KR20010028510A - 라우터의 패킷 전송 방법 - Google Patents

라우터의 패킷 전송 방법 Download PDF

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KR20010028510A
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박성욱
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서평원
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Abstract

본 발명은 패킷에 다음 라우터가 해당 패킷을 전송할 포트의 번호를 적어서 다음 라우터로 전송해줌으로써, 해당 패킷을 수신한 라우터가 별도의 작업없이 패킷에 지정되어 있는 포트 번호로 해당 패킷을 송신할 수 있도록 하여 라우터에 의한 지연을 줄이고 통신 속도를 향상시킬 수 있도록 하는 라우터의 패킷 전송 방법에 관한 것이다.
본 발명은, 패킷에 저장되어 있는 IP 주소에 따라서 패킷을 전송하는 라우터의 패킷 전송 방법에 있어서, 패킷을 최초로 만든 호스트로부터 패킷을 전송받은 라우터가 해당 라우터에 구비되어 있는 라우팅 테이블을 검색하여 해당 패킷을 전송할 포트의 번호를 해당 패킷의 소오스 MAC 필드에 삽입하여 다음 라우터로 전송하는 경로 정보 삽입 과정과; 상기 다음 라우터가 상기 라우터로부터 상기 패킷을 전송받아 상기 패킷의 소오스 MAC 필드에 삽입되어 있는 포트 번호로 상기 패킷을 전송하는 전송 과정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

라우터의 패킷 전송 방법{method for packet transfer in router system}
본 발명은 라우터의 패킷 전송 방법에 관한 것으로서, 특히 이더넷으로 구성된 망에서 라우팅 속도를 향상시킬 수 있도록 하는 라우터의 패킷 전송 방법에 관한 것이다.
일반적으로 라우터(router)는 통신망 내에서의 트래픽 흐름의 경로를 결정하여 메시지 전달을 신속히 처리하기 위한 장치로, 다수의 컴퓨터나 단말을 그물 모양의 여러 경로로 연결하는 통신망에서 송신된 메시지를 수신하여 이것을 가장 짧은 경로 또는 최적의 경로를 선택하여 수신 컴퓨터로 전달한다.
전술한 바와 같이, 수신된 패킷을 수신 컴퓨터로 전달하기 위한 경로를 선택하기 위해서 종래 라우터는 수신된 패킷에 저장되어 있는 IP(internet protocol) 주소에 따라서 라우팅 테이블에서 해당되는 목표 주소를 찾아서 송신을 하게 되는 데, 라우팅 테이블이 커질 경우에는 라우팅 테이블을 검색하는 데 시간이 많이 소요되는 문제점이 발생한다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 종래에는 라우팅 테이블 서머라이즈(summarize)라는 기술을 이용하여 라우팅 테이블을 간략하게 요약하였는 데, 이는 기술 구현이 복잡하고 사용이 어려운 문제점이 있다.
그리고, 종래에는 IP 부분을 해석해야만이 IP 주소를 알아낼 수 있으므로 IP 주소를 해석하는 데 많은 시간이 소요되는 문제점이 있다.
그리고, 라우팅 속도를 증가시키기 위해서 MPLS(multi protocol label switching)라는 프로토콜이 발표되었으나 이 프로토콜은 WAN(wide area network) 구간에서만 적용될 수 있으며, 이더넷으로 구성된 망에서는 적용될 수 없는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 패킷에 다음 라우터가 해당 패킷을 전송할 포트의 번호를 적어서 다음 라우터로 전송해줌으로써, 해당 패킷을 수신한 라우터가 별도의 작업없이 패킷에 지정되어 있는 포트 번호로 해당 패킷을 송신할 수 있도록 하여 라우터에 의한 지연을 줄이고 통신 속도를 향상시킬 수 있도록 하는 라우터의 패킷 전송 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
도 1은 본 발명에 적용되는 패킷의 구성을 보인 도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 라우터의 패킷 전송 방법을 설명하기 위한 도.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 라우터의 패킷 전송 방법을 설명하기 위한 도.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 라우터의 패킷 전송 방법을 설명하기 위한 도.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 패킷에 저장되어 있는 IP 주소에 따라서 패킷을 전송하는 라우터의 패킷 전송 방법에 있어서, 패킷을 최초로 만든 호스트로부터 패킷을 전송받은 라우터가 해당 라우터에 구비되어 있는 라우팅 테이블을 검색하여 해당 패킷을 전송할 포트의 번호를 해당 패킷의 소오스 MAC 필드에 삽입하여 다음 라우터로 전송하는 경로 정보 삽입 과정과; 상기 다음 라우터가 상기 라우터로부터 상기 패킷을 전송받아 상기 패킷의 소오스 MAC 필드에 삽입되어 있는 포트 번호로 상기 패킷을 전송하는 전송 과정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 전송 과정은 상기 패킷의 소오스 MAC 필드의 최상위 바이트를 기억 장치에 저장하는 단계와; 상기 소오스 MAC 필드를 한 바이트 왼쪽으로 쉬프트하는 단계와; 상기 소오스 MAC 필드의 최하위 바이트에 소정의 무효 값을 삽입하는 단계와; 상기 기억 장치에 저장한 포트 번호로 상기 패킷을 다음 라우터로 전송하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 소오스 MAC 필드를 한 바이트 왼쪽으로 쉬프트한 결과 최상위 바이트가 소정의 무효 값이면, 해당 라우터에 구비되어 있는 라우팅 테이블을 검색하여 해당 패킷을 전송할 포트의 번호를 해당 패킷의 소오스 MAC 필드에 삽입하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 라우터의 패킷 전송 방법에 대해서 상세하게 설명한다.
먼저, 본 발명에 따른 라우터의 패킷 전송 방법이 구현되기 위해서는, 패킷을 최초로 만든 호스트로부터 패킷을 전송받은 라우터가, 해당 패킷에 해당 패킷을 어디로 전송해야 하는 지에 대한 정보를 적어서 다음 라우터로 전송하는 데, 패킷을 최초로 만든 호스트로부터 패킷을 전송받은 라우터는 도 1에 도시하는 패킷의 소오스 MAC(media access control) 필드에 해당 패킷을 어디로 전송해야 하는 지에 대한 정보를 삽입한다. 여기서, 패킷의 소오스 MAC 필드에 삽입되는 해당 패킷을 어디로 전송해야 하는 지에 대한 정보는 다음 라우터가 해당 패킷을 전송할 포트의 번호로, 라우팅 테이블에서 읽어올 수 있다.
각 라우터는 목표 지점까지의 라우팅 테이블을 가지고 있고, 각 라우팅 테이블 엔트리(entry)에는 해당 목표지점까지의 라우터 포트 번호를 순서대로 최대 6개까지 가지고 있다.
전술한, 소오스 MAC 필드에는 원래 패킷을 만들어서 송신하는 측의 MAC 주소가 삽입되는 데, 실제로 패킷을 수신하는 호스트에서는 이 정보를 사용하지 않으므로 본 발명에서는 이러한 소오스 MAC 필드를 유용하게 사용하기 위해 소오스 MAC 필드에 해당 패킷을 어디로 전송해야 하는 지에 대한 정보를 삽입한다.
이러한, 소오스 MAC 필드는 6바이트로 구성되며 한 바이트당 한 개의 라우터 포트를 나타내므로 최대 6회까지 별도의 작업없이 패킷에 지정되어 있는 포트 번호로 패킷 전송이 가능하다.
그리고, 패킷을 최초로 만든 호스트로부터 패킷을 전송받은 라우터에서 패킷을 라우팅하여 다음 라우터로 전송할 때 해당 패킷을 본 발명의 방법에 따라 전송할 것인지 일반적인 방법에 따라 전송할 것인지를 유형/길이 필드에 지정하여 전송한다.
전술한 바와 같이, 패킷을 최초로 만든 호스트로부터 패킷을 전송받은 라우터가 해당 패킷을 소오스 MAC 필드에 해당 패킷을 전송할 포트의 번호를 삽입하여 다음 라우터로 전송하면, 다음 라우터는 수신한 패킷의 유형/길이 필드를 검색하여 해당 패킷을 일반적인 방법에 따라 전송할 것인지 본 발명의 방법에 따라 전송할 것인지를 판단한다. 상기한 판단결과, 해당 패킷을 본 발명의 방법에 따라 전송하는 경우에는, 해당 패킷의 소오스 MAC 필드의 최상위 바이트를 기억 장치에 저장한 후, 소오스 MAC 필드를 한 바이트 왼쪽으로 쉬프트하고, 소오스 MAC 필드의 최하위 바이트에 16진수 'FE'를 삽입(padding)한 후, 기억 장치에 저장된 포트 번호로 해당 패킷을 전송한다. 여기서, 해당 라우터가 소오스 MAC 필드를 한 바이트 왼쪽으로 쉬프트했을 때 최상위 바이트가 16진수 'FE'이면, 라우팅 테이블을 검색하여 목표 IP의 엔트리를 찾아서 해당 패킷을 어디로 전송해야 하는 지에 대한 정보를 소오스 MAC 필드에 저장한다.
한편, 상기한 판단결과 수신한 패킷의 유형/길이 필드를 검색했을 때 해당 패킷이 본 발명의 방법에 따라 전송할 것으로 지정되어 있지 않은 경우에는 라우팅 테이블을 검색하여 목표 IP의 엔트리를 찾아서 해당 엔트리가 유효한지를 판단한다. 상기 판단결과 해당 엔트리가 유효하지 않은 경우에는 일반적인 방법에 따라 해당 패킷을 전송하고, 해당 엔트리가 유효한 경우에는 패킷의 소오스 MAC 필드에 해당 패킷을 어디로 전송해야 하는 지에 대한 정보를 삽입하여 다음 라우터로 전송한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 라우터의 패킷 전송 방법을 설명하기 위한 도이다. 도 2에서 'R'은 라우터를 가리키는 것으로, 본 발명에 따른 패킷 전송 방법을 사용하고 있다. 'S'는 패킷을 최초로 만든 호스트이고, 'D'는 'S'에 의해 만들어진 패킷을 수신할 호스트이다.
도 2에 도시하는 바와 같은 기본적인 네트워크에서 패킷이 'S'에서 'D'로 갈때까지의 MAC 헤더 부분을 살펴보면 표 1과 같다.
목적지 MAC 소오스 MAC
S⇒R1 M(R1, 1) M(S)
R1⇒R2 M(R2, 2) 04:02:03:FE:FE:FE
R2⇒R3 M(R3, 4) 02:03:FE:FE:FE:FE
R3⇒R4 M(R4, 4) 03:FE:FE:FE:FE:FE
R4⇒D M(D) M(R4, 3)
표 1에서 M(R, d)는 라우터(R)의 입력 포트(d)의 MAC 주소이고, M(S)는 'S'의 MAC 주소이고, M(D)는 'D'의 MAC 주소이다.
도 2와 표 1를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 라우터의 패킷 전송 방법을 설명하면 다음과 같다.
호스트(S)로부터 패킷을 수신받은 라우터R1는 라우팅 테이블을 검색하여 다음 라우터R2, R3, R4가 해당 패킷을 전송할 출력 포트의 번호(04, 02, 03)를 해당 패킷의 소오스 MAC 필드에 16진수로 표현하여 삽입한다. 여기서, 라우터R1가 소오스 MAC 필드에 해당 패킷을 전송할 포트의 번호를 삽입할 때 포트의 번호를 순서대로 최상위 바이트부터 삽입하고, 나머지 하위 바이트에는 16진수 'FE'를 삽입한다.
전술한 바와 같이, 호스트(S)로부터 패킷을 수신받은 라우터R1는 해당 패킷을 전송할 포트의 번호를 해당 패킷의 소오스 MAC 필드에 삽입한 후 다음 라우터R2로 전송하고, 라우터R1로부터 패킷을 전송받은 라우터R2는 라우터R1로부터 전송받은 패킷의 소오스 MAC 필드의 최상위 바이트에 지정된 출력 포트의 번호를 기억 장치에 저장시킨 후, 소오스 MAC 필드를 한 바이트 왼쪽으로 쉬프트시키고, 최하위 바이트에는 16진수 'FE'를 삽입한다. 이후, 기억 장치에 저장된 출력 포트 번호로 해당 패킷을 다음 라우터R3로 전송한다.
전술한 바와 같은 동작을 나머지 라우터R3, R4에서 반복 수행함으로써 해당 패킷은 목적지 호스트(D)까지 전송된다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 라우터의 패킷 전송 방법을 설명하기 위한 도로써, 도 3에 도시하는 바와 같이, 라우터 R2와 라우터R3 및 R4가 하나의 네트워크에 연결되어 있는 경우에는 MAC 헤더 부분이 표 2와 같이 변한다.
목적지 MAC 소오스 MAC
S⇒R1 M(R1, 1) M(S)
R1⇒R2 M(R2, 1) 03:03:02:FE:FE:FE
R2⇒R4 M(R4, 2) 03:02:FE:FE:FE:FE
R4⇒R5 M(R5, 1) 02:FE:FE:FE:FE:FE
R5⇒D M(D) M(R5, 2)
표 2에서 R1⇒R2의 소오스 MAC 필드의 첫 번째 바이트가 02가 아닌 03인 것은 라우터R2의 입장에서 볼 때 라우터R3과 라우터R4는 서로 다른 포트로 연결되어 있기 때문이다. 다시 말해서, 라우터R3과 라우터R4는 라우터R2와 물리적으로는 동일한 포트에 연결되어 있지만 논리적으로는 다른 포트로 연결되어 있는 것으로, 패킷을 라우터R2에서 라우터R3로 전송할 때의 포트 번호는 '02'이고, 라우터R2에서 라우터R4로 전송할 때의 포트 번호는 '03'이 된다는 것이다. 따라서, R1⇒R2의 소오스 MAC 필드의 첫 번째 바이트가 02가 되면 패킷은 라우터R3으로 전송된다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 라우터의 패킷 전송 방법을 설명하기 위한 도로써, 도 4에 도시하는 바와 같이, 해당 패킷이 6개 이상의 라우터를 경유하여 목적지 호스트(D)에 도달하는 경우에는 MAC 헤더 부분이 표 3과 같이 변한다.
목적지 MAC 소오스 MAC
S⇒R1 M(R1, 1) M(S)
R1⇒R2 M(R2, 3) 04:06:08:0A:0C:0E
R2⇒R3 M(R3, 5) 06:08:0A:0C:0E:FE
R3⇒R4 M(R4, 7) 08:0A:0C:0E:FE:FE
R4⇒R5 M(R5, 9) 0A:0C:0E:FE:FE:FE
R5⇒R6 M(R6, 0B) 0C:0E:FE:FE:FE:FE
R6⇒R7 M(R7, 0D) 0E:FE:FE:FE:FE:FE
R7⇒R8 M(R8, 0F) 10:12:14:FE:FE:FE
R8⇒R9 M(R9, 11) 12:14:FE:FE:FE:FE
R9⇒R10 M(R10, 13) 14:FE:FE:FE:FE:FE
R10⇒D M(D) M(R10,14)
라우터R7에서 소오스 MAC 필드를 한 바이트 왼쪽으로 쉬프트한 후 최상위 비트가 16진수 'FE'이므로, 이러한 경우에는 라우팅 테이블을 검색하여 목표 IP의 엔트리를 찾아서 해당 패킷이 어디로 전송되어야 하는 지에 대한 정보를 소오스 MAC 필드에 저장하고 다음 라우터R8로 전송하게 되므로 표 3과 같은 결과를 얻을 수 있다.
본 발명의 라우터의 패킷 전송 방법은 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술 사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 라우터의 패킷 전송 방법에 따르면, LAN으로 구성된 네트워크에서 패킷을 수신한 라우터가 해당 패킷을 전송할 포트의 번호를 패킷에 삽입하여 다음 라우터로 전송함으로써, 해당 패킷을 수신한 라우터는 별다른 작업없이 패킷이 지정되어 있는 포트 번호로 송신하여 라우터에 의한 지연을 줄이고, 통신 속도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 패킷에 저장되어 있는 IP 주소에 따라서 패킷을 전송하는 라우터의 패킷 전송 방법에 있어서,
    패킷을 최초로 만든 호스트로부터 패킷을 전송받은 라우터가 해당 라우터에 구비되어 있는 라우팅 테이블을 검색하여 해당 패킷을 전송할 포트의 번호를 해당 패킷의 소오스 MAC 필드에 삽입하여 다음 라우터로 전송하는 경로 정보 삽입 과정과;
    상기 다음 라우터가 상기 라우터로부터 상기 패킷을 전송받아 상기 패킷의 소오스 MAC 필드에 삽입되어 있는 포트 번호로 상기 패킷을 전송하는 전송 과정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 라우터의 패킷 전송 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 전송 과정은
    상기 패킷의 소오스 MAC 필드의 최상위 바이트를 기억 장치에 저장하는 단계와;
    상기 소오스 MAC 필드를 한 바이트 왼쪽으로 쉬프트하는 단계와;
    상기 소오스 MAC 필드의 최하위 바이트에 소정의 무효 값을 삽입하는 단계와;
    상기 기억 장치에 저장한 포트 번호로 상기 패킷을 다음 라우터로 전송하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 라우터의 패킷 전송 방법.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 소오스 MAC 필드를 한 바이트 왼쪽으로 쉬프트한 결과 최상위 바이트가 소정의 무효 값이면, 해당 라우터에 구비되어 있는 라우팅 테이블을 검색하여 해당 패킷을 전송할 포트의 번호를 해당 패킷의 소오스 MAC 필드에 삽입하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 라우터의 패킷 전송 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100453324B1 (ko) * 2002-11-18 2004-10-20 한국전자통신연구원 인터넷 서비스품질 보장을 위한 라우팅 장치 및 그 방법

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