KR102268864B1

KR102268864B1 - 일방향 네트워크 시스템

Info

Publication number: KR102268864B1
Application number: KR1020210000105A
Authority: KR
Inventors: 김기범
Original assignee: 김기범
Priority date: 2021-01-04
Filing date: 2021-01-04
Publication date: 2021-06-23

Abstract

본 발명은 네트워크에서 데이터의 전달을 촉진하는 중계 장치인 라우터(Router)에 대하여 구면좌표계상에서 unique한 좌표를 각각 부여하고, 해당 라우터에서 목적지까지의 이동해야 하는 좌표 차이를 Destination vector 로 정의한 후 미리 설정된 일방향 네트워크(One way network : OWN)의 라우터에서 목적지까지 패킷을 전송하도록 할 때 Destination vector 내의 수치가 가장 작은 OWN을 선택하고 해당 OWN에 포함된 각 라우터가 Destination vector를 기반으로 Packet을 최적의 경로로 이동시켜서 데이터 손실 가능성이 없는 일방향 네트워크 시스템을 제공한다.

Description

일방향 네트워크 시스템{One-way network system}

본 발명은 일방향 네트워크 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 네트워크에서 데이터의 전달을 촉진하는 중계 장치인 라우터(Router)에 대하여 구면좌표계상에서 unique한 좌표를 각각 부여하고, 해당 라우터에서 목적지까지의 이동해야 하는 좌표 차이를 Destination vector로 정의한 후 미리 설정된 일방향 네트워크(One way network : OWN)의 라우터에서 목적지까지 패킷을 전송하도록 할 때 Destination vector 내의 수치가 가장 작은 OWN을 선택하고 해당 OWN에 포함된 각 라우터가 Destination vector를 기반으로 Packet을 최적의 경로로 이동시켜서 데이터 및 물류의 전송/전달이 가능한 일방향 네트워크 시스템에 관한 것이다.

기존 네트워크 시스템은 도 1에 나타낸 바와 같은데, WAN에서 LAN간 연결된 선은 방향의 제한이 없다.

그러나 방향의 제한이 없다는 점은 잘 알려진 바와 같이 deadlock 문제가 발생하게 되는데, turn restriction routing에 따르면 대각선 방향으로 이동할 때 4가지의 진행방향 중 한가지 이상을 막아서 자기 자신으로 되돌아오는 것을 막아야 deadlock이 걸리지 않게 된다.

그러나 종래 방식의 경우 이를 해결하기 위해 일정 시간이 지나면 패킷(Packet) 자체를 없애버리는 방법을 취하거나, Packet을 없애버리고 다시 보내는 방법을 취하거나, 그 밖의 복잡한 routing 방법을 적용하여 라우터(Router)와 Packet의 복잡도가 증가하였고, 이는 네트워크의 과부화를 야기시키게 되었다.

Packet 하나가 A지점에서 출발해서 B지점을 목표로 가고 있고, B에 도달하기 위해서 중간 지점들을 거쳐야 한다고 하는 경우 암호화가 되어있지 않으면 중간 지점에서 Packet을 볼 수 있어서 보안에 취약하게 된다.

물론 암호화가 되어있다면 암호화를 위한 overhead가 생기는데다, Packet 자체의 흐름 자체를 볼 수는 있기 때문에 어느 정도의 정보 유출은 막을 수 없었다.

또한 중간 지점에서 데이터 변조 및 A로 위장을 할 수 있어서 보안에 취약하다는 문제도 있었다.

그래서 오늘날의 네트워크는 프로그래머로 하여금 Packet의 손실을 감안하여 재전송을 하지 않도록 하는 도 5의 UDP(User Datagram Protocol) 방식과 Packet 손실을 방지해주는 대신 성능이 느려지는 도 6의 TCP(Transmission Control Protocol) 방식 중 하나를 선택하도록 하고 있다

그러나 TCP는 3 way handshake 방식으로 진행되므로 하나의 Packet을 보낼 때 3번이나 신호를 주고받아야 하는데, 나쁜 의도를 가지고 syn을 엄청나게 많이 보내고, ack를 주지 않는 경우 네트워크 과부하의 문제를 유발할 수 있었다.

그 외 여러 공격수단에 취약. 취약점을 보완하기 위해 갈수록 Packet, 통신 규약, Router가 복잡해지는 문제가 있었고, IP(internet protocol) 주소의 부족 문제 & IP주소만으로 최적의 routing을 결정할 수 없는 문제도 있었다.

도 2는 종래 라우터를 설명하기 위한 도면(천재학습백과 참조)이며, 도 3은 종래 네트워크에서 라우터를 이용한 패킷의 물리적 전송을 설명하기 위한 도면(파워곰 블로그)이고, 도 4는 종래 네트워크에서 ISDN 네트워크 계층에서의 발착신 라우터 전송을 나타낸 도면이다.

종래 기술에 따른 네트워크에서 송수신되는 패킷은 도 3에 나타낸 라우터를 통해 서로 다른 네트워크를 통해 패킷이 송수신되는데, 각 라우터마다 나름대로 좋은 경로를 학습하기 위해 CPU, RAM 등의 하드웨어 장치들과 그 장치들을 작동시킬 운영체제 등 각종 소프트웨어가 필요하다. 또한 학습을 위해 도 4와 같이 네트워크계층에서 인접 라우터들과 정보를 끊임없이 주고받아야 하며, 이렇게 학습했어도 새로운 Router가 추가되면 다시 학습해야 한다. 물론 그렇게 학습한 결과가 최적이 라는 것을 보장할 수 없다.

도 5는 종래 인터넷 계층(IP)과 UDP 방식을 나타낸 도면이다.

종래 인터넷 계층은 라우터들을 어떻게 거쳐야 목적지까지 도달할지를 고려하는 계층으로, 각 라우터마다 나름대로 좋은 경로를 학습하기 위해 주변 라우터들과 정보를 끊임없이 주고받는다. 그러나 학습한 경로가 최적의 경로임을 보장할 수 없기도 하고, time to live(최대 라우터 통과 횟수)가 0이 되면 해당 Packet이 삭제되므로 UDP 방식에서는 data가 소멸된다.

도 6은 종래 트랜스포트 계층과 TCP 방식을 나타낸 도면이다.

종래 트랜스포트 계층은 도 6에 나타낸 바와 같은데, 트랜스포트 계층은 출발지에서 목적지만 보이는 계층이다. TCP 방식은 UDP 방식과는 달리, 3 way handshake 방식으로 목적지에 data가 전송되지 않을 경우 재전송을 요청하여 data의 전송을 상대적으로 안정되게 해주는 대신 네트워크의 자원을 소모한다.

이와 같은 종래 기술에 있어서는 최적의 경로를 보장하지 못하는 경로를 따라 데이터가 이동하므로 데이터 손실 가능성이 있었고, TCP의 경우 한번 데이터 전송을 위해 최소 3번의 송수신 작업을 하며, 데이터가 손실되거나 누군가가 네트워크를 공격하기 위해 seq 신호를 보내고 ack를 다시 보내지 않는다면 송수신 횟수가 늘어나게 되는 문제가 있었다. 또한 데이터 손실 가능성이 있기 때문에 종래의 컴퓨터 네트워크 이론은 물류에 응용할 수 없었다.

특허문헌 1 : 대한민국 공개특허 10-2017-0068973호(2017년06월20일 공개) 특허문헌 2 : 대한민국 공개특허 10-2015-0133175호(2015년11월27일 공개)

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 단점과 문제점을 해결하기 위한 것으로, 네트워크에서 데이터의 전달을 촉진하는 중계 장치인 라우터(Router)에 대하여 구면좌표계상에서 unique한 좌표를 각각 부여하고, 해당 라우터에서 목적지까지의 이동해야 하는 좌표 차이를 Destination vector로 정의한 후 미리 설정된 일방향 네트워크(One way network : OWN)의 라우터에서 목적지까지 패킷을 전송하도록 할 때 Destination vector 내의 수치가 가장 작은 OWN을 선택하고 해당 OWN에 포함된 각 라우터가 Destination vector를 기반으로 Packet을 최적의 경로로 이동시켜서 데이터 및 물류의 전송/전달이 가능하고, 데이터 및 물류의 손실 가능성이 없는 일방향 네트워크 시스템에 기반이 되는 라우터와 라우터에 맞는 새롭게 정의된 Packet, 그리고 이들을 연결한 네트워크 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 입력된 패킷 데이터의 구면좌표에 따라 복수의 버퍼 중 미리 설정된 하나의 버퍼로 분배하거나, 수신하는 먹스; 상기 먹스로부터 분배된 패킷 데이터를 복수의 센더(Sender) 중 미리 연결된 하나의 센더로 분배하거나 복수의 센더 중 유휴한 센더로 분배하는 복수의 버퍼; 및 복수의 버퍼 중 미리 연결된 버퍼로부터 전송된 패킷 데이터를 받아 외부의 다른 데이터 전송장치로 전송하는 복수의 센더;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 일방향 네트워크 시스템를 제공한다.

여기서, 상기 패킷 데이터는 데이터의 오류를 수정하고 신호의 물리적인 전송을 위해 필요한 프레임헤더와 FCS(File checksum), 목적지의 구면좌표계 정보인 Destination vector, 데이터로 구성됨을 특징으로 한다. 즉 종래의 네트워크 패킷과 비교하면 프레임헤더와 FCS, 그리고 데이터는 동일하나, 나머지 부분이 Destination vector로 패킷의 데이터 외 부과적인 부분이 상당 부분 축소됨을 특징으로 한다.

에 대해

는 지구 적도 반지름이 6,378km이고, LAN은 분포의 최소단위를 m(미터)로 생각한다면 30bit로 표현할 수 있는 수는 0부터 1,073,741,823까지이므로 30bit로 충분하다. 1,073,741,823m 상공에서 1m 간격으로 분포한 Router를 구별할 수 있으려면

bit가 있어야 한다. 즉

,

, 를 표현하기 위해 각각 33bit를 사용한다면, Destination vector 전체는 96bit, 12B를 사용하게 된다. 이는 종래의 네트워크 패킷에서 프레임헤더와 FCS, 그리고 데이터를 제외한 부분의 크기에 비하면 상당 부분 축소됨을 알 수 있다.

그리고 먹스는 자신의 구면좌표정보가 저장되고, 상기 패킷 데이터의 구면 좌표가 자신의 좌표라면 해당 패킷 데이터를 수신하게 되고, 자신의 좌표가 아니라면 해당 패킷 데이터의 구면 좌표에 따라 Destination vector 내의 수치에 따라 복수의 버퍼 중 하나를 선택하여 분배하는 것을 특징으로 한다.

또한 먹스는 상기 일방향 네트워크(One way network)의 vertex가 Router이고, edge가 Router간 data 전송 방향인 directed graph라 할 때, 각 Router는 구면좌표계 상으로 unique한 좌표를 갖는 것을 특징으로 한다.

한편 출발지에서 목적지까지의 이동해야 하는 좌표 차이를 Destination vector 라고 정의하면, 상기 구면좌표 정보에 따라 출발지에서 목적지까지

으로 정의되고,

상기 8가지의 OWN 중 해당 Packet 의 Destination vector 내의 수치가 가장 작은 OWN을 선택하도록 설정되며,

상기 먹스는

라 할때,

상기 복수의 버퍼 중

으로 설정된 버퍼에 상기 패킷을 분배하며,

상기 센더는 각 방향으로 갈 수 있는 데이터들로부터 트래픽이 비게 되면 순차적으로 전송하도록 설정됨을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다;

첫째, 각 인터넷은 일방통행이고 Packet은 구형 좌표계의 최대 절반의 각도까지만 이동하므로 circular wait이 발생하지 않는다. 즉, deadlock free하게 되는데 이는 deadlock을 방지하기 위해 4가지의 진행방향 중 단 한방향만 허용했기 때문에 turn restriction routing을 만족한다.

둘째, 좌표를 이용하므로 IP주소 부족 문제를 해결할 수 있다.

셋째, Packet 크기가 작아서 Packet의 전송이 빨라지게 된다. 또한 Packet이 작아진 만큼 라우터 구성도 단순화 할 수 있기에 라우터의 제작 및 유지비용도 감소하고, 라우터가 단순화되어서 Packet이 Router에서 대기하는 시간이 더 짧아지게 되어 Packet의 전송은 더욱 빨라지게 된다.

넷째, deadlock free 하므로 data 손실 및 소멸 가능성이 없어서 물류 전송에도 응용이 가능하며, 한 번의 전송 과정만 필요하므로 전송이 더 빠르다.

다섯째, 최적의 경로를 이용하므로 전송이 더 빠르다.

도 1은 일반적인 WAN와 LAN을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 종래 라우터의 개념을 나타낸 도면이다.
도 3은 종래 네트워크에서 라우터를 이용한 패킷의 물리적 전송 및 패킷을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 종래 네트워크에서 ISDN 네트워크 계층에서의 발착신 라우터 전송을 나타낸 도면이다.
도 5는 종래 인터넷 계층(IP) 및 UDP 전송방식을 나타낸 도면이다.
도 6은 종래 트랜스포트 계층 및 TCP 전송방식을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 일방향 네트워크 시스템 및 구면좌표계를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 일방향 네트워크 시스템에서의 패킷의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 일방향 네트워크 시스템에서 신규 라우터 인스톨을 설명하기 위한 도면이다.
도 10 내지 도 18은 본 발명에 따른 일방향 네트워크 시스템에서 패킷 시퀀스에서 패킷을 버퍼에 분배하는 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 19 내지 도 26는 본 발명에 따른 일방향 네트워크 시스템에서 패킷 시퀀스에서 버퍼에 분배된 패킷을 센더에 분배하는 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 27은 동일한 고도환경에서의 2차원 네트워크를 통한 Destination vector를 설명하기 위한 도면이다.
도 28 내지 도 35는 종래 기술에 따른 데이터 전송과 본 발명에 따른 일방향 네트워크 시스템의 데이터 전송 방식의 장단점을 보여주는 도면이다.

본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

아울러, 본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며 이 경우는 해당되는 발명의 설명부분에서 상세히 그 의미를 기재하였으므로, 단순한 용어의 명칭이 아닌 용어가 가지는 의미로서 본 발명을 파악하여야 함을 밝혀두고자 한다. 또한 실시예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고, 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.

도 7은 본 발명에 따른 일방향 네트워크(One way network : OWN) 시스템 및 구면좌표계를 설명하기 위한 도면이다.

본 발명에 따른 일방향 네트워크 시스템(100)는 도 7에 나타낸 바와 같이, 먹스(110)와 복수의 버퍼(120) 및 복수의 센더(Sender)(130)를 포함하여 구성된다.

여기서 먹스(110)는 입력된 패킷 데이터의 구면좌표정보에 따라 복수의 버퍼(120) 중 미리 설정된 하나의 버퍼로 분배하거나, 수신한다.

복수의 버퍼(120)는 먹스(110)로부터 분배된 패킷 데이터를 복수의 센더(130) 중 미리 연결된 하나의 센더로 분배하거나 복수의 센더 중 유휴한 센더로 분배한다.

복수의 센더(130)는 버퍼(120)로부터 전송된 패킷 데이터를 받아 외부의 다른 데이터 전송장치로 전송한다.

한편 먹스(110)는 자신의 고유의 구면좌표정보가 저장(기억)되고, 패킷 데이터의 구면 좌표가 자신의 좌표라면 해당 패킷 데이터를 수신하게 되며, 자신의 좌표가 아니라면 해당 패킷 데이터의 구면 좌표에 따라 Destination vector 내의 수치정보에 따라 복수의 버퍼(120) 중 하나를 선택하여 분배한다.

이를 위하여 먹스(110)는 다음과 같은 조건에 따라 패킷 데이터를 분배한다.

각 OWN은 vertex가 Router이고 edge가 Router 간 data 전송 방향인 directed graph이다.

각 Router는 구면좌표계 상으로 unique한 좌표를 갖는다.

출발지에서 목적지까지의 이동해야 하는 좌표 차이를 Destination vector 라고 정의하면, 아래와 같이 총 8개의 OWN이 출발지에서 목적지까지 Packet을 전송해 준다. 8가지의 OWN 중 해당 Packet 의 Destination vector 내의 수치가 가장 작은 OWN을 선택한다.

각 8개의 OWN은 연결되어 있지 않다. 즉 Packet p는 인터넷 선택하면 목적지 Router에 도달하기 전까진 다른 OWN으로 가지 못한다.

이때, 먹스(110)는의 작동원리는

라 할때,

이다.

그리고 센더(130)는 r 방향으로 갈 수 있는 데이터들로부터 트래픽이 비게 되면 순차적으로 보낸다.

이러한 본 발명은 위의 구성요소가 전부로, 초소형 회로로 구성하되, 새로운 Router가 추가되면 인접 Router들은 구면좌표에서

만 갱신하면 된다.

또한 라우터가 좋은 경로를 학습할 필요가 없기 때문에 네트워크 회선을 낭비하지 않고, 판단도 학습한 정보를 기반으로 하는 것이 아니라 내장된 회로를 통해 바로 통과하기 때문에 라우터 내부에서 data가 소비하는 시간이 더 적으며, 도착지에 확정적으로 도착하기 때문에 time to live를 0으로 만들게 되어 data가 소멸될 일도 없다. 또한 항상 최적의 경로로 간다는 장점도 있다.

도 8은 본 발명에 따른 일방향 네트워크 시스템에서의 패킷(Packet)의 일 예를 나타낸 도면이다.

본 발명에 따른 일방향 네트워크 시스템에서의 패킷 데이터의 일 예는 도 8에 나타낸 바와 같이, 데이터의 오류를 수정하고 신호의 물리적인 전송을 위해 필요한 프레임헤더, FCS(File checksum), 목적지의 구면좌표계 정보인 Destination vector 및 데이터로 구성됨을 특징으로 한다. 즉 종래의 네트워크 패킷과 비교하면 프레임헤더와 FCS, 그리고 데이터는 동일하나, 나머지 부분이 Destination vector로 패킷의 데이터 외 부과적인 부분이 상당 부분 축소된다.

여기서,

를 설명하면,

bit가 있어야 한다. 즉

,

그리고 IP, TCP, UDP에서 정의하는 length나 sequence number는 지금도 이미 서버 프로그램과 클라이언트 프로그램을 통해 응용 프로그램 계층에서 관리하고 있으므로 네트워크 단에서는 추가하지 않아도 되는 정보이다. 또한 체크썸(checksum)(에러 수정)은 하나만 있으면 된다. 즉 도 3에 나타낸 종래의 네트워크 패킷에서 프레임헤더와 FCS, 그리고 데이터를 제외한 부분의 크기에 비하면 상당 부분 축소됨을 알 수 있다.

이와 같은 본 발명에서는 최적의 경로를 이용하므로 데이터 손실 및 소멸 가능성이 없고, 기존의 software적인 해킹의 위험이 있는 Router와는 달리 software적인 해킹이 불가능한 단순 회로 시스템이어서 보안상의 이점이 있는 것을 알 수 있다.

도 9는 본 발명에 따른 일방향 네트워크 시스템에서 신규 라우터 인스톨을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명에 따른 일방향 네트워크 시스템에서 신규 라우터 인스톨은 도 9에 나타낸 바와 같이 기존 라우터들의 좌표가 설정된 상태에서 신규 라우터가 인스톨되면 신규 라우터에 대한 구면좌표가 이웃하는 기존 라우터들의 좌표를 참조하여 설정된다.

도 10 내지 도 18은 본 발명에 따른 일방향 네트워크 시스템에서 패킷 시퀀스에서 패킷을 구면좌표에 따라 버퍼에 분배하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명에 따른 일방향 네트워크 시스템에서 패킷 시퀀스는

만을 고려하는데, 먹스에는 라우터의 좌표가 설정된다. 이때, 먹스(110)가 구성된 라우터의 설정좌표가

인 경우에 설명하기로 한다.

도 11에 나타낸 바와 같이 패킷 시퀀스는

만을 고려하는데, 패킷 1 내지 패킷 6까지의 구면좌표에 따라 복수의 버퍼 중 설정된 좌표로 분배가 된다. 이때, p1은 condition 7(cond7)의 버퍼로 이동함에 따라

의 모든 방향 중 하나의 방향으로 갈 수 있다. 다시 말하면 패킷 1(p1)의 구면 좌표는

중 어느 하나의 방향으로 이동이 가능한 좌표를 갖고 있는 경우이다.

그 경우 도 13에서와 같이 해당 p1은 해당 버퍼로 분배된다. 이와 같은 방식에 따라 패킷들은 각각의 구면좌표에 따라 해당 도 15 내지 도 18에 나타낸 바와 같이 버퍼에 각각 분배된다.

이때, 도 14의 경우는 패킷 2(p2)의 경우 condition 8(cond8)이므로 목적지 라우터에 도착한 경우이고, 도 15에서 패킷 3은 condition 5(cond5)이므로

방향으로만 갈 수 있고, 도 16의 패킷 4는 condition 1(cond1)이므로

방향으로만 갈 수 있으며, 도 17의 패킷 5(p5)는 condition 2(cond2)이므로

방향으로만 갈 수 있고, 도 18의 패킷6은 condition 6(cond6)이므로

방향으로만 갈 수 있음을 보여주고 있다.

도 19 내지 도 26은 본 발명에 따른 일방향 네트워크 시스템에서 패킷 시퀀스에서 버퍼에 분배된 패킷을 센더에 분배하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

발명에 따른 일방향 네트워크 시스템에서 패킷 시퀀스에서 버퍼에 분배된 패킷을 센더에 분배하는 방법은 각 Sender의 index가 1부터 4까지 순차적으로 순환하면서 보낼 Packet을 선택하는 방법을 이용한다.

우선 도 19의 경우 p2는 센더에 보내지지 않고 바로 라우터를 나오는 모습이다.

도 20의 경우 Sender1의 index=2 부분은 비어있어서 pass하고, Sender2의 index=3 부분은 p6 이 보여서 Sender2는 p6을 전송하며, Sender3의 index=1 부분은 비어있어서 pass한다. 그리고 도 21의 경우 Sender1의 index는 2에서 3으로, Sender2의 index는 3에서 4로, Sender3의 index는 1에서 2로 각각 다음 index로 갱신된다.

도 22의 경우에는 Sender1의 index=3 부분은 p3이 보여서 Sender1은 p3을 전송하고, Sender2의 index=4 부분은 p1 이 보여서 Sender2는 p1을 전송하며, Sender3의 index=2 부분은 Sender1이 먼저 p3 을 보내버린 상태이므로 비어있어서 pass한다. 그리고 도 23의 경우 Sender1의 index는 3에서 4로, Sender2의 index는 4에서 1로, Sender3의 index는 2에서 3으로 각각 다음 index로 갱신된다.

도 24의 경우에는 Sender1의 index=4 부분은 비어있어서 pass하고, Sender2의 index=1 부분은 p5 이 보여서 Sender2는 p5을 전송하며, Sender3의 index=3 부분은 비어있어서 pass한다. 그리고 도 25의 경우 Sender1의 index는 4에서 1로, Sender2의 index는 1에서 2로, Sender3의 index는 3에서 4로 각각 다음 index로 갱신된다.

도 26의 경우에는 Sender1의 index=1 부분은 p4 이 보여서 Sender1는 p4을 전송하고, Sender2의 index=2 부분은 비어있어서 pass하고, Sender3의 index=4 부분은 비어있어서 pass한다.

도 27은 동일한 고도환경에서의 2차원 네트워크를 통한 Destination vector를 설명하기 위한 도면이다.

고도를 고려하지 않으므로 아래와 같은 총 4개의 OWN이 고려된다. 즉

좌표만 고려된다.

예를 들어 출발지(25°, 10°)에서 목적지(15°, 15°)로 data를 전달한다고 가정할 때, Network 2의 Destination vector는(350°, 5°)이고, Network 3의 Destination vector는(10°, 355°)이며, Network 4의 Destination vector는(350°, 355°)이다. 반면 Network 1의 Destination vector는(10°, 5°) 이동해야 하는 거리가 가장 짧다.

그래서 출발지에서는 Network 1을 선택하게 된다.

이와 같이 Destination vector (

)는 (10°, 5°)인 경우, (25°, 10°) 지점의 Router와, (20°, 10°) 지점의 Router, (20°, 15°) 지점의 Router 및 15°, 15°) 지점의 Router에 대하여,

(25°, 10°) 지점의 Router는,

우측 방향인 (25°, 20°) 지점의 Router와 위쪽 방향인 (20°, 10°) 지점의 Router로 data를 보낼 수 있다.

Destination vector = (10°, 5°) 인데, 우측 방향에 해당하는 각도 차이(

=10°)가 Destination vector의

=5°보다 크다. 그래서 우측 방향으로는 보낼 수 없다. 하지만 위쪽 방향에 해당하는 각도 차이(

=5°)가 Destination vector의

=10°보다 작거나 같다. 그러므로 위쪽 방향의 traffic이 비게 되면 위쪽 방향인 (20°, 10°) 지점의 Router로 보낸다.

data가

방향으로 5°만큼 전진했으므로 Destination vector를 (5°, 5°)로 갱신해 준다.

(20°, 10°) 지점의 Router는,

우측 방향인 (20°, 15°) 지점의 Router와 위쪽 방향인 (15°, 10°) 지점의 Router로 data를 보낼 수 있다.

Destination vector = (5°, 5°) 인데, 우측 방향에 해당하는 각도 차이(

=5°)가 Destination vector의

=5°보다 작거나 같다. 또한 위쪽 방향에 해당하는 각도 차이(

=5°)가 Destination vector의

=5°보다 작거나 같다. 이 경우 어느 쪽으로든 보내줄 수 있다.

이 경우에는 우측 방향이나 위쪽 방향 중 traffic이 먼저 비는 쪽으로 보내준다. 여기서는 우측 방향의 traffic이 먼저 비었다고 가정하자. 그래서 우측 방향인 (20°, 15°) 지점의 Router로 보내게 되었다.

이때, data가

방향으로 5°만큼 전진했으므로 Destination vector를 (5°, 0°)로 갱신해 준다.

(20°, 15°) 지점의 Router는,

우측 방향인 (20°, 20°) 지점의 Router와 위쪽 방향인 (15°, 15°) 지점의 Router로 data를 보낼 수 있다.

Destination vector = (5°, 0°)인데, 우측 방향에 해당하는 각도 차이(

=0°)가 Destination vector의

=5°)가 Destination vector의

=5°보다 작거나 같다. 그러므로 위쪽 방향의 traffic이 비게 되면 위쪽 방향인 (15°, 15°) 지점의 Router로 보낸다.

이때, data가

방향으로 5°만큼 전진했으므로 Destination vector를 (0°, 0°)로 갱신해 준다.

한편 (15°, 15°) 지점의 Router는,

Destination vector = (0°, 0°) 이므로 network를 빠져나온다.

이러한 본 발명 일방향 네트워크 시스템의 데이터 전송과 종래 데이터 전송 방식을 도 28 내지 도 35를 통해 장단점을 도시하고 있다.

도 28에서는 종래 방식과 본 발명 방식의 패킷을 비교하고 있는데, 본 발명 방식에 의하면 IP 주소의 부족 문제를 해결할 수 있고, 보안상의 이점 및 체크섬(에러 수정) 역시 하나만 있으면 되는 것을 보여주고 있다.

한편 도 29에서는 라우터를 비교하고 있는데, 도 29의 우측(도 7 참조)에서와 같은 회로로 구성할 수 있으므로, 초소형의 간단한 회로로 제공할 수 있고, 전력소모의 적음, 학습을 위한 네트워크 사용 불필요, 새로운 라우터 추가 시 인접라우터들은

만 갱신하면 되고, 항상 최적의 길을 찾을 수 있다.

또한 물리적 전송 역시 도 30에서와 같이 패킷 구성이 단순하여 FCS(File checksum)를 통해 작은 크기의 에러는 직접 고칠 수 있으며, 데이터 전송 유무도 파악할 수 있는 장점이 있다.

그리고 네트워크 계층에서는 도 31에서와 같은 절차가 필요없고, 인터넷 계층(IP)에서는 네트워크 회선의 낭비없이, 학습한 경로를 기반으로 하는 것이 나닌 내장된 회로를 통해 바로 통과하여 라우터 내부에서 데이터 소비 시간이 적은 장점이 있고, 데이터 소멸 가능성도 업이 항상 최적의 경로로 가는 장점이 있다. 이는 도 33 및 도 34에서와 같이 트랜스포트 계층 중 TCP는 도 33에서와 같이 그리고 UDP는 도 34에서와 같이 보여주고 있다.

최종적으로 본 발명 방식과 종래 방식에서의 전송 방식에 대하여 도 35에서 인접 라우터끼리와의 통신이 필요없고, 최적의 경로로 이동하므로 데이터 손실가능성이 없으며, UDP에서와 같이 데이터를 한번 전송하면 되므로 송수신 작업이 단순함을 보여주고 있다.

이상과 같은 예로 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 예들에 국한되는 것이 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서 본 발명에 개시된 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 예들에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100 : 데이터 전송 장치 110 : 먹스
120 : 복수의 버퍼 130 : 복수의 센더

Claims

입력된 패킷 데이터의 구면좌표에 따라 복수의 버퍼(120) 중 미리 설정된 하나의 버퍼로 분배하거나, 수신하는 먹스(110);
상기 먹스(110)로부터 분배된 패킷 데이터를 복수의 센더(130) 중 미리 연결된 하나의 센더로 분배하거나 복수의 센더 중 유휴한 센더로 분배하는 복수의 버퍼(120); 및
상기 복수의 버퍼(120) 중 미리 연결된 버퍼(120)로부터 전송된 패킷 데이터를 받아 외부의 다른 데이터 전송장치로 전송하는 복수의 센더(130);를 포함하되,
상기 먹스(110)는 자신의 구면좌표정보가 저장되고, 상기 패킷 데이터의 구면 좌표가 자신의 좌표라면 해당 패킷 데이터를 수신하게 되고, 자신의 좌표가 아니라면 해당 패킷 데이터의 구면 좌표에 따라 데스티네이션 벡터(Destination vector) 내의 수치에 따라 복수의 버퍼(120) 중 하나를 선택하여 분배하는 것을 특징으로 하는 일방향 네트워크 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 패킷 데이터는
데이터의 오류를 수정하고 신호의 물리적인 전송을 위해 필요한 프레임헤더와 FCS(File checksum), 목적지의 구면좌표계 정보인 데스티네이션 벡터(Destination vector), 데이터로 구성됨을 특징으로 하는 일방향 네트워크 시스템.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 먹스(110)는,
일방향 네트워크(One Way Network)의 점(vertex)이 라우터(Router)이고, 선(edge)이 라우터(Router)간 데이터(data) 전송 방향인 방향성그래프(directed graph)라 할 때, 각 라우터(Router)는 구면좌표계 상으로 고유한(unique) 좌표를 갖는 것을 특징으로 하는 일방향 네트워크 시스템.
청구항 4에 있어서,
상기 먹스(110)는,
출발지에서 목적지까지의 이동해야 하는 좌표 차이를 데스티네이션 벡터(Destination vector) 라고 정의하면, 상기 구면좌표에 따라 출발지에서 목적지까지

으로 정의되고,
상기 8가지의 OWN(One Way Network : 일방향 네트워크) 중 해당 Packet(패킷)의 데스티네이션 벡터(Destination vector) 내의 수치가 가장 작은 OWN(One Way Network : 일방향 네트워크)를 선택하도록 설정되며,
상기 먹스(110)는
라 할때,
상기 복수의 버퍼(120) 중

으로 설정된 버퍼에 상기 패킷을 분배하며,
상기 센더(130)는 각각의 방향으로 갈 수 있는 데이터들로부터 트래픽이 비게 되면 순차적으로 전송하도록 설정됨을 특징으로 하는 일방향 네트워크 시스템.