KR100940962B1 - 이더넷 이중화 시스템의 ｍａｃ 주소 복사 방법 - Google Patents

이더넷 이중화 시스템의 ｍａｃ 주소 복사 방법 Download PDF

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Abstract

이더넷 이중화 시스템의 MAC 주소 복사 방법이 개시된다. 일 실시예에 따르면, 액티브 시스템에서, MAC 주소의 변경 여부를 판단하고, MAC 주소가 변경된 경우 변경된 MAC 주소를 액티브 시스템의 제1 MAC 주소 데이터 베이스에 저장하여 제1 MAC 주소 데이터 베이스를 업데이트하고, 변경된 MAC 주소를 스탠바이 시스템의 제2 MAC 주소 데이터 베이스에 저장하여, 제1 MAC 데이터 베이스와 제2 MAC 데이터 베이스를 일치시킨다. 다른 실시예에 따르면, 스탠바이 시스템에서, 주기적으로 일치여부 확인정보를 액티브 시스템으로 송신하고, 액티브 시스템은 일치여부 확인정보에 기초하여 액티브 시스템의 제1 MAC 주소 데이터 베이스와 스탠바이 시스템의 제2 MAC 주소 데이터 베이스 간의 일치 여부를 확인하고, 제1 MAC 주소 데이터 베이스와 제2 MAC 주소 데이터 베이스가 불일치하는 경우, 액티브 시스템에서 스탠바이 시스템으로 모든 맥 주소 복사를 수행하여 제1 MAC 데이터 베이스와 제2 MAC 데이터 베이스를 일치시킨다.
이중화 시스템, 액티브 시스템, 스탠바이 시스템, MAC 주소, 복사, 동기화

Description

이더넷 이중화 시스템의 ＭＡＣ 주소 복사 방법{METHOD OF DUPLICATING MAC ADDRESS IN ETHERNET DUPLICATION SYSTEM}
본 발명은 이더넷 이중화 시스템에 관한 것으로, 특히 이더넷 이중화 시스템에서의 MAC 주소 복사 방법에 관한 것이다.
이더넷은 근거리에 위치한 데이터 전송 장치 간의 데이터 교환을 위한 지역적인 네트워크이다. 이더넷을 통한 데이터 전송을 위해 사용자 매체접근제어 주소(Media Access Control address, 이하 MAC 주소라 함)가 이용된다.
실제로 패킷들이 통과하는 액티브 시스템(active system)과 이중화를 위해 대기하는 스탠바이 시스템(standby system)으로써 구현되는 1:1 이더넷 이중화 시스템에서 액티브 시스템에 오류 등이 발생하면 스탠바이 시스템은 액티브 시스템로 액티브 시스템은 스탠바이 시스템으로 절체된다. 신속한 절체를 위해, 액티브 시스템의 MAC 주소 데이터베이스(MAC address Database, 이하 MADB라 함)에 저장된 MAC 주소를 스탠바이 시스템의 MADB로 복사해야 한다.
종래 MAC 주소 데이터베이스 복사 방식은 첫째 액티브 시스템내 MADB에 저장되어 있는 모든 MAC 주소를 스탠바이 시스템의 MADB으로 복사하는 방식과, 둘째 액 티브 시스템의 MADB에서 변경된 MAC 주소만을 스탠바이 시스템의 MADB로 복사하는 방식이 있다. 첫째 방식은 모든 MAC 주소를 복사해야 함에 따라 오랜 시간이 소요되고, 두 시스템의 CPU(central processing unit)에 부하를 주는 단점이 있다. 첫째 방식의 단점을 해결할 수 있는 둘째 방식은 상대적으로 적은 양의 MAC 주소를 복사함으로써 속도는 빠르지만, 액티브 시스템과 스탠바이 시스템의 MADB가 불일치할 가능성이 높고, 두 DB가 불일치한 상태가 계속 유지되어 절체 시간이 증가하는 문제를 발생시킬 수 있다.
본 발명은 액티브 시스템과 스탠바이 시스템 간의 신속하고 정확한 MAC 주소 복사 방법을 제공한다.
본 발명의 실시예에 따른 이중화 시스템 간의 MAC 주소 복사 방법은, 액티브 시스템에서, MAC 주소의 변경 여부를 판단하는 단계; MAC 주소가 변경된 경우, 변경된 MAC 주소를 액티브 시스템의 제1 MAC 주소 데이터 베이스에 저장하여 상기 제1 MAC 주소 데이터 베이스를 업데이트하는 단계; 상기 스탠바이 시스템에서, 상기 변경된 MAC 주소를 상기 스탠바이 시스템의 제2 MAC 주소 데이터 베이스에 저장하여, 상기 제1 MAC 데이터 베이스와 상기 제2 MAC 데이터 베이스를 일치시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 이중화 시스템 간의 MAC 주소 복사 방법은, 스탠바 이 시스템에서,주기적으로 일치여부 확인정보를 액티브 시스템으로 송신하는 단계; 상기 액티브 시스템에서 상기 일치여부 확인정보에 기초하여 상기 액티브 시스템의 제1 MAC 주소 데이터 베이스와 상기 스탠바이 시스템의 제2 MAC 주소 데이터 베이스 간의 일치 여부를 확인하는 단계; 상기 제1 MAC 주소 데이터 베이스와 상기 제2 MAC 주소 데이터 베이스가 불일치하는 경우, 상기 액티브 시스템에서 상기 스탠바이 시스템으로 모든 맥 주소 복사를 수행하여 상기 제1 MAC 데이터 베이스와 상기 제2 MAC 데이터 베이스를 일치시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따라, 스탠바이 시스템에서,주기적으로 일치여부 확인정보를 액티브 시스템으로 송신하는 단계 이전에, a) 상기 스탠바이 시스템에서 주기적으로 일치여부 확인정보를 형성하는 단계; b) 이전 주기에서 형성된 일치여부 확인정보와 현 주기에서 형성된 일치여부 확인정보를 비교하여 일치여부 확인정보가 변경되었는가를 판단하는 단계; 및 c) 일치여부 확인정보가 변경된 경우, 상기 현 주기에서 형성된 일치여부 확인정보를 액티브 시스템으로 전송하는 단계; 및 d) 일치여부 확인정보가 변경되지 않은 경우, 상기 일치여부 확인정보가 변경되지 않은 누적 횟수를 증가시키고, 상기 누적 횟수가 기준값 이상이면 상기 현 주기에서 형성된 일치여부 확인정보를 액티브 시스템으로 전송하고, 상기 누적 횟수가 기준값 미만이면 상기 단계 a) 내지 단계 d)를 재수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따라, 1:1로 대응하는 액티브 시스템과 스탠바이 시스템 간에 MAC 주소를 빠르고 정확하게 복사할 수 있다. 또한, MAC 주소 복사시 발생할 수 있는 시스템간 불일치 현상을 빠르게 복구하고, 복구시 시스템의 부하 증가를 방지할 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 관한 동작 원리를 상세히 설명한다. 다만, 이하의 설명에서는 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 우려가 있는 경우, 널리 알려진 기능이나 구성에 관한 구체적 설명은 생략하기로 한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따라 이더넷 이중화 시스템의 액티브 시스템(10)과 스탠바이 시스템(20)은 각각 MAC 주소를 저장하도록 동작하는 MADB_A(11), MADB_B(21), 두 시스템(10, 20)의 MADB_A(11), MADB_B(21)에 MAC 주소를 복사하도록 동작하는 MAC 주소 복사 블록(12, 22) 및 MADB 동기화 블록(Mac Address Sync Block)(13, 23)을 포함한다. 액티브 시스템(10)과 스탠바이 시스템(20)은 절체에 따라 상호 전환 가능하다. 두 시스템(10, 20) 간의 MAC 주소 복사 방식은 기본적으로 액티브 시스템(10)의 MADB_A(11)에서 변경된 MAC 주소만을 스탠바이 시스템의 MADB_B(21)로 복사하는 방식을 따르고, 오류가 발생할 경우에만 액티브 시스템(10)의 MADB_A(11)의 모든 MAC 주소를 스탠바이 시스템(20)의 MADB_B(11)로 복사한다.
도 2는 MADB_A(11), MADB_B(21)에 저장되는 MAC 프레임(frame)의 포맷을 보인다. MAC 프레임은 MAC 주소, VLAN ID(Virtual Local Access Network idendification), 우선순위(priority), 태그여부(IsTag), 포트 또는 트렁크 ID(Port or Trunk ID)로 이루어진다. VLAN ID는 VLAN 태그 아이디이고, 태그여부(IsTag)는 태그된 VLAN이면 1, 태그되지 않은 VLAN이면 0을 나타낸다. 포트 또는 트렁크 ID는 패킷이 들어온 포트 또는 트렁크 아이디를 나타낸다. MAC 주소 복사 블록(12, 22)은 네트워크을 통해 MAC 프레임이 수신되면, 사용자 MAC 프레임에 포함된 MAC 주소, VLAN ID, MAC 프레임을 수신한 포트(또는 트렁크) ID 등을 분석한다.
도 3을 참조하면, 액티브 시스템(10)의 MADB 복사 블록(11)은 액티브 시스템(10)의 MAC 주소의 변경 여부를 판단한다(S31). MAC 주소 변경 여부는 다양한 방식으로 판단될 수 있다. 예컨대, 액티브 시스템(10)에 새로운 MAC 주소가 학습되는 경우(MAC address learning), 액티브 시스템(10)에서 기존 MAC가 소멸되는 경우(MAC address aging out) 또는 기존 MAC 주소의 포트 번호(port number)가 바뀌는 경우(MAC address moving)와 같이 액티브 시스템(10) CPU(central processing unit)(도시하지 않음)의 인터럽트(interupt)가 발생하면 MAC 주소가 변경되는 것으로 판단한다.
MAC 주소가 변경되었으면 액티브 시스템(10)의 MADB 복사 블록(12)은 변경된 MAC 주소를 MADB_A(11)에 저장하여 MADB_A(11)를 업데이트하고(S32), 스탠바이 시스템(20)으로 변경된 MAC 주소의 저장을 요청하는 MADB_B(21) 업데이트 요청을 전송한다(S33). 업데이트 전송요청은 액티브 시스템(10)의 MADB 복사 블록(12)으로부터 MADB의 복사 블록(22)으로 전송된다. 업데이트 요청을 수신한 스탠바이 시스템(S24)의 MADB의 복사 블록(22)은 액티브 시스템(10)의 변경된 MAC 주소를 MADB_B(21)에 복사하여 MADB_B(21)를 업데이트 한다(S34).
전술한 바와 같이 변경된 MAC 주소만 전송하여 액티브 시스템(10)과 스탠바이 시스템(20)의 MADB_A(11), MADB_B(21)를 변경함으로써 두 시스템(10, 20) 간의 이중화 속도를 향상시킬 수 있다. 그러나, 예기치 않은 오류로 MADB_A(11), MADB_B(21)가 일치하지 않게 되면, 불일치 상태가 계속 유지될 가능성이 있다.
MADB 동기화 블록(13, 23)은 두 시스템(10, 20) 내 MADB(11, 21)의 MADB의 불일치를 해결하기 위한 것이다. 도 4를 참조하면, 스탠바이 시스템(20)의 MADB 동기화 블록(23)은 주기적으로 일치여부 확인정보를 액티브 시스템(10)으로 송신한다(S41). 일치여부 확인정보는 MADB 동기화 블록(23)이 MADB_B(21)에 저장된 MAC 프레임으로부터 계산한 체크섬(checksum)일 수 있다. 체크섬을 계산하는 이유는 모든 MAC 주소를 비교함에 따라 필요한 많은 량의 데이터 전송을 방지하기 위한 것이다. 체크섬 대신 다항식 등을 이용한 CRC(Cyclic redundancy check)가 일치여부 확인정보로써 이용될 수 있다. CRC를 사용하면 계산 시간이 증가하는 단점이 있는 반면에 통계적으로 정확도는 높아지는 장점이 있다. 본 발명의 실시예에 따라, 속도를 중시하는 시스템에서는 체크섬을 일치여부 확인정보로써 이용하고, 정확도를 중시하는 시스템에서는 CRC를 일치여부 확인정보로써 이용한다.
액티브 시스템(10)은 일치여부 확인정보를 수신하고(S42), 일치여부 확인정보에 기초하여 일치 여부를 확인한다(S44). 예컨대, 액티브 시스템(10)은 스탠바이 시스템(20)으로부터 일치여부 확인정보가 수신되면 MADB 동기화 블록(13)은 MADB_A(11)에 저장된 MAC 프레임으로부터 체크섬 또는 CRC를 계산하고, 스탠바이 시스템(20)으로부터 수신된 체크섬 또는 CRC와 비교하여 MADB_A(11)와 MADB_B(21)의 일치 여부를 확인한다.
MADB_A(11)와 MADB_B(21)가 일치하는 것으로 판단된 경우, 액티브 시스템(10)은 일치여부 확인 정보 수신(S42)을 대기한다. MADB_A(11)와 MADB_B(21)가 불일치하는 경우, 액티브 시스템(10)의 MADB 복사 블록(12)은 스탠바이 시스템(20)으로 모든 맥 주소 복사 요청을 전송한다(S45). 스탠바이 시스템(20)은 액티브 시스템(10)으로부터 수신되는 모든 맥 주소를 MADB_B(21)에 복사하여(S46) MADB_A(11)와 MADB_B(21)를 동기화(일치)시킨다.
전술한 바와 같이 스탠바이 시스템(20)에서 체크섬 또는 CRC와 같은 일치여부 확인정보를 고정된 주기로 액티브 시스템(10)으로 전송할 수도 있으나, MADB_B(21)의 맥 주소가 변경될 때만 즉, 스탠바이 시스템(20)의 일치여부 확인정보가 변경되었을 때만 일치여부 확인정보를 액티브 시스템(10)에 전송하여 두 시스템(10, 20)의 부하를 감소시킬 수 있다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따라 스탠바이 시스템(20)의 MADB 동기 블록(23)은 주기적으로 일치여부 확인정보를 형성하고(체크섬 또는 CRC를 계산하고)(S51), 이전 주기에서 형성된 일치여부 확인정보와 현 주기에서 형성된 일치여부 확인정보를 비교하여 일치여부 확인정보가 변경되었는가를 판단한다(S52). 일치여부 확인정보가 변경된 경우, 루프 카운트 변수(loop_cnt)를 초기화 하고(S53), 단계 S52에서 형성된 일치여부 확인정보를 액티브 시스템(10)으로 전송한다. 이후, 모든 맥 주소 복사를 위해 도 4에 보인 단계 S42부터 수행된다.
일치여부 확인정보가 변경되지 않은 경우, 즉 체크섬 또는 CRC가 변경되지 않은 경우 루프 카운트 변수(loop_cnt)를 1 증가시킨다(S54). 증가된 루프 카운트 변수가 기준값을 비교하여(S54), 증가된 루프 카운트 변수가 기준값 보다 크지 않으면 단계 S51부터 다시 수행한다. 증가된 루프 카운트 변수가 기준값 보다 크면, 단계 S52에서 형성된 일치여부 확인정보를 액티브 시스템(10)으로 전송한다. 이후, 모든 맥 주소 복사를 위해 도 4에 보인 단계 S42부터 수행된다.
이 실시예에 따라 동기화 루틴의 CPU 점유율을 감소시킬 수 있다.
본 명세서에서는 본 발명이 일부 실시예들과 관련하여 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 이해할 수 있는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 변경이 이루어질 수 있다는 점을 알아야 할 것이다. 또한, 그러한 변형 및 변경은 본 명세서에 첨부된 특허청구의 범위 내에 속하는 것으로 생각되어야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이중화 시스템의 구성을 보이는 개략도.
도 2는 본 발명의 액티브 시스템 및 스탠바이 시스템의 MAC 주소 데이터 베이스에 저장되는 MAC 프레임의 포맷을 보이는 개략도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이중화 시스템의 맥 주소 복사 방법을 보이는 순서도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 이중화 시스템의 맥 주소 복사 방법을 보이는 순서도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 이중화 시스템의 맥 주소 복사 방법을 보이는 순서도.

Claims (4)

  1. 이중화 시스템 간의 MAC 주소 복사 방법으로서,
    액티브 시스템에서, MAC 주소의 변경 여부를 판단하는 단계;
    MAC 주소가 변경된 경우, 변경된 MAC 주소를 액티브 시스템의 제1 MAC 주소 데이터 베이스에 저장하여 상기 제1 MAC 주소 데이터 베이스를 업데이트하는 단계;
    스탠바이 시스템에서, 상기 변경된 MAC 주소를 상기 스탠바이 시스템의 제2 MAC 주소 데이터 베이스에 저장하여, 상기 제1 MAC 데이터 베이스와 상기 제2 MAC 데이터 베이스를 일치시키는 단계를 포함하는 이중화 시스템 간의 MAC 주소 복사 방법.
  2. 제1 MAC 주소 데이터 베이스를 포함하는 액티브 시스템과 제2 MAC 주소 데이터베이스를 포함하는 스텐바이 시스템으로 이루어지는 이중화 시스템 간의 MAC 주소 복사 방법으로서,
    상기 스탠바이 시스템에서, 주기적으로 상기 제1 MAC 주소 데이터 베이스와 상기 제2 MAC 주소 데이터베이스의 일치여부 확인정보를 상기 액티브 시스템으로 송신하는 단계;
    상기 액티브 시스템에서 상기 제1 MAC 주소 데이터 베이스와 상기 제2 MAC 주소 데이터베이스의 일치여부 확인정보에 기초하여 상기 제1 MAC 주소 데이터 베이스와 상기 제2 MAC 주소 데이터 베이스 간의 일치 여부를 확인하는 단계;
    상기 제1 MAC 주소 데이터 베이스와 상기 제2 MAC 주소 데이터 베이스가 불일치하는 경우, 상기 액티브 시스템에서 상기 스탠바이 시스템으로 모든 맥 주소 복사를 수행하여 상기 제1 MAC 데이터 베이스와 상기 제2 MAC 데이터 베이스를 일치시키는 단계를 포함하는 이중화 시스템 간의 MAC 주소 복사 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 MAC 주소 데이터 베이스와 상기 제2 MAC 주소 데이터베이스의 일치여부 확인정보는 상기 제2 MAC 주소 데이터 베이스에 저장된 MAC 프레임으로부터 계산한 체크섬 또는 CRC(Cyclic redundancy check)인 이중화 시스템 간의 MAC 주소 복사 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 스탠바이 시스템에서,주기적으로 상기 제1 MAC 주소 데이터 베이스와 상기 제2 MAC 주소 데이터베이스의 일치여부 확인정보를 상기 액티브 시스템으로 송신하는 단계 이전에,
    a) 상기 스탠바이 시스템에서 주기적으로 상기 제1 MAC 주소 데이터 베이스와 상기 제2 MAC 주소 데이터베이스의 일치여부 확인정보를 형성하는 단계;
    b) 이전 주기에서 형성된 상기 제1 MAC 주소 데이터 베이스와 상기 제2 MAC 주소 데이터베이스의 일치여부 확인정보와 현 주기에서 형성된 상기 제1 MAC 주소 데이터 베이스와 상기 제2 MAC 주소 데이터베이스의 일치여부 확인정보를 비교하여 상기 일치여부 확인정보가 변경되었는가를 판단하는 단계; 및
    c) 상기 제1 MAC 주소 데이터 베이스와 상기 제2 MAC 주소 데이터베이스의 일치여부 확인정보가 변경된 경우, 상기 현 주기에서 형성된 일치여부 확인정보를 액티브 시스템으로 전송하는 단계; 및
    d) 상기 제1 MAC 주소 데이터 베이스와 상기 제2 MAC 주소 데이터베이스의 일치여부 확인정보가 변경되지 않은 경우, 상기 일치여부 확인정보가 변경되지 않은 누적 횟수를 증가시키고, 상기 누적 횟수가 기준값 이상이면 상기 현 주기에서 형성된 상기 제1 MAC 주소 데이터 베이스와 상기 제2 MAC 주소 데이터베이스의 일치여부 확인정보를 상기 액티브 시스템으로 전송하고, 상기 누적 횟수가 기준값 미만이면 상기 단계 a) 내지 단계 d)를 재수행하는 단계를 더 포함하는 이중화 시스템 간의 MAC 주소 복사 방법.
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