KR20050038028A

KR20050038028A - 이더넷 (ｒ) 에서의 프레임 전송 방법 및 노드

Info

Publication number: KR20050038028A
Application number: KR1020057003034A
Authority: KR
Inventors: 요우이치 히다카; 마코토 시부타니; 아츠시 이와타; 마사키 우마야바시; 노부유키 에노모토
Original assignee: 닛본 덴끼 가부시끼가이샤
Priority date: 2002-08-22
Filing date: 2003-08-15
Publication date: 2005-04-25
Also published as: CN1692609B; CN1692609A; AU2003255043A1; JP3521904B2; EP1542408A1; TW200407013A; TWI238625B; US20040039832A1; WO2004019561A1; JP2004088160A; US7783705B2; EP1542408A4; CA2437667A1

Abstract

프레임의 중계 프로세스시에, 프레임에 동시에 2 이상의 VLAN 태그를 삽입하고 삽입한 VLAN 태그를 삭제하는 수단을 구비한 이더넷 (R) 프레임을 중계하는 노드가 제공되며, 프레임에 삽입할 VLAN 태그에 프레임의 생존 시간을 나타내는 TTL 영역을 제공하여 TTL 영역의 값에 의해 그 생존 시간이 경과하였는지의 여부를 체크하고 생존 시간 경과 후의 프레임을 중계하지 않고 폐기한다.

Description

이더넷 (Ｒ) 에서의 프레임 전송 방법 및 노드 {FRAME TRANSFER METHOD AND NODE IN ETHERMET(R)}

발명의 배경

1. 발명의 분야

본 발명은 이더넷 (R) 프레임을 중계하는 노드 및 프레임 전송 방법에 관한 것이다.

2. 관련 기술의 배경

종래, 페이로드 섹션에 네트워크 제어 정보 (12006) 를, 그리고 MAC 어드레스 (수신지 MAC 어드레스 (Destination MAC address; 2001) 와 소스 MAC 어드레스(source MAC address; 2002)) 및 IP 어드레스 (제어되는 단말 (12004) 의 IP 어드레스) 에 제어될 노드의 어드레스를 저장하는, 도 18 에서 도시된, 네트워크 제어 프레임을 통해 이더넷 (R)에서의 노드는 제어된다.

따라서, 유저가 데이터 송신을 위해 전체 네트워크 대역폭을 사용하는 동안에는, 노드는 제어 프레임을 전송할 수 없다. 또한, 제어 프레임은 IEEE802.3 에 의해 규격화된 이더넷 (R) 표준에 따른 노드에 대한 제어 정보량에 관계없이, 64 바이트 이상을 가질 필요가 있다.

VLAN 과 관련된 기술을 규정하는 IEEE802.1Q 는 프레임 중계 동안에 VLAN 태그를 프레임에 제공하여 네트워크를 분리하는 것을 규정한다.

따라서, 종래의 이더넷 (R) 프레임들을 중계하는 노드는 프레임 중계시에 동시에 최대 하나의 VLAN 태그를 처리하는 기능을 가지며, 이러한 프레임 중계 동안에 부여된 VLAN 태그 정보를 저장하는 포워딩 테이블은 하나의 VLAN 태그만을 위한 정보 영역을 확보한다.

또한, 프레임에서의 VLAN 태그는 네트워크 분리를 위한 정보이기 때문에, VLAN 태그를 가진 프레임을 중계하는 기능을 구비하지 않는다. VLAN 태그에서의 정보는 프레임 전송만을 위해 이용된다.

또한, 데이터 링크 레이어에 있어서의 VLAN 프레임 송신에서, 프레임은 중계되고 전송 포트는 MAC 어드레스 및 VLAN ID 를 참조하여 결정된다.

전술한 바와 같이 이더넷 (R) 에서의 종래의 노드 제어는 다음과 같은 단점을 가진다.

첫째, IEEE802.3에서 규격화된 것과 같이, 이더넷 (R) 에서의 종래 노드는 페이로드 섹션에 제어 정보를 그리고 MAC 어드레스 및 도 18 에 도시된 IP 어드레스에 제어될 노드의 어드레스를 저장하는 프레임을 사용하여 제어된다. 따라서, 유저가 데이터 송신을 위해 네트워크 전체 대역폭을 사용하는 동안에는, 노드는 제어 프레임을 전송하지 못한다.

둘째, 제어 프레임은 이더넷 (R) 표준에 따라, 노드에 대해 제어 정보량에 관계없이 최소 64 바이트를 가질 필요가 있다. 만약 제어 프레임이 종종 네트워크로 전송되는 경우, 그것은 유저 데이터에서의 대역폭을 압박할 수도 있다.

셋째, VLAN 태그가 프레임 전송을 위해 부여되는 경우, 포워딩 테이블에서 어떠한 정보 영역도 존재하지 않기 때문에, 수개의 VLAN 태그들은 제공될 수 없다.

넷째, IEEE802.3 이더넷 (R) 에서 루프 네트워크가 형성되는 경우, VLAN 패킷 전송에서 패킷 전송의 루프가 데이터 링크 레이어에 생성될 때 프레임을 폐기하는 기능이 인식되지 않기 때문에, 루프한 패킷들은 네트워크를 점유하거나 시스템에서의 패킷 메모리의 압박을 초래하며, 이에 의해 네트워크의 상태가 불안정하게 된다.

발명의 개요

본 발명의 제 1 목적은 유저가 네트워크를 사용하고 있는 경우에도, 노드로부터 네트워크 제어 정보의 송신을 가능하게 하는, 이더넷 (R) 에서의 프레임 전송 방법 및 노드를 제공하는 것이다.

본 발명의 제 2 목적은 프레임 제약에 관계없이, 최소의 정보 송신을 가능하게 함으로써 네트워크 제어 정보의 송신에 의해 야기되는 네트워크 대역폭의 압박을 최소화시킬 수 있는, 이더넷 (R) 에서의 프레임 전송 방법 및 노드에 관한 것이다.

본 발명의 제 3 목적은 프레임 전송에서 수 개의 태그의 제공을 가능하게 함으로써 네트워크 제어 정보를 포함하는 많은 정보량을 태그로 전송할 수 있는, 이더넷 (R) 에서의 프레임 전송 방법 및 노드를 제공하는 것이다.

본 발명의 제 4 목적은 데이터 링크 레이어에 있어서의 VLAN 패킷 전송에서 ,프레임의 폐기를 가능하게 하여 루프하는 패킷들에 의한 네트워크의 점유 및 시스템에서의 패킷 메모리의 압박을 회피함으로서, 네트워크가 불안정해지는 것을 방지하는, 이더넷 (R) 에서의 프레임 전송 방법 및 노드를 제공하는 것이다.

본 발명의 제 1 양태에 따르면, 이더넷 (R) 프레임을 중계하는 노드는 프레임의 중계 프로세스시에, 프레임에 2 이상의 VLAN 태그를 삽입하고 삽입한 VLAN 태그를 제거하는 엘리먼트를 구비한다.

바람직한 구성에서, 노드는 프레임의 2 이상의 노드를 동시에 치환하는 엘리먼트를 더 구비한다.

또 다른 바람직한 구성에서, 노드는 프레임 중계동안의 프레임의 내용 변경을 위한 포워딩 테이블 메모리를 사용하여 2 이상의 VLAN 태그를 관리하는 엘리먼트를 더 구비한다.

또 다른 바람직한 구성에서, 노드는 프레임 중계 동안 프레임내의 2 이상의 VLAN 태그로부터의 정보를 이용하여 포워딩 테이블 메모리를 검색하는 엘리먼트를 더 구비한다.

또 다른 바람직한 구성에서, 노드는 프레임의 중계시에, 프레임내의 2 이상의 VLAN 태그로부터의 정보 및 입력 포트, 수신지 MAC 어드레스, 소스 MAC 어드레스 및 TYPE 필드 정보를 조합하여, 포워딩 테이블 메모리를 검색하는 엘리먼트를 더 구비한다.

또 다른 바람직한 구성에서, 노드는 프레임의 중계 프로세스시에, 프레임에 삽입된 VLAN 태그에 프레임의 생존시간을 나타내는 TTL 영역을 제공하고, TTL 영역의 값에 의해 생존시간이 경과되었는지 여부를 체크하여, 생존시간의 경과 이후의 프레임을 중계하지 않고 폐기하는 엘리먼트를 구비한다.

또 다른 바람직한 구성에서, 노드는 프레임을 중계하는 때마다 TTL 영역의 값을 하나씩 감소시키는 엘리먼트를 더 구비한다.

또 다른 바람직한 구성에서, 노드 제어 정보를 VLAN 태그에 저장한다.

또 다른 바람직한 구성에서, 노드 상태는 VLAN 태그의 내용에 대응하여 자기-노드 상태 관리를 변경하는 엘리먼트를 더 구비한다.

또 다른 바람직한 구성에서, 노드 상태는 자기-노드 상태에 대응하여, 중계된 프레임의 VLAN 태그의 영역에 저장된다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 이더넷 (R) 프레임을 중계하는 노드의 프레임 전송 방법은, 프레임의 중계 프로세스시에, 프레임에 동시에 2 이상의 VLAN 태그를 삽입하거나 또는 그 삽입한 VLAN 태그를 삭제하는 단계를 포함한다.

바람직한 구성에서, 프레임 중계 동안의 프레임 내용 변경을 위한 포워딩 테이블 메모리는 2 이상의 VLAN 태그의 관리를 위해 사용된다.

다른 바람직한 구성에서, 포워딩 프레임 메모리는 프레임 중계 동안, 프레임내의 2 이상의 VLAN 태그로부터의 정보를 이용하여 검색된다.

또 다른 바람직한 구성에서, 포워딩 테이블 메모리는 프레임의 중계 프로세스시에, 프레임내의 2 이상의 VLAN 태그로부터의 정보 및 입력 포트, 수신지 MAC 어드레스, 소스 MAC 어드레스, TYPE 필드 정보를 조합하여 검색된다.

또 다른 바람직한 구성에서, 프레임의 중계 프로세스시에, 프레임에 삽입되는 VLAN 태그에 프레임의 생존 시간을 나타내는 TTL 영역을 제공하고, TTL 영역의 값에 의해 생존 시간을 경과되었는지 여부를 체크하여, 생존 시간의 경과후의 프레임은 중계되지 않고 폐기된다.

또 다른 바람직한 구성에서, TTL 영역의 값을 프레임을 중계할 때마다, 하나씩 감소시킨다.

또 다른 바람직한 구성에서, 프레임 전송 방법은 VLAN 태그의 내용에 대응하여 자기-노드 상태 관리를 변경하는 단계를 더 포함한다.

또 다른 바람직한 구성에서, 노드 상태는 자기-노드 상태에 대응하여, 중계된 프레임의 VLAN 태그 영역에 저장된다.

본 발명의 다른 목적, 특징, 및 이점은 이하의 상세한 설명을 통해 보다 명확해진다.

도면의 간단한 설명

본 발명은 이하에서의 본 발명의 바람직한 실시형태의 상세한 설명과 첨부된 도면을 통해 완전히 이해될 것이지만, 그러나 이 실시형태는 본 발명을 한정하는 것은 아니며, 단지 설명과 이해를 위한 것이다.

도면에서,

도 1 은, 본 발명의 실시형태에 따라 VLAN 스위칭 허브의 구성을 나타내는 블록도이다.

도 2 는 본 발명의 실시형태에 따라 패킷 포워딩 유닛의 구성을 나타내는 블록도이다.

도 3 은 패킷 포워딩 유닛에서의 프레임 해석기의 구성을 나타내는 블록도이다.

도 4 는 패킷 포워딩 유닛에서의 테이블 검색 유닛의 구성을 나타내는 블록도이다.

도 5 는 패킷 포워딩 유닛에서의 포워딩 테이블 메모리의 구성을 나타내는 블록도이다.

도 6 은 포워딩 테이블 메모리에서의 테이블 메모리의 구성 도면이다.

도 7 은 패킷 포워딩 유닛에서의 프레임 리라이트 유닛의 구성을 나타내는 블록도이다.

도 8 은 프레임 리라이트 유닛에서의 프레임 연산 유닛의 구성을 나타내는 블록도이다.

도 9 는 패킷 포워딩 유닛에서의 프레임 합성 유닛의 구성을 나타내는 블록도이다.

도 10 은 패킷 포워딩 유닛에서의 프레임 전송 유닛의 구성을 나타내는 블록도이다.

도 11 은 VLAN 스위칭 허브에서의 CPU 의 구성 도면이다.

도 12 는 네트워크 구성의 예를 나타내는 도면이다.

도 13 은 표준 VLAN 태그를 가지는 이더넷 프레임의 구성 도면이다.

도 14 는 표준 VLAN 태그의 구성 도면이다.

도 15 는 본 발명에 따른 태그의 구성 도면이다.

도 16 은 본 발명에 따른 네트워크 제어 프레임의 구성 도면이다.

도 17 은 본 발명에 따른 네트워크 제어 태그의 구성 도면이다.

도 18 은 표준 네트워크 제어 프레임의 구성 도면이다.

바람직한 실시형태의 상세한 설명

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태를 상세하게 설명한다. 다음의 상세한 설명에서, 본 발명의 완전한 이해를 위해 많은 특정 세부 사항들이 규정된다. 그러나 당업자에게 이들 특정 세부 사항들 없이도 본 발명이 실시될 수 있다는 점은 자명하다. 다른 예에서, 공지된 구성은 본 발명을 불필요하게 명료하지 않게하므로 상세하게 나타내지 않는다.

첨부된 도면을 참조하여, 이하 본 발명의 실시형태를 상세하게 설명한다.

도 1 은 본 발명의 애플리케이션으로서, 이더넷 (R) 프레임을 중계하는 노드에서의 VLAN 스위칭 허브의 구성 도면이다. VLAN 스위칭 허브는 패킷 포워딩 유닛 (201), 시스템 장치 (401), 콘솔 I/O (95), 및 패킷 스위칭 유닛 (91) 을 구비하고, MAC 레이어 인터페이스 (111 내지 114) 및 PHY 레이어 인터페이스 (311 내지 314) 가 제공된다.

도 2 는 패킷 포워딩 유닛 (201) 의 구성을 나타낸다. 패킷 포워딩 유닛 (201) 은 프레임 합성 유닛 (403) 및 프레임 전송 유닛 (407) 에 더하여 본 발명의 특징적 기능을 가지는, 프레임 해석기 (402), 포워딩 테이블 메모리 (405), 테이블 검색 유닛 (404) 및 프레임 리라이트 유닛 (406; frame rewrite unit) 을 구비한다.

본 발명은 도 15 에 도시된 TTL 비트를 가지는 태그 포맷 (2206) 을 이용하는 VLAN 태그 프레임, 및 도 17 에 도시된 네트워크 제어 태그 포맷 (2010) 을 이용하는 도 16 에 도시된 IEEE802.3 네트워크 제어 프레임 (20001) 을 추가적으로 이용한다.

이하, 본 발명의 실시형태로서, 도 3 에 도시된 본 발명의 프레임 해석기 (402) 내의 태그 TTL 체크 유닛 (503); 도 7 에 도시된 프레임 리라이트 유닛 (406) 내의 태그 계산 유닛 (715), 멀티플 (N) 태그 삽입 유닛 (710), 멀티플 (N) 태그 삭제 유닛 (712), 및 멀티플 (N) 태그 치환 유닛 (713); 도 6 에 도시된 테이블 메모리 (410); 도 15 에 도시된 태그 포맷 (2206); 및 도 17 에 도시된 네트워크 제어 태그 포맷 (2010) 을 사용하여, 도 16 에 도시된 IEEE802.3 네트워크 제어 프레임 (20001) 을 이용한 프레임 전송을 설명한다.

도 15 에 도시된 태그 포맷 (2206) 은, 도 14 에 도시된 VLAN 태그 포맷 (2006) 에 따른 태그 타입 (20061) 의 16비트 영역에서 하위 8비트 영역에 TTL (프레임 생존시간) 의 정보를 저장하는 태그 포맷 구성을 가진다.

TTL 영역 (22065) 은, 최소 '0' 부터 최대 '255' 의 값을 가진다. '255' 의 값은 패킷 전송 처음 위치에서 저장되지만, 노드에 의한 매 전송에 대해 하나씩 감소된다. '0' 값은 프레임이 폐기될 수 있다는 것을 의미한다.

도 16 에 도시된 네트워크 제어 프레임 (20001) 은, 네트워크 제어를 위해 유저에 의해 전송된 프레임내에, 네트워크 제어 태그 (2010) 를 저장한다.

도 17 에서의 포맷에 따라 네트워크 제어 태그 (2010) 는 구성될 수 있다. 태그 타입 (20101-1, 20101-2) 은 15 비트의 정보로서 네트워크 제어 태그의 타입을 저장한다. 종점 비트 (20102-1) 는 스택된 수 개의 태그의 종점을 나타낸다. 서브 타입 (20104) 은, 태그 타입 (20101) 의 보다 상세한 타입을 나타내기 위해 이용된다. 버전 (version; 20105) 은 네트워크 제어 프레임 (20001) 의 규격에 대한 버전 정보를 나타낸다.

이들 총 32비트는 네트워크 제어 태그의 처음 태그로서 취급되고, 수 개의 태그들이 그 뒤에 이어진다. 하나의 태그는 네트워크 제어 정보 (20106-1, 20106-2) 로서 총 31비트의 네트워크 제어 및 관리를 위한 정보를 가지며, 최종 태그의 종점을 나타내는 종점 비트 (20102-2) 가 부가된다.

도 1 에 도시된 VLAN 스위칭 허브 (20) 는 도 13 에 도시된 VLAN 태그 (1001) 를 가지는 이더넷 (R) 프레임 및 도 15 에 도시된 포맷을 가지는 태그 (2206) 를 포함한 프레임의 전송을 가능하게 하는 인터페이스 (I/F) 의 최대 4 개 포트를 제공받는다.

VLAN 스위칭 허브 (20) 는 도 12 에 도시된 네트워크의 노드 (l 내지 5) 에 설치되어 프레임 전송 프로세싱 기능을 한다.

이하, 도 12에서 도시된 노드 4 에서 I/F:1 로부터 I/F:2 로의 프레임 전송을 설명한다.

VLAN 스위칭 허버 (20) 의 I/F:1 로부터 입력되는 프레임은 PHY (311) 및 MAC (111) 을 통하여, 입력 프레임 (4001) 으로서, 도 2 에 도시된 패킷 포워딩 유닛 (201) 에 입력된다.

패킷 포워딩 유닛 (201) 에서, 입력 프레임 (4001) 은 도 3 의 프레임 해석기 (402) 의 프레임 타입 판정 유닛 (501) 에 전송된다.

프레임 타입 판정 유닛 (501) 은 입력 프레임 (4001) 의 타입을 식별하여, 그 프레임 타입 정보를 검색 키 결정 유닛 (504) 에 그리고, 입력 프레임 (4001) 의 헤더 정보를 프레임 해석기 (502) 에 전송한다.

프레임 헤더 해석기 (502) 는 그 헤더 정보를 해석하여, 도 13 에 나타내지는 바와 같은 수신지 MAC 어드레스 정보 (2001), 소스 MAC 어드레스 정보 (2002), VLAN 태그 정보 (2006), 이더넷 (R) 속성 정보 (2003) 를 그 헤더 정보로부터 추출한다.

추출된 헤더 정보 중 VLAN 태그 정보 (2006) 는 본 발명의 특징적 컴포넌트인 태그 TTL 체크 유닛 (503) 으로 전송되고, 도 15 에 도시된 TTL 영역 (22065) 의 값이 '0' 인지 여부를 확인한다.

만약 체크 결과, TTL 영역 (22065) 의 값이 '0'인 경우, 프레임 폐기 정보 (25003) 가 출력되고, 프레임 헤더 해석기 (502) 로 프레임을 폐기하라는 명령이 전송된다.

만약 TTL 영역 (22065) 의 값이 '0'가 아닌 경우, 프레임 폐기 정보 (25003) 는 출력되지 않고 프레임 폐기 명령은 전송되지 않는다.

프레임 헤더 해석기 (502) 가 프레임을 폐기하라는 명령을 수신하는 경우, 그것은 프레임 타입 판정 유닛 (501) 으로 하여금 입력 프레임 정보 (5006) 을 출력하지 않도록 명령하고, 입력 프레임 (4001) 에 대한 프레임 폐기를 수행한다.

프레임 폐기 명령이 제공되지 않는 경우, 프레임 헤더 해석기 (502) 는 프레임 헤더 정보 (5003) 를 출력하고 그 헤더 정보를 검색 키 유닛 (504) 에 전송한다.

검색 키 결정 유닛 (504) 은 프레임 타입과 헤더 정보로부터 프레임에 대한 프로세싱 방법을 찾기 위해, 프레임 전송을 위해 사용된 포트 및 테이블 검색 키를 결정하고 테이블 검색 키 정보 (5005) 를 도 4 의 테이블 검색 유닛 (404) 으로 전송한다.

프레임 타입 판정 유닛 (501) 은, 프레임 헤더 해석기 (502) 에 임의의 프레임 폐기 명령이 제공되지 않은 경우, 입력 프레임 정보 (5006) 로서 입력 프레임 (4001) 을 출력한다.

도 4 의 테이블 검색 유닛 (404) 에서, 테이블 검색 키 정보 (5005) 및 프레임 헤더 정보 (5003) 는 테이블 리드 어드레스 결정 유닛 (605) 으로 입력된다.

테이블 리드 어드레스 결정 유닛 (605) 은, 그 정보로부터 테이블 검색 키 정보 (5005) 와 동일한 정보가 저장된 어드레스를 추정 및 연산하고, 테이블 레퍼런스 어드레스를 결정하며, 도 5 의 포워딩 테이블 메모리 (405) 로 테이블 어드레스 (26002) 를 전송한다.

포워딩 테이블 메모리 (405) 는, 테이블 어드레스 (26002) 에서의 정보를 이용하여, 메모리 리드 회로 (411) 을 통해 테이블 메모리 (410) 의 내용을 참조하고, 참조한 정보를 메모리 정보 출력 회로 (412) 를 통해 테이블 정보 (26003) 로서 테이블 검색 유닛 (404) 으로 전송한다.

본 발명에 따르면, 테이블 메모리 (410) 는 도 6 에 도시된 바와 같은 메모리 테이블을 구비한다. 그것은 제 1 단계에서의 태그 정보, 제 2 단계로부터의 수 개 조각의 태그 정보 뿐만아니라, 수 개 조각의 태그 정보의 제어에 필요한 제어 단계들의 개수, 및 제어 정보를 저장한다. 따라서, 수 개 조각의 태그 정보는 일시에 테이블 정보 (2006) 로서 테이블 검색 유닛 (404) 으로 전송된다.

이하, 도 6 에 도시된 테이블 메모리 (410) 를 설명한다. 테이블 메모리 (410) 는 전술한 바와 같이, 수 개 조각의 태그정보를 관리한다. 이 테이블에 있어서, 도 16 에 도시된 네트워크 제어 태그 (2010) 의 삽입을 위한 프레임이 관리되고 네트워크 제어에 요구되는 정보가 송수신된다.

도 6 의 테이블에서 제 1 엔트리의 내용은, 소스 MAC 어드레스 "00-00-0c-01-02-03" 을 가지는 프레임에 대해 태그 제어 단계의 수가 "4" 이므로, 네트워크 제어를 위해 오퍼레이션 정보 (operation information) 를 저장하는 4-단계 태그가 삽입되는 것을 나타낸다.

또한, 테이블에서 최종의 엔트리의 내용은, 소스 MAC 어드레스가 "00-00-0c-01-02-05"이고, 출력 포트 정보가 "0" 이기 때문에, 메인터넌스 정보 (maintenance information) 를 저장한 프레임은 도 10 에 도시된 CPU 로의 전송 프레임 (9004) 으로서의 프레임을 CPU (408) 에 전송하고 네트워크 제어 정보를 수신한다.

상기 2 개의 경우에 사용되는 테이블 검색 키 정보 (5005) 에 대해, 전자는 MAC 소스 어드레스 00-00-0c-01-02-03 이고, 후자는 소스 MAC 어드레스 00-00-0c- 01-02-05 및 태그 정보 (메인터넌스정보) 이다. 따라서, 전송 프레임내에 네트워크 제어 태그 (2010) 가 저장되어 네트워크 제어에 요구되는 정보가 교환된다.

포워딩 테이블 메모리 (405) 로부터 테이블 검색 키 유닛 (404) 으로 전송된 테이블 정보 (26003) 는, 정보 비교 유닛 (606) 에 입력되어, 테이블 검색 키 정보 (5005) 와, 그것들이 동일한지를 알아보기 위해, 비교된다.

만약 비교의 결과, 그것들이 동일한 경우, 프레임의 출력 포트 정보는 출력 포트 정보 (6004) 로 출력되고, 정보 비교 유닛 (606) 은 태그 정보 (27001) 및 태그 제어 정보 (27002) 를 출력하고, 테이블 리드 어드레스 결정 유닛 (605) 은 프레임 헤더 정보 (5003) 를 프레임 리라이트 유닛 (406) 에 출력한다.

만약 그것들이 동일하지 않는 경우, 테이블 리드 어드레스가 테이블 리드 어드레스 결정 유닛 (605) 에게 다시 요청되고, 테이블 검색 키 정보 (5005) 와 동일한 정보가 획득될 때까지 포워딩 테이블 메모리 (405) 로부터 테이블 정보 (26003) 가 획득된다.

만약 포워딩 테이블 메모리 (405) 의 전체 영역을 확인한 후 조차도 동일 정보가 획득될 수 없는 경우, CPU로의 정보는 출력 포트 정보 (6004) 로 전송되고 그 프레임은 도 10 에 도시된 CPU로의 전송 프레임 (9004) 으로서 CPU (408) 에 전송된다.

도 7 에 도시된 프레임 리라이트 유닛 (406) 에서, 프레임 헤더 버퍼 (711) 는 프레임 헤더 정보 (5003) 의 정보를 저장하고, 가변 길이 태그 정보 (27001) 및 태그 제어 정보 (27002) 가 태그 제어기 (714) 에 입력된다.

태그 제어기 (714) 는 태그 제어 정보 (27002) 의 내용에 대응하여, 태그 정보 (27001) 및 제어 명령을 다음의 유닛들 즉, 멀티플 (N) 태그 삽입 유닛 (710), 멀티플 (N) 태그 삭제 유닛 (712), 멀티플 (N) 태그 치환 유닛 (713), 및 태그 계산 유닛 (715) 중의 어느 하나에 전송한다.

여기서, 이하 도 7 에 도시된 멀티플 (N) 태그 삽입 유닛 (710), 멀티플 (N) 태그 삭제 유닛 (712), 멀티플 (N) 태그 치환 유닛 (713) 및 태그 계산 유닛 (715) 을 설명한다.

멀티플 (N) 태그 삽입 유닛 (710) 은 태그 제어 유닛 (714) 에 의해 명령된 복수의 단계를 위해, 태그 정보 (27001) 로부터 정보를 취하여, 프레임 헤더 버퍼 (711) 에 저장되어 있는 헤더 정보에 수 개의 태그를 삽입한다.

유사하게, 멀티플 (N) 태그 삭제 유닛 (712) 및 멀티플 (N) 태그 치환 유닛 (713) 도, 태그 제어기 (714) 에 의해 명령된 복수의 단계를 위해, 태그 정보 (27001) 로부터 정보를 취하여, 프레임 헤더 버퍼 (711) 에 저장되어 있는 헤더 정보의 수 개의 태그를 삭제 및 치환한다.

도 8 에 도시된 바와 같이, 태그 제어 정보 (27002) 는 태그 연산 제어기 (753) 에 전송되고, 그 태그 정보 (27001) 는 태그 계산 유닛 (715) 의 태그 버퍼(754) 에 전송된다.

태그 연산 제어기 (753) 는 태그 제어 정보 (27002) 의 내용에 대응하여, X-OR 연산 유닛 (751) 및 TTL 가/감산 유닛 (752) 에 제어 명령을 전송한다.

제어 명령이 전송된 경우, X-OR 연산 유닛 (751) 은 태그 버퍼 (754) 의 부분에 대해, X-OR 연산을 하고 TTL 가/감산 유닛 (752) 은 가감산을 수행한다. 그 연산 결과는 도 7 의 프레임 헤더 버퍼에 태그 연산 프로세싱 결과 (27016) 로서 전송된다.

TTL 가/감산 유닛 (752) 은 도 15 에 도시된 TTL 영역 (22065) 에 대해 프레임 전송이 수행되는 때마다 하나씩 내용을 감소시킨다.

따라서, TTL 가/감산 유닛 (752) 및 도 3 에 도시된 태그 TTL 체크 유닛 (503) 의 기능들에 따라, 장시간 동안 네트워크에서 순회하는 라우트 제어가 수행되고, VLAN 스위칭 허브 (20) 에서 255 회 동안 전송된 후 프레임은 반드시 폐기된다.

도 7 에서의 멀티플 (N) 태그 삽입 유닛 (710), 멀티플 (N) 태그 삭제 유닛 (712), 멀티플 (N) 태그 치환 유닛 (713) 및 태그 계산 유닛 (715) 에서, 변경된 프레임 헤더 버퍼 (711) 는 프로세싱 완료 이후, 리라이팅되어 도 9 에서 도시된 프레임 합성 유닛 (403) 에 프레임 헤더 정보 (27004) 로서 전송된다.

도 9 의 프레임 합성 유닛 (403) 에서, 도 3의 프레임 해석기 (402) 로부터,프레임 분해 유닛 (801) 으로 입력 프레임 정보 (5006) 가 입력된다.

프레임 분해 유닛 (801) 에서, 입력 프레임 정보 (5006) 는 헤더정보와 패이로드 정보로 분해되고, 그 각각의 정보는 입력 프레임 헤더 정보 버퍼 (802)와 입력 프레임 페이로드 정보 버퍼 (803) 로 출력된다. 그러나, 만약 프레임 리라이팅 이후에 프레임 헤더 정보 (27004) 가 전송되는 경우, 입력 프레임 헤더 정보 버퍼 (802) 는, 프레임 리라이팅 이후, 헤더 정보를 프레임 헤더 정보 (27004) 로 치환한다.

그 후, 입력 프레임 헤더 정보 버퍼 (802) 와, 입력 프레임 페이로드 정보 버퍼 (803) 는 프레임 버퍼 (804) 에 그 데이터를 출력한다. 따라서, 헤더 및 페이로드 섹션은 합성되고 출력 프레임 정보 (8005) 는 도 10 에서의 프레임 전송 유닛 (407) 으로 전송된다.

도 10 에서의 프레임 전송 유닛 (407) 은 프레임 합성 유닛 (403) 으로부터 전송된 출력 프레임 정보 (8005) 를 출력 프레임 버퍼 (902) 에 저장한다.

그 후, 프레임 전송 지시 유닛 (901) 은 출력 프레임 버퍼 (902) 로부터 프레임을 취득하고, 도 4 의 테이블 검색 유닛 (404) 으로부터 전송된 출력 포트 정보 (6004) 로부터 획득된 포트에 출력 프레임 (4009) 을 출력한다.

이 실시형태에서, 출력 포트 정보는 I/F:2의 정보를 저장하고, 출력 프레임 (4009) 에 대해 I/F:2 로부터 프레임이 출력된다. 만약 출력 포트 정보 (6004) 가 CPU 로 어드레스되는 경우, 프레임은 CPU로의 전송 프레임 (9004) 에 출력된다.

또한, 프레임 전송 지시 유닛 (901) 은 CPU (408) 로부터의 프레임 전송을 프로세싱한다. CPU (408) 로부터의 프레임 전송에 대해, 도 11 에 도시된 CPU (408) 의 네트워크 제어프로그램 (913) 은 프레임을 생성하고 CPU 전송 프레임에 대한 출력 포트 정보 (9005) 와, CPU 전송 프레임 정보 (9006) 를, 도 10 의 CPU 전송 프레임 제어 유닛 (903) 으로 전송한다.

그 후, CPU 전송 프레임 제어 유닛 (903) 은 프레임 정보와 출력 포트 정보를 전송하고 프레임 전송 지시 유닛 (901) 에 프레임의 전송을 명령한다.

이하, 도 11 에 도시된 CPU (408) 를 설명한다. CPU (408) 에서, 네트워크 제어를 위한 네트워크 제어 프로그램 (913) 이 동작하고, 전술한 바와 같이 CPU로부터의 프레임 전송을 프로세싱하고 전술한 도 5 및 도 6 에서의 포워딩 테이블 메모리 (405) 및 테이블 메모리 (410) 로부터의 정보를 조작하는 포워딩 테이블 제어 프로그램 (911) 이 동작한다.

포워딩 테이블 제어 프로그램 (911) 은 네트워크 제어 프로그램 (913) 으로부터의 명령에 따라, 네트워크 제어를 위해 요구되고 테이블 라이트 정보 (24015) 및 테이블 라이트 어드레스 (24014) 를 포함하는 정보를 테이블 메모리 (410) 에 출력하여 네트워크 제어에 요구되는 정보의 전송 및 수신을 제어한다. 또한, CPU (408) 상에서 장치 제어 프로그램 (912) 도 동작한다. 장치 제어 프로그램(912) 은, 네트워크 제어 프로그램 (913) 에 따라, 장치 제어를 위한 정보인 장치 제어 정보 (9101) 를 출력한다.

지금까지 바람직한 실시형태 및 예를 통해 본 발명을 설명하였지만, 본 발명은 반드시 상기 실시형태 및 예로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 기술적 정신을 벗어나지 않고서 다양한 변형들로 구체화될 수 있다.

전술한 바와 같은 본 발명에 의해 다음과 같은 우수한 효과를 얻을 수 있다.

네트워크 제어 정보를 저장한 네트워크 제어 태그를 유저 프레임내로 삽입하는 기능을 실현함으로써, 유저가 네트워크를 사용하고 있는 동안에도, 네트워크 제어 정보의 전송이 가능하다.

네트워크 제어 프레임을 태그에 저장함으로써, 이더넷 (R) 표준에 따른 64바이트의 최소 프레임 사이즈로 제한되는 것 없이, 최소 사이즈로 네트워크 제어 정보가 전송될 수 있어, 네트워크 대역폭의 압박이 최소화될 수 있다.

수 개의 태그를 프로세싱하는 회로, 및 수개의 태그를 관리하는 테이블 관리 방법을 통해, 프레임 전송에 수 개의 태그를 부여하는 것이 가능해지며, 이에 의해, 네트워크 제어 정보와 같은 많은 양의 정보를 태크로서 전송하는 것이 가능해진다.

데이터 링크 레이어에서 프로세싱될 태그내에 TTL 필드를 제공하여, TTL 체크회로 및 태그 연산회로에 의한 감산 및 체킹을 통해, 심지어 루프된 네트워크가 형성된 경우에 있어서도, 데이터 링크 레이어에서 VLAN 패킷 전송 동안에 프레임을 폐기하는 것이 가능하다. 따라서, 루프된 패킷들에 의한 네트워크의 점유 또는 시스템에서 패킷 메모리의 압박이 방지되어 결과적으로 불안정한 네트워크를 방지하게 된다.

비록, 본 발명이 상기의 예시적인 실시형태와 관련하여 설명되고 도시되었지만, 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않고 그것에 다양한 다른 변경, 생략, 및 부가가 이루어질 수 있음을 당업자라면 이해할 수 있다. 따라서, 본 발명은 상기에서 규정된 특정 실시형태로 한정되는 것으로 이해되어서는 아니되고, 첨부된 청구범위에서 규정된 특징들과 관련하여 발명에 포함된 범위내에서 구현될 수 있는 모든 가능한 실시형태 및 그것의 균등물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

Claims

이더넷 (R) 프레임을 중계하는 노드로서,

상기 프레임의 중계 프로세스시에, 상기 프레임에 동시에 2 이상의 VLAN 태그를 삽입하고 상기 삽입한 VLAN 태그를 삭제하는 엘리먼트를 구비하는, 노드.
제 1 항에 있어서,

상기 프레임의 2 이상의 VLAN 태그를 동시에 치환하는 엘리먼트를 더 구비하는, 노드.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

프레임 중계 동안의 프레임 내용 변경을 위한 포워딩 테이블 메모리를 사용하여 상기 2 이상의 VLAN 태그를 관리하는 엘리먼트를 더 구비하는, 노드.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

프레임 중계 동안, 상기 프레임내의 2 이상의 VLAN 태그로부터의 정보를 이용하여 포워딩 테이블 메모리를 검색하는 엘리먼트를 더 구비하는, 노드.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 프레임의 중계시에, 상기 프레임내의 2 이상의 VLAN 태그로부터의 정보 및 입력 포트, 수신지 MAC 어드레스, 소스 MAC 어드레스 및 TYPE 필드 정보를 조합하여, 포워딩 테이블 메모리를 검색하는 엘리먼트를 더 구비하는, 노드.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 프레임의 중계 프로세스시에, 상기 프레임에 삽입된 상기 VLAN 태그에 프레임의 생존 시간을 나타내는 TTL 영역을 제공하고, 상기 TTL 영역의 값에 의해 상기 생존 시간이 경과하였는지의 여부를 체크하여, 상기 생존 시간의 경과후의 상기 프레임을 중계하지 않고 폐기하는 엘리먼트를 더 구비하는, 노드.
제 6 항에 있어서,

상기 프레임을 중계할 때마다 상기 TTL 영역의 값을 하나씩 감소시키는 엘리먼트를 더 구비하는, 노드.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 VLAN 태그에 노드 제어 정보를 저장하는, 노드.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 VLAN 태그의 내용에 대응하여, 자기-노드 상태 관리를 변경하는 엘리먼트를 더 구비하는, 노드.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,

자기-노드 상태에 대응하여, 중계된 프레임의 상기 VLAN 태그의 영역에 자기-노드 상태를 저장하는, 노드.
이더넷 (R) 프레임을 중계하는 노드의 프레임 전송 방법으로서,

상기 프레임의 중계 프로세스시에, 상기 프레임에 동시에 2 이상의 VLAN 태그를 삽입하거나 또는 상기 삽입한 VLAN 태그를 삭제하는 단계를 포함하는, 프레임 전송 방법.
제 11 항에 있어서,

프레임 중계 동안의 프레임 내용 변경을 위한 포워딩 테이블 메모리를 상기 2 이상의 VLAN 태그의 관리를 위해 사용하는, 프레임 전송 방법.
제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,

프레임의 중계 동안, 상기 프레임내의 2 이상의 VLAN 태그로부터의 정보를 이용하여 포워딩 테이블 메모리를 검색하는, 프레임 전송 방법.
제 11 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 프레임의 중계시에, 상기 프레임내의 2 이상의 VLAN 태그로부터의 정보 및 입력 포트, 수신지 MAC 어드레스, 소스 MAC 어드레스 및 TYPE 필드 정보를 조합하여, 포워딩 테이블 메모리를 검색하는, 프레임 전송 방법.
제 11 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 프레임의 중계 프로세스시에, 상기 프레임에 삽입한 상기 VLAN 태그에 프레임의 생존 시간을 나타내는 TTL 영역을 제공하고, 상기 TTL 영역의 값에 의해 상기 생존 시간이 경과하였는지의 여부를 체크하여, 상기 생존 시간의 경과후의 상기 프레임을 중계하지 않고 폐기하는, 프레임 전송 방법.
제 15 항에 있어서,

상기 프레임을 중계할 때마다 상기 TTL 영역의 값을 하나씩 감소시키는, 프레임 전송 방법.
제 11 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 VLAN 태그에 노드 제어 정보를 저장하는, 프레임 전송 방법.
제 11 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 VLAN 태그의 내용에 대응하여, 자기-노드 상태 관리를 변경하는 단계를 더 포함하는, 프레임 전송 방법.
제 11 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,

자기-노드 상태에 대응하여, 중계된 프레임의 상기 VLAN 태그 영역에 자기-노드 상태를 저장하는, 프레임 전송 방법.