KR20020052064A - 전송유니트간 송수신 데이터의 릴라이어블 프로토콜운용방법 - Google Patents

전송유니트간 송수신 데이터의 릴라이어블 프로토콜운용방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 전송유니트간 송수신 데이터의 릴라이어블 프로토콜 운용방법은, 전송유니트간에서 작동하는 릴라이어블 서비스 모듈에 릴라이어블 서비스를 수행하기 위한 포트와 디바이스 드라이버를 등록하는 단계와; 상기 포트와 디바이스 드라이버의 등록이 이루어지면, 하위 계층에서 수신대상 데이터를 해당 디바이스가 전송할 수 있는 크기만큼 단편화하여 세그먼트 데이터 유니트 단위로 상위 계층으로 전송하는 단계와; 상기 세그먼트 데이터 단위 신호의 송신시 하위 계층에서는 시퀀스 오류의 발생이 확인되면 재전송을 수행하고, 상위 계층에서는 수신되는 세그먼트 데이터 단위 신호를 수신하여 상기 수신된 데이터를 재조립하고 송신측으로 응답 메시지를 전달하는 단계를 포함하여 이루어져, 전송유니트내에서 각 셀프간 및 장치간의 통신시 송수신 데이터에 대한 신뢰성과 안정성을 보장할 수 있다.

Description

전송유니트간 송수신 데이터의 릴라이어블 프로토콜 운용방법 {Method for operating reliable protocol of transmit data between transmission unit}
본 발명은 전송유니트간 송수신 데이터의 릴라이어블 프로토콜 운용방법에 관한 것으로, 특히 다수의 전송유니트로 네트워크 구성시 네트워크상에 존재하는 임의의 장치에 대한 각종 데이터베이스의 자원을 관리함에 있어서 송수신 데이터가 오류 없이 전송되도록 함으로써 안정성과 신뢰성을 향상시키기 위한 전송유니트간 송수신 데이터의 릴라이어블 프로토콜 운용방법에 관한 것이다.
일반적으로 IPC(Interprocess Communication)는 두 개의 프로세스가 서로 통신을 할 수 있도록 운영체제가 제공하는 기능으로, 동일한 시스템 내에서나 네트웍을 통한 다른 시스템의 프로세스를 사용할 수 있도록 한다.
그래서 IPC는 같은 시스템이나 다른 시스템일지라도 시스템 커널을 통하여 통신이 이루어진다. 이때 공유된 어떤 자원을 여러 프로세스가 사용하려고 했을 때, 그 자원을 한 번에 오직 한 프로세스만이 사용할 수 있도록 할 수 있는 형식이 필요하다. 그래서 각 프로세스는 일련번호 파일을 읽는 단계와, 읽은 일련번호를 사용하는 단계와, 일련번호를 증가시키는 단계를 수행한다.
그리고 전송유니트에 의한 전송서비스가 수행되는 경우에 있어서, 프로토콜은 개체가 사용하도록 별도의 부수적인 서비스를 제공할 수 있다.
즉, 네트워크 상에서 프레임들이 지연되지 않고 전달되도록 하기 위하여 우선 순위를 적용하게 되며, 재전송 데이터는 이전 전송보다 우선 순위가 높게 부여되고, 제어 메시지와 같은 특정 메시지는 최소의 지연시간 안에 목적지로 갈 필요가 있도록 한다. 이때 메시지를 단위로 하여 우선 순위를 할당하거나 연결을 기본으로 하여 우선 순위를 할당하는 방법을 사용한다.
또한, 서비스의 등급을 설정하여 특정 종류의 데이터가 최소의 처리율이나 최대의 지연시간을 요청하는 경우에 적응하고, 보안성을 확보하게 된다.
더불어 OSI 참조모델에 있어서, 각 계층간의 데이터 전송은 데이터 단위(data unit)로 이루어진다. 이러한 데이터 단위는 동일한 개체 또는 서비스 액세스점을 통하여 인접 계층의 개체간에 정보를 교환하는 단위로, 서비스 데이터 단위(SDU : Service Data Unit)와 프로토콜 데이터 단위(PDU : Protocol Data Unit)의 2가지가 있다.
(N) 계층 SDU는 (N+1) 개체 상호간에 전송되는 데이터를 (N) 서비스 관점에서 본 것이고, (N)계층 PDU는 (N+1) 개체 상호간에 전송되는 데이터를 (N) 프로토콜 관점에서 본 것으로 (N) 계층 프로토콜 제어 정보(PCI)와 (N) 계층 서비스 데이터 단위(SDU)로 구성된다.
그래서 송신측에서는 최상위 계층에서 최하위 계층으로 데이터 단위에 하위층에서 부가되는 데이터 단위로 캡슐화(Encapsulation)가 이루어지며, 수신측에서는 최하위 계층에서 최상위 계층으로 수신된 데이터 단위에서 자신의 계층에서 필요한 데이터만을 추출한 나머지를 상위 계층에 전달해주는 역 캡슐화(Decapsulization)가 수행된다.
그런데 종래에는 전송유니트간 네트워크를 구성하여 각 셀프(Shelf)간 및 장치간의 통신시 송수신 데이터에 대한 신뢰성과 안정성이 충분히 보장되지 않는 기술적 한계가 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 다수의 전송유니트로 네트워크 구성시 네트워크상에 존재하는 임의의 장치에 대한 각종 데이터베이스의 자원을 관리함에 있어서 송수신 데이터가 오류 없이 전송되도록 함으로써 안정성과 신뢰성을 향상시키기 위한 전송유니트간 송수신 데이터의 릴라이어블 프로토콜 운용방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전송유니트간 송수신 데이터의 릴라이어블 프로토콜 운용방법은, 전송유니트간에서 작동하는 릴라이어블 서비스 모듈에 릴라이어블 서비스를 수행하기 위한 포트와 디바이스 드라이버를 등록하는 단계와; 상기 포트와 디바이스 드라이버의 등록이 이루어지면, 하위 계층에서 수신대상 데이터를 해당 디바이스가 전송할 수 있는 크기만큼 단편화하여 세그먼트 데이터 유니트 단위로 상위 계층으로 전송하는 단계와; 상기 세그먼트 데이터 단위 신호의 송신시 하위 계층에서는 시퀀스 오류의 발생이 확인되면 재전송을 수행하고, 상위 계층에서는 수신되는 세그먼트 데이터 단위 신호를 수신하여 상기 수신된 데이터를 재조립하고 송신측으로 응답 메시지를 전달하는 단계를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.
도1은 본 발명에 따른 릴라이어블 서비스 모듈의 블록도이고,
도2는 본 발명이 적용되는 마스터 슬레이브 블록도이며,
도3은 전송유니트의 송수신측 데이터 손실의 예시도 이고,
도4는 모듈시험시의 마스터 슬레이브 블록도이며,
도5는 본 발명의 실시예에 의한 전송유니트간 송수신 데이터의 릴라이어블 프로토콜 운용방법의 순서도 이다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 설명한다.
도1은 본 발명에 따른 릴라이어블 서비스 모듈의 블록도이고, 도2는 본 발명이 적용되는 마스터 슬레이브 블록도이며, 도3은 전송유니트의 송수신측 데이터 손실의 예시도 이고, 도4는 모듈시험시의 마스터 슬레이브 블록도이며, 도5는 본 발명의 실시예에 의한 전송유니트간 송수신 데이터의 릴라이어블 프로토콜 운용방법의 순서도 이다.
본 발명의 릴라이어블 프로토콜(Reliable Protocol)은 송신 데이터가 신뢰성이 높지 않은 채널을 통하여 전송되더라도 송신되는 데이터가 손실 없이 수신측에수신되도록 보장해주는 프로토콜이다.
그래서 OSI 계층 2레벨의 릴라이어블 서비스를 제공하는 모듈을 구현하며, 윈도우 흐름제어와 Go-back-N 에러제어를 적용한다.
이에 따라 릴라이어블 서비스 모듈은, 상위 계층에서 PDU를 보내기 위한 함수를 호출하는 rpl2_send와, 상위 계층에서 릴라이어블 서비스가 정상적으로 수행되었을 통지하는 confirm과, PDU를 보내는데 실패하였음을 알리는 타임아웃과, 정상적으로 수신된 데이터를 재조합한 후 회신함수를 통해 상위 계층으로 전달하는 received를 포함한다.
그리고 프로세서간의 통신을 위하여 적용되는 IPC 디바이스 드라이버는 MDIPC 드라이버, MTIPC 드라이버, MPC860 HDLC 드라이버 등이 있다.
MDIPC 드라이버는 DPRAM을 방향성 있게 두개로 분할하여 한쪽은 A에서 쓰고 B에서 읽으며, 다른 한쪽은 B에서 쓰고 A에서 읽어 가는 구조로써 포인트 대 포인트 구조에서 이용된다. MDIPC의 특징은 비트 수준의 에러제어가 지원되지 않으며, 한번에 송수신 가능한 프레임의 크기는 DPRAM의 크기에 의존적이다.
그리고 MTIPC는 MT8952와 같은 HDLC 디바이스를 이용하여 다중점을 지원하고 있는 디바이스 드라이버로 비트 수준의 에러제어를 지원하며, 송수신 가능한 프레임의 크기는 현재 사용되고 있는 것은 256 바이트이나 속도에 문제가 없고 8의 배수이면 그 이상의 속도로도 사용 가능하다.
더불어 MPC860 HDLC 드라이버는 HDLC 프로토콜을 지원하며, MT8953의 대체용으로 사용 가능하다.
이와 같은 IPC 드라이버들의 인터페이스로는 send와 queue를 통한 receive 함수가 제공된다.
그러므로 본 실시예의 릴라이어블 서비스 모듈의 구현시, 모듈내 송신함수는 각 디바이스의 send 함수를 이용하여 송신하고, 수신함수는 각 디바이스에서 제공하는 수신함수를 이용하여 데이터를 가져와 처리하며, 세그먼트의 크기는 디바이스 인스톨 단계에서 정의한다. 만약 디바이스 드라이버가 수신된 데이터를 회신기능으로 RPL2(Reliable Protocol Layer 2)에 전달할 경우에는 RPL2에 데이터 수신 회신함수를 정의하여 디바이스 드라이버로부터 데이터를 수신하도록 한다.
그러면 도5에 도시된 바와 같이, 포트와 디바이스의 등록이 이루어진다(ST21).
도2에는 포트와 디바이스의 등록관계가 도시되어 있다.
포트는 사용자에 의해 등록되며, 포트를 통하여 데이터 송수신, 릴라이어블 서비스를 제공하게 된다. 포트 등록정보로는 포트 아이디, 사용할 디바이스의 아이디, 디바이스의 논리적 링크번호, 윈도우 크기, 상위 계층의 최대 프레임 크기, 상위 계층에서 정의된 회신함수 등이다.
디바이스 등록은 디바이스 아이디, 하위 계층 최대 프레임 크기, 디바이스의 송수신 함수의 포인터를 등록한다. 또한, 디바이스 드라이버가 데이터수신을 RPL2에 전달하기 위해 디바이스 드라이버내 수신함수를 제공하는지 아니면 회신함수를 통해 RPL2에서 제공해야 하는지 여부도 등록하여 사용자에게 알려준다.
이상 설명한 포트와 디바이스 드라이버의 등록을 예시하면, 다음의 표 1 및표 2와 같다.
포트 id 디바이스 id 디바이스 논리적 링크 송신 버퍼 수신 버퍼 Buff, Win 관리 Callback 상위 계층 MFL Win 크기
1 A 1 S_buff1 R_buff1 Buff, Win 관리 Callback 1500 64
2 B 1 S_buff2 R_buff2 Buff, Win 관리 Callback 1024 128
3 B 2 S_buff3 R_buff3 Buff, Win 관리 Callback 2048 128
디바이스 ID 하위 계층 송신함수 상위 계층 수신함수 하위 계층 MFL
A send1 recv1 256
B send2 recv2 512
그래서 포트와 디바이스 드라이버의 등록이 이루어지면, 하위 계층에서 수신대상 데이터를 해당 디바이스가 전송할 수 있는 크기만큼 단편화하여 세그먼트 데이터 유니트 단위(Segment Data Unit)로 상위 계층에 전송한다(ST22).
단계 ST22에서 하위 계층의 디바이스는 SDU 신호의 생성시 세그먼테이션(Segmentation)을 수행하고, 이처럼 전송되는 SDU 신호를 상위 계층에서 수신하여 재조립(Reassemble)하게 된다.
세그먼테이션은 상위 계층으로 보내고자 하는 데이터를 하위 계층의 디바이스가 보낼 수 있는 크기만큼 잘라서 보내는 것으로, 하나의 SDU는 같은 일련번호를 부여하여 PDU(Protocol Data Unit)의 개수, 데이터의 크기와 함께 헤더정보에 입력하여 SDU에 해당하는 계수만큼 PDU를 만들어 준비된 send 버퍼에 저장함으로써 디바이스 드라이버가 송신할 수 있도록 한다. 이때 일련번호는 응용 프로그램별로 관리하고 최대 65535까지 가능하며 65536이 되면 0으로 재귀하여 순환하게 된다.
재조립의 경우, 수신된 데이터는 일련번호를 확인하여 같은 번호이면 수신 데이터의 헤더를 제거한 후 헤더 정보에 있는 PDU 개수로 지시되는 수만큼 수신이 완료될 때까지 준비된 수신버퍼에 저장하게 된다. 이어서 수신버퍼의 포인터와 크기를 상위 계층에 보내고 다음 PDU 수신을 위한 새로운 수신버퍼를 해당 포트에 준비하여 다음 PDU를 수신한다.
더불어 송신시 버퍼 매니지먼트는, 세그먼트화된 PDU를 윈도우 크기로 나눈 나머지 값을 시퀀스 번호로써 부여하여 해당 포트의 준비된 송신버퍼에 순차적으로 저장하며, 송신 PDU가 들어갈 위치를 current_input_ptr 값으로 관리한다. 송신버퍼는 정해진 크기로 고정되며 끝에 도달하면 다시 처음으로 current_input_ptr를 이동시켜 관리한다.
수신시 버퍼 매니지먼트의 경우, 각 포트별로 수신버퍼를 상위 계층의 최대 버퍼 크기만큼 할당하여 수신된 PDU를 일련번호 단위로 저장하고, 하나의 SDU가 만들어지면 상위 계층으로 전달하고 새로운 수신버퍼를 할당받아 다음 SDU를 저장하게 된다. 상위 계층으로 보내진 버퍼는 상위 계층에서 자유롭다.
윈도우 크기는 디바이스의 성능에 맞추어 사용자가 포트 인스톨 단계에서 정의하도록 하며, 윈도우 크기만큼 응답 메시지 없이 PDU를 보낼 수 있다. 윈도우는 윈도우 시작점과 종점을 통해 관리된다. 그래서 수신측으로부터 응답 메시지가 도착하면, 윈도우는 수신 확인된 PDU의 개수만큼 이동하게 된다.
그리고 단계 ST22에서 세그먼트 데이터 단위로 데이터 송신시 하위 계층에서는 시퀀스 오류의 발생 여부를 판단하여 시퀀스 오류가 확인되면, 해당 SDU를 재전송하는 Go-Back-N 에러제어를 수행하게 된다(ST24, ST25).
즉, 도3에 도시된 바와 같이, 송신측이 프레임 i를 전송하던 중 송신 프레임이 유실되고 계속하여 다음 프레임을 전송하였다면 수신측에서는 시퀀스 번호의 순서가 맞지 않으므로 REJ i 프레임을 만들어 송신측에 전송하고 REJ 프레임을 받은 송신측에서는 i번 프레임부터 재전송을 수행한다. 동일한 프레임에 대해 정해진 횟수 이상으로 재전송이 발생되면, 재전송 오류 메시지를 상위 계층으로 전달한다.
송신측에서 윈도우 크기만큼 프레임을 송신하고 수신측으로부터 응답 메시지를 기다리게 되는데, 이때 송신측에서는 설정된 타이머를 작동시키고 정해진 시간만큼 대기한다. 이러한 대기시간 동안 아무런 메시지가 없으면 송신측에서는 타임아웃(timeout) 신호를 수신측에 보내고 타이머를 재작동시킨다.
타임아웃을 받은 수신측은 수신기대(Receive Expect) 프레임에 수신대기중인 프레임 번호를 실어 보낸다. 수신기대 신호를 받은 송신측은 보내온 프레임 번호부터 재전송한다. 만약 타임아웃 타이머도 소멸된다면 3번까지 타임아웃 신호를 보내고 그 이상이 되면 수신측과의 링크가 단절되었음을 통지한다.
타이머, 재전송 카운터에 관한 정보는 각 포트별로 관리되어 진다.
그러면, 상위 계층에서는 수신되는 세그먼트 데이터 단위 신호를 수신하여 데이터를 재조립하고 송신측으로 응답 메시지(ACK)를 전달한다(ST26, ST27).
이처럼 동작하는 릴라이어블 서비스 모듈에 대한 시험은 도4에 도시된 바와 같은 마스터 슬레이브 블록에 적용될 수 있다.
시험을 위한 모듈은 널 링크 디바이스 드라이버 에뮬레이터(Null LinkDevice Driver Emulator)를 이용하여 PTM(Point To Multipoint) 환경으로 구현된다. 시험 모듈에서 제공되는 인터페이스는 도움말 명령을 통해 확인 가능하도록 한다.
시험환경을 만들어 주기 위하여 각 터미널 별로 환경변수를 세팅하게 된다. 시험 디렉토리에 있는 nlk_ptm.ncf 파일이 ptm 환경설정을 위한 스크립트이다. 이 파일을 실행시키면 node.nlk0, node2.nlk1, node3.nlk2가 생성된다.
터미널에서 소스 node1.nlk0을 수행하면 디바이스의 논리적 링크번호가 0인 환경이 설정된다. 다른 터미널에서도 동일한 방법으로 수행하면, 도4에 도시된 바와 같은 환경이 설정된다.
그래서 각 터미널 별로 포트와 디바이스에 고유의 아이디를 할당하여 등록하고 초기화를 수행하게 되면 송수신 가능한 상태가 된다
예를 들어,
master : 포트-ins 0 1 1 1500 128
포트-ins 1 1 2 1500 128
dev-ins 1 512
init
slave 1 : 포트-ins 0 1 0 1500 128
dev-ins 1 512
init
slave 2 : 포트-ins 0 1 0 1500 128
dev-ins 1 512
init
send 1 0 1200
// 0번 포트를 통해 크기가 1200바이트인 SDU를 1회 송신
send-on 0 1200
// 0번 포트를 통해 크기가 1200바이트인 SDU를 설정된 시간 단위로 송신
send-off 0
// 0번 포트로 보내고 있는 송신작업을 중단시킴
time 100
// 전송시간을 100 클럭틱(Clock Tick) 단위로 수행하도록 시간을 설정
discard 0 10
// 디바이스의 논리적 링크번호가 0인 다바이스로부터 오는 데이터를 10% 버림
과 같다('//' 이하는 주석임).
이에 따라 데이터의 오류 여부 및 전송의 정확성 여부를 판단함으로써 전송유니트의 데이터 전송의 신뢰성을 증대시킬 수 있게 된다.
본 발명의 전송유니트간 송수신 데이터의 릴라이어블 프로토콜 운용방법에 따르면, 전송유니트내에서 각 셀프(Shelf)간 및 장치간의 통신시 송수신 데이터에 대한 신뢰성과 안정성을 보장함으로써 사용자에게 전송유니트 및 시스템 제어 관리의 편의성을 보장하고 시스템의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위를 한정하는 것이 아니다.

Claims (4)

  1. (a) 전송유니트간에서 작동하는 릴라이어블 서비스 모듈에 릴라이어블 서비스를 수행하기 위한 포트와 디바이스 드라이버를 등록하는 단계와;
    (b) 상기 포트와 디바이스 드라이버의 등록이 이루어지면, 하위 계층에서 수신대상 데이터를 해당 디바이스가 전송할 수 있는 크기만큼 단편화하여 세그먼트 데이터 유니트 단위로 상위 계층으로 전송하는 단계와;
    (c) 상기 세그먼트 데이터 단위 신호의 송신시 하위 계층에서는 시퀀스 오류의 발생이 확인되면 재전송을 수행하고, 상위 계층에서는 수신되는 세그먼트 데이터 단위 신호를 수신하여 상기 수신된 데이터를 재조립하고 송신측으로 응답 메시지를 전달하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전송유니트간 송수신 데이터의 릴라이어블 프로토콜 운용방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 단계 (a)에서,
    상기 포트는 사용자에 의해 포트 아이디, 사용할 디바이스의 아이디, 디바이스의 논리적 링크번호, 윈도우 크기, 상위 계층의 최대 프레임 크기, 상위 계층에서 정의된 회신함수가 등록되며,
    상기 디바이스는 디바이스 아이디, 하위 계층 최대 프레임 크기, 디바이스의 송수신 함수의 포인터를 등록하는 것을 특징으로 하는 전송유니트간 송수신 데이터의 릴라이어블 프로토콜 운용방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 단계 (b)에서,
    상기 세그먼트 데이터 유니트 단위로 전송시, 하위 계층은 상위 계층으로 보내고자 하는 세그먼트 데이터 유니트는 같은 일련번호를 부여하여 PDU(Protocol Data Unit)의 개수, 데이터의 크기와 함께 헤더정보에 입력하여 SDU에 해당하는 계수만큼 PDU를 만들어 준비된 send 버퍼에 저장함으로써 디바이스 드라이버가 송신할 수 있도록 하며,
    상기 전송된 세그먼트 데이터 유니트를 수신하는 상위 계층에서 재조립하는 경우, 수신된 데이터는 일련번호를 확인하여 같은 번호이면 수신 데이터의 헤더를 제거한 후 헤더 정보에 있는 PDU 개수로 지시되는 수만큼 수신이 완료될 때까지 준비된 수신버퍼에 저장하고, 수신버퍼의 포인터와 크기를 상위 계층에 보내고 다음 PDU 수신을 위한 새로운 수신버퍼를 해당 포트에 준비하여 다음 PDU를 수신하는 것을 특징으로 하는 전송유니트간 송수신 데이터의 릴라이어블 프로토콜 운용방법.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 단계 (c)에서,
    송신측에서는 윈도우 크기만큼 프레임을 송신하고 설정된 대기시간 동안 응답메시지가 없으면, 타임아웃 신호를 수신측에 보내고 타이머를 재작동시키며,
    타임아웃을 받은 수신측은 수신기대 프레임에 수신대기중인 프레임 번호를 실어 보내고, 수신기대 신호를 받은 송신측은 보내온 프레임 번호부터 재전송하며, 타임아웃 타이머도 소멸되는 경우에는 설정된 횟수까지 타임아웃 신호를 보내고,그 이상이 되면 수신측과의 링크가 단절되었음을 통지하는 것을 특징으로 하는 전송유니트간 송수신 데이터의 릴라이어블 프로토콜 운용방법.
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