KR100521136B1 - Duplication apparatus and method of an ethernet switch using relay port - Google Patents
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Abstract
본 발명은 두 개의 이더넷 스위치를 이용하여 가용성이 제공되는 프로세서간 통신 경로를 제공하는 이중화 경로 제공 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명의 이중화 경로 제공 장치는, 다수의 프로세서, 각각이 다수의 프로세서와 케이블을 통해 연결되어 통신을 할 수 있도록 통신 경로를 제공하는 다수의 포트와 릴레이 포트를 가지는 두 개의 이더넷 스위치, 두 개의 이더넷 스위치간의 릴레이 포트를 연결하기 위한 케이블, 그리고 이더넷 스위치와 각각 전용선으로 연결되어 있으며 또한 케이블을 통해서는 이중으로 연결되어 이중화되어 있는 두 개의 호스트를 포함하여, 운용 관리가 간단하고 자체적인 이중화 진단이 가능하며 단일 링크 또는 단일 보드의 고장에도 프로세서간 통신에 장애를 극복하는 고 가용성을 제공하는 효과가 있다.The present invention relates to a redundant path providing apparatus and method for providing an inter-processor communication path provided availability using two Ethernet switches. The redundant path providing apparatus of the present invention includes a plurality of processors, two Ethernet switches each having a plurality of ports and a relay port providing a communication path so that each can be connected and communicated with a plurality of processors and cables, and two Ethernets. Simple operation management and self-redundant diagnostics, including cables for connecting relay ports between switches, and two hosts that are each connected to an Ethernet switch with a dedicated line and dually connected through cables. In addition, failure of a single link or a single board has the effect of providing high availability that overcomes obstacles in interprocessor communication.
Description
본 발명은 릴레이 포트를 이용한 이더넷 스위치의 이중화 경로 제공 장치 및 방법, 특히 이더넷 스위치의 패킷 릴레이를 이용하여 두 개의 이더넷 스위치의 이중화 된 경로를 제공하며, 또한 특정 릴레이 포트를 이용하여 다른 이더넷 스위치의 상태를 자체적으로 진단할 수 있는 관리 기능을 하드웨어적인 부가 로직 없이 제공하는 릴레이 포트를 이용한 이더넷 스위치의 이중화 경로 제공 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention provides an apparatus and method for providing a redundant path of an Ethernet switch using a relay port, and in particular, provides a redundant path of two Ethernet switches using a packet relay of an Ethernet switch, and also states of another Ethernet switch using a specific relay port. The present invention relates to an apparatus and a method for providing a redundant path of an Ethernet switch using a relay port that provides a management function capable of self-diagnosticing without additional hardware logic.
근거리 정보 통신망(Local Access Network: 이하 'LAN'이라 칭함)은 빌딩이나 공장, 학교 구내 등의 일정 지역 내에 분산된 컴퓨터 및 주변 장치와 컴퓨터 관련 기기 등을 독자적인 통신망으로 구축할 수 있으며, 반도체 기술의 발전과 사무 자동화 및 LAN 표준화가 정립됨으로써 더욱 많은 발전이 이루어지고 있다.Local Access Networks (hereinafter referred to as "LANs") can build computers, peripherals, and computer-related devices distributed within a certain area, such as buildings, factories, and school premises, as independent communication networks. Further developments are being made by the development, office automation, and LAN standardization.
LAN의 계층 모델은 OSI(Open Systems Interconnection) 참조 모델이 채택한 계층화 개념을 이용하고 있으나, 계층 모델의 대상을 OSI 참조 모델이 대상으로 삼는 7계층 중 하위 2계층(데이터 링크 계층, 물리계층)만을 대상으로 삼았으며, 그 상위 계층들은 OSI 7계층 모델의 개념을 이어받도록 하였다.The layer model of the LAN uses the layering concept adopted by the Open Systems Interconnection (OSI) reference model, but targets only the lower two layers (data link layer, physical layer) among the seven layers that the OSI reference model targets. The upper layers inherited the concept of the OSI 7-layer model.
LAN의 물리계층(physical layer; 이하 'PHY'라 칭함)은 매체를 통한 신호 전달의 역할을 수행하며, 또한 시그널링, 인코딩 및 매체를 다루는 기능을 수행한다. LAN의 데이터 링크 계층은 논리 링크 제어(Logical Link Control: 이하 'LLC'라 칭함)와 매체 액세스 제어(Media Access Control: 이하 'MAC'이라 칭함)의 두 계층으로 이루어져 있다. LLC 계층은 각 매체 액세스법에 공통으로 적용되는 데이터 링크 제어 서비스로서 데이터 전송을 행하는 것이 목적이며, MAC 계층은 LLC 계층과 물리계층 사이의 인터페이스 역할을 수행하며 논리적인 기능과 물리적인 기능을 연결한다.The physical layer of the LAN (hereinafter referred to as 'PHY') plays a role of signal transmission through the medium, and also performs signaling, encoding, and handling of the medium. The data link layer of a LAN consists of two layers, Logical Link Control (hereinafter referred to as "LLC") and Media Access Control (hereinafter referred to as "MAC"). The LLC layer is a data link control service that is commonly applied to each medium access method, and its purpose is to perform data transmission. The MAC layer serves as an interface between the LLC layer and the physical layer, and connects logical and physical functions. .
최근에는 이더넷 스위치(ethernet switch)라고 하는 새로운 LAN 기기가 등장했다. 이더넷 스위치는 한마디로 멀티포트(multi-port) 브릿지라고 할 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 이더넷 스위치(2)는 다수의 포트들, 예컨대 포트①∼⑧을 가지고 있으며, 상기 다수의 포트들 중 각 포트들에 연결된 각 이더넷에 한 대의 단말, 예컨대 PC(Personal Computer)들 4-1∼4-8을 접속시키고 있다.Recently, a new LAN device called an ethernet switch has emerged. In short, an Ethernet switch is a multi-port bridge. As shown in FIG. 1, the Ethernet switch 2 has a plurality of ports, for example, ports ① to ⑧, and one terminal, for example, a PC (Personal) to each Ethernet connected to each of the plurality of ports. Computers 4-1 to 4-8 are connected.
또한, 주변 로직으로 이더넷 스위치(2)를 경유하는 패킷 및 포트 제어에 관련된 정보를 저장하기 위한 메모리(6)와, 이더넷 스위치(2)를 제어하기 위한 CPU(Central Processing Unit)(8) 등을 포함하고 있다. 이더넷 스위치(2)의 각 포트에 연결된 각 이더넷에는 수십 내지 수백 Mbps 전송 속도를 가지게 할당되어져 있으며, 그에 따라 고속의 데이터 전송이 가능하게 한다. 이러한 이더넷 스위치를 이용하게 되면 여러 개의 이더넷 세그먼트 패킷을 효율적으로 다른 PC에 전송할 수 있어 결과적으로는 네트워크의 트래픽을 줄일 수 있다.In addition, a memory 6 for storing information related to packet and port control via the Ethernet switch 2 as a peripheral logic, a central processing unit (CPU) 8 for controlling the Ethernet switch 2, and the like are provided. It is included. Each Ethernet connected to each port of the Ethernet switch 2 is assigned to have a transmission rate of tens to hundreds of Mbps, thereby enabling high-speed data transmission. These Ethernet switches allow multiple Ethernet segment packets to be efficiently sent to other PCs, resulting in reduced network traffic.
그러나, 이와 같이 하나의 이더넷 스위치를 가지고 호스트와 PC 사이에 패킷을 전송하는 경우에는 이더넷 스위치나 호스트의 고장 또는 연결 케이블의 훼손으로 네트워크를 활용할 수 없게 되는 문제가 있다. 그래서 이러한 이더넷 스위치와 호스트를 이중으로 설계하고 각 호스트와 이더넷 스위치를 전용선으로 연결 즉 각 호스트와 자신의 이더넷 스위치를 전용선으로 연결할 뿐만 아니라 각 호스트를 상대방 이더넷 스위치와 또한 전용선으로 연결함으로써 하나의 호스트 또는 이더넷 스위치에 문제가 있을 때 다른 호스트 또는 이더넷 스위치를 이용함으로써 네트워크가 작동 불능 상태가 되는 경우를 방지하고 있다.However, when a packet is transmitted between the host and the PC with one Ethernet switch as described above, there is a problem in that the network cannot be utilized due to the failure of the Ethernet switch or the host or the damage of the connection cable. Therefore, by designing such Ethernet switch and host in double and connecting each host and Ethernet switch with dedicated line, that is, connecting each host and its own Ethernet switch with dedicated line, and connecting each host with other Ethernet switch and also with dedicated line, When there is a problem with an Ethernet switch, using another host or Ethernet switch prevents the network from becoming inoperable.
그러나, 이와 같이 이더넷 스위치를 이중으로 전용선으로 연결하여 네트워크를 구성하는 경우에는 이더넷 스위치와 PC간의 연결 케이블이 훼손되거나 호스트가 고장나는 경우에는 대처할 수 있으나 전용선의 사용으로 이에 따른 전용 하드웨어 구성이 곤란하고 비용이 너무 많이 들며 하드웨어적으로 두 개의 호스트와 이더넷 스위치가 완전히 하나의 구성으로 묶이게 되어 설계의 융통성을 제약한다는 문제점이 있다.However, in case of configuring the network by connecting the Ethernet switch with a dedicated line like this, it is possible to cope with the case that the connection cable between the Ethernet switch and the PC is damaged or the host fails. The problem is that the cost is too high and the hardware limits the flexibility of the design because the two hosts and the Ethernet switch are bundled together in a single configuration.
따라서, 본 발명의 목적은 두 개의 이더넷 스위치간의 릴레이 포트를 통해 두 보드간의 메시지 전달뿐만 아니라 제어 정보를 주고받음으로써 운용 관리가 간단하고 자체적인 이중화 진단이 가능하며 단일 링크 또는 단일 보드의 고장에도 프로세서간 통신에 장애를 극복하는 고 가용성을 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to simplify operation management, enable self-redundancy diagnosis, and to transmit and receive control information as well as message transfer between two boards through a relay port between two Ethernet switches. It provides high availability that overcomes obstacles in communication between the two.
또한, 본 발명의 다른 목적은 다중의 링크를 가지는 통신 장치에서 한 개의 링크의 고장에도 통신 장치를 교체해야 하는 비효율성을 이더넷 스위치의 릴레이 특성을 이용하여 통신 장비의 가용성을 향상시키며, 또한 특정 릴레이 포트를 이용하여 다른 이더넷 스위치의 상태를 자체적으로 진단할 수 있는 관리 기능을 하드웨어적인 부가 로직 없이 제공하는 것이다.In addition, another object of the present invention is to improve the availability of communication equipment by using the relay characteristics of the Ethernet switch in the inefficiency of replacing the communication device in the event of a single link failure in a communication device having multiple links, and also provides a specific relay It provides a management function that can diagnose the state of another Ethernet switch by using a port without any additional hardware logic.
또한, 본 발명의 다른 목적은 다중 포트를 가지는 이더넷 스위치의 특정 포트를 다른 이더넷 스위치로 연결하여 다른 프로세서로 진행하는 메시지는 다른 이더넷 스위치로 릴레이함으로써 호스트 프로세서의 도움 없이 신뢰성 있는 메시지를 전달할 수 있으며, 또한 릴레이 포트를 이용하여 이중화 상태 관리 패킷을 핑퐁 방식으로 루핑하여 릴레이 포트의 패킷 카운트가 지속적으로 증가하면 정상적으로 이더넷 스위치가 동작함을 알 수 있도록 함으로써 이더넷 스위치의 상태를 자체적으로 진단할 수 있는 관리 기능을 하드웨어적인 부가 로직 없이 제공하는 것이다.In addition, another object of the present invention is to connect a specific port of an Ethernet switch having a multi-port to another Ethernet switch to relay the message to the other processor to another Ethernet switch to deliver a reliable message without the help of the host processor, In addition, by using the relay port, the redundant status management packet can be looped in a ping-pong manner so that the Ethernet switch operates normally when the packet count of the relay port is continuously increased. To provide hardware without additional logic.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 이중화 경로 제공 장치는, 다수의 프로세서, 각각이 상기 다수의 프로세서와 케이블을 통해 연결되어 통신을 할 수 있도록 통신 경로를 제공하는 다수의 포트와 릴레이 포트를 가지는 두 개의 이더넷 스위치, 상기 두 개의 이더넷 스위치간의 릴레이 포트를 연결하기 위한 케이블, 그리고 상기 이더넷 스위치와 각각 전용선으로 연결되어 있으며 또한 케이블을 통해서는 이중으로 연결되어 이중화되어 있는 두 개의 호스트를 포함한다.The redundant path providing apparatus of the present invention for achieving this object, a plurality of processors, each having a plurality of ports and a relay port providing a communication path so that each of the plurality of processors and the communication can be connected via a cable Ethernet switch, a cable for connecting a relay port between the two Ethernet switch, and the Ethernet switch includes two hosts each connected by a dedicated line and also double connected through a cable.
또한, 본 발명의 이중화 경로 제공 장치는 상기 각각의 이더넷 스위치는 각 포트의 MAC 주소를 담고 있는 룩업 테이블 메모리를 가지는 것을 특징으로 한다.In addition, the redundant path providing apparatus of the present invention is characterized in that each Ethernet switch has a look-up table memory containing the MAC address of each port.
또한, 본 발명의 이중화 경로 제공 장치는 상기 룩업 테이블 메모리는 각 포트에 MAC 주소를 할당함에 있어 일반 포트에는 룩업 테이블의 운용 방법으로 학습된 MAC 주소를 할당하고, 릴레이 포트에는 학습되지 않은 모든 MAC 주소를 할당하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the redundant path providing apparatus of the present invention, the lookup table memory allocates a MAC address to each port, and assigns a learned MAC address to a general port by operating a lookup table, and relays all unlearned MAC addresses to a relay port. It is characterized by assigning.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 이중화 경로 제공 방법은, 다수의 프로세서, 릴레이 포트를 통해 케이블로 연결되어 있는 두 개의 이더넷 스위치, 그리고 두 개의 호스트를 포함하는 이중화 경로 제공 장치에서 패킷 전송을 위한 이중화 경로를 제공하는 방법에 있어서, 상기 다수의 프로세서가 이더넷 스위치를 경유하여 호스트와 통신을 수행하는 도중 고장이 발생하였는지의 여부를 판단하는 단계, 상기 호스트 중 하나의 호스트에서 고장이 발생한 경우 다른 호스트로 활성 상태를 전환하는 단계, 그리고 상기 고장난 호스트 측의 이더넷 스위치의 릴레이 포트를 통해 다른 쪽 이더넷 스위치로 패킷을 전달하고 이에 따라 다른 호스트로 패킷을 전달하는 단계를 포함한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a redundant path providing method including a plurality of processors, two Ethernet switches connected by cables through a relay port, and redundancy for packet transmission in a redundant path providing device including two hosts. A method for providing a path, the method comprising: determining whether a failure has occurred while the plurality of processors are communicating with a host via an Ethernet switch, and when a failure occurs in one of the hosts, Switching the active state, and forwarding the packet to the other Ethernet switch through the relay port of the failed Ethernet side of the Ethernet switch and thus forwarding the packet to the other host.
또한, 이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 이중화 경로 제공 방법은, 다수의 프로세서, 릴레이 포트를 통해 케이블로 연결되어 있는 두 개의 이더넷 스위치, 그리고 두 개의 호스트를 포함하는 이중화 경로 제공 장치에서 패킷 전송을 위한 이중화 경로를 제공하는 방법에 있어서, 상기 다수의 프로세서가 이더넷 스위치를 경유하여 호스트와 통신을 수행하는 도중 고장이 발생하였는지의 여부를 판단하는 단계, 상기 이더넷 스위치 중 하나의 이더넷 스위치에서 고장이 발생한 경우 다수의 프로세서가 이더넷 스위치의 고장을 감지하는 단계, 그리고 프로세서가 상기 고장난 이더넷 스위치로 전달하던 패킷을 다른 이더넷 스위치로 전달하고 이에 따라 다른 쪽 호스트로 패킷을 전달하는 단계를 포함한다.In addition, the redundant path providing method of the present invention for achieving this object, packet transmission in the redundant path providing apparatus comprising a plurality of processors, two Ethernet switches connected by a cable through a relay port, and two hosts. A method for providing a redundancy path for a device, the method comprising: determining whether a failure occurs while the plurality of processors communicate with a host via an Ethernet switch, and a failure occurs in one of the Ethernet switches. In this case, the plurality of processors detect a failure of the Ethernet switch, and the processor forwards the packet forwarded to the failed Ethernet switch to another Ethernet switch and accordingly forwards the packet to the other host.
또한, 이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 이중화 경로 제공 방법은, 다수의 프로세서, 릴레이 포트를 통해 케이블로 연결되어 있는 두 개의 이더넷 스위치, 그리고 두 개의 호스트를 포함하는 이중화 경로 제공 장치에서 패킷 전송을 위한 이중화 경로를 제공하는 방법에 있어서, 상기 다수의 프로세서가 이더넷 스위치를 경유하여 호스트와 통신을 수행하는 도중 고장이 발생하였는지의 여부를 판단하는 단계, 상기 다수의 프로세서가 통신을 하는 통신 링크 중 한 쪽 링크에서 고장이 발생한 경우 프로세서가 통신 링크의 고장을 감지하는 단계, 그리고 프로세서가 다른 쪽 통신 링크를 통해 다른 쪽 링크에 연결되어 있는 이더넷 스위치로 패킷을 전달하고 다른 쪽 이더넷 스위치의 릴레이 포트를 통해 본래의 이더넷 스위치로 패킷을 전달하며 이에 따라 본래의 호스트로 패킷을 전달하는 단계를 포함한다.In addition, the redundant path providing method of the present invention for achieving this object, packet transmission in the redundant path providing apparatus comprising a plurality of processors, two Ethernet switches connected by a cable through a relay port, and two hosts. 12. A method for providing a redundant path for a device, the method comprising: determining whether a failure has occurred while the plurality of processors communicate with a host via an Ethernet switch, and one of the communication links with which the plurality of processors communicates. In the event of a failure on one side of the link, the processor detects the failure of the communication link, and the processor passes a packet through the other communication link to an Ethernet switch connected to the other link and through the relay port on the other Ethernet switch. Forward packets to the original Ethernet switch According to a step of forwarding the packet to the original host.
또한, 본 발명의 이중화 경로 제공 방법은 두 개의 이더넷 스위치간에 상태를 진단하기 위해 릴레이 포트를 통해서 이더넷 스위치의 자체 진단을 위한 패킷을 전달하고 진단 패킷이 핑퐁 방식으로 릴레이 포트를 통해 루핑되어 릴레이 포트의 패킷 카운트 값이 증가하는지를 판단하는 단계, 그리고 상기 패킷 카운트 값이 지속적으로 증가하는 경우에 정상 상태임을 판단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the method for providing a redundant path of the present invention delivers a packet for self-diagnosis of the Ethernet switch through a relay port to diagnose a state between two Ethernet switches, and the diagnostic packet is looped through the relay port in a ping-pong manner so that Determining whether the packet count value is increased, and determining that the packet count value is in a normal state when the packet count value is continuously increased.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이더넷 스위치의 이중화 경로 제공 장치를 나타내는 도면이다.2 is a diagram illustrating an apparatus for providing a redundant path of an Ethernet switch according to an exemplary embodiment of the present invention.
본 발명의 실시예에 따른 이중화 경로 제공 장치는 다수의 프로세서(P1, P2,..., Pm), 각각이 다수의 프로세서가 통신을 할 수 있도록 통신 경로를 제공하는 다수의 포트와 릴레이 포트를 가지며 또한 각 포트의 MAC 주소를 담고 있는 룩업 테이블 메모리를 가지는 두 개의 이더넷 스위치(30, 40), 두 개의 이더넷 스위치간의 릴레이 포트를 연결하기 위한 케이블, 그리고 이중화되어 있는 두 개의 호스트(10, 20)를 포함한다.Providing redundant paths to the present embodiment includes a plurality of processors (P 1, P 2, ... , P m), the plurality of ports providing communication paths to each of the plurality of processors to communicate and Two Ethernet switches (30, 40) with relay ports and a lookup table memory containing the MAC address of each port, cables for connecting the relay ports between the two Ethernet switches, and two redundant hosts (10 , 20).
다수의 프로세서(P1, P2,..., Pm)는 이더넷 스위치(30, 40)를 경유하여 호스트(10, 20)와 통신함으로써 호스트로부터 여러 정보를 획득하게 된다.The plurality of processors P 1 , P 2 ,..., P m obtain various information from the host by communicating with the hosts 10, 20 via the Ethernet switches 30, 40.
이더넷 스위치(30, 40)는 다수의 프로세서(P1, P2,..., Pm)로부터의 요청에 따라 호스트로 접속되는 경로를 설정해주도록 다수의 포트를 가지며 아울러 이더넷 스위치나 호스트의 고장 또는 케이블의 훼손에 대비하는 이중화 경로를 설정하도록 두 개의 이더넷 스위치의 릴레이 포트간을 연결하는 케이블을 구비하고 있다. 또한, 이더넷 스위치(30, 40)에는 각 포트의 MAC 주소를 담고 있는 룩업 테이블 메모리가 각각 위치하고 있다. 이러한 룩업 테이블 메모리는 릴레이 포트를 제외하고는 학습된 MAC 주소를 저장하고 있으며 예컨대 캐시 등으로 만들어질 수 있다.Ethernet switch 30, 40 has a plurality of ports to set the path to the host in response to requests from a plurality of processors (P 1 , P 2 , ..., P m ) and also the failure of the Ethernet switch or host Or, it has a cable that connects between relay ports of two Ethernet switches to set up a redundant path in case of cable damage. In addition, look-up table memories containing MAC addresses of respective ports are located in the Ethernet switches 30 and 40, respectively. The lookup table memory stores the learned MAC address except for the relay port, and may be made, for example, by a cache.
호스트(10, 20)는 각각의 이더넷 스위치(30, 40)와 전용선 즉 로컬 버스로 연결되어 있으며 또한 호스트끼리도 전용선으로 연결되어 있다. 호스트끼리의 전용선은 다른 호스트의 고장 여부를 즉시 파악하기 위한 것이다.The hosts 10 and 20 are connected to the respective Ethernet switches 30 and 40 by a dedicated line, that is, a local bus, and the hosts are also connected by dedicated lines. Dedicated lines between hosts are used to immediately determine if other hosts have failed.
따라서, 호스트 A와 B(10, 20)는 이더넷 스위치(30, 40)와 로컬 버스로 연결이 되어지고 m개의 다중 프로세서들과 통신을 한다. 이더넷 스위치(30, 40)는 N개의 포트를 가진다(N>>m). 이더넷 스위치간에 한 포트를 패킷 릴레이용으로 설정하여 두 개 포트를 케이블로 연결한다. 이에 따라 호스트는 이중화로 구성이 되어지고, m개의 프로세서는 단중화로 구성되는 것이다. 호스트와 프로세서들은 각각의 이더넷 스위치에 대해 2개의 MAC 주소를 가지기 때문에, 이더넷 스위치 A와 B에 학습되는 MAC 주소는 서로 상이하다.Thus, Hosts A and B 10 and 20 are connected to the Ethernet switches 30 and 40 by a local bus and communicate with m multiple processors. The Ethernet switches 30 and 40 have N ports (N >> m). Cable two ports between Ethernet switches by setting one port for packet relay. As a result, the host is configured in redundancy, and m processors are configured in redundancy. Since hosts and processors have two MAC addresses for each Ethernet switch, the MAC addresses learned for Ethernet switches A and B are different.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이더넷 스위치에서 릴레이를 지원하는 룩업 테이블을 나타내는 도면이다.3 is a diagram illustrating a lookup table supporting relays in an Ethernet switch according to an exemplary embodiment of the present invention.
각각의 이더넷 스위치(30, 40)는 N개의 포트를 가지며, 각각의 포트에는 해당 포트로 전송될 패킷의 MAC 주소가 학습되어 설정되어지고 룩업 테이블 메모리에 저장된다.Each Ethernet switch 30, 40 has N ports, and each port learns and sets a MAC address of a packet to be transmitted to the corresponding port and is stored in a lookup table memory.
그리고, 릴레이 포트 R은 고장이나 훼손에 따른 비상 시 학습되지 않은 MAC 주소를 가지고 수신되는 패킷을 전달하기 위한 포트로 설정한다. 이러한 설정은 호스트상의 이더넷 스위치 제어 소프트웨어에 의해 설정되어진다.In addition, the relay port R is configured as a port for transmitting a packet received with an unlearned MAC address in case of an emergency due to a failure or damage. These settings are set by the Ethernet switch control software on the host.
이더넷 스위치와 연결되는 프로세서의 어떤 케이블이 고장나면 다른 케이블을 통해 이더넷 스위치로 수신된 패킷은 학습이 안 된 MAC 주소를 가지는 패킷이기 때문에, 릴레이 포트를 통해서 다른 이더넷 스위치로 전송되어 해당 호스트로 패킷이 전달되어진다. 즉, 릴레이 포트의 역할은 한 개의 링크 또는 호스트의 고장 시에 패킷이 릴레이되어 다른 호스트 또는 프로세서로 전달되도록 한다.If any cable on the processor that is connected to the Ethernet switch fails, the packet received by the Ethernet switch over the other cable is a packet with an unlearned MAC address, so it is sent to the other Ethernet switch through the relay port and forwarded to that host. Delivered. In other words, the role of the relay port allows packets to be relayed and forwarded to another host or processor upon failure of one link or host.
도 4는 릴레이 포트를 이용한 이더넷 스위치의 이중화 관리를 나타내는 도면이다. 두 개의 이더넷 스위치(130, 140)의 룩업 테이블은 R 포트를 릴레이 포트로 지정하여 학습되지 않은 MAC 주소의 패킷은 디폴트로 R 포트로 전달된다.4 is a diagram illustrating redundancy management of an Ethernet switch using a relay port. The lookup tables of the two Ethernet switches 130 and 140 designate R ports as relay ports so that packets of unlearned MAC addresses are forwarded to R ports by default.
그런데, 호스트 A 또는 B(110, 120)에서 상태 관리 패킷이 생성되어 릴레이 포트를 통해서 다른 이더넷 스위치로 전달되면, 이러한 패킷은 학습이 안된 MAC 주소를 가지므로 또 다시 릴레이 포트를 통해 상대편 이더넷 스위치로 전달되고 상대편에서도 마찬가지의 작용을 하므로 핑퐁 방식으로 메시지가 지속적으로 전달되어진다. 여기서, 이중화 상태 관리 패킷의 MAC 주소는 프로세서 또는 호스트를 위한 MAC 주소가 아니므로 위와 같이 이더넷 스위치에서 학습되지 않는 MAC 주소이어야 한다.However, if a state management packet is generated at the host A or B (110, 120) and forwarded to another Ethernet switch through the relay port, the packet has an unlearned MAC address, and thus, again through the relay port to the other Ethernet switch. Since the message is transmitted to the other side, the message is continuously transmitted in the ping-pong manner. Here, since the MAC address of the redundant state management packet is not a MAC address for the processor or the host, it should be a MAC address that is not learned in the Ethernet switch as described above.
따라서, 두 개의 이더넷 스위치(130, 140)가 정상적으로 동작됨을 이중화 상태관리 메시지의 지속적인 루핑을 통해서 확인할 수 있다. 이러한 루핑의 지속성을 확인하는 방법은 이더넷 스위치의 각 포트에 해당되는 패킷 카운트를 통해서 가능하다. 즉, 포트의 패킷 카운트의 값이 지속적으로 증가되면 이중화 상태 관리 패킷이 지속적으로 전달되고 있음을 나타내기 때문이다.Therefore, it can be confirmed through continuous looping of the redundant state management message that the two Ethernet switches 130 and 140 operate normally. This looping persistence can be determined by counting the packets for each port on the Ethernet switch. That is, if the packet count of the port is continuously increased, this indicates that the duplex management packet is continuously transmitted.
도 5는 릴레이 포트를 통해서 통신 경로 상의 고장을 복구하는 절차를 나타내는 흐름도이다. 프로세서간 통신 경로상의 고장은 호스트의 고장, 이더넷 스위치의 고장, 통신 링크의 고장으로 분류할 수 있다.5 is a flowchart illustrating a procedure for recovering from a failure on a communication path through a relay port. Failures in the communication path between processors can be categorized as host failures, Ethernet switch failures, and communication link failures.
각 경우에 대해서 살펴보면, 먼저 통신 경로 상에 고장이 발생하고(단계 S10), 호스트 또는 프로세서에 의해 어디에서 고장이 발생하였는지를 감지한다(단계 S20).In each case, first, a failure occurs on the communication path (step S10), and where the failure is detected by the host or the processor (step S20).
첫 번째, 액티브 호스트 A에 고장이 발생한 경우(단계 S30)는 호스트 B가 이를 인식하여 호스트 B로 액티브 상태를 전환시킨다(단계 S31). 이에 따라, 기존에 이더넷 스위치 A를 통해서 호스트로 전달되던 패킷들은 릴레이 포트를 통해서 이더넷 스위치 B로 릴레이 되어 호스트 B로 전달된다(단계 S32).First, when a failure occurs in the active host A (step S30), the host B recognizes this and switches the active state to the host B (step S31). Accordingly, the packets previously transmitted to the host through the Ethernet switch A are relayed to the Ethernet switch B through the relay port and forwarded to the host B (step S32).
두 번째, 이더넷 스위치 A가 고장인 경우(단계 S40)에는 m개의 프로세서와 호스트 A는 이더넷 스위치의 고장을 감지하여 이더넷 스위치 B 경로의 통신 링크로 전환한다(단계 S41).Second, when Ethernet switch A is in a failure (step S40), m processors and host A detect a failure of the Ethernet switch and switch to a communication link of the Ethernet switch B path (step S41).
세 번째, A측의 통신 링크의 고장이 발생한 경우(단계 S50)에는 프로세서는 B측 링크를 통해서 이더넷 스위치 B로 패킷을 전달하고, 릴레이 포트를 통해서 호스트 A로 패킷을 전달한다(단계 S51).본 발명은 몇 가지의 실시예를 참고로 개시되었지만, 이것은 단지 본 발명을 예시하는 것으로서 이들 실시예에 본 발명이 제한되는 것은 아니다. 이 분야의 숙련된 기술자들은 특별히 여기에 개시하지는 않았지만 본 발명에 대해 다양한 변경이 가능하며 이들 역시 본 발명의 사상 및 범위 내에 있음을 인식할 것이다.Third, when a failure of the communication link on the A side (step S50), the processor delivers the packet to the Ethernet switch B through the B side link, and delivers the packet to the host A through the relay port (step S51). Although the present invention has been described with reference to several embodiments, these are merely illustrative of the present invention and the present invention is not limited to these examples. Those skilled in the art will recognize that various modifications to the present invention are possible, although not specifically disclosed herein, they are also within the spirit and scope of the present invention.
상기와 같은 본 발명은 이더넷 스위치를 통한 다중 프로세서간 통신의 이중화 방법에 관한 것으로 하드웨어적인 고비용의 복잡한 제어 없이 고가용성의 통신 경로를 제공한다. 이더넷 스위치의 특정 포트를 릴레이 포트로 운용하여 이중화 된 두 개의 이더넷 스위치를 연결하는데 이용한다. 두 개의 이더넷 스위치로 전달 된 패킷은 이더넷 스위치 내의 MAC 주소와 포트 번호의 룩-업 테이블을 이용하여 학습된 해당 포트의 프로세서로 전달된다. 그리고 학습된 MAC 주소가 없는 경우는 특정 릴레이 포트를 통해서 다른 이더넷 스위치로 전달되어 그 이더넷 스위치 내의 해당 포트로 전달된다. 이때, 두 개의 호스트 중 어느 한 호스트에서 상태 관리 패킷이 생성되어 릴레이 포트를 통해서 다른 이더넷 스위치로 전달되면, 이러한 패킷은 학습이 안된 MAC 주소를 가지므로 또 다시 릴레이 포트를 통해 상대편 이더넷 스위치로 전달되고 상대편에서도 마찬가지의 작용을 하므로 핑퐁 방식으로 메시지가 지속적으로 전달된다. 이와 같이, 이중화 상태관리 메시지의 지속적인 루핑을 통해서 두 개의 이더넷 스위치가 정상적으로 동작됨을 확인할 수 있다. 즉, 두 개의 이더넷 스위치의 상태 관리가 가능하다. 또한, 이더넷 스위치의 패킷 릴레이를 이용하여 두 개의 이더넷 스위치의 이중화된 경로를 제공할 수 있다. As described above, the present invention relates to a method of duplication of communication between multiple processors through an Ethernet switch, and provides a high availability communication path without complicated and expensive hardware control. A specific port of the Ethernet switch is used as a relay port to connect two redundant Ethernet switches. Packets forwarded to the two Ethernet switches are forwarded to the processor of the corresponding port learned using a look-up table of MAC addresses and port numbers within the Ethernet switch. If there is no learned MAC address, it is transferred to another Ethernet switch through a specific relay port and forwarded to the corresponding port in the Ethernet switch. At this time, if a state management packet is generated from one of the two hosts and forwarded to the other Ethernet switch through the relay port, the packet has an unlearned MAC address and is again passed through the relay port to the other Ethernet switch. The other side does the same, so the message continues to be ping-pong. As such, it can be seen that the two Ethernet switches operate normally through continuous looping of the redundant status management message. In other words, state management of two Ethernet switches is possible. In addition, the packet relay of the Ethernet switch can be used to provide a redundant path of two Ethernet switches.
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도 1은 종래의 이더넷 스위치 장치를 개략적으로 나타내는 블록도,1 is a block diagram schematically showing a conventional Ethernet switch device;
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이더넷 스위치의 이중화 경로 제공 장치를 나타내는 도면,2 is a diagram illustrating an apparatus for providing a redundant path of an Ethernet switch according to an embodiment of the present invention;
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이더넷 스위치에서 릴레이를 지원하는 룩-업 테이블을 나타내는 도면,3 is a view showing a look-up table for supporting a relay in an Ethernet switch according to an embodiment of the present invention;
도 4는 릴레이 포트를 이용한 이더넷 스위치의 이중화 경로 관리를 나타내는 도면,4 is a diagram illustrating a redundant path management of an Ethernet switch using a relay port;
도 5는 릴레이 포트를 통해서 통신 경로 상의 고장을 복구하는 절차를 나타내는 흐름도.5 is a flowchart illustrating a procedure for recovering from a failure on a communication path through a relay port.
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2002
- 2002-10-30 KR KR10-2002-0066486A patent/KR100521136B1/en not_active IP Right Cessation
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