KR100979804B1 - System for transmission of the real-time data over internet protocol network - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 AoIP 네트워크와 같은 시간손실이 최소화된 실시간 데이터 전송시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 음성이나 오디오 데이터와 같이 시간 손실이 최소화되어야 하는 실시간 데이터를 IP(Internet Protocol)에 실어 보내는 AoIP(Audio over Internet Protocol) 네트워크에서, 네트워크 연결을 끊김 없이 보장하여 청자가 인지하지 못하는 지연시간 내에 음성이나 오디오를 목적지에 도달할 수 있도록 네트워크를 절체 및 복구하는 AoIP 네트워크와 같은 시간손실이 최소화된 실시간 데이터 전송시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to a real-time data transmission system with minimized time loss, such as AOPI network, and more particularly, AoIP (Audio) for carrying real-time data to be minimized such as voice or audio data to IP (Internet Protocol). over Internet Protocol networks, real-time data transmission with minimal loss of time, such as AoIP networks that switch over and restore the network to ensure that the network is disconnected to reach the destination within voice or audio latency It is about the system.
일반적으로, AoIP(Audio over Internet Protocol)는 음성이나 오디오 신호를 A/D(Analog to Digital) 변환하여 양자화된 음원 데이터를 일반 데이터 패킷과 같이 IP(Internet Protocol)에 실어 목적지 IP 주소까지 보내고, IP에서 음원 데이터를 분리하여 D/A(Digital to Analog) 변환하여 원래의 음원을 복원하는 전송방식으로서, 네트워크에서 음원의 상호 간섭이나 아날로그적인 감쇄없이 원하는 장소까지 먼 거리를 실시간으로 전송할 수 있으며, 기타의 제어 명령어를 IP 데이터 영역에 실어 부가적인 오디오 장비를 조정할 수 있는 기술이다.In general, AoIP (Audio over Internet Protocol) converts a voice or audio signal to analog to digital (A / D) to send quantized sound source data to an IP (Internet Protocol) like a normal data packet and sends it to a destination IP address. It is a transmission method that restores original sound source by separating D / A (Digital to Analog) by separating sound source data from, and can transmit a long distance to a desired place in real time without mutual interference or analog attenuation in the network. It is a technology that can control additional audio equipment by inserting the control command of IP into the IP data area.
이러한 AoIP를 기반으로 사용하는 AoIP 이더넷 네트워크를 사용하면서 얻는 장점이 있는 반면, AoIP 이더넷 네트워크를 사용하기 때문에 감수해야 하는 기술적인 한계가 있다.While there are advantages of using AoIP Ethernet network based on AoIP, there are technical limitations to bear because of using AoIP Ethernet network.
즉, 이더넷 네트워크가 임의의 사고로 단선 및 링크가 끊어지거나, 네트워크 클라이언트에 이상이 발생하여 패킷을 더 이상 전달할 수 없는 상황이 되었을 때, 음성이나 오디오 IP 데이터는 더 이상 이더넷 네트워크를 통해 전달되지 못하는 상황이 발생된다.
In other words, when an Ethernet network is disconnected and disconnected due to an accident, or when an error occurs in a network client and the packet can no longer be delivered, voice or audio IP data can no longer be delivered over the Ethernet network. The situation arises.
이러한 문제점을 해결하기 위한 가장 간단한 형태의 제1 종래기술로서, 도 1에서 보는 바와 같은 링 토폴로지를 생각할 수 있다. As the first conventional art of the simplest form for solving such a problem, a ring topology as shown in FIG. 1 can be considered.
즉, 이상의 제1 종래기술은, 도 1에서 보는 바와 같이, 스위치들(10, 30 및 50)이 링 토폴로지 형태를 가지고 있으며, 제 1 스위치(10)와 제 3 스위치(50) 사이의 연결이 끊긴 경우에도 도 1의 스위치 시스템과는 달리 제 2 스위치(30)로부터 제 3 스위치(50)로 데이터 패킷이 전송될 수 있다.That is, in the first prior art, as shown in FIG. 1, the
그러나, 스위치들(10, 30 및 50)이 정상적으로 연결된 경우, 상기 스위치 시스템은 무한 루프를 형성할 수 있다. 예를 들어, 제 1 스위치(10)로부터 전송된 데이터 패킷이 제 2 및 3 스위치들(30 및 50)에 전송된 이후에도 소멸되지 않고 제 1 스위치(10)를 통하여 다시 제 2 및 3 스위치들(30 및 50)에 전송되며, 이러한 과정을 무한히 반복하게 된다. 그 결과, 상기 스위치 시스템에는 심각한 부하가 발생되고, 그래서 상기 스위치 시스템은 스위치로서 동작을 수행하지 못한다.
However, when the
이러한 문제점을 해결하기 위해, 무한 루프를 OSI 7계층 참조모델에서의 L3 레벨에서 해결하기 위하여, 한국 특허 제484791호와 같은 시스템이 개발되었다. In order to solve this problem, in order to solve the infinite loop at the L3 level in the OSI layer 7 reference model, a system such as Korean Patent No. 487991 has been developed.
이하, 상기 제2 종래기술을, 도 2 내지 도 7을 참조하여 설명한다.Hereinafter, the second prior art will be described with reference to FIGS. 2 to 7.
즉, 제2 종래기술의 스위치 시스템은, 도 2를 참조하면, 마스터 스위치(100), 제 1 슬레이브 스위치(120), 제 2 슬레이브 스위치(140) 및 제 3 슬레이브 스위치(160)를 포함하며, 링 토폴로지(ring topology) 형태를 가진다.That is, referring to FIG. 2, the second prior art switch system includes a
각 스위치들(100, 120, 140 및 160)은 허브 또는 라우터일 수 있고, 복수의 포트들을 통하여 컴퓨터, 노트북 등과 연결된다. 또한, 각 스위치들(100, 120, 140 및 160)은 각기 2개의 포트들을 통하여 다른 스위치들과 연결된다.Each of the
마스터 스위치(100)는 도 2에 도시된 바와 같이 상기 스위치 시스템이 링 토폴로지 형태를 유지하고 있는 경우에는 슬레이브 스위치들(120 및 160)과 연결된 포트들 중 하나의 포트(예를 들어, 제 1 포트)를 개방하고 다른 하나의 포트(예를 들어, 제 0 포트)를 블록킹(blocking)한다. 그 결과, 제2 종래기술의 스위치 시스템에는 종래 기술과 달리 무한 루프가 형성되지 않으며, 실질적으로 버스 토폴로지(bus topology)로서 동작한다. 여기서, 스위치들 사이에 연결되는 포트들은 다수의 스위치들 중에 사용자의 설정에 따라 임의로 선택될 수 있다.As illustrated in FIG. 2, the
슬레이브 스위치들(120, 140 및 160)은 소정의 데이터를 가지는 데이터 패킷을 전송하거나 수신한다. 다만, 마스터 스위치(100)의 제 1 포트가 블록킹 상태이므로, 제 1 슬레이브 스위치(120)는 마스터 스위치(100)로 데이터 패킷을 전송하지 못한다.Slave switches 120, 140, and 160 send or receive data packets with predetermined data. However, since the first port of the
그러나 만약, 슬레이브 스위치들(140 및 160) 사이의 연결이 끊긴 경우, 상기 스위치 시스템은 마스터 스위치(100)의 포트들을 블록킹하지 않아도 슬레이브 스위치들(140 및 160) 사이의 연결이 끊겼으므로 무한 루프가 형성되지 않는다. 그러므로, 마스터 스위치(100)는 슬레이브 스위치들(140 및 160) 사이의 연결이 끊겼다는 정보를 슬레이브 스위치들(140 및 160)로부터 수신하면, 블록킹된 포트(제 0 포트)의 블록킹을 해제한다. 그 결과, 상기 스위치 시스템은 버스 토폴로지 시스템으로 변화되며, 그래서 데이터 패킷들을 송신 및 수신할 수 있다. However, if the connection between the
이를 도 2 내지 도 7을 참조하여, 보다 상세히 설명하면, 먼저 스위치들 (100, 120, 140 및 160)은 다른 스위치들과 연결된 포트들을 블록킹한다. 이것은 상기 스위치 시스템에 무한 루프가 형성되는 것을 방지하기 위해서이다.This will be described in more detail with reference to FIGS. 2 through 7. First, the
이어서, 슬레이브 스위치들(120, 140 및 160)은 각기 다른 스위치들과 연결된 포트들의 연결 상태를 검출하고, 그런 후 상기 검출된 포트들의 연결 상태에 대한 정보를 가지는 제 1 상태 정보 패킷(도 3 참조)들을 생성한다.Subsequently, the slave switches 120, 140 and 160 detect the connection state of the ports connected with the different switches, and then the first state information packet (see FIG. 3) having information on the connection state of the detected ports. )
계속하여, 슬레이브 스위치들(120, 140 및 160)은 상기 생성된 제 1 상태 정보 패킷(도 3 참조)들을 마스터 스위치(100)에 전송한다.Subsequently, the slave switches 120, 140, and 160 transmit the generated first state information packet (see FIG. 3) to the
여기서, 상기 제 1 상태 정보 패킷(도 3 참조)은 블록킹된 포트를 통과할 수 있는 BPDU 패킷(Bridge Protocol Data Unit packet)의 일종이다. 그러므로, 상기 제 1 상태 정보 패킷들은 마스터 스위치(100)의 포트들이 블록킹된 경우에도 마스터 스위치(100)에 전송될 수 있다.In this case, the first state information packet (see FIG. 3) is a type of BPDU packet that can pass through a blocked port. Therefore, the first state information packets may be transmitted to the
상기 제 1 상태 정보 패킷의 구성은 도 3에 도시하였는바, 상기 제 1 상태 정보 패킷은 송신 소스 및 각 포트별 상태 정보를 포함한다. The configuration of the first state information packet is illustrated in FIG. 3, and the first state information packet includes a transmission source and state information for each port.
예를 들어, 제 1 슬레이브 스위치(120)에서 생성된 제 1 상태 정보 패킷은 제 0 포트는 제 2 슬레이브 스위치(140)의 제 1 포트에 연결되어 있다는 정보와 제 1 포트는 마스터 스위치(100)의 제 0 포트에 연결되어 있다는 정보를 포함한다.For example, the first status information packet generated by the
이후, 마스터 스위치(100)는 상기 전송된 제 1 상태 정보 패킷들을 분석하여 스테이션 리스트(station list)를 가지는 제 1 스테이션 리스트 커맨드(first station list command)(도 4 참조)를 생성한다. 여기서, 상기 제 1 스테이션 리스트 커맨드는 BPDU 패킷의 일종이다.Thereafter, the
계속해서 도 4를 참조하면, 상기 제 1 스테이션 리스트 커맨드는 각 스위치들(100, 120, 140 및 160)의 상태 정보를 가지는 스테이션 리스트 정보를 포함한다.4, the first station list command includes station list information having state information of the
다시 도 2를 참조하면, 마스터 스위치(100)는 상기 생성된 제 1 스테이션 리스트 커맨드를 슬레이브 스위치들(120, 140 및 160)에 전송하여 상기 시스템의 토폴로지를 검출한다.Referring back to FIG. 2, the
일반적으로, 상기 스위치 시스템의 토폴로지가 링 토폴로지인 경우에는, 마스터 스위치(100)의 특정 포트(예를 들어, 제 0 포트)를 통하여 전송된 상기 제 1 스테이션 리스트 커맨드는 슬레이브 스위치들(120, 140 및 160)을 통과한 후 마스터 스위치(100)의 다른 포트(예를 들어, 제 1 포트)로 수신된다.In general, when the topology of the switch system is a ring topology, the first station list command transmitted through a specific port (eg, a 0th port) of the
반면에, 상기 스위치 시스템의 토폴로지가 버스 토폴로지인 경우에는, 제 1 의사 마스터 스위치(100)의 특정 포트(예를 들어, 제 0 포트)를 통하여 전송된 상기 제 1 스테이션 리스트 커맨드는 슬레이브 스위치들(120, 140 및 160)의 일부를 통과한 후 마스터 스위치(100)의 포트들 중 전송 포트와 동일한 포트(제 0 포트)로 수신된다.On the other hand, when the topology of the switch system is a bus topology, the first station list command transmitted through a specific port (eg, the 0th port) of the first
위에서는, 도 2에 도시된 바와 같이 스위치들(100, 120, 140 및 160) 사이의 연결이 끊어지지 않았으므로, 마스터 스위치(100)는 제2 종래기술의 스위치 시스템이 링 토폴로지형 스위치 시스템이라고 판단한다.In the above, since the connection between the
이후, 상기 스위치 시스템이 링 토폴로지형 스위치 시스템인 경우, 마스터 스위치(100)는 상기 블록킹된 포트들 중 제 1 포트의 블록킹을 해제한다. 물론, 마스터 스위치(100)는 제 0 포트의 블록킹을 해제하고 제 1 포트의 블록킹을 유지할 수도 있다. 또한, 슬레이브 스위치들(120, 140 및 160)은 마스터 스위치(100)의 블록킹 해제 명령에 따라 각기 자신들의 블록킹된 포트들의 블록킹을 해제한다.Subsequently, when the switch system is a ring topology type switch system, the
계속하여, 마스터 스위치(100)는 슬레이브 스위치들(120, 140 및 160)의 맥 어드레스 테이블(MAC address table)을 초기화시키는 제 1 어드레스 테이블 플러시 커맨드(first address table flash command, 제 1 ATF 커맨드)를 생성한다. 여기서, 상기 제 1 ATF 커맨드는 BPDU 패킷의 일종이다.Subsequently, the
이어서, 마스터 스위치(100)는 제 1 ATF 커맨드를 슬레이브 스위치들(120, 140 및 160)에 전송한다. 그 결과, 각 스위치들(100, 120, 140 및 160)에 포함된 맥 어드레스 테이블이 초기화된다. 즉, 스위치들(100, 120, 140 및 160)은 데이터 패킷을 송신 및 수신할 수 있다.
The
한편, 도 2에서 보는 바와 같은 시스템에서, 슬레이브 스위치들(140 및 160) 사이의 연결이 끊긴 경우로서, 데이터 패킷의 송신 또는 수신 중 슬레이브 스위치들(140 및 160) 사이의 연결이 끊긴 경우에는, 각 슬레이브 스위치들(120, 140 및 160)은 포트들의 연결 상태를 확인하고, 확인 결과를 가지는 제 2 상태 정보 패킷을 마스터 스위치(100)에 전송한다. 이 경우, 마스터 스위치(100)는 무한 루프의 발생을 방지하기 위하여 제 0 포트를 계속하여 블록킹한다.Meanwhile, in the system as shown in FIG. 2, when the connection between the
이후, 마스터 스위치(100)는 상기 전송된 제 2 상태 정보 패킷들을 분석하여 새로운 스테이션 리스트를 가지는 제 2 스테이션 리스트 커맨드를 생성한다.Thereafter, the
계속하여, 마스터 스위치(100)는 상기 생성된 제 2 스테이션 리스트 커맨드를 슬레이브 스위치들(120, 140 및 160)에 전송한다. 그래서, 마스터 스위치(100)는 상기 스위치 시스템이 링 토폴로지 형태가 아니라는 것을 파악한다.Subsequently, the
즉, 상기 스위치 시스템이 링 토폴로지형 스위치 시스템이 아닌 경우, 마스터 스위치(100)는 상기 블록킹되어 있던 제 0 포트의 블록킹을 해제한다. 그 결과, 제 2 슬레이브 스위치(140), 제 1 슬레이브 스위치(120), 마스터 스위치(100) 및 제 3 슬레이브 스위치(160) 순으로 버스 토폴로지가 형성된다.That is, when the switch system is not a ring topology switch system, the
이어서, 마스터 스위치(100)는 제 2 어드레스 테이블 플러시 커맨드를 생성한 후 슬레이브 스위치들(120, 140 및 160)에 전송하여 슬레이브 스위치들(120, 140 및 160)의 맥 어드레스 테이블들을 초기화시킨다. 즉, 스위치들(100, 120, 140 및 160)은 데이터 패킷을 송신 및 수신할 수 있다.Subsequently, the
도 5는 도 2의 마스터 스위치의 동작을 도시한 순서도이다.5 is a flowchart illustrating an operation of the master switch of FIG. 2.
도 5를 참조하면, 마스터 스위치(100)는 부트 업(boot up)시 제 0 포트와 제 1 포트를 블록킹한다(S100). 여기서, 상기 제 0 포트와 상기 제 1 포트는 슬레이브 스위치들(120 및 160)과 연결된 포트들이다. 물론, 상기 제 0 및 1 포트들 외에 다른 포트들이 슬레이브 스위치들(120 및 160)에 연결될 수도 있다.Referring to FIG. 5, the
이어서, 마스터 스위치(100)는 슬레이브 스위치들(120, 140 및 160)로부터 전송된 상기 제 1 상태 정보 패킷들을 수신한다(S120).Subsequently, the
계속하여, 마스터 스위치(100)는 상기 수신된 제 1 상태 정보 패킷들을 분석하여 스테이션 리스트를 가지는 제 1 스테이션 리스트 커맨드를 생성하고. 상기 생성된 제 1 스테이션 리스트 커맨드를 슬레이브 스위치들(120, 140 및 160)에 전송한다(S140).Subsequently, the
이어서, 마스터 스위치(100)는 슬레이브 스위치들(120, 140 및 160)을 통과한 후 마스터 스위치(100)로 전송된 제 1 스테이션 리스트 커맨드를 분석하여 상기 스위치 시스템의 토폴로지를 검출한다(S160).Next, the
계속하여, 상기 검출에 따라 시스템의 토폴로지가 링 토폴로지인가의 여부가 판단된다(S180).Subsequently, it is determined whether the topology of the system is a ring topology according to the detection (S180).
이어서, 상기 스위치 시스템의 토폴로지가 링 토폴로지인 경우, 마스터 스위치(100)의 제 1 포트의 블록킹이 해제된다(S200). 반면에, 상기 스위치 시스템의 토폴로지가 링 토폴로지가 아닌 경우, 마스터 스위치(100)의 제 0 및 1 포트들의 블록킹이 해제된다(S220).Subsequently, when the topology of the switch system is a ring topology, blocking of the first port of the
계속하여, 마스터 스위치(100)는 상기 제 1 ATF 커맨드를 슬레이브 스위치들(120, 140 및 160)에 전송한다(S240). 그 결과, 슬레이브 스위치들(120, 140 및 160)의 블록킹되었던 포트들의 블록킹이 해제되고, 그런 후 맥 어드레스 테이블들이 초기화된다(S260).Subsequently, the
도 6은 도 2의 각 슬레이브 스위치들의 동작을 도시한 순서도이다.FIG. 6 is a flowchart illustrating an operation of each slave switch of FIG. 2.
도 6을 참조하면, 각 슬레이브 스위치들(120, 140 및 160)은 제 0 포트 및 제 1 포트를 블록킹한다(S300).Referring to FIG. 6, each of the slave switches 120, 140, and 160 blocks a 0 port and a first port (S300).
이어서, 각 슬레이브 스위치들(120, 140 및 160)은 상기 제 0 포트 및 제 1 포트의 다른 스위치들과의 연결 상태를 검출한다(S320).Subsequently, each of the slave switches 120, 140, and 160 detects a connection state with other switches of the 0th port and the first port (S320).
계속하여, 각 슬레이브 스위치들(120, 140 및 160)은 상기 제 0 및 1 포트들의 연결 상태에 대한 정보를 가지는 제 1 상태 정보 패킷을 생성하여 마스터 스위치(100)에 전송한다(S340).Subsequently, each of the slave switches 120, 140, and 160 generates a first state information packet having information on the connection state of the 0 th and 1 th ports and transmits the first state information packet to the master switch 100 (S340).
이어서, 각 슬레이브 스위치들(120, 140 및 160)이 마스터 스위치(100)로부터 전송된 상기 제 1 스테이션 리스트 커맨드를 수신하였는지의 여부가 판단된다(S360).Subsequently, it is determined whether each of the slave switches 120, 140, and 160 has received the first station list command transmitted from the master switch 100 (S360).
계속하여, 각 슬레이브 스위치들(120, 140 및 160)이 상기 제 1 스테이션 리스트 커맨드를 수신하지 않은 채로 소정의 시간이 경과한 경우, 각 슬레이브 스위치들(120, 140 및 160)은 동작을 종료한다(S400).Subsequently, when a predetermined time elapses without each of the slave switches 120, 140, and 160 receiving the first station list command, each of the slave switches 120, 140, and 160 ends the operation. (S400).
반면에, 각 슬레이브 스위치들(120, 140 및 160)이 상기 제 1 스테이션 리스트 커맨드를 수신한 경우, 각 슬레이브 스위치들(120, 140 및 160)은 소정 시간 후 마스터 스위치(100)로부터 전송된 상기 제 1 ATF 커맨드를 수신한다(S380).On the other hand, when each of the slave switches 120, 140, and 160 receives the first station list command, each of the slave switches 120, 140, and 160 is transferred from the
이어서, 각 슬레이브 스위치들(120, 140 및 160)은 상기 수신된 제 1 ATF 커맨드에 따라 상기 제 0 및 1 포트들의 블록킹을 해제한다(S420).Subsequently, each of the slave switches 120, 140, and 160 releases blocking of the zeroth and first ports according to the received first ATF command (S420).
계속하여, 각 슬레이브 스위치들(120, 140 및 160)은 상기 수신된 제 1 ATF 커맨드에 따라 맥 어드레스 테이블을 초기화시킨다(S440).Subsequently, each of the slave switches 120, 140, and 160 initializes the MAC address table according to the received first ATF command (S440).
한편, 도 7은 상기 제2 종래기술의 슬레이브 스위치들 사이의 연결이 끊긴 경우의 스위치 시스템의 동작을 도시한 순서도이다.On the other hand, Figure 7 is a flow chart illustrating the operation of the switch system when the connection between the slave switch of the second prior art is broken.
도 7을 참조하면, 슬레이브 스위치들(120, 140 및 160) 사이에 장애가 발생된다(S500). 예를 들어, 제 1 슬레이브 스위치(120)와 제 2 슬레이브 스위치(140) 사이의 연결이 끊긴다.Referring to FIG. 7, a failure occurs between the slave switches 120, 140, and 160 (S500). For example, the connection between the
이어서, 각 슬레이브 스위치들(120, 140 및 160)은 포트들의 연결 상태를 검출하고, 상기 검출된 포트들의 연결 상태에 대한 정보를 가지는 제 2 상태 정보 패킷을 생성하며, 상기 생성된 제 2 상태 정보 패킷을 마스터 스위치(100)에 전송한다(S520).Subsequently, each of the slave switches 120, 140, and 160 detects a connection state of ports, generates a second state information packet having information about the connection state of the detected ports, and generates the generated second state information. The packet is transmitted to the master switch 100 (S520).
계속하여, 마스터 스위치(100)는 상기 전송된 제 2 상태 정보 패킷을 분석하여 제 2 스테이션 리스트 커맨드를 생성하고, 상기 생성된 제 2 스테이션 리스트 커맨드를 슬레이브 스위치들(120, 140 및 160)에 전송한다(S540).Subsequently, the
이어서, 마스터 스위치(100)는 슬레이브 스위치들(120, 140 및 160)을 통과한 후 제 3 슬레이브 스위치(160)로부터 전송된 제 2 스테이션 리스트 커맨드를 통하여 상기 스위치 시스템의 토폴로지를 파악한다(S560).Subsequently, the
이 경우, 제 1 슬레이브 스위치(120)와 제 2 슬레이브 스위치(140) 사이의 연결이 끊겼으므로, 마스터 스위치(100)는 상기 스위치 시스템이 버스 토폴로지형 스위치 시스템이라고 판단한다. 따라서, 마스터 스위치(100)는 블록킹되었던 제 0 및 1 포트들의 블록킹을 해제한다(S600).
In this case, since the connection between the
이상에서 설명한 바와 같이, 상기 제2 종래기술에 따른 마스터 스위치를 포함하는 스위치 시스템 및 이를 제어하는 방법은 상기 마스터 스위치를 이용하여 슬레이브 스위치들을 제어하므로, 링 토폴로지 형태를 가지면서도 무한 루프의 발생없이 데이터 패킷을 송신 및 수신할 수 있는 장점이 있다.As described above, the switch system including the master switch according to the second prior art and a method for controlling the same control the slave switches using the master switch, so that the data has a ring topology and does not have an infinite loop. There is an advantage in that the packet can be sent and received.
또한, 상기 제2 종래기술에 따른 마스터 스위치를 포함하는 스위치 시스템 및 이를 제어하는 방법은 슬레이브 스위치들 사이의 연결이 끊긴 경우 상기 마스터 스위치의 포트들의 블록킹이 해제되므로, 상기 마스터 스위치를 통하여 슬레이브 스위치들 사이에 데이터 패킷을 송신 및 수신할 수 있는 장점이 있다.
In addition, the switch system including the master switch according to the second prior art and a method for controlling the same, since the blocking of the ports of the master switch is released when the connection between the slave switches is disconnected, the slave switches through the master switch There is an advantage in that data packets can be transmitted and received in between.
그러나, 이상의 제2 종래기술에서는, 상기와 같은 단선 및 링크의 끊김이나 네트워크의 이상이 감지되었을 때를 대비하여 이더넷 표준의 하나인 IEEE 802.1D(STP; Spanning Tree Protocol)를 사용하고 있는데, 최대 네트워크 복구 시간이 30초 이상 소요되며, 이것을 더욱 보완하기 위해 IEEE 802.1W(RSTP; Rapid Spanning Tree Protocol)를 제안하고 있으나 이것 또한 최대한의 네트워크 복구 시간이 5초 이상이 소요된다.However, in the above-described second prior art, IEEE 802.1D (STP; Spanning Tree Protocol), which is one of the Ethernet standards, is used in case of disconnection and disconnection of a network or an abnormality in a network. The recovery time is 30 seconds or more, and to further compensate for this, IEEE 802.1W (Rapid Spanning Tree Protocol) is proposed, but this also requires a maximum network recovery time of 5 seconds or more.
그 이유는, 첫째 상기 제2 종래기술은 OSI 제3 계층(L3: 네트워크 계층)에서 절체를 행하기 때문이다. 따라서, 논리적 주소를 갖는 패킷이 라우터를 통해 제어되므로, 그 자체로 많은 시간을 소요하게 된다.This is because, firstly, the second conventional technology performs switching at the OSI third layer (L3: network layer). Therefore, a packet having a logical address is controlled through a router, which in itself takes a lot of time.
둘째, 상기 제2 종래기술에서 사용되는 BPDU(Bridge Protocol Data Unit)는 링 토폴로지를 구현하는데 이용하는 것으로, IEEE에서 1998년에 802.1D (STP: Spanning Tree Protocol)에서 제안한 BPDU를 사용하고 있으며, 「블로킹(Blocking) → 리스닝(Listening) → 러닝(Learning) → 포워딩(Frowarding) → 디제이블(Disable)」의 여러 단계의 프로토콜 절차를 갖는 링 프로토콜과 별다른 차이가 없으며, 현재 시중에 판매되고 있는 매니지먼트 스위치(Management Switch)에서 쉽게 발견할 수 있는 STP(Spanning Tree Protocol)의 구현절차와 크게 다르지 않는바, 이러한 프로토콜 절차를 위해서는 많은 시간이 소요된다.Secondly, the BPDU (Bridge Protocol Data Unit) used in the second conventional technology is used to implement a ring topology, and uses the BPDU proposed by the IEEE in Spanning Tree Protocol (STP) in 1998. (Blocking → Listening → Learning → Forwarding → Disable) There is no difference from the ring protocol that has a multi-protocol protocol procedure. It is not much different from the STP (Spanning Tree Protocol) implementation procedure, which can be easily found in a management switch.
셋째, 상기 제2 종래기술은 802.1D와 같이 각각의 포트의 상태를 파악하고 상태정보를 만들어(도 3 및 도 4 참조), 마스터 스위치와 슬레이블 스위치 사이에 서로 주고 받고, 마스터 스위치가 상태정보를 해독하는 시간이 필요하고, 슬레이블 스위치가 마스터 스위치로 보내는 패킷의 수렴시간과 대기시간을 갖기 때문에 필연적으로 긴 절체시간이 요구되는 구현방식으로 되어 있으며, 그러므로 상기 제2 종래기술은 IEEE802.1D와 마찬가지로 최대 400msec의 절체 시간을 요구하는 AoIP 링 네트워크에서는 적합하지 않은 프로토콜 방식이다. Third, the second conventional technology grasps the state of each port and creates state information as in 802.1D (see FIGS. 3 and 4), and exchanges information between the master switch and the slave switch, and the master switch transmits the state information. Since the time required for decryption is required, and the slave switch has a convergence time and a waiting time of the packet sent to the master switch, a long switching time is inevitably required. Therefore, the second conventional technology is IEEE802.1D. Similarly, this protocol is not suitable for AoIP ring networks that require a transfer time of up to 400msec.
참고로, 802.1D나 상기 제2 종래기술에서 네트워크의 수렴이란, 초기에 네트워크의 구성을 알 수 없기 때문에 일정시간을 마스터 스위치가 반드시 충분한 수렴시간을 가지고 여러 대의 슬레이블 스위치로부터 상태정보를 받고 그제서야 전체 토폴로지를 파악하는 구현 방식이다.For reference, in the convergence of the network in the 802.1D or the second conventional technology, since the configuration of the network is not known at the beginning, the master switch must have sufficient convergence time and receive status information from several slave switches. It is an implementation method to grasp the whole topology.
즉, 각 슬레이브 스위치가 자신의 상태정보를 만들어서 보내야 마스터 스위치가 전체 토폴로지를 파악할 수 있으므로 상태정보를 만들고 전송하는데도 시간이 소요될 뿐더러, 마스터 스위치가 각 슬레이브 스위치로부터 상태 정보 패킷을 받고 제1 스테이션 리스트 커맨드를 발송하면, 첫번째 슬레이브 스위치가 이것을 열어보고 나서 자신의 스위치에 연결된 단말기들의 정보를 넣어 다음 슬레이브 스위치로 돌리며 계속해서 차례대로 돌리게 되므로, 많은 시간이 소요될 수 밖에 없는 구조이다.In other words, each slave switch needs to create and send its own status information so that the master switch can understand the overall topology. Therefore, it takes time to create and transmit status information. In addition, the master switch receives status information packets from each slave switch and receives the first station list command. When sending the first slave switch opens this, and then puts the information of the terminals connected to their switch to the next slave switch to continue to rotate in turn, it takes a lot of time to structure.
따라서, IEEE에서 제시하는 네트워크 복구 알고리즘으로는 음성이나 오디오를 전달하는 AoIP 이더넷 시스템에 사용이 불가능하며, 실시간의 데이터를 전송할 수 없다.Therefore, the network recovery algorithm proposed by the IEEE cannot be used in an AoIP Ethernet system that delivers voice or audio, and cannot transmit data in real time.
참고적으로 ITU-T 권고에 따르면 단방향 음성 지원시간이 25~300msec의 경우 허용 가능하며 400msec를 최대의 한계로 제시하고 있다.For reference, the ITU-T recommendation suggests that a one-way voice support time of 25 ~ 300msec is acceptable and 400msec is the maximum limit.
결국, 상기와 같은 종래의 IEEE 표준의 프로토콜을 이용하면 일반적인 이메일이나, 웹 서치, FTP 파일전송 등에는 큰 문제가 없으나, 음성의 경우는 연속적으로 디지털화된 음원을 보내어 수신 측에서 복구되지 않는다면 음원이나 오디오 신호에 끊김 현상이 발생되는 문제점이 있다.After all, if the conventional IEEE standard protocol as described above is used, there is no big problem in general email, web search, FTP file transfer, etc. There is a problem that a disconnection phenomenon occurs in the audio signal.
특히, 상기 AoIP 네트워크가 소방방제에 연결된 전관방송(Public Address System)에 사용될 경우, 상기와 같은 끊김 현상은 화재경보를 실시간으로 전달하지 못하기 때문에 인명사고와 같은 큰 재난을 초래하는 문제점이 있다.
In particular, when the AoIP network is used in a public address system connected to a fire control system, the above disconnection phenomenon may cause a big disaster such as a human accident because it does not transmit a fire alarm in real time.
마지막으로, 상기 제2 종래기술은 BPDU라는 특수한 패킷을 사용하여야 하므로, BPDU를 지원하지 않는 평범한 이더넷 스위치 모듈 칩셋으로는 쉽게 이더넷 링 토폴로지를 구현할 수 없다는 또다른 문제점이 있다.
Lastly, since the second prior art has to use a special packet called a BPDU, there is another problem that an Ethernet ring topology cannot be easily implemented with an ordinary Ethernet switch module chipset that does not support BPDU.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은 음성이나 오디오 데이터와 같은 실시간 데이터를 IP(Internet Protocol)에 실어 보내는 AoIP(Audio over Internet Protocol) 네트워크와 같은 시간 손실이 거의 없어야 하는 네트워크에서, 네트워크 단락과 링크다운 혹은 네트워크 장비의 이상과 같은 문제 발생시, 청자가 음성이나 오디오 데이터의 끊김 현상을 느끼지 못하는 시간 내에 음성이나 오디오 데이터를 목적지에 도달하도록 네트워크를 절체 및 복구하는 AoIP 네트워크와 같은 시간손실이 최소화된 실시간 데이터 전송시스템을 제공하는 것이다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object thereof is to provide a network with almost no time loss, such as an Audio over Internet Protocol (AoIP) network that carries real-time data such as voice or audio data to an Internet Protocol (IP). In case of problems such as network short-circuit and link down or abnormality of network equipment, such as API network that switches and restores the network to reach the destination within the time when the listener does not feel the disconnection of voice or audio data. It is to provide a real-time data transmission system with minimal time loss.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 AoIP 네트워크와 같은 시간손실이 최소화된 실시간 데이터 전송시스템은, 링 토폴로지 형태로 구성된 AoIP 네트워크와 같은 시간손실이 최소화된 실시간 데이터 전송시스템으로서, 적어도 두 개의 네트워크 클라이언트(200, 300 및 400)에 한 방향 이상으로 감시 프레임이나 진단 프레임을 전송하거나 상기 네트워크 클라이언트(200, 300 및 400)로부터 전송되는 감시 프레임이나 진단 프레임을 수신하는 네트워크 호스트(100); 상기 네트워크 호스트(100)로부터 전송되는 신호에 따라 반응하는 적어도 두 개의 네트워크 클라이언트(200, 300 및 400); 및 상기 네트워크 호스트(100)는, 호스트측 CPU(130) 및 MAC 어드레스 테이블(117)과 링 포트 1(111)과 링 포트 2(112)를 포함하는 이더넷 스위치 모듈(110)을 포함하여, 상기 링 포트 1(111)과 링 포트 2(112)를 포트 VLAN 방식에 의해 논리적으로 차단하여 네트워크를 블로킹하거나 차단을 해제가능하며, 상기 MAC 어드레스 테이블(117)을 참조하여 논리 어드레스를 갖지 않고 MAC 어드레스를 갖는 감시 프레임(601, 602)을 발하며, 상기 적어도 두 개의 네트워크 클라이언트(200, 300 및 400)들 각각은, 클라이언트측 CPU(230) 및 MAC 어드레스 테이블(117)과 각각의 링 포트 1(111, 211, 311 및 411)과 링 포트 2(112, 212, 312 및 412)를 포함하는 이더넷 스위치 모듈(210)을 각각 포함하여, 상기 네트워크 호스트(100)로부터의 명령에 따라 상기 링 포트 1(111)과 링 포트 2(112)를 포트 VLAN 방식에 의해 논리적으로 차단하여 네트워크를 블로킹하거나 차단을 해제가능한 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a real time data transmission system with minimized time loss such as the AOP network of the present invention is a real time data transmission system with minimal time loss, such as an AOP network configured in a ring topology, and includes at least two network clients. A
바람직하기로는, 상기 네트워크 호스트(100) 및 상기 적어도 두 개의 네트워크 클라이언트(200, 300 및 400) 각각은, 포트 VLAN 컨트롤 레지스터(118, 218)를 더 포함하여, 상기 포트 VLAN 컨트롤 레지스터(118, 218)가 MAC 어드레스 테이블(117, 217)을 참조하여 네트워크 호스트(100)와 상기 적어도 두 개의 네트워크 클라이언트(200, 300 및 400) 간의 통신을 행하는 진단 프레임(603 ~ 607)을 생성하여 전송하는 것을 특징으로 하며, Advantageously, said
상기 네트워크 호스트(100)의 링 포트 1(111)은 상기 적어도 두 개의 네트워크 클라이언트(200, 300 및 400)의 맨 앞 단 네트워크 클라이언트(200)의 링 포트 2(212)에 연결되고, 상기 네트워크 호스트(100)의 링 포트 2(112)는 맨 후단 네트워크 클라이언트(400)의 링 포트 1(411)에 연결되는 것을 특징으로 한다.The
또한 바람직하기로는, 상기 네트워크 호스트(100)는, 아날로그 음성 또는 오디오 신호를 수신하여 디지털화하고, 상기 디지털화된 정보를 IP의 데이터 영역에 싣는 기능을 수행하는 AoIP 프레임 생성 모듈(140)을 더 포함하며, 상기 적어도 두 개의 네트워크 클라이언트(200, 300 및 400) 각각은, 상기 디지털화된 정보로부터 원래의 아날로그 음성 또는 오디오 신호를 재생하는 아날로그 음원 재생 모듈(240)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 AoIP 네트워크의 이중화 시스템인 것을 특징으로 한다.Also preferably, the
상기 감시 프레임(601, 602)은 시계방향 감시 프레임(601) 및 반시계방향 감시 프레임(602)이 일조로 되어 이루어지며, 상기 감시 프레임의 전송 빈도는 초당 백회의 오더를 갖는 것이 좋다.
The surveillance frames 601 and 602 are composed of a
본 발명에 따른 AoIP 네트워크와 같은 시간손실이 최소화된 실시간 데이터 전송시스템에 따르면, 네트워크 단락과 링크다운 혹은 네트워크 장비의 이상과 같은 문제 발생시, 청자가 음성이나 오디오 데이터의 끊김 현상을 느끼지 못하는 시간 내에 네트워크를 신속히 절체 및 복구함으로써, 예를 들어 전관방송에서 화재발생이나 지진발생 등에 대한 음성이나 오디오 신호 혹은 실시간 데이터를 끊김 없이 목적지에 실시간으로 도달하게 하여 인명사고와 같은 큰 재난에 즉각적으로 대처할 수 있다.According to the real-time data transmission system minimized time loss, such as the AOPIP network according to the present invention, when a problem such as a network short circuit, link down or abnormality of the network equipment, the listener does not feel the disconnection of voice or audio data within the time By quickly changing and restoring the system, voice or audio signals or real-time data, such as fire or earthquake occurrences, can be reached in real time without interruption in public address, so that immediate disasters can be dealt with immediately.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 이점들은 첨부한 도면을 참조한 실시 예에 대한 상세한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
Other objects and advantages of the present invention in addition to the above object will be apparent from the detailed description of the embodiments with reference to the accompanying drawings.
도 1은 제1 종래기술의 스위치 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 제2 종래기술에 따른 스위치 시스템을 도시한 도면이다.
도 3은 제2 종래기술에 따른 스위치 시스템에서 제 1 상태 정보 패킷의 구성을 나타낸다.
도 4는 제2 종래기술에 따른 스위치 시스템에서 제 1 스테이션 리스트 커맨드의 구성을 나타낸다.
도 5는 도 2의 마스터 스위치의 동작을 도시한 순서도이다.
도 6은 도 2의 각 슬레이브 스위치들의 동작을 도시한 순서도이다.
도 7은 도 2의 슬레이브 스위치들 사이의 연결이 끊긴 경우의 스위치 시스템의 동작을 도시한 순서도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 실시간 데이터 전송시스템을 전체적으로 나타내는 개략 도면이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 실시간 데이터 전송시스템의 호스트 스위치 모듈의 구성을 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 실시간 데이터 전송시스템의 클라이언트 스위치 모듈의 구성을 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 실시간 데이터 전송시스템의 제어방법 중 링 토폴로지의 이상 유무를 감시하고 이상 발생시 절체 방법을 나타내는 순서도이다.
도 12 내지 도 17은, 도 11의 상세 서브루틴으로서, 도 12는 호스트의 VLAN 분리 단계에 대한 서브루틴이며, 도 13은 감시 프레임 생성 단계에 대한 서브루틴이며, 도 14는 감시 프레임 전송 단계에 대한 서브루틴이며, 도 15는 통신이 안 되는 클라이언트 확인 단계에 대한 서브루틴이며, 도 16은 클라이언트의 VLAN 분리 단계에 대한 서브루틴이며, 도 17은 호스트의 VLAN 분리 해제 단계에 대한 서브루틴이다.
도 18은 본 발명의 일실시예에 따른 실시간 데이터 전송시스템의 제어방법 중 절체되었던 링 토폴로지를 다시 원래의 상태로 복구하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 19 내지 도 21은, 도 18의 상세 서브루틴으로서, 도 19는 링 분리를 시도한 클라이언트와 통신 시도 단계에 대한 서브루틴이며, 도 20은 호스트를 포트 VLAN으로 분리하는 단계에 대한 서브루틴이며, 도 21은 클라이언트의 링 분리 해제 단계에 대한 서브루틴이다.
도 22는 본 발명의 일실시예에 따른 실시간 데이터 전송시스템의 감시 프레임의 포맷을 나타내는 도면이다.
도 23은 도 22의 감시 프레임을 포함한 각종 제어용 데이터 프레임에 대한 구성을 나타낸다.
도 24는 본 발명의 일실시예에 따른 실시간 데이터 전송시스템의 호스트 스위치 모듈의 포트 VLAN의 일례를 설명하기 위한 도면이다.1 is a schematic view of a first prior art switch system.
2 shows a switch system according to a second prior art.
3 shows a configuration of a first state information packet in a switch system according to the second prior art.
Figure 4 shows the configuration of the first station list command in the switch system according to the second prior art.
5 is a flowchart illustrating an operation of the master switch of FIG. 2.
FIG. 6 is a flowchart illustrating an operation of each slave switch of FIG. 2.
FIG. 7 is a flowchart illustrating an operation of a switch system when a connection between slave switches of FIG. 2 is lost.
8 is a schematic diagram showing the entire real-time data transmission system according to an embodiment of the present invention.
9 is a diagram illustrating a configuration of a host switch module of a real-time data transmission system according to an embodiment of the present invention.
10 is a diagram illustrating a configuration of a client switch module of a real-time data transmission system according to an embodiment of the present invention.
11 is a flowchart illustrating a method of monitoring an abnormality of a ring topology in a control method of a real-time data transmission system according to an embodiment of the present invention, and a switching method when an abnormality occurs.
12 to 17 are detailed subroutines of FIG. 11, FIG. 12 is a subroutine for the VLAN separation step of the host, FIG. 13 is a subroutine for the surveillance frame generation step, and FIG. 14 is a surveillance frame transmission step. FIG. 15 is a subroutine for the non-communicating client identification step, FIG. 16 is a subroutine for the client VLAN separation step, and FIG. 17 is a subroutine for the host VLAN separation release step.
18 is a flowchart illustrating a method of restoring a ring topology, which has been switched among the control methods of a real-time data transmission system, according to an embodiment of the present invention. FIG.
19 to 21 are detailed subroutines of FIG. 18, FIG. 19 is a subroutine for attempting communication with a client attempting ring detachment, and FIG. 20 is a subroutine for separating a host into a port VLAN, 21 is a subroutine for the ring release phase of the client.
22 is a diagram illustrating a format of a surveillance frame of a real-time data transmission system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 23 shows a configuration of various control data frames including the surveillance frame of FIG.
24 is a view for explaining an example of the port VLAN of the host switch module of the real-time data transmission system according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 AoIP 네트워크와 같은 시간손실이 최소화된 실시간 데이터 전송시스템을 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a real-time data transmission system minimized time loss, such as AOP network according to the present invention.
먼저, 본 발명의 일측면에 따른 AoIP 네트워크와 같은 시간손실이 최소화된 실시간 데이터 전송시스템을 이하에 설명한다.First, a real-time data transmission system minimized in time loss such as an AOP network according to an aspect of the present invention will be described below.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 실시간 데이터 전송시스템을 전체적으로 나타내는 개략 도면이며, 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 실시간 데이터 전송시스템의 호스트 스위치 모듈의 구성을 나타내는 도면이며, 도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 실시간 데이터 전송시스템의 클라이언트 스위치 모듈의 구성을 나타내는 도면이다.FIG. 8 is a schematic diagram of a real-time data transmission system according to an embodiment of the present invention. FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration of a host switch module of a real-time data transmission system according to an embodiment of the present invention. Is a diagram showing the configuration of a client switch module of a real-time data transmission system according to an embodiment of the present invention.
한편, 도 22는 본 발명의 일실시예에 따른 실시간 데이터 전송시스템의 감시 프레임의 포맷을 나타내는 도면이고, 도 23은 도 22의 감시 프레임을 포함한 각종 제어용 데이터 프레임에 대한 구성을 나타내며, 도 24는 본 발명의 일실시예에 따른 실시간 데이터 전송시스템의 호스트 스위치 모듈의 포트 VLAN의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
22 is a diagram illustrating a format of a surveillance frame of a real-time data transmission system according to an embodiment of the present invention. FIG. 23 is a diagram illustrating a configuration of various control data frames including the surveillance frame of FIG. 22. FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a port VLAN of a host switch module of a real-time data transmission system according to an embodiment of the present invention.
첨부 도면에서는, 본 발명의 실시간 데이터 전송시스템으로 AoIP(Audio over Internet Protocol)를 예로 들어 설명하지만, 데이터의 내용만 다를 뿐, 시간 지연이 거의 없이 실시간으로 전달되어야 하는 다른 데이터의 전달을 위한 네트워크에서도, 본 발명이 그대로 적용될 수 있음은 물론이다.In the accompanying drawings, a real-time data transmission system of the present invention will be described using Audio over Internet Protocol (AoIP) as an example, but only in the network for the delivery of other data that is to be delivered in real time with almost no time delay. Of course, the present invention can be applied as it is.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따라 링 토폴로지 형태로 구성된 실시간 데이터 전송시스템은, 하나의 AoIP 네트워크 호스트(100) 및 하나 이상의 AoIP 네트워크 클라이언트, 즉 제 1 내지 제 3 AoIP 네트워크 클라이언트(200, 300 및 400)들을 포함한다.As shown in FIG. 8, the real-time data transmission system configured in the form of a ring topology according to the present invention includes one
보다 구체적으로, AoIP 네트워크 호스트(100)는 제 1 내지 제 3 AoIP 네트워크 클라이언트(200, 300 및 400)들의 제 1 방향(시계방향) 및 상기 제 1 방향과 반대 방향인 제 2 방향(반시계방향)으로 OSI 모델 제2 레벨에서의 감시 프레임을 전송하거나, 제 1 내지 제 3 AoIP 네트워크 클라이언트(200, 300 및 400)로부터 전송되는 신호를 수신한다.More specifically, the
참고로, 제2 종래기술에서도 BPDU(Bridge Packet Data Unit; 스위치간 정보교환을 위한 프레임 데이터)와 같은 패킷을 전송하기는 하지만, 이는 엄밀히 말해서 본 발명의 감시 프레임과는 포맷도 상이할 뿐더러, 기능도 전혀 상이하여 본 발명의 감시 프레임이라고 할 수 없다.For reference, although the second conventional technology transmits a packet such as a bridge packet data unit (BPDU), which is strictly different from the surveillance frame of the present invention, the function is also different. Also, it is not at all different from the surveillance frame of the present invention.
다시 도 8로 돌아가 설명하면, 제 1 내지 제 3 AoIP 네트워크 클라이언트(200, 300 및 400)는 상기 AoIP 네트워크 호스트(100)로부터 전송되는 신호에 따라 반응하여 음성 및 오디오 신호를 출력한다.Referring back to FIG. 8, the first to third
이때, 상기 AoIP 네트워크 호스트(100) 및 제 1 내지 제 3 AoIP 네트워크 클라이언트(200, 300 및 400)들은 각각의 독립된 MAC 어드레스가 부여되어 있으며, AoIP 네트워크 호스트(100)는 상기 제 1 내지 제 3 AoIP 네트워크 클라이언트(200, 300 및 400)에 명령을 전송하거나, 또는 제 1 내지 제 3 AoIP 네트워크 클라이언트(200, 300 및 400)들이 AoIP 네트워크 호스트(100)에 보고를 할 때 부여된 MAC 어드레스를 사용하게 된다.In this case, the
또한, 상기 AoIP 네트워크 호스트(100) 및 제 1 내지 제 3 AoIP 네트워크 클라이언트(200, 300 및 400)들은 각각의 네트워크를 블로킹(Blocking)할 수 있는 각각의 링 포트 1(111, 211, 311 및 411)과 링 포트 2(112, 212, 312 및 412)를 포함하며, 상기 제 1 내지 제 3 AoIP 네트워크 클라이언트(200, 300 및 400)들은 상기 AoIP 네트워크 호스트(100)의 명령에 따라 각각 포함하고 있는 링 포트 1 및 링 포트 2를 블로킹한다.In addition, the
여기서, 상기 AoIP 네트워크 호스트(100) 및 제 1 내지 제 3 AoIP 네트워크 클라이언트(200, 300 및 400)의 제 1 방향(시계방향)의 네트워크 구성을 설명하면, AoIP 네트워크 호스트(100)의 링 포트 1(111)은 제 1 AoIP 네트워크 클라이언트(200)의 링 포트 2(212)에 연결되고, 제 1 AoIP 네트워크 클라이언트(200)의 링 포트 1(211)은 제 2 AoIP 네트워크 클라이언트(300)의 링 포트 2(312)에 연결되며, 제 2 AoIP 네트워크 클라이언트(300)의 링 포트 1(311)은 제 3 AoIP 네트워크 클라이언트(400)의 링 포트 2(412)에 연결되고, 제 3 AoIP 네트워크 클라이언트(400)의 링 포트 1(412)은 AoIP 네트워크 호스트(100)의 링 포트 2(112)에 연결된다.Here, the network configuration in the first direction (clockwise) of the
아울러, 제 2 방향(반시계방향)의 네트워크 구성을 설명하면, AoIP 네트워크 호스트(100)의 링 포트 2(112)는 제 3 AoIP 네트워크 클라이언트(400)의 링 포트 1(411)에 연결되고, 제 3 AoIP 네트워크 클라이언트(400)의 링 포트 2(412)는 제 2 AoIP 네트워크 클라이언트(300)의 링 포트 1(311)에 연결되며, 제 2 AoIP 네트워크 클라이언트(300)의 링 포트 2(312)는 제 1 AoIP 네트워크 클라이언트(200)의 링 포트 1(211)에 연결되고, 제 1 AoIP 네트워크 클라이언트(200)의 링 포트 2(212)는 AoIP 네트워크 호스트(100)의 링 포트 1(111)에 연결된다.In addition, referring to the network configuration in the second direction (counterclockwise),
본 명세서에서는, 설명의 편의상 상기 AoIP 네트워크 호스트(100) 및 제 1 내지 제 3 AoIP 네트워크 클라이언트(200, 300 및 400)의 각각의 링 포트 1에서 링 포트 2로 흘러가는 프레임의 흐름을 제 1 방향인 시계방향으로 정의하며, 반면에 각각의 링 포트 2에서 링 포트 1로 흘러가는 프레임의 흐름을 제 2 방향인 반시계방향으로 정의하지만, 이에 한정되지 않고 서로 바꾸어질 수 있음은 물론이다.In the present specification, for convenience of description, the flow of a frame flowing from each
또한, 프레임의 흐름에 있어서 프레임이 송신되는 링 포트에서는 Tx(Transmit) 프레임으로 간주하며, 반대로 프레임을 수신하는 링 포트에서는 Rx(Receive) 프레임으로 간주한다. 즉, 시계방향과 반시계방향에 상관없이 Tx 프레임 또는 Rx 프레임은 프레임이 송신 및 수신되는 관점에 따라 달라질 수 있다.In the flow of the frame, the ring port in which the frame is transmitted is regarded as a Tx (Transmit) frame, and the ring port receiving the frame is regarded as an Rx (Receive) frame. That is, regardless of the clockwise and counterclockwise directions, the Tx frame or the Rx frame may vary depending on the point at which the frame is transmitted and received.
이때, 상기 AoIP 네트워크 호스트(100) 및 제 1 내지 제 3 AoIP 네트워크 클라이언트(200, 300 및 400)는 각각의 데이터를 송수신하는 각각의 일반적인 이더넷 포트(121, 122, 123, 124 및 125)를 포함하여 AoIP 네트워크를 추가적으로 확장할 수 있게 하고, 링 토폴로지 뿐만 아니라 트리형 토폴로지(tree topology) 및 성형 토폴로지(star topology)를 혼용하여 운영할 수 있도록 한다.
In this case, the
한편, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 AoIP 네트워크 호스트(100)는 AoIP 프레임 생성 모듈(140), 이더넷 스위치 모듈(110) 및 CPU(130)를 포함하며, 다시 이더넷 스위치 모듈(110)은 프레임 버퍼(116), MAC 어드레스 테이블(117), 포트 VLAN 컨트롤 레지스터(118) 및 CPU 직렬 인터페이스(119)로 구성되며, 이외에도 인접 클라이언트(200, 400)와 통신하는 제1 및 제2 링 포트(111, 112), 상기 AoIP 프레임 생성 모듈(140)과 통신하는 AoIP 포트(115), 상기 CPU(130)와 통신하는 제1 및 제2 CPU 포트(113, 114) 그리고 일반적인 AoIP 포트(121 내지 125)들을 포함한다.Meanwhile, as shown in FIG. 9, the
역시, 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 AoIP 네트워크 클라이언트(200)는, 아날로그 음원 재생 모듈(240), 이더넷 스위치 모듈(210) 및 CPU(230)를 포함하며, 다시 이더넷 스위치 모듈(210)은 프레임 버퍼(216), MAC 어드레스 테이블(217), 포트 VLAN 컨트롤 레지스터(218) 및 CPU 직렬 인터페이스(219)로 구성되며, 이외에도 인접 호스트 및 클라이언트(100, 300)와 통신하는 제1 및 제2 링 포트(211, 212), 상기 아날로그 음원 재생 모듈(240)과 통신하는 AoIP 포트(215), 상기 CPU(230)와 통신하는 CPU 포트(213) 그리고 일반적인 AoIP 포트(221 내지 225)들을 포함한다.Also, as shown in FIG. 10, the
상기 제2, 제3 AoIP 네트워크 클라이언트(300 및 400) 역시 마찬가지이다.
The same applies to the second and third AoIP network clients 300 and 400.
한편, 본 명세서에서는, AoIP 네트워크 호스트(100) 및 제 1 내지 제 3 AoIP 네트워크 클라이언트(200, 300 및 400)들이 각각 거의 동일한 구성을 포함하되, CPU(130)가 AoIP 네트워크 호스트(100) 또는 제 1 내지 제 3 AoIP 네트워크 클라이언트(200, 300 및 400)에 각각 사용될 때의 기능만 상이하므로, 도 9를 참조하여 중앙처리장치(CPU) 및 기타 모듈의 기능을 각각 설명하기로 하며, 클라이언트측 CPU는 도 10을 참조하여 별도로 설명하기로 한다.Meanwhile, in the present specification, the
상기 AoIP 프레임 생성 모듈(140)은 아날로그 음성 또는 오디오 신호를 수신하여 디지털화하고, 이 디지털화된 정보를 IP의 데이터 영역에 싣는 역할을 하는 장치로서, 디지털화된 음성 또는 오디오 신호는 1차적으로 IP화 됨과 동시에 AoIP 프레임 생성 모듈(140)에서 이더넷 프레임으로 변환된다. 즉, IP의 오버헤드(Overhead)에 이더넷 MAC(Media Access Address) 정보와 이더 타입(Ether Type) 정보 등을 AoIP 프레임 생성 모듈(140)에서 생성하여 이더넷 프레임을 완성한다.The AoIP
호스트측 이더넷 스위치 모듈(110)은 상기 AoIP 프레임 생성 모듈(140)과 연결되며, 클라이언트측 이더넷 스위치 모듈(210)은 아날로그 음원 재생 모듈(240)과 연결되며, 상기 AoIP 네트워크 호스트(100) 및 제 1 내지 제 3 AoIP 네트워크 클라이언트(200, 300 및 400)들 각각의 링 포트를 형성하되, 링 포트 1(111, 211, 311 및 411)과 링 포트 2(112, 212, 312 및 412)를 형성하고, 상기 링 포트 1과 링 포트 2의 절체 또는 복구 동작이 가능하도록 한다. 즉, 상기 링 포트들과 일반 포트들(120, 220)은 포트 베이스드 VLAN (Port Based Virtual LAN)을 형성한다. The host-side
일례로, 이더넷 스위치 모듈의 각각의 모든 포트는 평소에는 '포트 VLAN 1'으로 그룹핑되어지므로 상호 연결이 되어 있으나, 링 포트 1과 링 포트 2를 블록킹할 경우에는 도 24에서 보는 바와 같이, 링 포트 2가 '포트 VLAN 2'로, 일반 포트들과 링 포트 1은 '포트 VLAN 1'으로 별도로 그룹핑된다. 따라서, 링 포트 1과 링 포트 2는 차단되어진다. 반면, 링 포트의 블록킹을 해제할 경우에는 모든 포트는 다시 '포트 VLAN 1'으로 그룹핑되어진다.For example, each port of the Ethernet switch module is interconnected because it is usually grouped as 'port VLAN 1', but when blocking
이에 대한 실제 프로그램의 일례는 다음과 같다.An example of the actual program is as follows.
void NC_RP2_Block()void NC_RP2_Block ()
{{
MDIO_Write (0x10,0x06,0x03fa); MDIO_Write (0x10, 0x06, 0x03fa);
MDIO_Write (0x11,0x06,0x03f9); MDIO_Write (0x11, 0x06, 0x03f9);
MDIO_Write (0x12,0x06,0x8400); MDIO_Write (0x12,0x06,0x8400);
MDIO_Write (0x13,0x06,0x03f3); MDIO_Write (0x13, 0x06, 0x03f3);
MDIO_Write (0x14,0x06,0x03eb); MDIO_Write (0x14,0x06,0x03eb);
MDIO_Write (0x15,0x06,0x03db); MDIO_Write (0x15, 0x06, 0x03db);
MDIO_Write (0x16,0x06,0x03bb); MDIO_Write (0x16, 0x06, 0x03bb);
MDIO_Write (0x17,0x06,0x037b); MDIO_Write (0x17, 0x06, 0x037b);
MDIO_Write (0x18,0x06,0x02fb); MDIO_Write (0x18, 0x06, 0x02fb);
MDIO_Write (0x19,0x06,0x01fb); MDIO_Write (0x19, 0x06, 0x01fb);
MDIO_Write (0x1a,0x06,0x8004); MDIO_Write (0x1a, 0x06, 0x8004);
MDIO_Write (0x1B,0x0C,0x0026); MDIO_Write (0x1B, 0x0C, 0x0026);
MDIO_Write (0x1B,0x0D,0x0180); MDIO_Write (0x1B, 0x0D, 0x0180);
MDIO_Write (0x1B,0x0E,0xC200); MDIO_Write (0x1B, 0x0E, 0xC200);
MDIO_Write (0x1B,0x0F,0x0020); MDIO_Write (0x1B, 0x0F, 0x0020);
MDIO_Write (0x1B,0x0B,0xB000); MDIO_Write (0x1B, 0x0B, 0xB000);
}
}
이때, 상기 이더넷 스위치 모듈(110)은 일반적인 네트워크 구성인 경우에는 이더넷 스위치 모듈로 동작되지만, 링 토폴로지로 바뀌게 되면 링 포트 1과 링 포트 2를 형성하여 AoIP 링 이더넷 네트워크로 전환된다.In this case, the
CPU(130)는 상기 AoIP 프레임 생성 모듈(140) 및 이더넷 스위치 모듈(110)을 제어하는 기능을 하며, AoIP 네트워크 호스트(100) 및 제 1 내지 제 3 AoIP 네트워크 클라이언트(200, 300 및 400)의 각각에 사용되는 기능이 다르므로, 이하에서는 2가지로 나누어 설명한다.The
즉, 상기 CPU(130)가 AoIP 네트워크 호스트(100)에 사용될 때에는, AoIP 네트워크 호스트(100) 및 제 1 내지 제 3 AoIP 네트워크 클라이언트(200, 300 및 400) 간의 링 포트 1 과 링 포트 2로 연결된 전체 AoIP 링 네트워크를 통제하고, 도 22에서 보는 바와 같은 물리 주소만을 갖는 감시 프레임을 전체 AoIP 링 네트워크에 전송하여 전체 AoIP 링 네트워크에 이상이 없는지 확인하고, 네트워크에 문제가 발생 및 해결된 경우 네트워크를 절체 및 복구시킨다.That is, when the
따라서, 상기 제2 종래기술이나 기존의 링(Ring) 구성에서는 우선적으로 블로킹(Blocking)을 할 때 스위치에서 특별하게 지원하는 BPDU(Bridge Protocol Data Unit) 만을 패스하고 AoIP 패킷은 차단하는 기능을 사용하지만, 본 발명에서는 포트 VLAN (Port VLAN) 방식으로 네트워크를 논리적으로 두 개 이상의 그룹으로 분리하여 블로킹을 구현하므로, 별도의 BPDU 페킷을 사용하지 않아도 임의의 패킷을 감시 패킷으로 사용할 수 있어 더욱 빠른 속도로 감시 패킷을 파악할 수 있으며, 보다 저렴한 비용으로 링 토폴로지를 구성할 수 있다.Accordingly, in the second conventional technology or the existing ring configuration, the first pass only the BPDU (Bridge Protocol Data Unit) which is specially supported by the switch when blocking, and the AoIP packet is blocked. In the present invention, since the network is logically divided into two or more groups by using a port VLAN method, blocking is implemented, and thus, even a separate packet can be used as a monitoring packet without using a separate BPDU packet. Watch packets can be identified and a ring topology can be constructed at a lower cost.
아울러, 상기 도 24에서와 같이 링 토폴로지를 구성하기 전, 호스트의 어느 한쪽 포트를 블로킹해야 하며 본 발명에서는 일반적인 스위치 패브릭(Switch Fabric)이 제공하는 포트 베이스드 VLAN (Port Based VLAN)을 적용하는바, 제 종래기술에서와 같이 특수 목적의 BPDU만을 활용해야 한계를 벗어나 어떠한 이더넷 패킷이나 프레임도 간단하게 감시 프레임으로 활용할 수 있다. 즉, 포트 VLAN을 사용하면 물리적으로는 링 형태를 가지고 있지만, 논리적으로는 버스 형태의 네트워크가 구성되어 패킷 스톰(Packet Storm)을 막을 수 있다.In addition, before configuring a ring topology as shown in FIG. 24, any one port of the host must be blocked, and in the present invention, a port based VLAN provided by a general switch fabric is applied. However, as in the conventional art, only special purpose BPDUs can be used to overcome any limitation and any Ethernet packet or frame can be simply used as a surveillance frame. In other words, when using a port VLAN, it is physically in the form of a ring, but logically, a bus-like network is formed to prevent packet storms.
또한, AoIP 네트워크 호스트측 CPU (130)는 이렇게 분리된 네트워크, 즉 '포트 VLAN 1'과 '포트 VLAN 2' 각각에 이더넷 포트를 연결하여 동시에 임의의 감시 ㅍ패킷을 보내고 받을 수 있는 구조로 되어 있다.In addition, the AoIP network
한편, 상기 CPU(130)가 제 1 내지 제 3 AoIP 네트워크 클라이언트(200, 300 및 400)의 각각에 사용될 때에는, 인접 호스트/클라이언트 간의 네트워크가 정상일 경우에는 링 포트 1과 링 포트 2를 블로킹하지 않지만, 인접 호스트/클라이언트 간의 AoIP 링 네트워크에 문제가 발생할 경우, 상기 방식과 간이 논리적으로 링 포트 1을 블로킹하고, 상기 AoIP 네트워크 호스트(100)로부터 전송되는 진단 프레임을 수신하여 처리한다.
On the other hand, when the
도 22는 본 발명에서의 감시 프레임 및 진단 프레임과 같은 이더넷 프레임(600)의 포맷을 나타내고 있으며, 도 23은 본 발명에서 사용되는 감시 프레임(601, 602) 및 진단 프레임(603 ~ 607)과 같은 각종 제어용 이더넷 프레임의 구제적인 포맷의 일례를 나타내고 있다. FIG. 22 shows the format of an
먼저, 감시프레임(601, 602)은 6바이트의 물리 어드레스인 데스티네이션 어드레스 DA (Destination Address) 및 6바이트의 소오스 어드레스 SA (Source Address), 그리고 2바이트의 이터타입 식별자(일례로 '002E')를 가지며, 나머지 페이로드(Payload)는 어떤 정보라도 상관없다. 마지막 에러체크 코드로서 FCS(Frame Check Sequence)(일례로 'CRC 체크')가 뒤따르기도 한다. 더 자세히는, 시계방향 감시 프레임은, 호스트 CPU 포트 1 (113)의 MAC 어드레스가 SA로 지정되며, 호스트 CPU 포트 2 (114)의 MAC 어드레스가 DA로 지정되며, 역으로 반시계방향 감시 프레임은, 호스트 CPU 포트 2 (114)의 MAC 어드레스가 SA로 지정되며, 호스트 CPU 포트 1 (113)의 MAC 어드레스가 DA로 지정된다.First, the surveillance frames 601 and 602 include a destination address DA (Destination Address), which is a six-byte physical address, a source address (SA) of six bytes, and a two-byte data type identifier (eg, '002E'). The remaining payload may be any information. The final error check code is followed by a Frame Check Sequence (FCS) (for example, a 'CRC check'). More specifically, in the clockwise watch frame, the MAC address of host CPU port 1 (113) is designated as SA, and the MAC address of host CPU port 2 (114) is designated as DA, and vice versa. The MAC address of
예시적으로, 상기 AoIP 네트워크 호스트(100)에서 링 토폴로지로 네트워크가 결정되면, CPU(130)는 제 1 내지 제 3 AoIP 네트워크 클라이언트(200, 300 및 400)의 제 1 방향(시계방향) 및 제 2 방향(반시계방향)으로 감시 프레임을 전송하는데, AoIP 네트워크 호스트(100)의 링 포트1(111)로부터 전송된 감시 프레임은 제 1 내지 제 3 AoIP 네트워크 클라이언트(200, 300 및 400)을 통해 AoIP 네트워크 호스트(100)의 링 포트 2(112)에 수신되고, 이 수신된 감시 프레임을 AoIP 네트워크 호스트(100)의 CPU(130)가 확인하여 제 1 방향(시계방향)으로 링 토폴로지에 이상이 없는지의 유무를 확인하게 된다.In exemplary embodiments, when a network is determined by a ring topology in the
반대로, AoIP 네트워크 호스트(100)의 링 포트 2(112)로부터 전송된 감시 프레임은 링 토폴로지를 따라 제 1 내지 제 3 AoIP 네트워크 클라이언트(200, 300 및 400)을 통해 AoIP 네트워크 호스트(100)의 링 포트 1(111)에 수신되고, 이 수신된 감시 프레임을 AoIP 네트워크 호스트(100)의 CPU(130)가 확인하여 제 2 방향(반시계방향)으로 링 토폴로지에 이상이 없는지의 유무를 확인하게 된다.Conversely, watch frames transmitted from
이와 같이, 제 1 방향(시계방향)과 제 2 방향(반시계방향)으로 감시 프레임을 전송하여 링 토폴로지의 이상 유무를 확인하는 것은 신속한 시간 내에 AoIP 링 네트워크의 이상 유무를 파악하고 절체작업에 들어가기 위함이다.In this way, the transmission of the surveillance frame in the first direction (clockwise) and the second direction (counterclockwise) to confirm the abnormality of the ring topology is to quickly identify the abnormality of the AoIP ring network and start the transfer operation. For sake.
여기서, 본 발명에서는 바람직하게 AoIP 네트워크 호스트(100)로부터 하나 이상의 AoIP 네트워크 클라이언트(200, 300 및 400)에 초당 100개 이상의 감시 프레임을 제 1 방향(시계방향)과 제 2 방향(반시계방향)에 전송하여 AoIP 링 네트워크의 이상 유무를 확인하고 대처할 수 있게 하는데, 이와 같이 초당 100개 이상의 감시 프레임을 양 방향으로 전송하여 10msec 내외에서 AoIP 링 네트워크의 이상유무를 확인할 수 있다.
Herein, in the present invention, preferably, 100 or more surveillance frames per second from the
더 상술하면, 도 24에서 호스트측 CPU(130)는, 각각 다른 2개의 링 포트들을 '포트 VLAN 1'과 '포트 VLAN 2'에 접속하고 있다. More specifically, in FIG. 24, the host-
전술하였다시피, 본 발명의 감시 프레임(601, 602)은, OSI 2레벨의 논리 어드레스를 갖지 않는 '프레임' 포맷을 사용하므로, OSI 3레벨의 논리 어드레스를 함께 갖는 종래의 '패킷' 구조와는 근본적으로 상이하며, MAC 어드레스만을 가지고 있도록 호스트 CPU는 DA(Destination Address)와 SA(Source Address)를 생성하여 링으로 보내고 링을 지나는 도중에 다른 스위치 CPU는 감시 프레임이 지나가는 동안 어떠한 개입도 하지 않는다. 다시 말해, 페이로드(Pay Load)에 어떠한 데이타가 들어가도 본 발명에서 감시 프레임으로 활용할 수 있다. 이것이 제2 종래기술과 크게 다른 점이다. 전체적으로 보면 페이로드의 프로세싱 시간이 호스트와 단말에서 필요치 않아 그 만큼 빠른 시간 내에 링의 단선유무를 파악한다. 또 다른 측면에서는 BPDU와 같은 특수한 패킷 이외에 어떠한 이더넷 프레임도 감시 프레임으로 유용하므로 더 저렴하게 링 아키텍쳐를 구성할 수 있다.
As described above, the surveillance frames 601 and 602 of the present invention use a 'frame' format that does not have an
또한, 제2 종래기술에서는 인용 발명에서 장애 발생시 도 7에서와 같이, 장애가 있는 (즉, 링이 단절된) 단말에서 링크 상태(Link State)를 파악하고 이것을 제2 상태정보 패킷에 넣어 호스트에게 보내고 호스트는 전체 네트워크의 토폴로지를 파악하기 위해 제2 상태 리스트 커맨드(Station List Command)를 보내어 단말들에게 보내고 단말들이 제2 상태 리스트 커맨드를 받는 상태를 보고 시스템 토폴로지, 즉 링 연결상태를 파악한다. In addition, in the second conventional technology, when a failure occurs in the cited invention, as shown in FIG. 7, a link state is identified in a failed terminal (that is, a ring is disconnected), and the link state is included in a second status packet and sent to the host. In order to determine the topology of the entire network, a second state list command is sent to the terminals and the terminals receive the second state list command to determine the system topology, that is, the ring connection state.
하지만, 본 발명에서는 '링 포트 1'에서 보내는 감시 프레임을 '링 포트 2'에서, 혹은 '링 포트 1'에서 보내는 감시 프레임의 MAC 어드레스만을 '링 포트 2'에서 확인하여, 링의 단선 유무를 빠르게 파악할 수 있는 장점이 있다.
However, in the present invention, only the MAC address of the surveillance frame sent from the 'ring port 2' or the 'ring port 1' is sent from the 'ring port 1' to the 'ring port 2' to check whether the ring is disconnected. There is an advantage that can be quickly identified.
한편, 호스트 CPU(130)는, 시계방향 및/또는 반시계방향 감시 프레임(601, 602) 중 적어도 어느 하나의 감시 프레임이 정해진 시간 내에 도달하지 않았을 때에, 통신이 안 되는 클라이언트를 확인하기 위해, '클라이언트 응답 요청 프레임'(603)을 보내고, 이에 요청을 받은 클라이언트는 '클라이언트 응답 프레임'(604)으로 응답을 보내게 되는바, '클라이언트 응답 요청 프레임'(603)의 SA는 호스트 CPU의 링 포트 1 혹은 링 포트 2의 MAC 어드레스가 되고, DA는 확인을 요청하는 클라이언트의 MAC 어드레스가 되며, 페이로드에는 응답요청 내용이 포함된다. 반대로, '클라이언트 응답 프레임'(604)의 SA는 확인을 하는 특정 클라이언트의 MAC 어드레스가 되고, DA는 호스트 CPU의 링 포트 1 혹은 링 포트 2의 MAC 어드레스가 되며, 페이로드에는 응답 내용이 포함된다. On the other hand, the
더 나아가, 특정 클라이언트에서 링 단절이 발생하여, 호스트에서 해당 특정 클라이언트에 링 분리를 요청하거나, 역으로 복구 후 해당 특정 클라이언트에게 링 연결을 요청할 경우, 각각 '클라이언트 링 분리 요청 프레임'(605) 및 '클라이언트 링 연결 요청 프레임'(606)을 전송하며, 역으로 해당 특정 클라이언트가 호스트 커맨드의 수행을 완료하였을 경우에는 '호스트 커맨드 수행 완료 에코 프레임'(607)을 보내게 되는바, '클라이언트 링 분리 요청 프레임'(605) 및 '클라이언트 링 연결 요청 프레임'(606)의 SA는 호스트 CPU의 링 포트 1 혹은 링 포트 2의 MAC 어드레스가 되고, DA는 호스트 커맨드를 수행할 특정 클라이언트의 MAC 어드레스가 되며, 페이로드에는 RP1 분리요구 및 RP1 연결요구 내용이 포함된다. 반대로, '호스트 커맨드 수행 완료 에코 프레임'(607)의 SA는 호스트 커맨드를 수행한 특정 클라이언트의 MAC 어드레스가 되고, DA는 호스트 CPU의 링 포트 1 혹은 링 포트 2의 MAC 어드레스가 되며, 페이로드에는 에코(echo) 내용이 포함된다. Further, when a ring break occurs in a specific client, and the host requests that the specific client to detach the ring or reversely recovers the ring connection to the specific client, the client
이상의 진단 프레임(603 ~ 607) 역시, 맨 뒤에는 FCS (일례로 CRC) 가 따라붙고, ET는 일례로 '0800'이다.
The
이하, 본 발명의 AoIP 네트워크와 같은 시간손실이 최소화된 실시간 데이터 전송시스템에서, 링 이상 유무 감시 및 절체 방법을, 도 11 내지 도 17을 통해, 링 복구 완료 및 감시 방법을 도 18 내지 도 21을 참조하여 설명한다.Hereinafter, in a real-time data transmission system with minimized time loss, such as the AOPIP network of the present invention, a ring recovery monitoring and switching method will be described with reference to FIGS. 11 to 17. It demonstrates with reference.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 실시간 데이터 전송시스템의 제어방법 중 링 토폴로지의 이상 유무를 감시하고 이상 발생시 절체 방법을 나타내는 순서도이며, 도 12 내지 도 17은, 도 11의 상세 서브루틴으로서, 도 12는 호스트의 VLAN 분리 단계에 대한 서브루틴이며, 도 13은 감시 프레임 생성 단계에 대한 서브루틴이며, 도 14는 감시 프레임 전송 단계에 대한 서브루틴이며, 도 15는 통신이 안 되는 클라이언트 확인 단계에 대한 서브루틴이며, 도 16은 클라이언트의 VLAN 분리 단계에 대한 서브루틴이며, 도 17은 호스트의 VLAN 분리 해제 단계에 대한 서브루틴이다. 11 is a flowchart illustrating a method for monitoring an abnormality of a ring topology in a control method of a real-time data transmission system according to an embodiment of the present invention, and a switching method when an abnormality occurs. FIGS. 12 to 17 are detailed subroutines of FIG. 12 is a subroutine for the VLAN separation step of the host, FIG. 13 is a subroutine for the surveillance frame generation step, FIG. 14 is a subroutine for the surveillance frame transmission step, and FIG. Subroutine for the phase, FIG. 16 is a subroutine for the VLAN separation phase of the client, and FIG. 17 is a subroutine for the VLAN separation phase of the host.
도 18은 본 발명의 일실시예에 따른 실시간 데이터 전송시스템의 제어방법 중 절체되었던 링 토폴로지를 다시 원래의 상태로 복구하는 방법을 나타내는 순서도이며, 도 19 내지 도 21은, 도 18의 상세 서브루틴으로서, 도 19는 링 분리를 시도한 클라이언트와 통신 시도 단계에 대한 서브루틴이며, 도 20은 호스트를 포트 VLAN으로 분리하는 단계에 대한 서브루틴이며, 도 21은 클라이언트의 링 분리 해제 단계에 대한 서브루틴이다.
18 is a flowchart illustrating a method of restoring a ring topology, which has been switched among the control methods of a real-time data transmission system, according to an embodiment of the present invention back to an original state, and FIGS. 19 to 21 are detailed subroutines of FIG. 18. 19 is a subroutine for attempting communication with a client attempting ring detachment, FIG. 20 is a subroutine for separating a host into a port VLAN, and FIG. 21 is a subroutine for a ring detaching phase of a client. to be.
이하, AoIP 네트워크와 같은 시간손실이 최소화된 실시간 데이터 전송시스템에서 링 이상 유무 감시하고 이상 발생시 절체하는 방법을 도 11 내지 도 17을 참조하여 설명한다. Hereinafter, a method of monitoring whether there is a ring error and switching when an error occurs in a real-time data transmission system such as an AOP network minimized will be described with reference to FIGS. 11 to 17.
먼저, 도 11에 도시된 바와 같이, AoIP 네트워크 호스트(100)는 호스트 스위치 모듈(110)의 링 포트를 논리적으로 분리하되, 일례로 링 포트 1(111)은 포트 VLAN 1 (151:도 24 참조)로, 링 포트 2(112)는 포트 VLAN 1 (152:도 24 참조) 으로 분리하는 블로킹(제2 종래기술의 블록킹과는 그 실제 동작이 상이하다)을 행한다(S110). First, as shown in FIG. 11, the
이를 도 12를 참조하여 더 상술하면, 전체 포트를 '포트 VLAN 1'(151)으로 설정하는 값을 '포트 VLAN 컨트롤 레지스터'(118)에 기입하고 (S111), CPU 포트 2(도 9의 114)와 링 포트 2(RP2)(112)를 '포트 VLAN 2'(152)로 설정하는 값을 '포트 VLAN 컨트롤 레지스터'(118)에 기입한다 (S112). 결국, 링 포트 2가 '포트 VLAN 2'로, 일반 포트들과 링 포트 1은 '포트 VLAN 1'으로 별도로 그룹핑되므로, 링 포트 1과 링 포트 2는 상호 분리되어진다.12, a value for setting all ports to 'port VLAN 1' 151 is written to the 'port VLAN control register' 118 (S111), and CPU port 2 (114 in FIG. 9). ) And the value for setting the ring port 2 (RP2) 112 to the 'port VLAN 2' 152 is written to the 'port VLAN control register' 118 (S112). Eventually, since
여기서, 상기 링 포트 2(112)를 분리하는 이유는, AoIP 네트워크 호스트(100)와 제 1 내지 제 3 AoIP 네트워크 클라이언트(200, 300 및 400)로 구성된 네트워크에서 일반적인 프레임이 링 네트워크를 계속적으로 돌면서 네트워크 전체를 다운시키는 브로드캐스트 스톰(Broadcast Storm)의 발생을 방지하기 위함이다.
Here, the reason for separating the ring port 2 (112) is that, in the network consisting of the
다음에, AoIP 네트워크 호스트(100)는 도 22 및 도 23에서 보는 바와 같은 RP1 및 RP2의 각 링 포트에 대한 'MAC 어드레스 테이블'(117)을 참조하여, 시계방향 감시 프레임(601) 및 반시계방향 감시 프레임(602)을 생성한다 (S120).Next, the
이를 도 13을 참조하여 상술하면, 시계방향 감시 프레임(601)은 CPU 포트 2에 연결된 이더넷 포트 MAC 어드레스를 DA로 설정하고 (S121), 반시계방향 감시 프레임(602)은 CPU 포트 1에 연결된 이더넷 포트 MAC 어드레스를 DA로 설정함으로써 이루어진다 (S122).
Referring to FIG. 13, the
그후, AoIP 네트워크 호스트(100)는 링 포트 1(111) 및 링 포트 2(112)를 통해 양 방향 감시 프레임(601, 602)을 제 1 내지 제 3 AoIP 네트워크 클라이언트(200, 300 및 400)에 제 1 방향(시계방향) 및 제 2 방향(반시계방향)으로, 일례로 초당 100회 이상의 빈도로 감시 프레임을 전송한다(S130). The
이를 도 14를 참조하여 상술하면, 시계방향 감시 프레임(601)을 CPU 포트 1(113)을 통해 포트 VLAN 1(151), 즉 링 포트 1(111) 으로 전송하고 (S131), 반시계방향 감시 프레임(602)을 CPU 포트 2(114)을 통해 포트 VLAN 2(152), 즉 링 포트 2(112) 로 전송한다 (S132).Referring to FIG. 14, the
이때, 상기 AoIP 네트워크 호스트(100)의 CPU(130)에 의해 발생되는 감시 프레임은 링 포트 1(111)과 링 포트2(112)가 논리적으로 분리되어 있어, 링 포트 1(111)에서 링 포트2(112)로, 및 링 포트 2(112)에서 링 포트1(111)로 통과하지 못하므로, 브로드캐스트 스톰 발생을 방지할 수 있게 된다.
In this case, in the surveillance frame generated by the
그 다음, 상기 AoIP 네트워크 호스트(100)의 링 포트 1(111) 및 링 포트2(112)를 통해 제 1 방향(시계방향) 및 제 2 방향(반시계방향)으로 제 1 내지 제 3 AoIP 네트워크 클라이언트(200, 300 및 400)의 링 포트 2(212, 312, 412) 및 링 포트 1(411, 311, 211)로 순환되어지며, 최종적으로 호스트(100)의 링 포트 2(112) 및 링 포트1(111)로 각각 들어오는 감시 프레임은, 호스트 CPU(130)에 의해 확인되고, 상기 제 1 방향 및 제 2 방향 중 어느 한 방향이라도 상기 AoIP 네트워크 호스트(100)로부터 전송되는 감시 프레임이 일정 시간 (일례로 30msec) 이내에 확인되지 않으면 링 토폴로지에 이상이 있는 것으로 판단한다(S140).Then, the first to third AoIP networks in the first direction (clockwise) and the second direction (counterclockwise) through the ring port 1 (111) and the ring port 2 (112) of the
이후, 제 1 내지 제 3 AoIP 네트워크 클라이언트(200, 300 및 400)중 어느 네트워크 클라이언트에 이상이 있는지를 확인하기 위해 (S150), AoIP 네트워크 호스트(100)의 링 포트 1(111)을 통해 제 1 방향(시계방향)으로 인터넷 제어 관리 프레임(Internet Control Management Frame)의 일종인 호스트 RP1과 RP2를 통해 클라이언트 응답요청 프레임(603)을 전송하며 (S151), 클라이언트 CPU(230)는 클라이언트 응답요청 프레임(603)을 받은 즉시 0.1msec 이내에 클라이언트 응답 프레임(604)을 호스트로 발하여 응답하게 된다 (S152). 호스트 CPU(130)는 클라이언트 응답 프레임(604)이 30msec이내에 도착하지 않는 클라이언트를 확인하여 (S153), 통신이 안 되는 클라이언트를 최종 확인하게 된다.
Subsequently, in order to check which network client among the first to third
계속해서, 통신이 안 되는 클라이언트와 직접 통신가능한 클라이언트의 RP1을 포트 VLAN으로 분리하는바 (S160), 이를 도 16을 참조하여 좀더 상술하면, 호스트(100)는 시계방향으로 통신이 안 되는 클라이언트 (일례로 제2 클라이언트: 300) 바로 직전 클라이언트 (일례로 제1 클라이언트: 200)에게 '링 분리요청 프레임'(605)을 전송하고 (S161), 해당 클라이언트 CPU(230)는 '링 분리요청 프레임'을 받고 RP1을 포트 VLAN 2로 '포트 VLAN 컨트롤 레지스터'(218)를 통해 재설정하여 RP1 과 RP2 를 분리시키고 나서 (S162), 호스트에 포트 블로킹이 완료되었음을 알리는 '호스트 커맨드 수행 완료 에코 프레임'(607)을 전송한다 (S163).Subsequently, the RP1 of the client that can communicate directly with the client that is not able to communicate is separated into a port VLAN (S160). More specifically, this will be described in detail with reference to FIG. 16. For example, the second client: 300 transmits a 'ring separation request frame' 605 to the immediately preceding client (for example, the first client: 200) (S161), and the
즉, AoIP 네트워크 호스트(100)는 상기 S150의 확인 단계를 통해 호스트(100)의 링 포트1(111)에서 최대한 연결 가능한 네트워크 클라이언트가 확인되며, AoIP 네트워크 호스트(100)는 링 포트1(111)을 통해 '클라이언트 링 분리 요청 프레임'(605)를 전송하여 제 1 내지 제 3 AoIP 네트워크 클라이언트(200, 300 및 400) 중 연결가능한 네트워크 클라이언트의 링 포트 1(211, 311, 411)을 블로킹한다.
That is, the
마지막으로, 호스트(100)의 RP1과 RP2의 분리를 해제하는바 (S170), 그 이유는 제1 클라이언트의 RP1과 RP2가 분리되었으므로, 호스트의 링 포트를 분리 해제하더라도 스톰 문제가 발생하지 않으며, 오히려 클라이언트들끼리의 원할한 통신을 위해서는 호스트의 링 포트가 상호 연결되어야 하기 때문이다. Finally, release the separation of the RP1 and RP2 of the
이를 도 17을 참조하여 좀더 상술하면, 호스트 CPU는 RP2의 포트 VLAN의 설정을 포트 VLAN1으로 통합하도록 VLAN 컨트롤 레지스터(118)에 설정하고 (S171), 호스트 RP1 혹은 RP2를 통해 각각의 클라이언트들에게 '클라이언트 응답요청 프레임'(603)을 전송하고 (S172), 각각의 클라이언트들로부터 '클라이언트 응답 프레임'(604)을 확인하게 된다 (S173).More specifically with reference to FIG. 17, the host CPU sets the VLAN control register 118 to integrate the setting of the port VLAN of the RP2 into the port VLAN1 (S171), and transmits to each client through the host RP1 or the RP2. The client
이제, 호스트(100)는 네트워크 절체를 종료하고 (S180), 일반적인 AoIP 패킷을 전송하게 되는바, 이상 발생으로부터 이를 감지하고 전송 경로를 절체 완료하는데 까지 걸리는 시간은 최대 300msec에 불과하여, 청취자가 거의 인식을 하지 못하는 순간에 링의 절체가 가능하게 된다. 동시에, 호스트(100)는 도 18의 링 복구 감시 모드로 이행하여 링 복구 여부를 감시하게 된다.Now, the
즉, AoIP 네트워크 호스트(100)의 CPU(130)는 상기 S110 단계에서 블로킹된 링 포트2(112)의 블로킹을 해제하여 일반적인 음성 및 오디오 패킷이 제 2 방향(반시계방향)으로 절체되도록 이더넷 스위치 모듈(110)을 제어하게 되므로, 제 1 내지 제 3 AoIP 네트워크 클라이언트(200, 300 및 400) 중 어느 하나의 네트워크 클라이언트에 문제가 발생된다 하더라도 신속히 절체작업을 완수함으로써 음성이나 오디오 신호의 끊김없이 원음을 재생할 수 있다.That is, the
또한, AoIP 링 토폴로지의 절체가 발생된 사실을 운영자의 단말, 예컨대 PDA 및 컴퓨터에 알려 문제가 있는 네트워크 클라이언트를 신속하게 복구할 수 있게 한다.
It also informs the operator's terminals, such as PDAs and computers, of the switchover of the AoIP ring topology, so that troublesome network clients can be quickly recovered.
한편, 상기와 같이 AoIP 링 토폴로지가 절체 모드로 전환되면, 문제가 발생된 네트워크 클라이언트를 복구하게 되는데, 이 복구 과정을 도 18 내지 도 21을 참조하여 설명한다.On the other hand, when the AoIP ring topology is switched to the switching mode as described above, the network client having a problem is recovered, which will be described with reference to FIGS. 18 to 21.
먼저, AoIP 네트워크 호스트(100)의 CPU(130)는 링 포트2(112)를 통해 블로킹된 링 포트를 가지고 있는 제 1 내지 제 3 AoIP 네트워크 클라이언트(200, 300 및 400)중 어느 하나의 클라이언트 (여기서는 제1 클라이언트: 20)와 통신을 시도하게 되며 (S210), 링 분리를 수행하고 있는 클라이언트의 RP1 응답을 받았는가 여부를 판단하여 (S220), 응답이 없으면 다시 S210 단계로 피드백하고, 응답이 있으면 다음 단계(S230)로 진행하게 된다.First, the
이를 도 19를 참조하여 상술하면, 호스트는 호스트 RP2 통해 링 분리를 수행하고 있는 클라이언트에게 '클라이언트 응답요청 프레임'(603)을 전송하며 (S211), '물리적으로 링이 복구되었는가?' 여부를 판단하여 (S212), 복구가 되지 않았으며 링 분리를 수행하고 있는 클라이언트는 자신의 RP1을 통해 호스트 프레임을 받을 수 없으므로 응답이 없게 되므로 도 18의 S310 단계로 진행하여 계속하며, 복구된 경우에는 링 분리를 수행하고 있는 클라이언트는 자신의 RP1을 통해 호스트 프레임을 받고 (S213), 링 분리를 수행하고 있는 클라이언트는 '클라이언트 응답 프레임' (604)을 RP1을 통해 호스트로 보내게 된다 (S215).Referring to FIG. 19, the host transmits a 'client response request frame' 603 to the client performing ring separation through the host RP2 (S211), and 'is the ring physically restored?' If it is determined whether or not (S212), the recovery has not been performed, and the client performing ring separation cannot receive the host frame through its RP1, there is no response, so the process proceeds to step S310 of FIG. 18 and continues. In this case, the client performing ring detachment receives a host frame through its RP1 (S213), and the client performing ring detachment sends a 'client response frame' 604 to the host through RP1 (S215). .
이때, 일반적인 AoIP 음성 패킷은 AoIP 네트워크 클라이언트(200, 300 및 400)의 블로킹된 링 포트를 통과할 수 없으나, AoIP 네트워크 호스트(100)를 통해 전송되는 도 23의 감시 또는 진단 프레임은 블로킹된 링 포트를 통해 AoIP 네트워크 클라이언트(200, 300 및 400)의 CPU(130)로 수신될 수 있다.
In this case, the general AoIP voice packet cannot pass through the blocked ring ports of the
다음, 상기 S220 단계에서, 제 1 내지 제 3 AoIP 네트워크 클라이언트(200, 300 및 400)가 상기 AoIP 네트워크 호스트(100)를 통해 전송되는 '클라이인트 응답 요청 프레임'(603)을 수신한 후, 수신여부에 대한 응답신호를 전송하여 (S220), 호스트(100)가 이를 확인한 경우에는, 상기 응답신호를 수신한 AoIP 네트워크 호스트(100)의 CPU(130)는 문제가 있는 네트워크 클라이언트가 복구된 것으로 판단하고, AoIP 네트워크 호스트(100)의 링 포트들을 분리하기 위해, 링 포트2(112)를 다시 블로킹한다(S230).Next, in step S220, the first to third
이를 도 20을 참조하여 상술하면, 전체 포트를 포트 VLAN 1 으로 설정하는 값을 포트 VLAN 컨트롤 레지스터(118)에 기입하고 (S231), CPU 포트 2와 RP2를 포트 VLAN 2로 설정하는 값을 포트 VLAN 컨트롤 레지스터에 기입하여 (S232), 링 포트 1 (111)과 링 포트 2 (112)를 분리한다.
Referring to FIG. 20, the value for setting all ports to port
이후, AoIP 네트워크 호스트(100)의 CPU(130)는 블로킹된 링 포트를 가지고 있는 AoIP 네트워크 클라이언트(여기서는 200)에 블로킹 해제신호를 전송하여 본래의 링 토폴로지로 전환되게 복구한다(S240).Thereafter, the
이를 도 21을 참조하여 상술하면, 호스트(100)는 RP1 및 RP2를 통해 링 분리를 수행하고 있는 클라이언트에게 '링 연결요청 프레임'(606)을 전송하고 (S241), 링 분리를 수행하고 있는 클라이언트는 '링 연결요청 프레임'을 받고 전 포트를 포트 VLAN 1 으로 VLAN 컨트롤 레지스터(218)를 통해 설정하며 (S242), 클라이언트는 호스트의 요청을 완료했다는 '호스트 커맨드 수행 완료 Echo 프레임'(607)을 전송하고 (S243), 호스트는 RP1 혹은 RP2를 통해 각각의 클라이언트에게 '응답요청 프레임'(603)을 전송하며 (S244), 각각의 클라이언트는 호스트에게 응답 프레임(604)을 보내고(S245), 호스트는 각각의 클라이언트로부터 응답 프레임을 확인하게 된다 (S246).Referring to FIG. 21, the
이로써 네트워크 복구가 종료되고(S250), 계속해서 AoIP 네트워크 호스트(100)는 링 포트 1(111) 및 링 포트2(112)를 통해 감시 프레임을 제 1 내지 제 3 AoIP 네트워크 클라이언트(200, 300 및 400)에 제 1 방향(시계방향) 및 제 2 방향(반시계방향)으로 전송하여 링 토폴로지를 감시하는 감시 모드 동작을 계속하게 된다.
As a result, network recovery is terminated (S250), and the
이상의 본 발명의 AoIP 네트워크와 같은 시간손실이 최소화된 실시간 데이터 전송시스템에 의하면, 상기 제2 종래기술과 달리 논리 어드레스를 갖지 않고 MAC 어드레스만으로 이루어지며 네트워크 클라이언트에 아무런 개입도 하지 않는 감시 프레임(601, 602)을 링 포트를 통해 초당 수백 회의 빈도로 신속히 돌리게 되므로, 링의 단선 유무를 수십 msec 수준으로 신속히 파악할 수 있다.According to the real-time data transmission system with minimized time loss such as the AOP network of the present invention, unlike the second conventional technology, the
또한, 각 네트워크 클라이언트의 상호 연결 및 각 클라이언트 스위치에 연결된 단말기들의 상태 정보를 생성하거나 네트워크 호스트(100)에 사전에 보고 및 분속할 필요가 없으므로, 신속히 네트워크 초기화 및 고장 검출이 가능하다.In addition, since it is not necessary to generate the status information of the interconnection of each network client and terminals connected to each client switch or report and classify the
더욱이, 상기 제2 종래기술은 네트워크의 토폴로지의 검출을 위해 BPDU 라는 특수한 포맷의 패킷 (이것도 본 발명의 감시 프레임과는 전혀 상이하며, 제2 종래기술에서는 본 발명의 감시 프레임의 개념은 없음) 을 이용하여야 하지만, 본 발명의 감시 프레임은 DA 및 SA가 MAC 어드레스인 점만이 인정되면 안의 페이로드는 어떠한 내용이어도 무관하므로, 임의의 프레임을 감시 프레임으로 사용할 수 있어, 더욱 빠른 속도로 파악할 수 있으며, 보다 저렴한 비용으로 링 토폴로지를 구성할 수 있다.Furthermore, the second prior art uses a specially formatted packet called BPDU for detecting the topology of the network, which is completely different from the supervisory frame of the present invention, and the second prior art has no concept of the supervisory frame of the present invention. However, the supervisory frame of the present invention can be used at any speed because the payloads in the watch frame are irrelevant to any content, provided that the DA and SA are MAC addresses. The ring topology can be constructed at a lower cost.
본 발명의 이더넷 스위치 모듈(110, 210)에서의 링 포트 들 간의 분리는 포트 VLAN 방식으로 논리적으로 이루어지므로, 역시 신속한 링 절체 및 복구가 가능하다.Since the separation between the ring ports in the Ethernet switch module (110, 210) of the present invention is logically made in a port VLAN method, it is also possible to quickly switch and recover.
링 단선 유무의 판단도, 상태 정보를 일일이 분석하지 않고도, 호스트가 일측 링 포트로부터 타측 링 포트로 보낸 감시 프레임의 MAC 어드레스 정보만으로 링 결선 여부를 파악하게 되므로, 신속한 장애 검출이 가능하다.The determination of whether a ring is disconnected can be performed quickly, since the host can determine whether the ring is connected by only the MAC address information of the surveillance frame sent from one ring port to the other ring port without analyzing status information.
이상의 본 발명의 실시예에 의하면, 링 결선과 같은 이상 발생시 최대한 300msec 이내에 절체가 가능하므로, 오디오 신호와 같은 음성 데이터 전송시 음성의 끊김 현상을 방지할 수 있고, 지진 경보나 기타 비상 상황 전파시에도 링의 단선에 무관하게 최대한 신속한 데이터 전송이 가능하게 된다.
According to the embodiments of the present invention, when an abnormality such as a ring connection occurs, switching can be performed within 300 msec as much as possible, thereby preventing a break in the voice during transmission of voice data such as an audio signal, and during an earthquake warning or other emergency propagation. This allows for the fastest possible data transfer regardless of the ring break.
이상에서는 본 발명의 일실시예에 따라 본 발명을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 변경 및 변형한 것도 본 발명에 속함은 당연하다.
Although the present invention has been described above according to an embodiment of the present invention, a person skilled in the art to which the present invention belongs has changed and modified within the scope without departing from the technical spirit of the present invention. Of course.
100 : AoIP 네트워크 호스트
110 : 이더넷 스위치 모듈 111 : 링 포트 1
112 : 링 포트 2 113 : CPU 포트 1
114 : CPU 포트 2 115 : AoIP 포트
116 : 프레임 버퍼 117 : MAC 어드레스 테이블
118 : 포트 VLAN 컨트롤 레지스터 119 : CPU 직렬 인터페이스
120 : 이더넷 포트 121 : 일반 포트 1
122 : 일반 포트 2 123 : 일반 포트 3
124 : 일반 포트 4 125 : 일반 포트 5
130 : 호스트측 CPU 140 : AoIP 프레임 생성 모듈
151 : 포트 VLAN 1 152 : 포트 VLAN 2
200 : AoIP 네트워크 클라이언트
210 : 이더넷 스위치 모듈 211 : 링 포트 1
212 : 링 포트 2 213 : CPU 포트
215 : AoIP 포트
216 : 프레임 버퍼 217 : MAC 어드레스 테이블
218 : 포트 VLAN 컨트롤 레지스터 219 : CPU 직렬 인터페이스
220 : 이더넷 포트 221 : 일반 포트 1
222 : 일반 포트 2 223 : 일반 포트 3
224 : 일반 포트 4 225 : 일반 포트 5
230 : 클라이언트측 CPU 240 : 아날로그 음원 재생 모듈
300 : AoIP 네트워크 클라이언트 311 : 링 포트 1
312 : 링 포트 2 315 : AoIP 포트
400 : AoIP 네트워크 클라이언트 411 : 링 포트 1
412 : 링 포트 2 415 : AoIP 포트
600 : 감시 및 진단용 이더넷 프레임
601 : 시계방향 감시 프레임 602 : 반시계방향 감시 프레임
603 : 클라이언트 응답 요청 프레임 604 : 클라이언트 응답 프레임
605 : 클라이언트 링 분리 요청 프레임
606 : 클라이언트 링 연결 요청 프레임
607 : 호스트 커맨드 수행 완료 에코 프레임100: AoIP Network Host
110: Ethernet switch module 111:
112:
114:
116: frame buffer 117: MAC address table
118: port VLAN control register 119: CPU serial interface
120: Ethernet port 121:
122:
124:
130: host side CPU 140: AoIP frame generation module
151:
200: AoIP Network Client
210: Ethernet switch module 211:
212:
215: AoIP Port
216: frame buffer 217: MAC address table
218: Port VLAN Control Register 219: CPU Serial Interface
220: Ethernet port 221:
222:
224:
230: client side CPU 240: analog sound source playback module
300: AoIP Network Client 311:
312
400: AoIP Network Client 411:
412:
600: Ethernet frame for monitoring and diagnostics
601: clockwise surveillance frame 602: counterclockwise surveillance frame
603: Client response request frame 604: Client response frame
605: client ring detach request frame
606: client ring connection request frame
607: Echo frame of completion of host command
Claims (5)
적어도 두 개의 네트워크 클라이언트(200, 300 및 400)에 한 방향 이상으로 감시 프레임이나 진단 프레임을 전송하거나 상기 네트워크 클라이언트(200, 300 및 400)로부터 전송되는 감시 프레임이나 진단 프레임을 수신하는 네트워크 호스트(100);
상기 네트워크 호스트(100)로부터 전송되는 신호에 따라 반응하는 적어도 두 개의 네트워크 클라이언트(200, 300 및 400); 및
상기 네트워크 호스트(100)는, 호스트측 CPU(130) 및 MAC 어드레스 테이블(117)과 링 포트 1(111)과 링 포트 2(112)를 포함하는 이더넷 스위치 모듈(110)을 포함하여, 상기 링 포트 1(111)과 링 포트 2(112)를 포트 VLAN 방식에 의해 논리적으로 차단하여 네트워크를 블로킹하거나 차단을 해제가능하며, 상기 MAC 어드레스 테이블(117)을 참조하여 논리 어드레스를 갖지 않고 MAC 어드레스를 갖는 감시 프레임(601, 602)을 발하며,
상기 적어도 두 개의 네트워크 클라이언트(200, 300 및 400)들 각각은, 클라이언트측 CPU(230) 및 MAC 어드레스 테이블(117)과 각각의 링 포트 1(111, 211, 311 및 411)과 링 포트 2(112, 212, 312 및 412)를 포함하는 이더넷 스위치 모듈(210)을 각각 포함하여, 상기 네트워크 호스트(100)로부터의 명령에 따라 상기 링 포트 1(111)과 링 포트 2(112)를 포트 VLAN 방식에 의해 논리적으로 차단하여 네트워크를 블로킹하거나 차단을 해제가능한 것을 특징으로 하는 링 토폴로지 형태로 구성된 네트워크에서의 시간손실이 최소화된 실시간 데이터 전송시스템.It is a real-time data transmission system that minimizes time loss in a network composed of a ring topology.
The network host 100 transmitting the surveillance frame or the diagnostic frame to at least two network clients 200, 300, and 400 in one or more directions, or receiving the surveillance frame or the diagnostic frame transmitted from the network clients 200, 300, and 400. );
At least two network clients (200, 300 and 400) in response to signals transmitted from the network host (100); And
The network host 100 includes an Ethernet switch module 110 including a host side CPU 130 and a MAC address table 117, a ring port 1 111, and a ring port 2 112. It is possible to block or unblock the network by logically blocking the port 1 111 and the ring port 2 112 by the port VLAN method, and refer to the MAC address table 117 to obtain a MAC address without having a logical address. Emit surveillance frames 601 and 602,
Each of the at least two network clients 200, 300, and 400 includes a client side CPU 230 and a MAC address table 117, each of ring port 1 (111, 211, 311 and 411) and ring port 2 ( Ethernet switch module 210 including 112, 212, 312, and 412, respectively, and the ring port 1 111 and ring port 2 112 according to commands from the network host 100 are port VLANs. A real-time data transmission system with minimized time loss in a network configured in a ring topology, characterized in that it is possible to block the network or release the block by logically blocking by a method.
상기 네트워크 호스트(100) 및 상기 적어도 두 개의 네트워크 클라이언트(200, 300 및 400) 각각은, 포트 VLAN 컨트롤 레지스터(118, 218)를 더 포함하여, 상기 포트 VLAN 컨트롤 레지스터(118, 218)가 MAC 어드레스 테이블(117, 217)을 참조하여 네트워크 호스트(100)와 상기 적어도 두 개의 네트워크 클라이언트(200, 300 및 400) 간의 통신을 행하는 진단 프레임(603 ~ 607)을 생성하여 전송하는 것을 특징으로 하는 링 토폴로지 형태로 구성된 네트워크에서의 시간손실이 최소화된 실시간 데이터 전송시스템.The method of claim 1,
Each of the network host 100 and the at least two network clients 200, 300, and 400 further includes port VLAN control registers 118, 218 so that the port VLAN control registers 118, 218 may be MAC addresses. Ring topology characterized by generating and transmitting a diagnostic frame (603-607) for communicating between the network host 100 and the at least two network clients (200, 300 and 400) with reference to the table (117, 217) Real-time data transmission system with minimized time loss in a network configured in a form.
상기 네트워크 호스트(100)의 링 포트 1(111)은 상기 적어도 두 개의 네트워크 클라이언트(200, 300 및 400)의 맨 앞 단 네트워크 클라이언트(200)의 링 포트 2(212)에 연결되고, 상기 네트워크 호스트(100)의 링 포트 2(112)는 맨 후단 네트워크 클라이언트(400)의 링 포트 1(411)에 연결되는 것을 특징으로 하는 링 토폴로지 형태로 구성된 네트워크에서의 시간손실이 최소화된 실시간 데이터 전송시스템.The method of claim 1,
The ring port 1 111 of the network host 100 is connected to the ring port 2 212 of the first network client 200 of the at least two network clients 200, 300, and 400, and the network host Ring port 2 (112) of the 100 is connected to the ring port 1 (411) of the far end network client 400, the real-time data transmission system minimized in time loss in the network configured in the ring topology form.
상기 네트워크 호스트(100)는, 아날로그 음성 또는 오디오 신호를 수신하여 디지털화하고, 상기 디지털화된 정보를 IP의 데이터 영역에 싣는 기능을 수행하는 AoIP 프레임 생성 모듈(140)을 더 포함하며,
상기 적어도 두 개의 네트워크 클라이언트(200, 300 및 400) 각각은, 상기 디지털화된 정보로부터 원래의 아날로그 음성 또는 오디오 신호를 재생하는 아날로그 음원 재생 모듈(240)을 더 포함하는 AoIP 네트워크의 이중화 시스템인 것을 특징으로 하는 링 토폴로지 형태로 구성된 네트워크에서의 시간손실이 최소화된 실시간 데이터 전송시스템.The method of claim 1,
The network host 100 further includes an AoIP frame generation module 140 that receives and digitizes an analog voice or audio signal and performs the function of loading the digitized information into a data area of an IP.
Each of the at least two network clients 200, 300, and 400 is a redundancy system of an AoIP network further comprising an analog sound source reproducing module 240 for reproducing an original analog voice or audio signal from the digitized information. Real-time data transmission system with minimum time loss in network consisting of ring topology.
상기 감시 프레임(601, 602)은 시계방향 감시 프레임(601) 및 반시계방향 감시 프레임(602)이 일조로 되어 이루어지며, 상기 감시 프레임의 전송 빈도는 초당 백회의 오더를 갖는 것을 특징으로 하는 링 토폴로지 형태로 구성된 네트워크에서의 시간손실이 최소화된 실시간 데이터 전송시스템.The method of claim 1,
The surveillance frames 601 and 602 are composed of a clockwise surveillance frame 601 and a counterclockwise surveillance frame 602 as a pair, and the transmission frequency of the surveillance frame has a hundred orders per second. Real-time data transmission system with minimal time loss in a network composed of topology.
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101415978B1 (en) | 2010-12-01 | 2014-07-15 | (주)이노엑시스 | System and method for configurating and managing dhcp server of a subnet in a data transfer apparatus using virtual lan |
WO2018236005A1 (en) * | 2017-06-19 | 2018-12-27 | 이재호 | Aoip-based on-site sound center system |
CN114257594A (en) * | 2021-12-21 | 2022-03-29 | 四川灵通电讯有限公司 | Method for distributing network resources to user network side in distributed system |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101401389B1 (en) | 2012-12-28 | 2014-05-30 | 전자부품연구원 | Ring network using an efficient frame and networking method thereof |
KR101887985B1 (en) * | 2017-06-19 | 2018-08-13 | 이재호 | On-site Audio Center system based on Audio over IP with on-site adapted audio equalizing ability |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100484791B1 (en) | 2004-11-19 | 2005-04-22 | 주식회사 에이씨앤티시스템 | Switch system including a master switch and method of controlling the same |
KR100490877B1 (en) | 2004-11-19 | 2005-05-24 | 주식회사 에이씨앤티시스템 | Switch system including a plurality of switches respectively connected by plural channels and method of controlling the same |
KR100789444B1 (en) | 2006-09-29 | 2007-12-28 | 엘에스산전 주식회사 | A communication packet processing apparatus and method for ring topology ethernet network capable of preventing permanent packet looping |
KR100870670B1 (en) | 2007-01-31 | 2008-11-26 | 엘에스산전 주식회사 | Method For Determining a Ring Manager Node |
-
2010
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100484791B1 (en) | 2004-11-19 | 2005-04-22 | 주식회사 에이씨앤티시스템 | Switch system including a master switch and method of controlling the same |
KR100490877B1 (en) | 2004-11-19 | 2005-05-24 | 주식회사 에이씨앤티시스템 | Switch system including a plurality of switches respectively connected by plural channels and method of controlling the same |
KR100789444B1 (en) | 2006-09-29 | 2007-12-28 | 엘에스산전 주식회사 | A communication packet processing apparatus and method for ring topology ethernet network capable of preventing permanent packet looping |
KR100870670B1 (en) | 2007-01-31 | 2008-11-26 | 엘에스산전 주식회사 | Method For Determining a Ring Manager Node |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101415978B1 (en) | 2010-12-01 | 2014-07-15 | (주)이노엑시스 | System and method for configurating and managing dhcp server of a subnet in a data transfer apparatus using virtual lan |
WO2018236005A1 (en) * | 2017-06-19 | 2018-12-27 | 이재호 | Aoip-based on-site sound center system |
US11088899B2 (en) | 2017-06-19 | 2021-08-10 | Jae Ho Lee | On-site audio center system based on audio over IP |
CN114257594A (en) * | 2021-12-21 | 2022-03-29 | 四川灵通电讯有限公司 | Method for distributing network resources to user network side in distributed system |
CN114257594B (en) * | 2021-12-21 | 2023-12-01 | 四川灵通电讯有限公司 | Method for distributing network resource to user network side in distributed system |
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