KR101357457B1 - 브리징된 네트워크에서의 포인트-투-멀티포인트 기능 - Google Patents

브리징된 네트워크에서의 포인트-투-멀티포인트 기능 Download PDF

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Abstract

통신 방법은 레이어-2 브리징된 네트워크(26) 내 스위치(28, 30)의 그룹을 연결하는 단계를 포함한다. 스위치의 인터페이스(32, 34, 36)는, 스위치들 중 하나 이상의 스위치의 하나 이상의 인터페이스가 제 1 인터페이스 타입으로 설정되고, 복수 개의 나머지 인터페이스가 제 2 인터페이스 타입으로서 설정되도록, 설정된다. 네트워크를 통한 송신을 위해 제 1 및 제 2 타입의 인터페이스를 통해 프레임을 수신한 후, 상기 수신된 프레임은 대응하는 제 1 및 제 2 타입 인디케이션으로 라벨링된다. 타입 인디케이션에 따라 스위치를 이용하여 상기 프레임은 레이어-2 브리징된 네트워크를 통해 포워딩된다. 제 2 타입 인디케이션으로 라벨링된 프레임은 제 1 타입의 인터페이스를 통해 송신되도록 허용되며, 제 2 타입의 인터페이스를 통해 송신되는 것은 금지된다.

Description

브리징된 네트워크에서의 포인트-투-멀티포인트 기능{POINT-TO-MULTIPOINT FUNCTIONALITY IN A BRIDGED NETWORK}
본 발명은 일반적으로 통신 네트워크에 관한 것이며, 특히 브리징된 네트워크를 통한 프레임 송신을 제어하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다.
LAN(local area network)은 레이어-2 레벨에서 컴퓨팅 시스템들을 함께 연결한다. 용어 “레이어 2(layer 2)”는 잘 알려진 OSI 모델(Open System Interface model)로 정의되는 프로토콜 스택 중 두 번째 레이어를 일컬으며, 또한 논리 링크(logical link), 또는 데이터 링크(data link), 또는 MAC(Media Access Control) 레이어라고도 알려져 있다. 각각의 컴퓨팅 시스템은 MAC 장치를 통해 LAN으로 연결된다. ANSI/IEEE 표준 802.1D(2004)로서 출판된 IEEE Standard for Information Technology, Telecommunications and Information Exchange between Systems , Local and Metropolitan Area networks , Common Specifications , Part 3: Media Access Control ( MAC ) Bridges에서 제시되는 바와 같이, MAC 브리지를 이용하여 복수 개의 LAN이 함께 연결될 수 있으며, 상기 표준은 본원에서 참조로서 인용된다. (상기 802.1D 표준뿐 아니라, 본원에서 인용되는 그 밖의 다른 IEEE 표준은 standards.ieee.org/catalog/에서 이용가능하다) 상기 802.1D 표준을 구현하는 MAC 브리지에 의해, 물리적으로 구별되는 LAN에 부착된 MAC 장치가 하나의 단일 LAN에 부착된 것처럼 서로 서로 나타날 수 있다. 브리지는 브리지 포트를 각각의 LAN으로 상호연결하는 둘 이상의 MAC 장치를 포함한다.
MAC 브리지는, 네트워크 인터페이스(또한 포트라고도 일컬어짐)를 브리징하도록 수신하는 프레임의 종착지 MAC 어드레스를 사상(mapping)하기 위한 포워딩 데이터베이스(FDB: forwarding database)를 포함한다. 각각의 인커밍 프레임의 출발지 MAC 어드레스를, 상기 프레임이 수신된 인터페이스와 연계시키는 학습 프로세스(learning process)에 의해 상기 브리지가 상기 포워딩 데이터베이스를 구축한다. 브리지는 데이터베이스에서 발견되지 않은 목적지 어드레스를 갖는 인커밍 프레임을 수신할 때, 상기 프레임이 도착된 하나의 인터페이스를 제외한 모든 이용가능한 인터페이스를 통해 상기 프레임을 플러딩(flooding)(즉, 브로드캐스팅)한다. 목적지 어드레스를 알고 있지 않는 또 다른 MAC 브리지가 상기 프레임을 모든 관련 인터페이스로 추가로 플러딩할 것이다. 플러딩 메커니즘을 통해, 상기 프레임은 결국 상호연결된 모든 브리지를 한 번 이상 횡단하며, 결국 자신의 목적지에 도달할 것이다.
레이어-2 브리징된 네트워크는 일반적으로 스테이션(즉, 컴퓨터) 간의 멀티포인트-투-멀티포인트 연결을 제공하도록 구성된다. 그러나 일부 경우는 네트워크 내 특정 스테이션이 격리되고, 서로 직접 통신하지 못할 것을 필요로 한다. 예를 들어, 인터넷 서비스 사업자(ISP)에 의해 전개되는 액세스 네트워크는 가입자 고객 구내 장비와 ISP 장비 간의 연결을 제공하며, 이로써 인터넷과 그 밖의 다른 네트 워크 서비스로의 액세스가 제공된다. 통상적으로 상기 ISP는 공중 네트워크로 연결되는 액세스 라우터로(또는 상기 액세스 라우터로부터)의 고객의 트래픽을 집합시키고, 집중시키기 위한 집합 네트워크(aggregation network)를 사용한다. 보안과 그 밖의 다른 이유를 들어, ISP는 고객 구내 장비가 집합 네트워크를 통해 서로 직접 통신하는 것을 방지하기를 원할 수 있다.
Melsen 외 다수는 “MAC-forced Forwarding: A Method for Subscriber Separation on an Ethernet Access Network”(IETF(Internet Engineering Task Force) 출판, RFC 4562, 2006년 6월)에서 가입자들 간의 직접 통신을 방지하기 위한 하나의 방법을 기술하며, 상기 문헌은 본원에서 참조로서 인용된다. (이 RFC뿐 아니라 이하에서 인용되는 IETF에 의해 출판된 그 밖의 다른 문헌은 www.ietf.org에서 이용가능하다) 이 RFC에서 기술된 방법은 동일한 IPv4(Internet Protocol version 4) 서브넷 내에 위치하지만 서로 다른 고객 구내(customer premise)에 위치하는 호스트들 간의 이더넷 MAC 어드레스 해결(address resolution)을 금지하는 이더넷 MAC 어드레스 ARP(Address Resolution Protocol) 프록시 기능을 기초로 한다. 이러한 프록시 기능의 효과는 모든 업스트림 트래픽을 IPv4 게이트웨이로 향하게 하는 것이며, 이로써 호스트들 간에 IP-층 연결이 제공된다.
Melsen 외 다수는 이더넷 액세스 네트워크에서의 스테이션들 간의 레이어-2의 가시성(visibility)을 방지하도록 제공될 수 있는 그 밖의 다른 다수의 해결책을 기술한다. 한 가지 가능성은 IETF RFC 2516(1999, 2월)에서 Mamakos 외 다수에 의해 정의된 바와 같은, 이더넷을 통한 포인트-투-포인트 프로토콜(PPPoE: Point- to-Point Protocol over Ethernet)을 사용하는 것이다. 그러나 Melsen 외 다수는, 각각의 PPPoE 세션 상에서 프레임이 주어진 멀티캐스트 그룹의 모든 호스트로 복제되어야 하기 때문에, 이러한 해결책이 효과적인 멀티캐스트를 지원하지 않는다는 사실을 지적했다. 또 다른 가능성은, IETF RFC 3069(2001년 2월)에서 McPherson 외 다수에 의해 기술된 바와 같이, 각각의 고객 구내 네트워크에 대하여 서로 다른 VLAN(Virtual Local Area Network)을 사용하는 것이다. Melsen 외 다수에 따르면, 이러한 해결책은 멀티캐스트 프레임의 복제를 필요로 하며, 확장성(scalability)에서 제한되며, 프로비저닝(provisioning)의 복잡도를 증가시킨다.[ DK1 ]
본 발명의 실시예가, 하위 레이어-2 네트워크 구조를 유지하면서, 레이어-2 브리징된 네트워크를 통한 포인트-투-멀티포인트(P2MP) 연결을 지원하기 위한 개선된 방법 및 시스템을 제공한다. 이들 실시예는 모든 노드가 동일한 브로드캐스트 도메인에 속하도록, 네트워크에 걸쳐 하나의 단일 IP 서브넷을 사용할 수 있는 효율적인 IP(레이어-3) 어드레싱 방식을 지원한다. 이들 실시예를 이용하여, 시스템 운영자는 쉽고, 효율적으로, 그리고 확장을 제한하지 않으면서, 네트워크 내 노드들을 프로비저닝하고, 추가하고, 변경할 수 있다.
이하에서 설명되는 본 발명의 실시예에서, 레이어-2 브리징된 네트워크의 끝단(edge)에서 스위치의 인터페이스는 제 1 및 제 2 타입에 속하는 것으로 구성된다. 액세스 네트워크 시나리오에서, 예를 들어, 제 1 인터페이스 타입은 인터넷 및 공중 네트워크 서비스(또는, 비디오 배포나 주문형 비디오 서비스와 같은 콘텐츠 센터)로 연결되는 허브 타입일 수 있으며, 반면에, 제 2 인터페이스 타입은 고객 구내 장비로 연결되는 스포크(spoke) 타입일 수 있다. (또한 본원에서 네트워크-타입 인터페이스라고 일컬어 지는 제 3 타입의 인터페이스에 의해, 레이어-2 브리징된 네트워크 내의 스위치가 서로 연결될 수 있다.)
제 1 및 제 2 타입의 인터페이스를 통해 프레임을 수신한 후, 상기 스위치는 수신된 프레임을 대응하는 제 1 및 제 2 타입 인디케이션으로 라벨링한다. 이들 타입 인디케이션은 MAC 학습과 포워딩 프로세스에서 사용되어, 제 2 타입의 인터페이스(가령 스포크 인터페이스)를 통해 수신된 프레임이 제 2 타입의 또 다른 인터페이스를 통해 송신되는 것을 방지한다. 따라서 이들 프레임은 오직 제 1 타입(허브) 인터페이스만을 통해서만 레이어-2 브리징된 네트워크 밖으로 송신될 수 있다. 다른 한편으로는, 제 1 타입의 인터페이스를 통해 수신된 프레임은 나머지 인터페이스 중 임의의 것을 통해 송신될 수 있다.
가장 단순한 P2MP 모델은 복수 개의 스포크를 갖는 단일 허브를 포함하지만, 본원의 실시예는 네트워크 상의 제 2 타입 인터페이스를 포하하는, 고유 P2MP 토폴로지에서 각각 연결되어 있는 복수 개의 제 1 타입의 인터페이스를 쉽게 지원할 수 있다. 동시에, 허브 간의 멀티포인트-투-멀티포인트 연결이 유지된다. 이하에서 설명되는 본 발명의 일부 실시예가 레이어-2 루프의 가능한 생성을 검출하고 방지하면서, 네트워크 내 스테이션의 재구성을 지원하는 메커니즘을 제공한다.
본 발명의 하나의 실시예에 따르는 통신 방법이 제공되며, 상기 방법은,
레이어-2 브리징된 네트워크(Layer-2 bridged network) 내의 스위치들의 그룹을 연결하는 단계로서, 이때, 스위치는 복수 개의 네트워크 인터페이스를 포함하는 단계와,
상기 스위치들 중 하나 이상의 스위치의 하나 이상의 인터페이스가 제 1 타입의 인터페이스로서 설정되며, 복수 개의 나머지 인터페이스는 제 2 타입의 인터페이스로서 설정되도록, 상기 인터페이스를 설정하는 단계와,
네트워크를 가로질러 송신하기 위해, 상기 제 1 타입 및 제 2 타입의 인터페이스를 통해 프레임을 수신한 후, 상기 수신된 프레임을 대응하는 제 1 타입 및 제 2 타입 인디케이션으로 라벨링하는 단계와,
제 1 타입 인디케이션으로 라벨링된 프레임은 인터페이스 중 임의의 인터페이스를 통해 송신되도록 허용되며, 반면에 제 2 타입 인디케이션으로 라벨링된 프레임은 제 1 타입의 인터페이스를 통해 송신되는 것은 허용되고 제 2 타입의 인터페이스를 통해 송신되는 것은 금지되도록, 상기 타입 인디케이션들에 따라 스위치를 이용하여 레이어-2 브리징된 네트워크를 통해 상기 프레임을 포워딩(forwarding)하는 단계
를 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 레이어-2 브리징된 네트워크는 멀티포인트-투-멀티포인트 연결을 위해 배열되며, 상기 인터페이스를 설정하는 단계는, 포인트-투-멀티포인트 토폴로지에서와 같이, 하나 이상의 인터페이스를 허브(hub)로서 설정하고, 복수 개의 나머지 인터페이스를 스포크(spoke)로서 설정하는 단계를 포함한다. 상기 스위치들의 그룹을 연결하는 단계는, 고객 구내 장비(customer premise equipment)가 레이어-3 네트워크를 액세스할 수 있게 하면서, 서로 다른 스포크 상의 고객 구내 장비 간의 레이어-2 브리징된 네트워크를 통한 통신은, 허브를 통한 통신은 제외하고, 금지되는 액세스 네트워크를 형성하기 위해, 상기 스포크를 고객 구내 장비로 연결하고, 상기 허브를 레이어-3 네트워크로 연결하는 단계를 포함한다. 상기 허브를 통한 프레임 브로드캐스트가 모든 스포크 상의 고객 구내 장비에 도달하도록, 레이어-2 브리징된 네트워크의 모든 노드는 하나의 단일 네트워크 브로드캐스트 도메인에 속하는 어드레스를 할당받는다.
상기 레이어-2 브리징된 네트워크는 이더넷 네트워크(Ethernet network)와 가상 레이어-2 네트워크(virtual Layer-2 network) 중 하나 이상을 포함한다.
본 발명의 하나의 실시예에서, 상기 인터페이스를 설정하는 단계는, 제 1 타입과 제 2 타입에 속하지 않는 인터페이스에 제 3 타입을 할당하는 단계를 포함하며, 상기 할당 단계에 의해, 상기 제 3 타입의 인터페이스를 통해 프레임이 수신된 후, 상기 스위치는 프레임의 타입 인디케이션을 변경하지 않은 채 둔다.
일부 실시예에서, 프레임을 포워딩하는 단계는, 주어진 스위치의 제 1 인터페이스를 통해 주어진 목적지 어드레스를 포함하는 프레임이 수신된 후, 프레임이 발송될 때 통과해야 하는 하나 이상의 제 2 인터페이스의 식별자와, 인터페이스의 제 1 타입, 또는 제 2 타입과 연계되는 것으로서의 목적지 어드레스의 타입 지정(type designation)을 포함하는 포워딩 데이터베이스(forwarding database)에서 상기 목적지 어드레스를 검색(look up)하는 단계와, 상기 제 2 인터페이스를 통해 프레임을 포워딩하는가의 여부를 판단하기 위해, 상기 타입 지정을 프레임의 타입 인디케이션과 비교하는 단계를 포함한다. 통상적으로, 상기 타입 지정을 타입 인디케이션과 비교하는 단계는, 프레임이 제 2 타입 인디케이션을 포함하고, 상기 타입 지정이 목적지 어드레스가 제 2 타입의 인터페이스와 연계된다고 나타내는 경우, 상기 프레임을 폐기하는 단계를 포함한다.
본 발명의 하나의 실시예에서, 상기 프레임은 출발지 어드레스를 포함하며, 본 발명은, 프레임의 출발지 어드레스와 타입 인디케이션에 따라 데이터베이스 학습 프로세스를 이용하여 포워딩 데이터베이스를 업데이트하는 단계를 포함한다. 상기 포워딩 데이터베이스를 업데이트하는 단계는, 프레임의 출발지 어드레스와, 제 1 인터페이스를 식별하는 번호를 포함하는 엔트리를, 데이터베이스에 추가하는 단계를 포함하며, 상기 엔트리의 타입 지정은 프레임의 타입 인디케이션과 동일하도록 설정된다.
이에 추가하여, 또는 대체하여, 본 발명은, 프레임이 제 2 타입 인디케이션으로 라벨링되어 있으면서, 데이터베이스가 상기 프레임의 출발지 어드레스를 포함하는 엔트리를 포함하고, 엔트리의 타입 지정이 제 1 타입의 인터페이스와 연계되어 있는 경우, 상기 엔트리를 업데이트하는 것을 중지하는 단계를 포함한다. 상기 방법은, 상기 엔트리를 업데이트하는 것을 중지하는 단계 후에, 카운터를 증가시키는 단계와, 상기 카운터가 지정된 임계값에 도달할 때, 인터페이스의 제 2 타입과 연계되는 타입 지정을 포함하도록 상기 엔트리를 업데이트하는 단계를 포함한다. 이에 추가하여, 또는 대체하여, 본 발명은, 프레임이 제 2 타입 인디케이션으로 라벨링되어 있으면서, 데이터베이스가 상기 프레임의 출발지 어드레스를 포함하는 엔트리를 포함하고, 상기 엔트리의 타입 지정이 인터페이스의 제 1 타입과 연계될 때, 프레임을 폐기하느냐의 여부에 대해 나타내는 설정 입력을 수신하는 단계와, 상기 설정 입력에 따라서 프레임을 폐기하느냐의 여부에 대해 판단하는 단계를 포함한다.
또한 본 발명의 하나의 실시예에 따라, 레이어-2 브리징된 네트워크(Layer-2 bridged network)에서 함께 연결된 스위치들의 그룹을 포함하는 통신 장치가 제공되며, 각각의 스위치는
스위치들 중 하나 이상의 스위치의 하나 이상의 인터페이스가 제 1 타입의 인터페이스로서 설정되고, 복수 개의 나머지 인터페이스가 제 2 타입의 인터페이스로서 설정되는 복수 개의 네트워크 인터페이스와,
프레임 프로세서(frame processor)
를 포함하며, 네트워크를 가로질러 제 1 및 제 2 타입의 인터페이스를 통해 프레임이 수신되면, 상기 프레임 프로세서는
상기 수신된 프레임을 대응하는 제 1 및 제 2 타입 인디케이션(type indication)으로 라벨링하고,
제 1 타입 인디케이션으로 라벨링된 프레임은 인터페이스 중 임의의 인터페이스를 통해 송신되도록 허용되며, 반면에 제 2 타입 인디케이션으로 라벨링된 프레임은 제 1 타입의 인터페이스를 통해 송신되는 것은 허용되고 제 2 타입의 인터페이스를 통해 송신되는 것은 금지함으로써, 상기 타입 인디케이션에 따라서, 상기 인터페이스가 레이어-2 브리징된 네트워크(Layer-2 bridged network)를 통해 프레임을 포워딩하게 하도록 동작한다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따르는, 액세스 네트워크를 개략적으로 도시한 블록 다이어그램이다.
도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따르는, 네트워크 스위치의 세부사항을 개략적으로 나타내는 블록 다이어그램이다.
도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따르는 네트워크 스위치의 라인 카드의 세부사항을 개략적으로 나타내는 블록 다이어그램이다.
도 4는 본 발명의 하나의 실시예에 따르는 데이터 프레임을 처리하기 위한 방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 하나의 실시예에 따르는 프레임 포워딩 방법을 개략적으로 도시한 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 하나의 실시예에 따르는 MAC 어드레스 학습 방법을 개략적으로 도시한 흐름도이다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따라, 액세스 네트워크(20)를 개략적으로 도시하는 블록 다이어그램이다. 예를 들어, 고객 구내 장비(CPE: customer premises equipment), 가령 컴퓨터(22)가 레이어-2 브리징된 네트워크(26)를 통해 하나 이상의 공중 네트워크(24), 가령 인터넷을 액세스할 수 있게 함으로써, ISP에 의해, 네트워크(20)가 운영될 수 있다. 네트워크(20)는 이하에서 상세히 설명될 바와 같이, 집합 노드(30)와 컴퓨터(22) 간의 P2MP 작업을 위해 구성된다. 이러한 배열에 의해, 컴퓨터(22)는 네트워크(24)를 통해 서버 및 그 밖의 다른 클라이언트 컴퓨터와 통신할 수 있을 뿐 아니라, 네트워크 서비스, 예를 들어, IP 멀티캐스트를 통한 비디오를 수신할 수 있다. 통상적으로, 해당업계에서 알려져 있는 바와 같이, 집합 노드(30)는 적합한 게이트웨이(38)를 통해 네트워크(24)로 연결된다. ISP에 의해, 이러한 게이트웨이는 라우팅(routing)과 보안 기능을 제공하도록 구성될 수 있으며, 과금(billing) 목적을 위한 서비스 레코드를 발생시킬 수 있다.
대안적으로, 3G(Third-Generation) 셀방식 백홀 네트워크에서 복수 개의 기지국 트랜스시버와 중앙 음성 게이트웨이(central voice gateway) 간의 통신 트래픽을 집합시키기 위해 네트워크(20)와 유사한 구성이 사용될 수 있다. 본원에서 기술되는 통신 구조를 사용할 수 있는 또 다른 적용예가 해당 업계 종사자에게 명백할 것이며, 본 발명의 범위 내라고 고려될 수 있다.
컴퓨터(22)가 레이어-2 브리지 노드(28)를 통해 네트워크(26)로 연결된다. 통상적으로 노드(28 및 30)는 MAC 브리징 기능을 갖는 레이어-2 스위치를 포함한다. 네트워크(26)의 끝단(edge)에 위치하는 노드(28 및 30)에 추가로, 상기 네트워크는 브리지 노드(28)를 집합 노드(30)와 연결하는 추가적인 코어 스위치(도면상 도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 각각의 스위치는, 포트(port)라고도 일컬어지는 복수 개의 인터페이스를 포함한다. 네트워크(20)의 운영자는 다음의 기능에 따라서 인터페이스를 구성한다:
·허브(hub)-타입의 인터페이스(32)는 네트워크 끝단(network edge)에서 노드(30)를 공중 네트워크(24)로 연결하거나, 또는 더 일반적으로, 액세스 네트워크(20)의 외부의 통신 자원과 연결한다.
·스포크(spoke)-타입의 인터페이스(34)는 네트워크 끝단(network edge)에서 노드(28)를 컴퓨터(22) 등의 고객 구내 설비(customer premises equipment)와 연결하거나, 또는 더 일반적으로, 다른 액세스 네트워크의 그 밖의 종단-포인트와 연결한다. 예를 들어, 고객은 고객 구내 LAN(도면상 도시되지 않음)을 스포크-타입 인터페이스로 연결할 수 있다.
·네트워크(26) 내 네트워크-타입 인터페이스(36)가 브리징된 네트워크(26)를 통해 노드(28 및 30)를 서로 연결한다. 노드(28 및 30)는 레이어-2 스위치와 동일하거나 유사한 타입을 포함할 수 있으며, 또한 집합 노드(30)는 도 1에서 도시된 바와 같이, 고객 구내 설비로 연결되는 스포크-타입 인터페이스(34)를 가질 수 있다.
네트워크(26)는 임의의 적합한 타입의 레이어-2 브리징된 네트워크를 포함할 수 있다. 예를 들어, 네트워크(26)는 이더넷 LAN일 수 있으며, 이 경우, 인터페이스(32, 34, 36)는 물리 이더넷 포트(physical Ethernet port)이다. 또 다른 예를 들자면, 네트워크(26)는 가상 브리징된 네트워크, 예를 들어, 하위 레이어-2, 또는 레이어-3 네트워크, 또는 VLAN 브로드캐스트 도메인을 통해 프로비저닝된 가상 사 설 LAN 서비스(VPLS: Virtual Private LAN Service)를 포함할 수 있다. 이러한 경우, 노드 인터페이스는 가상 인터페이스, 또는 물리 포트와 가상 인터페이스의 혼합을 포함할 수 있다. 하나의 실시예에서, 예를 들어, U.S. 특허 출원 공개본 2006/0109802[DK2]에서 기술된 바와 같이, 네트워크(26)는 RPR(Resilient Packet Ring) 네트워크를 통해 프로비저닝되는 VPLS를 포함하며, 상기 특허 출원 공개본은 본원에서 참조로서 인용된다. 이 경우, 네트워크(26)를 통해 송신되는 이더넷 프레임은 RPR 패킷으로 캡슐화되며, VPLS에서 가상 인터페이스는 대응하는 링 네트워크 노드의 RPR MAC 어드레스에 의해 식별된다.
이에 덧붙여, 또는 이를 대체하여, “Encapsulation Methods for Transport of Ethernet over MPLS Networks”(IETF RFC 4448로서 출판, 2006년 4월)에 Martini 외 다수에 의해 기술된 바와 같이, 레이어-3 네트워크를 통과하는 터널(가령, MPLS(Multi-Protocol Label Switching) 터널)의 네트워크를 통해 이더넷 “유사회선(pseudowire)”이 프로비저닝될 수 있으며, 이는 본원에서 참조로서 인용된다. 브리징된 레이어-2 네트워크의 또 다른 타입과 조합이 해당업계 종사자에게라면 명백하며, 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 여겨질 수 있다.
레이어-2 브리징된 네트워크의 특성은 임의의 브리지의 임의의 인터페이스로 연결되는 스테이션이 그 밖의 다른 임의의 스테이션과 통신할 수 있다는 것이다. 그러나 스포크-타입 인터페이스(34)가 (직접적으로, 또는 네트워크-타입 인터페이스(36)를 통해) 허브-타입 인터페이스(32)와만 통신하고, 그 밖의 다른 스포크-타 입 인터페이스와는 통신하지 않도록, 노드(28 및 30)의 인터페이스는 이러한 연결을 제한하도록 구성된다. 다시 말하자면, 각각의 허브-타입 인터페이스와 컴퓨터(22) 간에 P2MP 토폴로지가 생성된다는 것이다. 따라서 이들 컴퓨터는 허브-타입 인터페이스만을 이용하여 액세스 네트워크(20)를 통해 통신하도록 강제되고, 액세스 네트워크를 통해 서로 서로 직접 통신하는 것이 금지된다. 따라서 통상적으로, 컴퓨터(22)로의, 그리고 상기 컴퓨터로부터의 모든 통신은 게이트웨이(38)를 통과할 것이며, 이로 인해서, 네트워크(20)의 운영자가 보안과 기록 보관 수단을 적용할 때 게이트웨이를 이용할 수 있다. 이러한 배열은 컴퓨터(22)의 사용자가 악의적인 트래픽을 액세스 네트워크(20)를 통해 다른 컴퓨터에게 직접 전송하는 것, 또는 권한 없이(그리고 적정한 비용 지불 없이) 액세스 네트워크의 자원을 이용하는 것을 방지한다. 한편, 허브-타입 인터페이스(32)는 네트워크(26)를 통해 서로 통신하도록 허용될 수 있을 뿐 아니라, 스포크-타입 인터페이스(34)와 통신하도록 허용될 수 있다.
도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따르는 집합 노드(30) 중 하나의 세부사항을 개략적으로 도시하는 블록 다이어그램이다. 브리지 노드(28)는 집합 노드와 구조 및 동작에서 유사할 수 있다. 이 실시예는 단지 예로서 나타나며, 본 발명의 한 가지 가능한 구현예의 이해를 돕는다. 선택적으로, 본 발명의 원리는, 임의의 적합한 내부 구조를 갖는 임의의 타입의 레이어-2 스위치로 구현될 수 있으며, 이러한 모든 대안적 구현예는 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 여겨진다.
노드(30)는 스위칭 코어(42)에 의해 링크되는 복수 개의 라인 카드(40)를 포 함한다. 라인 카드(40) 중 하나 이상은 공중 네트워크(24)로 연결되는 허브-타입 인터페이스(32)를 포함한다. 통상적으로, 각각의 라인 카드는 복수 개의 인터페이스를 포함할 수 있지만, 단순성을 위해, 도 2에서는 단지 몇 개의 인터페이스만 도시했다. 또한 라인 카드(40)가 하나 이상의 네트워크-타입의 인터페이스(36)를 포함할 수 있고, 컴퓨터(22)로 연결되는 하나 이상의 스포크-타입 인터페이스(34)를 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따르는, 노드(30)에서의 라인 카드(40)의 하나의 세부사항을 개략적으로 나타내는 블록 다이어그램이다. 이 예시에서, 인터페이스(34)가 대응하는 프로세싱 채널(50)과 연계되는 이더넷 포트로서 식별된다. 라인 카드는 이러한 종류의 N개의 포트를, N개의 대응하는 프로세싱 채널과 함께 포함한다. (각각의 채널(50)이 단순성을 위해 개별적인 기능 블록으로서 나타나지만, 실제로 채널은 구별되는 물리적 장치가 아닐 수 있으며, 오히려, 복수 개의 포트를 서비스하는 프로세싱 장치에 의해 수행되는 쓰레드(thread)나 프로세스로서 구현될 수 있다) 채널(50)은 유입 경로(ingress path, 54)와 유출 경로(egress path, 56)를 포함하는 프레임 프로세서(frame processor, 52)를 포함한다. 프레임 프로세서(52)는 MAC 학습 및 포워딩 기능(이하에서 상세히 설명됨)을 위한 MAC 포워딩 데이터베이스(FDB)(58)와 플러드 데이터베이스(flood database, 60)를 사용한다. 통상적으로 이들 데이터베이스는 라인 카드(40) 상의 프로세싱 채널 간에서 공유된다. VPLS-기반의 네트워크에서 FDB가 구축되고 사용될 수 있는 방법의 추가적인 세부사항이 앞서 언급된 U.S. 특허 출원 공개 2006/0109802와 본 발명과 동일한 출원인의 2006년 5월 19일자로 출원된 U.S. 특허 출원 11/419,444에서 설명되어 있으며, 상기 특허의 내용은 본원에서 참조로서 인용된다.
MAC FDB(58)는 다음의 일반 형태를 가질 수 있다:
테이블 1 - 샘플 MAC FDB
VPLS ID MAC 어드레스 VLAN ID 인터페이스 번호 UNI 타입 무브 카운터 에이지
16 A 10 1 H 0 1:00
16 B 10 2 S 0 2:02
16 C 10 3 S 0 2:45
MAC 어드레스, 선택사항인 VLAN ID 및 인터페이스(포트) 번호가 앞서 언급된 ANSI/IEEE 표준 802.1D에 의해 정의된 비교 필드와 유사하다. 다시 말하자면, 관심 노드에 의해 수신된 하나의 프레임이 지닐 수 있는 각각의 유니캐스트 MAC 종착지 어드레스와 VLAN ID에 대하여, 테이블이 상기 프레임이 포워딩되어야 할 노드의 인터페이스를 식별한다. 앞서 언급된 바와 같이, “인터페이스 번호”는 물리 포트, 또는 가상 포트를 참조할 수 있으며, 레이어-2 프레임이 또 다른 레이어-2 프레임, 가령, IEEE 표준 802.17b에 의해 정의된 캡슐화, 또는 또 다른 타입의 MAC-in-MAC 캡슐화로 캡슐화될 때, 이들 가상 포트는 앞서 언급된 테이블에서 프레임 캡슐화에서 사용되는 MAC 어드레스에 의해 식별될 수 있다. (브로드캐스트 및 멀티캐스트 프레임의 포워딩은 플러드 데이터베이스(60)에 의해 결정된다) 예를 들어, 앞서 언급된 특허 출원에서 기재되어 있는 바와 같이, 네트워크(26)가 VPLS를 포함하는 경우, 상기 MAC FDB 엔트리가 또한 VPLS ID에 따라서 해결(resolve)될 수 있다. MAC FDB에서의 오래된 엔트리를 빼버릴 때 "에이지(age)“ 필드가 사용된다. 이는 이하에서 상세히 설명된다.
P2MP 네트워크 구성을 강화하고 관리할 때 MAC FDB(58)의 2개의 추가적인 필드가 사용된다.
·각각의 MAC 어드레스에 대하여 UNI(User Network Interface) 타입 지정이, MAC 어드레스가 궁극적으로 네트워크 끝단에 도달될 때 통과하는 인터페이스가 허브-타입(H) 인터페이스인가, 또는 스포크-타입(S) 인터페이스인가의 여부를 나타낸다. (즉, UNI-타입 지정은 앞서 언급된 테이블 1의 “인터페이스 번호”세로열에서의 인터페이스를 일컫는 것이 아니라, 특정 MAC 어드레스를 갖는 컴퓨터(22)나 게이트웨이(38)가 실제로 연결되는 네트워크(20)에서의 또 다른 노드 상의 인터페이스의 UNI 타입을 일컫는 것이다) 각각의 인터페이스의 UNI 타입은 네트워크 운영자에 의해, 예를 들어 인터페이스가 위치하는 라인 카드의 메모리에 적정 플래그를 설정함으로써, 미리 구성된다. 이하에서 설명될 바와 같이, MAC 학습 프로세스의 과정에서, 프로세서(52)는 UNI 타입 지정을 학습하며, 인터페이스 번호와 함께 MAC FDB에 값을 채워 넣는다.
·예를 들어, 고객 구내 네트워크에서 존재할 수 있는 루프로 인한 네트워크 플러딩과 MAC FDB의 오염을 피하면서, 네트워크 구성의 변화(예를 들어, 시스템 운영자에 의한 허브-타입 인터페이스의 스포크-타입 인터페이스로서의 재구성)를 자동으로 인지함에 있어, 무브 카운터(move counter)가 사용된다. 무브 카운터를 이용하는 것은 도 6을 참조하여 이하에서 상세히 설명된다.
또한 플러드 데이터베이스(60)는 각각의 인터페이스에 대하여, 브로드캐스트 및 멀티캐스트 프레임 포워딩뿐 아니라 MAC FDB(58)에서 나타나지 않는 목적지 어 드레스를 갖는 유니캐스트 프레임 포워딩을 제어하기 위한 UNI 타입 지정을 내포해야 한다.
도 4는 본 발명의 하나의 실시예에 따라, 노드(28 및 30)에 의해 운반되는 데이터 프레임을 처리하기 위한 방법을 개략적으로 도시하는 흐름도이다. 상기 방법은, 노드(28, 또는 30) 중 하나가 노드 인터페이스 중 하나의 유입 측(ingress side) 상에서의 포워딩을 위한 데이터 프레임을 수신할 때마다, 프레임 수신 단계(70)에서 개시된다. 앞서 언급된 바와 같이, 유입 인터페이스의 UNI 타입은 시스템 운영자에 의해 이미 구성되었다고 가정된다. 프로세서(52)는 프레임 표시 단계(72)에서, UNI 타입에 따르는 타입 인디케이션을 이용하여 프레임을 표시한다. 유입 인터페이스가 허브-타입, 또는 스포크-타입 인터페이스인 경우, 이에 따라 프로세서(52)는 프레임을 표시한다. 유입 인터페이스가 네트워크-타입 인터페이스인 경우, 프레임은 반드시, 프레임이 네트워크로 들어올 때 통과한 네트워크-끝단 인터페이스의 UNI 타입(허브, 또는 스포크)으로 표시될 것이다. 이러한 후자의 경우, 프로세서(52)는 프레임의 UNI 타입 인디케이션을 변하지 않은 채로 유지한다.
네트워크(20)의 나머지 노드가 임의의 적합한 타입 인디케이션을 인지하도록 프로그래밍되는 한, 단계(72)에서 프레임을 표시하기 위해 상기 임의의 적합한 타입 인디케이션이 사용될 수 있다. 예를 들어, IEEE 표준 802.1Q에 의해 특정된 VLAN 태그는 CFI 비트를 포함한다. 이는 실전 네트워크 적용예에서는 드물게 사용된다. 따라서 CFI 비트의 값은 유입 인터페이스가 허브-타입, 또는 스포크-타입인가의 여부를 나타내도록 설정된다. 또 다른 예를 들자면, 네트워크(20)가 MPLS 터 널을 통한 가상 이더넷 연결의 세트를 포함하는 경우, 앞서 언급된 RFC 4448에서 기술된 바와 같이, 내부 유사회선(PW: pseudo-wire) 라벨의 비트 중 하나가 UNI 타입을 나타내기 위해 사용될 수 있다. 또 다른 대안예를 들자면, “Pseudowire Emulation Edge-to-Edge (PWE3) Control Word for Use over an MPLS PSN”(IETF RFC 4385, 2006년 2월)에서 Bryant 외 다수에 의해 정의된 제어 워드(control word)가 이러한 목적을 위해 사용될 수 있다.
프레임을 수신하고, (유입 인터페이스가 네트워크-타입이 아닌 경우) 표시한 후, 학습 단계(74)에서, 상기 프레임의 MAC 출발지 어드레스(SA: source address)에 관련하여 노드는 MAC 학습 절차를 수행한다. 상기 학습 절차는 도 6을 참조하여, 이하에서 상세히 설명된다. 일반적으로 이 절차는 앞서 언급된 ANSI/IEEE 표준 802.1D(특히 섹션 7.7-7.9)에서 정의되고, 네트워크(20)의 P2MP 기능을 지원하기 위해 수정된 MAC 학습 및 포워딩 절차를 기반으로 한다. 이 절차는 에이징 메커니즘(aging mechanism)을 포함하는데, 상기 에이징 메커니즘에 의해서, 특정 시간 주기 동안 참조되지 않는 MAC FDB의 엔트리가 데이터베이스로부터 제거된다. “살아 있는(live)" 엔트리의 에이징을 방지하기 위해, 학습 절차를 수행하는 노드가, MAC FDB(58)에 이미 MAC SA에 대응하는 엔트리와 현재 프레임의 유입 인터페이스가 존재한다고 판단할 때, 엔트리를 재생(refresh)한다. 즉, 테이블 1의 마지막 세로줄에서 나타나는 에이징 타이머(aging timer)를 재설정한다.
다른 한편으로, MAC FDB에 현재 프레임의 MAC SA에 대응하는 입력이, 현재 프레임의 유입 인터페이스와는 다른 인터페이스 번호와 함께 존재하는 경우, 프레 임의 핸들링은 테이블 1에서 앞서 나타난 바와 같이, FDB에 기록된 UNI 타입 지정의 값과 무브 카운터에 따라 다를 것이다. 이 결정 프로세스는 도 6을 참조하여 이하에서 더 상세히 설명된다. 간단하게 말하자면, 일부 환경에서, 현재 프레임의 UNI 타입이 스포크-타입인 경우, 노드는 상기 프레임이 스포크 인터페이스(34) 중 하나로 연결되는 고객 구내 장비 내의 루프의 결과로서 발생했을 수 있다고 판단할 수 있다. 이러한 경우, 프레임 폐기 단계(80)에서, 상기 노드는 임의로 프레임을 폐기할 수 있으며, MAC FDB(58)의 대응하는 엔트리의 인터페이스 번호나 UNI 타입 지정을 변경하지 않는다. 이러한 경우에서의 패킷을 폐기하느냐, 또는 포워딩하느냐의 결정은 시스템 운영자에 의해 미리 설정될 수 있다.
단계(70)에서 프레임을 수신한 노드가, MAC 검색 단계(76)에서, 상기 프레임의 MAC 목적지 어드레스(DA: Destination Address)를 검색(look up)함으로써, 프레임을 송신할 때 통과해야 할 유출 인터페이스(egress interface)를 결정한다. 다시 한 번 말하지만, 이 단계는 P2MP 기능과 관련되어 수정된 ANSI/IEEE 표준 802.1D의 섹션 7.7-7.9에서 기재된 절차의 일반 라인을 따른다. 노드는 MAC FDB(58)를 이용하여, 유니캐스트 프레임을 위한 유출 인터페이스를 검색하며, 또는 플러드 데이터베이스(60)를 이용하여 브로드캐스트 및 멀티캐스트 프레임뿐 아니라 MAC FDB(58)에서 나타나지 않는 MAC DA를 갖는 유니캐스트 프레임을 위한 유출 인터페이스를 결정할 수 있다. 스포크-타입 UNI 인디케이션과, FDB(58)에서 스포크-타입 UNI 지정으로 표시된 MAC DA를 갖는 유니캐스트 프레임이 비합법적이라고 판단되고, 따라서 단계(80)에서 폐기된다. 프레임 포워딩 단계(78)에서, 단계(76)에 의해 결정된 적정한 유출 인터페이스를 통해 그 밖의 다른 프레임이 송신된다.
도 4에서 MAC 학습 단계(74)가 MAC 검색 단계(76)에 선행하지만, 선택적으로 이들 단계의 순서는 바뀔 수 있다. 예를 들어, 포워딩을 위해 프레임이 전송될 유출 라인 카드를 결정하기 위해, MAC 검색이 노드의 유입 라인 카드에서 수행될 수 있다. 각각의 유출 라인 카드는, 프레임이 수신되었을 때 통과한 인터페이스의 인디케이션을 유입 라인에서 수신하고, 그 후, MAC 학습을 이용하여, 자신의 고유 MAC FDB에 이를 기록할 수 있다.
도 5는 본 발명의 하나의 실시예에 따르는 MAC 검색 단계(76)의 세부사항을 개략적으로 보여주는 흐름도이다. 프레임을 수신하면, 타입 결정 단계(90)에서 수신 노드가 프레임의 UNI 타입 인디케이션을 판단한다. 프레임 인디케이션이 허브-타입인 경우, 노드는 간단하게 MAC FDB(58), 또는 플러드 데이터베이스(60)에서 MAC DA를 검색하며, 그 후, 허브-타입 포워딩 단계(92)에서, 적정 데이터베이스가 나타내는 모든 목적지 인터페이스로 상기 프레임을 포워딩한다. 즉, 허브-타입 프레임의 경우, 포워딩이 멀티포인트-투-멀티포인트 모델을 따른다.
프레임이 스포크-타입으로 표시되는 경우, 또한 스포크 검색 단계(94)에서 노드가 MAC DA를 검색한다. 단계(94)에서 MAC DA가 유니캐스트 어드레스이지만 MAC FDB(58)에서 발견되지 않는 경우, 단계(95)에서, 노드는 플러드 데이터베이스(60)에서 허브-타입, 또는 네트워크-타입으로 지정된 자신의 모든 인터페이스에서 프레임을 플러딩한다. MAC DA가 멀티캐스트 어드레스인 경우, 노드는 플러드 데이터베이스(60)에 리스팅된 멀티캐스트 그룹의 모든 허브-타입 인터페이스 및 네트워크- 타입 인터페이스에게, 또는 브로드캐스트 어드레스의 경우, 상기 노드의 모든 허브-타입 인터페이스, 또는 네트워크-타입 인터페이스에게 프레임을 포워딩한다. 스포크-타입 프레임은 스포크-타입 인터페이스에게 플러딩되지 않는다.
단계(94)에서 MAC DA가 유니캐스트 어드레스이고, 상기 어드레스가 MAC FDB(58)에서 발견되는 경우, 타입 체킹 단계(96)에서, MAC DA에 대한 UNI 타입 지정이 허브-타입인지, 또는 스포크-타입인지를 판단하기 위해, 상기 노드는 대응하는 FDB 엔트리를 체크한다. UNI 타입이 허브-타입인 경우, 상기 노드는 프레임을 MAC FDB에 나와 있는 유출 인터페이스로 포워딩한다. 그렇지 않고 UNI 타입이 스포크-타입인 경우, 단계(80)에서 상기 프레임은 폐기되어, 하나 이상의 게이트웨이(38)를 통하지 않는 서로 다른 고객 구내 컴퓨터(22) 간의 프레임 송신을 방지할 수 있다.
도 6은 본 발명의 하나의 실시예에 따르는, MAC 학습 단계(74)의 세부사항을 개략적으로 나타내는 흐름도이다. 이더넷 네트워크 상의 물리 포트인 하나의 인터페이스에서 학습 프로세스가 수행되는 경우, 이하에서 설명될 학습 프로세스는 프레임 헤더에서 나타나는 실제 MAC SA를 참조한다. 한편, 일부 가상 브리징된 네트워크에서, 가령, VPLS에서, 레이어-2 프레임은 또 다른 패킷 내에서 캡슐화된다. 또한 앞서 언급된 U.S. 특허 출원 공개본 2006/0109802[DK3]에서 기술된 RRR을 통한 VPLS, 또는 IEEE 드래프트 표준 802.1ah에서 기술된 사업자 백본 브리지(Provider Backbone Bridge)를 이용하는 MAC-in-MAC 캡슐화의 경우에서와 같이, 캡슐화하는 패킷은 자신 고유의 MAC DA 및 MAC SA를 갖는 레이어-2 프레임일 수 있 다. 이러한 경우, 학습 프로세스는 캡슐화된(내부) 프레임에서 나타나는 MAC SA에 대응하는 엔트리를 MAC FDB(58)에 생성하며, 반면에 MAC FDB에 리스팅된 이러한 엔트리에 대한 “인터페이스”는 하위 물리 네트워크에서의 MAC 어드레스(가령, RPR MAC)일 것이며, 상기 MAC 어드레스는, 이하의 다이어그램에서 나타나는 바와 같이, 캡슐화하는(외부) 프레임의 MAC SA로서 나타난다.
테이블 Ⅱ - 캡슐화된 MAC 프레임
"외부"(캡슐화하는)
MAC 헤더:
MAC SA -> 인터페이스 번호		 "내부"(캡슐화되는)
MAC 헤더:
MAC SA -> 테이블 내 MAC 어드레스
 페이로드
학습 프로세스가 개시되면, 출발지 어드레스 검색 단계(100)에서, 수신 노드는 MAC FDB에서 각각의 수신된 프레임의 MAC SA를 검색한다. 이 MAC 어드레스에 대하여 MAC FDB에 어떠한 엔트리도 없는 경우, 엔트리 생성 단계(102)에서 노드는 새로운 엔트리를 생성한다. 앞서 언급된 테이블 1에서 나타나는 바와 같이, 엔트리는 프레임의 MAC 출발지 어드레스와 상기 프레임이 수신되었을 때 통과한 유입 인터페이스(MAC-in-MAC 캡슐화의 경우, 인터페이스 번호, 또는 MAC SA)를 포함한다. 단계(72)에서 할당되는 것처럼(도 4), 프레임의 UNI 타입 인디케이션이 엔트리의 UNI 타입 지정으로서 레코딩된다. 또한 엔트리는 VPLS 및/또는 VLAN ID를 포함할 수 있다. 엔트리의 무브 카운터가 0으로 설정되며, 에이징 타이머가 재설정된다.
MAC FDB에 현재 프레임의 MAC SA에 대응하는 엔트리가 이미 존재하는 경우, 프레임 타입 체킹 단계(104)에서 노드는 상기 프레임의 UNI 타입 인디케이션을 체크한다. 프레임이 허브-타입으로 표시된 경우, 노드는 엔트리 업데이트 단계(106) 에서 MAC FDB에 엔트리를 업데이트하고 에이징 타이머와 무브 카운터를 재설정한다. 이 단계에서, 상기 프레임이 수신되었을 때 통과한 유입 인터페이스와 프레임의 UNI 타입 인디케이션이 엔트리에 리스팅된 인터페이스와 UNI 타입 지정과 동일한 경우, 상기 노드는 간단하게 엔트리를 재생한다. 즉, 에이징 타이머를 재설정하고, 무브 카운터를 0으로 설정한다.
대안적으로, 단계(106)에서, 노드는 상기 허브-타입 프레임이 수신되었을 때 통과한 유입 인터페이스가, 상기 프레임의 MAC SA에 대한 MAC FDB 엔트리에 리스팅된 인터페이스와 다르거나, 엔트리의 UNI 타입 지정이 스포크-타입일 수 있다는 것을 발견할 수 있다. 이러한 종류의 변화는 네트워크 내에서 스테이션을 이동시키거나, 인터페이스를 재구성함으로써 야기되었다고 가정된다. 이러한 경우, 새로운 인터페이스 및/또는 UNI 타입을 반영하기 위해, 노드는 MAC FDB에 프레임의 MAC SA에 대응하는 엔트리를 업데이트한다. 또한 노드는 에이징 타이머를 재설정하고, 엔트리의 무브 카운터를 0으로 설정한다.
다른 한편으로는, 프레임의 UNI 타입 인디케이션이 스포크-타입인 경우, 엔트리 타입 체킹 단계(108)에서, 상기 노드가 MAC FDB(58) 내 프레임의 MAC SA에 대응하는 엔트리의 UNI 타입 지정이 허브-타입인지, 또는 스포크-타입인지를 체크한다. 또한 MAC FDB 내 엔트리가 스포크-타입으로서 지정된 경우, 단계(106)에서 앞서 언급된 방식으로, 노드가 엔트리를 재생한다.
그러나 단계(108)에서 MAC FDB 내 엔트리의 UNI 타입 지정이 허브-타입이라고 발견된 경우, 고객 구내 설비의 루프를 통과한 결과로서 현재 프레임이 노드에 도달하지 않았다는 것에 주의를 기울여야 한다. 예를 들어, 우선 네트워크에서 노드(30) 중 하나의 인터페이스(32) 중 하나를 통해 프레임이 수신되고(도 3), 그 후, 허브-타입의 UNI 타입 인디케이션으로 표시되고, 그 후, 노드(28) 중 하나의 인터페이스(34) 중 하나를 통해 네트워크의 외부로 송신되며, 상기 인터페이스(또는 또 다른 인터페이스)를 통해 노드(28)로 루프-백(loop-back)될 수 있다. 노드(28)는 본래의 MAC SA는 유지하면서, 프레임 UNI 타입 인디케이션을 스포크-타입으로 설정할 것이다. 이러한 루프-방지 메커니즘이 없는 경우, 노드(28)는 MAC FDB에서 이 MAC 어드레스에 대한 현재의 엔트리를 원위치시키고, 네트워크(26)를 통해 프레임을 포워딩하려고 시도할 것이다. 이하의 단계에 의해, 노드는 이러한 종류의 사고를 방지할 수 있다.
스포크-타입 UNI 인디케이션과, MAC FDB(58) 내 대응하는 엔트리의 UNI 타입 지정이 허브-타입인 MAC SA를 갖는 프레임을 수신한 후, 인터페이스 비교 단계(110)에서, 상기 노드는 상기 노드가 프레임을 수신했을 때 통과한 유입 인터페이스의 번호를, MAC FDB 내 대응하는 엔트리에서 나타나는 인터페이스의 번호와 비교한다. 인터페이스 번호가 동일한 경우, 시스템 운영자가 상기 인터페이스를 허브-타입에서 스포크-타입으로 단순히 재구성했었다고 가정될 수 있다. 이러한 경우, 단계(106)에서, MAC FDB 내 엔트리는 업데이트되어, 변경된 인터페이스 UNI 타입을 반영시킬 수 있다. 앞서 설명된 바와 같이, 에이징 타이머와 무브 카운터가 재설정된다.
단계(110)에서, 인터페이스 번호가 일치하지 않는 것은, 스테이션이 허브-타 입 인터페이스에서 스포크-타입 인터페이스로 이동되었거나, 현재의 프레임이 고객 구내 네트워크를 통해 루프-백(loop-back)되었기 때문이다. 루프된 프레임의 재송신을 피하기 위해, 카운터 체킹 단계(112)에서, 노드는 MAC FDB 내 대응하는 엔트리에서 무브 카운터의 값을 체크한다(테이블 1). 이 카운터는 MAC FDB 내 대응하는 엔트리가 가리키는 인터페이스와 일치하지 않는 유입 인터페이스를 통해 현재 프레임의 MAC SA로부터 수신된 연속되는 프레임의 개수를 나타낸다. 일치하지 않는 유입 인터페이스를 통해 이 MAC SA로부터 새로운 프레임이 수신될 때마다, 증가 단계(114)에서 무브 카운터는 지정된 임계값까지로 증가된다. 상기 임계값에 도달하면, 지정된 설정 매개변수에 따라서, 이들 프레임은 폐기되어나, (루프의 가능성에도 불구하고) 포워딩될 수 있다. 그러나 MAC-FDB 재-학습은 무브 카운터가 자신의 임계값에 도달하기 전까지 실행되지 않을 것이다.
단계(114)에서, 스포크-타입 인터페이스를 통해 루프-백되는 프레임 때문에, 무브 카운터가 증가된 후, 이 MAC SA를 갖고 도착하는 다음 프레임은 본래의 허브-타입 인터페이스로부터 오는 것이 일반적일 것이다. 따라서 단계(106)에서 이 프레임에 의해 무브 카운터가 재설정될 것이다. 따라서 단계(112)에서 무브 카운터가 임계값에 결코 도달하지 않을 것이기 때문에, 1의 임계값을 사용하는 것이 충분할 수 있다. (왜냐하면 프로세스는 하나의 주어진 MAC SA에 대하여 단계를 연속으로 2회는 통과하지 않을 것이기 때문이다) 따라서 대응하는 MAC 엔트리가 업데이트되지 않을 것이다. 그러나 복수 개의 고객 구내 루프로 인한 가능한 문제를 피하기 위해, 더 큰 임계값이 설정될 수 있다.
다른 한편으로는, 시스템 운영자가 허브-타입 인터페이스에서 스포크-타입 인터페이스로 스테이션을 이동시켰기 때문에 주어진 MAC SA에 대한 유입 인터페이스 번호 및 타입의 변경이 발생된 경우, 단계(112)에서 무브 카운터가 임계값에 도달할 때까지, 근원지 컴퓨터(originating computer)는 이 MAC SA로부터 스포크-타입 인터페이스를 통해 프레임을 송신하는 것을 계속할 것이다. 이러한 관점에서, 단계(106)에서 노드는 MAC FDB 내 대응하는 엔트리에서 인터페이스 번호를 업데이트한다. 또한 노드는 UNI 타입 지정을 스포크-타입으로 변경하고, 에이징 타이머와 무브 카운터를 재설정한다.

Claims (26)

  1. 통신 방법에 있어서, 상기 방법은
    레이어-2 브리징된 네트워크(Layer-2 bridged network) 내의 스위치들의 그룹을 연결하는 단계로서, 이때, 스위치는 복수 개의 네트워크 인터페이스를 포함하는 단계와,
    상기 스위치들 중 하나 이상의 스위치의 하나 이상의 인터페이스가 제 1 타입의 인터페이스로서 설정되며, 복수 개의 나머지 인터페이스는 제 2 타입의 인터페이스로서 설정되도록, 상기 인터페이스를 설정하는 단계와,
    네트워크에서 송신하기 위해, 상기 제 1 타입 및 제 2 타입의 인터페이스를 통해 프레임을 수신한 후, 상기 수신된 프레임을 대응하는 제 1 타입 및 제 2 타입 인디케이션으로 라벨링하는 단계와,
    제 1 타입 인디케이션으로 라벨링된 프레임은 인터페이스 중 임의의 인터페이스를 통해 송신되도록 허용되며, 반면에 제 2 타입 인디케이션으로 라벨링된 프레임은 제 1 타입의 인터페이스를 통해 송신되는 것은 허용되고 제 2 타입의 인터페이스를 통해 송신되는 것은 금지되도록, 상기 타입 인디케이션들에 따라 스위치를 이용하여 레이어-2 브리징된 네트워크를 통해 프레임을 포워딩(forwarding)하는 단계와;
    출발지 어드레스를 포함하는 프레임을 주어진 스위치의 제1 인터페이스를 통해 수신하는 단계와;
    상기 출발지 어드레스를 포함하는 엔트리 그리고 상기 프레임 타입 인디케이션과 동일한 타입 번호를 생성시키는 단계와;
    상기 엔트리를 포워딩 데이터베이스로 추가하는 단계와;
    프레임의 출발지 어드레스와 타입 인디케이션에 따라 데이터베이스 학습 프로세스를 이용하여 포워딩 데이터베이스를 업데이트하는 단계를 포함하며,
    상기 프레임을 포워딩하는 단계는, 주어진 스위치의 제 1 인터페이스를 통해 주어진 목적지 어드레스를 포함하는 프레임을 수신한 후, 프레임을 포워딩할때 통과해야 하는 하나 이상의 제 2 인터페이스의 식별자와, 인터페이스의 제 1 타입, 또는 제 2 타입과 연계되는 것으로서 목적지 어드레스의 타입 지정(type designation)을 더욱 포함하는 포워딩 데이터베이스(forwarding database)에서 상기 목적지 어드레스를 검색(look up)하는 단계와
    상기 제 2 인터페이스를 통해 프레임을 포워딩할 것인가를 판단하기 위해, 상기 타입 지정을 프레임의 타입 인디케이션과 비교하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 레이어-2 브리징된 네트워크는 멀티포인트-투-멀티포인트 연결을 위해 배열되며, 상기 인터페이스를 설정하는 단계는, 포인트-투-멀티포인트 토폴로지에서와 같이, 하나 이상의 인터페이스를 허브(hub)로서 설정하고, 복수 개의 나머지 인터페이스를 스포크(spoke)로서 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 스위치들의 그룹을 연결하는 단계는, 고객 구내 장비(customer premise equipment)가 레이어-3 네트워크를 액세스할 수 있게 하면서, 서로 다른 스포크 상의 고객 구내 장비 간의 레이어-2 브리징된 네트워크를 통한 통신은, 허브를 통한 통신은 제외하고, 금지되는 액세스 네트워크를 형성하기 위해, 상기 스포크를 고객 구내 장비로 연결하고, 상기 허브를 레이어-3 네트워크로 연결하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 허브를 통한 프레임 브로드캐스트가 모든 스포크 상의 고객 구내 장비에 도달하도록, 레이어-2 브리징된 네트워크의 모든 노드는 하나의 단일 네트워크 브로드캐스트 도메인에 속하는 어드레스를 할당받는 것을 특징으로 하는 통신 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 레이어-2 브리징된 네트워크는 이더넷 네트워크(Ethernet network)와 가상 레이어-2 네트워크(virtual Layer-2 network) 중 하 나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 인터페이스를 설정하는 단계는, 제 1 타입과 제 2 타입에 속하지 않는 인터페이스에 제 3 타입을 할당하는 단계를 포함하며, 상기 할당 단계에 의해, 상기 제 3 타입의 인터페이스를 통해 프레임이 수신된 후, 상기 스위치는 프레임의 타입 인디케이션을 변경하지 않은 채 두는 것을 특징으로 하는 통신 방법.
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 타입 지정을 타입 인디케이션과 비교하는 단계는, 프레임이 제 2 타입 인디케이션을 포함하고, 상기 타입 지정이 목적지 어드레스가 제 2 타입의 인터페이스와 연계된다고 나타내는 경우, 상기 프레임을 폐기하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 방법.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제 1 항에 있어서, 프레임이 제 2 타입 인디케이션으로 라벨링되어 있으면서, 데이터베이스가 상기 프레임의 출발지 어드레스를 포함하는 엔트리를 포함하고, 엔트리의 타입 지정이 제 1 타입의 인터페이스와 연계되어 있는 경우, 상기 엔트리를 업데이트하는 것을 중지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 엔트리를 업데이트하는 것을 중지하는 단계 후에, 카운터를 증가시키는 단계와,
    상기 카운터가 지정된 임계값에 도달할 때, 인터페이스의 제 2 타입과 연계되는 타입 지정을 포함하도록 상기 엔트리를 업데이트하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    프레임이 제 2 타입 인디케이션으로 라벨링되어 있으면서, 데이터베이스가 상기 프레임의 출발지 어드레스를 포함하는 엔트리를 포함하고, 상기 엔트리의 타입 지정이 인터페이스의 제 1 타입과 연계될 때, 프레임을 폐기하느냐의 여부에 대해 나타내는 설정 입력을 수신하는 단계와,
    상기 설정 입력에 따라서 프레임을 폐기하느냐의 여부에 대해 판단하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 방법.
  14. 레이어-2 브리징된 네트워크(Layer-2 bridged network)에서 함께 연결된 스위치들의 그룹을 포함하는 통신 장치에 있어서, 각각의 스위치는
    스위치들 중 하나 이상의 스위치의 하나 이상의 인터페이스가 제 1 타입의 인터페이스로서 설정되고, 복수 개의 나머지 인터페이스가 제 2 타입의 인터페이스로서 설정되는 복수 개의 네트워크 인터페이스와,
    프레임 프로세서(frame processor)를 포함하며;
    상기 프레임 프로세서는, 상기 프레임의 출발지 어드레스와, 제 1 인터페이스를 식별하기 위한 프레임의 타입 인디케이션과 동일한 번호를 포함하는 엔트리를 발생시키고, 상기 프레임이 포워딩될 때 통과해야 하는 하나 이상의 제 2 인터페이스의 식별자와, 인터페이스의 제 1 타입, 또는 제 2 타입과 연계되는 것으로서 목적지 어드레스의 타입 지정(type designation)을 포함하는 포워딩 데이터베이스(forwarding database)로 상기 엔트리를 추가하도록 하며;
    주어진 스위치의 제 1 인터페이스를 통해 주어진 목적지 어드레스를 포함하는 프레임을 수신한 후, 포워딩 데이터베이스(forwarding database)에서 목적지 어드레스를 검색하고, 그리고 제 2 인터페이스를 통해 상기 프레임을 포워딩할 것인가를 판단하기 위해, 프레임 타입 지정을 상기 프레임의 타입 인디케이션과 비교하며;
    네트워크에서 송신하기 위해 제 1 및 제 2 타입의 인터페이스를 통해 프레임을 수신한 후, 상기 수신된 프레임을 대응하는 제 1 및 제 2 타입 인디케이션(type indication)으로 라벨링하고, 제 1 타입 인디케이션으로 라벨링된 프레임은 인터페이스 중 임의의 인터페이스를 통해 송신되도록 허용되며, 반면에 제 2 타입 인디케이션으로 라벨링된 프레임은 제 1 타입의 인터페이스를 통해 송신되는 것은 허용되고 제 2 타입의 인터페이스를 통해 송신되는 것은 금지함으로써, 상기 타입 인디케이션에 따라서, 상기 인터페이스가 레이어-2 브리징된 네트워크(Layer-2 bridged network)를 통해 프레임을 포워딩하게 하고; 그리고
    상기 출발지 어드레스와 프레임의 타입 인디케이션에 따라 데이터베이스 학습 프로세스(database learning process)를 이용하여, 상기 포워딩 데이터베이스를 업데이트하게 함을 특징으로 하는 통신 장치.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 레이어-2 브리징된 네트워크는 멀티포인트-투-멀티포인트 연결을 위해 배열되며, 포인트-투-멀티포인트 토폴로지에서 상기 하나 이상의 인터페이스는 허브(hub)로서 설정되고, 복수 개의 나머지 인터페이스는 스포크(spoke)로서 설정되는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
  16. 제 15 항에 있어서, 고객 구내 장비(customer premise equipment)가 레이어-3 네트워크를 액세스할 수 있게 하면서, 서로 다른 스포크 상의 고객 구내 장비 간 의 레이어-2 브리징된 네트워크를 통한 통신은, 허브를 통한 통신은 제외하고, 금지되는 액세스 네트워크를 형성하기 위해, 상기 스포크는 고객 구내 장비로 연결되고, 상기 허브는 레이어-3 네트워크로 연결되는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 허브를 통한 프레임 브로드캐스트가 모든 스포크 상의 고객 구내 장비에 도달하도록, 레이어-2 브리징된 네트워크의 모든 노드는 하나의 단일 네트워크 브로드캐스트 도메인에 속하는 어드레스를 할당받는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
  18. 제 14 항에 있어서, 상기 레이어-2 브리징된 네트워크는 이더넷 네트워크(Ethernet network)와 가상 레이어-2 네트워크(virtual Layer-2 network) 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
  19. 제 14 항에 있어서, 제 1 타입과 제 2 타입에 속하지 않는 인터페이스에게 제 3 타입이 할당되며, 상기 제 3 타입의 인터페이스를 통해 프레임이 수신된 후, 상기 프레임 프로세서는 프레임의 타입 인디케이션을 변경하지 않은 채 두는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
  20. 삭제
  21. 제 14 항에 있어서, 상기 프레임 프로세서는, 상기 프레임이 제 2 타입 인디케이션을 포함하고, 타입 지정이 목적지 어드레스가 상기 제 2 타입의 인터페이스와 연계되어 있다고 나타내는 경우, 상기 프레임을 폐기하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
  22. 삭제
  23. 삭제
  24. 제 14 항에 있어서, 상기 프레임 프로세서는, 상기 프레임이 제 2 타입 인디케이션으로 라벨링되어 있으면서, 데이터베이스가 상기 프레임의 출발지 어드레스를 포함하는 엔트리를 포함하고, 상기 엔트리의 타입 지정이 제 1 타입의 인터페이스와 연계되는 경우, 엔트리를 업데이트하지 않고, 프레임을 폐기하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
  25. 제 24 항에 있어서, 상기 프레임 프로세서는, 상기 프레임이 폐기된 후, 카운터를 증가시키고, 상기 카운터가 지정된 임계값에 도달하면, 제 2 타입의 인터페이스와 연계되어 있는 타입 지정을 포함하는 엔트리를 업데이트하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
  26. 제 24 항에 있어서, 상기 프레임 프로세서는,
    프레임이 제 2 타입 인디케이션으로 라벨링되어 있으면서, 데이터베이스가 상기 프레임의 출발지 어드레스를 포함하는 엔트리를 포함하고, 상기 엔트리의 타입 지정이 인터페이스의 제 1 타입과 연계될 때, 프레임을 폐기하느냐의 여부에 대해 나타내는 설정 입력을 수신하도록 연결되고,
    상기 설정 입력에 따라서 프레임을 폐기하느냐의 여부에 대해 판단하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
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