KR20090111751A - 이더넷 링 망에서의 강제 보호 절체 방식 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이더넷 링 망에서의 강제 보호절체 및 해제 기술에 관한 것으로, 본 발명에 따른 강제 보호절체 방법은 네트워크 운용자가 초기 설정된 이더넷 링 망의 토폴로지를 네트워크 운용 유지 보수 차원에서 변경할 필요가 있을 경우, 강제 절체 (Force Switch) 운용자 명령어(Command)로 특정 링 노드의 포트를 한시적으로 차단하거나, 강제 절체 해제 (Clear) 운용자 명령어로 특정 링 노드의 포트를 초기 설정된 상태로 차단 해제함으로써, 망 운용의 유연성을 제공하는 것을 특징으로 한다.
이더넷, 링형, 강제, 보호절체, 해제, 방식

Description

이더넷 링 망에서의 강제 보호 절체 방식{Method for Force Protection Switching in Ethernet Ring Network}
본 발명은 트랜스포트 네트워크 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이더넷 망 보호 절체 기술에 관한 것이다.
본 연구는 정보통신부 및 정보통신연구진흥원의 IT성장동력기술개발 사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2008-S-009-01, 과제명: 피킷-광 통합 스위치 기술 개발].
최근 인터넷 사용자의 폭발적 증가로 인하여 통신망의 트래픽은 엄청난 속도로 증가하고 있으며, 사용자들은 고속 데이터 서비스, 전자 상거래, 원격 진료, 가상 교육 및 실시간 멀티 미디어 서비스와 같은 다양한 서비스를 요구하고 있다.
따라서 통신망이 안정적으로 동작하여 사용자들에게 중단없는 서비스를 제공하고 망의 효율을 극대화하기 위해서는 망의 고장이나 성능의 저하에 대응하기 위한 관리 방안이 필요하다.
관리 방안 중 생존성(survivability) 향상 구조는 크게 보호절체(protection switching)와 복구(restoration) 등으로 분류할 수 있다. 보호절체는 노드간에 미 리 필요한 경로와 대역폭을 설정하여 망의 장애 발생시 신속하게 복구할 수 있도록 하는 방법이다. 복구는 장애 발생 후에 망의 이용 가능한 모든 경로와 용량을 이용하여 중단된 서비스를 원래의 상태로 복원하는 방법이다.
보다 구체적으로 보호절체 기술은 동기 디지털 계층(Synchronous Digital Hierarchy, 이하 SDH)/동기식 광통신망(Synchronous Optical NETwork, 이하 SONET) 등과 같은 광 전송장비에서 많이 적용되어 온 기술이다.
그러나 이더넷에서는 이와 같은 선형 및 링 망에서의 링크 보호절체를 수행하는 기술은 제안되었으나, 링형 망에서의 링크 강제 보호절체 기술에 대해서는 제안되지 않았다.
선행특허 US2005/0243823 A1은 링 내의 특정 노드를 Arbiter 또는 Master Arbiter와 Slave Arbiter로 설정하여 Hello 메시지에 의해 링 상태를 진단, Arbiter는 평상시에 특정 포트를 블록하고 있다가 장애 검출시 unblock 하는 링크 장애 복구 기능을 수행한다.
따라서 기존의 이더넷 보호절체 기술에서는 이더넷 기반의 링형 네트워크에서 운용자가 특정 노드의 전송 선로를 보수하기 위하여 임시로 동작중인 링크를 쉽게 차단할 수 없는 문제점이 있다.
이에 따라 이더넷 기반 링 네트워크에서 운용자가 명령에 의하여 특정 링크를 임시로 강제 절체 및 해제하는 방법이 필요하다.
따라서 본 발명은 상술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서 이더넷 기반 링형 네트워크에서의 강제 보호절체 방법 및 해제 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 이더넷 기반 링 망에서의 강제 보호절체 및 해제에 관한 방법을 제안한다.
이더넷 링을 구성하는 다수의 링크들 중 하나를 RPL (Ring Protection Link)로, RPL의 양쪽 포트 중 한쪽에 연결된 노드를 RPL 주인(Owner)으로 지정하고 평상시에 RPL을 차단(Block)해 놓음으로써 루프 발생을 방지한다. 이후 운용자가 임시로 RPL 이외의 다른 링크 또는 노드를 트래픽 전달 구간에서 제외하기 위하여 특정 노드에 강제절체 명령(Force Switch Command)을 주면 특정 노드는 차단해제(Unblock) 되어 있는 포트를 차단(Block)하고, R-APS(FS) 메시지를 RPL Owner로 전송하면 RPL Owner는 차단되어 있는 포트를 차단해제(Unblock)하고, 각 노드의 FDB (Filtering DataBase)를 초기화(Flush) 함으로써 MAC 주소 학습에 의해 서비스 트래픽이 정상 전달되도록 하는 것을 특징으로 하는 강제 보호절체 방법에 의해서 달성된다.
전술한 바와 같이 본 발명에 따르면 이더넷 기반 링 망에서의 강제 보호절체 및 해제에 관한 방법이 제공된다.
즉 이더넷 링형 네트워크에서 운용자가 차단 해제되어 있는 특정 링크를 임 시로 강제 차단하여 링크의 상태 점검등의 운용 유지 보수를 하는 경우, 제공중인 서비스를 유지하면서 운용자 명령으로 동작중인 링크를 변경하므로, 망 운용의 유연성을 제공하는 효과가 있다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 이더넷 링 망의 강제 보호 절체 동작을 설명하기 위한 참고도이다.
도 1을 참조하면, 초기에 운용자는 RPL Owner를 노드 G로 지정하며, 트래픽의 루프를 방지하기 위하여 노드 G의 East 포트는 차단 상태로 지정한 경우이다. 운용자가 노드 D와 노드 E 구간의 링크를 차단하는 경우, 노드 D에 FS 명령을 내리면 노드 D는 해당 포트를 차단하고 R-APS(FS) 메시지를 양방향 노드로 전송하며 자기의 FDB(Filtering Data Base) 테이블을 초기화(플러시)한다. RPL Owner 노드가 아닌 노드는 R-APS(FS) 메시지를 수신하면 각 노드의 FDB 테이블을 초기화(플러시)하며, RPL Owner는 R-APS(FS) 메시지를 수신하면 초기에 차단되어 있는 포트를 차 단 해제하고 FDB를 초기화한다. 노드 D는 주기적으로 R-APS(FS) 메시지를 양방향으로 전송하며, 각 노드는 링 상태가 FS 상태임을 인식한다. 서비스 트래픽은 MAC 주소학습(MAC Learning) 절차에 의해 각 노드의 FDB가 갱신되면 재개된다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 이더넷 링 망의 강제 보호 절체 해제 비복귀형(Non-revertive) 동작을 설명하기 위한 참고도이다.
도 2를 참조하면, 노드 D의 East 포트는 차단되어 있고, RPL Owner의 포트는 차단 해제되어 있으며, 링의 각 노드는 FS 상태를 유지하고 있다. 운용자가 임시로 노드 D에 걸어둔 FS 상태를 해제하고자 하는 경우 노드 D에 해제(Clear) 명령을 내린다. 노드 D는 인접 R-APS(FS) 메시지와 R-APS(NR,RB) 메시지를 수신하는 경우 오동작을 방지하기 위한 Guard 타이머를 구동하고, 양 방향 노드로 R-APS(NR) 메시지를 보낸다. RPL Owner는 R-APS(NR) 메시지를 수신하면 WTB(Wait to Block) 타이머를 구동하여, 타이머가 종료되면 차단 해제되어 있는 포트를 차단하고 R-APS(NR,RB) 메시지를 양 방향 노드로 전송한 후, FDB를 초기화 하고 양 방향 노드로 R-APS(NR,RB) 메시지를 주기적으로 송신하여 링의 노드 상태가 IDLE 상태임을 알린다. 노드 D는 R-APS(NR,RB) 메시지를 수신하면, Guard 타이머가 종료된 경우 차단되어 있는 포트를 차단해제하고 FDB를 초기화하며, 모든 노드는 이후에 R-APS(NR,RB) 메시지가 수신되어도 FDB를 초기화하지 않으며, MAC 주소학습 과정에 따라 서비스 트래픽이 재개된다.
이하 도 3 내지 도 5를 통해 강제 보호절체 방법 및 해제 방법에 대해 상세히 후술한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 이더넷 링 망의 강제 보호 절체 방법을 도시한 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 링 네트워크에 R-APS(NR,RB)메시지가 주기적으로 수신되는 R-APS 요구가 없는 IDLE(S300) 상태이다. 운용자가 망의 운용상 임시로 노드 D와 노드 E 구간의 링크를 차단하는 경우, 노드 D에 FS 명령을 입력하면(S310), 노드 D는 해당 포트를 차단하고(S320), R-APS(FS) 메시지를 양방향 노드로 전송하며(S330), 노드 D의 FDB(Filtering Data Base) 테이블을 초기화(플러시)한다(S340). R-APS(FS) 메시지가 다른 노드에 수신되면(S350), RPL Owner 노드가 아닌 노드는 각 노드의 FDB 테이블을 초기화(플러시)하며(S391), RPL Owner는 초기에 차단되어 있는 포트를 차단 해제하고(S380), FDB를 초기화한다(S390). 노드 D는 주기적으로 R-APS(FS) 메시지를 양방향으로 전송하며(S392), 각 노드는 링 상태가 FS 상태임을 인식한다(S393). MAC 주소학습(MAC Learning) 절차에 의해 각 노드의 FDB가 갱신되면 서비스 트래픽은 재개된다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 이더넷 링 망의 강제 보호 절체 방법을 도시한 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 각 노드는 R-APS(FS) 메시지가 수신되며, 노드 D의 East 포트는 차단되어 있고, RPL Owner의 포트는 차단 해제되어 있으며, 링의 각 노드는 FS 상태를 유지하고 있다(S410). 운용자가 임시로 노드 D에 걸어둔 FS 상태를 해제하고자 하는 경우 노드 D에 해제(Clear) 명령을 내린다(S420). 노드 D는 인접 R-APS(FS) 메시지와 R-APS(NR,RB) 메시지를 수신하는 경우 오동작을 방지하기 위한 Guard 타이머를 구동하고(S430), 양 방향 노드로 R-APS(NR) 메시지를 전송한다(S440). RPL Owner는 R-APS(NR) 메시지를 수신하면(S450, S460), WTB(Wait to Block) 타이머를 구동하여(S470), WTB 타이머가 종료되면(S480), 차단 해제되어 있는 포트를 차단하고(S490), R-APS(NR,RB) 메시지를 양 방향 노드로 전송한 후(S500), FDB를 초기화 하고(S510), 양 방향 노드로 R-APS(NR,RB) 메시지를 주기적으로 송신하여 링의 노드 상태가 IDLE 상태임을 알린다(S520). Clear 명령을 받은 노드 D는 R-APS(NR,RB) 메시지를 수신하면(S530,S550), Guard 타이머가 종료된 경우(S570), 차단되어 있는 포트를 차단해제하고(S590), FDB를 초기화한다(S600). R-APS(NR,RB) 메시지를 수신한 노드가 노드 D가 아니고, RPL Owner도 아닌 경우(560), 각 노드는 자기의 FDB를 초기화한다(S580). RPL Owner는 R-APS(NR,RB) 메시지를 양방향으로 주기적으로 송신하여 링의 상태를 IDLE 상태(S610)로 한다. 모든 노드는 이후에 R-APS(NR,RB) 메시지를 수신되어도 FDB를 초기화하지 않으며, MAC 주소학습 과정에 따라 서비스 트래픽이 재개된다.
본 발명은 이더넷 링 보호절체 기술이 구현된 네트워크 스위칭 기술 분야에서 이용될 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위 에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 이더넷 링 망의 강제 보호 절체 동작을 설명하기 위한 참고도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 이더넷 링 망의 강제 보호 절체 해제 동작을 설명하기 위한 참고도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 이더넷 링 망의 강제 보호 절체 방법을 도시한 흐름도,
도 4 및 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 이더넷 링 망의 강제 보호 절체 해제 방법을 도시한 흐름도

Claims (7)

  1. 이더넷 링 망에서의 강제 보호절체 방법에 있어서,
    운용자가 임시로 RPL 이외의 다른 링크 또는 노드를 트래픽 전달 구간에서 제외하기 위하여 특정 노드에 강제절체 명령(Force Switch Command)을 주면 특정 노드는 차단해제(Unblock) 되어 있는 포트를 차단(Block)하는 단계; 및
    RPL Owner는 차단되어 있는 포트를 차단해제(Unblock)하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이더넷 링 강제 보호절체 방법.
  2. 운용자가 FS 상태인 특정 노드에 FS Clear 명령을 내리면 특정 노드는 차단 되어 있는 포트를 초기 상태인 차단 해제 상태로 동작하는 단계; 및
    RPL Owner는 차단 해제되어 있는 포트를 초기 상태로 차단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이더넷 링 강제 보호절체 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    특정 노드는 차단해제(Unblock) 되어 있는 포트를 차단(Block)하는 방법은, 운용자가 FS 명령을 특정 노드로 보내면 명령을 수신한 특정 노드는 해당 포트를 차단하고, R-APS(FS) 메시지를 양방향 노드로 전송한 후, 특정 노드의 FDB(Filtering Data Base) 테이블을 초기화(플러시)하는 단계; 및
    R-APS(FS) 메시지를 수신한 RPL Owner 노드가 아닌 다른 노드는 각 노드의 FDB 테이블을 초기화(플러시)하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이더넷 링 강제 보호절체 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    RPL Owner의 포트를 차단 해제하는 방법은,
    R-APS(FS) 메시지를 수신한 RPL Owner는 초기에 차단되어 있는 포트를 차단 해제하고, FDB를 초기화 하는 단계; 및
    FS 명령을 수신한 특정는 주기적으로 R-APS(FS) 메시지를 양방향으로 전송하여 각 노드는 링 상태가 FS 상태임을 인식하는 단계; 및
    이후 MAC 주소학습(MAC Learning) 절차에 의해 각 노드의 FDB가 갱신되면서 서비스 트래픽이 재개되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이더넷 링 강제 보호절체 방법.
  5. 제 2 항에 있어서,
    FS 명령에 의해 차단된 포트를 차단 해제하는 방법은,
    운용자가 FS 명령이 걸린 노드에 해제(Clear) 명령을 내리면, Clear 명령을받은 노드는 원격 R-APS(FS) 메시지와 R-APS(NR,RB) 메시지를 수신하는 경우 오동작을 방지하기 위한 Guard 타이머를 구동하는 단계; 및
    Clear 명령을 받은 노드는 양 방향 노드로 R-APS(NR) 메시지를 전송하는 단계; 및
    Clear 명령을 받은 노드는 RPL Owner로부터 R-APS(NR,RB) 메시지를수신하면, Guard 타이머가 종료된 이후, 차단되어 있는 포트를 차단해제 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이더넷 링 강제 보호절체 방법.
  6. 제 2 항에 있어서,
    차단 해제되어 있는 RPL Owner의 포트를 차단하는 방법은,
    RPL Owner는 R-APS(NR) 메시지를 수신하면, 차단 해제되어 있는 포트를 차단하고, R-APS(NR,RB) 메시지를 양 방향 노드로 전송한 후, RPL Owner의 FDB를 초기화 하는 단계; 및
    RPL Owner는 양 방향 노드로 R-APS(NR,RB) 메시지를 주기적으로 송신하여 링의 노드 상태가 IDLE 상태임을 알리는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이더넷 링 강제 보호절체 방법.
  7. 제 2 항에 있어서,
    FDB 초기화(플러시) 방법은,
    R-APS(NR,RB) 메시지를 수신한 노드는 각 노드의 FDB를 초기화하며, 이후에 R-APS(NR,RB) 메시지를 수신하여도 FDB를 초기화하지 않는 단계; 및
    초기화된 FDB는 MAC 주소학습 과정에 의해 포워딩 정보가 갱신된 후, 서비스 트래픽이 재개되는 단계를 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이더넷 강제 보호절체 방법.
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