KR101097558B1 - Real time industrial network switch including asymmetric transceiver structure and network switch operating method - Google Patents

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KR101097558B1 KR1020100031706A KR20100031706A KR101097558B1 KR 101097558 B1 KR101097558 B1 KR 101097558B1 KR 1020100031706 A KR1020100031706 A KR 1020100031706A KR 20100031706 A KR20100031706 A KR 20100031706A KR 101097558 B1 KR101097558 B1 KR 101097558B1
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Abstract

제1 통신 노드로부터 데이터프레임을 제1 속도로 수신하는 수신 포트, 및 상기 수신 포트로부터 전달되는 데이터프레임을, 상기 제1 속도와 다른 제2 속도로 제2 통신 노드에 전송하는 송신 포트를 포함하는 네트워크 스위치 및 네트워크 스위치 운용 방법이 개시된다.A receiving port for receiving a data frame from the first communication node at a first rate, and a transmitting port for transmitting the data frame transmitted from the receiving port to a second communication node at a second rate different from the first rate. A network switch and a network switch operating method are disclosed.

Description

전송속도가 상이한 송수신 포트를 포함하는 실시간 산업용 네트워크 스위치 및 네트워크 스위치 운용 방법{REAL TIME INDUSTRIAL NETWORK SWITCH INCLUDING ASYMMETRIC TRANSCEIVER STRUCTURE AND NETWORK SWITCH OPERATING METHOD}REAL TIME INDUSTRIAL NETWORK SWITCH INCLUDING ASYMMETRIC TRANSCEIVER STRUCTURE AND NETWORK SWITCH OPERATING METHOD}

본 발명의 실시예들은 전송속도가 상이한 송수신 포트를 포함하는 실시간 산업용 네트워크 스위치 및 네트워크 스위치 운용 방법과 통신카드의 구조에 관한 것이다.Embodiments of the present invention relate to a real-time industrial network switch and a network switch operating method including a transmission and reception port having a different transmission speed and a structure of a communication card.

원자력 발전소는 보통 100개 이상의 개별적 기능을 가진 계통으로 구성된다. 이들은 크게 원자로를 중심으로 한 핵 증기 공급계통(NSSS: Nuclear Steam Supply System), 증기를 발전기로 전달하는 2차 순환냉각계통, 및 2차 계통으로부터 증기를 공급 받아 발전기를 돌리는 터빈 발전기 계통 그리고 기타 부수설비로 구분된다. 현재 한국 원자력발전소의 주종을 이루고 있는 가압 경수로형 발전소를 살펴보면 원자로를 중심으로 한 1차 계통, 증기발생기, 터빈, 발전기 및 복수기를 포함한 2차 계통, 사고에 대비한 공학적 안전설비계통, 송배전계통, 계측제어계통, 기타 보조계통들로 구성되어 있다.Nuclear power plants usually consist of more than 100 individual functions. They are largely nuclear-oriented nuclear steam supply systems (NSSS), secondary circulation cooling systems that deliver steam to generators, turbine generator systems that supply steam from secondary systems and run generators, and other accessories. It is divided into facilities. Looking at the pressurized light water reactor-type power plant, which is currently dominated by the Korean nuclear power plant, the primary system centered on the nuclear reactor, the secondary system including steam generators, turbines, generators and condensers, engineering safety equipment systems for accidents, transmission and distribution systems, It consists of measurement control system and other auxiliary systems.

한편, 원전 안전통신망(Communication Network for Nuclear Power Plant)은 복수 개의 계통을 하나의 네트워크 스위치로 연결한 스타 토폴로지(star topology) 형태로 구성되며, 각 계통(이하, 통신 노드)은 네트워크 스위치를 통해 데이터프레임을 전송한다.Meanwhile, the Communication Network for Nuclear Power Plant is composed of a star topology in which a plurality of grids are connected by a single network switch, and each grid (hereinafter referred to as a communication node) has data through a network switch. Send a frame.

도 1은 종래에 따른 네트워크 스위치의 내부 구조를 도시한 도면이다.1 is a view showing the internal structure of a network switch according to the prior art.

도 1을 참조하면, 네트워크 스위치(100)는 송수신을 위한 N개의 포트와, 스위칭 패브릭(Switching Fabric, 110), 및 네트워크 프로세서(120)로 구성된다.Referring to FIG. 1, the network switch 100 includes N ports for transmitting and receiving, a switching fabric 110, and a network processor 120.

스위칭 패브릭(110)은 통신 노드로부터 수신한 데이터프레임을 목적지 포트로 경로배정(라우팅)하고, 네트워크 프로세서(120)는 진단, 감시 기능을 수행한다.The switching fabric 110 routes (routing) the data frame received from the communication node to the destination port, and the network processor 120 performs a diagnosis and monitoring function.

네트워크 스위치(100)는 4 내지 32개의 포트를 가지며, 각 포트는 송신포트(Tx)와 수신포트(Rx)로 구성되어 양방향(Full-duplex)으로 동작할 수 있다.The network switch 100 has 4 to 32 ports, and each port is composed of a transmission port Tx and a reception port Rx to operate in a full-duplex.

데이터프레임이 네트워크 스위치(100)로 수신된 후, 목적지 포트를 통해 통신 노드로 송신되는 데 소요되는 시간은, 수신포트 내 수신버퍼(input buffer)에서의 수신지연시간과, 네트워크 프로세서(120)의 데이터프레임 프로세싱 시간, 및 송신포트 내 송신버퍼(output buffer)에서의 송신대기시간의 합으로 연산될 수 있다.After the data frame is received by the network switch 100, the time it takes to transmit to the communication node through the destination port, the reception delay time in the input buffer in the receiving port and the network processor 120 It can be calculated as the sum of the data frame processing time and the transmission wait time in the transmission buffer in the transmission port.

데이터 트래픽이 일정 범위 이내일 경우에는 원전 및 산업계에서 요구하는 실시간 성능을 제공할 수 있으나, 순간적인 대량의 트래픽이 특정 포트로 집중될 경우, 그 순간 동안 네트워크 스위치(100)의 해당 포트 내 송신버퍼에 다수의 데이터프레임이 대기하게 되어 송신대기시간이 증가하게 된다. 이러한 단점을 해결하기 위해, 전송속도가 상이한 송신 포트와 수신 포트를 포함하는 네트워크 스위치를 제안하고자 한다.If the data traffic is within a certain range, it can provide the real-time performance required by nuclear power plants and the industry, but if a large amount of instantaneous traffic is concentrated on a specific port, the transmission buffer in the corresponding port of the network switch 100 during that moment A large number of data frames are waiting for the transmission latency. In order to solve this disadvantage, a network switch including a transmission port and a reception port having different transmission speeds is proposed.

본 발명의 일실시예는 전송속도가 상이한 송수신 포트를 포함하는 실시간 산업용 네트워크 스위치 및 네트워크 스위치 운용 방법을 제공한다.One embodiment of the present invention provides a real-time industrial network switch and a network switch operating method including a transmission and reception port having a different transmission speed.

본 발명의 일실시예에 따른 네트워크 스위치는, 제1 통신 노드로부터 데이터프레임을 제1 속도로 수신하는 수신 포트, 및 상기 수신 포트로부터 전달되는 데이터프레임을, 상기 제1 속도와 다르며 더 빠른 제2 속도로 제2 통신 노드에 전송하는 송신 포트를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, a network switch includes: a receiving port for receiving a data frame from a first communication node at a first rate, and a second, faster than the first rate, for a data frame transmitted from the receiving port. A transmit port for transmitting to the second communication node at a rate.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 네트워크 스위치 운용 방법은, 수신 포트에서 제1 통신 노드로부터 데이터프레임을 제1 속도로 수신하는 단계와, 상기 수신 포트에 수신된 데이터프레임을, 스위칭 패브릭에서 상기 데이터프레임 내 목적지 주소를 이용하여 송신 포트로 전달하는 단계, 및 상기 송신 포트에서, 상기 전달된 데이터프레임을 상기 제1 속도와 다르며 더 빠른 제2 속도로 제2 통신 노드에 전송하는 단계를 포함한다.In addition, the method for operating a network switch according to an embodiment of the present invention, receiving a data frame at a first rate from a first communication node at a receiving port, and the data frame received at the receiving port in the switching fabric, Forwarding to the transmission port using a destination address in the dataframe, and transmitting, at the transmission port, the forwarded dataframe to a second communication node at a second rate that is different from the first rate and faster. .

본 발명의 일실시예에 따르면, 네트워크 스위치 내 송신 포트의 데이터프레임 전송 속도를, 수신 포트의 데이터프레임 수신 속도 보다 큰 값으로 결정 함으로써, 통신 노드로부터 입력되는 데이터프레임 보다 통신 노드로 출력되는 데이터프레임의 양을 증가시킬 수 있으며, 이에 따라, 네트워크 스위치의 지연시간 요소인 송신버퍼의 송신지연시간을 일정하게 줄일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, by determining the data frame transmission rate of the transmission port in the network switch to a value larger than the data frame reception rate of the receiving port, the data frame output to the communication node than the data frame input from the communication node In this case, the transmission delay time of the transmission buffer, which is a delay time element of the network switch, can be constantly reduced.

본 발명의 일실시예에 따르면, 순간적으로 대량의 트래픽이 특정 포트로 집중될 경우에도 송신버퍼의 송신대기시간이 증가되지 않도록 조절할 수 있다. According to one embodiment of the present invention, even when a large amount of traffic is concentrated to a specific port in an instant, it is possible to adjust the transmission waiting time of the transmission buffer to not increase.

본 발명의 일실시예에 따르면, 원전 또는 산업용 통신망에서 요구하는 실시간 특성을 만족할 수 있게 된다.According to an embodiment of the present invention, it is possible to satisfy the real-time characteristics required by the nuclear power plant or industrial communication network.

도 1은 종래에 따른 네트워크 스위치의 내부 구조를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 네트워크 스위치의 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일측에 있어서, 수신 포트 및 송신 포트의 내부 구성을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일측에 있어서, 통신 노드에 구비되는 통신카드의 구성을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 네트워크 스위치 운용 방법의 순서를 도시한 흐름도이다.1 is a view showing the internal structure of a network switch according to the prior art.
2 is a diagram illustrating a configuration of a network switch according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating the internal configuration of a reception port and a transmission port in one side of the present invention.
4 is a diagram illustrating a configuration of a communication card provided in a communication node in one side of the present invention.
5 is a flowchart illustrating a procedure of a network switch operating method according to an embodiment of the present invention.

이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited or limited by the embodiments. Like reference numerals in the drawings denote like elements.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 네트워크 스위치의 구성을 도시한 도면이다.2 is a diagram illustrating a configuration of a network switch according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 네트워크 스위치(200)는 통신 노드와 연결되는 N개의 포트 및 스위칭 패브릭(230)을 포함하며, 각 포트는 데이터프레임 전송속도가 상이한 수신 포트(210) 및 송신 포트(220)를 포함한다.Referring to FIG. 2, the network switch 200 according to an embodiment of the present invention includes N ports and a switching fabric 230 connected to communication nodes, and each port includes a receiving port having a different data frame rate. 210 and transmit port 220.

수신 포트(210)는 제1 통신 노드(201)로부터 데이터프레임을 제1 속도로 수신할 수 있다. 여기서, 상기 제1 속도는 제1 통신 노드(201)에 구비된 통신카드(Network Interface Card)에 의해 결정될 수 있다. 즉, 수신 포트(210)는 상기 통신카드에서 결정된 제1 속도로 전송하는 데이터프레임을 수신기를 통해 수신하고, 수신된 데이터프레임을 수신버퍼에 저장할 수 있다. 이때, 수신버퍼 지연시간이 소요될 수 있다.The receiving port 210 may receive a data frame from the first communication node 201 at a first rate. Here, the first speed may be determined by a network interface card provided in the first communication node 201. That is, the reception port 210 may receive a data frame transmitted at the first speed determined by the communication card through the receiver and store the received data frame in the reception buffer. At this time, the reception buffer delay time may take.

상기 수신 포트(210)를 포함하는 포트가 라운드로빈(Round Robin) 방식에 따라 서비스 대상 포트로 지정될 경우, 상기 수신버퍼에 저장된 데이터프레임은 스위칭 패브릭(230)에 의해 라우팅될 수 있다.When a port including the receiving port 210 is designated as a service target port according to a round robin method, the data frame stored in the receiving buffer may be routed by the switching fabric 230.

즉, 스위칭 패브릭(230)은 수신 포트(210)에 수신된 데이터프레임을, 데이터프레임 내 목적지 주소에 의해 지정되는 포트 내 송신 포트(220)로 전달할 수 있다. 이때, 네트워크 프로세서 처리 시간이 소요될 수 있다.That is, the switching fabric 230 may forward the data frame received at the reception port 210 to the transmission port 220 in the port designated by the destination address in the data frame. At this time, it may take time to process the network processor.

송신 포트(220)는 스위칭 패브릭(230)에 의해 전달된 데이터프레임을 송신버퍼에 저장하고, 송신기를 통해 상기 저장된 데이터프레임을 상기 제1 속도보다 더 빠른 제2 속도로 제2 통신 노드에 전송할 수 있다. 이때, 송신버퍼 대기시간이 소요될 수 있다.The transmission port 220 may store the data frame transmitted by the switching fabric 230 in the transmission buffer and transmit the stored data frame to the second communication node at a second speed faster than the first speed through the transmitter. have. At this time, the transmission buffer waiting time may take.

즉, 송신 포트(220)는 수신 포트(210)로부터 전달되는 데이터프레임을 상기 제1 속도와 다르며 더 빠른 제2 속도로 제2 통신 노드(202)에 전송할 수 있다.That is, the transmission port 220 may transmit the data frame transmitted from the reception port 210 to the second communication node 202 at a second speed different from the first speed and faster.

일례로, 송신 포트(220)는 상기 제1 속도에 설정된 가중치를 부여하여 상기 제2 속도를 상기 제1 속도보다 빠르게 결정하고, 데이터프레임을 상기 결정된 제2 속도로 제2 통신 노드(202)에 전송할 수 있다.In one example, the transmission port 220 assigns the weight set to the first rate to determine the second rate faster than the first rate, and transmits a data frame to the second communication node 202 at the determined second rate. Can transmit

예컨대, 통신카드에서 제1 속도, '10Mbps'로 데이터프레임이 수신 포트(210)에 수신될 경우, 송신 포트(220)는 상기 제1 속도에 설정된 가중치, N(예컨대, N은 자연수)을 곱셈 연산하여 상기 제2 속도를 결정할 수 있다. 상기 제2 속도가 상기 제1 속도의 10배, '100Mbps'로 결정될 경우, 송신 포트(220)는 단위 시간 동안, 수신 포트(210)에 수신되는 데이터프레임 보다 많은 데이터프레임을 송신할 수 있다. 이에 따라, 네트워크 스위치(200)의 지연시간 요소인 송신버퍼의 대기시간을 일정하게 줄일 수 있으므로, 원전 또는 산업용 통신망에서 요구하는 실시간 특성을 만족할 수 있게 된다.For example, when a data frame is received at the receiving port 210 at the first rate, '10 Mbps' in the communication card, the transmitting port 220 multiplies the weight set at the first rate, N (eg, N is a natural number). The calculation may determine the second speed. When the second speed is determined to be 10 times the first speed, '100 Mbps', the transmission port 220 may transmit more data frames than the data frames received at the reception port 210 for a unit time. Accordingly, since the waiting time of the transmission buffer, which is the delay time element of the network switch 200, can be reduced constantly, it is possible to satisfy the real-time characteristics required by a nuclear power plant or an industrial communication network.

또한, 송신 포트(220)는 송신버퍼에 저장된 데이터프레임의 개수를 고려하여 상기 제2 속도를 결정하고, 데이터프레임을 상기 결정된 제2 속도로 제2 통신 노드(202)에 전송할 수 있다.In addition, the transmission port 220 may determine the second speed in consideration of the number of data frames stored in the transmission buffer, and transmit the data frame to the second communication node 202 at the determined second speed.

예컨대, 송신버퍼에 저장허용량의 50% 미만 데이터프레임이 저장될 경우(데이터프레임 10개), 송신 포트(220)는 상기 제2 속도를, 제1 속도의 2배인 '20Mbps'로 결정할 수 있다. 또는, 송신버퍼에 저장허용량의 50% 이상 데이터프레임이 저장될 경우(데이터프레임 50개), 송신 포트(220)는 상기 제2 속도를, 제1 속도의 10배인 '100Mbps'로 결정할 수 있다. 이와 같이, 송신 포트(220)는 송신버퍼에 저장된 데이터프레임의 개수에 따라 가변적으로 상기 제2 속도를 조절 함으로써, 데이터프레임을 보다 효율적으로 전송할 수 있다.For example, when less than 50% of the data frame of the storage capacity is stored in the transmission buffer (10 data frames), the transmission port 220 may determine the second speed as '20Mbps', which is twice the first speed. Alternatively, when 50% or more data frames of the storage allowance are stored in the transmission buffer (50 data frames), the transmission port 220 may determine the second speed as '100Mbps', which is 10 times the first speed. As described above, the transmission port 220 may transmit the data frame more efficiently by adjusting the second speed variably according to the number of data frames stored in the transmission buffer.

도 3은 본 발명의 일측에 있어서, 수신 포트 및 송신 포트의 내부 구성을 도시한 도면이다.3 is a diagram illustrating the internal configuration of a reception port and a transmission port in one side of the present invention.

도 3을 참조하면, 수신 포트(210)는 수신기(310) 및 수신버퍼(320)를 포함하고, 송신 포트(220)는 송신버퍼(330) 및 송신기(340)을 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 수신 포트(210)와 송신 포트(220)는 각 통신 노드(201,202)와 광케이블로 연결될 수 있다.Referring to FIG. 3, the reception port 210 may include a receiver 310 and a reception buffer 320, and the transmission port 220 may include a transmission buffer 330 and a transmitter 340. In this case, the reception port 210 and the transmission port 220 may be connected to each communication node (201, 202) with an optical cable.

수신기(310)는 제1 통신 노드(201)로부터 데이터프레임을 제1 속도, '10Mbps'로 수신하고, 수신된 데이터프레임을 수신버퍼(320)에 저장할 수 있다.The receiver 310 may receive a data frame from the first communication node 201 at a first speed, '10 Mbps', and store the received data frame in the reception buffer 320.

수신버퍼(320)에 저장된 데이터프레임은 스위칭 패브릭(230)에 의해 라우팅되어 송신 포트(220)로 전달될 수 있다. 상기 전달된 데이터프레임은 송신버퍼(330)에 저장되고, 송신기(340)는 송신버퍼(330)에 저장된 데이터프레임을 상기 제1 속도와 다른 제2 속도, '100Mbps'로 제2 통신 노드(202)에 전송할 수 있다.The data frames stored in the receive buffer 320 can be routed by the switching fabric 230 and forwarded to the transmit port 220. The transmitted data frame is stored in the transmission buffer 330, and the transmitter 340 transmits the data frame stored in the transmission buffer 330 at a second speed different from the first speed, '100 Mbps', to the second communication node 202. ) Can be sent.

이 경우, 데이터프레임 송신 속도가 수신 속도보다 10배 빠르기 때문에, 네트워크 스위치(200)는 입력되는 트래픽양 보다 출력되는 트래픽양이 많게 되므로, 네트워크 스위치(200) 지연시간 요소인 송신버퍼 대기시간을 일정하게 줄일 수 있어, 원전 또는 산업용 통신망에서 요구하는 실시간 특성을 만족할 수 있게 된다.In this case, since the data frame transmission speed is 10 times faster than the reception speed, the network switch 200 outputs more traffic than the input traffic amount, so that the transmission buffer latency, which is a delay factor of the network switch 200, is fixed. It can be reduced, it is possible to meet the real-time characteristics required by the nuclear power plant or industrial communication network.

도 4는 본 발명의 일측에 있어서, 통신 노드에 구비되는 통신카드의 구성을 도시한 도면이다.4 is a diagram illustrating a configuration of a communication card provided in a communication node in one side of the present invention.

도 4를 참조하면, 통신카드(Network Interface Card, 410)는 송신버퍼(Tx Buffer, 411), 송신기(Transmitter, 412), 수신기(Receiver, 413), 및 수신버퍼(Rx Buffer, 414)를 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 4, the communication card 410 includes a Tx Buffer 411, a Transmitter 412, a Receiver 413, and a Rx Buffer 414. It can be configured.

통신카드(410) 내 송신기(412)는 송신버퍼(411)에 저장된 데이터프레임을, 네트워크 스위치(200) 내 수신 포트(210)에 제1 속도, '10Mbps'로 전송할 수 있다. 수신 포트(210)는 상기 통신카드에서 전송하는 데이터프레임을 수신기를 통해 상기 제1 속도로 수신하여 수신버퍼에 저장할 수 있다.The transmitter 412 in the communication card 410 may transmit the data frame stored in the transmission buffer 411 to the receiving port 210 in the network switch 200 at a first speed of 10Mbps. The receiving port 210 may receive a data frame transmitted from the communication card at the first speed through a receiver and store the received data frame in the receiving buffer.

또한, 통신카드(410) 내 수신기(413)는 네트워크 스위치(200) 내 송신 포트(220)에서 제2 속도, '100Mbps'로 전송하는 데이터프레임을, 상기 제2 속도로 수신하여 수신버퍼(414)에 저장할 수 있다.In addition, the receiver 413 in the communication card 410 receives a data frame transmitted at the second speed, '100 Mbps' at the transmission port 220 in the network switch 200 at the second speed, and receives the receiving buffer 414. ) Can be stored.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 네트워크 스위치 운용 방법의 순서를 도시한 흐름도이다.5 is a flowchart illustrating a procedure of a network switch operating method according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일실시예에 따른 네트워크 스위치 운용 방법은 도 2에 도시된 네트워크 스위치(200)에 의해 구현될 수 있다. 이하, 도 5의 설명에서는 상술한 도 2를 함께 참조하여 도 5를 설명하여 발명의 이해를 도모한다.The network switch operating method according to an embodiment of the present invention may be implemented by the network switch 200 shown in FIG. 2. In the following description of FIG. 5, the present invention will be described with reference to FIG.

단계 510에서 네트워크 스위치(200) 내 수신 포트(210)는 제1 통신 노드(201)로부터 데이터프레임을 제1 속도로 수신한다.In operation 510, the reception port 210 of the network switch 200 receives a data frame from the first communication node 201 at a first speed.

여기서, 상기 제1 속도는 제1 통신 노드(201)에 구비된 통신카드(Network Interface Card)에 의해 결정될 수 있다. 즉, 수신 포트(210)는 상기 통신카드에서 결정된 제1 속도로 전송하는 데이터프레임을 수신기를 통해 수신하고, 수신된 데이터프레임을 수신버퍼에 저장할 수 있다. 이때, 수신버퍼 지연시간이 소요될 수 있다.Here, the first speed may be determined by a network interface card provided in the first communication node 201. That is, the reception port 210 may receive a data frame transmitted at the first speed determined by the communication card through the receiver and store the received data frame in the reception buffer. At this time, the reception buffer delay time may take.

단계 520에서 네트워크 스위치(200) 내 네트워크 패브릭(230)은 수신 포트(210)에 수신된 데이터프레임을, 데이터프레임 내 목적지 주소에 의해 지정되는 포트 내 송신 포트(220)로 전달한다.In operation 520, the network fabric 230 in the network switch 200 forwards the data frame received at the reception port 210 to the transmission port 220 in the port designated by the destination address in the data frame.

상기 수신 포트(210)를 포함하는 포트가 라운드로빈(Round Robin) 방식에 따라 서비스 대상 포트로 지정될 경우, 상기 수신버퍼에 저장된 데이터프레임은 스위칭 패브릭(230)에 의해 라우팅될 수 있다.When a port including the receiving port 210 is designated as a service target port according to a round robin method, the data frame stored in the receiving buffer may be routed by the switching fabric 230.

단계 530에서 네트워크 스위치(200) 내 송신 포트(220)는 수신 포트(210)로부터 전달되는 데이터프레임을 상기 제1 속도와 다르며 더 빠른 제2 속도로 제2 통신 노드(202)에 전송한다.In operation 530, the transmission port 220 in the network switch 200 transmits the data frame transmitted from the reception port 210 to the second communication node 202 at a second speed different from the first speed and faster.

즉, 송신 포트(220)는 스위칭 패브릭(230)에 의해 전달된 데이터프레임을 송신버퍼에 저장하고, 송신기를 통해 상기 저장된 데이터프레임을 제2 속도로 제2 통신 노드에 전송할 수 있다. 이때, 송신버퍼 대기시간이 소요될 수 있다.That is, the transmission port 220 may store the data frame transmitted by the switching fabric 230 in the transmission buffer, and transmit the stored data frame to the second communication node at the second rate through the transmitter. At this time, the transmission buffer waiting time may take.

일례로, 송신 포트(220)는 상기 제1 속도에 설정된 가중치를 부여하여 상기 제2 속도를 결정하고, 데이터프레임을 상기 결정된 제2 속도로 제2 통신 노드(202)에 전송할 수 있다.For example, the transmission port 220 may determine the second speed by giving a weight set to the first speed, and transmit a data frame to the second communication node 202 at the determined second speed.

예컨대, 통신카드에서 제1 속도, '10Mbps'로 데이터프레임이 수신 포트(210)에 수신될 경우, 송신 포트(220)는 상기 제1 속도에 설정된 가중치, N(예컨대, N은 자연수)을 곱셈 연산하여 상기 제2 속도를 결정할 수 있다. 상기 제2 속도가 상기 제1 속도의 10배, '100Mbps'로 결정될 경우, 송신 포트(220)는 단위 시간 동안, 수신 포트(210)에 수신되는 데이터프레임 보다 많은 데이터프레임을 송신할 수 있다. 이에 따라, 네트워크 스위치(200)의 지연시간 요소인 송신버퍼의 대기시간을 일정하게 줄일 수 있으므로, 원전 또는 산업용 통신망에서 요구하는 실시간 특성을 만족할 수 있게 된다.For example, when a data frame is received at the receiving port 210 at the first rate, '10 Mbps' in the communication card, the transmitting port 220 multiplies the weight set at the first rate, N (eg, N is a natural number). The calculation may determine the second speed. When the second speed is determined to be 10 times the first speed, '100 Mbps', the transmission port 220 may transmit more data frames than the data frames received at the reception port 210 for a unit time. Accordingly, since the waiting time of the transmission buffer, which is the delay time element of the network switch 200, can be reduced constantly, it is possible to satisfy the real-time characteristics required by a nuclear power plant or an industrial communication network.

또한, 송신 포트(220)는 송신버퍼에 저장된 데이터프레임의 개수를 고려하여 상기 제2 속도를 결정하고, 데이터프레임을 상기 결정된 제2 속도로 제2 통신 노드(202)에 전송할 수 있다.In addition, the transmission port 220 may determine the second speed in consideration of the number of data frames stored in the transmission buffer, and transmit the data frame to the second communication node 202 at the determined second speed.

예컨대, 송신버퍼에 저장허용량의 50% 미만 데이터프레임이 저장될 경우(데이터프레임 10개), 송신 포트(220)는 상기 제2 속도를, 제1 속도의 2배인 '20Mbps'로 결정할 수 있다. 또는, 송신버퍼에 저장허용량의 50% 이상 데이터프레임이 저장될 경우(데이터프레임 50개), 송신 포트(220)는 상기 제2 속도를, 제1 속도의 10배인 '100Mbps'로 결정할 수 있다. 이와 같이, 송신 포트(220)는 송신버퍼에 저장된 데이터프레임의 개수에 따라 가변적으로 상기 제2 속도를 조절 함으로써, 데이터프레임을 보다 효율적으로 전송할 수 있다.For example, when less than 50% of the data frame of the storage capacity is stored in the transmission buffer (10 data frames), the transmission port 220 may determine the second speed as '20Mbps', which is twice the first speed. Alternatively, when 50% or more data frames of the storage allowance are stored in the transmission buffer (50 data frames), the transmission port 220 may determine the second speed as '100Mbps', which is 10 times the first speed. As described above, the transmission port 220 may transmit the data frame more efficiently by adjusting the second speed variably according to the number of data frames stored in the transmission buffer.

또한, 본 발명의 실시예들은 다양한 컴퓨터로 구현되는 동작을 수행하기 위한 프로그램 명령을 포함하는 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함한다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.Further, embodiments of the present invention include a computer readable medium having program instructions for performing various computer implemented operations. The computer readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination. Program instructions recorded on the media may be those specially designed and constructed for the purposes of the present invention, or they may be of the kind well-known and available to those having skill in the computer software arts. Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tape, optical media such as CD-ROMs, DVDs, and magnetic disks, such as floppy disks. Magneto-optical media, and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include not only machine code generated by a compiler, but also high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.As described above, the present invention has been described by specific embodiments such as specific components and the like. For those skilled in the art to which the present invention pertains, various modifications and variations are possible. Therefore, the spirit of the present invention should not be construed as being limited to the described embodiments, and all of the equivalents or equivalents of the claims, as well as the following claims, are included in the scope of the present invention.

200: 네트워크 스위치
210: 수신 포트
220: 송신 포트
230: 스위칭 패브릭200: network switch
210: listening port
220: transmission port
230: switching fabric

Claims (10)

제1 통신 노드로부터 데이터프레임을 제1 속도로 수신하는 수신 포트; 및
상기 수신 포트로부터 전달되는 데이터프레임을, 상기 제1 속도와 다른 제2 속도로 제2 통신 노드에 전송하는 송신 포트
를 포함하고,
상기 송신 포트는,
상기 데이터프레임을 송신버퍼에 저장하고, 상기 송신버퍼에 저장된 데이터프레임과 상기 송신버퍼 내 저장허용량에 대한 기설정된 용량을 비교하여, 상기 비교 결과에 따라 상기 제2 속도를 결정하는 네트워크 스위치.A receiving port for receiving a data frame at a first rate from a first communication node; And
A transmission port for transmitting a data frame transmitted from the reception port to a second communication node at a second speed different from the first speed
Including,
The transmission port is
And storing the data frame in a transmission buffer, comparing the data frame stored in the transmission buffer with a predetermined capacity for the storage capacity in the transmission buffer, and determining the second speed according to the comparison result. 제1항에 있어서,
상기 제1 속도는,
상기 제1 통신 노드에 구비된 통신카드에 의해 결정되고,
상기 송신 포트는,
상기 제1 속도에 설정된 가중치를 부여하여 상기 제2 속도를 결정하는, 네트워크 스위치.The method of claim 1,
The first speed is,
Determined by a communication card provided in the first communication node,
The transmission port is
And assigning the weight set to the first speed to determine the second speed. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 수신 포트에 수신된 데이터프레임을, 상기 데이터프레임 내 목적지 주소를 이용하여 상기 송신 포트로 전달하는 스위칭 패브릭
을 더 포함하고,
상기 송신 포트는,
상기 스위칭 패브릭에 의해 전달된 데이터프레임을 저장하는 송신버퍼; 및
상기 저장된 데이터프레임을 상기 제2 속도로 상기 제2 통신 노드에 전송하는 송신기
를 포함하는, 네트워크 스위치.The method of claim 1,
A switching fabric that forwards the data frame received at the receiving port to the sending port using a destination address in the data frame.
More,
The transmission port is
A transmission buffer for storing data frames delivered by the switching fabric; And
A transmitter for transmitting the stored data frame to the second communication node at the second rate
Including, a network switch. 제1항에 있어서,
상기 저장된 데이터프레임이 상기 저장허용량에 대한 기설정된 용량 미만인 경우,
상기 송신 포트는,
상기 저장된 데이터프레임이 상기 저장허용량에 대한 기설정된 용량 이상인 경우 보다, 상기 제2 속도를 낮게 결정하는, 네트워크 스위치.The method of claim 1,
If the stored data frame is less than the preset capacity for the storage capacity,
The transmission port is
And determine the second rate lower than when the stored data frame is greater than or equal to a preset capacity for the storage capacity. 제1항에 있어서,
상기 수신 포트 및 상기 송신 포트는,
통신 노드와 광케이블로 연결되는, 네트워크 스위치.The method of claim 1,
The receiving port and the sending port,
Network switch, which is connected to the communication node by optical cable. 수신 포트에서 제1 통신 노드로부터 데이터프레임을 제1 속도로 수신하는 단계;
상기 수신 포트에 수신된 데이터프레임을, 스위칭 패브릭에서 상기 데이터프레임 내 목적지 주소를 이용하여 송신 포트로 전달하는 단계; 및
상기 송신 포트에서, 상기 전달된 데이터프레임을 상기 제1 속도와 다른 제2 속도로 제2 통신 노드에 전송하는 단계
를 포함하고,
상기 제1 속도와 다른 제2 속도로 제2 통신 노드에 전송하는 단계는,
상기 데이터프레임을 송신버퍼에 저장하고, 상기 송신버퍼에 저장된 데이터프레임과 상기 송신버퍼 내 저장허용량에 대한 기설정된 용량을 비교하여, 상기 비교 결과에 따라 상기 제2 속도를 결정하는 단계
를 포함하는 네트워크 스위치 운용 방법.Receiving a data frame at a first rate from a first communication node at a receiving port;
Forwarding the data frame received at the receiving port to a transmitting port using a destination address in the data frame at the switching fabric; And
Transmitting, at the transmission port, the forwarded data frame to a second communication node at a second rate different from the first rate
Including,
The step of transmitting to the second communication node at a second speed different from the first speed,
Storing the data frame in a transmission buffer, comparing the data frame stored in the transmission buffer with a predetermined capacity for the storage capacity in the transmission buffer, and determining the second speed according to the comparison result.
Network switch operating method comprising a. 제8항에 있어서,
상기 제1 속도와 다른 제2 속도로 제2 통신 노드에 전송하는 단계는,
상기 제1 속도에 설정된 가중치를 부여하여 상기 제2 속도를 결정하는 단계
를 포함하는 네트워크 스위치 운용 방법.The method of claim 8,
The step of transmitting to the second communication node at a second speed different from the first speed,
Determining the second speed by giving a weight set to the first speed
Network switch operating method comprising a. 제8항에 있어서,
상기 제2 속도를 상이하게 결정하는 단계는,
상기 저장된 데이터프레임이 상기 저장허용량에 대한 기설정된 용량 미만인 경우, 상기 저장된 데이터프레임이 상기 저장허용량에 대한 기설정된 용량 이상인 경우 보다, 상기 제2 속도를 낮게 결정하는 단계
를 포함하는 네트워크 스위치 운용 방법.The method of claim 8,
Determining the second speed differently,
When the stored data frame is less than the preset capacity for the storage capacity, determining the second speed lower than when the stored data frame is greater than or equal to the preset capacity for the storage capacity.
Network switch operating method comprising a.
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