KR101442567B1 - Seamless network communication method using frame based routing on the ring topology - Google Patents

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Abstract

본 발명은 링 토폴로지를 사용하는 통신에 대해서 전송선로가 단절되는 경우 효율적으로 다른 우회 선로를 통하여 프레임을 전송하여 프레임의 손실을 막는 통신 방식에 관한 것이다. 본 발명은 릴 토폴로지 통신에 있어서, 절체시간이 없이 안정적인 통신을 할 수 있는 무손실 링 토폴로지 통신방법을 제공하는데 그 목적이 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a communication method for effectively preventing loss of a frame by transmitting a frame through another bypass line when a transmission line is disconnected for communication using a ring topology. An object of the present invention is to provide a lossless ring topology communication method capable of performing stable communication without a switching time in reel topology communication.

Description

링 네트워크 토폴로지에서 프레임기반 라우팅을 이용한 프레임 무손실 통신 방법 {Seamless network communication method using frame based routing on the ring topology}[0001] The present invention relates to a frame lossless communication method using frame-based routing in a ring network topology,

본 발명은 링 토폴로지를 사용하는 통신에 대해서 전송선로가 단절되는 경우 효율적으로 다른 우회 선로를 통하여 프레임을 전송하여 프레임의 손실을 막는 통신 방식에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a communication method for effectively preventing loss of a frame by transmitting a frame through another bypass line when a transmission line is disconnected for communication using a ring topology.

이더넷과 같이 트리나 스타 토폴로지를 사용하는 네트워크에서는 전송선로가 단절이 되는 경우 더 이상의 프레임 전송은 불가능하며 이러한 이유로 해서 많은 통신망에서 링 토폴로지를 사용하고 있다. 링 토폴로지는 2개의 선로를 가지고 있어 한쪽 전송선로가 단절이 되는 경우 다른 선로를 이용하여 프레임을 전송할 수 있는 장점을 가진다. 하지만 전송선로를 2개를 가지는 것은 프레임이 중복될 수 있기 때문에 대부분의 링 토폴로지를 사용하는 통신장비들은 링을 구성하는 장비 중 마스터가 2개의 선로 중 1개를 논리적으로 단절하다가 다른 선로에 문제가 발생하는 경우 논리적 단절을 복구하는 방식과 2개의 선로중 짧은 선로를 판단하여 전송하는 토폴로지 기반 라우팅을 사용하고 있다. 이러한 통신방식은 링토폴로지의 일반적인 개념이며 이렇게 문제 발생시부터 논리적 단절을 복구하는데 소요되는 시간을 링절체시간이라 하며, 50ms가 일반적으로 사용되고 있다. 네트워크 전송선로의 품질이 주요쟁점을 가지지 않던 예전에는 문제가 되지 않았지만 점차로 전송선로의 품질이 중요시 되면서 50ms의 절체시간은 수많은 프레임의 손실을 가져왔고, 이를 줄이기 위한 노력이 있어왔다.
In a network using a tree or star topology such as Ethernet, if the transmission line is disconnected, no further frame transmission is possible. For this reason, many networks use a ring topology. The ring topology has two lines, which are advantageous in that if one transmission line is disconnected, the frame can be transmitted using another line. However, since two frames of transmission line can be overlapped, communication equipment using most ring topology may be configured such that the master of the equipment constituting the ring is logically disconnected from one of the two lines, It uses a method of recovering logical disconnection when it occurs and a topology-based routing that determines a short line of two lines. This communication method is a general concept of the ring topology. The time required to recover the logical disconnection from the occurrence of the problem is referred to as a ring switching time, and 50 ms is generally used. Although the quality of the network transmission line did not have a major issue in the past, the quality of the transmission line gradually became important, and the switching time of 50 ms resulted in a lot of loss of the frame, and efforts have been made to reduce it.

또 링 토폴로지를 저가의 이더넷에 적용하기 위해서 이더넷 링 기술이 제안되었고, 주로 L2스위치의 STP/RSTP 프로토콜을 사용하여 구현되었다. 하지만 이렇게 구현된 링에서 절체시간이 수초에서 수십초에 달해, 망의 신뢰성을 요구하는 산업계를 중심으로 절체시간이 줄어든 새로운 형식의 통신방식을 채용한 링 토폴로지 장비에 대한 요구가 있다.
In order to apply the ring topology to low-cost Ethernet, Ethernet ring technology has been proposed and implemented mainly by using STP / RSTP protocol of L2 switch. However, there is a demand for a ring topology device employing a new type of communication method in which the switching time of the implemented ring reaches from a few seconds to several tens of seconds, and the switching time is reduced in the industry demanding reliability of the network.

링을 전송선로의 사고에 대해서 자동으로 절체시키기 위해서 링을 구성하는 모든 장비들은 물리적인 연결의 이상 유무를 파악해야 하며, 이를 위해서 제어프레임을 전송한다. 기존의 전송방법을 그대로 이용하여 50ms 이내에 절체시간을 달성하기 위해서는 50ms에 2-3번의 제어프레임을 전송해야 된며 이는 링의 대역폭을 줄이는 역할을 하기 때문에 절체시간을 50ms 이내로 줄이는 것은 권장되고 있지 않다. 즉, 절체시간을 줄이는 것은 대역폭과 반비례하는 관계를 가지기 때문에 기존의 방법으로는 이를 해결하기 어려운 문제가 있다.
In order to automatically transfer the ring to the accident of the transmission line, all the devices constituting the ring must know the physical connection and transmit the control frame for this. In order to achieve the transfer time within 50ms by using the existing transfer method, it is necessary to transfer 2-3 control frames in 50ms, which reduces the bandwidth of the ring. Therefore, it is not recommended to reduce the transfer time within 50ms. In other words, reducing the switching time has an inverse relationship with the bandwidth, so that it is difficult to solve the problem by the conventional method.

상술한 문제를 해결하기 위한 본 발명은 릴 토폴로지 통신에 있어서, 절체시간이 없이 안정적인 통신을 할 수 있는 무손실 링 토폴로지 통신방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a lossless ring topology communication method capable of stable communication without a switching time in reel topology communication.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 본 발명의 기재로부터 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
The technical objects to be achieved by the present invention are not limited to the above-mentioned technical problems, and other technical subjects which are not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description of the present invention .

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 이스트(East) 포트, 웨스트(West) 포트 및 호스트(Host) 포트를 포함하고, 상기 이스트 포트는 인접한 다른 RTCD(Ring Topology Communication Device)의 웨스트 포트와 연결되는 RTCD; 및 상기 호스트 포트와 연결되는 ND(Network Device);를 포함하고, 각각의 네트워크 선로에 동일한 프레임이 한 번만 전송되는 것을 특징으로 하는 무손실 링 네트워크 토폴로지를 제공한다.
According to an aspect of the present invention, there is provided a method of connecting an access terminal to an East port of a neighboring RTD (Ring Topology Communication Device) including an East port, a West port and a Host port, RTCD; And an ND (Network Device) connected to the host port, wherein the same frame is transmitted only once to each network line.

본 발명은 상기 무손실 링 네트워크 토폴로지에 있어서, 상기 프레임은 링 토폴로지를 파악하는데 사용하는 제어프레임과 데이터를 전송할 때 사용하는 사용자프레임으로 구분되는 것을 특징으로 하는 무손실 링 네트워크 토폴로지를 제공한다.
The lossless ring network topology of the present invention is characterized in that the frame is divided into a control frame used for grasping a ring topology and a user frame used for transmitting data.

본 발명은 상기 무손실 링 네트워크 토폴로지에 있어서, 상기 ND는 상기 사용자프레임을 송수신하고, 상기 RTCD는 MCU(Micro Computing Unit) 및 스케줄러를 포함하고, 상기 MCU는 상기 스케줄러와 연동되어 제어프레임을 송수신하고, 상기 제어프레임을 분석하여 링 네트워크의 구성을 파악하고, 상기 스케줄러는 상기 MCU 및 ND로부터 전달받은 프레임을 이스트 포트와 웨스트 포트로 각각 전송하고, 이스트 포트 또는 웨스트 포트에서 수신된 프레임을 사용자프레임과 제어프레임으로 구별하고, 수신된 제어프레임을 상기 MCU에 전달하고, 수신된 제어프레임이 자신이 전송한 프레임인 경우 버리고(Drop), 수신된 제어프레임이 자신이 전송한 프레임이 아닌 경우 상기 수신된 포트의 반대쪽 포트로 전달하고, 수신된 사용자프레임이 중복수신된 프레임이거나 자신이 전송한 프레임인 경우 버리고(Drop), 수신된 사용자프레임이 중복수신된 프레임이 아니거나 자신이 전송한 프레임이 아닌 경우 수신된 포트의 반대쪽 포트 및 호스트 포트로 전달하는 것을 특징으로 하는 무손실 링 네트워크 토폴로지를 제공한다.
In the lossless ring network topology according to the present invention, the ND transmits / receives the user frame, the RTCD includes an MCU (Micro Computing Unit) and a scheduler, the MCU transmits / receives a control frame in cooperation with the scheduler, The scheduler analyzes the control frame to determine the configuration of the ring network. The scheduler transmits frames received from the MCU and the ND to the east port and the west port, respectively, And transfers the received control frame to the MCU. If the received control frame is a frame transmitted by the MCU, the control frame is discarded. If the received control frame is not a frame transmitted by the MCU, To the port on the other side of the received frame, and if the received user frame is a duplicated- And transfers the received frame to a port opposite to the received port and to a host port when the received user frame is not a frame that is received redundantly or is not a frame transmitted by itself. Lt; / RTI >

본 발명은 상기 무손실 링 네트워크 토폴로지에 있어서, 상기 프레임은 링맥헤더(Ring MAC Header)를 포함하고, 상기 링맥헤더는 송신지 링맥주소(Ring MAC Address), 홉 카운트(Hop Count), 프레임 속성(Frame Property : FP) 및 프레임 일련번호(Frame Sequence Number)를 포함하고, 상기 프레임이 전송되는 경우 상기 프레임 일련번호를 1 증가하고, 상기 프레임이 수신되는 경우 상기 프레임 속성을 참조하여 제어프레임과 사용자프레임을 구별하고, 상기 프레임이 사용자프레임인 경우, 처음 수신한 프레임인 경우 상기 홉 카운트를 1 증가하고, 상기 사용자프레임을 상기 ND로 전달하는 것을 특징으로 하는 무손실 링 네트워크 토폴로지를 제공한다.
In the lossless ring network topology of the present invention, the frame includes a Ring MAC header, and the Ring-A header includes a Ring MAC Address, a Hop Count, a Frame Attribute, Property: FP) and a frame sequence number. When the frame is transmitted, the frame sequence number is incremented by 1. When the frame is received, the control frame and the user frame are referred to by referring to the frame attribute. And if the frame is a user frame, increases the hop count by one if the frame is a first received frame, and delivers the user frame to the ND.

본 발명은 상기 무손실 링 네트워크 토폴로지에 있어서, 상기 RTCD는 상기 프레임의 중복수신 여부를 판단하기 위한 링맥참조테이블을 포함하는 것을 특징으로 하는 무손실 링 네트워크 트폴로지를 제공한다.
The lossless ring network topology according to the present invention is characterized in that the RTCD includes a linkage reference table for determining whether or not the frame is duplicated.

본 발명은 상기 무손실 링 네트워크 토폴로지에 있어서, 상기 링맥참조테이블은 인덱스, 링맥주소, 프레임 일련번호, 수신시간을 포함하고, 이스트 포트와 웨스트 포트에 해당하는 각각의 테이블로 관리되는 것을 특징으로 하는 무손실 링 네트워크 토폴로지를 제공한다.
In the lossless ring network topology according to the present invention, the ring-back reference table includes an index, a ring address, a frame serial number, and a reception time, and is managed by respective tables corresponding to the east port and the west port. Ring network topology.

본 발명은 이스트(East) 포트, 웨스트(West) 포트 및 호스트(Host) 포트와, MCU(Micro Computing Unit) 및 스케줄러를 포함하고, 상기 이스트 포트는 인접한 다른 RTCD(Ring Topology Communication Device)의 웨스트 포트와 연결되는 RTCD; 및 상기 호스트 포트와 연결되는 ND(Network Device);를 포함하는 무손실 링 네트워크 토폴로지에서 데이터를 전송하는 방법으로, 상기 스케줄러가, 링맥프레임을 이스트 포트 또는 웨스트 포트에서 수신하는 1단계; 상기 링맥프레임이 제어프레임인지 사용자프레임인지 판단하는 2단계; 상기 링맥프레임이 제어프레임인 경우, 상기 링맥프레임을 MCU에 전달하는 3단계; 상기 링맥프레임이 제어프레임인 경우, 수신된 링맥주소와 자신의 링맥주소를 비교하여 동일한 경우 상기 링맥프레임을 버리는 4단계; 상기 링맥프레임이 제어프레임인 경우, 홉 카운트를 1 증가시키고, 수신한 포트와 반대방향 포트로 상기 링맥프레임을 전달하는 5단계; 상기 링맥프레임이 사용자프레임인 경우, 수신된 링맥주소와 자신의 링맥주소를 비교하여 동일한 경우 상기 링맥프레임을 버리는 6단계; 상기 링맥프레임이 사용자프레임인 경우, 수신된 프레임이 중복수신된 프레임인 경우 상기 링맥프레임을 버리는 7단계; 상기 링맥프레임이 사용자프레임인 경우, 홉 카운트를 1 증가시키고, 수신한 포트와 반대방향 포트로 상기 링맥프레임을 전달하고, 상기 링맥프레임의 링맥헤더를 제거한 사용자프레임을 호스트 포트로 전달하는 8단계;를 포함하는 무손실 링 네트워크 토포로지에서 데이터를 전송하는 방법을 제공한다.
The present invention includes an East port, a West port and a Host port, an MCU (Micro Computing Unit) and a scheduler, and the East port is connected to another West port of a neighboring Ring Topology Communication Device (RTCD) RTCD; And a Network Device (ND) connected to the host port, the method comprising the steps of: receiving, at the east port or the west port, a ring frame from the scheduler; Determining whether the linkage frame is a control frame or a user frame; If the linkage frame is a control frame, transmitting the linkage frame to the MCU; Comparing the received ring address and the ring address of the ring-ring frame, and discarding the ring-ring frame if the ring-ring frame is the control frame; If the linkage frame is a control frame, incrementing the hop count by 1 and transmitting the linkage frame to a port opposite to the received port; Comparing the received ring address and the ring address of the ring-ring frame, and discarding the ring-ring frame if the ring-ring frame is a user frame; If the RNG frame is a user frame, discarding the RNG frame if the received frame is a duplicated received frame; If the linkage frame is a user frame, incrementing a hop count by 1, transferring the linkage frame to a port opposite to the received port, and transferring the user frame from which the linkage header of the linkage frame is removed to the host port; A method for transmitting data in a lossless ring network topology.

기존의 기술을 이용하면 링 절체시간은 제거 불가능한 구성요소로 인식되고 있으며, 사용자들은 절체시간 동안 소실되는 프레임을 감수할 수밖에 없다. STP/RSTP를 사용하는 이더넷 링의 경우 링의 한쪽 선로의 이상으로 다른 선로로 절체시 MAC 레이어를 넘어 어플리케이션 레이어인 TCP접속 자체가 단절되는 경우가 많으며, 재 접속시간까지 장시간 동안 통신을 할 수 없는 문제가 있다. 또 50ms의 비록 짧은 절체시간이라 하더라도 고속의 네트워크에서 이는 많은 양의 프레임 손실을 야기하며, 망의 고신뢰성을 요구하는 응용인 경우 치명적인 결과를 만들어낸다.
With the existing technology, the ring change time is recognized as a non-removable component, and users are forced to take a frame that is lost during the transfer time. In the case of Ethernet ring using STP / RSTP, the application layer TCP connection itself is often disconnected beyond the MAC layer in case of switching to another line more than one line of the ring, and communication can not be performed for a long time until the reconnection time there is a problem. Even with a short switching time of 50 ms, this causes a large amount of frame loss in a high-speed network and a fatal result in applications requiring high reliability of the network.

본 발명에 의하면 절체가 발생하지 않아 프레임의 손실이 없고, 고속의 네트워크 전송시에도 신뢰도가 높은 무손실 링 토폴로지 통신방법을 제공하는 효과가 있다.
According to the present invention, there is an effect of providing a lossless ring topology communication method in which there is no loss of frames, no loss of frames, and high reliability even in high-speed network transmission.

도1a는 3개의 RTCD로 구성된 링 토폴로지 네트워크를 나타낸 도면.
도1b는 본 발명에 의한 각각의 노드가 포함하는 구성요소를 나타낸 도면.
도2는 RTCD의 스케줄러가 ND에서 수신한 사용자프레임을 처리하여 이스트 포트 및 웨스트 포트로 전송하는 모습을 나타낸 도면.
도3은 RTCD의 스케줄러가 MCU에서 수신한 제어프레임을 처리하여 이스트 포트 및 웨스트 포트로 전송하는 모습을 나타낸 도면.
도4는 사용자데이터를 포함하는 링맥프레임(=링맥사용자프레임)이 처리되는 방법을 나타낸 도면.
도5는 제어데이터를 포함하는 링맥프레임(=링맥제어프레임)이 처리되는 방법을 나타낸 도면.
도6은 본 발명에 따른 링맥프레임의 처리방법을 플로차트로 나타낸 도면.
도7은 링맥참조테이블의 일 예를 나타낸 도면.
도8은 기존의 무손실 링 네트워크 토폴로지에서 사용되는 프레임의 송수신 방법을 나타낸 도면.
도9는 본 발명에 의한 무손실 링 토폴로지에서 사용되는 프레임의 송수신 방법을 나타낸 도면.Figure 1a shows a ring topology network consisting of three RTCDs.
FIG. 1B is a diagram showing components included in each node according to the present invention; FIG.
FIG. 2 is a diagram illustrating a process in which a scheduler of an RTCD processes a user frame received at an ND and transmits the user frame to the east port and the west port.
3 is a diagram illustrating a process of a control frame received from an MCU and being transmitted to an east port and a west port by a scheduler of an RTCD;
4 shows a method in which a linkage frame (= a linkage user frame) containing user data is processed.
Fig. 5 is a diagram illustrating a method in which a linkage frame (= linkage control frame) including control data is processed.
6 is a flowchart showing a method of processing a ringage frame according to the present invention.
7 is a diagram showing an example of a linkage reference table;
8 is a diagram illustrating a method of transmitting and receiving a frame used in a conventional lossless ring network topology.
9 is a diagram illustrating a transmission / reception method of a frame used in a lossless ring topology according to the present invention.

본 발명에 의한 제안하는 통신방식은 절체라는 개념을 없애고 모든 장비는 2개의 전송선로에 동시에 프레임을 전송하고, 수신하는 모든 장비는 중복수신을 검사하여 중복되지 않은 프레임만을 통과하고 중복된 프레임은 차단하는 프레임 근간의 라우팅을 수행하는 방식이다. 프레임 근간의 라우팅은 토폴로지 근간의 라우팅과 함께 802.17(RPR)에서 핵심으로 사용되었지만 라우팅방식이 복잡하여 장비의 가격을 상승시키게 되었고, 지금은 저가의 이더넷에 시장을 빼앗겨 제대로 상용화되지 못한 예를 가진다. 또 다른 표준인 G.8032는 저가의 이더넷을 근간으로 사용하였다는 장점을 가지지만 프레임 근간의 라우팅이 아닌 토폴로지근간의 절체를 수행하고 있어 절체시간을 줄이지 못하는 단점을 가진다.
In the proposed communication method according to the present invention, the concept of transfer is eliminated, all the devices transmit frames to two transmission lines at the same time, and all the receiving devices check duplicate reception to pass only the non-overlapping frames, Based routing is performed. Frame-based routing has been used as a key in 802.17 (RPR) along with topology-based routing, but it has increased the cost of equipment due to the complexity of the routing scheme and has now taken the market to low-cost Ethernet and is not well commercialized. Another standard, G.8032, has the advantage of using low-cost Ethernet as a basis, but it has a drawback in that it does not reduce the switching time because it carries out the switching between the topology and the frame rather than the frame-based routing.

본 발명은 프레임 근간의 라우팅을 지원하여 이러한 절체시간의 개념을 없애고, 한쪽 선로에 문제가 발생하는 경우에도 프레임이 손실되지 않는 프레임 무손실(Seamless) 네트워크를 가능하게 한다. 본 발명의 프레임 근간의 라우팅은 중복수신 검사가 기술의 핵심 과제이며, 이를 위해서 모든 프레임에 태그를 달아서 프레임에 ID를 부여하여 송신하고, 수신측에서 이 프레임 ID를 검사하여 중복수신 여부를 판단하는 구성을 가진다.
The present invention eliminates the concept of such a switching time by supporting the routing between frames, and enables a frameless lossless network in which a frame is not lost even when a problem occurs in one line. In the routing of the frame-to-frame according to the present invention, duplicate reception inspection is a key task of the technology. To this end, a tag is attached to all frames and an ID is assigned to the frame, and the receiver checks the frame ID, .

본 발명에 의한 링 네트워크의 토폴로지 구성은 다음과 같다. 도1a는 3개의 RTCD(120, Ring Topology Communication Device)로 구성된 링 토폴로지 네트워크를 나타내고 있으며, 도1b는 본 발명에 의한 각각의 노드의 구성요소를 자세히 나타내고 있다.
The topology of the ring network according to the present invention is as follows. FIG. 1A shows a ring topology network composed of three RTCDs (120), and FIG. 1B shows components of each node according to the present invention in detail.

링의 각 노드는 RTCD(120)와 ND(110, Network Device)를 포함하며, RTCD(120)는 자신과 연결된 ND(110)에서 들어온 프레임을 중복이나 손실 없이 다른 노드의 ND(110)로 전송해 주는 역할을 수행한다. RTCD(120)는 이스트(East) 포트(123), 웨스트(West) 포트(124) 및 호스트(Host) 포트(125)를 포함한다. 호스트 포트(125)는 RTCD(120)와 연결된 ND(110)를 연결하여 프레임을 주고 받으며, 이스트 포트(123)와 웨스트 포트(124)는 각각 인접한 RTCD(120)의 웨스트 포트(124)와 이스트 포트(123)에 연결되어 프레임을 전달하는 기능을 한다.
Each node of the ring includes an RTCD 120 and a network device 110. The RTCD 120 transmits a frame received from the ND 110 connected to the RTDI 120 to the ND 110 of another node without duplication or loss It plays a role. RTCD 120 includes an East port 123, a West port 124, and a Host port 125. The host port 125 is connected to the ND 110 connected to the RTCD 120 to exchange frames and the east port 123 and the west port 124 are connected to the west port 124 and the east port 124 of the adjacent RTCD 120, Port 123 to transmit a frame.

본 발명의 RTCD(120)는 MCU(121, Micro Control Unit) 및 스케줄러(122)를 포함한다. MCU(121)는 제어프레임(210)을 생성하여 스케줄러(122)를 통해 이스트 포트(123)와 웨스트 포트(124)로 전송하고 이스트 포트(123)와 웨스트 포트(124)를 통해 수신된 제어프레임(210)을 분석하여 링의 토폴로지를 확립하는 기능을 한다. 스케줄러는 MCU(121)가 파악한 링 토폴로지를 기반으로 각각의 포트에서 수신하거나 MCU(121)에서 전달받은 프레임을 처리하는 기능을 하는데 자세히 후술하도록 한다.
The RTCD 120 of the present invention includes an MCU (121) and a scheduler (122). The MCU 121 generates a control frame 210 and transmits it to the east port 123 and the west port 124 via the scheduler 122 and the control frame 210 received via the east port 123 and the west port 124, (210) to establish the topology of the ring. The scheduler functions to receive frames received from the respective ports based on the ring topology detected by the MCU 121 or to process frames received from the MCU 121, which will be described later in detail.

본 발명의 무손실 링 토폴로지에 사용되는 프레임은 사용자프레임(200)과 제어프레임(210)을 포함한다. 제어프레임(210)은 MCU(121)에서 생성되어 스케줄러(122)를 통하여 RTCD(120)의 이스트 포트(123)와 웨스트 포트(124)로 전송되며, RTCD의 이스트 포트(123) 및/또는 웨스트 포트(124)에서 수신된 제어프레임(230)은 스케줄러(122)를 통해 MCU(121)로 전달되어 네트워크의 링 토폴로지를 파악한다. 제어프레임(210)은 링의 토폴로지를 파악하기 위한 프레임으로 전송의 우선 순위가 사용자프레임(200)보다 낮다. 사용자프레임(200)은 네트워크의 데이터 송수신의 목적이 되는 사용자의 데이터로서 ND(110)에서 생성되어 호스트 포트(125)를 통해 RTCD(120)로 수신된다. 호스트 포트(125)를 통해 수신된 사용자프레임(200)은 제어프레임(210)과 마찬가지로 스케줄러(122)를 통해 각각 이스트 포트(123)와 웨스트 포트(124)로 전송된다.
The frame used in the lossless ring topology of the present invention includes a user frame 200 and a control frame 210. The control frame 210 is generated at the MCU 121 and transmitted to the east port 123 and the west port 124 of the RTCD 120 via the scheduler 122 and is connected to the east port 123 and / The control frame 230 received at the port 124 is transmitted to the MCU 121 through the scheduler 122 to grasp the ring topology of the network. The control frame 210 is a frame for grasping the topology of the ring, and the transmission priority is lower than that of the user frame 200. The user frame 200 is generated by the ND 110 as user data for the purpose of data transmission and reception of the network and is received by the RTCD 120 through the host port 125. The user frame 200 received via the host port 125 is transmitted to the east port 123 and the west port 124 via the scheduler 122 as well as the control frame 210 respectively.

본 발명에서 이스트 포트(123) 또는 웨스트 포트(124)를 통하여 송신되거나 수신되는 프레임(220, 230)은 링맥헤더(Ring MAC Header)를 포함하고 있다. 링맥헤더에는 프레임의 송신지와 프레임의 일련번호와 같은 프레임 중복 수신 방지를 위한 주요정보를 포함하고 있다. 링맥헤더는 송신지 링맥주소(RMAC), 홉 카운트(Hop Count), 프레임 속성(Frame Property) 및 프레임 일련번호(Frame Sequence Number)를 포함한다.
In the present invention, frames 220 and 230 transmitted or received through the east port 123 or the west port 124 include a Ring MAC header. The linkage header contains key information for avoiding frame duplication, such as the destination of the frame and the serial number of the frame. The linkage header includes a transmission source link address (RMAC), a hop count, a frame property, and a frame sequence number.

모든 RTCD(120)는 이더넷 맥주소와 같은 식별자를 가진다. 이 맥주소는 링을 구성하는 모든 RTCD(120)에게 유일한 번호로 할당되며 RTCD(120)를 구별하는 유일한 식별자가 된다. 송신지 링맥주소(RMAC)는 프레임을 송신하는 RTCD(120)의 식별자 즉 맥주소를 프레임의 고유한 식별자로 가지게 된다.
Every RTCD 120 has an identifier such as an Ethernet MAC address. This MAC address is assigned to a unique number for all the RTCDs 120 constituting the ring and is a unique identifier for distinguishing the RTCD 120. [ The transmission destination address RMAC has the identifier of the RTCD 120 transmitting the frame, that is, the MAC address, as a unique identifier of the frame.

홉 카운트(Hop Count)는 MCU(121)가 링맥참조테이블을 관리하고 유지하며 토폴로지를 파악하는데 이용된다. 링맥프레임을 생성한 노드(100)에서는 홉 카운트가 0으로 초기화되며, 링맥프레임이 다른 노드(100)를 거쳐 포워딩 될 때마다 홉 카운트 값이 1씩 증가한다.
The hop count is used by the MCU 121 to manage and maintain the ring-back reference table and grasp the topology. The hop count is initialized to 0 in the node 100 that has created the linkage frame, and the hop count value is incremented by 1 every time the linkage frame is forwarded through the other node 100. [

프레임 속성(Frame Property : FP)는 링맥헤더가 붙기 이전의 프레임이 ND(110)에서 수신된 사용자프레임(200)인지 MCU(121)에서 수신된 제어프레임(210)인지 구분하는 프레임구분자와 이스트 포트(123)로 전송되는 프레임인지 웨스트 포트(124)로 전송되는 프레임인지를 구분하는 방향 구분자를 포함한다.
The frame property FP includes a frame separator that distinguishes whether the frame before the link header is attached to the user frame 200 received from the ND 110 or the control frame 210 received from the MCU 121, And a direction indicator for distinguishing whether the frame is transmitted to the west port 123 or the frame transmitted to the west port 124. [

프레임 일련번호(Frame Sequence Number)는 링맥프레임의 일련번호로 사용자프레임(200)과 제어프레임(210)에 대해서 각각 다른 일련번호를 사용할 수 있다. 송신지에서 링맥프레임이 1개 만들어질 때마다 1씩 증가하며 최대값이 되면 0으로 초기화된다. 이스트 포트(123) 또는 웨스트 포트(124)에서 링맥프레임을 수신한 경우 이전에 수신한 프레임인지 처음 수신하는 프레임인지를 파악하여 중복 수신을 방지하기 위하며, 스케쥴러(122)는 수신 프레임에 대한 프레임 일련번호를 저장하는 링맥참조테이블(Lookup Table)을 유지관리 하여야 한다.
The frame sequence number is a serial number of a linkage frame, and different serial numbers can be used for the user frame 200 and the control frame 210, respectively. Each time a linkage frame is created in the destination, it is incremented by 1, and when it reaches its maximum value, it is initialized to 0. If the ring port frame is received from the east port 123 or the west port 124, it is determined whether the received frame is the first received frame or the first received frame to prevent duplicate reception. You should maintain a lookup table that stores the serial number.

링맥프레임이 생성되는 방식은 두 가지가 있다. 하나는 MCU(121)에서 제어프레임(210)을 생성하면 스케줄러(122)는 여기에 링맥헤더를 추가하여 링맥프레임(=링맥제어프레임, 230)을 생성하고, 이 링맥프레임(230)을 이스트 포트(123) 및 웨스트 포트(124)로 전송하는 것이다. 또 하나는 ND(110)에서 생성된 사용자프레임(200)을 호스트 포트(125)를 통하여 RTCD(120)로 전달되면 스케줄러(122)는 여기에 링맥헤더를 추가하여 링맥프레임(=링맥사용자프레임, 220)을 생성하고, 이 링맥프레임(220)을 이스트 포트(123) 및 웨스트 포트(124)로 전송하는 것이다.
There are two ways in which a linkage frame is generated. When the MCU 121 generates the control frame 210, the scheduler 122 generates a linkage frame (linkage frame 230) by adding a linkage header to the linkage header, and transmits the linkage frame 230 to the eastport (123) and the west port (124). In addition, when the user frame 200 generated by the ND 110 is transmitted to the RTCD 120 through the host port 125, the scheduler 122 adds a link header to the link frame, 220 and transmits the ring frame 220 to the east port 123 and the west port 124. [

RTCD(120)에서 프레임을 수신하여 처리하는 방식은 다음과 같다. RTCD(120)의 이스트 포트(123) 또는 웨스트 포트(124)에서 수신하는 프레임은 사용자프레임(200) 또는 제어프레임(210)에 링맥헤더가 추가되어 있는 링맥프레임(220, 230)이다. 한 개의 노드에서 전송된 프레임은 열린링(Open Ring) 구조에서는 다른 노드로 한 번만 전송되지만, 닫힌링(Closed Ring) 상태에서는 이스트 포트(123) 및 웨스트 포트(124) 양쪽에서 같은 프레임을 수신할 수 있다. 그러므로 중복 수신을 방지하기 위해 링맥헤더를 참조하여 이미 수신한 프레임과 내가 송신한 프레임을 버려야(Drop)한다. 이미 수신한 프레임과 내가 송신한 프레임이 아닌 경우에는 다른 쪽(이스트에서 수신한 경우 웨스트, 웨스트에서 수신한 경우 이스트) 포트로 전달(Forwarding) 하고, 수신한 프레임이 제어프레임(210)인 경우 MCU(121)에 링맥헤더를 포함하여 넘겨주고, 사용자프레임(200)인 경우에는 링맥헤더를 제거한 다음 호스트 포트(125)를 통하여 ND(110)로 전달한다.
A method of receiving and processing a frame in the RTCD 120 is as follows. A frame received by the east port 123 or the west port 124 of the RTCD 120 is a linkage frame 220 or 230 in which a linkage header is added to the user frame 200 or the control frame 210. In a closed ring state, frames transmitted from one node are transmitted only once to another node in the open ring structure. However, in the closed ring state, frames received from both the east port 123 and the west port 124 are received . Therefore, in order to prevent duplicate reception, the frame which has already been received and the frame which I have transmitted are dropped by referring to the link header. If the received frame is the control frame 210, the frame is forwarded to the other port (the west when receiving from the east or the east when receiving from the west) port. If the received frame is the control frame 210, The header of the link header is transferred to the ND 110 via the host port 125. In the case of the user frame 200,

도2에는 RTCD(120)의 스케줄러(122)가 ND(110)에서 수신한 사용자프레임(200)을 처리하여 이스트 포트(123) 및 웨스트 포트(124)로 전송하는 모습이 나타나있다. 사용자프레임(200)의 처리는 다음과 같다. RTCD(120)는 호스트 포트(125)로부터 1개의 사용자프레임(200)을 수신한다. 스케줄러(122)는 수신한 사용자프레임(200)에 RTCD(120)의 링맥주소, 프레임속성, 홉 카운트, 프레임 일련번호를 이용하여 링맥헤더를 만들어 사용자프레임(200)에 추가하여 링맥프레임(링맥사용자프레임, 220)을 생성한다. 링맥헤더가 추가된 링맥프레임(220)을 이스트 포트(123) 및 웨스트 포트(124)로 각각 전송한다. 다음 프레임의 처리를 위하여 프레임 일련번호를 1 증가한다.
2 shows that the scheduler 122 of the RTCD 120 processes the user frame 200 received from the ND 110 and transmits the user frame 200 to the east port 123 and the west port 124. The processing of the user frame 200 is as follows. The RTCD 120 receives one user frame 200 from the host port 125. The scheduler 122 creates a linkage header using the linkage address, the frame attribute, the hop count, and the frame serial number of the RTCD 120 in the received user frame 200 and adds the linkage header to the user frame 200 to create a linkage frame Frame, 220). And transfers the linkage frame 220 to which the linkage header is added to the east port 123 and the west port 124, respectively. The frame serial number is incremented by 1 for processing of the next frame.

도3에는 RTCD(120)의 스케줄러(122)가 MCU(121)에서 수신한 제어프레임(210)을 처리하여 이스트 포트(123) 및 웨스트 포트(124)로 전송하는 모습이 나타나있다. 스케줄러(122)는 MCU(121)로부터 제어프레임(210)을 전달받아 이스트 포트(123) 및 웨스트 포트(124)로 각각 전송하는데, 제어프레임(200)은 MCU(121)가 링 토폴로지 및 각 노드의 상태를 파악하기 위해서 사용하므로 MCU(121)는 주기적으로 제어프레임(210)을 전송하여 각 노드에 자신의 상태를 전달한다. 제어프레임(210)을 전송하는 방법은 사용자프레임(200)을 전송하는 방법과 동일하다. 스케줄러(122)는 MCU(121)로부터 제어프레임(210)을 수신한다. 자신의 링맥주소, 프레임속성, 홉카운트, 프레임일련번호를 이용하여 링맥헤더를 만들어 제어프레임(210)에 추가하여 링맥프레임(링맥제어프레임, 230)을 생성한다. 링맥헤더가 추가된 링맥프레임(230)을 이스트 포트(123) 및 웨스트 포트(124)로 각각 전송한다. 다음 프레임의 처리를 위하여 프레임 일련번호를 1 증가한다.
3 shows a state in which the scheduler 122 of the RTCD 120 processes the control frame 210 received by the MCU 121 and transmits the control frame 210 to the east port 123 and the west port 124. FIG. The scheduler 122 receives the control frame 210 from the MCU 121 and transmits the control frame 210 to the east port 123 and the west port 124 respectively. The control frame 200 controls the MCU 121 to communicate with the ring topology, The MCU 121 periodically transmits the control frame 210 to each node and transmits its state to each node. The method of transmitting the control frame 210 is the same as the method of transmitting the user frame 200. The scheduler 122 receives the control frame 210 from the MCU 121. The linkage header is created using its own link address, frame attribute, hop count, and frame serial number, and added to the control frame 210 to generate a linkage frame (linkage frame 230). And transfers the linkage frame 230 to which the linkage header is added to the east port 123 and the west port 124, respectively. The frame serial number is incremented by 1 for processing of the next frame.

링맥프레임은 호스트 포트(123)로부터 수신받은 프레임(=사용자프레임, 200)과 MCU(121)에서 생성하여 스케줄러(122)로 전달한 프레임(=제어프레임, 210)에 링맥헤더를 붙힌 프레임을 말하는데, RTCD(120)의 이스트 포트(123) 또는 웨스트 포트(124)로 들어오는 프레임을 말한다. 이스트 포트(123), 웨스트 포트(124), MCU(121)에는 존재하지만 호스트 포트(125) 및 ND(110)에는 존재하지 않는 프레임이다.
The linkage frame refers to a frame received from the host port 123 (= user frame 200) and a frame generated by the MCU 121 and passed to the scheduler 122 (= control frame 210) Refers to a frame coming into the east port 123 or the west port 124 of the RTCD 120. The host port 125 and the ND 110 are present in the east port 123, the west port 124, and the MCU 121, respectively.

도4에는 사용자데이터(200)를 포함하는 링맥프레임(=링맥사용자프레임, 220)이 처리되는 방법이 나타나있고, 도 5에는 제어데이터(210)를 포함하는 링맥프레임(=링맥제어프레임, 230)이 처리되는 방법이 나타나있다. 이스트 포트(123)에서 링맥프레임을 수신한 경우 처리방법은 다음과 같다. 이스트 포트(123)로부터 1개의 링맥프레임을 수신한다. 수신된 링맥헤더의 프레임속성을 참조하여 제어데이터(210)를 포함하는 프레임(=링맥제어프레임, 230)인 경우 수신포트(이스트)정보와 링맥헤더를 포함한 제어프레임(210)을 MCU(121)로 전송한다. 수신된 링맥헤더의 링맥주소와 자신의 링맥주소를 비교하여 동일하지 않으면(자신이 송신한 프레임이 아니면) 링맥헤더의 홉 카운트를 1증가한 후 링맥헤더를 포함한 프레임을 웨스트 포트(124)로 전달(Forwarding)한다. 수신된 링맥헤더의 프레임속성을 참조하여 사용자프레임(200)인 경우 수신된 링맥헤더의 링맥주소와 자신의 링맥주소를 비교하여 동일하면 자신이 송신했던 프레임이므로 수신된 프레임을 버린다.(Drop) 수신된 링맥헤더의 링맥주소와 수신된 헤더의 프레임 일련번호를 참조하여 기존에 수신된 프레임인 경우 프레임을 버린다(Drop). 기존에 수신되지 않은 프레임인 경우 링맥헤더의 홉 카운트를 1 증가한 후 링맥헤더를 포함한 프레임(링맥사용자프레임, 220)을 웨스트 포트(124)로 전달(Forwarding)한다. 링맥헤더를 제거한 사용자프레임(200)을 호스트 포트(125)로 전송한다. 웨스트 포트(124)에서 수신된 링맥프레임(200, 210)은 같은 과정을 거쳐서 이스트 포트(123)로 전달된다. 도6은 상술한 링맥프레임의 처리방법을 플로차트로 나타낸 도면이다.
4 shows a method of processing a linkage frame (i.e., a linkage user frame) 220 including user data 200 and FIG. 5 shows a method of processing a linkage frame (linkage control frame) 230 including control data 210, The way this is done is shown. When a ring frame is received from the east port 123, the processing method is as follows. And receives one ring image frame from the east port 123. The control frame 210 including the receiving port (east) information and the link header is transmitted to the MCU 121 in the case of the frame including the control data 210 (= the link controller frame 230) by referring to the frame attribute of the received link header. Lt; / RTI > If it is not the same (if it is not a frame transmitted by itself), the hop count of the link header is incremented by one, and then the frame including the link header is transmitted to the west port 124 Forwarding. In case of the user frame 200 referring to the frame attribute of the received link header, if the link address of the received link header is the same as the link address of the received link header, The frame is discarded in the case of a previously received frame by referring to the link address of the linkage header and the frame serial number of the received header. In the case of a frame that has not been received previously, the hop count of the link header is incremented by 1, and the frame including the link header (the link frame user frame 220) is forwarded to the west port 124. To the host port 125, the user frame 200 from which the linkage header is removed. The ring hop frames 200 and 210 received at the west port 124 are transmitted to the east port 123 through the same process. 6 is a flowchart showing a processing method of the above-described ring buffer frame.

MCU(121)와 스케줄러(122)는 이스트 포트(123) 및 웨스트 포트(124)에서 수신된 링맥프레임(200, 210)의 중복 수신 여부를 판단하기 위해서 다음과 같은 링맥참조테이블을 실시간으로 유지관리하여야 한다.
The MCU 121 and the scheduler 122 can maintain the following linkage reference tables in real time in order to determine whether the linkage frames 200 and 210 received from the east port 123 and the west port 124 are received in duplicate shall.

도7에는 링맥참조테이블의 일 예가 나타나 있다. 링맥참조테이블은 이스트 포트(123)와 웨스트 포트(124)를 따로 관리하며, 인덱스, 링맥주소, 프레임 일련번호, 수신시간을 포함한다. 인덱스는 이스트 포트(123) 및 웨스트 포트(124)로 들어온 프레임에 대한 순서를 나타낸다. 링맥주소는 자신을 기준으로 이스트 포트(123)에 존재하는 RTCD(120)들의 링맥주소를 나타낸다. 프레임 일련번호는 제일 마지막에 수신한 프레임의 일련번호를 나타낸다. 이 일련번호보다 작거나 같은 프레임이 수신된 경우 이미 수신된 프레임이라 간주하고 그 프레임은 호스트 포트(125)로 전송하지도 않고 포워딩도 수행하지 않고 버린다.(Drop) 수신시간은 최종 프레임의 수신시간을 나타낸다. 수신시간이 링의 유효시간(Time To Live)를 넘긴 프레임은 중복이 되었다고 판단되어도 새로운 프레임으로 인식한다. 수신시간은 프레임 일련번호가 허용할 수 있는 최대값이 되면 0으로 초기화되기 때문에 반복되는 일련번호를 보완하기 위한 수단으로 사용된다.
FIG. 7 shows an example of the linkage reference table. The linkage reference table manages the east port 123 and the west port 124 separately, and includes an index, a ring address, a frame serial number, and a reception time. The index indicates the order for the frames coming in the east port 123 and the west port 124. The ring address represents the ring address of the RTCDs 120 existing in the east port 123 based on the ring address. The frame serial number indicates the serial number of the last received frame. If a frame smaller than or equal to the serial number is received, the frame is regarded as a frame already received, and the frame is not transmitted to the host port 125 nor forwarded. (Drop) . A frame whose reception time exceeds the effective time of the ring (Time To Live) is recognized as a new frame even if it is judged that the frame is overlapped. The receive time is used as a means to supplement the repeated serial number since it is initialized to zero when the frame serial number reaches the maximum allowable value.

본 발명이 기존의 링 토폴로지에 비하여 넓은 대역폭을 사용할 수 있는 이유를 설명하면 다음과 같다. 기존의 링 토폴로지는 사용자프레임(200)을 이스트 포트(123) 및 웨스트 포트(124)로 전송하는 경우 복제하여 전송하기 때문에 일반적인 무손실(Seamless)을 지원하는 통신장비들은 이스트 포트(123) 및 웨스트 포트(124)가 가지는 최대 대역폭의 50%만을 사용할 수 있다. 이스트 포트(123)에서 전송된 프레임은 링을 한바퀴 돌아 웨스트 포트(124)로 들어오고, 웨스트 포트(124)에서 전송된 프레임은 링을 한바퀴 돌아 이스트 포트(123)로 들어오기 때문에 같은 프레임이 중복해서 링 네트워크에 전송되고 결국 최대 대역폭의 50%만을 사용할 수 있게 되는 것이다.
The reason why the present invention can use a wider bandwidth than the conventional ring topology will be described as follows. The conventional ring topology replicates and transmits the user frame 200 when the user frame 200 is transmitted to the east port 123 and the west port 124. Therefore, communication devices that support a general lossless operation are called the east port 123 and the west port 124, It is possible to use only 50% of the maximum bandwidth possessed by the base station 124. The frame transmitted from the east port 123 enters the west port 124 one rotation of the ring and the frame transmitted from the west port 124 enters the east port 123. Therefore, So that it is sent to the ring network and eventually only 50% of the maximum bandwidth is available.

도8에는 기존의 무손실 링 네트워크 토폴로지에서 사용되는 프레임의 송수신 방법이 나타나 있다. 노드 A가 전송한 프레임은 이스트 포트(123) 및 웨스트 포트(124)로 각각 전송되고, 이스트 포트(123)로 전송된 프레임은 노드 B, C를 통과하여 노드 A의 웨스트 포트(124)로 수신되고, 웨스트 포트(124)로 전송된 프레임은 노드 C, B를 통과하여 노드 A의 이스트 포트(123)로 수신된다. 이때 노드 C가 노드 A로 프레임을 전송하고자 한다면 A가 이미 대역폭을 사용하고 있으므로 A의 사용이 끝날 때까지 기다려야 한다. 이것은 노드 A와 노드 C만으로 이루어진 링에서 보면 대역폭을 50%만 사용하는 결과를 나타낸다.
FIG. 8 shows a frame transmission / reception method used in a conventional lossless ring network topology. The frame transmitted by the node A is transmitted to the east port 123 and the frame transmitted to the east port 123 respectively and the frame transmitted through the nodes B and C to the west port 124 of the node A And the frame transmitted to the west port 124 passes through nodes C and B and is received by the east port 123 of node A. [ At this time, if node C wants to transmit a frame to node A, it has to wait until the use of A is finished since A already uses bandwidth. This results in using only 50% of the bandwidth in the ring consisting of nodes A and C alone.

본 발명의 무손실 링 토폴로지에 의하면 모든 프레임에 송신자와 프레임 식별자(일련번호)를 가지기 때문에 어느 노드에서나 프레임의 중복여부를 검사할 수 있으며 중복된 프레임의 전달(Forwarding)을 막아 100%의 대역폭을 확보할 수 있다.
According to the lossless ring topology of the present invention, since all the frames have a sender and a frame identifier (serial number), it is possible to check whether a frame is duplicated at any node and to prevent the forwarding of duplicated frames to secure a bandwidth of 100% can do.

도9에는 본 발명에 의한 무손실 링 토폴로지에서 사용되는 프레임의 송수신 방법이 나타나 있다. 노드 A에서 이스트 포트(123)와 웨스트 포트(124)로 각각 프레임1(실선)과 프레임2(점선)을 순서대로 전송한다. 프레임1을 먼저 살펴보면 RTCD A에서 이스트 포트(123)로 전송된 프레임1은 RTCD B의 웨스트 포트(124)에 전달되고 RTCD B는 프레임1을 최초로 수신하였으므로 이스트 포트(123)로 프레임1을 전달한다. RTCD B의 이스트 포트(123)에서 전송된 프레임1은 RTCD C의 웨스트 포트(124)로 전달되는데, RTCD A의 웨스트 포트(124)에서 출발한 프레임1이 RTCD C의 이스트 포트(123)에 이미 전달되었으므로 RTCD C는 RTCD B로부터 수신한 중복 프레임1을 버리게(Drop) 된다. 프레임2를 살펴보면 프레임1과 동일한 경로를 통해 RTCD B에의 이스트 포트(123) 및 웨스트 포트(124)에서 프레임2가 수신되고, 늦게 도착한 프레임은 중복프레임으로 처리되어 버리게(Drop) 된다. 즉, 모든 프레임은 각각의 링 네트워크를 통하여 단 한 번만 전송되므로, 동시에 두 개의 프레임을 전송함에도 100% 대역폭을 모두 사용할 수 있는 것이다. 도8과 달리 도9에는 어떠한 프레임도 각 선로에 중복되어 전송되지 않으므로 100%의 대역폭을 활용할 수 있다는 것을 알 수 있다.
9 shows a frame transmission / reception method used in a lossless ring topology according to the present invention. The node A sequentially transmits frame 1 (solid line) and frame 2 (dotted line) to the east port 123 and the west port 124, respectively. Frame 1 will be described first. Frame 1 transmitted from RTCD A to east port 123 is delivered to the west port 124 of RTCD B, and RTCD B initially receives frame 1, so frame 1 is transmitted to east port 123 . Frame 1 transmitted from the east port 123 of RTCD B is delivered to the west port 124 of RTCD C where frame 1 originating from the west port 124 of RTCD A is already sent to the east port 123 of RTCD C The RTCD C drops the duplicated frame 1 received from the RTCD B. Frame 2 is received from the east port 123 and the west port 124 to the RTCD B via the same path as the frame 1, and a late arriving frame is processed as a redundant frame. That is, since all frames are transmitted only once through each ring network, 100% bandwidth can be used even though two frames are simultaneously transmitted. Unlike FIG. 8, in FIG. 9, it can be seen that 100% bandwidth can be utilized because no frame is transmitted in duplicate on each line.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있다.
The terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms and should be construed in a sense and concept consistent with the technical idea of the present invention. It should be noted that the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are only the most preferred embodiments of the present invention and are not intended to represent all of the technical ideas of the present invention so that various equivalents And variations.

100: 노드
110: ND(Network Device)
120: RTCD(Ring Topology Communication Device)
121: MCU(Micro Computing Unit)
122: 스케줄러
123: 이스트 포트
124: 웨스트 포트
125: 호스트 포트
200: 사용자프레임
210: 제어프레임
220: 링맥사용자프레임
230: 링맥제어프레임100: node
110: ND (Network Device)
120: Ring Topology Communication Device (RTCD)
121: MCU (Micro Computing Unit)
122: Scheduler
123: Eastport
124: Westport
125: Host port
200: User frame
210: control frame
220: The ringer user frame
230: Ringsome control frame

Claims (7)

이스트(East) 포트, 웨스트(West) 포트 및 호스트(Host) 포트를 포함하고, 상기 이스트 포트는 인접한 다른 RTCD(Ring Topology Communication Device)의 웨스트 포트와 연결되는 RTCD; 및
상기 호스트 포트와 연결되는 ND(Network Device);를 포함하고,
각각의 네트워크 선로에 동일한 프레임이 한 번만 전송되며,
상기 프레임은 링 토폴로지를 파악하는데 사용하는 제어프레임과 데이터를 전송할 때 사용하는 사용자프레임으로 구분되는 것을 특징으로 하는 무손실 링 네트워크 토폴로지.
An East port, a West port, and a Host port, wherein the East port is an RTCD connected to a west port of another neighboring RTD (Ring Topology Communication Device); And
And an ND (Network Device) connected to the host port,
The same frame is transmitted only once to each network line,
Wherein the frame is divided into a control frame used for grasping the ring topology and a user frame used for transmitting data.
삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 ND는 상기 사용자프레임을 송수신하고,
상기 RTCD는 MCU(Micro Computing Unit) 및 스케줄러를 포함하고,
상기 MCU는 상기 스케줄러와 연동되어 제어프레임을 송수신하고, 상기 제어프레임을 분석하여 링 네트워크의 구성을 파악하고,
상기 스케줄러는 상기 MCU 및 ND로부터 전달받은 프레임을 이스트 포트와 웨스트 포트로 각각 전송하고, 이스트 포트 또는 웨스트 포트에서 수신된 프레임을 사용자프레임과 제어프레임으로 구별하고, 수신된 제어프레임을 상기 MCU에 전달하고, 수신된 제어프레임이 자신이 전송한 프레임인 경우 버리고(Drop), 수신된 제어프레임이 자신이 전송한 프레임이 아닌 경우 상기 수신된 포트의 반대쪽 포트로 전달하고, 수신된 사용자프레임이 중복 수신된 프레임이거나 자신이 전송한 프레임인 경우 버리고(Drop), 수신된 사용자프레임이 중복 수신된 프레임이 아니거나 자신이 전송한 프레임이 아닌 경우 수신된 포트의 반대쪽 포트 및 호스트 포트로 전달하는 것을 특징으로 하는 무손실 링 네트워크 토폴로지.
The method according to claim 1,
The ND transmits / receives the user frame,
The RTCD includes an MCU (Micro Computing Unit) and a scheduler,
The MCU transmits and receives a control frame in cooperation with the scheduler, analyzes the control frame to grasp the configuration of the ring network,
The scheduler transmits the frame received from the MCU and the ND to the east port and the west port, distinguishes a frame received from the east port or the west port by a user frame and a control frame, and transmits the received control frame to the MCU If the received control frame is a frame transmitted by itself, the control frame is dropped. If the received control frame is not a frame transmitted by itself, the control frame is transmitted to a port opposite to the received port. The received frame is transferred to a port opposite to the received port and to the host port when the received user frame is not a frame that is received redundantly or is not a frame transmitted by the user. Lossless ring network topology.
제 3항에 있어서,
상기 프레임은 링맥헤더(Ring MAC Header)를 포함하고,
상기 링맥헤더는 송신지 링맥주소(Ring MAC Address), 홉 카운트(Hop Count), 프레임 속성(Frame Property : FP) 및 프레임 일련번호(Frame Sequence Number)를 포함하고,
상기 프레임이 전송되는 경우 상기 프레임 일련번호를 1 증가하고,
상기 프레임이 수신되는 경우 상기 프레임 속성을 참조하여 제어프레임과 사용자프레임을 구별하고,
상기 프레임이 사용자프레임인 경우, 처음 수신한 프레임인 경우 상기 홉 카운트를 1 증가하고, 상기 사용자프레임을 상기 ND로 전달하는 것을 특징으로 하는 무손실 링 네트워크 토폴로지.
The method of claim 3,
The frame includes a Ring MAC header,
The RingAck header includes a Ring MAC Address, a Hop Count, a Frame Property (FP), and a Frame Sequence Number,
Incrementing the frame serial number by 1 when the frame is transmitted,
When the frame is received, distinguishing a control frame from a user frame by referring to the frame attribute,
And if the frame is a user frame, incrementing the hop count by 1 for the first received frame and delivering the user frame to the ND.
제 1항에 있어서,
상기 RTCD는 상기 프레임의 중복수신 여부를 판단하기 위한 링맥참조테이블을 포함하는 것을 특징으로 하는 무손실 링 네트워크 토폴로지.
The method according to claim 1,
Wherein the RTCD includes a linkage reference table for determining whether or not the frame is received in a redundant manner.
제 5항에 있어서,
상기 링맥참조테이블은 인덱스, 링맥주소, 프레임 일련번호, 수신시간을 포함하고, 이스트 포트와 웨스트 포트에 해당하는 각각의 테이블로 관리되는 것을 특징으로 하는 무손실 링 네트워크 토폴로지.
6. The method of claim 5,
Wherein the linkage reference table includes an index, a ring address, a frame serial number, and a reception time, and is managed by respective tables corresponding to the east port and the west port.
이스트(East) 포트, 웨스트(West) 포트 및 호스트(Host) 포트와, MCU(Micro Computing Unit) 및 스케줄러를 포함하고, 상기 이스트 포트는 인접한 다른 RTCD(Ring Topology Communication Device)의 웨스트 포트와 연결되는 RTCD; 및 상기 호스트 포트와 연결되는 ND(Network Device);를 포함하는 무손실 링 네트워크 토폴로지에서 데이터를 전송하는 방법으로,
상기 스케줄러가,
링맥프레임을 이스트 포트 또는 웨스트 포트에서 수신하는 1단계;
상기 링맥프레임이 제어프레임인지 사용자프레임인지 판단하는 2단계;
상기 링맥프레임이 제어프레임인 경우, 상기 링맥프레임을 MCU에 전달하는 3단계;
상기 링맥프레임이 제어프레임인 경우, 수신된 링맥주소와 자신의 링맥주소를 비교하여 동일한 경우 상기 링맥프레임을 버리는 4단계;
상기 링맥프레임이 제어프레임인 경우, 홉 카운트를 1 증가시키고, 수신한 포트와 반대방향 포트로 상기 링맥프레임을 전달하는 5단계;
상기 링맥프레임이 사용자프레임인 경우, 수신된 링맥주소와 자신의 링맥주소를 비교하여 동일한 경우 상기 링맥프레임을 버리는 6단계;
상기 링맥프레임이 사용자프레임인 경우, 수신된 프레임이 중복 수신된 프레임인 경우 상기 링맥프레임을 버리는 7단계;
상기 링맥프레임이 사용자프레임인 경우, 홉 카운트를 1 증가시키고, 수신한 포트와 반대방향 포트로 상기 링맥프레임을 전달하고, 상기 링맥프레임의 링맥헤더를 제거한 사용자프레임을 호스트 포트로 전달하는 8단계;를 포함하는 무손실 링 네트워크 토폴로지에서 데이터를 전송하는 방법.
An east port, a west port and a host port, an MCU (Micro Computing Unit) and a scheduler, and the east port is connected to a west port of another neighboring RTD (Ring Topology Communication Device) RTCD; And a Network Device (ND) connected to the host port, the method comprising:
The scheduler comprising:
A first step of receiving the ring frame at the east port or the west port;
Determining whether the linkage frame is a control frame or a user frame;
If the linkage frame is a control frame, transmitting the linkage frame to the MCU;
Comparing the received ring address and the ring address of the ring-ring frame, and discarding the ring-ring frame if the ring-ring frame is the control frame;
If the linkage frame is a control frame, incrementing the hop count by 1 and transmitting the linkage frame to a port opposite to the received port;
Comparing the received ring address and the ring address of the ring-ring frame, and discarding the ring-ring frame if the ring-ring frame is a user frame;
If the RNG frame is a user frame, discarding the RNG frame if the received frame is a duplicated received frame;
If the linkage frame is a user frame, incrementing a hop count by 1, transferring the linkage frame to a port opposite to the received port, and transferring the user frame from which the linkage header of the linkage frame is removed to the host port; / RTI > in a lossless ring network topology.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003273867A (en) * 2002-03-15 2003-09-26 Fujitsu Access Ltd Communication control system and communication control method
KR20040021030A (en) * 2002-09-02 2004-03-10 엘지전자 주식회사 method for transferring a broad casting data of the ring type network system
KR20070088338A (en) * 2006-02-24 2007-08-29 아락사라 네트워크 가부시키가이샤 Ring network and master node
JP2011055093A (en) * 2009-08-31 2011-03-17 Fuji Electric Systems Co Ltd Ring type network system

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003273867A (en) * 2002-03-15 2003-09-26 Fujitsu Access Ltd Communication control system and communication control method
KR20040021030A (en) * 2002-09-02 2004-03-10 엘지전자 주식회사 method for transferring a broad casting data of the ring type network system
KR20070088338A (en) * 2006-02-24 2007-08-29 아락사라 네트워크 가부시키가이샤 Ring network and master node
JP2011055093A (en) * 2009-08-31 2011-03-17 Fuji Electric Systems Co Ltd Ring type network system

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