KR102037013B1 - 네트워크 시스템 및 네트워크 노드 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 과제는, 링 네트워크의 구성 제어가 발생할 때, 네트워크를 구성하는 각 노드가 학습한 MAC 어드레스 정보를 빠르게 소거하는 것이다. 상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 복수의 노드에 의해 구성되는 링형의 네트워크 시스템이며, 상기 복수의 노드는 각각, 통신 프레임을 송수신하는 복수의 포트와, 수신한 상기 통신 프레임의 송신원 MAC 어드레스와, 수신한 상기 포트와의 대응 관계가 기억되는 MAC 어드레스 학습부와, 상기 MAC 어드레스 학습부에 기억된 대응 관계에 따라, 송신에 사용할 상기 포트를 선택하는 통신 제어부를 구비하고, 상기 복수의 노드에는, 상기 링형의 네트워크의 일부에 장해가 발생하면, MAC 어드레스 클리어 요구 프레임의 전송 우선도를 통상의 상기 통신 프레임보다 높게 설정하여 다른 노드로 송신하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 네트워크 시스템 및 네트워크 노드에 관한 것이다.
스위칭 허브와 같은, 수신 프레임 내의 MAC 어드레스 정보를 학습하고, 프레임의 송신처를 제어하는 네트워크 장치를 접속하여 구성되는 네트워크의 일 형태로서, IEEE802.3에 규정된 레이어 2의 이더넷(등록 상표)이 있다.
또한, 이더넷에 의한 네트워크 구성을 용장화하는 프로토콜로서, 비특허문헌 1에는, STP(Spanning Tree Protocol)가 기재되어 있다. STP에서는, BPDU(Bridge Protocol Data Unit)라고 불리는 제어 프레임을 정기적으로 교환하고 있고, 장해 발생 등에 의해, 네트워크의 상태(토폴로지) 변화를 검출하고, 통신 경로를 전환하는 기능을 갖는다. 통신 경로가 전환됨으로써, 경로 전환 전에 학습하고 있던 MAC 어드레스 정보와, 네트워크 토폴로지의 불일치가 발생한다. STP에서는, TC(Topology Change) 비트를 세트한 BPDU를 송신하고, MAC 어드레스 정보를 소거함으로써, 통신을 복구시키는 용장화를 위한 네트워크 구성으로서 링 구성 등이 사용된다.
또한, 링 구성의 네트워크에 특화된 용장화 프로토콜의 종래 기술로서 특허문헌 1에서는, 「링 감시 장치는 링크 복구 통지 프레임에 탑재되어 있던 링크 복구를 검지한 링 구성 장치에 대하여 링 포트의 상태를 유저 프레임 송수신 가능의 상태로 하는 것을 지시하기 위한 플래시 요구 프레임을 링 구성 장치에 송신한다. 당해 프레임을 수신한 링 구성 장치는 학습한 MAC 어드레스를 클리어하고, 링 포트의 상태를 변경한다.」고 기재되어 있다(요약 참조).
ANSI/IEEE Std 802. 1D, 1998 Edition: 8. The Spanning Tree Algorithm and Protocol
이더넷에 있어서의, 네트워크 노드에 있어서는, IEEE802.1p QoS에 의해, 수신 프레임에 우선 순위를 붙여 중계하는 기술이 사용되고 있지만, 상기한 방식에 있어서는, 각 노드로 MAC 어드레스의 클리어 요구를 행하는 MAC 어드레스 클리어 요구 프레임이 우선 제어되어 있지 않기 때문에, 링 네트워크를 구성하는 각 노드는, 유저 통신용의 프레임과 MAC 어드레스 클리어 요구 프레임을, 동일한 우선도로 수신ㆍ중계 등의 처리를 행한다. 그 때문에, 유저 통신용의 프레임이 네트워크 상에 전파되어 있으면, 유저 프레임의 중계가 완료될 때까지 MAC 어드레스 클리어 요구 프레임이 링 네트워크 상 노드의 송신 버퍼에 체류하고, MAC 어드레스 클리어 요구 프레임이 네트워크 상의 전체 노드에 도착할 때까지 지연이 발생한다.
특히, 특정한 유저 프레임을 고우선도로서 중계하고 있는 경우, 전술한 MAC 어드레스 클리어 요구 프레임은 유저 프레임에 의해 버퍼에서 대기되기 때문에, 전달이 지연되어 통신 복구까지 시간이 걸려 버린다고 하는 과제가 있었다.
본 발명은 상기 과제를 감안하여, 링 네트워크의 구성 제어가 발생할 때, 네트워크를 구성하는 각 노드가 학습한 MAC 어드레스 정보를 빠르게 소거하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 대표적인 본 발명의 네트워크 시스템은, 복수의 노드에 의해 구성되는 링형의 네트워크 시스템이며, 상기 복수의 노드는 각각, 통신 프레임을 송수신하는 복수의 포트와, 수신한 상기 통신 프레임의 송신원 MAC 어드레스와, 당해 통신 프레임을 수신한 상기 포트와의 대응 관계가 기억되는 MAC 어드레스 학습부와, 상기 통신 프레임을 송신할 때, 상기 MAC 어드레스 학습부에 기억된 대응 관계에 따라, 송신에 사용할 상기 포트를 선택하는 통신 제어부와, 수신한 상기 통신 프레임에 설정된 전송 우선도에 따라, 다른 노드로의 중계 처리를 행하는 중계 처리부를 구비하고, 상기 복수의 노드에는, 상기 링형의 네트워크의 일부에 장해가 발생하면, 상기 MAC 어드레스 학습부에 기억된 대응 관계를 클리어시키는 MAC 어드레스 클리어 요구 프레임의 상기 전송 우선도를 통상의 상기 통신 프레임보다 높게 설정하여 다른 노드로 송신하는 제1 노드를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 링 네트워크의 구성 제어가 발생할 때, 네트워크를 구성하는 각 노드가 학습한 MAC 어드레스 정보를 빠르게 소거할 수 있다.
도 1은, 본 실시예의 구성도이다.
도 2는, 본 실시예에서 사용하는 제어 프레임의 포맷이다.
도 3은, 프라이오리티에 의한 프레임의 배분ㆍ송신 수순을 도시하는 도면이다.
도 4는, 구성 제어 발생 시를 도시하는 도면이다.
도 5는 고우선도 프레임의 움직임을 도시하는 도면이다.
도 6은, 프라이오리티에 의한 프레임의 추월예를 도시하는 도면이다.
도 7은, MAC 어드레스 오중계까지의 흐름(어드레스 학습)을 도시하는 도면이다.
도 8은, MAC 어드레스 오중계까지의 흐름(어드레스 학습에 의한 프레임 중계)을 도시하는 도면이다.
도 9는, MAC 어드레스 오중계까지의 흐름(장해 발생 시)을 도시하는 도면이다.
도 10은, MAC 어드레스 오중계까지의 흐름(클리어 프레임 송신)을 도시하는 도면이다.
도 11은, MAC 어드레스 오중계까지의 흐름(프라이오리티에 의한 추월)을 도시하는 도면이다.
도 12는, MAC 어드레스 오중계까지의 흐름(추월 후의 중계 동작)을 도시하는 도면이다.
도 13은, MAC 어드레스 오중계까지의 흐름(수신처 정보 오학습)을 도시하는 도면이다.
도 14는, MAC 어드레스 오중계까지의 흐름(수신처 정보 오학습에 의한 프레임 폐기)을 도시하는 도면이다.
도 15는, 저우선도 프레임의 움직임(해결 수단)을 도시하는 도면이다.
도 16은, 본 실시예의 노드의 내부 블록도이다.
도 2는, 본 실시예에서 사용하는 제어 프레임의 포맷이다.
도 3은, 프라이오리티에 의한 프레임의 배분ㆍ송신 수순을 도시하는 도면이다.
도 4는, 구성 제어 발생 시를 도시하는 도면이다.
도 5는 고우선도 프레임의 움직임을 도시하는 도면이다.
도 6은, 프라이오리티에 의한 프레임의 추월예를 도시하는 도면이다.
도 7은, MAC 어드레스 오중계까지의 흐름(어드레스 학습)을 도시하는 도면이다.
도 8은, MAC 어드레스 오중계까지의 흐름(어드레스 학습에 의한 프레임 중계)을 도시하는 도면이다.
도 9는, MAC 어드레스 오중계까지의 흐름(장해 발생 시)을 도시하는 도면이다.
도 10은, MAC 어드레스 오중계까지의 흐름(클리어 프레임 송신)을 도시하는 도면이다.
도 11은, MAC 어드레스 오중계까지의 흐름(프라이오리티에 의한 추월)을 도시하는 도면이다.
도 12는, MAC 어드레스 오중계까지의 흐름(추월 후의 중계 동작)을 도시하는 도면이다.
도 13은, MAC 어드레스 오중계까지의 흐름(수신처 정보 오학습)을 도시하는 도면이다.
도 14는, MAC 어드레스 오중계까지의 흐름(수신처 정보 오학습에 의한 프레임 폐기)을 도시하는 도면이다.
도 15는, 저우선도 프레임의 움직임(해결 수단)을 도시하는 도면이다.
도 16은, 본 실시예의 노드의 내부 블록도이다.
이하, 링형 네트워크에 있어서, 구성 제어 발생에 의한 경로 전환에 의해, 네트워크 구성과, 링형 네트워크를 구성하는 장치가 갖는 MAC 어드레스 학습 정보의 불일치에 의한 통신 단절 상태를 신속하게 복구하기 위한, 본 실시예에 따른 MAC 어드레스 소거 수순을 설명한다.
도 1은, 본 실시예를 도시하는 구성도이다. 구성 내용으로서는, 링형 네트워크에 통신선(110-1 내지 110-8)으로 접속되어 있는 노드가 8대(100-1 내지 100-8) 있고, 각 노드(100-1 내지 100-8)의 지선에는 도시하지 않은 계산기가 접속되어 있다. 또한, 노드 4(100-4) 내지 노드 5(100-5) 사이가 블로킹 상태로 되어 있다. 블로킹 상태란, 링형 네트워크를 제어하기 위한 제어 프레임 이외의 통신을 차단하는 상태이며, 예를 들어 각 노드의 지선에 접속되는 계산기 간의 통신 프레임을 차단함으로써, 네트워크에서는 링 상의 일정 구간에 반드시 존재하여 루프를 방지한다. 제어 프레임의 예로서는, 통신선(110-1 내지 110-8)의 장해를 감시하기 위해 인접 노드 간에서 통신되는 프레임이나, 통신선(110-1 내지 110-8)의 장해 발생에 의해 블로킹 노드로 천이하였음을 선언하는 프레임, 네트워크 내에 블로킹 노드가 복수 경합하는 경우에 이들을 조정하기 위한 프레임 등을 들 수 있다. 또한, 모든 노드(100-1 내지 100-8) 및 통신선(110-1 내지 110-8)에는 이상이 일어나지 않는 것으로 한다. 도 16은, 도 1에 있어서의 노드(100-1 내지 100-8)의 내부 블록도를 도시하는 도면이다. 도 16에서는, 대표로서 노드 2(100-2)에 대하여 설명한다.
노드 2(100-2)는, 통신선(110-1, 110-2)을 통하여 노드 1(100-1), 노드 3(100-3)과 접속되고, 지선을 통하여 계산기 1(800-1), 계산기 2(800-2)와 접속된다. 본 예에서는, 2개의 계산기가 접속되는 예를 나타내지만, 그 이상의 계산기가 접속되어도 된다.
노드 2(100-2)는, CPU(700)와, 메모리(710)와, 송수신 제어부(720)와, 복수의 포트(770, 780) 스위치부를 포함한다. 스위치부는, 수신한 프레임을 저장하는 수신 큐(750), 프라이오리티마다 프레임을 분류하는 프라이오리티 큐(760), 송신한 프레임을 저장하는 송신 큐(740), MAC 어드레스 정보를 기억하기 위한 어드레스 학습부(730)를 구비한다.
포트 A, B(770)는, 링 네트워크를 구성하기 위한 포트이며, 1 노드에 합계 2 포트 구비된다. 포트 A, B(770)는 CPU(700)로부터의 지시에 의해, 블로킹의 실시/해제를 행한다.
포트 1, 2(780)는, 지선에 계산기 등을 접속하기 위한 포트이다. 포트수는 임의이지만, 본 예에서는 2개를 도시한다.
수신 큐(740)는, 포트(770, 780)로부터 수신한 프레임을 저장하기 위한 큐이며, 각 포트마다 하나씩 보유한다. 또한, 송수신 제어부(720)로부터 수신한 프레임을 저장하기 위해서도 구비된다. 수신 큐(740)는, 내부에 복수의 큐를 갖고, 수신 프레임의 프라이오리티에 따라 저장하는 큐를 변경한다. 상세는 도 3에서 후술한다.
프라이오리티 큐(760)는, 프라이오리티(본 실시예에서는 0 내지 7)에 따라 하나씩 개별적인 큐가 있고, 각 포트의 수신 큐(740)로부터, 프라이오리티에 대응한 큐에 프레임이 전송된다. 그리고, 프레임의 수신처 MAC 어드레스와 스위치부의 어드레스 학습부(730) 내의 정보를 바탕으로, 프라이오리티 큐 내의 프레임을 수신처 포트의 송신 큐에 전송한다.
송신 큐(750)는, 프라이오리티순으로, 포트로부터 프레임을 송신하기 위한 큐이며, 각 포트마다 하나씩 보유한다. 또한, 송수신 제어부(720)에 송신하는 프레임을 저장하기 위해서도 구비된다. 최고 우선도인 프라이오리티 7의 프레임부터 우선하여 송신되고, 저프라이오리티의 프레임은, 고프라이오리티의 프레임이 전부 송신 완료될 때까지 대기된다.
어드레스 학습부(730)는, 수신한 프레임의 송신원 MAC 어드레스를 수신 포트의 번호와 대응지어 기억한다. 그리고, 프레임을 송신할 때에는, 프레임의 송신처 포트를 결정하기 위한 어드레스 정보를 제공한다. 예를 들어, 포트 A(770)로부터 송신원 MAC 어드레스가 "AA"의 프레임을 수신하면, 당해 MAC 어드레스 "AA"와 포트 A(770)를 대응지어 기억한다. 또한, 수신처가 MAC 어드레스 "AA"의 프레임을 송신하는 경우에는, MAC 어드레스 "AA"에 대응지어진 포트 A(770)의 정보를 제공함으로써, 당해 프레임은 포트 A(770)로부터 송신된다. 이 MAC 어드레스의 학습 정보는, 다른 포트로부터 당해 노드로부터의 프레임을 수신한 경우에 갱신되는 경우나, 5분간 정도 당해 노드로부터의 프레임을 미수신으로 되는 경우에는 삭제된다. 또한, 수신처가 MAC 어드레스에 대응하는 포트가 기억되어 있지 않은 경우에는, 프레임은 포트 A, B(770) 양쪽으로부터 송신된다.
CPU(700)는, 링 제어용의 프레임이나, MAC 어드레스 정보 클리어 요구 프레임을 수신한다. 조건에 따라, 포트 A/B(770)의 블로킹 제어나, 어드레스 학습부(730)의 소거, 제어 프레임이나 클리어 요구 프레임의 송신을 행한다.
송수신 제어부(720)는, 스위치부로부터의 프레임을 수신하고, 메모리에 저장하는 기능을 갖는다. 메모리 상에 작성한 프레임 정보를, CPU(700)로부터의 지시에 따라, 스위치부에 대하여 프레임으로서 송신하는 기능을 갖는다. 또한, 스위치부로부터 수신한 프레임이, 어느 포트(포트 A, B, 1, 2, …)로부터 수신된 것인지를 CPU에 알리는 기능을 갖는다. CPU(700)로부터의 지시에 따라, 메모리 상의 프레임 정보를 송신할 때, CPU(700)가 지정한 포트로부터 프레임을 송신하는 기능을 갖고(포트 A로부터 송신, 포트 A, B의 양쪽에 송신 등), 전술한 링 제어용의 프레임이나 MAC 어드레스 클리어 요구 프레임 등은, 본 기능을 사용하여, 수신한 포트를 인식하거나, 특정한 포트에만 프레임을 송신하거나 한다.
메모리(710)는, 송수신 제어부로부터 CPU가 수신한 프레임이나, CPU로부터 송신하는 프레임의 정보를 저장하기 위한 메모리이다. 또한, CPU가 동작하기 위한 프로그램도 저장한다.
도 2는, 네트워크 내에 전파되는 프레임 포맷을 도시하는 도면이다. 본 프레임은, MAC 헤더와, VLAN Tag와, LEN/TYPE와, 프레임 정보와, CRC를 포함한다. MAC 헤더에는, 수신처 어드레스 DA와 송신원 어드레스 SA가 설정되어 있다. 또한, IEEE802.1Q VLAN tagging을 사용한 VLAN 헤더부(200-1)에, 프레임의 전송 우선도를 나타내는 프라이오리티의 값(PCP)이 저장되어 있다. 프라이오리티는 최저값 0에서 최고값 7까지 설정할 수 있다. 본 프레임을 수신한 노드는, IEEE802.1p QoS에 따라, 프라이오리티값이 높은 프레임을 우선하여 중계한다.
도 3에는, 노드(100-1 내지 100-8)에 있어서, 수신 프레임에 부여된 프라이오리티에 의한, 프레임의 배분ㆍ송신 수순을 도시한다. 본 예에서는, 프라이오리티 7의 프레임(300-1)과 프라이오리티 0의 프레임(300-2)을 포트 #1(310-1), 포트 #3(310-3)에서 각각 동시에 수신하였을 때의 움직임을 예로 든다. 또한, 본 예에서는, 포트 #1(310-1), 포트 #2(310-2)가 링 네트워크에 접속되는 포트이고, 포트 #3(310-3), 포트 #4가 지선에 접속되는 포트로 하며, 상기의 2개의 수신 프레임은, 포트 #2(310-2)로부터 송신되는 프레임으로 한다. 포트 #1(310-1), 포트 #3(310-3)에서 수신한 프레임은, 포트마다 갖는 수신 큐(320-1, 320-4)라고 불리는 수신용 버퍼에, 프라이오리티의 값에 따라 할당된다. 그 후, 프라이오리티의 값마다 준비된 프라이오리티 큐(본 예에서는, 프라이오리티 7의 프라이오리티 큐(320-2)와 프라이오리티 0의 프라이오리티 큐(320-5))에 각각 포트 번호순으로 저장된다. 프라이오리티 큐에 저장된 수신 프레임은, 포트마다 갖는 송신 큐 중, 수신처 포트의 송신 큐(본 예에서는 포트 #2의 송신 큐, 320-5)에 저장된다. 포트 #2의 송신 큐(320-3)로부터는 프라이오리티의 값이 높은 프레임부터 순서대로 송신 포트 #2(310-2)로 중계되고, 외부로 송신된다. 따라서 본 예에서는, 프라이오리티 7인 송신 프레임(300-4)이 송신된 후, 프라이오리티 0인 송신 프레임(300-3)이 송신된다. 또한, 프라이오리티가 높은 송신 프레임이 연속해서 중계되는 경우에는, 프라이오리티가 낮은 송신 프레임은, 장시간 체류해 버릴 것이 고려되지만, 본 실시예에서는 소정 시간 체류하는 송신 프레임은 삭제된다.
도 4에서, 통신선(110-8)에 어떠한 원인으로 통신 이상이 일어나고, 구성 제어가 발생한 경우를 도시한다. 우선 노드 1(101-1)과 노드 8(101-8)이 장해를 검지하고, 각각이 이상 검지 포트를 블로킹 상태로 천이시킨다. 또한, 노드 4(100-4) 내지 노드 5(100-5) 사이는 블로킹 상태가 해제되고, 통신 가능 상태로 된다.
상기와 같이 블로킹 개소가 천이하였을 때, 네트워크 상에 전파되어 오는 프레임을 올바른 수신처 노드에 도달시키기 위해, 각 노드의 MAC 어드레스 테이블을 클리어하고, 네트워크 상의 각 노드의 MAC 어드레스 정보를 재학습시킬 필요가 있다. 본 발명에 있어서는, 구성 제어를 검지한 노드로부터 MAC 어드레스 클리어 요구 프레임을 송신함으로써, 클리어 요구 프레임을 수신한 노드가, MAC 어드레스 테이블을 클리어하는 방법을 취한다. 또한, 본 실시예에서는, MAC 어드레스 클리어 요구 프레임에 대하여, IEEE802.1Q VLAN tagging 등에 의해, MAC 어드레스 클리어 요구 프레임의 전송 우선도를 높임으로써, 유저 통신용의 프레임에 의한 전송 지연을 없애는 것이 특징이다. 도 5에는, 본 발명에 있어서의 MAC 어드레스 클리어 요구 프레임의 움직임을 도시한다. 노드 4(100-4) 내지 노드 5(100-5) 사이의 블로킹이 해제됨으로써, 블로킹 시에 종단 노드였던 노드 5(100-5)로부터, 프라이오리티를 최댓값 7로 한 MAC 어드레스 클리어 요구 프레임 1, 2(420, 421)를 송신한다. MAC 어드레스 클리어 요구 프레임 1, 2(420, 421)를 수신한 각 노드는, 자체의 MAC 어드레스 테이블을 클리어함과 함께, MAC 어드레스 클리어 요구 프레임을 수신한 포트의 반대측의 인접 노드에 중계된다. 프라이오리티 7의 프레임을 사용함으로써, 전체 노드로 전파되고, 신속한 경로 변경이 가능하게 된다. 또한, 블로킹을 해제하는 노드가, MAC 어드레스 클리어 요구 프레임을 송신함으로써, 구성 제어의 개시부터 빠르게 다른 노드로 MAC 어드레스의 클리어를 요구할 수 있다.
한편, 전송 우선도를 높인 MAC 어드레스 클리어 요구 프레임은, 구성 노드가 보유하는 송수신 버퍼 등에 체류하고 있는 구성 제어 전에 송신된 유저 프레임을 추월해 버려, 추월된 유저 프레임에 의한 MAC 어드레스 정보의 오학습이 발생해 버리는 경우가 있다.
일례로서, 이때 네트워크 중에 프라이오리티가 2인 체류 프레임(430)이 전파되어 있는 경우를 예시한다. 노드 5(100-5)로부터, 프라이오리티를 최댓값 7로 한 MAC 어드레스 클리어 요구 프레임 1(420)이 노드 8(101-8)로 전파되어 갈 때, 프라이오리티가 7이기 때문에, 전파 중인 체류 프레임(430)을 추월하여 전파되고, 노드 7(101-7), 노드 8(101-8)의 MAC 어드레스 테이블을 클리어해 버린다. 그 결과, 체류 프레임(430)은 MAC 어드레스가 클리어된 후에 노드에 도착하게 되고, 장해 발생 전의 망 구성에 기초하여, MAC 어드레스 정보의 오학습이 발생해 버리는 경우가 있다.
도 6은, 프라이오리티에 의한 프레임의 추월의 움직임의 예이다. 포트 1(510-1)에서 수신한 클리어 프레임(500-1)과 체류 프레임(500-2)은, 포트 #1 수신 큐(520-1)에서 할당되고, 그 후 각 프라이오리티 큐(520-2, 520-3)의 포트 #1 저장 장소에 저장된다. 프라이오리티 큐로부터는 포트 #2의 송신 큐(520-4)로 라운드 로빈으로 저장된다. 포트 #2의 송신 큐(520-4)로부터는 프라이오리티의 값이 높은 프레임부터 순서대로 송신 포트 #2(510-2)로 중계되기 때문에, 프라이오리티 7인 클리어 프레임(500-4)이 송신된 후, 프라이오리티 2인 체류 프레임(500-3)이 송신된다. 따라서, 프라이오리티 2의 프레임을 우선 수신하였다고 해도, 프라이오리티 7의 클리어 프레임을 뒤쫓아 수신하면, 프라이오리티 7의 클리어 프레임이 우선 송신되어, 프라이오리티 2인 체류 프레임을 추월해 버린다. 이에 의해, MAC 어드레스의 오학습이 발생한다.
일례로서 도 7 내지 도 14에서 노드(610-1 내지 610-6)가 링상으로 구성되어 있는 네트워크를 예시하고, MAC 어드레스 오학습ㆍ프레임 오중계까지의 흐름을 순서대로 도시한다. 노드(610-6 내지 610-1) 사이가 블로킹 상태로 되어 있고, 전체 노드, 전체 통신선은 이상이 일어나지 않는 것으로 한다.
도 7에서는 링 구성에 있어서의 MAC 어드레스 학습의 예를 도시한다. PC-A(600-1)로부터 PC-B(600-2)를 수신처로 하는 프레임을 송신하고, 각 노드(610-1 내지 610-6)는 PC-A(600-1)의 수신처 정보를 학습한다.
도 8에 도시하는 바와 같이, PC-C(600-3)로부터 PC-A(600-1)를 수신처로 하는 프레임을 송신하면, 각 노드(610-1 내지 610-5)는 도 7에서 학습한 수신처 MAC 어드레스 정보에 따라 PC-A로 프레임을 중계한다.
도 9에서 장해 발생 시의 프레임의 동작을 도시한다. 노드(610-1 내지 610-2) 사이에 장해가 발생하고, 구성 제어에 의해 블로킹 개소가 장해 개소의 양단으로 이동한다. 이때, 노드(610-2 내지 610-3) 사이에 수신처 B의 유저 프레임(프라이오리티 2)이 중계되어 있는 상태이다.
도 10에서는, 구성 제어 후의 블로킹 발생 노드(610-1, 610-2)로부터 MAC 어드레스 클리어 프레임(프라이오리티 7)이 송신된다. 이때 송신원인 노드(610-1, 610-2)는, MAC 어드레스 클리어를 함과 함께, MAC 어드레스 클리어 프레임을 송신한다.
도 11에서, 노드(610-3 내지 610-4) 사이에서 프라이오리티에 의한 프레임의 추월이 발생한다. 프라이오리티 7인 MAC 어드레스 클리어 프레임은 프라이오리티 2인 유저 프레임을 추월하고, 최우선으로 인접 노드로 중계된다.
도 12에서는, 노드(610-4)가 MAC 어드레스 클리어 프레임에 의해, 수신처 정보가 클리어되지만, 그 직후에 유저 프레임에서 PC-A(600-1)의 수신처 정보를 오학습해 버린다.
도 13에서는, 유저 프레임이 PC-B(600-2)에 도착하지만, 그때까지 중계해 온 노드(610-5, 610-6)는 수신처 A의 수신처 정보를 오학습해 버린다.
도 14에 도시하는 바와 같이, 이 상태에서 PC-B(600-2)로부터 PC-A(600-1) 앞으로 유저 프레임을 송신한 경우, 노드(610-4 내지 610-6)의 수신처 정보 오학습에 의해, PC-A(600-1)에 도착하지 않는 루트로 프레임이 중계되고, 블로킹 상태로 되어 있는 포트를 갖는 노드(610-2)에 도착한 시점에서 PC-A(600-1)앞으로의 유저 프레임은 폐기되어 버린다.
이상의 흐름이 발생한 경우, 구성 제어 직후에 최우선도의 프레임을 사용하여 전체 노드의 MAC 어드레스 클리어를 행하였다고 해도, 체류 프레임에 의해 MAC 어드레스 테이블의 오학습이 발생하고, 유저 프레임의 오송신으로 이어져 버린다. 일반적으로, MAC 어드레스의 학습 정보는, 다른 포트로부터 당해 노드로부터의 프레임을 수신한 경우에 갱신되는 경우나, 5분간 정도 당해 노드로부터의 프레임을 미수신으로 되는 경우에 삭제된다. 그 때문에, PC-A로부터의 프레임 송신이 없는 경우, 최대 5분간 정도 통신이 불가로 되어 버린다. 특히, 산업용 네트워크에서는 장해 발생 후, 수 초만의 복구가 요구되기 때문에, 상기 지연 시간의 개선이 요구된다.
도 15에서, 상기 사례를 방지하는 수단을 설명한다. 본 발명에서는 구성 제어 발생 후, 새롭게 종단으로 된 노드(본 예에서는 노드 1(201-1))로부터 프라이오리티를 최저값 0으로 한 MAC 어드레스 클리어 요구 프레임 3(440)을 송신한다. 이에 의해, 프라이오리티를 최댓값 7로 한 MAC 어드레스 클리어 요구 프레임 1, 2(420, 421)가 전체 노드에 전파된 후, 네트워크 중에 체류하고 있는 유저 프레임(430)에 의해 오학습이 발생해도, 유저 프레임을 추월하는 일은 없기 때문에, 확실하게 네트워크 중의 전체 노드의 MAC 어드레스 테이블을 클리어할 수 있다. 또한, 이 MAC 어드레스 클리어 요구 프레임 3(440)은, 장해 발생에 의한 구성 제어 발생 후, 망 구성의 변경에 의해 경로 전환이 완료된 타이밍에 송신된다. 여기서, 망 구성의 변경이 완료되었음은, 새롭게 종단으로 된 블로킹 노드가 가장 빨리 검지할 수 있기 때문에, 빠르게 2번째 MAC 어드레스 테이블을 송신할 수 있다.
이상과 같이 본 실시예에서는, 네트워크의 구성 제어가 발생하였을 때 송신하는, MAC 어드레스 클리어 요구 프레임에 대하여, IEEE802.1Q VLAN tagging 등을 사용하여, 최고 우선도의 프레임과, 최저 우선도의 프레임의, 2종류의 우선도를 갖게 한다. 또한, 최고 우선도의 프레임은, MAC 어드레스 클리어 요구 프레임 등의링 네트워크 제어용으로만 사용하고, 유저 통신 프레임으로는 사용 불가로 한다.
그리고, 네트워크 장해 등에 의해 구성 제어가 발생한 경우, 최초로 전송 우선도(프라이오리티)를 최고값으로 설정한 MAC 어드레스 클리어 요구 프레임을 전체 네트워크 노드에 송신한다. 최고 우선도이기 때문에, 각 노드의 송수신 버퍼에서 거의 지연되지 않고, 빠르게 전체 노드에 전파되어, MAC 어드레스 학습 정보를 소거할 수 있다.
통상, 전술한 최고 우선도의 MAC 어드레스 클리어 요구 프레임에 의해 통신 복구되지만, 그 후, 프라이오리티를 최저값으로 설정한 MAC 어드레스 클리어 요구 프레임을 전체 노드에 송신한다. 최저 우선도의 프레임은, 유저 통신 프레임을 추월하는 일은 없기 때문에, 구성 제어 전에 송신되고, 각 네트워크 노드의 송수신 버퍼에 체류하고 있던 프레임에 의해, MAC 어드레스 학습 정보의 오학습이 발생해도, 최저 우선도의 클리어 요구 프레임에 의해, 다시 MAC 어드레스 학습 정보가 소거되므로, 확실하게 전체 노드의 MAC 어드레스 테이블이 소거된다.
이에 의해, MAC 어드레스 학습 정보의 불일치에 의한 통신 경로 변경을 신속하게 제공함과 함께, MAC 어드레스의 오학습에 의한 통신 경로 복구 지연을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 여러 가지 변형예가 포함된다. 예를 들어, 상기한 실시예는 본 발명을 이해하기 쉽게 설명하기 위해 상세하게 설명한 것이며, 반드시 설명한 모든 구성을 구비하는 것에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 각 구성, 기능, 처리부, 처리 수단 등은, 그들의 일부 또는 전부를, 예를 들어 집적 회로로 설계하는 등에 의해 하드웨어로 실현해도 된다. 또한, 상기 각 구성, 기능 등은, 프로세서가 각각의 기능을 실현하는 프로그램을 해석하고, 실행함으로써 소프트웨어로 실현해도 된다. 각 기능을 실현하는 프로그램, 테이블, 파일 등의 정보는, 메모리나, 하드디스크, SSD(Solid State Drive) 등의 기록 장치, 또는 IC 카드, SD 카드, DVD 등의 기록 매체에 둘 수 있다.
100-1: 노드 1
100-2: 노드 2
100-3: 노드 3
100-4: 노드 4
100-5: 노드 5
100-6: 노드 6
100-7: 노드 7
100-8: 노드 8
110-1: 통신선 1(노드 1 내지 2 사이)
110-2: 통신선 2(노드 2 내지 3 사이)
110-3: 통신선 3(노드 3 내지 4 사이)
110-4: 통신선 4(노드 4 내지 5 사이)
110-5: 통신선 5(노드 5 내지 6 사이)
110-6: 통신선 6(노드 6 내지 7 사이)
110-7: 통신선 7(노드 7 내지 8 사이)
110-8: 통신선 8(노드 8 내지 1 사이)
200-1: VLAN 헤더
300-1: 수신 프레임(프라이오리티: 7)
300-2: 수신 프레임(프라이오리티: 0)
300-3: 송신 프레임(프라이오리티: 0)
300-4: 송신 프레임(프라이오리티: 7)
310-1: 수신 포트 #1
310-2: 송신 포트 #2
320-1: 포트 #1 수신 큐
320-2: 프라이오리티 7 큐
320-3: 포트 #2 송신 큐
320-4: 포트 #3 수신 큐
320-5: 프라이오리티 0 큐
420: MAC 어드레스 클리어 요구 프레임 1(프라이오리티: 7)
421: MAC 어드레스 클리어 요구 프레임 2(프라이오리티: 7)
430: 체류 프레임(프라이오리티: 2)
440: MAC 어드레스 클리어 요구 프레임 3(프라이오리티: 1)
500-1: 수신 클리어 프레임(프라이오리티: 7)
500-2: 수신 체류 프레임(프라이오리티: 2)
500-3: 송신 체류 프레임(프라이오리티: 2)
500-4: 송신 클리어 프레임(프라이오리티: 7)
510-1: 수신 포트 #1
510-2: 송신 포트 #2
520-1: 포트 #1 수신 큐
520-2: 프라이오리티 7 큐
520-3: 프라이오리티 2 큐
520-4: 포트 #2 수신 큐
600-1: PC-A
600-2: PC-B
600-3: PC-C
610-1 내지 610-6: 노드
700: CPU
710: 메모리
720: 송수신 제어부
730: 어드레스 학습부
740: 수신 큐
750: 송신 큐
760: 프라이오리티 큐
770: 포트(A, B)
780: 포트(1, 2)
800-1: 계산기 1
800-2: 계산기 2
100-2: 노드 2
100-3: 노드 3
100-4: 노드 4
100-5: 노드 5
100-6: 노드 6
100-7: 노드 7
100-8: 노드 8
110-1: 통신선 1(노드 1 내지 2 사이)
110-2: 통신선 2(노드 2 내지 3 사이)
110-3: 통신선 3(노드 3 내지 4 사이)
110-4: 통신선 4(노드 4 내지 5 사이)
110-5: 통신선 5(노드 5 내지 6 사이)
110-6: 통신선 6(노드 6 내지 7 사이)
110-7: 통신선 7(노드 7 내지 8 사이)
110-8: 통신선 8(노드 8 내지 1 사이)
200-1: VLAN 헤더
300-1: 수신 프레임(프라이오리티: 7)
300-2: 수신 프레임(프라이오리티: 0)
300-3: 송신 프레임(프라이오리티: 0)
300-4: 송신 프레임(프라이오리티: 7)
310-1: 수신 포트 #1
310-2: 송신 포트 #2
320-1: 포트 #1 수신 큐
320-2: 프라이오리티 7 큐
320-3: 포트 #2 송신 큐
320-4: 포트 #3 수신 큐
320-5: 프라이오리티 0 큐
420: MAC 어드레스 클리어 요구 프레임 1(프라이오리티: 7)
421: MAC 어드레스 클리어 요구 프레임 2(프라이오리티: 7)
430: 체류 프레임(프라이오리티: 2)
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510-1: 수신 포트 #1
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520-4: 포트 #2 수신 큐
600-1: PC-A
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610-1 내지 610-6: 노드
700: CPU
710: 메모리
720: 송수신 제어부
730: 어드레스 학습부
740: 수신 큐
750: 송신 큐
760: 프라이오리티 큐
770: 포트(A, B)
780: 포트(1, 2)
800-1: 계산기 1
800-2: 계산기 2
Claims (10)
- 복수의 노드에 의해 구성되는 링형의 네트워크 시스템으로서,
상기 복수의 노드는 각각,
통신 프레임을 송수신하는 복수의 포트와,
수신한 상기 통신 프레임의 송신원 MAC 어드레스와, 당해 통신 프레임을 수신한 상기 포트와의 대응 관계가 기억되는 MAC 어드레스 학습부와,
상기 통신 프레임을 송신할 때, 상기 MAC 어드레스 학습부에 기억된 대응 관계에 따라, 송신에 사용할 상기 포트를 선택하는 통신 제어부와,
수신한 상기 통신 프레임에 설정된 전송 우선도에 따라, 다른 노드로의 중계 처리를 행하는 중계 처리부를 구비하고,
상기 복수의 노드에는,
상기 링형의 네트워크의 일부에 장해가 발생하면, 상기 MAC 어드레스 학습부에 기억된 대응 관계를 클리어시키는 MAC 어드레스 클리어 요구 프레임의 상기 전송 우선도를 통상의 상기 통신 프레임보다 높게 설정하여 다른 노드로 송신하는 제1 노드를 포함하고,
상기 복수의 노드에는, 상기 링형의 네트워크의 일부에 장해가 발생한 후, 네트워크망의 재구축이 완료되면, 상기 MAC 어드레스 클리어 요구 프레임의 전송 우선도를 통상의 상기 통신 프레임보다 낮게 설정하여 다른 노드로 송신하는 제2 노드가 포함되는 것을 특징으로 하는, 네트워크 시스템. - 제1항에 있어서, 상기 제1 노드는, 상기 통신 프레임의 전송을 블로킹하는 종단 노드이며, 상기 링형의 네트워크의 일부에 장해가 발생하면, 블로킹하고 있던 상기 포트의 블로킹을 해제하고, 상기 MAC 어드레스 클리어 요구 프레임을 상기 다른 노드로 송신하는 것을 특징으로 하는 네트워크 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 제1 노드는, 상기 MAC 어드레스 클리어 요구 프레임의 전송 우선도를 최대로 설정하여 다른 노드로 송신하는 것을 특징으로 하는 네트워크 시스템.
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 제2 노드는, 네트워크 상에 발생한 장해 개소에 인접하는 노드이며, 장해 개소에 접속하는 상기 포트를 블로킹 포트로 천이시켜, 상기 MAC 어드레스 클리어 요구 프레임을 상기 다른 노드로 송신하는 것을 특징으로 하는 네트워크 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 제2 노드는, 상기 MAC 어드레스 클리어 요구 프레임의 전송 우선도를 최저로 설정하여 다른 노드로 송신하는 것을 특징으로 하는 네트워크 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 복수의 노드는 각각, 상기 링형의 네트워크와 접속하는 2개의 포트 중 한쪽의 포트로부터 상기 MAC 어드레스 클리어 요구 프레임을 수신하면, 다른 쪽의 포트로 상기 MAC 어드레스 클리어 요구 프레임을 중계하고, 자체 노드의 상기 MAC 어드레스 학습부에 기억된 대응 관계를 삭제하는 것을 특징으로 하는 네트워크 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 복수의 노드는 각각, 상기 전송 우선도에 따라 상기 통신 프레임이 저장되는 버퍼를 갖고, 당해 버퍼에 저장된 상기 통신 프레임 중, 우선도가 높은 버퍼에 저장된 프레임부터 차례로 중계 처리를 행하는 것을 특징으로 하는 네트워크 시스템.
- 삭제
- 삭제
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |