KR100550012B1 - 고속의 패킷 포워딩을 위한 주소 번역 프로토콜 테이블관리방법 및 관리장치 - Google Patents

고속의 패킷 포워딩을 위한 주소 번역 프로토콜 테이블관리방법 및 관리장치 Download PDF

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Abstract

고속의 패킷 포워딩이 가능하게 하는 주소 번역 프로토콜 테이블 관리방법 및 관리장치가 개시된다. 상기 주소 번역 프로토콜 테이블 관리방법 및 관리장치는, 주소 번역 프로토콜 기능의 짧은 에이징 시간을 충분히 크게 설정하고, 상기 에이징 시간을 짧은 주기의 에이징 시간으로 분할하며, 분할된 에이징 시간이 경과하기 전에 엔트리 정보를 요구함으로써, 엔트리를 갱신하도록 한다.

Description

고속의 패킷 포워딩을 위한 주소 번역 프로토콜 테이블 관리방법 및 관리장치{The method of managing ARP table for fast packet forwarding and managing unit there of.}
본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 종래에 사용중인 주소 번역 프로토콜의 동작을 설명하는 다이어그램이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 주소 번역 프로토콜 테이블 관리방법을 나타내는 신호흐름도(flowchart)이다.
도 3은 도 2에 도시된 에이징 처리단계를 구성하는 세부 단계를 나타내는 신호흐름도(flowchart)이다.
도 4는 도 2에 도시된 ARP 수집단계의 내부 단계를 나타내는 신호흐름도(flowchart)이다.
도 5는 도 2에 도시된 테이블 엔트리 갱신단계를 나타내는 신호흐름도(flowchart)이다.
도 6은, 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 ARP 테이블 관리장치를 나타내는 블록 다이어그램이다.
본 발명은 주소 번역 프로토콜(Address Resolution Protocol, ARP)에 관한 것으로서, 특히, 고속의 패킷 포워딩이 가능하게 하는 주소 번역 프로토콜 테이블 관리방법에 관한 것이다.
주소 번역 프로토콜(ARP)은, 전전자 교환 시스템에서 사용되기도 하지만, 본 발명에서는 IP(Internet Protocol) 네트워크 상에서 IP주소를 물리적 네트워크 주소(physical network address)로 대응시키기 위한 프로토콜의 의미로서 사용한다. 여기서, 물리적 네트워크는 이더넷(ethernet)의 48비트 네트워크 카드 주소를 의미한다.
도 1은 종래에 사용중인 주소 번역 프로토콜의 동작을 설명하는 다이어그램이다.
도 1을 참조하면, 종래에 사용중인 주소 번역 프로토콜(ARP, Address Resolution Protocol)의 동작은, 먼저 호스트(host, A)가 다른 호스트(C)에 패킷(packet)을 전송하고자 할 때 상대 호스트(C)의 물리적 네트워크 주소를 모르는 경우, 호스트(C)의 IP 주소를 포함(이 외에도, 브로드캐스팅(broadcasting) 물리적 네트워크 주소를 포함한다, 미도시)한 주소 번역 프로토콜 요구(ARP Request(IP address)) 메시지를 네트워크 상에 전송한다(그림 상단). 목적지 호스트(C)는, 자신의 IP 주소가 목적지에 있는 주소 번역 프로토콜 패킷을 수신하면 자 신의 물리적 네트워크 주소를 주소 번역 프로토콜 응답(ARP reply(IP address, Physical address)) 메시지를 네트워크 상에 전송한다(그림 하단).
이와 같은 방식으로 수집된 IP 주소와 이에 해당하는 물리적 네트워크 주소 정보는 각 IP 호스트의 주소 번역 프로토콜 캐시(cache)라 불리는 메모리에 테이블 형태로 저장된다. 캐시 어드레스 정보는 주소 번역 프로토콜 응답 메시지를 받을 때마다 저장되고, 각 호스트는 주소 번역 프로토콜 요구 메시지를 전송할 때마다 그 값을 확인하여 사용한다. 주소 번역 프로토콜 캐시 엔트리(entry)의 폐기 시간 또는 에이징 시간(aging time)은 일반적으로 그 값이 생성된 때로부터 20분 후이다.
호스트나 라우터(router)는 32비트(bits)로 구성된 자신만의 고유한 IP 주소를 가지고 있지만, LAN(Local Area Network) 환경에서는 48비트로 구성된 물리 주소(또는 이더넷 주소)를 사용하여 실제 데이터 프레임을 전달한다. 주소 번역 프로토콜은 같은 물리 네트워크에 속한 목적 호스트의 IP 주소를 사용하여 물리 주소를 찾을 수 있게 한다.
그러나, 종래의 주소 번역 프로토콜 방식은, 주소 번역 프로토콜 테이블 엔트리의 수가 적고, 상기 주소 번역 프로토콜 엔트리의 내용을 삭제하는 에이징 시간이 짧으며, 패킷 전송 시작 시에 주소 번역 프로토콜 엔트리를 구성해도 무방한 호스트에서 동작하기에는 적합하도록 만들어져 있다.
그러나 LAN 환경에서와 같이 다수의 호스트가 연결되어 있거나 인터넷과 같이 동적으로 변하는 네트워크 환경에서는, 주소 번역 프로토콜 테이블 엔트리를 구 성하면서 동시에 고속의 패킷 포워딩(packet forwarding)을 수행한다는 것은 기술적으로 불가능하다. 다시 말하면, LAN 또는 인터넷 환경에서는 패킷 포워딩 시에는 주소 번역 프로토콜 엔트리 정보가 미리 구성되어 있어야만 고속의 패킷 처리를 할 수 있게 된다.
이러한 단점을 개선하고 고속의 패킷 포워딩을 수행하기 위하여, 일반 데이터 전송만을 수행하는 포워딩 처리 기능을 담당하는 포워딩부와 라우팅 및 주소 번역 프로토콜 기능을 담당하도록 하는 라우팅 정보 관리부를 별개로 구비하는 방법이 고안되었다.
상기 라우팅 정보 관리부에서는, 자신의 주소 번역 프로토콜 프레임에 해당하는 경우에, 상기 프레임의 내용이 자신에게 주소 번역 프로토콜 정보를 요구하는 것인지 또는 자신이 요구한 주소 번역 프로토콜 정보에 대한 응답에 관한 것이지 여부를 판단한다. 판단결과, 상기 프레임이 주소 번역 프로토콜 정보요구에 대한 응답인 경우에는 주소 번역 프로토콜 테이블에 상기 프레임의 정보를 저장하고, 주소 번역 프로토콜 테이블에서 수정된 내용을 메시지로 구성하여 포워딩부로 전달한다. 수신한 프레임의 내용이 주소 번역 프로토콜 정보를 요구하는 것인 경우에는 일반적인 주소 번역 프로토콜 기능을 수행한다.
상기 개선된 고안에 의하면, 포워딩부에서 일반 데이터 프레임을 단순한 과정을 통하여 처리할 수 있게 되며, 일반적으로 데이터 프레임이 통신망에서 전송되는 프레임 대부분을 차지하기 때문에 전체 통신망의 전송속도를 높일 수 있다.
그러나, 포워딩부와 라우팅 정보 관리부를 분리하는 경우 고속의 패킷 포워 딩은 가능하지만, 별도의 주소 번역 프로토콜 관리부가 없으므로 라우팅 정보 관리부에서 라우팅 테이블 정보가 변경될 때마다 이웃 라우터의 IP 주소에 대하여 물리주소를 구하여야 한다. 이렇게 구한 주소 번역 프로토콜 테이블 엔트리 정보는 이웃한 라우터의 IP 주소와 물리적 주소 정보만을 가질 뿐, 라인 인터페이스를 통해 연결된 호스트에 대한 엔트리 정보를 구성할 수는 없다. 또한 동적으로 변경되는 네트워크 환경에서 연결된 라우터의 IP 주소, 호스트의 IP 주소 및 물리 주소가 변경되었을 때에는 변경된 주소 번역 프로토콜 테이블 정보를 관리할 수 없는 단점이 있다.
상술한 문제점을 해결하기 위하여, 동적으로 변하는 다양한 네트워크 환경에서도 새로운 주소 번역 프로토콜 정보를 수집할 수 있는 주소 번역 프로토콜 테이블 관리방법이 필요하다.
본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는, 동적으로 변경되는 네트워크 환경에서 패킷 포워딩을 할 때 주소 번역 프로토콜 테이블 룩 업(table look up)의 실패를 최소화하여, 고속의 패킷 포워딩을 가능하게 하며, 이를 위하여 주소 번역 프로토콜 기능의 짧은 에이징(aging) 시간을 충분히 크게 설정하고, 상기 에이징 시간을 짧은 주기의 에이징 시간으로 분할하며, 분할된 에이징 시간이 경과하기 전에 엔트리 정보를 요구함으로써, 엔트리를 갱신하도록 하는 주소 번역 프로토콜 테이블 관리방법을 제공하는데 있다.
본 발명이 이루고자하는 다른 기술적 과제는, 상기 주소 번역 프로토콜 테이 블 관리방법에 의하여 동작되는 주소 번역 프로토콜 테이블 관리장치를 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 주소 번역 프로토콜 테이블 관리방법은, 설정단계, 에이징 처리단계, ARP 수집단계, ARP 메시지 송수신단계 및 테이블 엔트리 갱신단계를 구비한다.
상기 설정단계는, 에이징 수행시간(aging carry out time) 및 정적(static) ARP(주소 번역 프로토콜, Address Resolution Protocol) 엔트리 정보를 운용자가 임의로 설정할 수 있게 하는 단계이다. 상기 에이징 처리단계는, 상기 에이징 수행시간마다 ARP 테이블 엔트리를 검사하여 에이징에 의한 갱신이 필요한 엔트리에 대하여 ARP 요구 메시지(request message)를 전송하거나, ARP 엔트리의 내용을 삭제하도록 지시하는 명령을 발생시킨다.
상기 ARP 수집단계는, 상기 에이징 수행시간마다 라인 인터페이스(line interface)에 연결된 모든 호스트(host)에 대하여 ARP 요구 메시지를 전송한다. 상기 ARP 메시지 송수신단계는, 에이징 처리단계 및 상기 ARP 수집단계로부터 발생되는 ARP 요구 메시지에 응답하는 ARP 응답 메시지를 수신하거나, 이웃 라우터 또는 호스트가 전송한 ARP 요구 메시지에 응답하는 ARP 응답 메시지를 전송한다. 상기 테이블 엔트리 갱신단계는, 상기 ARP 응답 메시지, 상기 에이징 처리 단계의 ARP 엔트리 삭제명령 및 상기 설정단계의 상기 정적 ARP 엔트리 정보에 따라 ARP 테이블의 엔트리를 갱신 또는 삭제한다.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 주소 번역 프로토콜 테이블 관리장치는, 명령어 처리장치, 에이징 처리장치, 주기적 정보수집장치, ARP 패킷 송/수신장치, ARP 요구 처리장치, ARP 응답 처리장치 및 ARP 테이블을 구비한다.
상기 명령어 처리장치는, 운용자가 임의로 입력한 에이징(aging) 수행시간 및/또는 정적(static) ARP(Address Resolution Protocol, 주소 번역 프로토콜) 정보에 대한 운용자의 명령을 처리한다.
상기 에이징 처리장치는, 상기 명령어 처리장치로부터 수신한 상기 에이징 수행시간을 이용하여 에이징 시간과 에이징 주기를 결정한 후, 상기 에이징 주기마다 테이블의 모든 엔트리를 검사하여 에이징 시간이 결정한 에이징 시간을 초과하였을 때, ARP 테이블의 엔트리를 삭제하도록 명령하고, 초과하지 않은 테이블 엔트리의 남은 에이징 시간과 결정된 에이징 시간을 비교하여 그 값이 에이징 주기 내에 속하면 에이징에 의한 엔트리 정보 갱신을 위하여 ARP 요구 메시지를 송신한다.
상기 주기적 정보수집장치는, 상기 에이징 주기마다 ARP 테이블 정보를 수집하기 위하여, 각 라인 인터페이스(line interface)의 MASK 값 내에 속하는 모든 호스트에 대하여 ARP 요구 메시지를 전송한다.
상기 ARP 패킷 송/수신장치는, 라인 인터페이스를 통해 ARP 메시지를 직접 수신하거나, 별도의 라인 카드를 거쳐 메인 프로세서에서 ARP 메시지를 수신한다.
상기 ARP 요구 처리장치는, 상기 에이징 처리장치, 상기 주기적 정보수집장치 및 상기 ARP 패킷 송/수신장치로부터 수신한 ARP 요구 메시지에 따라 ARP 응답 메시지를 요구하거나, 수신된 ARP 요구 메시지에서 요구하는 근원지 IP(Internet Protocol) 주소에 대한 물리적 주소 값을 구하여 ARP 테이블 엔트리를 추가하거나 갱신하게 한다.
상기 ARP 응답 처리장치는, 상기 ARP 요구 처리장치 및 상기 ARP 패킷(packet) 송/수신장치에서 수신한 상기 ARP 요구 메시지에 응답하여 해당 호스트 IP 주소 값에 대한 물리적 주소 값을 포함하는 ARP 응답 메시지를 송신하거나, 해당 엔트리 정보를 ARP 테이블에 추가 또는 갱신하게 한다.
상기 ARP 테이블은, 상기 명령어처리장치의 정적 ARP 정보, 상기 에이징 처리장치의 삭제명령, 상기 ARP 요구 처리장치의 ARP 메시지 및 상기 ARP 응답처리장치의 ARP 메시지를 수신하고, 이에 포함된 정보에 따라 ARP 테이블의 엔트리를 추가하거나, 삭제하거나, 갱신한다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 도면에 기재된 내용을 참조하여야 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 주소 번역 프로토콜 테이블 관리방법을 나타내는 신호흐름도(flowchart)이다.
도 2를 참조하면, 상기 주소 번역 프로토콜(ARP) 테이블 관리방법은, 설정단계(210), 에이징 처리단계(220), ARP 수집단계(230), ARP 메시지 송수신단계(240) 및 테이블 엔트리 갱신단계(250)를 구비한다.
설정단계(210)는, 에이징 수행시간(Aging Carry Out Time, ACOT) 및 정적(static) 주소 번역 프로토콜 엔트리 정보를 설정한다. 본 발명에서는 에이징 수행시간(ACOT)을 종래의 기술에 비하여 충분히 크게 하는 대신에 에이징 시간을 다시 짧은 주기로 나눈 다음 각 주기마다 검사하도록 하는데 특징이 있다. 이를 구현하기 위하여 에이징 수행시간(ACOT)은, 운용자가 임의로 정할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
에이징 처리단계(220)는, 에이징 수행시간(ACOT)마다 주소 번역 프로토콜 테이블 엔트리를 검사하여 에이징에 의한 갱신이 필요한 엔트리에 대하여 ARP 요구 메시지(C2)를 전송하거나, 일정한 엔트리의 내용을 삭제할 것을 지시하는 명령(C1)을 발생시킨다.
ARP 수집단계(230)는, 에이징 수행시간(ACOT)마다 라인 인터페이스(미도시)에 연결된 모든 호스트에 대하여 ARP 요구 메시지(C3)를 전송한다.
ARP 응답 메시지 전달단계(240)는, 에이징 처리단계(220) 및 ARP 수집단계(230)에서 전송된 ARP 요구 메시지(C2 및 C3)에 대응하는 ARP 응답 메시지를 수신하거나, 이웃하는 라우터 또는 호스트가 발생시킨 ARP 요구 메시지에 대응하여 ARP 응답 메시지를 전송한다.
테이블 엔트리 갱신단계(250)는, 에이징 처리단계(220)로부터의 삭제명령(C1), ARP 메시지 송수신단계(240)의 ARP 응답 메시지 및 설정단계(210)의 정적 ARP 엔트리 정보에 따라 ARP 테이블의 엔트리를 갱신한다.
도 3은 도 2에 도시된 에이징 처리단계를 구성하는 세부 단계를 나타내는 신 호흐름도(flowchart)이다.
도 3을 참조하면, 에이징 처리단계(220)는, 초기화단계(310), 에이징 타임 측정단계(320) 및 ARP 엔트리 처리단계(330)를 구비한다.
초기화단계(310)는, 에이징을 수행하는 시간인 에이징 타이머의 값(A_timer)을 디폴트(default)로 설정된 값으로 초기화시키거나 상기 설정단계(210)에서의 에이징 수행시간(ACOT)으로 에이징 타이머의 값(A_timer)을 변경하고, 에이징을 수행하는 주기를 나타내는 시간인 에이징 틱(A_tick)의 값을 초기화시킨다.
에이징 타임 측정단계(320)는, 에이징 틱(A_tick)마다 알람(Alarm)을 발생시키게 하고, 상기 알람시간 마다 ARP 테이블의 각 엔트리에 대하여 에이징 타임(A_time)을 측정한다. 여기에서, 에이징 타임(A_time)은 현재 시간에서 ARP의 테이블 엔트리의 갱신 시간을 뺀 시간으로, 해당 엔트리가 삭제되어야 하는 순간까지의 시간을 측정하는 것이다.
ARP 엔트리 처리단계(330)는, 에이징 타임 측정단계(320)에서 측정된 에이징 타임(A_time), 초기화단계(310)에서 설정된 에이징 타이머(A_timer)의 값 및 에이징 틱(A_tick)을 이용하여, 그 내용을 갱신하여야 할 ARP 테이블 엔트리가 존재하지 않을 때까지 복수 개의 단계(331 내지 335)를 계속하여 수행한다.
상기 기능을 수행하기 위하여, ARP 엔트리 처리단계(330)는, 에이징 타임의 값(A_time)을 에이징 타이머의 값(A_timer)과 비교하는 단계(331), ARP 엔트리를 테이블 엔트리 갱신단계(240)에서 삭제하도록 하는 명령을 발생시키는 단계(332), 에이징 타이머의 값(A_timer)과 에이징 타임의 값(A_time)과의 차이가 에이징 틱의 값(A_tick)과 비교하는 단계(333), ARP의 요구 메시지를 전송하는 단계(334) 및 ARP 테이블의 엔트리가 존재하는 가를 판단하는 단계(335)를 구비한다.
ARP 엔트리를 삭제하는 단계(332)에서는, 단계(331)의 판단결과, 에이징 타임(A_time)이 에이징 타이머(A_timer)의 값에 비해 클 경우(A_time > A_timer)에는 ARP 엔트리의 내용을 테이블 엔트리 삭제단계(240)에서 삭제하도록 하는 명령(C1)을 발생시킨다.
단계(331)의 판단결과 에이징 타임(A_time)이 에이징 타이머(A_timer)의 값에 비해 작을 경우(A_time < A_timer)에는, 에이징 타이머의 값(A_timer)과 에이징 타임의 값(A_time)과의 차이가 에이징 틱의 값(A_tick)과 비교한다(333).
단계(333)에서의 판단결과, 에이징 타임의 값(A_time)과 에이징 타이머의 값(A_timer)과의 차이가 에이징 틱의 값(A_tick)보다 적다((A_timer-A_time) < A_tick)고 판단된 경우(Yes)에는 ARP의 요구 메시지(C2)를 전송한(334) 후 ARP 테이블의 엔트리가 존재하는가를 판단하며(330), 에이징 타임의 값(A_time)과 에이징 타이머의 값(A_timer)과의 차이가 에이징 틱의 값(A_tick)보다 크다 ((A_timer-A_time) > A_tick)고 판단된 경우(No)에는 ARP 테이블의 엔트리가 존재하는가를 판단한다(335).
단계(335)의 판단결과, 에이징에 의하여 그 내용을 갱신할 ARP 테이블의 엔트리가 더 이상 존재하지 않는다는 판단결과가 나올 때까지, 단계(331), 단계(332), 단계(333), 단계(334) 및 단계(335)를 반복하여 수행한다.
도 4는 도 2에 도시된 ARP 수집단계의 내부 단계를 나타내는 신호흐름도(flowchart)이다.
도 4를 참조하면, ARP 수집단계(230)는, 주소 번역 프로토콜(ARP)을 수집하는 시간(G_timer)을 디폴트(default) 값으로 초기화하는 단계(410) 및 초기화된 주소 번역 프로토콜 수집시간(G_timer)마다 각 라인 인터페이스에 네트워크 마스크(mask) 값에 해당하는 모든 호스트에 대하여 ARP 요구 메시지를 전송하는 단계(420)를 구비한다.
도 5는 도 2에 도시된 테이블 엔트리 갱신단계를 나타내는 신호흐름도(flowchart)이다.
도 5를 참조하면, 테이블 엔트리 갱신단계(250)는, ARP 테이블 엔트리를 디폴트(default) 값으로 초기화하는 단계(510), 초기화된 ARP 테이블 엔트리를 설정단계(210)로부터 수신한 정적 ARP 테이블 엔트리 정보를 이용하여 ARP 테이블 엔트리를 갱신하는 제1갱신단계(520), 제1갱신 단계(520)를 거친 ARP 테이블 엔트리에, 에이징 처리단계의 삭제명령(C1) 및 ARP 응답 메시지에 대응하여, ARP 테이블 엔트리를 추가하거나 갱신하는 제2갱신단계(530), 제2갱신단계(530)에서 추가 또는 갱신된 내용을 라인 카드 프로세서(Line-card Processor)에 전달하여 네트워크 프로세서 내의 ARP 테이블 엔트리를 추가하거나 삭제하는 제3갱신단계(540)를 구비한다.
제2갱신단계(530)는, 이웃 라우터 또는 단말기 호스트로부터 발생시킨 ARP 요구 메시지에 응답하여 근원지 IP(Internet Protocol) 주소에 대한 MAC 주소 값을 얻어 ARP 응답메시지를 전송함과 동시에 관련내용에 대하여 ARP 테이블의 엔트리를 갱신하는 단계를 더 구비할 수 있다.
도 6은, 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 ARP 테이블 관리장치를 나타내는 블록 다이어그램이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 ARP 테이블 관리장치는, 명령어 처리부(620), 에이징 처리부(630), 주기적 정보수집부(640), ARP 패킷 송/수신부(650), ARP 요구 처리부(660), ARP 응답 처리부(670) 및 ARP 테이블(680)을 구비한다.
명령어 처리부(620)는, 운용자가 에이징 수행시간(ACOT) 및/또는 정적 ARP 정보에 대하여 설정하면 이를 수신하여 각각 에이징 처리부(630) 및 ARP 테이블(정적 ARP 정보)에 송신한다.
에이징 처리부(630)는, 명령어 처리부(620)로부터 수신한 에이징 수행시간(ACOT)을 이용하여 에이징 시간과 에이징 주기를 결정한 후, 상기 에이징 주기마다 테이블의 모든 엔트리를 검사하여 에이징 시간이 결정한 에이징 시간을 초과하였을 때, ARP 테이블의 엔트리를 삭제하도록 ARP 테이블에 명령하고, 초과하지 않은 테이블 엔트리의 남은 에이징 시간과 결정된 에이징 시간을 비교하여 그 값이 에이징 주기 내에 속하면 에이징에 의한 엔트리 정보 갱신을 위하여 ARP 요구 메시지를 송신한다.
주기적 정보수집부(640)는, 상기 에이징 주기마다 ARP 테이블 정보를 수집하기 위하여, 각 라인 인터페이스의 MASK 값 내에 속하는 모든 호스트에 대하여 ARP 요구 메시지를 전송한다.
ARP 패킷 송/수신부(650)는, 라인 인터페이스를 통해 ARP 메시지를 직접 송/수신하거나, 별도의 라인 카드를 거쳐 메인 프로세서에서 ARP 메시지를 송/수신한다.
ARP 요구 처리부(660)는, 에이징 처리장치(630)의 ARP 요구 메시지, 주기적 정보수집장치(640)의 ARP 요구 메시지에 따라 ARP 패킷 송/수신부(650)에 ARP 요구 메시지를 전송하건, ARP 패킷 송/수신부(650)로부터 수신된 ARP 요구 메시지에서 요구하는 근원지 IP 주소에 대한 물리적 주소 값을 구하여 ARP 테이블 엔트리를 추가하거나 갱신하도록 하는 명령을 ARP 테이블(680)에 송신하고 ARP 응답 처리부(670)에 ARP 응답 메시지를 요구한다.
ARP 응답 처리부(670)는, ARP 요구 처리부(660)에서 수신한 이우ㅎ하는 라우터 또는 호스트의 ARP 요구 메시지에 응답하여 해당 호스트 IP 주소 값에 대한 물리적 주소 값을 포함하는 ARP 응답 메시지를 송신하거나, ARP 패킷 송/수신부(650)로부터 수신한 ARP 응답 메시지에서 해당 엔트리 정보를 ARP 테이블에 추가 또는 갱신하게 하는 명령을 ARP 테이블(680)에 송신한다.
ARP 테이블(680)은, 명령어처리부(620)의 정적 ARP 정보, 에이징 처리장치(630)의 삭제명령, ARP 요구 처리부(660)의 ARP 메시지 및 ARP 응답처리부(670)의 ARP 메시지를 수신하고, 이에 포함된 정보에 따라 ARP 테이블의 엔트리를 추가하거나, 삭제하거나, 갱신한다.
본 발명에서는 라인 인터페이스에 라우터가 직접 연결될 수도 있고 허브를 통하여 여러 개의 단말 호스트가 연결될 수도 있는 다양한 네트워크 환경을 지원하기 위하여 ARP 응답 메시지에 의한 ARP 테이블 구성 기능뿐만 아니라, ARP 요구 메 시지를 수신하였을 경우에도 테이블 정보를 수집하여 연결된 많은 라우터 및 호스트의 주소 번역 프로토콜 테이블 정보 구성 방식을 제공한다.
상술한 바를 요약하며, 본 발명에 따른 주소 번역 프로토콜 테이블 관리방법은, 호스트에서 사용하는 짧은 에이징 시간과 달리 주소 번역 프로토콜 테이블 정보를 지속적으로 유지하기 위하여 별도의 에이징 시간을 가지고 그 시간 값에 따라 테이블을 관리한다. 상기 에이징 시간 값은 운용자에 의하여 변경될 수 있는 특징을 가진다.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적 실시 예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 주소 번역 프로토콜 테이블 관리방법은, 주소 번역 프로토콜 테이블 구성을 위한 패킷 전송을 최소화시키고 많은 정보의 테이블을 구성하여 제공하는 장점을 가진다. 또한, 주기적으로 주소 번역 프로토콜 정보를 수집하여 테이블을 구성하므로 인터넷과 같이 네트워크 상황이 동적으로 변화는 환경에 적합하며, 다수의 사용자 단말기가 연결되는 네트워크 환경 변화에도 잘 적응할 수 있는 장점이 있다. 또한 ARP 응답 메시지(reply message)뿐만 아니라 ARP 요구 메시지(request message)를 수신하였을 경우에도 주소 번역 프로토콜 테이블 엔트리(table entry)를 구성하여 고속의 패킷 포워딩(packet forwarding)을 수행할 수 있는 효과가 있다.

Claims (9)

  1. 에이징 수행시간(aging carry out time) 및 정적(static) ARP(주소 번역 프로토콜, Address Resolution Protocol) 엔트리 정보를 설정하는 설정단계;
    상기 에이징 수행시간마다 ARP 테이블 엔트리를 검사하여 에이징에 의한 갱신이 필요한 엔트리에 대하여 ARP 요구 메시지(request message)를 전송하거나, ARP 엔트리의 내용을 삭제하도록 지시하는 명령을 발생시키는 에이징 처리단계;
    상기 에이징 수행시간마다 라인 인터페이스(line interface)에 연결된 모든 호스트(host)에 대하여 ARP 요구 메시지를 전송하는 ARP 수집단계;
    상기 에이징 처리단계 및 상기 ARP 수집단계로부터 발생되는 ARP 요구 메시지에 대하여 응답하는 ARP 응답 메시지(reply message)를 수신하거나, 수신된 ARP 요구 메시지에 대응하는 ARP 응답 메시지를 전송하는 단계; 및
    상기 ARP 응답 메시지, 라우터 또는 호스트로부터 수신한 상기 ARP 요구 메시지, 상기 에이징 처리 단계의 ARP 엔트리 삭제명령 및 상기 설정단계의 상기 정적 ARP 엔트리 정보에 따라 ARP 테이블의 엔트리를 갱신 또는 삭제하는 테이블 엔트리 갱신단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 주소 번역 프로토콜 테이블 관리방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 에이징 수행시간은,
    운용자가 임의로 정할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 주소 번역 프로토콜 테이블 관리방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 에이징 처리단계는,
    에이징을 수행하는 시간인 에이징 타이머의 값을 디폴트(default) 값으로 초기화시키거나 상기 설정단계에서의 에이징 수행시간으로 상기 에이징 타이머의 값을 변경하고, 에이징을 수행하는 주기를 나타내는 시간인 에이징 틱(aging tick)의 값을 초기화시키는 단계;
    상기 에이징 틱 마다 알람(Alarm)을 발생시키게 하고, 상기 알람시간 마다 ARP 테이블의 각 엔트리에 대하여 에이징 타임을 측정하는 단계; 및
    상기 에이징 타임 측정단계에서 측정된 에이징 타임, 상기 초기화단계에서 설정된 에이징 타이머의 값 및 상기 에이징 틱을 이용하여, 에이징에 의하여 갱신이 필요한 ARP 테이블 엔트리가 더 이상 존재하지 않을 때까지, ARP 엔트리를 삭제하는 명령을 발생하거나, 갱신에 필요한 ARP 요구 메시지를 발생하는 ARP 엔트리 처리단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 주소 번역 프로토콜 테이블 관리방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 ARP 엔트리 처리단계는,
    상기 에이징 타임의 값을 상기 에이징 타이머의 값과 비교하는 단계;
    상기 에이징 타임의 값이 상기 에이징 타이머의 값에 비해 클 경우에는 ARP 엔트리의 내용을 삭제하도록 지시하는 명령을 발생시키는 단계;
    상기 에이징 타임의 값이 상기 에이징 타이머의 값에 비해 작을 경우에는, 상기 에이징 타이머의 값과 상기 에이징 타임의 값과의 차이를 상기 에이징 틱의 값과 비교하는 단계;
    상기 에이징 타임의 값과 상기 에이징 타이머의 값과의 차이가 상기 에이징 틱의 값 보다 큰 경우에는, ARP 테이블의 엔트리가 존재하는가를 판단하는 단계로 진행하는 단계; 및
    상기 에이징 타임의 값과 상기 에이징 타이머의 값과의 차이가 상기 에이징 틱의 값 보다 작은 경우, 상기 ARP의 요구 메시지를 전송하고 상기 ARP 테이블의 엔트리가 존재하는가를 판단하는 단계를 구비하며,
    상기 ARP 테이블의 엔트리가 존재하는가를 판단하는 단계는, 그 내용을 삭제할 상기 ARP 테이블 엔트리가 더 이상 존재하지 않을 때까지 상기 ARP 엔트리 처리단계에 포함된 단계 전체를 반복적으로 수행하는 것을 특징으로 하는 주소 번역 프로토콜 테이블 관리방법.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 에이징 타임은 현재 시간에서 ARP의 테이블 엔트리의 갱신 시간을 뺀 시간인 것을 특징으로 하는 주소 번역 프로토콜 테이블 관리방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 ARP 수집단계는,
    ARP을 수집하는 시간을 디폴트(default) 값으로 초기화하는 단계; 및
    상기 초기화된 ARP 수집시간마다 각 라인 인터페이스에 네트워크 마스크(mask) 값에 해당하는 모든 호스트에 대하여 ARP 요구 메시지를 전송하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 주소 번역 프로토콜 테이블 관리방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 테이블 엔트리 갱신단계는,
    ARP 테이블 엔트리를 디폴트(default) 값으로 초기화하는 단계;
    상기 초기화된 ARP 테이블 엔트리를 상기 설정단계로부터 수신한 정적 ARP 테이블 엔트리 정보를 이용하여 ARP 테이블 엔트리를 갱신하는 제1갱신단계;
    상기 제1갱신 단계를 거친 ARP 테이블 엔트리에, 상기 에이징 처리단계의 삭제명령 및 상기 ARP 응답 메시지에 대응하여, ARP 테이블 엔트리를 추가하거나 갱신하는 제2갱신단계;
    상기 제2갱신단계에서 추가 또는 갱신된 내용을 라인 카드 프로세서(Line-card Processor)에 전달하여 네트워크 프로세서 내의 ARP 테이블 엔트리를 추가하거나 삭제하는 제3갱신단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 주소 번역 프로토콜 테이블 관리방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제2갱신단계는,
    이웃 라우터 또는 단말기 호스트로부터 발생시킨 ARP 요구 메시지에 응답하여 근원지 IP(Internet Protocol) 주소에 대하여 ARP 테이블의 엔트리를 갱신하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 주소 번역 프로토콜 테이블 관리방법.
  9. 운용자가 임의로 입력한 에이징(aging) 수행시간 및/또는 정적(static) ARP(Address Resolution Protocol, 주소 번역 프로토콜) 정보에 대한 운용자의 명령을 처리하는 명령어 처리부;
    상기 명령어 처리장치로부터 수신한 상기 에이징 수행시간을 이용하여 에이징 시간과 에이징 주기를 결정한 후, 상기 에이징 주기마다 테이블의 모든 엔트리를 검사하여 에이징 시간이 결정한 에이징 시간을 초과하였을 때, ARP 테이블의 엔트리를 삭제하도록 명령하고, 초과하지 않은 테이블 엔트리의 남은 에이징 시간과 결정된 에이징 시간을 비교하여 그 값이 에이징 주기 내에 속하면 에이징에 의한 엔트리 정보 갱신을 위하여 ARP 요구 메시지를 송신하는 에이징 처리부;
    상기 에이징 주기마다 ARP 테이블 정보를 수집하기 위하여, 각 라인 인터페이스(line interface)의 MASK 값 내에 속하는 모든 호스트에 대하여 ARP 요구 메시지를 전송하는 주기적 정보 수집부;
    라인 인터페이스를 통해 ARP 메시지를 직접 송/수신하거나, 별도의 라인 카드를 거쳐 메인 프로세서에서 ARP 메시지를 송/수신하는 ARP 패킷 송/수신부;
    상기 에이징 처리장치, 상기 주기적 정보 수집부로부터 수신한 ARP 요구 메시지를 상기 ARP 패킷 송/수신부로 전송하거나, 상기 상기 ARP 패킷 송/수신부로부터 수신한 ARP 요구 메시지에서 요구하는 근원지 IP(Internet Protocol) 주소에 대한 물리적 주소 값을 구하여 ARP 테이블 엔트리를 추가하거나 갱신하게 하고 ARP d응답 메시지를 요구하는 ARP 요구 처리부;
    상기 ARP 요구 처리부에서 수신한 상기 ARP 요구 메시지에 응답하여 해당 호스트 IP 주소 값에 대한 물리적 주소 값을 포함하는 ARP 응답 메시지를 송신하거나, 상기 ARP 패킷 송/수신부로부터 수신한 ARP 응답 메시지에서 해당 엔트리 정보를 ARP 테이블에 추가 또는 갱신하게 하는 ARP 응답 처리부; 및
    상기 명령어처리장치의 정적 ARP 정보, 상기 에이징 처리장치의 삭제명령, 상기 ARP 요구 처리장치의 ARP 메시지 및 상기 ARP 응답처리장치의 ARP 메시지를 수신하고, 이에 포함된 정보에 따라 ARP 테이블의 엔트리를 추가하거나, 삭제하거나, 갱신하는 ARP 테이블을 구비하는 것을 특징으로 하는 주소 번역 프로토콜 테이블 관리장치.
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