KR20000026039A - 공유버스 패킷 교환 시스템에서 버스사용 우선순위 관리 방법 - Google Patents

공유버스 패킷 교환 시스템에서 버스사용 우선순위 관리 방법 Download PDF

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KR20000026039A
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박성준
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서평원
엘지정보통신 주식회사
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    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/40—Bus networks
    • H04L12/40143—Bus networks involving priority mechanisms

Abstract

본 발명은 버스사용 우선순위(Priority) 관리 방법에 관한 것으로서, 특히 공유버스(Shared-Bus) 방식의 패킷(Packet) 교환(Switch) 시스템에서 버스 사용효율(Utilization)을 향상시키기 위한 우선순위 관리 방법에 관한 것이다.
이와 같은 본 발명은 폴링 상태 머신(Polling State Machine)이 다수의 MAC 포트들의 상태를 점검하는 단계와, 상기 폴링 상태 머신이 상기 MAC 포트들의 상태를 기록하는 단계와, 상기 MAC 포트 중에서 차기 버스를 사용할 MAC 포트를 결정하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

공유버스 패킷 교환 시스템에서 버스사용 우선순위 관리 방법
본 발명은 버스사용 우선순위(Priority) 관리 방법에 관한 것으로서, 특히 공유버스(Shared-Bus) 방식의 패킷(Packet) 교환(Switch) 시스템에서 버스 사용효율(Utilization)을 향상시키기 위한 우선순위 관리 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 패킷 교환 시스템은 이더넷(Ethernet) 환경하에서 다수의 MAC(Media Access Control) 포트(Port)에서 전달되는 IP 패킷을 하드웨어(Hardware)적으로 스위칭(Switching)하는 기능을 한다. 패킷 교환 시스템은 공유버스 방식 또는 공유메모리(Shared-Memory) 방식 또는 크로스바(Cross-Bar) 방식으로 구현되어진다.
도 1 은 공유버스 방식의 패킷 교환 시스템의 내부구성을 나타내는 블록구성도이다.
도 1 에 도시된 바와 같이, 공유버스 방식의 패킷 교환 시스템은 통상 하나의 패킷 스위치 모듈(Module)(1)과, 상기 패킷 스위치 모듈(1)과 공유버스로 연결괴는 다수의 MAC 포트(2~5)와, 상기 MAC 포트와 데이터의 근거리 전송이 이루어지도록 하는 이더넷(Ethernet)(6)으로 이루어진다. 이러한 공유버스 방식의 패킷 교환 시스템은 다수의 MAC 포트(2~5)들이 패킷 스위치 모듈(1)에 공통의 공유버슬 통하여 접근(Access)하는 구조를 가진다. 이와 같이 하나의 공통버스인 공유버스를 갖기 때문에 필연적으로 패킷 스위치 모듈(1)이 다수의 MAC 포트(2~5)들과 통신하기 위해서는 우선순위의 관리가 필요하게 되는데, 가장 기본적인 방법으로는 N 개의 MAC 포트(2~5)를 제 1 MAC 포트(1)부터 순서대로 탐색하여 탐색순서에 의해 패킷을 전송(Transfer)하는 것이다. 즉, 패킷 스위치 모듈(1)이 MAC 포트로 접근(Access)할 때 제 1 MAC 포트(1)부터 순서대로 제 N MAC 포트(5)까지 순차적으로 각 MAC 포트(2~5)들을 탐색하는 것이다. 이러한 방식을 폴링(Polling)이라고 하는데, 우선순위 측면에서 순환 우선순위(Rotating Priority) 또는 라운드로빈(Round- Robin)방식의 스케쥴링(Scheduling)으로 불려지기도 하며, 일반적으로 공유버스 패킷 교환 시스템의 기본적인 데이터 전송 제어 방법이다.
상기 폴링은 모든 MAC 포트에게 동일한 우선순위를 부여하기 때문에 특정한 MAC 포트에서 긴급한 상황이 발생할 경우에는 상기 특정 MAC 포트가 현재 폴링 순서가 아니라면 그에 맞는 적절한 서비스를 제공받지 못하여 패킷 에러가 발생하거나 패킷을 드롭(Drop)시키게 되는 문제점이 있었다.
또한, 공유버스 패킷 교환 시스템에서 폴링을 통한 MAC 포트의 버스사용의 우선순위 관리 방법은 고정된 우선순위에 의한 폴링 방식을 사용하므로 실시간으로 변화하는 네트워크의 트래픽(Traffic)을 제대로 관리할 수 없고, 공유버스의 최대 대역폭(Bandwidth)을 효율적으로 이용하지 못하므로 전체 시스템의 성능이 저하되는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 종래 기술의 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 기존의 폴링 방식에 우선순위 제어기에 의한 제어방식을 추가하여 트래픽의 변화에 따라 특정 MAC 포트에게 높은 버스사용 우선순위를 부여할 수 있도록하여 전체 시스템의 성능을 향상시킨 공유버스 패킷 교환 시스템에서 버스사용 우선순위 관리 방법을 제공하기 위한 것이다.
이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 폴링 상태 머신(Polling State Machine)이 다수의 MAC 포트들의 상태를 점검하는 단계와, 상기 폴링 상태 머신이 상기 MAC 포트들의 상태를 기록하는 단계와, 상기 MAC 포트 중에서 차기 버스를 사용할 MAC 포트를 결정하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 폴링 상태 머신이 상기 MAC 포트들의 상태를 기록하는 단계는 폴링 상태 머신이 MAC 상태 레지스터(MAC Status Register)에 상기 MAC 포트들의 상태를 실시간(Real Time)으로 갱신하여 기록하고, 상기 MAC 포트를 결정하는 단계는 시스템이 동작하기 전에 미리 설정되어 있는 MAC 포트 우선순위와 패킷 스위치 모듈과 각 MAC 포트간의 트래픽 정보와 MAC 상태 레지스터를 참조하여 차기(Next) 버스사용 우선순위가 가장 높은 MAC 포트를 결정한다.
도 1 은 공유버스 방식의 패킷 교환 시스템의 내부구성을 나타내는 블록구성도.
도 2 는 본 발명에 따른 버스사용 우선순위 관리를 위한 PIO(Programed Input/Output)의 각 구성요소들간의 연결관계를 나타낸 도면.
도 3 은 본 발명에 따른 버스사용 우선순위 관리 방법의 절차를 나타낸 플로우 챠트.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 패킷 스위치 모듈 2, 3, 4, 5 : MAC 포트
6 : 이더넷 7 : 버스 인터페이스부
8 : 폴링 상태 머신(PSM) 9 : MAC 상태 레지스터(MAC_SR)
10 : 우선순위 제어기(PC)
이하, 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 구성 및 작용을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 2 는 본 발명에 따른 버스사용 우선순위 관리를 위한 PIO(Programed Input/Output)의 각 구성요소들간의 연결관계를 나타낸 도면이다.
도 3 은 본 발명에 따른 버스사용 우선순위 관리 방법의 절차를 나타낸 플로우 챠트이다.
도 2 에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 버스사용 우선순위 관리를 위한 PIO(Programed Input/Output)의 각 구성요소는 버스 인터페이스부(7)를 통하여 다수의 MAC 포트들의 상태를 점검하는 폴링 상태 머신(Polling State Machine ; PSM)(8)과, 상기 폴링 상태 머신에 의해 각 MAC 포트들의 상태가 실시간으로 갱신되어 기록되는 MAC 상태 레지스터(MAC Status Register ; MAC_SR)(9)와, 미리 설정되어 있는 MAC 포트 우선순위와 패킷 스위치 모듈과 각 MAC 포트간의 트래픽 정보와 MAC 상태 레지스터를 참조하여 차기 버스사용 우선순위가 가장 높은 MAC 포트를 결정하는 우선순위 제어기(Priority Controller ; PC)(10)를 포함하여 이루어진다.
이와 같이 이루어진 PIO 의 각 구성요소들에 의한 버스사용 우선순위 관리 방법은 다음과 같다.
도 3 에 도시된 바와 같이, 먼저 폴링 상태 머신이 각 MAC 포트에 폴링 신호를 인가하면(S1), 상기 각 MAC 포트는 송신 또는 수신할 데이터가 있는지의 여부를 폴링 상태 머신으로 통지하여(S2) 각 MAC 포트가 점검되게 된다.
이어, 상기 폴링 상태 머신이 각 MAC 포트의 통지에 따라 MAC 상태 레지스터에 실시간으로 변화하는 각 MAC 포트의 상태를 갱신하여 기록한다(S3).
그리고, 우선순위 제어기는 미리 설정되어 있는 MAC 포트 우선순위와 패킷 스위치 모듈과 각 MAC 포트간의 트래픽 정보와 MAC 상태 레지스터를 참조하여 차기 버스사용 우선순위가 가장 높은 MAC 포트를 결정하고 차기 버스사용권을 부여한다(S4).
여기에서, 상기 우선순위 제어기는 본 발명에서 가장 핵심적인 부분으로서, 크게 2가지의 우선순위 정책을 가지고 있다.
첫째로는, 시스템이 동작하기 전에 미리 MAC 포트의 우선순위를 설정한다. 이때, MAC 포트의 설정은 패킷 스위치 모듈이 일반적으로 갖는 환경구성 레지스터(Configuration Register)에 설정된다.
둘째로는, 시스템이 동작하면서 MAC 포트의 우선순위가 패킷 스위치 모듈과 각 MAC 포트간의 트래픽 정보와 폴링 상태 머신이 폴링에 의해 얻어낸 현재 MAC 포트의 정보에 의해 변경되도록 한다. 이때, 패킷 스위치 모듈과 각 MAC 포트간의 트래픽 정보는 패킷 스위치 모듈에 의해 각 MAC 포트가 항상 모니터링(Monitoring)되면서 갱신된다.
이와 같은 2가지 우선순위 정책에 의해 가장 긴급한 MAC 포트를 차기 공유버스를 사용할 MAC 포트로 지정한다. 즉. 동적(Dynamic)인 우선순위 제어방식으로 우선순위를 관리하는 것이다.
이상의 설명에서와 같은 본 발명은 고정된 우선순위에 의한 폴링 방식을 사용하지 않고 미리 설정되어 있는 MAC 포트 우선순위와 패킷 스위치 모듈과 각 MAC 포트간의 트래픽 정보와 MAC 상태 레지스터를 참조하여 우선순위를 결정함으로써 실시간으로 변화하는 네트워크의 트래픽(Traffic)을 효율적으로 관리할 수 있고, 공유버스의 최대 대역폭(Bandwidth)을 최대한 이용할 수 있어 전체 시스템의 성능이 향상되는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 폴링 상태 머신(Polling State Machine)이 다수의 MAC 포트들의 상태를 점검하는 단계와;
    상기 폴링 상태 머신이 상기 MAC 포트들의 상태를 기록하는 단계와;
    상기 MAC 포트 중에서 차기 버스를 사용할 MAC 포트를 결정하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 공유버스 패킷 교환 시스템에서 버스사용 우선순위 관리 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 폴링 상태 머신이 상기 MAC 포트들의 상태를 기록하는 단계는 폴링 상태 머신이 MAC 상태 레지스터(MAC Status Register)에 상기 MAC 포트들의 상태를 실시간으로 갱신하여 기록하는 것을 특징으로 하는 공유버스 패킷 교환 시스템에서 버스사용 우선순위 관리 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 MAC 포트를 결정하는 단계는 시스템이 동작하기 전에 미리 설정되어 있는 MAC 포트 우선순위와 패킷 스위치 모듈과 각 MAC 포트간의 트래픽 정보와 MAC 상태 레지스터를 참조하여 차기(Next) 버스사용 우선순위가 가장 높은 MAC 포트를 결정하는 것을 특징으로 하는 공유버스 패킷 교환 시스템에서 버스사용 우선순위 관리 방법.
KR1019980043399A 1998-10-16 1998-10-16 공유버스 패킷 교환 시스템에서 버스사용 우선순위 관리 방법 KR20000026039A (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100442346B1 (ko) * 2001-11-19 2004-07-30 엘지전자 주식회사 Ｉｅｅｅ802.11 ｍａｃ 계층에서 폴링 리스트 운용방법
KR100475372B1 (ko) * 2002-06-17 2005-03-10 엘지전자 주식회사 노드별 패킷 데이터 량에 따른 패킷 라우팅 방법

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