KR20050054147A - 라우터와 가상근거리통신망간의 패킷 통신 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 라우터와 가상근거리통신망간의 패킷 통신 방법에 관한 것으로, 상기 패킷 통신 방법은 가상네트워크인터페이스의 MAC(Medium Access Control) 주소값을 가상네트워크인터페이스 내의 노드들이 속한 물리네트워크인터페이스의 MAC 주소값으로 인식하게 함으로써, 가상네트워크인터페이스를 지원하지 못하는 네트워크프로세서를 사용하는 라우터와 가상근거리통신망간에 패킷 통신을 수행할 수 있게 한다.

Description

라우터와 가상근거리통신망간의 패킷 통신 방법{Packet communication method between router and virtual local area network}
본 발명은 라우터의 패킷 통신 방법에 관한 것으로, 특히 라우터와 가상근거리통신망(Virtual Local Area Network : VLAN)간의 패킷 통신 방법에 관한 것이다.
도 1은 라우터(100)의 물리적인 구조를 보여주는 블록도이다. 도 1을 참조하면, 현재 개발되고 있는 대용량 라우터(100)는 스위치 패브릭(switch fabric ; 10), 메인프로세서(main processor ; 20), 복수 개의 라인카드 프로세서들(linecard processors ; 41-44), 복수 개의 네트워크 프로세서들(network processors ; 31-34), 복수 개의 외부인터페이스들(51-54), 및 이더넷 스위치(ethernet switch ; 60)를 포함한다.
메인프로세서(20)는 라우팅테이블의 생성 및 계산을 수행하는 라우팅 기능과, 라우터(100)의 원활한 운영을 수행하는 통합 관리 기능을 수행한다. 이더넷 스위치(60)는 복수 개의 라인카드 프로세서들(41-44)의 내부 데이터 통신에 대한 스위칭 동작을 수행하고, 스위치 패브릭(10)은 각 포트들간의 패킷 전달을 수행하기 위한 고속 스위칭 동작을 수행한다.
네트워크프로세서들(31-34)은 외부입력포트로부터 입력된 패킷을 다른 외부출력포트로 전달하기 위해 포워딩 테이블을 검색하여 적절한 출력포트로 패킷을 전달하는 기능을 담당한다. 라인카드 프로세서들(41-44)은 네트워크프로세서들(31-34)을 제어하는 기능을 수행한다. 그리고, 외부인터페이스들(51-54)에는 입출력 포트가 구비되어 있어, 라우터와 타 프로세서들간의 데이터 입출력을 수행한다.
도 2는 라우터(100)에 탑재되어 있는 메인프로세서(20)의 소프트웨어 구조(200)를 보여주는 도면이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 라우터(100)는 물리적으로 존재하는 외부입출력포트(51-54) 즉, 도2의 물리네트워크인터페이스(209-212)마다 IP 근거리통신망을 설정하여 운영할 수도 있고, 일부 외부입출력포트(51-54)들에 대해서는 가상네트워크인터페이스(207, 208)를 이용한 IP 가상근거리통신망을 설정하여 운영할 수도 있다. 가상네트워크인터페이스에는 물리네트워크인터페이스들이 멤버로 가입되어, 실제 데이터들은 물리네트워크인터페이스들을 통해 입출력된다. 그리고, 가상네트워크인터페이스들은 멤버로 가입된 물리네크워크인터페이스들을 통합한 근거리통신망으로 운영된다.
가상근거리통신망에 연결된 노드는 가상네트워크인터페이스(207, 208)에 설정된 IP 주소를 목적지 주소로 하는 패킷을 송신하기 위해 가상네트워크인터페이스(207, 208)의 MAC(Medium Access Control) 주소 값을 학습해야만 한다. 이 때, 가상근거리통신망에 연결된 노드는 라우터(100)와 통신하기 위해 가상네트워크인터페이스(207, 208)에 설정된 MAC 주소를 사용할 수도 있고, 또는 다른 통신망으로 데이터를 전송하기 위한 게이트웨이로 활용하기 위해 가상네트워크인터페이스에 설정된 MAC 주소를 사용할 수도 있다. 상기 노드는 가상네트워크인터페이스의 MAC 주소값을 목적지 MAC 주소값으로 설정한 프레임을 라우터(100)로 전송하고, 라우터의 네트워크프로세서(31-34)는 수신한 프레임을 처리한다.
이 때 가상네트워크인터페이스의 존재를 인식할 수 없는 네트워크프로세서(31-34)에서는 수신한 프레임의 목적지 MAC 주소값이 입력포트의 MAC 주소값과 일치하는 경우에만 그 프레임의 포워딩을 처리하게 되고 입력포트의 MAC 주소값과 일치하지 않는 경우에는 그 프레임을 버리게 된다.
이와 같은 상황에서 가상근거리통신망에 속한 한 노드가 송신한 프레임의 목적지 MAC 주소값이, 메인프로세서(20)에 추상화된 물리 네트워크 인터페이스(51-54)의 MAC 주소값이 아닌 가상네트워크인터페이스의 MAC 주소값인 경우에 그 프레임은 라우터의 네트워크프로세서에서 버려지는 문제가 발생하게 된다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 가상네트워크인터페이스를 지원하지 못하는 네트워크프로세서를 사용하는 라우터와 가상근거리통신망간의 패킷 통신을 가능하게 하는 방법을 제공하는데 있다.
상기의 과제를 이루기 위하여 본 발명에 의한 라우터와 가상근거리통신망간의 패킷 통신 방법은, (a) 3계층(Layer 3)으로부터 수신된 패킷의 송신 요청에 응답해서 가상근거리통신망용 가상네트워크인터페이스가 가상근거리통신망 헤더를 구축하도록 설정되어 있는지 여부를 검사하는 단계; (b) 상기 (a) 단계에서의 판별 결과, 상기 가상네트워크인터페이스가 상기 가상근거리통신망 헤더를 구축하도록 설정되어 있지 않으면, 패킷의 목적지 IP 주소를 가진 노드가 어떤 물리네트워크인터페이스에 연결되어 있는지를 알고있나 확인하는 단계; (c) 상기 (a) 단계에서의 판별 결과, 상기 가상네트워크인터페이스가 상기 가상근거리통신망 헤더를 구축하도록 설정되어 있으면, 상기 가상근거리통신망헤더를 이더넷헤더의 바로 뒤에 삽입한 후, 상기 패킷의 목적지 IP 주소를 가진 노드가 어떤 물리네트워크인터페이스에 연결되어 있는지를 알고있나 확인하는 단계; (d) 상기 (b) 또는 상기 (c) 단계에서의 확인 결과, 상기 패킷의 목적지 IP 주소를 가진 노드가 어떤 물리네트워크인터페이스에 연결되어 있는지를 알고 있으면, 상기 프레임의 상기 이더넷헤더에 포함된 발신지 MAC 주소값을 상기 노드가 존재하는 물리네트워크인터페이스의 MAC 주소값으로 변경하고, 상기 프레임이 ARP 프레임이면 ARP헤더의 발신지하드웨어주소 필드값을 상기 물리네트워크인터페이스의 MAC 주소값으로 변경한 후, 상기 프레임을 상기 물리네트워크인터페이스로 송신하는 단계; 및 (e) 상기 (b) 또는 상기 (c) 단계에서의 확인 결과, 상기 패킷의 목적지 IP 주소를 가진 노드가 어떤 물리네트워크인터페이스에 연결되어 있는지를 모르면, 상기 가상근거리통신망용 가상네트워크인터페이스에 멤버로 가입되어있는 모든 물리네트워크인터페이스에 대해서 이더넷헤더의 발신지 MAC 주소값을 상기 물리네트워크인터페이스의 MAC 주소값으로 변경하고, 상기 프레임이 ARP 프레임이면 발신지하드웨어주소값을 상기 물리네트워크인터페이스의 MAC 주소값으로 변경한 후, 상기 물리네트워크인터페이스로 프레임을 송신하는 절차를 반복하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명은 라우터의 메인프로세서에 탑재되어 수행되는 운영체제 내부에 구비된 가상근거리통신망용 가상네트워크인터페이스의 소프트웨어적인 기능을 보완하여 이루어진다. 가상근거리통신망용 가상네트워크인터페이스는 메인프로세서의 운영체제 내부에 네트워크디바이스드라이버로 구현된다. 이 네트워크디바이스드라이버는 2 계층 프레임의 송수신 기능을 처리한다.
일반적인 네트워크디바이스드라이버는 송신될 프레임의 발신지 MAC 주소값에 네트워크디바이스 자신에게 설정되어 있는 MAC 주소값을 할당하여 프레임을 송신한다. 그리고, 통신망의 한 노드가 ARP(Address Resolution Protocol) 요청메시지를 이용해서 네트워크인터페이스에 설정된 IP 주소에 대응되는 MAC 주소값을 알고자 할 때에도 네트워크디바이스 자신에게 설정되어 있는 MAC 주소값을 알려준다.
가상근거리통신망용 가상네트워크인터페이스에도 이와 같은 규칙을 동일하게 적용하게 되면 가상근거리통신망의 노드들은 물리네트워크인터페이스에 설정된 MAC 주소값이 아닌 가상네트워크인터페이스에 설정된 MAC 주소값을 목적지 MAC 주소값으로 설정하여 프레임을 송신하기 때문에, 가상네트워크인터페이스에 설정된 MAC 주소값을 인식하지 못하는 네트워크프로세서에서는 노드들이 송신한 프레임을 버리는 상황이 발생하게 되어, 가상근거리통신망과의 패킷 통신을 할 수 없게 된다.
본 발명에서는 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 가상네트워크인터페이스를 지원하지 못하는 네트워크프로세서를 사용하는 라우터와 가상근거리통신망간의 패킷 통신을 가능하게 하는 방법을 제공한다. 본 발명에 따른 라우터와 가상근거리통신망간의 패킷 통신 방법은 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 라우터와 가상근거리통신망간의 패킷 통신 방법을 보여주는 흐름도로서, 가상네트워크인터페이스를 지원하지 못하는 네트워크프로세서를 사용하는 라우터와 가상근거리통신망간에 패킷 통신 방법을 보여준다. 도 3에는 메인프로세서의 운영체제 내부에 네트워크디바이스드라이버로 구현되는 가상근거리통신망용 가상네트워크인터페이스의 프레임의 송신 절차가 도시되어 있다.
도 3을 참조하면, 네트워크디바이스드라이버는 먼저 상위계층인 3계층(Layer 3)으로부터 패킷의 송신 요청을 받아들여(310 단계), 자신이 가상근거리통신망(VLAN) 헤더를 구축하도록 설정되어 있는지 여부를 검사한다(320 단계).
320 단계에서의 판별 결과, 자신이 가상근거리통신망(VLAN) 헤더를 구축하도록 설정되어 있지 않으면, 패킷의 목적지 IP 주소를 가진 노드가 연결되어 있는 물리네트워크인터페이스 정보가 학습되어 있지 여부(즉, 패킷의 목적지 IP 주소를 가진 노드가 어떤 물리네트워크인터페이스에 연결되어 있는가를 알고 있는지 여부)를 확인한다(340 단계).
그리고, 320 단계에서의 판별 결과, 자신이 가상근거리통신망(VLAN) 헤더를 구축하도록 설정되어 있으면 가상근거리통신망(VLAN) 헤더를 이더넷헤더의 바로 뒤에 삽입(Tagging)한 후(330 단계), 패킷의 목적지 IP 주소를 가진 노드가 연결되어 있는 물리네트워크인터페이스 정보가 학습되어 있는지 여부를 확인한다(340 단계).
340 단계에서의 확인 결과, 패킷의 목적지 IP 주소를 가진 노드가 어떤 물리네트워크인터페이스에 연결되어 있는가를 알고 있으면, 프레임의 이더넷헤더 중에서 발신지 MAC 주소값을 상기 노드가 존재하는 물리네트워크인터페이스의 MAC 주소값으로 변경한다. 그리고, 해당 프레임이 ARP 프레임이면 ARP 헤더의 발신지하드웨어주소 필드값을 물리네트워크인터페이스의 MAC 주소값으로 변경한 후(350 단계), 해당 프레임을 물리네트워크인터페이스로 송신한다(360 단계). 그럼으로써, 3 계층으로부터 수신된 패킷 송신 요청의 처리가 완료된다(380 단계).
340 단계에서의 확인 결과, 패킷의 목적지 IP 주소를 가진 노드가 어떤 물리네트워크인터페이스에 연결되어 있는가를 모르면, 상기 가상근거리통신망용 가상네트워크인터페이스에 멤버로 가입되어있는 모든 물리네트워크인터페이스에 대해서 이더넷헤더의 발신지 MAC 주소값을 물리네트워크인터페이스의 MAC 주소값으로 변경한다. 그리고, 해당 프레임이 ARP 프레임이면 발신지하드웨어주소값을 물리네트워크인터페이스의 MAC 주소값으로 변경하고, 물리네트워크인터페이스로 프레임을 송신하는 절차를 반복한다(370 단계). 그럼으로써, 3 계층으로부터 수신된 패킷 송신 요청의 처리가 완료된다(380 단계).
앞에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 라우터와 가상근거리통신망간의 패킷 통신 방법에 의하면, 가상네트워크인터페이스의 MAC 주소값이 가상네트워크인터페이스 내의 노드들이 속한 물리네트워크인터페이스의 MAC 주소값으로 인식되므로, 가상네트워크인터페이스를 지원하지 못하는 네트워크프로세서를 사용하는 라우터와 가상근거리통신망간에 패킷 통신을 수행할 수 있게 된다.
본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로 저장되고 실행될 수 있다.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
이상에 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 라우터와 가상근거리통신망간의 패킷 통신 방법에 의하면, 가상네트워크인터페이스의 MAC 주소값을 가상네트워크인터페이스 내의 노드들이 속한 물리네트워크인터페이스의 MAC 주소값으로 인식하게 함으로써, 가상네트워크인터페이스를 지원하지 못하는 네트워크프로세서를 사용하는 라우터와 가상근거리통신망간에 패킷 통신을 수행할 수 있게 되었다.
도 1은 라우터의 물리적인 구조를 보여주는 블록도이다.
도 2는 라우터에 탑재되어 있는 메인프로세서의 소프트웨어 구조를 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 라우터와 가상근거리통신망간의 패킷 통신 방법을 보여주는 흐름도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
10 : 스위치 패브릭 20 : 메인프로세서
31-34 : 네트워크 프로세서 41-44 : 라인카드 프로세서
60 : 이더넷 스위치 100 : 라우터

Claims (2)

  1. (a) 3계층(Layer 3)으로부터 수신된 패킷의 송신 요청에 응답해서 가상근거리통신망용 가상네트워크인터페이스가 가상근거리통신망 헤더를 구축하도록 설정되어 있는지 여부를 검사하는 단계;
    (b) 상기 (a) 단계에서의 판별 결과, 상기 가상네트워크인터페이스가 상기 가상근거리통신망 헤더를 구축하도록 설정되어 있지 않으면, 패킷의 목적지 IP 주소를 가진 노드가 어떤 물리네트워크인터페이스에 연결되어 있는지를 알고있나 확인하는 단계;
    (c) 상기 (a) 단계에서의 판별 결과, 상기 가상네트워크인터페이스가 상기 가상근거리통신망 헤더를 구축하도록 설정되어 있으면, 상기 가상근거리통신망헤더를 이더넷헤더의 바로 뒤에 삽입한 후, 상기 패킷의 목적지 IP 주소를 가진 노드가 어떤 물리네트워크인터페이스에 연결되어 있는지를 알고있나 확인하는 단계;
    (d) 상기 (b) 또는 상기 (c) 단계에서의 확인 결과, 상기 패킷의 목적지 IP 주소를 가진 노드가 어떤 물리네트워크인터페이스에 연결되어 있는지를 알고 있으면, 상기 프레임의 상기 이더넷헤더에 포함된 발신지 MAC 주소값을 상기 노드가 존재하는 물리네트워크인터페이스의 MAC 주소값으로 변경하고, 상기 프레임이 ARP 프레임이면 ARP헤더의 발신지하드웨어주소 필드값을 상기 물리네트워크인터페이스의 MAC 주소값으로 변경한 후, 상기 프레임을 상기 물리네트워크인터페이스로 송신하는 단계; 및
    (e) 상기 (b) 또는 상기 (c) 단계에서의 확인 결과, 상기 패킷의 목적지 IP 주소를 가진 노드가 어떤 물리네트워크인터페이스에 연결되어 있는지를 모르면, 상기 가상근거리통신망용 가상네트워크인터페이스에 멤버로 가입되어있는 모든 물리네트워크인터페이스에 대해서 이더넷헤더의 발신지 MAC 주소값을 상기 물리네트워크인터페이스의 MAC 주소값으로 변경하고, 상기 프레임이 ARP 프레임이면 발신지하드웨어주소값을 상기 물리네트워크인터페이스의 MAC 주소값으로 변경한 후, 상기 물리네트워크인터페이스로 프레임을 송신하는 절차를 반복하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 라우터와 가상근거리통신망간의 패킷 통신 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 가상근거리통신망용 가상네트워크인터페이스는 상기 라우터의 메인프로세서에 탑재된 운영체제 내부에 네트워크디바이스드라이버로 구현되는 것을 특징으로 하는 라우터와 가상근거리통신망간의 패킷 통신 방법.
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