KR100713523B1

KR100713523B1 - 스패닝 트리 구성시 루트 브리지 선택 방법

Info

Publication number: KR100713523B1
Application number: KR1020060020665A
Authority: KR
Inventors: 조재헌; 황성택; 김훈; 왕사해; 윤종호
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2006-03-03
Filing date: 2006-03-03
Publication date: 2007-05-02
Also published as: US20070206513A1

Abstract

본 발명은 다수의 레거시 스위치와 다수의 동기식 스위치로 스패닝 트리 구성시 루트 브리지 선택 방법에 있어서, 상기 동기식 스위치의 배치 BPDU(Bridge Protocol Data Unit) 메시지 내에는 미리 해당 스위치가 동기식 스위치임을 나타내는 식별 정보를 마련하는 과정과, 다수의 레거시 스위치와 다수의 동기식 스위치가 자신의 배치 BPDU 메시지를 브로드캐스트하는 과정과, 동기식 스위치는 다른 스위치들로부터 전송되는 배치 BPDU 메시지를 수신하여 수신한 배치 BPDU 메시지 및 상기 식별 정보를 통해 동기식 스위치들별로 브리지 우선순위를 확인하여 동기식 루트 브리지를 선택하며, 레거시 스위치는 다른 스위치들로부터 전송되는 배치 BPDU 메시지를 수신하여 수신한 BPDU 메시지를 통해 브리지 우선순위를 확인하여 레거시 루트 브리지를 선택하는 과정을 수행한다.

STP, Residential, AV Bridging, 이더넷, 루트 브리지

Description

스패닝 트리 구성시 루트 브리지 선택 방법{ROOT BRIDGE SELECTING METHOD IN SPANNING TREE STRUCTURING}

도 1은 일반적인 다수의 브리지로 구성되는 이더넷 망의 일 구성 예시도

도 2는 도 1의 이더넷 망을 스패닝 트리 구조로 나타낸 도면

도 3은 일반적인 다수의 레거시 이더넷 스위치와 동기식 이더넷 스위치로 구성되는 이더넷 망의 일반적인 일 구성 예시도

도 4는 일반적인 다수의 레거시 이더넷 스위치와 동기식 이더넷 스위치로 구성되는 이더넷 망의 다른 구성 예시도

도 5는 도 4의 이더넷 망을 스패닝 트리 구조로 나타낸 도면

도 6은 일반적인 다수의 레거시 이더넷 스위치와 동기식 이더넷 스위치로 구성되는 이더넷 망의 또 다른 구성 예시도

도 7은 도 6의 이더넷 망을 스패닝 트리 구조로 나타낸 도면

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 다수의 레거시 이더넷 스위치와 동기식 이더넷 스위치로 구성되는 이더넷 망의 일 구성 예시도

도 9는 도 8의 이더넷 망을 스패닝 트리 구조로 나타낸 도면

도 10은 본 발명에서 사용되는 배치 BPDU 프레임의 내부 구성 포맷도

도 11은 도 8, 도 9 중 본 발명이 적용되는 동기식 이더넷 스위치의 내부 블 록 구성도

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 동기식 이더넷 스위치에서의 스패닝 트리 구성시 루트 브리지 선택을 위한 동작 흐름도

본 발명은 이더넷 망에 관한 기술로서, 특히 이더넷 망에서 스패닝 트리 구성시 루트 브리지 선택하는 방법에 관한 것이다.

이더넷은 서로 다른 여러 단말 사이에 데이터를 전송하고자 할 때 가장 보편적으로 익숙하게 접할 수 있는 기술 중 하나다. 이러한 이더넷은 전송 시간지연에 민감한 멀티미디어 데이터 전송에 적합하지 않은 기술로 알려져 있으나 최근에는 기존의 이더넷과 호환성을 유지하며 영상/음성과 같은 멀티미디어 데이터를 전송하고자 하는 기술이 활발하게 논의 되어지고 있다. 그러한 기술은 현재 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.1에서 표준화가 진행 중에 있으며, 이를 AV(Audio Video) 브리징(Bridging) 또는 동기식 브리징(Residential Bridging)이라 한다.

도 1은 다수의 브리지로 구성되는 일반적인 이더넷 망의 일 구성 예시도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 이더넷 망은 다수의 종단 디바이스(미도시)가 각각 접속되는 다수의 LAN(Local Area Network)(LAN A, B, C, D, E)과 LAN간 연결을 위 한 다수의 브리지(101, 102, 103, 104, 105)로 구성될 수 있다. 브리지들간에 전달되는 메시지는 예를 들어 MAC(Media Access Control) 브리징을 규정하는 IEEE802.1D 표준에 따라 하나의 LAN에서 다른 LAN으로 브리지될 수 있다.

이와 같이 브리지들로 연결되어 있는 망에서 임의의 브리지들 사이에 다중 경로가 존재하면 루프(loop)가 형성되어 어느 하나의 브리지가 보낸 메시지가 그 루프를 따라 반복적으로 순환하는 결과를 초래할 수 있다. 이를 방지하기 위하여 임의의 2개의 브리지(도 1의 예에서는 제3브리지 103과 제4브리지 104 등)사이에는 원칙적으로 하나의 경로만 있어야 한다. 이에 따라 각 브리지들은 IEEE802.1D 표준에 따른 스패닝 트리 프로토콜(STP: Spanning Tree Protocol)을 수행하기 위한 STA(Spanning Tree Algorithm)을 지원을 하여 브리지간 루프(loop)가 생성되는 것을 방지하고 있다.

현재, IEEE802.1D에서 표준화가 진행된 STP는 최선형 트래픽(Best Effort Traffic)만을 지원하는 기존의 브리지, 즉 레거시 브리지(Legacy Bridge)를 위한 구로서, 두 개의 브리지중에서 하나를 블로킹시켜 루프가 없도록 하며, 이를 위해 각 브리지들이 협상을 하여, 두 개의 브리지 중에 하나의 브리지만을 활성화하도록 한다. 또한 STA는 브리지들로 연결되는 망에 있어서 각 브리지 간에 루프가 없으며, 가장 경제적인 경로를 선정하여 이 경로로 메시지를 포워딩(forwarding)하게 된다.

도 2는 도 1의 이더넷 망을 스패닝 트리 구조로 나타낸 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같은 스패닝 트리를 구성하기 위해서는 브리지에 의하여 브로드캐스트 (broadcast)되는 스패닝 트리 구성 메시지인 '배치(configuration) BPDU(Bridge Protocol Data Unit)' 메시지를 통하여 서로 정보를 교환한다.

이러한 배치 BPDU를 이용하여, 루트 브리지(도 2의 제1브리지 101)를 근간으로 하는 스패닝 트리를 구성한다. 루트 브리지는 도 2에 도시된 바와 같이, 스패닝 트리의 최 상단에 위치하는 브리지로 브리지간의 통신은 이 루트 브리지를 거쳐 이루어질 확률이 가장 높다. 또한 서로 교환되는 BPDU를 통하여 각 브리지에서는 어떤 포트를 디스에이블(disable)할지를 결정한다. IEEE 802.1D에서는 디스에이블된 포트를 "블록킹 상태(blocking state)", 인에이블(enable)되어 있는 포트를 "포워딩 상태(forwarding state)"라고 정의하고 있다. 배치 BPDU 메시지에는 "루트(root) ID(Identification)"와, "루트 경로 비용(root path cost)"과, "송신 브리지 ID" 등이 포함된다.

루트 ID는 스패닝 트리 경로를 계산하기 위해 구성하는 논리적 트리 브리지 토폴로지의 중심에 위치한 루트 브리지라고 생각되는 브리지의 ID이다. 스패닝 트리의 형성 과정에서 루트 ID는 점차적으로 하나의 값으로 수렴된다. 경로 비용은 하기 표 1과 같이 트래픽의 전송속도에 따라 권장된 우선순위 값을 갖는다. 송신 브리지 ID는 배치 BPDU를 송신하는 브리지의 ID로서, 각 브리지에는 MAC 어드레스와 같이 유일한 ID가 할당된다.

상기 표 1에 도시된 바와 같이, 경로 비용은 대역폭(bandwidth)별로 권고된 값과 할당가능한 범위(range)가 있는데, 권고된 값은 링크 스피드(link speed) 4Mbps에 대하여는 250, 10Mbps에 대하여는 100, 16Mbps에 대하여는 62, 100Mbps에 대하여는 19, 1000Mbps에 대하여는 4, 10000Mbps에 대하여는 2로 되어 있으며, 할당 가능한 범위는 각각 1∼65535로 되어 있다.

루트 브리지의 선택 과정을 보다 상세히 살펴보면, 각 브리지는 초기에는 자신을 루트 브리지라고 가정하고 루트 ID를 자신의 브리지 ID, 즉 송신 브리지 ID로 하여 모든 포트로 배치 BPDU 메시지를 브로드캐스트한다. 이후에 브리지들은 각 포트로부터 이러한 배치 BPDU 메시지를 수신하며, 수신한 배치 BPDU의 루트 ID 값을 자신의 ID 값과 비교하여 자신의 루트 ID가 더 낮을 경우(즉 자신의 루트 ID가 우선순위가 더 높을 경우)에는 수신한 메시지를 폐기하고 자신의 배치 BPDU 메시지 전송을 계속하게 되며, 수신한 배치 BPDU의 루트 ID 값이 자신의 루트 ID보다 낮을 경우에는 자신의 배치 BPDU 메시지의 전송을 멈추게 된다. 이러한 과정을 거쳐 적당한 시간이 경과하게 되면 망 내에서는 오직 하나의 가장 낮은 루트 ID를 갖는 브리지만이 배치 BPDU를 전송하게 된다. 이때 해당 브리지가 해당 망에서의 루트 브리지이다.

한편, 상기에서 배치 BPDU의 비교시에, 루트 ID의 우선순위가 같은 상황에서는 가장 낮은 루트 경로 비용, 가장 낮은 브리지 ID, 가장 낮은 포트 ID 순으로 비교하며 우선순위를 결정한다.

이와 같이, 각 브리지는 각 포트로부터 배치 BPDU 메시지를 수신하여 루트 브리지를 선택하며, 이후 각 브리지에서 상기 선택된 루트 브리지로 가기 위한 최적의 경로를 선택하고, 각 브리지에서 루트 브리지까지의 가장 적은 경로비용을 가지는 루트 포트(RP: Root Port)를 선택하며, 해당 LAN 세그먼트에 메시지(프레임) 전달을 담당하는 대표 포트(DS: Designated Port)를 선택한다. 이때 루트 포트와 대표 포트를 제외한 나머지 포트들을 블록킹 포트로 결정한다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 하나의 브리지에는 하나의 루트 포트(RP)와 다수의 대표 포트(DP)가 존재할 수 있다.

그런데, 상기와 같은 STP 기술은 최선형 트래픽을 지원하는 브리지의 적용을 위한 방향으로 개발되었으며, 이는 다음과 같은 문제로 인하여 AV 브리징에는 적합하지 않다. 이를 도 3내지 도 7을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 다수의 레거시 이더넷 스위치와 동기식 이더넷 스위치로 구성되는 이더넷 망의 일반적인 일 구성 예시도로서, AV 브리징 토폴로지는 도 3에 도시된 바와 같이, QoS를 보장하는 AV 구름(cloud)과 그렇지 못한 레거시 영역으로 구분된다. AV 구름은 AV 브리징을 지원하는 스위치로만 구성된 영역이며, AV 스위치는 멀티미디어 데이터의 방송용 등으로 사용될 수 있는 동기(synchronous packet) 패킷을 송수신할 수 있도록 구성된다. 도 3에서는 AV 스위치에는 기존의 이더넷 통신 기능에다가 멀티미디어 데이터를 재생할 수 있는 디바이스들(AV dev)이 AV 스위치 등에 접속된 상태가 도시된다. 한편, '스위치'라는 용어는 통상 브리지를 개량한 장비로 간주할 수 있으나, 도 3 등에 도시된 '스위치'는 AV 브리징 토폴로지에 속한 브리지/스위치를 포함하는 용어로서 사용한다.

도 4는 다수의 레거시 이더넷 스위치와 동기식 이더넷 스위치로 구성되는 이더넷 망에서 스패닝 트리 구성시 동기식 이더넷 스위치가 루트 브리지로 선출된 경우의 일 예시도이며, 도 5는 도 4의 이더넷 망을 스패닝 트리에 따른 구조로 나타낸 도면으로서, 도 4의 문제점을 점을 설명하기 위하여 레거시 이더넷 종단 디바이스들간의 통신 상태가 추가로 개시된다.

도 4 및 도 5에 도시된 이더넷 망은 제1, 제2 레거시 스위치(401, 402)와, 제1 내지 제4 AV 스위치(411, 412, 413, 414)와, 제1, 제2 레거시 스위치(401, 402)에 각각 적절히 접속되는 제1, 제2 레거시 디바이스(501, 502) 및 제2 내지 제4 AV 스위치(411, 412, 413, 414)에서 각각 접속되는 제1 내지 제3 AV 디바이스(511, 512, 513)로 구성될 수 있다. 이때 제1 레거시 스위치(401) 또는 제2 레거시 스위치(402)는 제1 Av 스위치(411)와 연결된 상태가 도시되고 있는데, 이들 간에는 통상 비동기(Asynchronous) 패킷들의 전송을 위한 연결만이 이루어지고 있다.

이때, 도 4 및 도 5에는 제1 AV 스위치(411)가 루트 브리지로 선택된 것으로 나타나고 있는데, 이와 같이 AV 구름에 루트 브리지가 위치할 경우, 제1 레거시 디바이스(501), 제2 레거시 디바이스(502)까지 통신에 있어서 AV 스위치인 제1 AV 스위치(411)를 거칠 수밖에 없게 된다. 이 경우 AV 스위치는 AV 브리징(동기식 이더넷)에서 정의한 것과 같이 실시간 트래픽(Time sensitive traffic, AV 트래픽)과 최선형 트래픽을 함께 수용하기 때문에 제1 레거시 디바이스(501) 또는 제2 레거시 디바이스(502)에서 발생한 최선형 트래픽의 일부분씩만 통과시킬 수 있다. 따라서 제1 AV 스위치(411)는 병목현상을 초래하여 전체 망의 성능을 떨어뜨리는 원인을 제공한다.

도 6은 다수의 레거시 이더넷 스위치와 동기식 이더넷 스위치로 구성되는 이더넷 망에서 스패닝 트리 구성시 레거시 이더넷 스위치가 루트 브리지로 선출된 경우의 일 예시도이며, 도 7은 도 6의 이더넷 망을 스패닝 트리에 따른 구조로 나타낸 도면으로서, 도 6의 문제점을 점을 설명하기 위하여 AV 디바이스들간의 통신 상태가 추가로 개시된다.

도 6 및 도 7에 도시된 이더넷 망은 제1, 제2 레거시 스위치(601, 602)와, 제1 내지 제4 AV 스위치(611, 612, 613, 614)와, 제1, 제2 레거시 스위치(601, 602)에 각각 적절히 접속되는 제1, 제2 레거시 디바이스(701, 702) 및 제2 내지 제4 AV 스위치(611, 612, 613, 614)에서 각각 접속되는 제1 내지 제3 AV 디바이스(711, 712, 713)로 구성될 수 있다.

이때, 도 6 및 도 7에는 제1 레거시 스위치(601)가 루트 브리지로 선택된 것으로 나타나고 있는데, 이와 같이 레거시 영역에 스위치가 루트 브리지로 선택되었을 경우에는, 예를 들어 제1 AV 디바이스(711), 제2 레거시 디바이스(712)의 통신을 위해서는 레거시 스위치를 거칠 수밖에 없게 된다. 이 경우 레거시 스위치는 AV 트래픽(Time sensitive traffic)을 지원하지 않기 때문에, 통신이 불가능하게 된다.

따라서, 본 발명은 AV 브리징(동기식 이더넷)에서 각 트래픽의 통신이 효율적으로 이루어질 수 있도록 하기 위한 스패닝 트리 구성시 루트 브리지 선택 방법을 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 다수의 레거시 스위치와 다수의 동기식 스위치로 스패닝 트리 구성시 루트 브리지 선택 방법에 있어서, 상기 동기식 스위치의 배치 BPDU(Bridge Protocol Data Unit) 메시지 내에는 미리 해당 스위치가 동기식 스위치임을 나타내는 식별 정보를 마련하는 과정과, 상기 다수의 레거시 스위치와 상기 다수의 동기식 스위치가 자신의 배치 BPDU 메시지를 브로드캐스트하는 과정과, 상기 동기식 스위치는 다른 스위치들로부터 전송되는 배치 BPDU 메시지를 수신하여 수신한 배치 BPDU 메시지 및 상기 식별 정보를 통해 동기식 스위치들별로 브리지 우선순위를 확인하여 동기식 루트 브리지를 선택하며, 상기 레거시 스위치는 다른 스위치들로부터 전송되는 배치 BPDU 메시지를 수신하여 수신한 BPDU 메시지를 통해 브리지 우선순위를 확인하여 레거시 루트 브리지를 선택하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.

바람직하게는 상기 동기식 스위치는 미리 해당 스위치가 동기식 스위치임을 나타내는 식별 정보가 포함된 배치 BPDU(Bridge Protocol Data Unit) 프레임을 미리 설정된 시간 간격으로 브로드캐스트하는 과정과. 다른 스위치로부터 배치 BPDU 프레임의 수신시에, 수신한 배치 BPDU 프레임에서 상기 식별 정보가 확인되는지 판단하는 과정과, 상기 수신한 배치 BPDU의 정보와 자신의 BPDU의 정보의 우선순위를 비교하는 과정과, 상기 비교 결과 수신한 배치 BPDU 정보의 우선순위가 더 높은 경우에는 자신의 배치 BPDU 프레임의 브로드캐스트를 중단하며, 상기 수신한 배치 BPDU의 정보에 따라 망의 정보를 업데이트하는 과정과, 상기 비교 결과 수신한 배치 BPDU 정보의 우선순위가 더 낮을 경우에는 해당 수신한 BPDU 프레임을 폐기(drop)하는 과정을 수행한다.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명에서는 구체적인 구성 소자 등과 같은 특정 사항들이 나타나고 있는데 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들이 본 발명의 범위 내에서 소정의 변형이나 혹은 변경이 이루어질 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 다수의 레거시 이더넷 스위치와 동기식 이더넷 스위치로 구성되는 이더넷 망의 일 구성 예시도이며, 도 9는 도 8의 이더넷 망을 스패닝 트리 구조로 나타낸 도면이다. 도 8 및 도 9에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 이더넷 망은 제1, 제2 레거시 스위치(801, 802)와, 제1 내지 제4 AV 스위치(811, 812, 813, 814)와, 제1, 제2 레거시 스위치(801, 802)에 각각 적절히 접속되는 제1, 제2 레거시 디바이스(901, 902) 및 제2 내지 제4 AV 스위치(811, 812, 813, 814)에서 각각 접속되는 제1 내지 제3 AV 디바이스(911, 912,913)로 구성될 수 있다. 이때 제1 레거시 스위치(801) 또는 제2 레거시 스위치(802)는 제1 Av 스위치(411)와 연결된 상태가 도시되고 있는데, 이들 간에는 통상 비동기(Asynchronous) 패킷들의 전송을 위한 연결만이 이루어지고 있다.

도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 이더넷 망에서는 AV 구름과 그렇지 못한 레거시 영역에서 각각 루트 브리지(도 8, 도 9의 예에서는 제1 AV 스위치 811과 제1 레거시 스위치 801)를 선택한다. 그럴 경우에는 도 9에 도시된 바와 같이 실시간 트래픽(Time Sensitive Traffic)과 최선형 트래픽(Best Effort traffic)을 위한 두 개의 스패닝 트리를 구성하게 되는 형태이다. 이와 같이 레거시 영역을 위한 스패닝 트리와 AV 구름을 위한 스패닝 트리를 각각 구성하여 두 개의 스패닝 트리를 구성하게 되면, 레거시 디바이스들(901, 902) 간의 통신에서는 예를 들어 제1 레거시 스위치(801)가 루트 브리지가 되고, 이러한 구성에서는 해당 스패닝 트리 중간에 AV 스위치가 포함되지 않기 때문에 병목현상으로 인한 망의 성능저하가 없게 된다. 또한 AV 디바이스들(911, 912, 913)간의 통신에는 예를 들어 제1 AV 스위치(811)가 루트 브리지가 된 스패닝 트리를 이루므로 통신 장애가 발생하지 않게 된다. 이와 같이 본 발명에 따른 방식을 적용하여, 실시간 트래픽 및 최선형 트래픽 모두 최적화되어 처리될 수 있는 망을 구현하게 된다.

이와 같이, AV 구름과 레거시 영역에서 각각의 루트 브리지를 선택하기 위하여 본 발명의 각 레거시 스위치들(801, 802) 및 AV 스위치들(811, 812, 813, 814)들은 다음과 같은 절차를 수행한다. 먼저 BPDU 메시지 내에 해당 스위치가 AV 스위치임을 나타내기 위한 특정 정보를 미리 마련한다. 이러한 특정 정보는 루트 브리지의 선택시, 비교 1순위인 루트 ID를 특정하게 미리 정해진 값으로 설정하여 해당 스위치가 AV 스위치임을 식별 가능하도록 한다.

특히, 이 경우 루트 ID의 값이 낮을수록 루트 브리지로 선정되는 점을 이용, AV 구름내의 스위치의 경우에는 루트 ID 값을 예를 들어 0xFFFF와 같이, 최소한 기본 권장값인 0x8000보다는 높은 값을 정하여 이를 AV 스위치임을 식별하기 위한 값으로 이용할 수 있다. 그럴 경우에는 종래의 일반적인 루트 브리지 선택 절차에 별다른 변형을 주지 않더라도 종래의 루트 브리지 선택 절차에 따라 레거시 스위치 중에서 한 스위치가 일차적으로 루트 브리지로 선택된다. 즉, 레거시 루트 브리지의 선택의 경우에, AV 브리지용으로 상기 정해진 특정 루트 ID의 값이 높은 값(예를 들어 0xFFFF)이기 때문에, 레거시 브리지들은 이 값을 BPDU 메시지로 수신할 경우 이를 폐기(drop)하며, 결국 레거시 브리지 중에서 루트 ID 값이 낮은 브리지를 루트 브리지가 선택된다.

도 10은 본 발명에서 사용되는 배치 BPDU 프레임의 내부 구성 포맷도이다. 도 10을 참조하면, IEEE802.1D에서 제시한 배치 BPDU 프레임은 프로토콜을 식별하기 위한 정보를 저장하는 "Protocol ID"영역(1105)과, 프로토콜의 버전에 대한 정보를 저장하는 "Protocol Version"영역(1106)과, BPDU 타입에 대한 정보를 저장하 는 "BPDU Type"영역(1107)과, 플래그에 대한 정보를 저장하는 "Flags"영역(1108)과, 루트 식별자에 대한 정보를 저장하는 "Root ID"영역(1109)과, 루트 경로 비용에 대한 정보를 저장하는 "Root Path Cost"영역(1110)과, 브리지 식별자에 대한 정보를 저장하는 "Bridge ID"영역(1111)과, 포트 식별자에 대한 정보를 저장하는 "Port ID"영역(1112)과, 메시지 수명에 대한 정보를 저장하는 "Message Age"영역(1113)과, 최대 수명에 대한 정보를 저장하는 "MAX age"영역(1114)과, 헬로우 주기에 대한 정보를 저장하는 "Hello Time"영역(1115)과, 포워드 지연에 대한 정보를 저장하는 "Forward Delay"영역(1116)으로 구성된다.

이때 상기 "Root ID"영역(1109)은 다시 브리지 우선순위에 대한 정보를 저장하는 2바이트의 "Bridge Priority"영역(1109-1)과, 브리지 MAC 주소에 대한 정보를 저장하는 8바이트의 "Bridge MAC Address"영역(1109-2)으로 이루어진다. 브리지 우선순위는 관리자에 의해 조정 가능한 값이며, 브리지 MAC 주소는 브리지의 포트 MAC 주소 중에 하나를 사용한다. 브리지 우선순위의 기본값은 0x8000이며 브리지 MAC 주소의 기본값은 1번 포트 MAC 주소를 권장하고 있다.

이와 같이 구성되는 BPDU 프레임에서, 상기 "Root ID"영역(1109) 중 브리지 우선순위에 대한 정보를 저장하는 2바이트의 "Bridge Priority"영역(1109-1)에 본 발명의 일 실시예에 따라 예를 들어 0xFFFF와 같이, 최소한 기본 권장값인 0x8000보다는 높은 값을 정하여 이를 AV 스위치임을 식별하기 위한 값으로 이용하도록 하게 된다.

이와 같이, AV 구름과 레거시 영역에서 각각의 루트 브리지를 선택하기 위하 여 BPDU 메시지 내에 해당 스위치가 AV 스위치임을 나타내기 위한 식별 정보를 미리 마련한 다음에는, 각각의 AV 스위치들은 해당 BPDU 메시지 내의 상기 AV 스위치 식별 정보를 확인하여 AV 스위치들별로 브리지 우선순위를 확인하여 루트 브리지 선택 동작을 수행하게 된다. 이때 각 AV 스위치에서 AV 스위치 식별정보로서 루트 ID의 값을 0xFFFF와 같은 특정 값으로 설정한 경우에는 AV 스위치들은 서로 루트 ID 값이 동일하므로, 브리지 우선순위 판단의 다음 단계인 가장 낮은 루트 경로 비용, 가장 낮은 브리지 ID, 가장 낮은 포트 ID 순으로 비교하며 AV 루트 브리지를 선택한다.

도 11은 도 8, 도 9 중 본 발명이 적용되는 동기식 이더넷 스위치(AV 스위치)의 내부 블록 구성도로서, 예를 들어 제1 AV 스위치(811)에 대한 구성이 대표적으로 개시되고 있으며, 설명의 편의를 위해 배치 BPDU 메시지의 처리를 기준으로 관련된 기능부들을 개시하였다. 도 11을 참조하면, 본 발명이 적용되는 제1 AV 스위치(811)는 다수의 포트들 및 프레임 저장용 큐 등을 구비하여 LAN을 통해 연결된 다른 스위치들로 이더넷 프레임들을 송수신하는 프레임 포워딩부(8113)와, 프레임 포워딩부(8113)에서 수신된 프레임들의 구문을 분석하여 배치 BPDU 프레임을 STP 제어부(8111)로 전달하는 구문 분석부(8112)와, 망과 관련된 배치 파리미터를 저장하며 STP 제어부(8111)의 동작용 프로그램을 프로그램 등을 저장하는 메모리부(8114)와, 상기 기능부들의 총괄적으로 제어하여 스패닝 트리 구성을 위한 동작을 수행하는 STP 제어부(8111)를 포함하여 구성한다.

상기 메모리부(8114)는 코어 시스템 메모리 또는 메모리 요소의 집합체일 수 있으며, 상기 STP 제어부(8111)의 동작을 위한 스패닝 트리 구성 프로그램(8114-1)과 스패닝 트리 구성 정보(8114-2)를 저장할 수 있다. 이외에도 프레임 포워딩부(8113)에서 참조하기 위한 포워딩 테이블(미도시) 등을 구비한다. 스패닝 트리 구성 정보(8114-2)는 스패닝 트리 구성에 관련된 정보로서, 루트 브리지 선택을 위해 미리 저장된 자신의 우선순위 정보들과 더불어, 본 발명의 특징에 따라 루트 브리지 선택시 가장 우선순위 높은 레거시 스위치의 배치 BPDU 정보와, 가장 우선순위가 높은 AV 스위치의 배치 BPDU 정보를 업데이트하여 저장하게 된다.

상기 STP 제어부(8111)는 루트 브리지 선택을 위해 프레임 포워딩부(8113)로 수신된 배치 BPDU 메시지를 구문 분석부(8112)를 통해 확인하여 최우선 순위의 레거시 스위치의 배치 BPDU 정보를 계속적으로 업데이트 하며, 또한 배치 BPDU 메시지 내의 AV 스위치 식별 정보를 구문 분석부(8112)를 통해 확인하여 최우선 AV 스위치의 배치 BPDU 정보를 계속적으로 업데이트 하여 레거시 스위치들 및 AV 스위치들 중에서 각각 루트 브리지를 선택하게 된다.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 동기식 이더넷 스위치(AV 스위치)에서의 스패닝 트리 구성시 루트 브리지 선택을 위한 동작 흐름도로서, 도 12를 참조하여, AV 스위치에서의 본 발명의 일 실시예에 따른 루트 브리지 선택 동작을 보다 상세히 설명한다. AV 스위치는 루트 브리지 선택을 위해 먼저 1201단계에서 자신의 배치 BPDU 메시지를 미리 설정된 시간 간격(Hello Time: 기본값 2초)으로 자신의 모든 포트를 통해 전송(브로드캐스트)한다. 이러한 동작 중 다른 스위치로부터 배치 BPDU 프레임을 수신할 경우에는 이를 1202단계에서 확인하여 이후 1203단계로 진행한다.

1203단계에서는 해당 수신한 배치 BPDU 프레임에서 AV 스위치임을 나타내는 식별 정보가 확인되는지를 판단하는데, 이는 예를 들어 루트 ID 값이 0xFFFF인지를 확인하는 것으로 해당 배치 BPDU 프레임이 AV 스위치에 관한 것으로 판단할 수 있다. 이와 같이, 1203단계에서는 해당 수신한 배치 BPDU 프레임에서 AV 스위치임을 나타내는 식별 정보가 확인되면 이후 1210단계로 진행하며, 그렇지 않을 경우에는 1220단계로 진행한다.

1220단계는 레거시 루트 브리지를 선택하기 위해 수신한 배치 BPDU 정보와 자신의 BPDU 정보의 우선순위를 비교하는 단계이다. 이러한 1220단계에서는 루트 ID 비교, 루트 경로 비용 비교, 브리지 ID 비교, 포트 ID 비교 순으로 비교하여 우선순위를 결정한다. 이후 1221단계에서는 상기 1220단계에서의 비교 결과 수신한 BPDU 정보의 우선순위가 더 높은지 확인하여 수신한 BPDU 정보의 우선순위가 더 높을 경우에는 1222단계로 진행하며, 그렇지 않을 경우에는 1224단계로 진행한다.

1222단계에서는 자신의 배치 BPDU 정보의 전송을 중단하며, 이후 1223단계에서는 레거시 망에 대한 정보를 업데이트한다(즉, 현재까지 수신한 가장 우선순위가 높은 BPDU의 값을 업데이트한다). 한편, 1224단계에서는 수신한 BPDU 정보의 우선순위가 자신의 우선순위보다 낮으므로 해당 수신 정보를 폐기(drop)하고 상기 1201단계로 진행하여 상기의 과정을 반복진행하게 된다.

한편, 1210단계는 AV 루트 브리지를 선택하기 위해 수신한 배치 BPDU 정보와 자신의 BPDU 정보의 우선순위를 비교하는 단계이다. 이러한 1210단계에서도 마찬가 지로 루트 ID 비교, 루트 경로 비용 비교, 브리지 ID 비교, 포트 ID 비교 순으로 비교하여 우선순위를 결정하게 되지만, 본 발명의 실시예에서 AV 스위치 식별정보로서 루트 ID의 값을 0xFFFF와 같은 특정 값으로 설정한 경우에는 AV 스위치들은 서로 루트 ID 값이 동일하므로, 브리지 우선순위 판단의 다음 단계인 가장 낮은 루트 경로 비용, 가장 낮은 브리지 ID, 가장 낮은 포트 ID 순으로 비교하며 우선순위를 비교하게 된다. 이후 1211단계에서는 상기 1210단계에서의 비교 결과 수신한 BPDU 정보의 우선순위가 더 높은지 확인하여 수신한 BPDU 정보의 우선순위가 더 높을 경우에는 1212단계로 진행하며, 그렇지 않을 경우에는 상기 1224단계로 진행한다.

1212단계에서는 자신의 배치 BPDU 정보의 전송을 중단하며, 이후 1213단계에서 AV 망에 대한 정보를 업데이트하게 된다(즉, 현재까지 수신한 가장 우선순위가 높은 BPDU의 값을 업데이트한다).

상기 도 12에 도시된 바와 같이, AV 스위치에서의 스패닝 트리 구성시 루트 브리지 선택을 위한 동작이 수행될 수 있으며, 이때 각 AV 스위치는 자신의 BPDU 메시지의 전송을 중단한 다음에도, 다른 스위치로부터의 배치 BPDU 메시지를 계속적으로 수신하여 이를 저장된 최우선의 배치 BPDU 정보와 비교하여 레거시 망 또는 AV 망에 대한 정보를 업데이트하는 동작을 계속적으로 수행한다. 이러한 과정을 거쳐 적당한 시간이 경과하게 되면 망 내에서는 가장 우선순위가 높은 레거시 스위치와 가장 우선순위가 높은 AV 스위치만이 배치 BPDU를 전송하게 되어 루트 브리지가 선택된다.

상기와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 스패닝 트리 구성시 루트 브리지 선택에 대한 동작이 이루어질 수 있으며, 한편 상기한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나 여러 가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 실시될 수 있다. 예를 들어 상기의 설명에서는 AV 스위치임을 나타내는 식별 정보로서 루트 ID 값이 0xFFFF일 수 있는 것으로 설명하였으나, 이 외에도 해당 식별 정보는 적절한 범위를 가진 루트 ID 값들일 수도 있다. 이외에도 본 발명의 다양한 변형 예가 있을 수 있으며, 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 청구범위와 청구범위의 균등한 것에 의하여 정하여져야 할 것이다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 스패닝 트리 구성시 루트 브리지 선택에 대한 방식은 기존 STP와 호환성을 유지하면서, 현재 IEEE 802.1에서 진행중인 AV 브리징을 구현시에 루트 브리지가 AV 스위치로 선택된 경우의 최선형 트래픽의 처리에 따른 병목현상과, 레거시 스위치가 루트 브리지로 선택된 경우 AV 트래픽의 처리 불능에 대한 문제점을 해결함으로써, 종래의 불합리한 토폴로지를 방지하고, 동기식 이더넷 망의 효율을 증대시킬 수 있다.

Claims

다수의 레거시 스위치와 다수의 동기식 스위치로 스패닝 트리 구성시 루트 브리지 선택 방법에 있어서,

상기 동기식 스위치의 배치 BPDU(Bridge Protocol Data Unit) 메시지 내에는 미리 해당 스위치가 동기식 스위치임을 나타내는 식별 정보를 마련하는 과정과,

상기 다수의 레거시 스위치와 상기 다수의 동기식 스위치가 자신의 배치 BPDU 메시지를 브로드캐스트하는 과정과,

상기 동기식 스위치는 다른 스위치들로부터 전송되는 배치 BPDU 메시지를 수신하여 수신한 배치 BPDU 메시지 및 상기 식별 정보를 통해 동기식 스위치들별로 브리지 우선순위를 확인하여 동기식 루트 브리지를 선택하며, 상기 레거시 스위치는 다른 스위치들로부터 전송되는 배치 BPDU 메시지를 수신하여 수신한 BPDU 메시지를 통해 브리지 우선순위를 확인하여 레거시 루트 브리지를 선택하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 루트 브리지 선택 방법.
제1항이 있어서, 상기 식별 정보는 루트 ID의 값을 미리 정해진 값으로 설정하는 것임을 특징으로 하는 루트 브리지 선택 방법.
제2항에 있어서, 상기 식별 정보는 적어도 IEEE 802.1D의 기본 권장값인 0x8000보다는 높은 값임을 특징으로 하는 루트 브리지 선택 방법.
제1항에 있어서, 상기 동기식 스위치가 상기 수신한 배치 BPDU 메시지 및 상기 식별 정보를 통해 동기식 스위치들별로 브리지 우선순위를 확인하여 동기식 루트 브리지를 선택하는 것은

상기 우선순위의 확인시 자신의 우선순위가 낮을 경우에는 해당 수신한 배치 BPDU 메시지에 따라 망의 정보를 업데이트하며 자신의 배치 BPDU의 브로드캐스트를 중단하는 단계와,

자신의 우선순위가가 높을 경우에는 수신한 배치 BPDU 메시지를 폐기(drop)하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 루트 브리지 선택 방법.
제1항에 있어서, 상기 레거시 스위치가 상기 수신한 배치 BPDU 메시지를 통해 레거시 스위치들별로 브리지 우선순위를 확인하여 레거시 루트 브리지를 선택하는 것은

상기 우선순위의 확인시 자신의 우선순위가 낮을 경우에는 해당 수신한 배치 BPDU 메시지에 따라 망의 정보를 업데이트하며 자신의 배치 BPDU의 브로드캐스트를 중단하는 단계와,

자신의 우선순위가가 높을 경우에는 수신한 배치 BPDU 메시지를 폐기(drop)하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 루트 브리지 선택 방법.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 우선순위는 가장 낮은 루트 ID, 가장 낮은 루트 경로 비용, 가장 낮은 브리지 ID, 가장 낮은 포트 ID 순임을 특징으로 하는 루트 브리지 선택 방법.
다수의 레거시 스위치와 다수의 동기식 스위치로 스패닝 트리 구성시 동기식 스위치에서의 루트 브리지 선택 방법에 있어서,

미리 해당 스위치가 동기식 스위치임을 나타내는 식별 정보가 포함된 배치 BPDU(Bridge Protocol Data Unit) 프레임을 미리 설정된 시간 간격으로 브로드캐스트하는 과정과,

다른 스위치로부터 배치 BPDU 프레임의 수신시에, 수신한 배치 BPDU 프레임에서 상기 식별 정보가 확인되는지 판단하는 과정과,

상기 수신한 배치 BPDU의 정보와 자신의 BPDU의 정보의 우선순위를 비교하는 과정과,

상기 비교 결과 수신한 배치 BPDU 정보의 우선순위가 더 높은 경우에는 자신의 배치 BPDU 프레임의 브로드캐스트를 중단하며, 상기 수신한 배치 BPDU의 정보에 따라 망의 정보를 업데이트하는 과정과,

상기 비교 결과 수신한 배치 BPDU 정보의 우선순위가 더 낮을 경우에는 해당 수신한 BPDU 프레임을 폐기(drop)하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 루트 브리지 선택 방법.
제7항에 있어서, 상기 자신의 배치 BPDU 프레임의 브로드캐스트를 중단한 경우에도 다른 스위치로부터의 상기 배치 BPDU 프레임을 계속적으로 수신하며 이에 따라 망의 정보를 계속적으로 업데이트하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 루트 브리지 선택 방법.
제7항이 있어서, 상기 식별 정보는 루트 ID의 값을 미리 정해진 값으로 설정하는 것임을 특징으로 하는 루트 브리지 선택 방법.
제7항에 있어서, 상기 식별 정보는 적어도 IEEE 802.1D의 기본 권장값인 0x8000보다는 높은 값임을 특징으로 하는 루트 브리지 선택 방법.
제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 우선순위는 가장 낮은 루트 ID, 가장 낮은 루트 경로 비용, 가장 낮은 브리지 ID, 가장 낮은 포트 ID 순임을 특징으로 하는 루트 브리지 선택 방법.