KR20010003431A

KR20010003431A - 이더넷 스위치에서 오버플로우 발생 방지를 위한 데이터전송속도 자동 조정장치 및 방법

Info

Publication number: KR20010003431A
Application number: KR1019990023728A
Authority: KR
Inventors: 유승화; 정진우
Original assignee: 윤종용; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1999-06-23
Filing date: 1999-06-23
Publication date: 2001-01-15
Also published as: CN1291028A; CA2311888A1; JP2001036559A

Abstract

가.청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야

이더넷 스위치에 관한 것이다.

나.발명이 해결하려고 하는 기술적 과제

이더넷 스위치에서 오버플로우 발생을 방지하기 위한 데이터 전송속도 자동 조정장치 및 방법을 제공한다.

다.발명의 해결방법의 요지

본 발명은 전송속도 자동 조정기능을 구비하며, 다양한 전송속도를 지원하는 포트들을 구비한 이더넷 스위치에서, 상기 다양한 전송속도를 지원하는 포트들에 연결되는 외부 장치의 전송속도를 상기 스위치가 지원하는 전송속도에 맞도록 자동 설정하여 상기 외부 장치와 스위치간의 전송되는 데이터를 인터페이싱하고, 상기 외부 장치로부터 입력되는 데이터로 인한 상기 스위치내의 오버플로우 발생시 상기 라인 접속부로 상기 입력 데이터의 전송속도를 상기 데이터의 출력 전송속도와 일치하도록 감소시키기위한 제어신호를 출력하여 입력 데이터 전송속도를 다운 조정시킴을 특징으로 한다.

라.발명의 중요한 용도 이더넷 스위치에 사용한다.

Description

이더넷 스위치에서 오버플로우 발생 방지를 위한 데이터 전송속도 자동 조정장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR AUTOMATICALLY CONTROLLING RATE TO PREVENT OVERFLOW IN A EITHERNET SWITCH}

본 발명은 이더넷 스위치(Ethernet Switch)에 관한 것으로, 특히 다양한 전송속도를 지원하는 이더넷 스위치에서 오버플로우(Overflow) 발생 방지 및 해소를 위한 데이터 전송속도 자동 조정장치 및 방법에 관한 것이다.

도 1은 통상적인 이더넷 네트워크의 시스템 구성을 개략적으로 도시한 것으로, 이더넷 스위치(102,104)는 IEEE 802.3u의 100Base-T와 IEEE 802.3ab의 1000Base-T 등이 될 수 있으며, 상기 이더넷 스위치(102,104)는 동일 포트(Port)가 다양한 전송속도를 가지는 라인을 지원할 수가 있다. 따라서 하나의 스위치 장치내에 10Mbps, 100Mbps, 혹은 1Gbps까지의 속도를 가지는 포트들이 있을 수 있다. 상기에서 통상적으로 이더넷 스위치(102)의 낮은 전송속도의 라인에는 PC(100) 등과 같은 단말들이 연결되게 되며, 상대적으로 높은 전송속도의 라인에는 서버(Server: 도시하지 않았슴)라든지 다른 이더넷 스위치(104)가 연결되게 된다.

이때 동일 속도를 가지는 포트들 끼리의 통신 즉, 예를 들면 10Mbps 포트와 10Mbps 포트, 100Mbps포트와 100Mbps포트끼리의 통신은 포트집중(Port aggregation) 등과 같이 여러 입력 포트가 하나의 출력 포트로 데이터를 보내는 경우가 아니면 특별한 경우를 제외하고는 데이터 폭주(Congestion)가 발생하지 않는다.

그런데 100Mbps포트가 10Mbps포트로 혹은 1000Mbps포트가 100Mbps포트로 데이터를 전송하고자 할 때는 데이터 폭주 발생으로 인한 오버플로우 발생으로 인해 스위치내에서 어쩔수 없이 데이터가 쌓이는 문제가 발생한다. 즉, 예를 들어 외부 단말 PC(100)와 이더넷 스위치(102)간 연결라인의 포트속도가 100Mbps이고, 이더넷 스위치들(102,104)간 전송속도가 10Mbps라면 PC(100)측에서 계속해서 100Mbps로 데이터를 전송하는 경우 이더넷 스위치(102)내에 상기 전송데이터가 쌓일 수밖에 없게 되며, 이때 상기 이더넷 스위치가 공유버퍼(Shared buffer)를 쓰는 스위치라면 다른 포트들에게도 영향을 미쳐 전체 네트워크의 처리량(Throughput)이 급격히 저하되는 문제점이 있었다.

상술한 바와 같이 종래 이더넷 스위치에서는 입력포트와 출력포트의 데이터 전송속도 불일치로 인한 데이터 폭주 발생시 이더넷 스위치내에서 오버플로우가 발생하여 상기 전송데이터가 스위치내 버퍼에 쌓일 수밖에 없게 되며, 이때 상기 이더넷 스위치가 공유버퍼를 쓰는 스위치라면 다른 포트들에게도 영향을 미쳐 전체 네트워크의 처리량이 급격히 저하되는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 이더넷 스위치에서 오버플로우 발생 방지 및 해소를 위한 데이터 전송속도 자동 조정장치 및 방법을 제공함에 있다.

도 1은 종래 이더넷 네트워크의 개략적인 시스템 구성도,

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 데이터 전송속도 자동 조정장치의 블록 구성도,

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 데이터 전송속도 조정을 위한 동작 제어흐름도.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 전송속도 자동 조정기능을 구비하며, 다양한 전송속도를 지원하는 포트들을 구비한 이더넷 스위치에서, 상기 다양한 전송속도를 지원하는 포트들에 연결되는 외부 장치의 전송속도를 상기 스위치가 지원하는 전송속도에 맞도록 자동 설정하여 상기 외부 장치와 스위치간의 전송되는 데이터를 인터페이싱하고, 상기 외부 장치로부터 입력되는 데이터로 인한 상기 스위치내의 오버플로우 발생시 상기 라인 접속부로 상기 입력 데이터의 전송속도를 상기 데이터의 출력 전송속도와 일치하도록 감소시키기위한 제어신호를 출력하여 입력 데이터 전송속도를 다운 조정시킴을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명 및 첨부 도면에서 구체적인 처리 흐름과 같은 많은 특정 상세들이 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있다. 이들 특정 상세들없이 본 발명이 실시될 수 있다는 것은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 이더넷 스위치 내부의 데이터 전송속도 자동 조정장치의 블록구성을 도시한 것이다. 상기 도 2를 참조하면, 라인 접속부(Auto Negotiable PHY)(202)는 PC(100) 등과 같은 외부 단말과 이더넷 스위치(102)를 연결시키는 물리계층부로써 각 포트마다 구비되며 각 포트에 연결되는 단말들과 통신을 수행하여 데이터 전송속도를 자동으로 설정하고 이를 내부의 레지스터에 기록한다. 즉, 이더넷 스위치(102)에서는 각 포트가 10Mbps/100Mbps을 모두 지원할 수 있도록 만들어지기 때문에 각 포트에 연결되는 단말의 데이터 전송속도에 맞게 전송속도가 자동으로 조정되어야 하는데 상기 라인 접속부(202)는 전송속도 자동 설정기능(Auto Negotiation)을 이용하여 외부 단말과의 전송속도가 맞도록 데이터 전송속도를 자동으로 알맞게 설정한다. 라인속도 제어부(Buffer Monitoring Controller)는 각 포트를 통해 상기 단말들로부터 전송되는 패킷데이터를 전송받아서 소정의 데이터 처리를 수행하여 버퍼(Buffer)(206)에 일시 저장하고, 버퍼(206)로부터 독출되는 패킷데이터를 해당 포트로 전송하여 준다. 또한 버퍼(206)로부터 입/출력되는 데이터의 전송속도를 검사하여 버퍼(206)로 입력되는 데이터 전송속도가 출력되는 데이터 전송속도보다 빨라서 전송로상에 데이터 폭주가 발생하는 경우에는 라인 접속부(202)를 제어하여 외부 단말로부터 라인 접속부(202)로 전송되는 데이터 전송속도가 낮아지도록 제어한다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따라 데이터 폭주 발생시 라인의 데이터 전송속도를 자동으로 다운 조정하는 처리하는 흐름도를 도시한 것이다. 이하 상기 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 상기 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어 설명의 편의상 이더넷 스위치의 입력포트 "A"에 연결된 외부 단말 PC로부터 입력되는 데이터 전송속도는 100Mbps이고, 스위치의 출력포트 "B"의 데이터 전송속도는 10Mbps인 것으로 가정한다.

먼저 PC(100)등과 같은 외부 단말이 입력 포트"A"를 통해 이더넷 스위치(102)에 접속되는 경우 라인속도 제어부(204)는 라인 접속부(202)내부에 구비된 물리계층 제어 레지스터(Control PHY register)의 전송속도 자동설정기능 활성화 비트를 "1"로 세트하여 (300)단계에서 라인 접속부(202)의 전송속도 자동 설정기능을 통해 상기 외부 단말 PC(100)와 스위치(102)간에 데이터 송/수신을 위한 최적의 데이터 전송속도를 설정한다. 즉, 라인 접속부(202)는 본 발명의 실시 예에서와 같이 포트 "A"가 10Mbps/100Mbps 겸용의 포트이고 외부 단말 PC(100) 또한 10Mbps/100Mbps겸용인 경우에는 전송속도 자동 설정기능에 따라 라인 접속부(202)에서 통상적으로 데이터 전송속도를 100Mbps로 결정하게 된다. 이에 따라 포트"A"를 통해 상기 결정된 전송속도로 외부 단말 PC(100)로부터 스위치(102)로 데이터가 전송되게 된다. 그러면 라인속도 제어부(204)는 (302)단계로 진행하여 포트"A"를 통해 외부 단말 PC(100)로부터 전송된 데이터가 수신되는지 여부를 검사하여 상기 외부 단말 PC(100)로부터 데이터가 수신되는 경우 (304)단계로 진행하여 상기 수신된 데이터를 버퍼(206)에 일시 저장시킨다. 이어 라인속도 제어부(204)는 (306)단계로 진행하여 버퍼(206)에 저장된 데이터를 차례로 독출하여 포트"B"를 통해 해당 목적지 노드로 전송시킨다. 그리고 라인속도 제어부(204)는 (308)단계로 진행하여 데이터 폭주로 인한 오버플로우(Overflow)가 발생하는지 여부를 검사한다. 상기 오버플로우는 전술한 바와 같이 공유 버퍼를 쓰는 스위치인 경우 다른 포트들에게도 영향을 미쳐 전체 네트워크의 데이터 처리량을 급격히 저하시키게 되는 바람직하지 못한 현상의 하나로서, 입력 데이터의 전송속도가 출력 데이터의 전송속도보다 높은 경우에 데이터가 PC(100)로부터 입력되는 즉시 해당 목적지 노드로 출력되지 못하고 스위치(102)내 버퍼(206)에 쌓이게 되면서 발생하는데, 라인속도 제어부(204)는 전송경로상의 데이터 흐름을 감시하여 입력 데이터 전송속도와 출력 데이터 전송속도를 파악하고 오버플로우 여부를 결정하게 된다.

이때 만일 오버플로우가 발생하지 않는 경우라면 라인속도 제어부(204)는 상기 (302)단계로 돌아가서 다시 (302)∼(308)단계를 수행하며, 이와 달리 오버플로우가 발생하는 경우에는 (310)단계로 진행하여 라인 접속부(202)로 외부 단말 PC(100)로부터의 입력 데이터 전송속도를 감소시키기 위한 전송속도 감소 제어신호를 발생하여 인가시킨다. 즉, 상기 제어신호에 의해 라인접속부(202)내의 물리계층 제어 레지스터의 전송속도 비트는 "0"으로, 전송속도 자동설정기능 활성화 비트도 "0"으로 설정되어 전송속도는 10Mbps로 다운된다. 이에 따라 (312)단계에서 라인 접속부(202)에 의해 상기 전송속도 감소 제어신호에 따른 외부 단말 PC(100)의 전송속도의 감소가 수행되어 상기 외부 단말 PC(100)와 스위치(102)간에 설정된 전송속도가 출력포트"B"의 전송속도와 일치하도록 다운 조정되게 된다.

따라서 외부 입력 포트의 데이터 전송속도와 출력 포트의 데이터 전송속도가 일치되도록 자동으로 조정됨으로써 전송로상의 오버플로우 발생이 방지된다.

상술한 바와 같이 본 발명은 다양한 전송속도를 지원하는 이더넷 스위치에서 입력 포트의 전송속도와 출력 포트의 데이터 전송속도가 서로 일치되도록 자동으로 조정됨으로써 전송로상의 오버플로우 발생이 방지되어 데이터 손실을 방지할 수 있으며, 또한 전체 네트워크의 데이터 처리량 저하도 방지할 수 있는 이점이 있다.

Claims

전송속도 자동 조정기능을 구비하며, 다양한 전송속도를 지원하는 포트들을 구비한 이더넷 스위치에서 오버플로우 발생을 방지하기 위한 전송속도 자동 조정장치에 있어서,

상기 다양한 전송속도를 지원하는 포트들에 연결되는 외부 장치의 전송속도를 상기 스위치가 지원하는 전송속도에 맞도록 자동 설정하고 상기 외부 장치와 스위치간의 전송되는 데이터를 인터페이싱하는 라인 접속부와,

상기 외부 단말 장치로부터 입력되는 데이터로 인한 상기 스위치내의 오버플로우 발생시 상기 라인 접속부로 상기 입력 데이터의 전송속도를 상기 데이터의 출력 전송속도와 일치하도록 감소시키기위한 제어신호를 출력하여 입력 데이터 전송속도를 다운 조정시키는 라인속도 제어부와,

상기 라인속도 제어부의 제어에 따라 상기 라인 접속부를 통해 전송되는 데이터를 일시 저장하는 버퍼를 구비함을 특징으로 하는 이더넷 스위치에서 오버플로우 발생 방지를 위한 전송속도 자동 조정장치
전송속도 자동 조정기능을 구비하며, 다양한 전송속도를 지원하는 포트들을 구비한 이더넷 스위치내 오버플로우 발생 방지를 위한 전송속도 자동 조정장치에서 오버플로우의 발생을 방지하는 방법에 있어서,

상기 다양한 전송속도를 지원하는 포트들에 연결되는 외부 장치의 전송속도를 상기 스위치가 지원하는 전송속에 맞도록 자동 설정하는 과정과,

상기 설정된 전송속도로 외부 장치로부터 입력된 데이터를 버퍼에 일시 저장하였다가 해당 목적지 노드로 전송하는 상기 외부 장치와 스위치간 데이터 인터페이싱 과정과,

상기 외부 장치로부터 입력되는 데이터의 오버플로우 발생시 상기 라인 접속부로 상기 입력 데이터의 전송속도를 상기 데이터의 출력 전송속도와 일치하도록 감소시키기위한 제어신호를 출력하여 입력 데이터 전송속도를 다운 조정시키는 과정을 구비함을 특징으로 하는 오버플로우 방지방법.