KR101862050B1 - 경로 최적화를 위한 고속 망 변환 장치 및 이를 이용하는 대내 분리 환경에서의 고속 망 변환 네트워크 시스템 - Google Patents

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Abstract

대내 분리 환경에서의 고속 망 변환 네트워크 시스템은 외부와 연결되는 일반 네트워크, 독립적으로 운영되는 내부 네트워크 및 상기 일반 네트워크와 상기 내부 네트워크를 연결하는 망 연계장치로, 일반 네트워크와 연결과는 제1 망 연계 장치 및 내부 네트워크와 연결되는 제2 망 연계 장치를 포함한다. 제1 망 연계 장치는 복수개의 중앙처리장치들을 포함하는 제1 중앙처리장치부, 표준 프로토콜을 사용하는 상기 일반 네트워크와 연결되는 제1 네트워크 인터페이스 모듈 및 제1 네트워크 패브릭 통신 모듈을 포함하는 제1 기능 모듈부 및 상기 제1 중앙처리장치부 내 중앙처리장치들 각각과 상기 제1 기능 모듈부 내의 각각의 모듈 간의 노드를 계산하고, 상기 제1 기능 모듈부 내 각각의 모듈과 연계되어 수행되는 프로세스를 상기 제1 중앙처리장치부 중 일부의 중앙처리장치에만 한정하여 할당하는 제1 연산 할당부를 포함한다. 제2 망 연계 장치는 복수개의 중앙처리장치들을 포함하는 제2 중앙처리장치부, 표준 프로토콜을 사용하는 상기 내부 네트워크와 연결되는 제2 네트워크 인터페이스 모듈 및 상기 제1 네트워크 패브릭 통신부와 연결되는 제2 네트워크 패브릭 통신 모듈을 포함하는 제2 기능 모듈부 및 상기 제2 중앙처리장치부 내 중앙처리장치들 각각과 상기 제2 기능 모듈부 내의 각각의 모듈 간의 노드를 계산하고, 상기 제2 기능 모듈 부 내 각각의 모듈과 연계되어 수행되는 프로세스를 상기 제2 중앙처리장치부 중 일부의 중앙처리장치에만 한정하여 할당하는 제2 연산 할당부를 포함한다.

Description

경로 최적화를 위한 고속 망 변환 장치 및 이를 이용하는 대내 분리 환경에서의 고속 망 변환 네트워크 시스템{HIGH SPEED NETWORK CONVERSION DEVICE FOR OPTIMAZING ROUTE AND NETWORK SYSTEM CONVERGING NETWORK AT HIGH SPEED IN NETWORK SEPARATION ENVIRONMENT USING THE SAME}
본 발명은 고속 망 변환 장치 및 이를 이용하는 대내 분리 환경에서의 고속 망 변환 네트워크 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 속도를 향상시킬 수 있는 고속 망 변환 장치 및 이를 이용하는 대내 분리 환경에서의 고속 망 변환 네트워크 시스템에 관한 것이다.
네트워크 망은 각각 독립되어 구성할 수 있다. 여러 가지 이유로 인해 독립된 망을 구축하게 되는데, 특히 보안과 관련된 이슈가 가장 크다. 기업이나 연구소 내의 네트워크 망은 인트라넷으로 구축하고, 극히 제한된 조건에서 외부 네트워크 망과 연계하여 내부 정보가 외부로 유출되는 것을 방지하거나, 내부 망을 외부의 공격으로부터 보호할 수 있게 된다. 정부에서는 일정 규모 이상의 개인정보를 취급하는 경우나, 일정 규모 이상의 영업을 하는 사업의 컴퓨터 시스템은 업무망과 인터넷망을 분리하도록 의무화 하였다.
대한민국 등록특허 제10-1472685호는 이러한 망 분리 방법과 컴퓨터 네트워크 시스템에 관련된 내용을 포함한다. 이 발명은 패킷의 세션 정보를 관리하고 세션 정보 내의 출발지 주소와 목적지 주소를 조작함으로써 외부망과 내부망이 물리적으로는 서로 분리되어 있지만 사용자에게는 마치 하나의 연결된 망처럼 보이게 하는 완벽한 투명성 (transparency)을 제공한다. 특히, 이 발명의 망 연계 게이트웨이는 비표준 네트워크 케이블과 비호환 프로토콜로 연결된 외부망 게이트웨이 서버와 내부망 게이트웨이 서버를 포함한다.
또한, 대한민국 등록특허 제10-1495522호는 망분리 환경에서 고속 데이터 연동을 위한 통신 시스템 및 그 통신 방법을 포함한다. 이 발명은 상기 다중의 연결 세션의 설정을 위해 제 1 중계 장치 및 제 2 중계 장치가 스위칭 패브릭 토폴로지(Switching Fabric Topology) I/O 방식을 지원하는 것을 특징으로 한다.
망 분리 환경에서 인피니밴드를 적용하는 기술은 이와 같이 소개되고 있으나, 일반적으로 사용되는 TCP/IP의 호환 프로토콜과 비호환 프로토콜을 사용하는 구간이 차등적으로 적용됨에 따른 속도의 차이는 극복하지 못하고 있다. 이 경우 망분리가 이루어지지 않은 것보다 훨씬 낮은 속도로 통신이 진행되는 바, 네트워크의 효율성을 크게 떨어뜨리는 단점이 있다.
본 발명의 일 목적은 속도를 향상시킬 수 있는 고속 망 변환 장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 속도를 향상시킬 수 있는 고속 망 변환 장치를 이용하는 대내 분리 환경에서의 고속 망 변환 네트워크 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 목적을 위한 대내 분리 환경에서의 고속 망 변환 네트워크 시스템은 외부와 연결되는 일반 네트워크, 독립적으로 운영되는 내부 네트워크 및 상기 일반 네트워크와 상기 내부 네트워크를 연결하는 망 연계장치로, 일반 네트워크와 연결과는 제1 망 연계 장치 및 내부 네트워크와 연결되는 제2 망 연계 장치를 포함한다.
제1 망 연계 장치는 복수개의 중앙처리장치들을 포함하는 제1 중앙처리장치부, 표준 프로토콜을 사용하는 상기 일반 네트워크와 연결되는 제1 네트워크 인터페이스 모듈 및 제1 네트워크 패브릭 통신 모듈을 포함하는 제1 기능 모듈부 및 상기 제1 중앙처리장치부 내 중앙처리장치들 각각과 상기 제1 기능 모듈부 내의 각각의 모듈 간의 노드를 계산하고, 상기 제1 기능 모듈부 내 각각의 모듈과 연계되어 수행되는 프로세스를 상기 제1 중앙처리장치부 중 일부의 중앙처리장치에만 한정하여 할당하는 제1 연산 할당부를 포함한다.
제2 망 연계 장치는 복수개의 중앙처리장치들을 포함하는 제2 중앙처리장치부, 표준 프로토콜을 사용하는 상기 내부 네트워크와 연결되는 제2 네트워크 인터페이스 모듈 및 상기 제1 네트워크 패브릭 통신부와 연결되는 제2 네트워크 패브릭 통신 모듈을 포함하는 제2 기능 모듈부 및 상기 제2 중앙처리장치부 내 중앙처리장치들 각각과 상기 제2 기능 모듈부 내의 각각의 모듈 간의 노드를 계산하고, 상기 제2 기능 모듈 부 내 각각의 모듈과 연계되어 수행되는 프로세스를 상기 제2 중앙처리장치부 중 일부의 중앙처리장치에만 한정하여 할당하는 제2 연산 할당부를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 제1 연산 할당부 및 제2 연산 할당부는 상기 제1 중앙처리장치부 및 제2 중앙처리장치부에서 가장 최단의 노드 경로 값을 가지는 중앙처리장치에 각각 해당 모듈과 연계되어 수행되는 프로세스를 할당하는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제1 연산 할당부 및 제2 연산 할당부는 상기 제1 중앙처리장치부 및 제2 중앙처리장치부에서 할당 가능한 중앙처리장치 중 가장 최단의 노드 경로 값을 가지는 중앙처리장치에 각각 해당 모듈과 연계되어 수행되는 프로세스를 할당하는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 연산 할당부 및 제2 연산 할당부가 할당하는 제1 중앙처리장치부 및 제2 중앙처리장치부의 중앙처리장치의 개수는 각 모듈당 하나인 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 고속 망 변환 네트워크 시스템은 외부 스토리지를 더 포함하고, 상기 제1 망 연계 장치의 제1 기능 모듈부는 제1 디스크 컨트롤러 모듈을 더 포함하고, 상기 제2 망 연계 장치의 제2 기능 모듈부는 제2 디스트 컨트롤러 모듈을 더 포함하며, 상기 제1 디스크 컨트롤러 모듈 및 제2 디스크 컨트롤러 모듈은 상기 외부 스토리지와 연결된 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 네트워크 패브릭 통신부에서는 인피니밴드(Infiniband)의 컴퓨터-네트워크 통신 표준을 이용하는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 및 제2 연산 할당부는 지정된 시간 또는 조건이 변경되는 경우, 할당이 가능한 상기 제1 중앙처리장치부 및 제2 중앙처리장치부의 중앙처리장치들과 각각의 모듈 간의 노드를 재계산하고, 상기 모듈과 연계되어 수행되는 프로세스를 중앙처리장치들에게 재할당 하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 다른 목적을 위한 고속망 변환 장치는 복수개의 중앙처리장치들을 포함하는 중앙처리장치부, 표준 프로토콜을 사용하는 상기 일반 네트워크와 연결되는 네트워크 인터페이스 모듈, 네트워크 패브릭 통신 모듈 및 상기 중앙처리장치부 내 중앙처리장치들 각각과 상기 네트워크 인터페이스 모듈 및 네트워크 패브릭 통신 모듈 간의 노드를 계산하고, 상기 상기 네트워크 인터페이스 모듈 및 네트워크 패브릭 통신 모듈과 연계되어 수행되는 프로세스를 상기 중앙처리장치부 중 일부의 중앙처리장치에만 한정하여 할당하는 연산 할당부를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 상기 연산 할당부는 상기 중앙처리장치부에서 할당 가능한 중앙처리장치 중 상기 네트워크 인터페이스 모듈 및 네트워크 패브릭 통신 모듈 가장 최단의 노드 경로 값을 가지는 중앙처리장치에 상기 네트워크 인터페이스 모듈 및 네트워크 패브릭 통신 모듈 각각과 연계되어 수행되는 프로세스를 할당하는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 연산 할당부가 할당하는 중앙처리장치부의 중앙처리장치의 개수는 각 모듈당 하나인 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 네트워크 패브릭 통신부에서는 인피니밴드(Infiniband)의 컴퓨터-네트워크 통신 표준을 이용하는 것을 특징으로
할 수 있다.
본 발명의 고속 망 변환 장치에 따르면, 서버 내부의 중앙처리장치 별로 각각의 모듈에 의해 수행되는 프로세스를 지정된 중앙처리장치에 한정 할당하는 기능 할당부를 이용함으로써, 고속의 패브릭 네트워크 프로토콜의 전송 속도를 충분히 이용할 수 있는 프로토콜의 변환 속도를 제공하여, 대내 분리 환경에서의 고속 망 변환 네트워킹에 실제 분리되지 않은 환경에서 제공될 수 있는 속도가 구현될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 대내 분리 환경에서의 고속 망 변환 네트워크 시스템의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 대내 분리 환경에서의 고속 망 변환 네트워크 시스템이 구동되는 순서도이다.
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 연산 할당부의 역할을 설명하기 위한 중앙처리장치의 개념도이다.
도 4a 및 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 고속 망 변환 장치의 개념도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 본 실시예서 언급되는 중앙처리장치의 용어는 물리적으로 구분할 수 있는 물리중앙처리장치(CPU)를 기준으로 기술된다. 통상 물리중앙처리장치는 하나의 중앙처리장치 내에 듀얼코어, 쿼드코어, 핵사코어 등과 같이 복수개의 논리 중앙처리장치인 연산코어를 포함한다. 이렇게 하나의 물리 중앙처리장치가 여러 개의 코어를 포함하는 경우, 중앙처리장치의 노드 간 구성은 논리 중앙처리장치인 코어별로 확장되어 해석될 수 있다. 필요한 경우, 본 발명에서 서술되는 중앙처리장치는 물리 중앙처리장치와 논리 중앙처리장치를 모두 포함하는 개념으로 해석될 수 있다.
대내 분리 환경에서의 고속 망 변환 네트워크 시스템 구성
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 대내 분리 환경에서의 고속 망 변환 네트워크 시스템의 개념도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 네트워크 시스템(1000)은 외부와 연결되는 일반 네트워크(N1)와 독립적으로 운영되는 내부 네트워크(N2)를 연결하는 네트워크 시스템이다.
본 실시예에 따른 네트워크 시스템(1000)은 일반 네트워크(N1)와 제1 망 연계 장치(100)가 연결되고, 내부 네트워크(N2)와 제2 망 연계 장치(200)가 연결된다. 제1 망 연계 장치(100)는 제2 망 연계 장치와 연계 되어, 서로 독립되어 있는 두 개의 네트워크(N1, N2)를 연결하는 역할을 한다.
이 때에, 제1 망 연계 장치(100)와 제2 망 연계 장치(200)는 점대점 양방향 직렬 통신을 사용할 수 있다. 일반적으로 네트워크에 사용되는 호환 프로토콜에 의한 통신은 다양한 스위치를 경유하여 원거리 통신이 가능한 반면, 속도와 같은 효율성이 떨어지는 등의 단점이 있다. 독립망 간의 통신의 경우에는 그 거리가 멀지 않으면서, 독립된 망 간의 데이터 경로가 제한되어 있으므로, 보다 고속으로 통신할 수 있을 것을 필요로 하는 경우가 있다. 따라서 제1 망 연계 장치(100)와 제2 망 연계 장치(200)간의 통신 방식에서는 점대점 양방향 직렬통신이 가능하며, 패브릭 네트워크 통신으로 구성되어 보다 촘촘히 연결되어 있는 고속 통신이 가능하다. 이로써, 하나의 네트워크로 구성되어 있는 것처럼 속도가 개선된 일반 네트워크(N1)와 내부 네트워크(N2) 간의 통신이 가능하다.
본 실시예에 사용되는 망 연계 장치(100, 200)는 복수개의 중앙처리 장치(101 내지 104, 201 내지 204)를 포함한다. 본 실시예에서는 복수개의 중앙처리장치는 제1 망 연계 장치(100)에 포함된 복수개의 중앙처리장치(101 내지 104)는 제1 중앙처리장치부에 포함되는 개념으로, 제2 망 연계 장치(200)에 포함된 복수개의 중앙처리장치(201 내지 204)는 제2 중앙처리장치부에 포함되는 개념으로 설명한다.
일반적으로 망 연계 장치(100, 200)는 망 연계 기능을 수행할 때에 필요한 각종 연산을 수행하는 중앙처리장치부와 망 연계 기능을 위한 기능 모듈들을 포함한다. 망 연계 장치(100, 200)는 복수개의 중앙처리장치의 망변환 요소 기능을 할당할 수 있는 연산 할당부(120, 220)를 포함한다. 이 연산 할당부(120, 220)는 망 연계 장치(100, 200)가 효율적인 기능을 할 수 있도록 기능 모듈 별로 관계되어 진행되는 프로세스가 진행되는 중앙처리장치를 한정하여 할당하는 역할을 담당한다.
또한 망 연계 장치(100, 200)는 네트워크(N1, N2)와 표준 프로토콜 통신이 가능한 네트워크 인터페이스 모듈(131, 132, 231, 232)을 포함한다. 네트워크 인터페이스 모듈(131, 132, 231, 232)은 일반적으로 TCP/IP와 같은 알려진 표준 프로토콜을 이용하여 통신할 수 있다.
또한, 망 연계 장치(100, 200)는 네트워크 패브릭 통신 모듈(140, 240)을 포함하며, 이 네트워크 패브릭 통신 모듈(140, 240)는 비표준 프로토콜 방식의 네트워크 패브릭 통신을 망 연계 장치(100, 200) 간에 가능하도록 하는 기능을 담당한다. 패브릭 네트워크로 통신하는 것과 일반 프로토콜로 통신하는 것은 서로 다른 프로토콜로서 통신하는 것이며, 망 연계 장치(100, 200)가 송신되는 패킷에서 이러한 프로토콜의 변환을 하는 역할을 담당한다.
끝으로, 망 연계 장치(100, 200)는 디스크 컨트롤러 모듈(150, 250)을 포함하며, 이 디스크 컨트롤러 모듈(150, 250)은 외부 스토리지(310)에 데이터를 전송하는 기능을 담당한다.
대내 분리 환경에서의 고속 망 변환 네트워크 시스템 구동
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 대내 분리 환경에서의 고속 망 변환 네트워크 시스템의 구동 순서도이다. 도 1 및 도 2를 참조하여, 본 시스템이 구동되는 과정을 설명한다.
(0) 초기 세팅(S0)
대내 분리 환경에서, 고속 망 변환 네트워크 시스템이 구축되어 초기 가동되는 경우에는 초기 세팅 과정이 진행 된다. 네트워크 통신을 위한 시스템을 구축하여, 통신이 진행되는 경로를 최초로 설정한다.
(1) 중앙처리장치부와 각 모듈간의 노드 계산 (S110)
우선적으로 제1 및 제2 연산 할당부(120, 220)들은 우선적으로 제1 및 제2 망 연계 장치(100, 200) 내에 있는 제1 및 제2 중앙처리장치부의 중앙처리장치들(101 내지 104, 201 내지 204) 각각과 제1 및 제2 네트워크 인터페이스 모듈(131, 132, 231, 232), 제1 및 제2 네트워크 패브릭 통신 모듈(140, 240) 간의 노드를 계산한다. 여기서 노드를 계산하고 적용하는 과정은 도 3에서 추가적으로 설명하도록 하겠다.
(2) 중앙처리장치부의 모듈 프로세스 할당(S120)
이미 파악된 중앙처리장치들과 각 모듈 간의 노드 계산 값에 의해 최우선적으로 할당할 수 있는 중앙처리장치를 결정한다. 본 실시예에서는 제1 및 제2 중앙처리장치부의 중앙처리장치들(101 내지 104, 201 내지 204) 각각과 제1 및 제2 네트워크 인터페이스 모듈(131, 132, 231, 232), 제1 및 제2 네트워크 패브릭 통신 모듈(140, 240) 간의 노드 경로 값 또는 제1 및 제2 중앙처리장치부의 중앙처리장치들(101 내지 104, 201 내지 204) 각각과 제1 및 제2 디스크 컨트롤러 모듈(150, 250) 간의 노드 계산 값에 의하여, 각 모듈들과 가장 최단 거리의 노드 계산 값을 가지는 중앙처리장치들을 각 모듈과 연계하는 프로세스를 수행할 수 있도록 한정 할당한다.
특히 이것은 노드 간 거리가 일정 이상 존재하고 있는 중앙처리장치에서 해당 모듈의 프로세스를 수행하는 경우 발생할 수 있는 프로세싱의 효율 저하를 방지할 수 있는 기능을 활용하는 것이다.
일반적으로 중앙처리장치 또는 프로세서에 할당하는 각 모듈의 관련 프로세스들은 할당된 프로세스가 적은 중앙처리장치에 할당되거나 원칙적으로 임의적으로 할당하여, 전체적인 중앙처리장치 또는 프로세서의 효율을 상승시키는 방식으로 할당이 이루어지지만, 특히 본 실시예와 같은 데이터 전송용 장비의 경우 제한된 시간에 제한된 개수와 종류의 프로세스들이 진행되기 때문에, 많은 종류의 프로세스를 진행하는 다른 장비와는 다른 구동 특성을 가진다.
따라서 각 해당 중앙처리장치에 기능별 모듈과 수행되는 프로세스들을 한정 할당하는 경우 매우 효율적으로 장비를 활용할 수 있다.
(3) 내외부 네트워크 연계(S130)
본 단계에서 비로소 실질적인 네트워크 연동이 실시되며, 그 구체적인 내용은 이와 같다. (ㄱ) 외부 네트워크(N1)로부터 패킷이 전송되면, 제1 네트워크 인터페이스부(131, 132)는 이 패킷을 (a) 제1 네트워크 인터페이스 모듈(131, 132)이 할당된 중앙처리장치에 전달한다. 여기에서 (a) 제1 네트워크 인터페이스 모듈(131, 132)과 관계된 프로세스들을 처리하도록 한정되어 할당된 중앙처리장치는 앞서 언급한 바와 같이, 최단 노드에 있는 중앙처리장치로 결정된다. 예를 들어 도 1의 실시예를 참조하면, 제1 네트워크 인터페이스 모듈(131, 132)과 연계하여 수행되는 프로세스는 각각 중앙처리장치(103, 104)에 할당될 수 있다.
(ㄴ) (b) 할당되지 않은 중앙처리장치들은 데이터 전송과정에 필요한 다른 일반적인 프로세스가 실행될 수 있다. 일반적으로 이러한 프로세스의 예는 패킷 처리 프로세스들이다.
(ㄷ) (c) 패킷이 처리된 이후, 네트워크 패브릭 통신 모듈과 관계된 프로세스만을 처리하도록 할당된 중앙처리장치에서 관련된 프로세스들을 처리 한다. 네트워크 패브릭 통신 모듈과 최단 노드에 있는 중앙처리장치가 프로세스를 처리하므로 별도의 손실 없이 프로세스가 진행될 수 있다.
(ㄹ) 이후 제2 망 연계장치(200)에서는 제1 망 연계장치(100)에서 진행하였던 작업의 역순으로 데이터 처리가 진행되며, 이 때에도 중요한 점은 각 기능 모듈에서 최단 노드에 위치하는 중앙처리장치가 해당 모듈과 관계된 프로세스를 처리하도록 강제적으로 할당되어 프로세스가 진행된다는 점이다.
추가적으로, 예를 들면 24시간 주기와 같은 제한된 시간의 지정이나, 갑자기 트레픽양이 늘어난 것과 같은 외부적인 트리거 요인에 의해 중앙처리장치의 노드 계산(S110)과 (2) 각 모듈에 대한 중앙처리장치부의 처리 할당(S120)은 반복되어 실시될 수 있다. 시스템의 유지 관리적인 측면에서 통상적으로 활용할 수 있는 트리거 조건을 바탕으로 실시할 수 있다.
추가적으로 일정 조건 하에서 특수한 중앙처리장치가 다른 프로세스의 처리로 인하여 해당 모듈과 노드 간 거리가 가까움에도 불구하고 프로세스의 처리가 늦어지는 현상이 발생할 수 있는데, 이때에는 이러한 중앙처리장치를 불가용한 중앙처리장치로 구분하고, 할당이 가능한 중앙처리장치 중에서 최단 노드 값을 가지는 중앙처리장치를 선택한다.
중앙처리장치의 각 모듈에 대한 연산 할당
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연산 할당부의 역할을 설명하기 위한 중앙처리장치의 개념도들이다.
도 3를 참조하여, 여덟 개의 중앙처리장치(C1 내지 C8)를 편의상 참조부호의 명칭으로 설명 한다. 내부 중앙처리장치의 구성을 보면, 각 중앙처리장치들은 QPI(Quick Path Interconnect)에 의해 각 중앙처리장치들 간의 버스 프로토콜이 형성된다. 중앙처리장치들간의 데이터를 전송하는 경로가 형성되는데, 이 경로는 하나의 중앙처리장치 내부에서 연산을 실시하는 것 보다 하나의 QPI를 통과하여 다른 중앙처리장치로 이동하여 연산을 실시하는 것이 보다 많은 경로를 이동하는 것이 되어 그만큼 연산을 위한 데이터 전송에 보다 많은 시간이 소비되게 된다.
예를 들어, C1은 C2, C3에 대해서는 각각 1번의 노드를 경유하지만, C4로 이동하는 경우에는 2번의 노드를 경유한다. 이것을 하나의 기능 모듈의 관점에서 보면 아래와 같다.
네트워크 인터페이스 모듈(130)은 C1과 최초로 연결되며, C1에서 해당 모듈의 프로세스를 처리하는 것이 가장 효율적이다(L1). 예를 들어, C3에서 연산이 진행되는 경우(L2)에는 1회의 QPI를 경유하게 되며, 이렇게 경유하는 데에 상대적으로 더 시간이 소요되게 된다.
네트워크 패브릭 통신 모듈(140)의 경우 해당 모듈의 프로세스가 C7에서 연산이 처리되는 것이 가장 효율적이나 C7이 다른 프로세스의 처리를 위하여 이미 점유되어 있는 경우에는 두번째로 짧은 노드 경유를 가지는 C5에서 연산을 진행하는 것이 효율적이다(L3). 만일, C6에서 해당 모듈의 프로세스가 진행되는 경우 추가적인 QPI를 경유하게 되며, 마찬가지로 상대적으로 데이터 이동에 더 많은 시간이 소요되게 된다.
C1을 기준으로 C2, C3는 1회, C4, C5는 2회, C6, C7은 3회, C8은 총 4회의 QPI를 경유하게 된다. 어떠한 제약 없이 각 모듈에 대한 프로세스를 진행하는 경우에는 각각의 중앙처리장치의 프로세스는 임의로 선택되거나, 점유율이 낮은 순서대로 할당되는데, 적게는 1회에서 많게는 4회의 QPI를 경유하는 상황이 빈번히 발생하므로, 중앙처리장치의 연산은 데이터가 이동하는 시간만큼 연산을 수행하지 않고 대기하는 환경이 발생하며, 이 시간 동안 중앙처리장치의 처리 효율은 그만큼 저하 된다.
따라서, 연산 할당부는 가장 최적의 중앙처리장치에 해당 모듈의 프로세스를 수행하는 연산을 강제적으로 할당하고, 이에 따라 중앙처리장치를 더욱 효율적으로 수행할 수 있다.
환경 변화에 따른 중앙처리장치의 재할당
도 4a 및 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 고속 망 변환 장치의 개념도이다. 도 4a 및 4b에서는 일반적으로 사용되는 두 개의 고속 망 변환 장치 중 외부 네트워크(N1)와 연결된 제1 망 연계 장치(100)만을 도시하였다. 실질적인 구조와 구동 방식은 제1 망 연계 장치(100)와 제2 망 연계 장치(200)가 거의 유사하므로 하나만을 기준으로 설명한다.
도 4a를 참조하면, 모든 중앙처리장치가 사용되는 상태의 고속 망 변환 장치 내 중앙처리장치의 각 모듈에 대한 프로세스 연산이 최소의 노드를 경유하는 중앙처리장치에 각각 할당된 상태이다. 결과적으로 내 개의 중앙처리장치(101, 102, 103, 104)에 각각 두 개의 네트워크 인터페이스 모듈(131, 132), 네트워크 패브릭 통신 모듈(140), 디스크 컨트롤러 모듈(150)이 강제적으로 할당 되었다. 도면에서는 4개의 중앙처리장치만을 포함하고 있기 때문에, 각각 가장 가까운 중앙처리장치들이 할당되었다.
또한, 도 5b를 참조하면, 중앙처리장치 중 하나(103)가 임의적인 요인에 의하여 자원이 선점되어 연산을 수행할 수 없는 경우에는 연산 할당부(120)는 새롭게 기존에 할당되었던 모듈인 네트워크 인터페이스 모듈(131)과 할당 가능한 중앙처리장치들 간의 노드를 계산하고, 이 중 가장 최소의 노드 경유 값을 가지는 중앙처리장치(101 또는 104)에 해당 모듈의 프로세스에 대한 연산을 강제적으로 할당한다. 이 경우에는 다른 네트워크 인터페이스 모듈(132)에 할당된 중앙처리장치(104)에 동시에 할당되었다. 같은 노드 경유 값의 경우에는 현재 프로세싱 되고 있는 점유율이 낮은 등의 부가적인 우선순위를 정하여 할당할 수 있다.
이와 같이, 외부적인 요인에 의하여 환경이 변화하는 경우 연산 할당부는 노드값들을 재계산하고 할당 가능한 중앙처리장치에 할당하여 망 연계 장치의 최적의 구동 환경을 유지 한다.
실질적으로 본 실시예에서는 하나의 기능 모듈에 대하여 하나의 중앙처리장치만을 할당하는 것을 예시로 설명하였지만, 하나의 기능 모듈에 대하여 여러 개의 중앙처리장치를 할당하는 것으로 구성할 수 있으며, 역으로 여러 개의 기능 모듈을 가장 가까운 하나의 중앙처리장치에서 모두 연산을 수행하게 할 수 있다.
망 연계 장치에서 연산 할당의 효과
본 실시예와 같은 망 연계 시스템은 내외부 망을 연계하는 데이터의 전송포인트에 트레픽이 집중되기 때문에, 이로 인한 통신 제약을 극복하기 위해서는 보다 빠른 데이터처리가 매우 중요하다.
외부 망에서 내부 망으로 일반 네트워크(N1)를 경유하여 패킷이 전달될 때에, TCP/IP와 같은 프로토콜에 의해 수많은 패킷이 동시에 전달되게 되는데, 이 경우, 패킷의 수는 매우 많으며, 각각의 상황에 따라 연산을 필요로 하는 경우 일반적으로는 개별적인 중앙처리장치에 임의로 할당되게 된다. 본 실시예와 같은 강제적인 할당이 없는 경우 중앙처리장치들간에는 수많은 내부 데이터흐름이 발생한다. 이로 인한 연산 손실은 매우 크며, 망연계장치의 효율을 매우 떨어뜨리는 취약점 중의 하나이다.
망 연계 시스템 내부에서 처리되는 속도는 인피니 밴드와 같은 패브릭 네트워크 통신에 비해 매우 느린 상태이므로, 이를 극복하기 위해서 복수개의 중앙처리장치들을 사용하게 되는데, 각각의 중앙처리장치들 간의 기능이 한정되지 않은 경우 많아지는 중앙처리장치들간의 개수만큼 서로 간의 데이터 전송이 발생되는 확률이 동시에 상승하게 된다.
따라서, 각 기능 모듈 간의 프로세스 처리를 노드 경유를 최소화 하는 관점에서 강제적으로 고정된 중앙처리장치에 할당하는 경우 이러한 중앙처리장치들간의 증가하는 데이터 전송을 최소화할 수 있다. 이로 인해 보다 효율적으로 내외부 네트워크를 연동할 수 있게 된다.
결과적으로, 내부 및 외부의 네트워크는 목적지의 IP주소와 같은 패킷 내에 여러 가지 내부 정보가 포함된 TCP/IP 프로토콜의 패킷을 전송하지 않기 때문에, 내외부 네트워크의 망 분리는 명확하게 이루어져, 보안의 위험성을 감소시킨 상태를 유지함과 동시에, 이러한 보안 장비들의 큰 취약점인 네트워크 간 연동속도를 보장하게 된다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
N1 : 일반 네트워크
N2 : 내부 네트워크
100: 제1 망 연계 장치
200: 제2 망 연계 장치
101, 102, 103, 104 : 제1 중앙처리장치부의 중앙처리장치들
201, 202, 203, 204 : 제2 중앙처리장치부의 중앙처리장치들
120 : 제1 연산 할당부
220 : 제2 연산 할당부
131, 132 : 제1 네트워크 인터페이스 모듈
231, 232 : 제2 네트워크 인터페이스 모듈
140 : 제1 네트워크 패브릭 통신 모듈
240 : 제2 네트워크 패브릭 통신 모듈
150 : 제1 디스크 컨트롤러 모듈
250 : 제2 디스크 컨트롤러 모듈
C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7, C8 : 중앙처리장치

Claims (11)

  1. 외부와 연결되는 일반 네트워크; 독립적으로 운영되는 내부 네트워크 및 상기 일반 네트워크와 상기 내부 네트워크를 연결하는 망 연계장치를 포함하는 네트워크에 있어서,
    상기 일반 네트워크와 연결과는 제1 망 연계 장치; 및
    상기 내부 네트워크와 연결되는 제2 망 연계 장치;를 포함하고,
    상기 제1 망 연계 장치는
    복수개의 중앙처리장치들을 포함하는 제1 중앙처리장치부;
    표준 프로토콜을 사용하는 상기 일반 네트워크와 연결되는 제1 네트워크 인터페이스 모듈; 및 제1 네트워크 패브릭 통신 모듈을 포함하는 제1 기능 모듈부; 및
    상기 제1 중앙처리장치부 내 중앙처리장치들 각각과 상기 제1 기능 모듈부 내의 각각의 모듈 간의 노드 경로 값을 계산하고, 상기 제1 기능 모듈부 내 각각의 모듈과 연계되어 수행되는 프로세스를 상기 제1 중앙처리장치부 중 일부의 중앙처리장치에만 한정하여 할당하는 제1 연산 할당부;
    를 포함하고,
    상기 제2 망 연계 장치는
    복수개의 중앙처리장치들을 포함하는 제2 중앙처리장치부;
    표준 프로토콜을 사용하는 상기 내부 네트워크와 연결되는 제2 네트워크 인터페이스 모듈; 및 상기 제1 네트워크 패브릭 통신부와 연결되는 제2 네트워크 패브릭 통신 모듈을 포함하는 제2 기능 모듈부; 및
    상기 제2 중앙처리장치부 내 중앙처리장치들 각각과 상기 제2 기능 모듈부 내의 각각의 모듈 간의 노드 경로 값을 계산하고, 상기 제2 기능 모듈 부 내 각각의 모듈과 연계되어 수행되는 프로세스를 상기 제2 중앙처리장치부 중 일부의 중앙처리장치에만 한정하여 할당하는 제2 연산 할당부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 대내 분리 환경에서의 고속 망 변환 네트워크 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 연산 할당부 및 제2 연산 할당부는 상기 제1 중앙처리장치부 및 제2 중앙처리장치부에서 가장 최단의 노드 경로 값을 가지는 중앙처리장치에 각각 해당 모듈과 연계되어 수행되는 프로세스를 할당하는 것을 특징으로 하는 대내 분리 환경에서의 고속 망 변환 네트워크 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 연산 할당부 및 제2 연산 할당부는 상기 제1 중앙처리장치부 및 제2 중앙처리장치부에서 할당 가능한 중앙처리장치 중 가장 최단의 노드 경로 값을 가지는 중앙처리장치에 각각 해당 모듈과 연계되어 수행되는 프로세스를 할당하는 것을 특징으로 하는 대내 분리 환경에서의 고속 망 변환 네트워크 시스템.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 제1 연산 할당부 및 제2 연산 할당부가 할당하는 제1 중앙처리장치부 및 제2 중앙처리장치부의 중앙처리장치의 개수는 각 모듈당 하나인 것을 특징으로 하는 대내 분리 환경에서의 고속 망 변환 네트워크 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 고속 망 변환 네트워크 시스템은 외부 스토리지를 더 포함하고,
    상기 제1 망 연계 장치의 제1 기능 모듈부는 제1 디스크 컨트롤러 모듈을 더 포함하고,
    상기 제2 망 연계 장치의 제2 기능 모듈부는 제2 디스트 컨트롤러 모듈을 더 포함하며,
    상기 제1 디스크 컨트롤러 모듈 및 제2 디스크 컨트롤러 모듈은 상기 외부 스토리지와 연결된 것을 특징으로 하는 대내 분리 환경에서의 고속 망 변환 네트워크 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 네트워크 패브릭 통신부에서는 인피니밴드(Infiniband)의 컴퓨터-네트워크 통신 표준을 이용하는 것을 특징으로 하는 대내 분리 환경에서의 고속 망 변환 네트워크 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 연산 할당부는 지정된 시간 또는 조건이 변경되는 경우,
    할당이 가능한 상기 제1 중앙처리장치부 및 제2 중앙처리장치부의 중앙처리장치들과 각각의 모듈 간의 노드 경로 값을 재계산하고, 상기 모듈과 연계되어 수행되는 프로세스를 중앙처리장치들에게 재할당 하는 것을 특징으로 하는 대내 분리 환경에서의 고속 망 변환 네트워크 시스템.
  8. 복수개의 중앙처리장치들을 포함하는 중앙처리장치부;
    표준 프로토콜을 사용하는 일반 네트워크와 연결되는 네트워크 인터페이스 모듈;
    네트워크 패브릭 통신 모듈; 및
    상기 중앙처리장치부 내 중앙처리장치들 각각과 상기 네트워크 인터페이스 모듈 및 네트워크 패브릭 통신 모듈 간의 노드 경로 값을 계산하고, 상기 상기 네트워크 인터페이스 모듈 및 네트워크 패브릭 통신 모듈과 연계되어 수행되는 프로세스를 상기 중앙처리장치부 중 일부의 중앙처리장치에만 한정하여 할당하는 연산 할당부;
    를 포함하는 대내 분리 환경에서의 고속망 변환 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 연산 할당부는 상기 중앙처리장치부에서 할당 가능한 중앙처리장치 중 상기 네트워크 인터페이스 모듈 및 네트워크 패브릭 통신 모듈 가장 최단의 노드 경로 값을 가지는 중앙처리장치에 상기 네트워크 인터페이스 모듈 및 네트워크 패브릭 통신 모듈 각각과 연계되어 수행되는 프로세스를 할당하는 것을 특징으로 하는 대내 분리 환경에서의 고속망 변환 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 연산 할당부가 할당하는 중앙처리장치부의 중앙처리장치의 개수는 각 모듈당 하나인 것을 특징으로 하는 대내 분리 환경에서의 고속망 변환 장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 네트워크 패브릭 통신 모듈에서는 인피니밴드(Infiniband)의 컴퓨터-네트워크 통신 표준을 이용하는 것을 특징으로 하는 대내 분리 환경에서의 고속망 변환 장치.

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KR101472685B1 (ko) * 2013-09-12 2014-12-16 (주)쓰리에스소프트 망 연계 게이트웨이 및 이를 이용한 망 분리 방법과 컴퓨터 네트워크 시스템

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