KR100708428B1 - 네트워크 교환기에서의 선택적인 주소표 에이징 - Google Patents

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Abstract

유입 데이터 패킷들의 차단이 없는 이더넷(IEEE 802.3) 네트워크에서 계층 2 및 계층 3 교환을 수행하기 위해 구성된 네트워크 교환은, 동시에 일어나는 것을 기초로 유입 데이터 패킷을 평가하기 위해 구성된 패킷 분류기 모듈을 갖는 네트워크 교환기 포트를 포함한다. 상기 패킷 분류기 모듈은 규정된 네트워크 어플리케이션에 따라 상호작용하는 두 네트워크 노드들 사이의 데이터 흐름을 모니터할 수 있다. 상기 패킷 분류기 모듈은 수신된 계층 2 데이터 패킷으로부터 규정된 네트워크 어플리케이션에 대한 어플리케이션 상태를 판단함으로써, 네트워크 교환기 내의 교환 로직이 지원된 네트워크 어플리케이션에 기초하여 네트워크 교환기 주소표로부터 에이징된 주소 엔트리를 삭제하기 위해, HTTP, SNMP, ftp, 텔넷 등과 같은 각 네트워크 어플리케이션들에 대한 어플리케이션별 특정 에이징 간격들을 이용가능하도록 해준다. 상기 수신된 계층 2 데이터 패킷으로부터의 어플리케이션 상태의 결정은 또한 네트워크 교환기로 하여금 네트워크 교환기 주소표로부터 대응하는 주소 엔트리의 검출에 대한 데이터 흐름의 끝을 검출가능하도록 해준다.

Description

네트워크 교환기에서의 선택적인 주소표 에이징{SELECTIVE ADDRESS TABLE AGING IN A NETWORK SWITCH}
본 발명은 하위 네트워크들 사이에서 데이터 패킷들을 교환하기 위해 구성된 비-차단(non-blocking) 네트워크 교환기에서 데이터 패킷들의 교환에 관한 것이다.
US-A-5 914 956은 비동기 전송 모드(ATM: Asynchronous Transfer Mode) 교환의 연결 용량을 향상시키기 위한 저장 장치 및 방법을 개시한다. 교환을 통한 데이터 셀들의 흐름은 모니터될 수 있고, 사용되지 않거나 사용되고 있는 연결들이 교정 고착기(reclaim ager)에 의해 연결표에서 검출 및 표시되며, 이것은 주기적으로 연결들의 활성을 평가한다.
IEEE 컴퓨터 협회의 랜 맨(LAN MAN) 표준 위원회, ISO/IEC 15802-3 : 1998 ANSI/IEE Std 802.1D, 1998년 판, 페이지 42-26 , 제목 "정보 기술 - 전기통신과 시스템들 간의 정보 교환 - 구내 및 대도시 지역 네트워크들 - 공통 사양들 - 제 3 부: 매체 접근 제어(MAC) 브리지들" 은 IEEE 802.3 프로토콜에 따른 MAC 브리징을 개시한다. 이러한 표준에 따른 에이징된 주소들의 취급은 하기에 논의된다.
근거리 네트워크(LAN)들은 네트워크의 국(station)들을 연결하기 위해 네트워크 케이블 또는 다른 매체를 이용한다. 각각의 근거리 네트워크 구조는 각각의 네트워크 노드의 네트워크 인터페이스 장치들이 네트워크 매체에 접근할 수 있게 해주는 매체 접근 제어(MAC: media access control)를 이용한다.
이더넷 프로토콜(Ethernet protocol) IEEE 802.3은 데이터 패킷들의 전송을 위해 반이중(half-duplex) 매체 접근 메커니즘과 전이중(full-duplex) 매체 접근 메커니즘을 특정하도록 발전되어왔다. 상기 전이중 매체 접근 메커니즘은 두개의 네트워크 요소들 사이에, 예를 들어 네트워크 노드와 교환 허브 사이에 양방향, 지점 대 지점(point-to-point) 통신 연결을 제공한다.
교환 근거리 네트워크들은 더 높은 속도의 연결성, 더 유연성있는 교환 성능, 그리고 더 복잡한 네트워크 구조들을 수용하는 능력에 대한 증가하는 요구들에 직면하고 있다. 예를 들어, 본 출원인에게 공동으로 양도된 미국 특허 No. 5,953,335 는 서로 다른 네트워크 노드들 사이에 계층 2 타입 이더넷(layer 2 type Ethernet)(IEEE 802.3) 데이터 패킷들을 교환하기 위해 구성된 네트워크 교환기를 개시하는바, 수신된 데이터 패킷은 (라우터를 통해) 또다른 하위 네트워크 또는 규정된 그룹의 국들을 특정하는 IEEE 802.1q 프로토콜에 따른 가상 랜(VLAN) 태그(tagged) 프레임을 포함한다. 상기 교환이 계층 2 레벨에서 발생하기 때문에, 전형적으로 하위 네트워크들 사이에 데이터 패킷을 전송하기 위해서는 전형적으로 라우터가 필요하다.
기존의 계층 2 타입 네트워크 교환기들의 하나의 문제점은 네트워크 교환기 주소표에서 오래된 주소 엔트리들을 삭제하기 위하여 이용자에 의해 설정되는 고정된 에이징 간격(aging interval)을 갖는 에이징 기능들의 이용과 관계가 있다. 특히, 네트워크 교환기는 알려지지 않은 주소(예를 들어 알려지지 않은 MAC 발신지 또는 착신지 주소)를 갖는 수신 데이터 패킷의 검출시 상기 네트워크 교환기 주소표에 새로운 주소 엔트리들을 첨가함으로써 새로운 네트워크 주소들을 "인식(learn)한다". 상기 네트워크 교환기는 또한 상기 네트워크 교환기 주소표가 오버플로우(overflow) 하지 않도록 오래된 주소 엔트리들을 삭제하기 위한 에이징 기능을 포함한다. 예를 들어, 네트워크 교환기의 교환 구조는 수신 데이터 패킷을 교환하기 위해 주소 엔트리가 접근될 때마다 그 주소 엔트리내에 "적중 비트(hit bit)"를 설정할 수 있다. 상기 에이징 기능은 설정된 "적중 비트"를 검출함에 응답하여 상기 비트를 0으로 재설정하고, 네트워크 교환기 주소표내에서 상기 주소 엔트리를 유지하는바, 만약 상기 에이징 기능이 상기 "적중 비트"가 이미 0 값으로 재설정되어 주소 엔트리가 적어도 상기 고정된 에이징 간격에 접근되지 않았음을 나타냄을 검출한다면, 상기 에이징 기능은 네트워크 교환기 주소표에서 오래된 주소 엔트리를 삭제한다.
그러나, 상기 설명된 에이징 기능의 이용은 네트워크 교환기로부터 주소 엔트리의 삭제를 야기하여, 네트워크 교환기가 네트워크 주소들을 다시 인식해야함을 요구하게 된다. 예를 들어, 더 높은 프로토콜 통신(즉, 흐름)이 두 개의 네트워크 어플리케이션들 사이에서 발생하고 있다는 것을 모르는 계층 2 교환은 만약 이용자 정의 에이징 간격이 너무 짧은 값으로 설정되는 경우, 상기 두 개의 네트워크 어플리케이션들 사이의 흐름과 관련된 데이터 패킷들에 대한 주소 엔트리들을 반복적으로 삭제 및 재인식하기 때문에, 네트워크 교환기 자원들을 낭비하게 된다. 그러나, 상기 이용자 정의 에이징 간격을 증대시키고자 하는 시도는 상기 네트워크 교환기 주소표를 오버플로우 할 위험이 있을 수 있다.
네트워크 교환기가 자신의 네트워크 교환기 주소표로부터 주소 엔트리들을 선택적으로 삭제할 수 있게 함으로써 삭제된 주소 엔트리들의 재인식을 최소화시킬 수 있는 구성이 요구된다.
또한, 네트워크 교환기가 두개의 네트워크 어플리케이션들 사이에서 네트워크 교환기에 의해 전송된 데이터 흐름들의 상태에 기초하여 자신의 네트워크 교환기 주소표로부터 주소 엔트리들을 선택적으로 삭제할 수 있게 해주는 구성이 요구된다.
이러한 요구들 및 다른 요구들은 네트워크 교환기가, 수신 데이터 패킷으로부터의 데이터 흐름의 결정된 어플리케이션 상태에 기초하여 자신의 네트워크 교환기 주소표로부터 주소 엔트리를 선택적으로 삭제하는 본 발명에 의해 달성된다.
본 발명의 일 양상은 통합 네트워크 교환기에서의 한 방법을 제공하는데, 상기 방법은 수신된 계층 2 데이터 패킷으로부터 규정된 네트워크 어플리케이션에 대한 어플리케이션 상태를 결정하는 단계와, 상기 결정된 어플리케이션 상태에 기초하여, 수신된 계층 2 데이터 패킷의 발신지와 계층 2 데이터 패킷의 착신지 중 적어도 하나를 특정하는 네트워크 교환기 주소표로부터의 주소 엔트리를 선택적으로 삭제하는 단계를 포함한다. 상기 통합 네트워크 교환기에 의한 어플리케이션 상태의 결정은, 통합 네트워크 교환기가 규정된 네트워크 어플리케이션에 따라 네트워크 노드들 사이에서 데이터 흐름들의 존재를 확인할 수 있게 함으로써, 상기 통합 네트워크 교환기가 규정된 네트워크 어플리케이션 파라미터들에 따라 에이징 타이머들을 조정할 수 있게 해준다. 또한, 상기 결정된 어플리케이션 상태에 기초한 주소 엔트리의 선택적인 삭제는, 예를 들어 상기 두 노들들 간의 세션이 끝날 때 네트워크 노드들 사이의 데이터 흐름들이 종료됨을 상기 어플리케이션 상태로부터 결정할시 통합 네트워크 교환기가 상기 주소 엔트리를 삭제할 수 있게 해준다. 따라서, 수신된 계층 2 데이터 패킷으로부터 상기 어플리케이션 상태에 의해 결정되는 어플리케이션 세션의 완료에 기초하여, 주소 엔트리들의 삭제가 정확하게 제어될 수 있다.
본 발명의 또 하나의 양상은 네트워크 교환기 포트들과 교환 로직으로 구성되는 네트워크 교환기를 제공한다. 상기 네트워크 교환기 포트들 각각은 수신된 계층 2 데이터 패킷으로부터 다수의 규정된 네트워크 어플리케이션들 중 검출된 하나에 대해 어플리케이션 상태를 결정하기 위해 구성된 패킷 분류기를 포함한다. 상기 교환 로직은 어플리케이션별 특정 에이징 간격 동안, 상기 결정된 어플리케이션 상태와 주소 엔트리의 결정된 비활성 중 하나에 기초하여 상기 수신된 계층 2 데이터 패킷의 발신지와 상기 계층 2 데이터 패킷의 착신지 중 적어도 하나를 특정하는 주소 엔트리를 선택적으로 삭제하도록 구성되며, 상기 어플리케이션별 특정 에이징 간격은 검출된 하나의 규정된 네트워크 어플리케이션에 기초한다. 따라서, 상기 교환 로직은 수신된 계층 2 데이터 패킷으로부터 검출된 하나의 규정된 네트워크 어플리케이션에 기초한 비활성 간격에 기초하여 주소 엔트리를 선택적으로 삭제해서, 통합 네트워크 교환기에 의해 지원되는 네트워크 어플리케이션에 기초한 보다 정확한 에이징 간격들의 이용을 가능하게 해준다. 대안적으로, 상기 교환 로직은 상기 결정된 어플리케이션 상태에 기초하여 주소 엔트리를 선택적으로 삭제해서, 상기 검출된 하나의 규정된 네트워크 어플리케이션에 따라 두개의 네트워크 노들들 사이에서 한 세션의 완성시 상기 교환 로직이 주소 엔트리를 삭제할 수 있게 해준다.
본 발명의 부가적인 장점들과 특징들은 하기 설명에서 부분적으로 제시될 것이며, 하기 설명을 통해 부분적으로 당업자에게 명백하게 되거나, 본 발명의 실시에 의해 인식될 수 있다. 본 발명의 장점들은 첨부된 특허 청구항들에서 특별하게 강조된 수단들과 이들의 결합들에 의해 실현 및 달성될 수 있다.
첨부된 도면들이 참조되며, 동일한 참조 부호 표시를 갖는 요소들은 전체적으로 동일한 요소들을 나타낸다.
도 1 은 본 발명의 실시예에 따른, 각각의 하위 네트워크들 사이에서 데이터 패킷들을 교환하기 위한 다중 네트워크 교환기들을 포함하는 패킷 교환 네트워크의 블럭도이고;
도 2 는 본 발명의 실시예에 따른, 패킷 분류기 모듈을 포함하는, 도 1 의 상기 네트워크 교환기 부분을 예시하는 블럭도이고;
도 3a 와 3b 는 도 2 의 최소 항 발생기에 의한 식의 4개 템플릿들의 동시 처리를 예시하는 선도들이고;
도 4 는 도 1 의 교환 로직을 상세히 예시하는 선도이고;
도 5 는 본 발명의 실시예에 따른, 결정된 어플리케이션 상태와 어플리케이션별 특정 에이징 간격들에 기초하여 주소 엔트리를 선택적으로 삭제하는 방법을 예시하는 선도이다.
개시된 실시예는 네트워크 교환기 주소표 엔트리들에 대한 어플리케이션 기반 에이징 간격들을 발생시키고, 수신된 계층 2 데이터 패킷으로부터의 규정된 네트워크 어플리케이션에 대해 결정된 어플리케이션 상태에 기초하여 주소 엔트리를 선택적으로 삭제하는 통합 네트워크 교환기에서의 구성에 관한 것이다. 수신된 계층 2 데이터 패킷으로부터 규정된 네트워크 어플리케이션뿐만 아니라 상기 규정된 네트워크 어플리케이션에 대한 어플리케이션 상태의 검출은 수신된 계층 2 데이터 패킷을 갖는 네트워크 교환기 포트내의 패킷 분류기 모듈에 의해 수행된다. 먼저 상기 네트워크 교환기 구조와 상기 패킷 분류기에 대해 설명하고, 그 다음 네트워크 교환기 주소 엔트리들의 어플리케이션 기반 에이징에 대해 설명하기로 한다.
도 1 은 이더넷(IEEE 802.3) 네트워크와 같은 패킷 교환 네트워크를 예시하는 블럭도이다. 상기 패킷 교환 네트워크는 네트워크 국들(14)사이에서의 데이터 패킷들의 통신을 할 수 있게 해주는 통합(즉, 단일 칩) 다중포트 교환들(12)을 포함한다. 각각의 네트워크 국(14), 예를 들어 클라이언트 워크스테이션은 전형적으로 IEEE 802.3 프로토콜에 따라 10 Mbps 또는 100 Mbps에서 데이터 패킷들을 주고 받을 수 있도록 구성된다. 각각의 통합 다중포트 교환들(12)은 기가비트 이더넷 링크들(16)에 의해 상호연결됨으로써, 하위 네트워크들(18a, 18b, 18c) 사이에서의 데이터 패킷들의 전송을 가능하게 해준다. 따라서, 각각의 하위 네트워크는 교환기(12) 및 관련 그룹의 네트워크 국들(14)을 포함한다.
각각의 교환기(12)는 매체 접근 제어(MAC) 모듈(22)과 패킷 분류기 모듈(24)을 포함하는 교환기 포트(20)를 포함한다. 상기 MAC 모듈(22)은 IEEE 802.3u 프로토콜을 따라 데이터 패킷들을 10/100 Mbps 물리 계층(PHY) 송수신기들(미도시)을 통해 관련 네트워크 국들(14)로 송수신한다. 각각의 교환기(12)는 또한 수신된 데이터 패킷들에 대한 프레임 전송 결정들을 만들기 위해 구성된 교환기 조직(25)을 포함한다. 특히, 상기 교환기 조직(25)은 이더넷(IEEE 802.3) 헤더내의 발신지 주소, 착신지 주소 및 가상 랜(VLAN) 정보에 기초한 계층 2 교환 결정들을 위해 구성되는바, 상기 교환기 조직(25)은 또한 이더넷 패킷내의 IP 데이터 패킷의 평가에 기초한 선택적인 계층 3 교환 결정들을 위해 구성된다.
도 1 에 도시된 바와 같이, 각 교환기(12)는 관련 호스트 CPU(26) 및 예를 들어 SSRAM 과 같은 버퍼 메모리(28)를 가진다. 상기 호스트 CPU(26)는 대응하는 교환기(12)의 전체 동작들을 제어하며, 하기에 설명하는 교환기 조직(25) 및 패킷 분류기의 프로그래밍을 포함한다. 상기 교환기 조직(25)이 수신된 데이터 패킷들에 대한 전송 결정들을 처리하고 있는 동안, 상기 버퍼 메모리(28)는 상기 대응하는 교환기(12)에 의해 데이터 프레임들을 저장하는데 이용된다.
상기 설명된 바와 같이, 상기 교환기 조직(25)은 계층 2 교환 결정들 및 계층 3 교환 결정들을 수행하기 위해 구성된다. 상기 교환기 조직(25)에 의한 계층 3 교환 결정들의 이용은 상기 교환기 조직(25)이 진보적인 전송 결정들을 비롯하여, 패킷을 어떻게 다루는지에 관해, 그리고 어느 패킷이 영상 또는 음성과 같은 레이턴시 (latency)에 민감한 어플리케이션들에 대해 최우선 패킷으로 고려되어야 하는지에 관한 지능적인 결정들을 할 수 있게 해준다.
상기 개시된 실시예에 따르면, 도 1 의 상기 패킷 분류기 모듈(24)은 유입 데이터 스트림과 그리고 이 유입 데이터 스트림의 데이터 포맷을 식별하는 템플릿 간의 다중의 동시적인 비교를 위해 구성된다. 특히, 호스트 프로세서(26)의 이용자들은 수신된 데이터 패킷의 선택된 부분들에서 어떤 규정된 데이터 값들을 갖는 데이터 패킷들이 상기 교환기 조직(25)에 의해 어떻게 다루어져야 하는지 정의하는 방책들을 특정할 것이다. 이러한 방책들은 상기 교환기 조직(25) 내로 각각의 대응하는 방책에 대한 프레임 전송 결정들의 세트 또는 에이징 기능 파라미터들을 로딩함으로써 실시된다. 주목할 사항으로, 수신된 계층 2 데이터 패킷의 선택된 부분들에서의 상기 규정된 데이터 값들은 계층 2 데이터 패킷의 임의의 부분내에 위치될 수 있다. 따라서, 상기 패킷 분류기 모듈(24)은 다른 네트워크 어플리케이션들, 예를 들어 하이퍼텍스트 전송 프로토콜, SNMP, FTP, 텔넷 등에 따른 데이터 흐름들의 존재를 검출할 수 있다.
그러므로, 상기 교환기 조직(25)은 한 세트의 HTTP 패킷에 대한 프레임 전송 명령들과 에이징 파라미터들, 또다른 세트의 SNMP 패킷에 대한 프레임 전송 명령들과 에이징 파라미터들 및 최우선 패킷(예를 들어, 영상 또는 음성 등)에 대한 또다른 세트의 프레임 전송 명령들과 에이징 파라미터들을 포함할 수 있다.
도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 상기 패킷 분류기 모듈(24)을 예시하는 블럭도이다. 도 2 에 도시된 바와 같이, 상기 네트워크 교환기 포트(20)는 MAC(22), 수신 선입선출(FIFO) 버퍼(27), 헤더 수정기(29), 그리고 패킷 분류기 모듈(24)을 포함한다. 또한 네트워크 교환기 포트 필터로 불리는 상기 패킷 분류기 모듈(24)은 상기 네트워크 교환기 포트(20)에 유입된 데이터 패킷을 식별하고(즉, 평가하고), 교환기 조직(25)에 수신될 데이터 패킷의 형태에 기초하여 데이터 패킷에 수행될 동작을 특정하는 태그를 제공하기 위해 구성된다. 특히, 상기 패킷 분류기 모듈(24)은 동시에 각각의 데이터 포맷들을 식별하기 위해 구성된 다수의 템플릿들과 상기 유입 데이터 패킷을 비교한다. 상기 유입 데이터 패킷과 상기 다수의 템플릿들 간의 비교에 기초하여 상기 패킷 분류기 모듈(24)은 상기 교환기 조직(25)에 제공될 태그를 특정하는, 실행될 식을 확인한다.
특히, 상기 패킷 분류기 모듈(24)은 다수의 템플릿들로부터 적어도 하나의 정합된 템플릿을 검출함으로써 유입 데이터 패킷을 식별하는 비교 결과를 발생한다. 상기 패킷 분류기 모듈(24)은 이후 식들이 상기 정합된 템플릿을 포함하는지를 확인하고, 상기 식에 의해 특정된 태그를 발생시킨다.
도 3a 와 3b 는 상기 패킷 분류기 모듈(24)에 의한 식의 두 템플릿의 동시 처리를 예시하는 선도이다. 도 3a 는 다음 식의 상기 패킷 분류기 모듈(24)에 의한 로직 평가를 예시한다:
Eq1 = M1 * M2 * M3 * M4 * (M5 + M6 + M7 + M8).
도 3b 는 상기 식(Eq1)이 최소 항 메모리(70)에 실제로 얼마나 저장될 것인지를 예시한다. 상기 식(Eq1)은 네 가지 템플릿들(62a, 62b, 62c 및 62d)을 포함하는데, 템플릿(62a)은 최소 항들(M1, M2, M3, M4 및 M5)을 포함하고, 템플릿(62b)은 최소 항들(M1, M2, M3, M4 및 M6)을 포함하고, 템플릿(62c)은 최소 항들(M1, M2, M3, M4 및 M7)을 포함하고, 그리고 템플릿(62d)은 최소 항들(M1, M2, M3, M4 및 M8)을 포함한다. 각 템플릿(62)은 IP 데이터 패킷(32)의 헤더에 기초하여 인식할 수 있는 특정 IP 데이터 포맷에 대응한다. 예를 들어, 템플릿들(62a,62c)은 HTTP 패킷을 식별하기 위해 구성될 수 있고, 템플릿들(62b,62d)은 SNMP 패킷을 확인하기 위해 구성될 수 있다. 구체적으로 말하면, HTTP 패킷은 그것이 IPv4 포맷인지, IP 에서 지속 기간 영역이 1 보다 더 큰지, IP 헤더에서 프로토콜 영역이 TCP 인지, 헤더 검사합(checksum)이 맞는지, 발신지 TCP 포트가 80인지, 또는 착신지 TCP 포트가 80인지 식별된다. SNMP 패킷은 그것이 IPv4 포맷인지, IP 에서 지속 기간 영역이 1 보다 더 큰지, IP 헤더에서 프로토콜 영역이 TCP 인지, 헤더 검사합(checksum)이 맞는지, 발신지 TCP 포트가 25인지, 또는 착신지 TCP 포트가 25인지 식별된다.
그러므로, 하기의 최소 항들은 상기 설명된 판단 기준 모두를 나타내도록 설정된다:
M1 = 패킷이 IPv4 포맷이다
M2 = IP 에서 지속 기간 필드가 1보다 크다
M3 = IP 헤더에서 프로토콜 필드가 TCP이다
M4 = 헤더 검사합이 옳다
M5 = 발신지 TCP 포트가 80이다
M6 = 착신지 TCP 포트가 80이다
M7 = 발신지 TCP 포트가 25이다
M8 = 착신지 TCP 포트가 25이다
그러므로, 상기 템플릿들(62a,62c)은 HTTP 패킷들을 식별하고, 상기 템플릿들(62b,62d)은 SNMP 패킷들을 식별한다. 따라서, 식 1(Eq1)은 만약 템플릿(62a, 62b, 62c 또는 62d) 중 하나가 참이라면 특정 결과(예를 들어, 특정 값을 갖는 태그)가 교환기 조직(25)으로 출력되어야 함을 특정한다.
또한, 최소 항들(M1...M8)은 유입 데이터 스트림에서 데이터 바이트의 상대적인 위치에 대응하는 규정된 순서로 관련된 템플릿들 (62a) 및/또는 (62b) 내에 구성된다. 최소 항(M1)은 IP 패킷의 제 1 바이트(B1)와 비교하기 위해 구성되고, 최소 항(M2)은 B1 다음에 오는 IP 패킷의 후속 바이트(B2)와 비교하기 위해 구성되고, 최소 항(M3)은 B2 다음에 오는 후속 바이트(B3)와 비교하기 위해 구성된다. 그러므로, 유입 데이터 스트림에서 데이터 바이트의 상대적인 위치에 기초한 순서로 최소 항들을 갖는 템플릿들(62)의 이용은 유입 데이터 스트림과 최소 항들 사이에 다중의 동시 비교들을 가능하게 해준다. 그러므로, 유입 데이터 패킷은 유입 데이터 패킷의 데이터 포맷뿐만 아니라 교환기 조직(25)에 의해 수행되기 위해 어떤 동작이 필요한 지를 역시 결정하기 위하여 복수의 템플릿들로 비교될 수 있다.
도 2 에 도시된 바와 같이, 네트워크 교환기 포트 필터로도 불리는 패킷 분류기(24)는 최소 항 값들(예를 들어, M1, M2 등)을 저장하기 위한 최소 항 메모리 (70) 및 수신될 계층 2 프레임의 형태를 식별하기 위해 구성된 프레임 식별기(72)를 포함하고, 특히, 수신될 계층 2 프레임 형태(예를 들어, 이더넷, IEEE 802 내지 3 등)의 식별은 계층 2 패킷(30)내의 IP 패킷(32)의 시작 위치(64)의 식별을 가능하게 해준다. 패킷 분류기(24)는 또한 최소 항 제어기(74), 최소 항 발생기(76), 식 코어(78) 및 평가 결과 메모리(80)를 포함한다. 프로세서 인터페이스 모듈 (pi_mod)(82)은 발생된 최소 항들을 호스트 CPU(26)로부터 상기 최소 항 메모리(70)내로 전송하는데 이용된다.
상기 최소 항 제어기(74)는 수신된 IP 프레임의 선택된 바이트에 대응하는 최소 항 메모리(70)로부터 최소 항들을 가져오게 하기 위해 구성된다. 또한, 상기 최소 항 제어기(74)는 계층 2 프레임의 형태를 특정하는 프레임 식별기(72)로부터 프레임 형태(frm_type) 신호를 수신하는 것에 따른 시작점의 실제 바이트 위치(byte_location)를 특정하기 위해 구성된 위치 변환기를 포함한다. 이후 상기 최소 항 제어기(74)는 최소 항 값들(M_STRU INFO)을 최소 항 발생기(76) 및 식 코어(78)로 전송한다.
상기 최소 항 제어기(76)는 최소 항 제어기에 의해 가져온 최소 항들과 유입 데이터 스트림의 선택된 바이트 사이에 실제 최소 항 비교들을 수행하고, 최소 항 비교 결과들(mt_result)을 식 코어(78)에 제공한다. 개시된 실시예에 따르면, 상기 최소 항 발생기는 8개의 최소 항들까지 유입 데이터 스트림을 동시에 비교하기 위해 구성된다. 상기 식 코어(78)는 관련 템플릿들(62)에 대응하는, 최소 항 발생기 (76)로부터 수신된 최소 항 비교 결과들에 기초하여 프레임 태그를 발생시키기 위해 구성된다.
상기 설명된 바와 같이, 패킷 분류기 모듈(24)은 각 네트워크 교환기 포트(20)가 수신된 계층 2 데이터 패킷이 HTTP, SNMP, FTP, 텔넷 등과 같은 규정된 네트워크 어플리케이션에 대한 프레임을 수반하고 있는지를 확인하게 해준다. 또한, 패킷 분류기 모듈(24)은 수신된 계층 2 데이터 패킷으로부터 어플리케이션 상태를 특정적으로 확인하기 위해 부가적인 템플릿들로 프로그램될 수 있다. 특히, 네트워크 노드들은 규정된 네트워크 어플리케이션에 따라 통신함으로써, 두 네트워크 노드들 사이에 규정된 데이터 흐름들을 발생시키므로, 네트워크 노드들 사이에 전송된 계층 2 데이터 패킷들은 규정된 네트워크 어플리케이션 상태, 예를 들어 세션을 시작하기 위한 요구, 승인, 상기 세션 동안의 통신, 상기 세션을 끝내기 위한 요구 및 상기 세션의 종료의 승인을 특정하는 페이로드(payload) 정보를 포함한다. 패킷 분류기 모듈(24)은 계층 2 데이터 패킷들의 페이로드 데이터를 평가함으로써 데이터 흐름의 상태를 모니터하기 위하여 적절한 템플릿들로 프로그램될 수 있으므로, 패킷 분류기 모듈(24)은 두 네트워크 노드들 사이에서 동작하는 네트워크 어플리케이션에 대한 어플리케이션 상태를 모니터함으로써, 교환기 조직(25) 내의 교환 로직이 어플리케이션 기반 에이징 동작들을 수행하도록 해준다.
도 4 는 본 발명의 실시예에 따른 도 1 의 교환기 조직(25)을 상세하게 예시하는 선도이다. 도 4 에 도시된 바와 같이, 교환기 조직(25)은 교환 로직(80) 및 네트워크 교환기 주소표(82)를 포함한다. 주목할 사항으로, 네트워크 교환기 주소표(82)는 외부 주소표로서 네트워크 교환기(12) 외부에서 실시될 수도 있다. 교환 로직(80)은 네트워크 교환기 주소표(82)내의 주소표 엔트리들(84)의 인식(즉, 저장)을 제어한다.
각 주소표 엔트리(84)는 대응하는 MAC 및/또는 IP 주소들을 갖는 네트워크 노드에 대한 대응하는 계층 2 및/또는 계층 3 교환 정보를 제공하는 MAC 주소 영역(84c), IP 주소 영역(84d) 및 교환 정보 영역(84e)을 포함한다. 또한, 각 주소표 엔트리(84)는 결정된 데이터 흐름에 의해 지원될 네트워크 어플리케이션에 기초하여, 에이징 타이머에 대한 시작 시간을 저장하기 위해 구성된 에이징 타이머 시작 영역(84a) 및 어플리케이션별 특정 에이징 시간 간격을 저장하기 위해 구성된 에이징 간격 영역(84b)을 포함한다.
도 5 는 본 발명의 실시예에 따른 네트워크 교환기 주소표(82)의 어플리케이션 기반 에이징을 수행하는 방법을 예시하는 흐름도이다. 비록 흐름도로서 예시되었지만은, 실제 구현은 상태 기반일 수 있고, 교환 로직(80)에서의 새로운 상태는 패킷 분류기 모듈(24)로부터 규정된 동작 태그들에 따라 실행된다.
이 방법은 단계(90)에서 시작하고, 여기서 호스트 CPU는 수신된 계층 2 데이터 패킷에 기초하여 각각의 네트워크 어플리케이션들을 식별하기 위해 구성된 어플리케이션 템플릿들의 적어도 초기 한 세트를 패킷 분류기 모듈(24)의 최소 항 메모리(70)내로 로딩한다. 특히, 네트워크 노드는 먼저 규정된 네트워크 어플리케이션들 중 하나에 따라 세션을 시작하기 위한 요구를 전송할 것인바, 네트워크 노드로부터 초기 요구를 검출함에 응답하여, 패킷 분류기 모듈(24)은 새로운 네트워크 노드 및 대응하는 식별된 네트워크 어플리케이션을 특정하는 교환기 조직(25)으로 태그를 보낸다. 그러고 나서 교환 로직(80)은 네트워크 교환기 주소표(82)에 또다른 엔트리(84)를 더함으로써 단계(92)에서 엔트리를 인식한다. 또한, 호스트 CPU는 새로운 데이터 흐름에 대해 알리고, 그 때 호스트 CPU는 단계(94)에서 최소 항 메모리(70)내로 검출된 어플리케이션에 대한 부가적인 템플릿들을 저장함으로써, 패킷 분류기 모듈(24)이 검출된 데이터 흐름에 대한 각각의 어플리케이션 상태를 식별하도록 해준다. 대안적으로, 모든 템플릿들은 한번에 최소 항 메모리(70)내로 로딩될 수 있다.
대응하는 수신된 계층 2 데이터 패킷에 의해 지원될 네트워크 어플리케이션의 검출에 따르면, 호스트 CPU(26)는 에이징 간격 영역(84b)내로 어플리케이션별 특정 에이징 간격(예를 들어, T1)을 로딩하고, 단계(96)에서 에이징 타이머 시작 영역(84a)내로 타이머에 대한 시작 시간을 기록한다.
수신된 계층 2 데이터 패킷을 갖는 네트워크 교환기 포트(20)의 패킷 분류기 모듈(24)은 네트워크 어플리케이션의 식별된 데이터 흐름에 대한 페이로드 데이터를 갖는 부가적인 계층 2 데이터 패킷들을 계속해서 모니터한다. 만약 단계(98)에서 패킷 분류기 모듈(24)이 기존 데이터 흐름에 대한 새로운 상태를 검출한다면, 그리고 만약 단계(100)에서 새로운 상태가 식별된 네트워크 어플리케이션에 따른 데이터 흐름에 대한 세션의 종료를 나타낸다면, 패킷 분류기 모듈(24)은 교환 로직(80)으로 세션의 종료를 특정하는 동작 태그를 출력함으로써, 교환 로직(80)이 단계(102)에서 대응하는 주소표 엔트리(84)를 삭제하게 한다. 그러나 만약 단계(100)에서 새로운 상태가 패킷 분류기 모듈(24)에 의해 중간 어플리케이션 상태가 되도록 결정된다면, 패킷 분류기 모듈(24)은 교환 로직(80)으로 적절한 태그를 보냄으로써, 교환 로직(80)이 업데이트된 값을 갖는 영역(84a)에서 시작 시간을 무시함으로써 단계(104)에서 타이머를 재설정하도록 해준다.
교환 로직(80)은 그의 내부 클럭을 에이징 간격 엔트리(84b)와 관련된 시작 시간 엔트리(84a)에 비교함으로써 어플리케이션별 특정 에이징 간격을 계속해서 모니터한다. 만약 교환 로직(80)이 어플리케이션별 특정 타이머가 단계(106)에서 끝났음을 결정하여, 대응하는 주소표 엔트리가 에이징 간격 영역(84b)에서 특정된 어플리케이션별 특정 에이징 간격 동안 접근되지 않은 것으로 표시되면, 교환 로직(80)은 단계(102)에서 엔트리를 삭제한다.
개시된 실시예에 따르면, 어플리케이션별 특정 에이징 간격들은 결정된 어플리케이션 상태와 결합하여, 주소 엔트리가 네트워크 교환기 주소표로부터 언제 삭제되어야 하는지를 정확히 결정하는데 이용된다. 따라서, 주소표는 네트워크 교환기에 의해 만나게 되는 데이터 흐름들에 기초하여 네트워크 교환기에 의해 정확히 유지될 수 있다.
본 발명은 현재 가장 실제적인 바람직한 실시예인 것으로 생각되는 실시예와 관련하여 설명하였지만은, 본 발명은 개시된 실시예들에 한정되지 않으며, 첨부된 청구항들의 범위내에 포함된 다양한 변형들 및 등가 구성들을 포괄하도록 의도된 것임을 이해해야 한다.

Claims (10)

  1. 통합 네트워크 교환기(12)에서 주소표를 선택적으로(selectively) 에이징하는 방법으로서,
    수신된 데이터 링크층 데이터 패킷으로부터 규정된 네트워크 어플리케이션에 대한 어플리케이션 상태를 결정하는 단계와, 여기서 상기 데이터 링크층은 데이터 링크 헤더와 페이로드를 포함하고, 상기 페이로드는 상기 규정된 네트워크 어플리케이션을 실행하는 네트워크 노드에 의해 발생되며; 그리고
    상기 결정된 어플리케이션 상태에 기초하여, 상기 수신된 데이터 링크층 데이터 패킷의 발신지와 상기 데이터 링크층 데이터 패킷의 착신지 중 적어도 하나를 특정하는 네트워크 교환기 주소표(82)로부터 주소 엔트리(84)를 선택적으로 삭제하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 통합 네트워크 교환기에서 주소표의 선택적인 에이징 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 수신된 데이터 링크층 데이터 패킷으로부터 이용가능한 어플리케이션 상태들 중 초기 하나를 식별하는 네트워크 교환기 포트(20)에 응답하여, 상기 규정된 네트워크 어플리케이션의 각각의 이용가능한 어플리케이션 상태들로부터 상기 어플리케이션 상태를 식별하도록 구성된 다수의 템플릿들(62a-62d)을 상기 수신된 데이터 링크층 데이터 패킷을 수신한 네트워크 교환기 포트(20)내에 저장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통합 네트워크 교환기에서 주소표의 선택적인 에이징 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    어플리케이션별 특정 에이징 간격 동안 주소 엔트리(84)의 결정된 비활동에 기초하여, 이용가능한 어플리케이션 상태들 중 하나의 검출에 의해 결정되고, 그리고 상기 검출에 의해 개시되는 어플리케이션별 특정 에이징 간격을 따라, 네트워크 교환기 주소표(82)로부터 상기 주소 엔트리(84)를 삭제하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통합 네트워크 교환기에서 주소표의 선택적인 에이징 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 선택적으로 삭제하는 단계는 규정된 네트워크 어플리케이션에 대해 세션의 종료를 특정하는 상기 결정된 어플리케이션 상태에 기초하여 주소 엔트리(84)를 삭제하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 통합 네트워크 교환기에서 주소표의 선택적인 에이징 방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 결정 단계는,
    상기 수신된 데이터 링크층 데이터 패킷의 수신 동안, 상기 규정된 네트워크 어플리케이션에 대해 세션의 종료를 식별하는데 이용되는 프레임 데이터를 특정하는 다수의 최소 항들(M1-M8)에 대해 상기 수신된 데이터 링크층 데이터 패킷의 선택된 부분들을 비교하는 단계와;
    상기 수신된 데이터 링크층 데이터 패킷의 상기 선택된 부분들이 각각의 최소 항들(M1-M8)과 정합하는지를 결정하는 단계와; 그리고
    상기 결정 단계에 기초하여 비교 결과를 발생시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 통합 네트워크 교환기에서 주소표의 선택적인 에이징 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 결정 단계는,
    각각의 이용가능한 규정된 네트워크 어플리케이션들을 식별하는데 이용되는 프레임 데이터를 특정하는 복수의 템플릿들(62a-62d)에 대해 상기 수신된 데이터 링크층 데이터 패킷을 동시에 비교하는 것에 기초하여, 다수의 이용가능한 규정된 네트워크 어플리케이션들로부터 상기 규정된 네트워크 어플리케이션에 대한 어플리케이션 상태를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 통합 네트워크 교환기에서 주소표의 선택적인 에이징 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 어플리케이션 상태의 결정에 응답하여, 주소 엔트리(84)에 대한 어플리케이션별 특정 에이징 간격을 계산하도록 구성된 어플리케이션별 특정 에이징 타이머를 개시하는 단계와;
    만약 상기 주소 엔트리(84)가 어플리케이션별 특정 에이징 간격의 종료시 접근되지 않으면, 상기 주소 엔트리(84)를 삭제하는 단계와; 그리고
    상기 어플리케이션별 특정 에이징 간격 동안 상기 주소 엔트리(84)의 검출 및 접근에 응답하여, 상기 어플리케이션별 특정 에이징 타이머를 재설정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통합 네트워크 교환기에서 주소표의 선택적인 에이징 방법.
  8. 수신된 데이터 링크층 데이터 패킷으로부터 다수의 규정된 네트워크 어플리케이션들 중 검출된 하나에 대한 어플리케이션 상태를 결정하도록 구성된 패킷 분류기(24)를 각각 포함하는 네트워크 교환기 포트들(20)과, 여기서 상기 데이터 링크층 데이터 패킷은 데이터 링크 헤더와 페이로드를 포함하고, 상기 페이로드는 상기 규정된 네트워크 어플리케이션을 실행하는 네트워크 노드에 의해 발생되며; 그리고
    상기 검출된 하나의 규정된 네트워크 어플리케이션에 기초한 어플리케이션별 특정 에이징 간격 동안 상기 결정된 어플리케이션 상태와 주소 엔트리(84)의 결정된 비활동 중 하나에 기초하여, 상기 수신된 데이터 링크층 데이터 패킷의 발신지와 상기 데이터 링크층 데이터 패킷의 착신지 중 적어도 하나를 특정하는 주소 엔트리(84)를 선택적으로 삭제하도록 구성된 교환 로직(80,82)을 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 교환기.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 교환 로직(80,82)은,
    상기 수신된 데이터 링크층 데이터 패킷으로부터 어플리케이션 상태의 검출에 응답하여, 상기 주소 엔트리(84)에 대한 어플리케이션별 특정 에이징 간격의 계산을 개시하도록 구성된 프로그램가능한 타이머와; 그리고
    제 2 주소 엔트리에 대한 제 2 어플리케이션별 특정 에이징 간격을 계산하도록 구성된 제 2 프로그램가능한 타이머를 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 교환기.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 수신된 데이터 링크층 데이터 패킷에 대한 상기 주소 엔트리(84)와 상기 제 2 주소 엔트리를 저장하도록 구성된 네트워크 교환기 주소표(82)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 교환기.
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