KR100542123B1 - 이중화된 이더넷 스위치 보드의 이더넷 채널 이중화 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이더넷 스위치 보드의 이더넷 포트 이중화 제어에 관한 것이다. 외부 인터페이스로 여러 개의 이더넷 포트를 갖추고 내부에서 이더넷 포트들 간에 스위칭 기능을 수행하는 이더넷 스위치 보드는 신뢰성 향상을 위해 이중화 시스템으로 구현할 수 있다. 이때 본 발명은 이중화 이더넷 스위치 보드 간 백보드를 통해 물리적으로 함께 연결된 이더넷 포트들간에 충돌을 방지하기 위한 이더넷 스위치 보드 사이에 액티브/스탠바이 결정 및 이더넷 포트간 신속한 이중화 절체를 포함한 이중화 제어 기능을 제안하는 것으로 자신의 상태 레지스트값과 백 보드를 통해 전달되는 상대 보드의 상태 레지스트값을 읽어 소프트웨어 개입없이 즉시 이중화 제어 모듈이 이더넷 물리 디바이스 연결을 담당하는 아날로그 스위치를 하드웨어적으로 제어함으로써 신속한 절체가 이루어져 최소한의 데이터 손실만 발생하도록 했다.

채널 이중화, 아날로그스위치, 이더넷

Description

이중화된 이더넷 스위치 보드의 이더넷 채널 이중화 장치{Ethernet Channel Dualizing Apparatus of Dualizing Ethernet Switch Board}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이중화된 이더넷 스위치 보드의 이더넷 채널 이중화 장치의 상세 구조도이다.

본 발명은 이더넷(Ethernet) 이중화 제어에 관한 것으로, 특히, 이더넷 스위치 제어보드에서 소프트웨어 개입없이 하드웨어적으로 이더넷 포트를 제어하는 장치에 관한 것이다.

일반적으로 이더넷은 근거리에 위치한 데이터 스테이션간의 데이터를 서로 교환할 수 있도록 하는 지역적인 네트워크이다. 이러한 이더넷에서 이중화 통신 시스템은 동일한 동작을 수행하는 두 개의 보드(board)를 백보드를 통해 동일 이더넷 포트를 공유하도록 하도록 설치하고, 두 개의 보드중 하나의 보드만을 활성화시킴으로써 이중화 통신을 달성한다.

보다 상세히 설명하면, 종래의 이중화 통신 시스템은 두 개의 보드 중에서 하나의 보드만이 액티브 상태로 동작하게 하고, 다른 하나의 보드는 스탠바이 상태 로 동작을 하도록 하여, 액티브 상태에 있는 보드에 의해 통신서비스를 지원하다가, 하드웨어나 소프트웨어적인 장애가 발생하여 액티브 상태에 있는 보드가 정상 동작을 하지 못 할 경우에 액티브 상태에 대한 권한을 스탠바이 상태에게 넘겨 주어 통신서비스가 중단되는 것을 방지한다.

그런데, 종래의 이중화 통신 시스템은 하드웨어적 또는 소프트웨어적으로 장애가 발생하여 액티브 상태의 보드를 사용할 수 없는 경우가 발생하게 되면, 소프트웨어적으로 액티브 상태에 대한 권한을 스탠바이 상태의 보드에게 넘겨주는 동작을 수행한다.

그러나, 이러한 종래의 이중화 통신 시스템의 이중화 동작은 소프트웨어적으로 액티브 상태의 보드가 가진 권한을 스탠바이 상태의 보드에게 전달함으로써, 신속한 절체가 이루어지지 못하고, 그에 따라 데이터 손실이 발생되는 문제가 있었다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 이더넷 스위치 제어보드에서 소프트웨어 개입 없이 하드웨어적인 이더넷 포트 이중화 제어를 구현하는 것을 목적으로 한다.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은 다수의 이더넷 채널을 통한 통신을 수행하기 위한 이더넷 채널 이중화 장치에 있어서, 상기 다수의 이더넷 채널을 통한 이더넷 통신을 수행하는 두 개의 이더넷 스위치 보드를 포함하고, 상기 두 개의 이더넷 스위치 보드가 각각, 상기 다수의 이더넷 채널을 통한 신호 전달을 각각 제어하는 다수의 아날로그 스위치; 상기 다수의 아날로그 스위치를 통해 연결되는 상기 다수의 이더넷 채널을 통한 이더넷 통신을 수행하는 이더넷 스위치 제어부; 상기 이더넷 스위치 제어부에서 출력되는 이더넷 제어 상태와 특정의 이더넷 통신 프로세스의 상태에 기초하여 상기 이더넷 스위치 보드의 상태를 판단하는 이중화 제어부를 포함하며, 상기 두 개의 이더넷 스위치 보드에 속한 각 이중화 제어부는 각각 판단된 이더넷 스위치 보드의 상태 정보를 서로에게 전달하고, 전달된 상대방의 이더넷 스위치 보드의 상태 정보와 자신이 속한 이더넷 스위치 보드의 상태 정보에 따라 자신이 속한 이더넷 스위치 보드의 상기 다수의 아날로그 스위치의 동작을 제어하여 상기 다수의 이더넷 채널을 통한 이중화 통신을 수행하는 것을 특징으로 한다.

상기 두 개의 이더넷 스위치 보드에 속한 각 이중화 제어부는 상대방 이더넷 스위치 보드로부터 전달된 상태 정보와 자신이 속한 이더넷 스위치 보드의 상태 정보에 기초하여 상대방의 이더넷 스위치 보드의 상태가 정상이고 자신의 이더넷 스위치 보드의 상태가 비정상이라고 판단되는 경우, 자신이 속한 이더넷 스위치 보드의 상기 다수의 아날로그 스위치를 턴 오프시키고, 상대방의 이더넷 스위치 보드의 상태가 비정상이고 자신의 이더넷 스위치 보드의 상태가 정상이라고 판단되는 경우, 자신이 속한 이더넷 스위치 보드의 상기 다수의 아날로그 스위치를 턴 온시키는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조로 본 발명의 실시예에 따른 이중화 된 이더넷 스위치 보드의 이더넷 채널 이중화 장치를 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이더넷 채널 이중화 장치의 블록 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 이더넷 채널 이중화 장치는 두 개의 이더넷 스위치 보드(A, B)가 백 보드를 통해 각 이더넷 포트들(P1, P2, P3)에 함께 묶여져 있다.

두 개의 이더넷 스위치 보드(A, B)는 동일한 내부 구성으로 이루어져 있다. 즉, 하나의 이더넷 스위치 보드(A)는 다수의 MAC 엔진을 포함하여 스위칭 기능을 담당하는 이더넷 스위치 제어부(10A), 다수의 물리 디바이스(20A, 21A, 22A), 다수의 아날로그 스위치(30A, 31A, 32A), 다수의 트랜스포머(transformer; 40A, 41A, 42A) 및, 제1 이중화 제어부(50A)를 포함한다.

그리고, 다른 하나의 이더넷 스위치 보드(B)는 다수의 MAC 엔진을 포함하여 스위칭 기능을 담당하는 이더넷 스위치 제어부(10B), 다수의 물리 디바이스(20B, 21B, 22B), 다수의 아날로그 스위치(30B, 31B, 32B), 다수의 트랜스포머(40B, 41B, 42B) 및 제2 이중화 제어부(50B)를 포함한다.

각각의 이더넷 스위치 제어부(10A, 10B)는 각 이더넷 스위치 제어부의 상태를 해당 이중화 제어부(50A, 50B)에 제공한다.

그리고, 다수의 물리 디바이스(20A 내지 22A, 또는 20B 내지 22B)는 이더넷 스위치 제어부(10A, 또는 10B)에 각각 연결되어 있으며, 데이터의 물리적인 변환을 통해서 데이터를 변환하는 것으로, OSI 계층중 계층1의 물리 계층에 해당된다. 여기서, 본 발명은 하나의 이더넷 스위치 제어부에 하나의 물리 디바이스만이 연결되도록 하고, 하나의 물리 디바이스에 다수의 아날로그 스위치가 연결되도록 하는 것도 가능하다.

다수의 아날로그 스위치(30A 내지 32A, 또는 30B 내지 32B)는 각각에 대응하는 물리 디바이스(20A 내지 22A, 또는 20B 내지 22B)에 연결되어, 물리 디바이스(20A 내지 22A, 또는 20B 내지 22B)에서 출력하는 신호를 각각에 연결된 트랜스포머(40A 내지 42A, 또는 40B 내지 42B)로의 전달 여부를 조절하고, 트랜스포머(40A 내지 42A, 또는 40B 내지 42B)에서 출력하는 신호를 물리 디바이스(20A 내지 22A, 또는 20B 내지 22B)로의 전달 여부를 조절한다.

다수의 트랜스포머(40A 내지 42A, 또는 40B 내지 42B)는 대응하는 아날로그 스위치에 연결되어 있으며 각각의 이더넷 포트(P1, P2, P3)에 연결되어 있다. 즉, 트랜스포머(40A, 40B)는 제1 이더넷 포트(P1)에 공통으로 연결되고, 트랜스포머(41A, 41B)는 제2 이더넷 포트(P2)에 공통으로 연결되며, 트랜스포머(42A, 42B)는 제3 이더넷 포트(P3)에 공통으로 연결된다.

제1 및 제2 이중화 제어부(50A, 50B)는 각각의 이더넷 스위치 제어부(10A, 10B)로부터 이더넷 제어 상태 신호를 입력받고, 도시하지 않은 CPU로부터 프로세스 상태 신호를 입력받아 자신의 이더넷 스위치 보드의 상태를 판단한다. 그리고 제1 및 제2 이중화 제어부(50A, 50B)는 자신의 이더넷 스위치 보드의 상태를 상대편의 이중화 제어부(50B, 50A)에 제공하며, 상대편의 이더넷 스위치 보드의 상태와 자신의 이더넷 스위치 보드의 상태에 따라 자신이 속한 다수의 아날로그 스위치의 동작을 제어한다.

상기에서, 이더넷 스위치 제어부, 하나의 물리 디바이스, 하나의 아날로그 스위치, 하나의 트랜스포머는 하나의 이더넷 채널을 구현하므로, 도 1에 도시된 바에 따르면, 각각의 이더넷 스위치 보드(A, B)는 각각 3개의 이더넷 채널을 구현하고 있다.

그런데, 서로 다른 이더넷 스위치 보드(A, B)의 트랜스포머(40A와 40B, 41A와 41B, 42A와 42B)는 서로 공통의 이더넷 포트에 연결되어 있으므로, 이더넷 포트를 공유하는 두 개의 채널은 실제적으로 하나의 이더넷 채널을 구현하게 된다.

따라서, 도 1에 도시된 본 발명의 실시예에서는 3개의 이더넷 채널을 구현하고 있으며, 두 이더넷 스위치 보드(A, B)는 액티브 상태 또는 스탠바이 상태에 대한 구별없이 서로 동일한 권리를 가지고 있음을 알 수 있다. 이는 이더넷 스위치 보드(A, B)가 액티브 상태 또는 스탠바이 상태에 구별없는 서로 동일한 권리를 가지고 있으므로, 하나의 이더넷 포트로부터 전달되는 신호가 이더넷 스위치 보드(A, B)에 동시에 전달될 수 있음을 의미한다.

일반적으로, 하나의 이더넷 포트로부터 전달되는 신호가 두 개의 이더넷 스위치 보드(A, B)에 각각 입력되면 MAC층 사이에 물리적인 격리가 이루어지지 않게 되고, 그에 따라 MAC 어드레스 충돌이 발생하게 된다.

그러나, 본 발명은 MAC 어드레스 충돌을 방지하기 위해 트랜스포머와 물리 디바이스 사이에 아날로그 스위치를 구비하고 있다. 상기 아날로그 스위치는 자신이 속한 이더넷 스위치 보드가 액티브 상태일 때만 온 상태를 유지하여 트랜스포머에 전달된 신호가 물리 디바이스에 전달되게 하고, 자신이 속한 이더넷 스위치 보드가 스탠바이 상태이면 오프 상태를 유지하여 트랜스포머에 전달된 신호가 물리 디바이스에 전달되기 전에 물리적인 분리가 이루어지게 한다.

이러한 아날로그 스위치의 동작을 이용하여, 본 발명은 하나의 이더넷 스위치 보드(A)의 아날로그 스위치들(30A 내지 32A)과, 다른 이더넷 스위치 보드(B)의 아날로그 스위치들(30B 내지 32B)이 서로 다른 동작 상태를 유지하도록 제어함으로써, 액티브 상태의 이더넷 스위치 보드에만 신호가 전달되도록 하는 채널 이중화 제어를 가능하게 한다.

예를 들어 제1 이더넷 포트(P1)에 공통 연결된 아날로그 스위치(30A, 30B)를 보면, 아날로그 스위치(30A)가 온 상태일 때 아날로그 스위치(30B)를 오프 상태로 제어하고, 아날로그 스위치(30A)가 오프 상태일 때 아날로그 스위치(30B)를 온 상태로 제어한다.

아날로그 스위치의 온, 오프 제어는 이중화 제어부(50A, 50B)에 의해 이루어지는데, 이중화 제어부(50A, 50B)는 아날로그 스위치의 온, 오프 제어를 위해서 자신의 이더넷 스위치 보드가 액티브 상태인지 스탠바이 상태인지를 판단하게 된다.

이중화 제어부(50A, 50B)는 자신의 이더넷 스위치 보드가 액티브 상태인지 스탠바이 상태인지를 판단하기 위해, 자신의 이더넷 스위치 제어부(10A 또는 10B)으로부터 입력되는 신호와, CPU로부터 입력되는 프로세스 상태 신호와, 상대편 이중화 제어부에서 제공하는 신호를 이용한다.

여기서, 이더넷 스위치 제어부(10A, 10B)는 자신의 동작 상태인 이더넷 스위치 제어 상태에 대한 신호를 자신의 이중화 제어부(50A, 50B)에 제공하고, CPU는 이더넷 스위치 제어부와 물리 디바이스의 동작을 제어하는 프로세스의 현재 상태를 이중화 제어부(50A, 50B)에 제공한다.

이에, 제1 이중화 제어부(50A)는 이더넷 스위치 제어부(10A)로부터 입력되는 이더넷 제어 상태 신호와 CPU로부터 입력되는 프로세스 상태 신호를 파악하여 자신의 현재 상태를 판단하게 되며, 이렇게 판단한 자신의 현재 상태를 제2 이중화 제어부(50B)에 제공한다. 그리고, 제2 이중화 제어부(50B) 또한 이더넷 스위치 제어부(10B)로부터 입력되는 이더넷 제어 상태 신호와 CPU로부터 입력되는 프로세스 상태 신호를 파악하여 자신의 현재 상태를 판단하고 판단한 자신의 현재 상태를 제1 이중화 제어부(50A)에 제공한다.

그러므로, 제1 이중화 제어부(50A)는 입력되는 이더넷 제어상태 신호와 프로세스 상태 신호로서 자신의 이더넷 스위치 보드(A)의 상태를 판단할 수 있게 된다. 제2 이중화 제어부(50B) 또한 제1 이중화 제어부(50A)와 같은 동작으로 자신의 이더넷 스위치 보드(B)의 상태를 판단한다.

그리고, 각 이중화 제어부(50A, 50B)는 상대편 이중화 제어부(50B, 50A)로부터 상대편 이더넷 스위치 보드(B, A)의 상태를 확인할 수 있으므로 상대편 이더넷 스위치 보드가 불량 즉, 비정상 상태라고 판단되면 자신이 담당하는 아날로그 스위치를 턴 온시킨다. 반대로, 각 이중화 제어부(50A, 50B)는 자신의 이더넷 스위치 보드가 비정상이라고 판단하면 자신이 담당하는 아날로그 스위치를 턴 오프시킨다.

여기서, 2개의 이더넷 스위치 보드(A, B)는 4가지의 경우가 있을 수 있다. 첫 번째는 2개의 이더넷 스위치 보드(A, B) 모두 정상인 경우, 두 번째는 2개의 이더넷 스위치 보드(A, B) 모두 비정상인 경우, 세 번째는 제1 이더넷 스위치 보드(A)가 정상이고 제2 이더넷 스위치 보드(B)가 비정상인 경우와, 네 번째는 제1 이더넷 스위치 보드(A)가 비정상이고 제2 이더넷 스위치 보드(B)가 정상인 경우이 다.

세 번째와 네 번째의 경우는 본 발명의 이중화 제어부(50A, 50B)에 따른 아날로그 스위치의 동작에 의해 정상인 이더넷 스위치 보드가 액티브 상태가 되고, 비정상인 이더넷 스위치 보드는 스탠바이 상태가 된다. 두 번째의 경우는 극히 드문 경우로서 본 발명의 장치가 동작하지 못하는 상황이다.

첫 번째의 경우는 일반적인 경우로서, 본 발명은 다음과 같이 동작한다.

본 발명의 제1 및 제2 이더넷 스위치 보드(A, B)는 정상적인 상태로 제작되며, 이들(A, B) 중 하나를 액티브 상태로 설정하여 구동시키고, 다른 하나를 스탠바이 상태로 설정한다. 이에, 두 개의 이더넷 스위치 보드(A, B)는 모두 정상상태이지만 하나의 이더넷 스위치 보드만 액티브 상태로 동작하게 된다.

결국, 본 발명은 상기와 같이 설정 정보에 따라 하나의 이더넷 스위치 보드가 액티브 상태로 동작중이다가, 이후에 액티브 상태로 동작하던 이더넷 스위치 보드가 세 번째 및 네 번째 경우에 해당하게 되면, 스탠바이 상태로 대기중이던 이더넷 스위치 보드가 액티브 상태로 동작중이던 이더넷 스위치 보드의 이중화 제어부에서 제공하는 비정상 상태를 알리는 신호에 따라 그제서야 액티브 상태로 동작하게 된다. 이때, 비정상 상태인 이더넷 스위치 보드는 스탠바이 상태가 된다.

따라서, 본 발명은 하나의 이더넷 스위치 보드가 가진 액티브 상태에 대한 권한을 다른 이더넷 스위치 보드에 전달할 필요가 없이 아날로그 스위치를 통한 신호 전달의 차단과 같은 하드웨어적인 동작으로서 이더넷 포트에 대한 절체가 이루어지고, 이에 의해 이더넷 스위치를 통과하는 메시지의 손실을 최소화한다.

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.

본 발명은 소프트웨어 개입 없이 하드웨어적으로 즉시 이루어지는 이더넷 채널의 물리적인 연결 및 분리에 의해 보다 신속하고 신뢰성 있는 이중화 시스템을 구축하는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 다수의 이더넷 채널을 통한 통신을 수행하기 위한 이더넷 채널 이중화 장치에 있어서,

   상기 다수의 이더넷 채널을 통한 이더넷 통신을 수행하는 두 개의 이더넷 스위치 보드를 포함하고,

   상기 두 개의 이더넷 스위치 보드가 각각,

   상기 다수의 이더넷 채널을 통한 신호 전달을 각각 제어하는 다수의 아날로그 스위치;

   상기 다수의 아날로그 스위치를 통해 연결되는 상기 다수의 이더넷 채널을 통한 이더넷 통신을 수행하는 이더넷 스위치 제어부;

   상기 이더넷 스위치 제어부에서 출력되는 이더넷 제어 상태와 특정의 이더넷 통신 프로세스의 상태에 기초하여 상기 이더넷 스위치 보드의 상태를 판단하는 이중화 제어부를 포함하며,

   상기 두 개의 이더넷 스위치 보드에 속한 각 이중화 제어부는 각각 판단된 이더넷 스위치 보드의 상태 정보를 서로에게 전달하고, 전달된 상대방의 이더넷 스위치 보드의 상태 정보와 자신이 속한 이더넷 스위치 보드의 상태 정보에 따라 자신이 속한 이더넷 스위치 보드의 상기 다수의 아날로그 스위치의 동작을 제어하여 상기 다수의 이더넷 채널을 통한 이중화 통신을 수행하는

   것을 특징으로 하는 이더넷 채널 이중화 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 두 개의 이더넷 스위치 보드는 각각 상기 다수의 이더넷 채널과 상기 다수의 아날로그 스위치 사이에 각각 연결되는 다수의 트랜스포머를 더 포함하며,

   상기 다수의 이더넷 채널을 통해 전달되는 신호는 상기 두 개의 이더넷 스위치 보드로 동시에 입력되어 상기 다수의 트랜스포머를 통해 출력되지만, 상기 두 개의 이더넷 스위치 보드에 있는 상기 다수의 아날로그 스위치의 동작 상태에 따라 상기 이더넷 스위치 제어부로의 전달 여부가 결정되는

   것을 특징으로 하는 이더넷 채널 이중화 장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 두 개의 이더넷 스위치 보드는 각각 상기 다수의 아날로그 스위치와 상기 이더넷 스위치 제어부 사이에 연결되어 전달되는 데이터의 물리적인 변환을 수행하는 다수의 물리 디바이스를 더 포함하는 이더넷 채널 이중화 장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 두 개의 이더넷 스위치 보드에 속한 각 이중화 제어부는 상대방 이더넷 스위치 보드로부터 전달된 상태 정보와 자신이 속한 이더넷 스위치 보드의 상태 정보에 기초하여 두 개의 이더넷 스위치 보드의 상태가 모두 정상인 것으로 판단된 경우, 설정된 정보에 따라 하나의 이더넷 스위치 보드가 액티브 상태로 동작하고, 다른 하나의 이더넷 스위치 보드가 스탠바이 상태로 동작하는 것을 특징으로 하는 이더넷 채널 이중화 장치.
5. 제4항에 있어서,

   상기 두 개의 이더넷 스위치 보드에 속한 각 이중화 제어부는 상대방 이더넷 스위치 보드로부터 전달된 상태 정보와 자신이 속한 이더넷 스위치 보드의 상태 정보에 기초하여 상대방의 이더넷 스위치 보드의 상태가 정상이고 자신의 이더넷 스위치 보드의 상태가 비정상이라고 판단되는 경우, 자신이 속한 이더넷 스위치 보드의 상기 다수의 아날로그 스위치를 턴 오프시키고,

   상대방의 이더넷 스위치 보드의 상태가 비정상이고 자신의 이더넷 스위치 보드의 상태가 정상이라고 판단되는 경우, 자신이 속한 이더넷 스위치 보드의 상기 다수의 아날로그 스위치를 턴 온시키는

   것을 특징으로 하는 이더넷 채널 이중화 장치.

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