고, 컨트롤러는 버퍼에 저장된 프레임을 독출하고 프레임에 지정된 복수의 목적지 어드레스와 대응된 포트를 통해 데이터가 전송되도록 제어하고, 비교부는 레지스터에 기억된 어드레스와 프레임의 목적지 어드레스를 비교한다. 이와 같이 구성된 본 발명에 의하면, 프레임에 의해 지정된 다수의 목적지 어드레스로 프레임의 데이터를 전송시킬 수 있다. 그러므로, 지정되지 않은 어드레스측으로 데이터를 전송시키지 않게 되어 보안성이 우수하고, 필요하지 않은 어드레스측으로는 데이터를 전송시키지 않게 되므로 트래픽이 양호하고, 동시에 여러 목적지로 데이터를 보낼 수 있기 때문에 데이터전송시간을 줄일 수 있다.

이하, 도 4 내지 도 7를 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 신규한 멀티캐스팅기능을 갖는 이더넷 랜 스위칭장치(또는 허브라 함, 200)는 다수(예컨대 8개)의 컴퓨터(310~380)와 이더넷을 통해 접속되어, 복수의 지정된 목적지 어드레스로 데이터를 동시에 전송시킬 수 있다.

여기서 컴퓨터 310의 어드레스는 예컨대 0310hex, 320의 어드레스는 0320hex, 330의 어드레스는 0330hex, 340의 어드레스는 0340hex, 350의 어드레스는 0350hex, 360의 어드레스는 0360hex, 370의 어드레스는 0370hex, 380의 어드레스는 0380hex라고 가정한다.

이때, 소스 어드레스가 0370hex인 컴퓨터 370으로부터 목적지 어드레스가 0310hex, 0320hex, 0330hex, 0350hex인 컴퓨터(310~330, 350)으로 데이터를 전송시키는 경우를 예로 들어 설명한다.

도 5는 도 4에 도시된 상기 랜 스위칭장치(200)를 상세히 도시한 도면이다.

도면에서, 버퍼(210)는 송수신데이터를 스토어포워드(Store-and-Forward) 또는 수정컷스루(Modified Cut-through) 방식으로 데이터를 저장 및 출력시킨다. 여기서 상기 버퍼(210)의 저장방식이 스토어포워드(Store-and-Forward)인 경우에는 최대 15개의 목적지 어드레스(Destination Address)를 지정할 수 있고, 수정컷스루(Modified Cut-through)인 경우에는 최대 8개 까지의 목적지 어드레스를 지정할 수 있다.

상기 스토어포워드(Store-and-Forward)는 한 프레임을 전부 수신 및 저장시킨 뒤에 데이터를 전송시키는 방식이다. 한편, 수정컷스루(Modified Cut-through)는 64옥텟 까지의 프레임을 저장한 뒤에 전송시키는 방식이다. 상기 수정컷스루방식에 의하면, 프레임에서 먼저 전송되는 부분은 8옥텟의 프리앰블 및 프레임개시부와, 2옥텟의 타입, 6옥텟의 소스 어드레스부및, 8개(각각 6옥텟)의 목적지 어드레스가 된다.

또한, 도면에서, 컨트롤러(230)는 상기 버퍼(210)에 저장된 프레임에서 정보를 추출하여 입출력포트를 제어한 후, 목적지 어드레스측으로 데이터가 전송되도록 제어한다.

상기 레지스터(240)에는 각각의 포트(a~n)와 대응된 컴퓨터의 어드레스를 기억시키다. 그러므로 실시예에 의하면, 레지스터(240)는 포트 a와 대응시켜 어드레스 0310hex, 포트 b와 대응시켜 어드레스 0320hex, 포트 c와 대응시켜 어드레스 0330hex, 포트 d와 대응시켜 어드레스 0340hex, 포트 e와 대응시켜 어드레스 0350hex, 포트 f와 대응시켜 어드레스 0360hex, 포트 g와 대응시켜 어드레스 0370hex, 포트 h와 대응시켜 어드레스 0380hex를 각각 기억시킨다.

비교부(250)는 컨트롤러(230)에 의해 산출되어 메모리(220)에 저장된 목적지 어드레스와 상기 레지스터(240)에 기억된 어드레스를 비교하여 일치되는 어드레스의 포트를 이네이블시킨다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 프레임의 포맷을 나타낸 도면이다.

도면에서 모드부(MODE)는 1옥텟(8비트)로 구성되어 목적지 어드레스의 개수에 대한 정보를 갖는다. 이와 같은 모드부가 예컨대 01hex이면 목적지 어드레스가 1개이고, 02hex이면 목적지 어드레스가 2개인 것을 나타낸다. 그러므로 1옥텟의 모드부에 의해 표현 가능한 목적지 어드레스의 개수는 255개 까지 가능하다.

그러나 본 발명에서는 목적지 어드레스의 개수를 최대 15개 까지 지정하여 사용할 수 있도록 구성한다. 따라서, 모드부의 하위 4비트에 목적지 어드레스의 개수 정보를 저장시킨다. 그러므로 모드부에 의해 목적지 어드레스의 개수가 1로 지정되면 데이터 영역부는 최대 1500옥텟을 저장할 수 있고, 목적지 어드레스의 개수가 15로 지정되면 데이터영역부는 최대 1416옥텟을 저장할 수 있다.

만일, 모드가 00hex이면, 랜 스위칭장치는 브로드캐스팅 방식과 유사하게 스위칭장치(200)의 모든 포트를 이네이블시켜 프레임의 데이터를 전송시킨다.

목적지 어드레스부는 상기 모드에서 예컨대 목적지 어드레스가 1개만 지정된 경우에는 제1 목적지 어드레스부(DA1) 만을 포함시킨다. 이와 같이 상기 모드에서 목적지 어드레스의 개수가 n개로 설정되면, 제n 목적지 어드레스부(DAn) 까지 정보를 저장하게 된다.

도 7은 도 4에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 랜 스위칭장치의 동작을 상세히 도시한 흐름도이다. 여기서 모드부는 04hex를, 제1 목적지 어드레스부(DA1)는 0310hex, 제2 목적지 어드레스부(DA2)는 0320hex, 제3 목적지 어드레스부(DA3)는 0330hex, 제4 목적지 어드레스부(DA4)는 0350hex를 저장시킨다. 또한 소스어드레스부(SA)는 0370hex를 저장시킨다.

먼저, 이와 같이 구성된 프레임이 스위칭장치(200)의 포트 g를 통해 버퍼(210)에 수신되면, 컨트롤러(230)는 프리앰블부를 판단하고(S110). 프레임개시를 판단한다(S120).

계속해서 모드부의 정보를 독출하고(S130), 그 독출된 정보에 따라 산출된 목적지 어드레스의 개수를 소정의 카운터에 저장시킨다(S140). 그러므로 카운터에는 숫자 "4"가 된다.

그리고, 컨트롤러(230)는 6옥테의 제1 목적지 어드레스부(DA1)로부터 제1 목적지 어드레스 0310hex를 추출한다(S150). 이와 같이 추출된 제1 목적지 어드레스는 메모리(220)에 저장된다. 그러면, 비교부(250)는 상기 메모리(220)에 저장된 제1 목적지 어드레스와 같은 어드레스가 레지스터(240)에 등록되어 있는지를 판단하고, 등록되어 있으면 대응되는 포트를 이네이블시킨다(S160). 여기서는 포트 a가 이네이블되게 된다.

이와 같이 1개의 목적지 어드레스에 대한 처리가 이루어지면, 컨트롤러(230)는 카운트를 1만큼 감소시키고, 다음의 목적지 어드레스 정보를 추출하게 된다.

그러므로 제2 목적지 어드레스 0320hex가 추출되게 되고, 포트 b가 이네이블 된다. 마찬가지로 제3 목적지 어드레스 0330hex가 추출되어 포트 c가 이네이블되고, 제4 목적지 어드레스 0350hex가 추출되어 포트 e가 이네이블된다.

이와 같이 지정된 만큼의 목적지 어드레스가 모두 이네이블되면, 컨트롤러(230)는 프레임으로부터 데이터 영역부의 데이터를 추출하고, 이네이블된 포트를 통해 데이터를 전송시킨다(S190).

본 발명은 종래의 이더넷 허브는 브로드캐스트(Broadcast)에 대해 허브와 접속된 모든 컴퓨터로 데이터를 전송시키게 되므로 전송시키지 말아야 할 컴퓨터에 까지 데이터가 전송되어 보안성이 없게 되고, 필요하지 않은 컴퓨터측으로 데이터를 전송시키게 되어 트래픽의 효율이 감소되는 문제점을 해결한 것으로, 프레임에 의해 지정된 다수의 목적지 어드레스로 프레임의 데이터를 전송시키고 지정되지 않은 어드레스측으로는 데이터를 전송시키지 않게 되어 보안성이 우수하고, 필요하지 않은 어드레스측으로는 데이터를 전송시키지 않게 되므로 트래픽이 양호하고, 동시에 여러 목적지로 데이터를 보낼 수 있기 때문에 데이터전송시간을 줄일 수 있다.

도 1은 종래의 실시예에 따른 허브를 통한 LAN의 구성방식의 예를 나타낸 도면;

도 2는 도 1에 도시된 종래의 실시예에 따른 허브의 구성을 상세히 도시한 블록도;

도 3은 종래의 실시예에 따른 IEEE802.3 프레임 포맷을 나타낸 도면;

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 랜 스위칭장치에 의한 LAN의 구성의 예를 나타낸 도면,

도 5는 도 4에 도시된 랜 스위칭장치를 상세히 도시한 도면;

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 프레임 포맷을 나타낸 도면;

도 7은 도 4에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 랜 스위칭장치의 동작을 상세히 도시한 흐름도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

210 : 버퍼 220 : 메모리

230 : 컨트롤러 240 : 레지스터

250 : 비교부

Claims

n개의 입출력포트에서 임의의 포트를 통해 수신된 프레임의 데이터를 다수의 포트를 통해 출력시키는 이더넷 랜 스위칭장치에 있어서:

상기 n개의 입출력포트로 입출력되는 데이터를 버퍼링하는 버퍼(210)와;

상기 n개의 입출력포트에 대한 각각의 어드레스를 저장하는 레지스터(240)와;

상기 수신 프레임에 포함된 목적지 어드레스를 저장하는 메모리(220)와;

상기 메모리에 저장된 목적지 어드레스와 상기 레지스터에 저장된 어드레스를 비교하여 제어신호로 출력하는 비교부(250)와;

상기 버퍼(210)에 저장된 상기 수신 프레임을 독출하고, 독출된 상기 수신 프레임의 목적지 어드레스를 상기 메모리(220)에 저장하도록 하는, 그리고 상기 비교부(250)의 제어신호를 입력받아 상기 수신 프레임에서 지정하는 어드레스에 해당하는 복수의 입출력포트로 프레임의 데이터가 전송되도록 제어하는 컨트롤러(230)를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티캐스팅 기능을 갖는 이더넷 랜 스위칭장치.
제 1 항에 있어서,

상기 버퍼(210)에 수신된 프레임은 목적지 어드레스의 개수를 나타내는 모드부와;

상기 모드부로부터 지정된 개수 만큼의 목적지 어드레스를 기억시키는 목적지 어드레스부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 멀티캐스팅기능을 갖는 이더넷 랜 스위칭장치.
제 2 항에 있어서,

상기 모드부는 8비트로 구성된 것을 특징으로 하는 멀티캐스팅기능을 갖는 이더넷 랜 스위칭장치.
제 3 항에 있어서,

상기 모드부는 하위 4비트의 데이터가 유효한 것을 특징으로 하는 멀티캐스팅기능을 갖는 이더넷 랜 스위칭장치.
제 2 항에 있어서,

상기 모드부는 15개의 어드레스를 지정할 수 있는 것을 특징으로 하는 멀티캐스팅기능을 갖는 이더넷 랜 스위칭장치.
제 2 항에 있어서,

상기 목적지 어드레스부는 6바이트의 길이로 구성된 것을 특징으로 하는 멀티캐스팅기능을 갖는 이더넷 랜 스위칭장치.
제 1 항에 있어서,

상기 컨트롤러(230)는 프리앰블을 판단하고(S110),

프레임 개시를 판단하고(S120),

프레임으로부터 모드값을 독출하고(S130),

모드값에 따라 목적지 개수 카운트를 설정하고(S140),

프레임으로부터 목적지 어드레스값을 독출하고(S150),

목적지 어드레스에 따라 출력포트를 이네이블시키고(S160),

목적지 개수 카운트값을 감소시키고(S170),

목적지 개수 카운트값이 0인지를 판단하고(S180),

프레임으로부터 추출된 데이터를 이네이블된 출력포트에 따라 복수의 목적지 어드레스로 전송시키는(S190) 것을 특징으로 하는 멀티캐스팅기능을 갖는 이더넷 랜 스위칭장치.
제 1 항에 있어서,

상기 비교부(250)는 레지스터(240)에 설정된 포트의 어드레스와 독출된 목적지 어드레스를 비교하는 것을 특징으로 하는 멀티캐스팅기능을 갖는 이더넷 랜 스위칭장치.
제 1 항에 있어서,

상기 버퍼(210)는 스토어포워드(Store-and-Forward)방식으로 프레임을 수신하여 저장시키는 것을 특징으로 하는 멀티캐스팅기능을 갖는 이더넷 랜 스위칭장치.
제 1 항에 있어서,

상기 버퍼(210)는 수정컷스루(Modified Cut-through)방식으로 프레임을 수신하여 저장시키는 것을 특징으로 하는 멀티캐스팅기능을 갖는 이더넷 랜 스위칭장치.