KR20030022864A - 단일 cpu에 의한 적층된 스위치 그룹의 대역내 관리 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 스위칭 시스템은 각각 호스트 처리 유닛 및 스위칭 유닛을 갖는 스위치들과, 그리고 스위칭 유닛들 간에 데이터 패킷들을 전송하도록 구성된 백본 링크를 포함한다. 호스트 처리 유닛들중 하나는, 나머지 호스트 처리 유닛들중 대응하는 선택된 유닛의 스위칭 유닛들중 선택된 스위칭 유닛에 대한 목적지 주소를 갖는 데이터 프레임을 발생시키는 마스터 유닛으로서 구성된다. 이 마스터 유닛은, 백본 링크를 통해 상기 선택된 하나의 스위칭 유닛으로 전송하기 위해 상기 데이터 프레임을 상기 대응하는 스위칭 유닛으로 출력한다. 상기 대응하는 목적지 주소를 갖는 데이터 프레임의 수신에 응답하여, 상기 선택된 하나의 스위칭 유닛은 데이터 프레임 내에 지정된 처리 동작을 실행하기 위해 상기 데이터 프레임을 상기 대응하는 호스트 처리 유닛으로 전송한다. 이에 따라, 스위칭 시스템은 이미 존재하는 백본 링크를 이용하여 프로세서간 통신을 제공함으로써, 프로세서 버스의 필요성을 없앤다.
Description
근거리 통신망(LAN)은 네트워크 케이블 또는 다른 매체를 통해 네트워크 상의 스테이션들을 연결한다. 각 근거리 통신망 아키텍쳐는 미디어 액세스 제어(MAC)를 이용하여 각 네트워크 노드의 네트워크 인터페이스 장치들이 네트워크 매체를 액세스할 수 있게 한다.
이더넷 프로토콜 IEEE 802.3은 데이터 패킷들의 전송을 위한 반이중 매체 액세스 방식 및 전이중 매체 액세스 방식을 규정한다. 전이중 매체 액세스 방식은 2개의 네트워크 요소들, 예를 들어 네크워크 노드와 스위칭 허브 간에 2-웨이의 지점 대 지점 통신 링크를 제공한다.
스위칭 근거리 통신망은 좀 더 빠른 연결, 좀 더 유연한 스위칭 성능 및 좀 더 복잡한 네트워크 아키텍쳐 수용 능력에 대한 증가하는 요구에 직면하고 있다. 예를 들어, 공동 양도된 미국 특허 5,953,335호는 서로 다른 네트워크 노드들 간에 레이어 2 타입의 이더넷 (IEEE 802.3) 데이터 패킷들을 스위칭하도록 구성된 네트워크 스위치를 개시한다. 이 특허에 따르면, 수신된 데이터 패킷은 (라우터를 통한) 다른 서브 네트워크 또는 규정된 스테이션들의 그룹을 지정하는IEEE 802.1q 프로토콜에 따른 VLAN(가상 LAN) 택 프레임을 포함한다. 네트워크 스위치는 IEEE 802.3 프로토콜에 따라 각 네트워크 노드들로 데이터 패킷들을 송수신하도록 구성된 다수의 스위치 포트들과, 그리고 외부 관리체가 관리 MAC 인터페이스를 이용하여 스위치의 전체 동작을 제어할 수 있게 하는 관리 포트를 포함한다. 따라서, 호스트 CPU와 같은 호스트 제어기가 표준 MAC 레이어 프로토콜을 통해 네트워크 스위치 칩을 액세스할 수 있게 된다.
도 1은 원격 관리 스테이션(20)에 의해 관리되며, 근거리 통신망의 배치를 위한 적층된 스위치(12)들의 그룹을 갖는 스위치 랙(switch rack)(10)을 도시한다. 각 스위치(12)는 미국 특허 제5,953,355호에 개시된 바와 같이 집적된 다수 포트 스위치(14)와, 대응하는 집적된 다중 포트 스위치(14)를 제어하기 위한 대응하는 호스트 CPU(16)를 갖는다. 원격 관리 스테이션(20)에 의해 실행되는 원격 관리 소프트웨어는 마스터 CPU에 스위치 칩들(14)의 제어/상태 레지스터들의 판독 및 기록을 지시함으로써 스위치(12)를 관리한다. 스위치 랙(10)은 또한 CPU들(16) 간의 통신을 위해 구성된 CPU 버스(18)와, 그리고 집적된 다중 포트 스위치들(14) 간에 데이터 프레임들을 전송하는 백본 링크(22)를 포함한다. 특히, CPU들중 하나(16a)는 마스터 CPU로서 지정되고, 나머지 CPU들(예를 들어, 16b)은 슬레이브 CPU로서 지정됨으로써, 원격 관리 스테이션(20)이 개별적인 CPU들(16)과 통신할 필요가 없게 된다. 따라서 원격관리 스테이션은(20) 단지 마스터 CPU(16a)하고만 통신하며, 마스터 CPU(16a)는 CPU 버스(18)를 통해 나머지 슬레이브 CPU들을 제어한다(예를 들어, CPU 제어/상태 레지스터들에 정보를 기록한다).
하지만, CPU 버스(18)의 이용은 CPU들(16)의 필요한 핀의 수를 증가시키고 스위치 랙(10)을 복잡하게 한다.
본 발명은 데이터 패킷들을 스위칭하도록 구성된 레이어 2 스위치들의 스택의 관리에 관한 것이다.
도면들에 있어서, 동일한 참조 부호를 갖는 요소들은 도면 전체에 걸쳐서 같은 요소를 나타낸다.
도 1은 종래의 적층된 관리 스위치들의 랙의 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 적층된 관리 스위치들의 랙의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스터 호스트 처리 유닛을 이용한 다수의 스위칭 유닛들을 관리하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
따라서, 개별적인 CPU 버스를 필요로 하지 않으면서 각 네트워크 스위치 장치들을 제어하도록 구성되고, 다수의 호스트 처리 유닛 간의 통신을 가능하게 하는 구조가 요구된다.
이들 및 기타 요구사항들은 본 발명에 의해 충족되는 바, 본 발명의 스위칭 시스템은 각각 호스트 처리 유닛 및 스위칭 유닛을 갖는 스위치들과, 그리고 스위칭 유닛들 간에 데이터 패킷들을 전송하도록 구성된 백본 링크를 포함한다. 호스트 처리 유닛들중 하나는, 나머지 호스트 처리 유닛들중 대응하는 선택된 유닛의 스위칭 유닛들중 선택된 스위칭 유닛에 대한 목적지 주소를 갖는 데이터 프레임을 발생시키는 마스터 유닛으로서 구성된다. 이 마스터 유닛은, 백본 링크를 통해 상기 선택된 하나의 스위칭 유닛으로 전송하기 위해 상기 데이터 프레임을 상기 대응하는 스위칭 유닛으로 출력한다. 상기 대응하는 목적지 주소를 갖는 데이터 프레임의 수신에 응답하여, 상기 선택된 하나의 스위칭 유닛은 데이터 프레임 내에 지정된 처리 동작을 실행하기 위해 상기 데이터 프레임을 상기 대응하는 호스트 처리 유닛으로 전송한다. 이에 따라, 스위칭 시스템은 이미 존재하는 백본 링크를 이용하여 프로세서간(inter-processor) 통신을 제공함으로써, 프로세서 버스의 필요성을 없앤다.
본 발명의 일 양상은 각 호스트 처리 유닛들에 의해 제어되는 다수의 스위칭 유닛들을 갖는 네트워크 스위칭 시스템에서의 한 방법을 제공한다. 이 방법은 나머지 호스트 처리 유닛들중 대응하는 선택된 하나의 유닛에 의해 제어되는 스위칭 유닛들중 선택된 하나의 스위칭 유닛의 목적지 주소를 포함함으로써, 호스트 처리 유닛들중 마스터 유닛으로서 구성된 첫 번째 호스트 처리 유닛에 의해 데이터 프레임을 발생시키는 단계를 포함한다. 이 방법은 또한 상기 마스터 유닛으로부터의 상기 데이터 프레임을 대응하는 스위칭 유닛으로 출력하는 단계와; 상기 마스터 유닛으로부터 상기 데이터 프레임을 수신한 스위칭 유닛으로부터의 데이터 프레임을 백본 링크를 통해 상기 선택된 하나의 스위칭 유닛으로 전송하는 단계와; 그리고 상기 선택된 하나의 스위칭 유닛이 상기 목적지 주소가 상기 선택된 하나의 스위칭 유닛의 할당된 주소와 일치됨을 결정하면, 상기 데이터 프레임에 지정된 처리 동작을 실행하기 위해, 상기 선택된 하나의 스위칭 유닛으로부터의 상기 데이터 프레임을 나머지 호스트 처리 유닛들중 대응하는 선택된 하나의 유닛으로 전송하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 양상은 원격 관리자로부터 명령을 수신하도록 구성된 스위칭 시스템을 제공한다. 이 시스템은 스위치들과 백본 링크를 포함한다. 각 스위치는 할당된 네트워크 주소를 갖는 스위칭 유닛과; 그리고 상기 대응하는 스위칭 유닛을 제어하도록 구성된 대응하는 호스트 처리 유닛을 갖는다. 호스트 처리 유닛들중 하나는 원격 관리자로부터 명령을 수신하고, 이에 응답하여 나머지 호스트 처리 유닛들중 대응하는 선택된 하나에 의해 스위칭 유닛들중 선택된 하나의 스위칭 유닛을 구성하기 위해 목적지 주소를 갖는 데이터 프레임을 발생시키도록 구성된다. 각 스위칭 유닛은 일치하는 목적지 주소를 갖는 수신된 데이터 프레임을 대응하는 호스트 처리 유닛으로 전송하도록 구성된다. 백본 링크는 데이터 프레임을 하나의 호스트 처리 유닛에 대응하는 스위칭 유닛으로부터 선택된 스위칭 유닛으로 전송하도록 구성되며, 그리고 나머지 호스트 유닛중 선택된 하나의 유닛은 대응하는 선택된 스위칭 유닛으로부터의 데이터 프레임의 검색에 기초하여 데이터 프레임 내에 지정된 처리 동작을 실행하도록 구성된다.
본 발명의 부가적인 장점들 및 신규 특징들은 하기의 상세한 설명으로부터 좀 더 명백해질 것이다. 본 발명의 장점들은 첨부된 청구항들에서 특정하게 규정되는 수단들 및 결합들에 의해 구현 및 달성된다.
도 2는 이더넷(IEEE 802.3) 네트워크와 같은 패킷 스위치 네트워크를 위한적층된 스위치들의 그룹(42)을 갖는 스위칭 랙(4)을 도시한 블록도이다. IEEE 802.3 프로토콜에 따라 네트워크 스테이션들, 예를 들어 클라이언트 워크스테이션들 간에 10Mps 내지 100Mps로 데이터 패킷들의 통신을 가능하게 하는 집적된(즉, 단일 칩의) 다중 포트 스위치(44)를 포함한다. 이러한 다중 포트 스위치는 스위칭 유닛이라고도 일컬어지며, 미국 특허 제5,953,355호에 개시된 스위치와 유사하다. 각 스위치(42)는 또한 PCI 로컬 버스 또는 MAC(IEEE 802.3)에 기초한 데이터 링크와 같은 링크(45)를 통해 대응하는 스위칭 유닛(44)을 제어하도록 구성된 대응하는 호스트 처리 유닛(46)를 포함한다. 각 집적된 다중 포트 스위치(44)는, 예를 들어 스위치 칩들(44)의 확장 포트에 결합된 기가비트 이더넷 링크로서 실시되는 백본 링크(48)에 의해 서로 연결됨으로써, 각 스위치 칩들(44)에 의해 처리되는 서브 네트워크들 간에 데이터 패킷들의 전송을 가능하게 한다.
호스트 처리 유닛들중 하나, 예를 들어 유닛(46a)은 원격 관리자(20)로부터 명령을 수신하는 마스터 유닛으로서 구성된다. 구체적으로, 원격 관리자(20)는 스위치 칩들(44) 내의 제어/상태 레지스터들에 대한 정보의 판독 및 기록과 같은 처리 동작들을 수행하기 위해 명령을 마스터 CPU(46a)로 전송한다. 마스터 CPU(46a)는 그에 응하여 처리 유닛(46b)과 같은 나머지 호스트 처리 유닛들(즉 슬레이브 CPU들)로 데이터 프레임을 전송하여, 슬레이브 CPU들에게 원격 관리자(20)에 의해 요구되는 동일한 처리 동작들을 수행할 것을 지시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 백본 링크(48)를 통해 슬레이브 CPU들(46)에 명령을 전송하는 방법을 나타낸 흐름도이다. 하기에서 설명되는 바와같이, 백본 링크(48)를 통해 슬레이브 CPU들로 명령을 전송하게 되면, 도 1의 CPU 버스의 필요성이 없어진다.
본 발명의 방법은 마스터 CPU(46a)가 원격 관리자(20)로부터 명령을 수신하는 단계(50)로부터 시작된다. 원격 관리자(20)로부터의 명령은 스위칭 유닛(44) 내의 규정된 제어/상태 레지스터에 대한 데이터의 판독 또는 기록을 규정한다. 단계(52)에서, 원격 관리자(20)로부터의 명령에 응답하여, 마스터 호스트 처리 유닛(46a)은 대응하는 스위칭 유닛(44a) 내에서 적절한 처리 동작을 수행한다. 이후, 단계(54)에서, 마스터 호스트 처리 유닛(46a)은 대응하는 선택된 스위칭 유닛(44)에 대한 목적지 주소를 삽입하고, 단계(56)에서는 이더타입 필드 내에 처리 동작을 지정하는 규정값을 부가하며, 그리고 단계(58)에서는 페이로드 내에 처리 동작 실행을 위한 나머지 데이터를 부가함으로써, 각 슬레이브 처리 유닛들(예를 들어, 46b)에 대한 데이터 프레임을 발생시킨다. 구체적으로, 이더타입 필드는 16비트 값이며, 여기서 특정값들은 이더넷 프로토콜에서 이용되지 않는다. 따라서, 이용되지 않은 값들은 슬레이브 CPU들에 대한 규정 동작을 지정하는 데에 이용된다.
단계(60)에서, 마스터 호스트 처리 유닛(46a)은 예를 들어 관리 프레임으로서 또는 PCI 전송으로서, 각 데이터 프레임을 링크(45)를 통해 대응하는 스위칭 유닛(44a)으로 출력한다. 단계(62)에서, 백본 링크(48)를 통해 목적지 주소들에 도달할 수 있음을 그의 내부 프레임 전송 테이블들로부터 인식하는 스위칭 유닛(44a)은 상기 데이터 프레임을 백본 링크(48)에 출력한다.
단계(64)에서, 슬레이브 CPU들에 대응하는 스위칭 유닛들(예를 들어, 44b)은데이터 프레임들을 수신하고, 목적지 주소를 참조하여 데이터 프레임의 전송을 결정한다. 단계(68)에서, 각 슬레이브 스위칭 유닛(44)은 스위칭 유닛(44)의 할당된 MAC 주소와 목적지 MAC 주소가 일치한다고 결정되면, 수신된 데이터 프레임을 대응하는 링크(45)를 통해 대응하는 호스트 처리 유닛(46)으로 전송한다. 따라서, 각 슬레이브 CPU(예를 들어, 46b)는 수신된 데이터 프레임의 목적지 주소와 대응하는 스위칭 유닛(44)의 할당된 MAC 주소의 일치에 기초하여 마스터 CPU(46a)로부터 대응하는 데이터 프레임을 수신할 수 있게 된다.
단계(70)에서, 데이터 프레임을 수신한 슬레이브 CPU(46b)는 데이터 프레임을 분석하고, 이더타입 필드 및 페이로드로부터 수행될 처리 동작을 결정한다. 단계(72)에서 슬레이브 CPU(46)는 지정된 처리 동작(예를 들어 대응하는 스위칭 유닛(44)의 상태/제어 레지스터에 대한 판독 또는 기록)을 수행하며, 단계(74)에서는 요구된 처리 동작의 실행을 확인하는 마스터 CPU(46a)에 대한 응답 데이터 프레임을 발생시킨다.
본 발명은 가장 바람직한 것으로 고려되는 실시예들과 관련하여 설명되었지만, 본 발명은 개시된 실시예들에 한정되지 않으며, 첨부된 청구항들의 범주 내에 포함되는 많은 변형들 및 등가의 배열들을 포함한다.
Claims (14)
- 각 호스트 처리 유닛들에 의해 제어되는 다수의 스위칭 유닛들을 갖는 네트워크 스위칭 시스템에서의 방법으로서,나머지 호스트 처리 유닛들중 대응하는 선택된 하나의 유닛에 의해 제어되는 스위칭 유닛들중 선택된 하나의 스위칭 유닛의 목적지 주소를 포함함으로써, 상기 호스트 처리 유닛들중 마스터 유닛으로서 구성된 첫 번째 호스트 처리 유닛에 의해 데이터 프레임을 발생시키는 단계와;상기 마스터 유닛으로부터의 데이터 프레임을 대응하는 스위칭 유닛으로 출력하는 단계와;상기 마스터 유닛으로부터 상기 데이터 프레임을 수신한 스위칭 유닛으로부터의 데이터 프레임을 백본 링크를 통해 상기 선택된 하나의 스위칭 유닛으로 전송하는 단계와; 그리고상기 선택된 하나의 스위칭 유닛이 상기 목적지 주소가 상기 선택된 하나의 스위칭 유닛의 할당된 주소와 일치됨을 결정하면, 상기 데이터 프레임에 지정된 처리 동작을 실행하기 위해, 상기 선택된 하나의 스위칭 유닛으로부터의 상기 데이터 프레임을 상기 나머지 호스트 처리 유닛들중 대응하는 선택된 하나의 유닛으로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 발생 단계는 상기 데이터 프레임 내의 이더타입 필드에 처리 동작의 적어도 일부를 규정하는 규정값을 삽입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 2 항에 있어서,상기 데이터 프레임을 선택된 하나의 스위칭 유닛으로 전송하는 단계는, IEEE 802.3 프로토콜에 따라 상기 데이터 프레임을 백본 링크에 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 2 항에 있어서,상기 출력 단계는 상기 IEEE 802.3 프로토콜에 따라 상기 마스터 유닛으로부터의 상기 데이터 프레임을 상기 대응하는 스위칭 유닛으로 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 2 항에 있어서,상기 출력 단계는 주변 장치 연결(PCI) 버스 전송을 이용하여 상기 마스터 유닛으로부터의 상기 데이터 프레임을 상기 대응하는 스위칭 유닛에 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 발생 단계는 원격 관리자로부터 수신된 명령에 기초하여 데이터 프레임을 발생시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 6 항에 있어서,상기 발생 단계는, 상기 대응하는 스위칭 유닛을 지정하는 목적지 주소를 갖는 대응하는 데이터 프레임을 발생시킴으로써, 상기 원격 관리자로부터 수신된 명령에 기초하여, 상기 마스터 유닛이 상기 각 나머지 호스트 처리 유닛들을 구성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 6 항에 있어서,상기 수신된 데이터 프레임의 분석에 기초하여, 상기 나머지 호스트 처리 유닛중 대응하는 선택된 하나의 유닛이 상기 선택된 하나의 스위칭 유닛을 구성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 8 항에 있어서,상기 구성 단계는 상기 수신된 데이터 프레임으로부터 복구된 규정값을, 상기 수신된 데이터 프레임에 의해 지정되는 선택된 하나의 스위칭 유닛 내의 제어/상태 레지스터들 내에 기록하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 원격 관리자로부터 명령을 수신하도록 구성된 스위칭 시스템으로서,스위치들과, 여기서 상기 각 스위치는 할당된 네트워크 주소를 갖는 스위칭 유닛을 갖는 스위치들과, 그리고 상기 대응하는 스위칭 유닛을 제어하도록 구성된 대응하는 호스트 처리 유닛을 갖고, 상기 호스트 처리 유닛들중 하나는 상기 원격 관리자로부터 명령을 수신하며, 이에 응답하여 나머지 호스트 처리 유닛들중 대응하는 선택된 하나의 유닛에 의해 상기 스위칭 유닛들중 선택된 하나의 유닛을 구성하기 위한 목적지 주소를 갖는 데이터 프레임을 발생시키도록 구성되고, 상기 각 스위칭 유닛은 일치하는 목적지 주소를 갖는 수신된 데이터 프레임을 대응하는 호스트 처리 유닛으로 전송하도록 구성되며; 그리고상기 데이터 프레임을 상기 하나의 호스트 처리 유닛에 대응하는 스위칭 유닛으로부터 상기 선택된 스위칭 유닛으로 전송하도록 구성된 백본 링크를 포함하며,상기 나머지 호스트 유닛중 선택된 하나의 유닛은 상기 대응하는 선택된 스위칭 유닛으로부터의 데이터 프레임의 검색에 기초하여 상기 데이터 프레임 내에 지정된 처리 동작을 실행하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 스위칭 시스템.
- 제 10 항에 있어서,상기 하나의 호스트 처리 유닛은 처리 동작의 적어도 일부를 지정하는 값을 상기 데이터 프레임의 이더타입 필드 내에 삽입하는 것을 특징으로 하는 스위칭 시스템.
- 제 11 항에 있어서,상기 백본 링크는 IEEE 802.3 프로토콜에 따라 상기 데이터 프레임을 전송하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 스위칭 시스템.
- 제 10 항에 있어서,상기 나머지 호스트 처리 유닛중 선택된 하나의 유닛은 상기 수신된 데이터 프레임으로부터 복구된 규정값들을, 상기 수신된 데이터 프레임에 의해 지정된 선택된 하나의 스위칭 유닛 내의 제어/상태 레지스터들 내에 기록하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 스위칭 시스템.
- 제 10 항에 있어서,상기 다른 호스트 처리 유닛중 선택된 하나의 유닛은, 상기 하나의 호스트 처리 유닛에 대응하는 스위칭 유닛의 목적지 주소를 갖는 제 2 데이터 프레임을 발생시키고, 처리 동작에 기초하여 결과를 지정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 스위칭 시스템.
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