KR20040083866A

KR20040083866A - 소형 에이티엠 교환기에서 네트워크 프로세서를 이용한라인카드

Info

Publication number: KR20040083866A
Application number: KR1020030018551A
Authority: KR
Inventors: 이정호
Original assignee: 유티스타콤코리아 유한회사
Priority date: 2003-03-25
Filing date: 2003-03-25
Publication date: 2004-10-06
Also published as: WO2004086685A1

Abstract

본 발명은 소형 ATM 교환기에서 네트워크 프로세서(Network Processor)를 이용하고 이더넷 프레임 릴레이 등의 다양한 인터페이스를 제공할 수 있도록 하는 라인카드에 관한 것으로서, 이러한 본 발명은 네트워크 프로세서의 CSIX를 이용하지 않고 소형 교환기 고유의 스위치 패브릭을 이용하면서도, 네트워크 프로세서를 이용하여 성능을 향상시키는 라인카드로서, 이를 위해서 네트워크 프로세서가 제공하는 CSIX(Common Switch Interface) 스위칭 인터페이스를 사용하지 않고, 외부와의 물리적 인터페이스로 사용되는 포트를 실제적인 외부와의 물리적 연동 인터페이스와 내부 스위칭 패브릭 연동용 인터페이스로 나눈 후, 내부 스위칭 패브릭 연동용 인터페이스를 UTOPIA 2 인터페이스 등의 시스템이 요구하는 인터페이스로 사용하여 내부 스위치와 연동시킴으로써, 외부에서 들어온 패킷은 외부 연동용 포트를 통해서 네트워크 프로세서의 내부 스위칭 기능(facility)에서 스위칭 된 후, 내부 스위칭 패브릭 연동용 인터페이스를 통해서 시스템의 스위칭 패브릭을 전달되도록 구현한 소형 ATM 교환기에서 네트워크 프로세서를 이용한 라인카드에 관한 것이다.

Description

소형 에이티엠 교환기에서 네트워크 프로세서를 이용한 라인카드 {Line Card in Compact ATM Exchanger Using Network Processor}

본 발명은 소형 ATM 교환기에서 네트워크 프로세서(Network Processor)를 이용하고 이더넷 프레임 릴레이 등의 다양한 인터페이스를 제공할 수 있도록 하는 라인카드에 관한 것으로서, 이러한 본 발명은 네트워크 프로세서의 CSIX를 이용하지 않고 소형 교환기 고유의 스위치 패브릭을 이용하면서도 네트워크 프로세서를 이용하여 성능을 향상시키는 라인카드로서, 이를 위해서 네트워크 프로세서가 제공하는 CSIX 스위칭 인터페이스를 사용하지 않고, 외부와의 물리적 인터페이스로 사용되는 포트를 실제적인 외부와의 물리적 연동 인터페이스와 내부 스위칭 패브릭 연동용 인터페이스로 나눈 후, 내부 스위칭 패브릭 연동용 인터페이스를 UTOPIA 2 인터페이스 등의 시스템이 요구하는 인터페이스로 사용하여 내부 스위치와 연동시킴으로써, 외부에서 들어온 패킷은 외부 연동용 포트를 통해서 네트워크 프로세서의 내부 스위칭 기능(facility)에서 스위칭 된 후, 내부 스위칭 패브릭 연동용 인터페이스를 통해서 시스템의 스위칭 패브릭을 전달되도록 구현한 소형 ATM 교환기에서 네트워크 프로세서를 이용한 라인카드에 관한 것이다.

일반적으로, 소형 ATM 스위치에서 이더넷 보드의 성능 향상을 위해서는 네트워크 프로세서(Network Processor)를 사용하여야만 한다. 그러나 네트워크 프로세서는 CSIX(Common Switch Interface)라는 규격(standard)의 스위치 패브릭(Switch Fabric) 인터페이스를 제공하므로, HAMS-5와 같이 제조사 고유의 스위치 패브릭을가지는 곳에서의 이용은 불가능한 문제점이 있었다.

도 1은 일반적인 라인카드의 기본 형상을 나타낸 도면이고, 도 2는 일반적인 HAMS-5 스위치 패브릭 구성의 일 실시예를 나타낸 도면이다.

이에 도시된 바와 같이, 라인카드는 물리적 인터페이스를 제공하는 각종 PHY(11)(12)(13)와, 이를 이용하여 인입된 패킷을 해석하고 처리하는 컨트롤 디바이스(Control Device)(21)(22)(23)와, CPU(30) 그리고 스위치 인터페이스부(40)로 구성된다.

또한, HAMS-5 소용량 교환기에서 사용하고 있는 스위치 패브릭은 첨부한 도면 도 2에서와 같이 구성된다.

도면에 도시된 바와 같이, 각 보드마다 ALM(ATM Link Management 또는 ATLAS)(51)(51)와, ABM(ATM Buffer Management)(61)(62)이 있으며, ASCA 스위치 보드(ASX)(70)와 연동하게 된다.

이때, 상기 ALM과 라인카드의 컨트롤 디바이스 또는 CPU는 UTOPIA 2로 연결되며, 각종 PHY와 컨트롤 디바이스들은 라인카드의 기능에 따라서 프레임 릴레이, 이더넷, ATM 셀, 155M, 622M 등의 다양한 물리적 인터페이스를 처리하게 된다.

특히, 이더넷의 경우 100Mbps 또는 1Gbps, 10Gbps 등 그 물리 속도의 변화가 급진전되고 있으며, 이를 일일이 CPU에서 처리하는 경우, 와이어 스피드(Wire Speed)로의 처리는 불가능하다.

또한, 시스템당 요구하는 포트의 수가 계속 증가하고 있어서 CPU를 이용해서는 시스템 요구 성능을 충족하지 못하게 된다. 따라서 고속 패킷 처리를 위해서는새로운 개념의 디바이스가 필요하게 되며, 이러한 추세에 발맞추어 개발되고 있는 디바이스가 네트워크 프로세서(NP, Network Processor)이다.

그러나, 이러한 네트워크 프로세서는 표준 스위칭 인터페이스로 CSIX(Common Switch Interface)를 제공한다. 이는 네트워크 프로세서 제조업자와 스위치 제조업자 관계없이 서로 연동하기 위한 것이다.

따라서, 네트워크 프로세서를 HAMS-5의 ALM(또는 ATLAS)-ABM-ASX의 스위칭 인터페이스와 같이 각 시스템 고유의 스위칭 패브릭을 제공하며, CSIX를 제공하지 않는 시스템의 경우, 네트워크 프로세서를 직접 이용하지 못하는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서,

본 발명의 목적은 본 발명은 소형 ATM 교환기에서 네트워크 프로세서(Network Processor)를 이용하고 이더넷 프레임 릴레이 등의 다양한 인터페이스를 제공할 수 있도록 하는 라인카드에 관한 것으로, 특히 네트워크 프로세서의 CSIX를 이용하지 않고 소형 교환기 고유의 스위치 패브릭을 이용하면서, 동시에 네트워크 프로세서를 이용하여 UTOPIA 2 인터페이스 등의 시스템이 요구하는 인터페이스를 사용할 수 있도록 하여 그 성능을 향상시킬 수 있도록 한 소형 에이티엠 교환기에서 네트워크 프로세서를 이용한 라인카드을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 소형 ATM 교환기에서 네트워크 프로세서(Network Processor)를 이용한 라인카드에 있어서,

네트워크 프로세서가 제공하는 CSIX(Common Switch Interface) 스위칭 인터페이스를 사용하지 않고, 외부와의 물리적 인터페이스로 사용되는 포트를 실제적인 외부와의 물리적 연동 인터페이스와 내부 스위칭 패브릭 연동용 인터페이스로 분리하여 구성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

내부 스위칭 패브릭 연동용 인터페이스를 UTOPIA 2 인터페이스 시스템이 요구하는 인터페이스로 사용하여 내부 스위치와 연동시키고, 외부에서 들어온 패킷을 외부 연동용 포트를 통해서 네트워크 프로세서의 내부 스위칭 기능(facility)에서 스위칭 한 후, 내부 스위칭 패브릭 연동용 인터페이스를 통해서 시스템의 스위칭 패브릭을 전달하는 것을 특징으로 한다.

도 1은 일반적인 라인카드의 기본 형상을 나타낸 도면이고,

도 2는 일반적인 HAMS-5 스위치 패브릭 구성의 일 실시예를 나타낸 도면이고,

도 3은 본 발명을 설명하기 위한 네트워크 프로세서 구성의 예를 나타낸 도면이고,

도 4는 본 발명에 의한 네트워크 프로세서를 적용한 일 실시예를 나타낸 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

11, 12, 13 ..... PHY

21, 22, 23 ..... 컨트롤 디바이스

30 ..... CPU

40 ..... 스위치 인터페이스부

이하, 상기와 같은 기술적 사상에 따른 본 발명의 「소형 에이티엠 교환기에서 네트워크 프로세서를 이용한 라인카드」의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명을 설명하기 위한 네트워크 프로세서 구성의 예를 나타낸 도면이다.

먼저, 본 발명은 네트워크 프로세서(Network Processor)를 이용하는 HAMS-5의 라인카드 구현에 관한 것으로서, 상기에서 상술한 바와 같이 라인카드는 다양한 PHY와 컨트롤 디바이스들을 이용하여 수신한 패킷을 CPU가 처리하거나, ASIC화된 디바이스를 이용하여 처리하도록 구현할 수 있다. 그러나 CPU를 이용하여 처리하는 경우 매우 유연하게 패킷을 처리할 수 있지만 PHY가 제공하는 정도의 성능을 제공하지 못하는 문제점이 있었으며, 또한 ASIC을 사용하는 경우 매우 높은 성능을 나타내지만 각 패킷 처리에 있어서 유연성이 떨어지는 문제점이 있었다.

이에 네트워크 프로세서는 상기한 두 가지 방식의 장점만을 이용하기 위해서 개발된 다바이스로서, 네트워크 프로세서는 다양한 제조업자들이, 다양한 모델로 디바이스를 제공하고 있으나 그 기본 구조는 첨부한 도면 도 3과 같다.

도 3에 도시된 바와 같이, Configurable한 컨트롤 유닛인 각종 프로세서, 내부 스위칭부, 외부 스위치 인터페이스부(CSIX 인터페이스부), 그리고 각종 메모리나 외부 CPU 인터페이스부로 구성된다.

여기서, 상기 네트워크 프로세서 내부의 프로세서는 ASIC과 같이 그 목적이 고정되는 것이 아니라, 필요에 따라서 또는 프로그래밍에 따라서 그 사용이 다르게 된다.

즉, E1/T1 모드, E3/T3 모드, 이더넷 모드, OC-12, OC-48, OC-192 등의 다양한 설정이 가능하게 된다. 따라서 각 프로세서는 마치 ASIC과 같이 외부 CPU의 도움없이 동작하며 각종 패킷에 대하여 프로그래밍된 방법에 의해 패킷을 처리하고, 그 처리 속도는 와이어 스피드(Wire Speed)가 된다.

다시 말해, 네트워크 프로세서는 기존의 CPU를 이용하는 것과 같이 매유 유연(flexiable) 하면서도, ASIC에서와 같은 높은 성능(Performance)를 갖게 되는 것이다.

또한, 네트워크 프로세서는 다양한 제조업자들이 제공하므로 스위치 패브릭과의 인터페이스 표준이 제정되어 있으며 이것이 CSIX이다. 이는 네트워크 프로세서와 다양한 밴더가 제공하는 스위칭 패브릭이 연동하기 위한 것이다.

그러나 HAMS-5의 경우, UTOPIA 2 인터페이스의 ALM(ATLAS)-ABM 스위칭 인터페이스를 제공할 뿐이며, 기존의 소용량 ATM 스위치의 경우 각각의 스위칭 인터페이스를 제공하는 것이 보편적이다.

여기서, 본 발명은 소용량 ATM 스위칭에서 네트워크 프로세서를 이용하기 위해서 상기한 도면 도 3에 있는 네트워크 프로세서가 제공하는 CSIX 인터페이스를 이용하여 스위칭 패브릭과 연동하는 것이 아니라, 첨부한 도면 도 4에서와 같은 데이터 패스를 이용하여 스위칭 패브릭과 연동하도록 하는 것이다.

도 4는 본 발명에 의한 네트워크 프로세서를 적용한 일 실시예를 나타낸 도면으로서, 도 4a는 싱글 스위치 경로에 적용되는 네트워크 프로세서의 사용 일 실시예를 나타낸 도면이고, 도 4b는 멀티 스위치 경로에 적용되는 네트워크 프로세서의 사용 일 실시예를 나타낸 도면이다.

본 발명은 네트워크 프로세서의 CSIX를 이용하지 않고 소형 교환기 고유의 스위치 패브릭을 이용하면서도, 네트워크 프로세서를 이용하여 성능을 향상시키는 라인카드로서, 이를 위해서 도 4에 도시된 바와 같이, 네트워크 프로세서가 제공하는 CSIX(Common Switch Interface) 스위칭 인터페이스를 사용하지 않고, 외부와의물리적 인터페이스로 사용되는 포트를 실제적인 외부와의 물리적 연동 인터페이스와 내부 스위칭 패브릭 연동용 인터페이스로 나눈 후, 내부 스위칭 패브릭 연동용 인터페이스를 UTOPIA 2 인터페이스 등의 시스템이 요구하는 인터페이스로 사용하여 내부 스위치와 연동시킴으로써, 외부에서 들어온 패킷은 외부 연동용 포트를 통해서 네트워크 프로세서의 내부 스위칭 기능(facility)에서 스위칭 된 후, 내부 스위칭 패브릭 연동용 인터페이스를 통해서 시스템의 스위칭 패브릭을 전달되도록 구현한 소형 ATM 교환기에서 네트워크 프로세서를 이용한 라인카드에 관한 것이다.

즉, 네트워크 프로세서가 제공하는 외부와의 물리적 인터페이스로 사용되는 포트들을 외부와의 실제적인 연동을 위한 포트들과 내부 스위칭 패브릭 연동용 포트로 나눈 후, 내부 스위칭 패브릭 연동용 포트들을 UTOPIA 2 인터페이스 등의 시스템의 스위칭 패브릭과의 연동시 요구하는 인터페이스로 사용하여 내부 스위치와 연동시킨다.

따라서, 외부에서 들어온 패킷은 외부 연동용 포트를 통해서 네트워크 프로세서의 내부 스위칭 기능(facility)에서 스위칭 된 후, 내부 스위칭 패브릭 연동용 인터페이스를 통해서 시스템의 스위칭 패브릭으로 전달된다.

이때, HAMS-5에서 포트의 풀 대역폭(Full Bandwidth) 사용을 위해서 내부 스위칭 패브릭과의 연동에 사용하는 포트의 수를 멀티로 구성할 수 있다.

즉, UTOPIA 2 인터페이스를 2개 이상 사용하고 각각의 물리적인 포트 번호를 부여하여 ALM과 연동하도록 구현함으로써, 네트워크 프로세서가 제공하는 풀 대역폭을 사용하여 내부 스위치와 연동할 수 있다.

따라서, 본 발명을 이용하면 소용량 교환기에서 고유의 스위칭 패브릭의 변경이 필요없으므로 네트워크 프로세서를 사용하는 보드의 변경만이 가능하고, 네트워크 프로세서를 사용하는 라인카드의 경우 성능 향상을 통해서 와이어 스피드(Wire Speed)의 패킷 라우팅이 가능하게 되는 것이다.

또한, 본 발명은 CSIX를 채용하지 않은 스위칭 패브릭을 가지고 있는 시스템에서도, 네트워크 프로세서를 이용하여 성능 향상을 도모해야 하는 다양한 소용량 스위칭 시스템에서 이용이 가능하다.

본 발명의 상세한 설명에서는 소형 에이티엠 교환기에서 네트워크 프로세서를 이용한 라인카드의 구현에 대한 구체적인 실시 예에 대하여 설명하도록 하지만, 본 발명은 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능하다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술되는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허 청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

이상에서 상술한 본 발명 "소형 에이티엠 교환기에서 네트워크 프로세서를 이용한 라인카드"에 따르면, 네트워크 프로세서의 CSIX를 이용하지 않고 소형 교환기 고유의 스위치 패브릭을 이용하면서도, 네트워크 프로세서를 이용함으로써, 소용량 교환기에서 기존의 성능에 문제가 되었던 각종 라인카드들의 성능을 네트워크 프로세서를 사용하여 향상시킬 수 있으며, 또한 기존의 스위칭 패브릭의 변경이 필요없으므로 비용 절감 및 성능 향상을 모두 이룰 수 있는 이점을 가진다.

Claims

소형 ATM 교환기에서 네트워크 프로세서(Network Processor)를 이용한 라인카드에 있어서,

네트워크 프로세서가 제공하는 CSIX(Common Switch Interface) 스위칭 인터페이스를 사용하지 않고, 외부와의 물리적 인터페이스로 사용되는 포트를 실제적인 외부와의 물리적 연동 인터페이스와 내부 스위칭 패브릭 연동용 인터페이스로 분리하여 구성하는 것을 특징으로 하는 소형 ATM 교환기에서 네트워크 프로세서를 이용한 라인카드.
제 1 항에 있어서, 상기 네트워크 프로세서를 이용한 라인카드는,

내부 스위칭 패브릭 연동용 인터페이스를 UTOPIA 2 인터페이스 시스템이 요구하는 인터페이스로 사용하여 내부 스위치와 연동시키고, 외부에서 들어온 패킷을 외부 연동용 포트를 통해서 네트워크 프로세서의 내부 스위칭 기능(facility)에서 스위칭 한 후, 내부 스위칭 패브릭 연동용 인터페이스를 통해서 시스템의 스위칭 패브릭을 전달하는 것을 특징으로 하는 소형 ATM 교환기에서 네트워크 프로세서를 이용한 라인카드.