KR20110084250A - 이더넷 랜 내 포트 또는 포트쌍에서 등시성 데이터 스트림에 따라 스위치오프될 수 있는 포트를 갖는 멀티포트 mac 브릿지를 구동하는 방법 - Google Patents

이더넷 랜 내 포트 또는 포트쌍에서 등시성 데이터 스트림에 따라 스위치오프될 수 있는 포트를 갖는 멀티포트 mac 브릿지를 구동하는 방법 Download PDF

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Abstract

트래픽 클래스에 따라 분화되어 있는, 데이터 패킷의 라우팅(routing)을 위한 멀티포트 브릿지(B1, B2)를 구동하는 방법에 있어서, 추가적인 트래픽 클래스 "등시성 채널"이 적용된다. 상기 데이터 패킷은 IEEE802.1D 표준에 따라 상이한 우선순위 클래스(priority classes)로 세분화된다. 멀티포트 브릿지(B1, B2)는, 단일방향 전송인 경우 적어도 하나의 미리 결정된 포트 및 양방향 전송인 경우 적어도 하나의 미리 결정된 포트쌍이 "포워딩(forwarding)" 상태에서 동작되도록 하는 방식으로 구성된다. 상기 포워딩 상태에서는, 상기 미리 결정된 포트 또는 상기 미리 결정된 포트쌍은 큐(queue)로부터 상기 추가적인 트래픽 클래스(IC)의 데이터 패킷을 포워딩한다. 상기 포워딩 동안, 상기 미리 결정된 포트 또는 포트쌍을 제외한 모든 포트는 비활성화된다. 등시성 데이터 스트림은 하나의 포트 또는 포트쌍에 한정되지 않고 전송 채널의 데이터 레이트에 따라 여러번 실행될 수 있다.

Description

이더넷 랜 내 포트 또는 포트쌍에서 등시성 데이터 스트림에 따라 스위치오프될 수 있는 포트를 갖는 멀티포트 MAC 브릿지를 구동하는 방법{Method for Operating a Multiport MAC Bridge Having Ports which can be Switched Off According to an Isochronous Data Stream at one Port or Port Pair in Ethernet Lans}
본 발명은 청구범위 제 1항의 기특징화 절에 따른 멀티포트 브릿지를 구동하기 위한 방법에 관한 것이다.
US 2005/0265330 A1은 반대편 장치로 또는 반대편 장치로부터의 데이터 전송을 수행하는 네트워크 릴레이 시스템에 관하여 개시한다.
상기 네트워크 릴레이 시스템은 반대편 설비의 대응 포트에 연결되는 다수의 포트를 포함한다. 상기 네트워크 릴레이 시스템은, 논리적 접속으로 간주되는 접속 집합체를 셋업하기 위하여 접속들을 결집시키고 그 접속 집합체를 통하여 각 포트에 동기화비트를 포함하는 제어 프레임 신호의 전송 및 데이터 전송을 수행하는 접속 집합체 제어모듈(connection aggregation control module)을 또한 포함한다. 상기 결집된 접속들 중의 하나에서의 간섭 발생의 검출에 대한 응답으로서, 접속 집합체 제어모듈은 정상적인 무간섭 접속에 연결된 포트로 하여금 데이터 전송을 정지하도록 하고 제 1 값으로 설정된 동기화비트를 포함하는 제어 프레임 신호를 전송하도록 한다. 상기 제 1 값은 상기 정상적인 접속에 연결된 반대편 장치의 대응 포트에서의 데이터 전송을 정지시키기 위하여 사용된다.
US 7,065,050 B1으로부터, 네트워크 스위칭 설비에서의 데이터 흐름(data flow)을 제어하기 위한 방법 및 장치가 알려져 있다. 상기 방법은 일 포트에 대하여 큐(queue)에 배열된 데이터 세트가 미리 결정된 제 1 임계값을 초과하는지 여부를 결정하는 단계, 상기 큐에 배열된 데이터 세트가 상기 제 1 임계값을 초과하는 것으로 결정되는 경우 상기 데이터 흐름을 비활성화하는 단계 및 미리 결정된 공간 조건(spatial condition)과 미리 결정된 시간 조건이 충족되면 상기 포트로의 데이터 흐름을 재활성화하는 단계를 포함한다. 상기 장치는 적어도 하나의 데이터 포트 인터페이스에 전송되는 데이터의 수신을 위한 적어도 하나의 데이터 포트 인터페이스에 접속되는 적어도 하나의 큐(queue), 및 적어도 하나의 큐에 접속되는 메모리 관리 유닛을 포함한다. 메모리 관리 유닛은, 상기 큐에서의 데이터의 충전 레벨이 미리 결정된 임계값에 도달하는 경우에 데이터 흐름을 비활성화하고 이후 상기 큐에서의 데이터의 충전 레벨이 미리 결정된 제 2 임계값에 도달하고 미리 결정된 시간이 경과하는 경우에 상기 큐로의 데이터 흐름을 재활성화도록 하는 방식으로 설계된다.
WO 2004/068798 A2는 제 1 대역폭을 갖는 제 1 타입 구조의 제 1 버스로부터 제 2 버스로 전송되는 등시성 데이터 스트림(isochronous data steam)을, 상기 제 1 대역폭보다 더 좁은 제 2 대역폭을 갖는 매체를 이용함으로써, 우선순위를 정하는 방법을 기재한다.
네트워크를 상이한 레이어-1 세그먼트들로 분리하기 위하여 멀티포트 브릿지를 이용하는 것도 알려져 있다. 각각의 세그먼트는 수신기도 그 세그먼트 내에 위치하고 있는 프레임만을 전송하기 때문에, 전체 네트워크 내에 연관되어 있는 부하는 현저하게 감소한다. 보증된 데이터 레이트(data rate)를 요구하는 실시간 애플리케이션을 위해, 우선 순위화 용량(트래픽 클래스 또는 트래픽 타입)이 안출되어 IEEE802.1D 표준(Institute of Electrical and Electronic Engineers)에 등재되었다. 실제로, 상이한 순위 클래스로 데이터 스트림을 분리하는 종래의 분리는 데이터 처리량(data throughput)에 대한 더 높은 요구를 보증하기에는 충분하지 않다.
본 발명의 목적은 종래기술과 비교하여 데이터 스트림의 실시간용량(real-time-capability)을 개선하고 전파지연(propagation delay) 및 입력에 대한 출력 지터(jitter)를 최소화하는 데에 있다.
상기 목적은 청구범위 제 1항의 특징을 갖는 방법에 의해 달성된다. 본 발명의 바람직한 구현체가 추가 청구항에 정의된다.
데이터 패킷의 트래픽 클래스에 따라(달리 말해, 트래픽 클래스 또는 트래픽 클래스에 관한 정보가 라우팅 동안 고려되는 것을 의미) 분화되어 있는 라우팅(routing)을 위한 멀티포트 브릿지를 구동하는 방법에 있어서, 추가적인 트래픽 클래스가 적용(도입)된다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 데이터 패킷은 IEEE802.1D 표준에 따라 상이한 우선순위 클래스(priority classes)로 세분화되고 추가적인 트래픽 클래스가 정의된다. 멀티포트 브릿지는, 각 전송 방향에 대해서, 적어도 하나의 미리 결정된 포트가 "포워딩(forwarding)" 상태로 동작되고 필요한 경우 상기 미리 결정된 포트가 큐(queue)로부터 상기 추가적인 트래픽 클래스의 데이터 패킷을 배타적으로 포워딩하는 "포워딩" 상태로 설정되도록, 하는 방식으로 구성된다. 만약 그것들이 양방향 데이터 접속이라면, 포트쌍은 "포워딩" 상태로 설정되거나 "포워딩" 상태에서 동작된다. 상기 미리 결정된 포트 또는 미리 결정된 포트쌍 이외의 모든 포트는 상기 포워딩 동안 비활성화된다.
본 발명에 따른 방법의 일 실시예에 있어서, 상기 방법은 추가적인 트래픽 클래스가 도착 트래픽(arriving traffic)에 할당되는지 여부가 체크되는 제 1 체크단계를 포함한다. 상기 제 1 체크단계에서 긍정적 결과인 경우, 상기 방법은 등시성 데이터 흐름(isochronous data flow)이 현재 활성화되어 있는지 여부가 체크되는 제 2 체크단계에서 계속된다. 상기 제 1 체크 단계에서 부정적 결과인 경우, 상기 방법은 IEEE802.1D 표준에 따라 계속된다.
본 발명에 따른 방법의 일 실시예에 따르면, 상기 제 2 체크단계에서 긍정적 결과인 경우, 상기 방법은 현재 활성화된 등시성 데이터 스트림에 관하여 구동 중 제어 유닛에 통보하는 데에 사용되는 워치독 회로(watchdog circuit)가 트리거되는 트리거단계(triggering step)에서 계속된다. 상기 제어유닛은 상기 추가적인 트래픽 클래스 내의 트래픽 스트림의 전송을 조절한다. 상기 제 2 체크단계에서 부정적인 결과인 경우, 반대로, 이하의 단계들 중의 적어도 하나를 포함하는 서브프로세스가 동작된다:
- 미리 결정된 포트 또는 포트쌍을 제외한 모든 포트가 스위치 오프되는 제 1 비활성화 단계. 따라서, 등시성 데이터 채널의 입력 및 출력 포트만이 활성화되고 그 결과 추가적인 큐 관리(queue management)없이 가장 빠른 가능한 전송을 보증한다;
- 각 포트가 다시 스위치 온 될 때까지, 상기 비활성화된 포트에 할당되는 상기 큐의 데이터 패킷이 저장되는 저장 단계;
- 상기 미리 결정된 포트 또는 상기 미리 결정된 포트쌍에 대한 스패닝 트리 메커니즘(spanning tree mechanism)이 비활성화되는 제 2 비활성화 단계. 상기 저장단계에서, 이미 비활성화된 포트의 모든 큐는 정지되고 이것은 이후에 상기 큐가 다시 재활성화될 때 데이터의 손실을 막는다(상기 큐의 콘텐트는 삭제되지 않는다);
- 워치독 회로가 설치되는 설치단계. 타임아웃(timeout) 시간에 대한 상기 워치독 회로의 값은, 상기 추가적인 트래픽 클래스 내 등시성 데이터 스트림의 포워딩 동안 상기 워치독 회로가 언제라도 웨이크업 될 수 있도록 하는 크기가 되도록 선택된다.
본 발명은 많은 이점을 가지고 있는데, 그것 중 일부는 이하의 기재내용에 기재될 것이다. 다수의 포트의 상이한 큐들을 관리함으로 인해 발생되는 큐지연(queue delay)은 회피된다.
다른 경쟁 포트의 우선순위화 메커니즘이 존재하지 않기 때문에 등시성 데이터 스트림의 교란(disturbances)은 회피된다. 이것은 실시간 데이터 흐름의 방해라는 위험을 방지한다.
다수의 멀티포트 브릿지를 통하여 여분의 트래픽 경로를 회피하기 위한 스패닝 트리 메커니즘은 그 자체로 회피된다. 이것은 제어 프레임과 네트워크에서의 주기적 재조정을 제거한다.
새로운 트래픽 클래스 IC의 등시성 데이터 스트림에 대하여 본 발명은 미리 결정된 포트 또는 미리 결정된 포트쌍에 한정되지 않는다. 전송채널의 데이터 레이트 사양에 따라 등시성 데이터 전송을 위한 다수의 포트 또는 포트쌍을 정의하는 것이 가능하다.
본 발명에 따르면 종래의 문제점을 개선할 수 있다.
도 1은 2개의 멀티포트 브릿지를 통한 등시성 데이터 흐름을 나타내기 위한 도식적 시스템 차트를 나타낸다.
도 2는 본 발명에 따른 방법의 순서에 관한 흐름도를 나타낸다.
도 3은 IC 워치독 프로세스의 순서에 관한 흐름도를 나타낸다.
도 4는 트래픽 타입, 큐의 수, 및 상호에 대한 사용자 우선순위 간의 관계를 나타내는 표를 나타낸다.
도 1은 2개의 멀티포트 브릿지 B1, B2를 통한 등시성 데이터 흐름을 나타내기 위한 도식적 시스템 차트를 나타낸다. 등시성 데이터 흐름의 경로(P)는, 트래픽 클래스에 따라 세분화된 데이터 페키지의 라우팅(routing)을 위한 제 1 멀티포트 브릿지(B1), 및 트래픽 클래스에 따라 세분화된 데이터 페키지의 라우팅을 위한 제 2 멀티포트 브릿지(B2)로 이어진다. 본 발명에 따라 새롭게 도입된 추가적인 트래픽 클래스 IC(등시성 채널(isochronous channel))가 정적으로 할당되는 각 멀티포트 브릿지(B1, B2)의 제 1 포트쌍(port pair)은 리소스(큐)에 배타적으로 액세스할 수 있다. 상기 멀티포트 브릿지의 다른 모든 포트는 스위치 오프된다. 이러한 접속해제된 포트들은 "디스에이블(disabled)" 상태를 나타내고 따라서 브릿지 관리에 의해 관리되지 않는다. 큐 내에서 각 포트들을 재활성화한 후에 데이터가 소실되지 않도록, 상기 접속해제된 포트들의 큐는 "동결(frozen)"된다. 상기 경로는 등시성 데이터 스트림에 의해서만 배타적으로 사용되기 때문에, 스패닝 트리 메커니즘(spanning tree mechanism)은 상기 제 1 포트쌍에서는 동작되지 않는다.
도 2는 본 발명에 따른 방법의 순서에 대한 흐름도를 나타낸다. 직사각형 경계(U) 바깥에 위치한 흐름도의 종래 부분은 IEEE802.1D 표준에 의해 이전에 알려져 있다. 흐름도의 종래 부분(K)은, 프레임이 수신되는 프레임 수신단계(S1), 프레임 수신단계(S1)에 이어서 소스 포트 상태(ZQ)에 관한 정보와 목적 포트 상태(destination port state, ZZ)에 관한 정보가 고려되는 활성화 토폴로지 실행단계(active topology execution step, S2)를 포함한다. 토폴로지 실행단계(S2)에 이어서, 필터 데이터베이스에 의지하는 프레임 필터링 단계(S3)가 수행된다.
흐름도의 종래 부분(K)는 각각 프레임이 큐에 삽입되는 제 1 삽입단계(S4)와 제 2 삽입단계(S5)를 또한 포함한다.
흐름도의 종래 부분(K)은, 각각 시간에 따라 이어지는 전송선택단계(S6), 우선순위 할당단계(S7), FCS(frame check sequence) 재계산 단계(S8) 및 프레임 전송단계(S9)를 구비한 제 1 브랜치(branch, A1)를 마지막으로 포함한다.
참조기호 E로 표시되어 있는, 경계(U) 내에 위치한 흐름도의 진보적인 부분은 본 발명에 의해 제공되는 새로운 절차와 관련되어 있다. 흐름도의 진보적인 부분(E)은 먼저 체크단계(E1)를 포함하는데, 이 단계에서는 추가적인 트래픽 클래스 IC가 도착 트래픽에 할당되는지 여부가 체크된다.
상기 제 1 체크단계(E1)에서 부정적인 결과인 경우, 상기 방법은 IEEE802.1D 표준에 따라 제 1 삽입단계(S4)에서 계속된다. 제 1 체크단계(E1)에서 긍정적인 결과인 경우, 상기 방법은 등시성 데이터 스트림이 현재 활성화되어 있는지 여부가 체크되는 제 2 체크단계(E2)에서 계속된다.
제 2 체크단계(E2)에서 긍정적인 결과인 경우, 상기 방법은 구동 중 데이터 스트림이 현재 활성화되어 있다는 것을 제어유닛에 통보하는 데에 사용되는 워치독 회로(watchdog circuit)가 트리거되는 트리거단계(triggering step, E3)에서 계속된다. 상기 제어유닛은 상기 추가적인 트래픽 클래스 내의 트래픽 스트림의 전송을 조절한다.
상기 제 2 체크단계(E2)에서 부정적인 결과인 경우, 이하에서 언급되는 단계들(상호간에 시간적으로 이어짐)을 포함하는 흐름도의 제 2 브랜치가 활성화된다.
- 미리 결정된 포트 또는 포트쌍을 제외한 모든 포트가 스위치 오프되는 제 1 비활성화(deactivation) 단계(E4);
- 각 포트가 다시 스위치 온 될 때까지, 상기 비활성화된 포트에 할당되는 상기 큐의 데이터 패킷이 저장되는 저장 단계(E5);
- 상기 선택된 포트쌍에 대한 스패닝 트리 메커니즘(spanning tree mechanism)이 비활성화되는 제 2 비활성화 단계(E6);
- 워치독 회로가 설치되는 설치단계(E7)로서, 타임아웃(timeout) 시간에 대한 값은 상기 등시성 데이터 스트림의 흐름 동안에 언제라도 상기 워치독 회로가 웨이크업(워치독 트리거링)될 수 있게 하는 크기가 되도록 선택되는 설치단계(E7).
설치 단계(E7)와 트리거 단계(E3) 이후에는 흐름도의 종래 부분(K) 내에 위치한 제 1 삽입 단계(S4)가 뒤따른다. 등시성 데이터 스트림은 FIFO(first in first out) 원리에 따라 이상적으로 관리되는 하나의 큐(queue)만을 요구한다. 이것은 상기 등시성 데이터 스트림의 전송 동안에 다른 큐들에 대한 큐 관리를 제거한다.
도 3은 IC 워치독 프로세스의 순서에 대한 흐름도를 나타내고, 상기 IC 워치독 프로세스는 상기 워치독 회로가 타임아웃 정보가 존재하는지 여부를 체크하는 질의단계(W1)를 포함한다.
워치독 프로세스에 속해 있는 카운팅 프로세스가 블럭(W)에서 발생한다.
질의 단계(W1)의 긍정적 결과는 등시성 데이터 스트림의 전송이 종료되었다는 결과를 갖는다(워치독(E3)의 트리거링이 존재하지 않음). 이 때문에, 비활성화된 모든 포트는 먼저 다시 스위치온된다(단계(W2)).
또한, 정지된 모든 큐가 활성화된다(단계(W3)). 추가적으로, 상기 추가적인 트래픽 클래스가 할당되지 않은 포트에 대한 스패닝 트리 메커니즘(단계(W4))이 스위치온된다. 그리고 나서, IC 워치독이 제거되고(단계(W5)), 그 이후 멀티포트 브릿지는 다시 원래 상태로 된다.
도 4는 트래픽 타입, 큐의 수, 및 상호에 대한 사용자 우선순위 간의 관계를 나타내는 표를 나타낸다.
상기 표는 IEEE802.1D로부터 공지된 종래의 표에 기초하여 수정되었으며 추가적인 트래픽 클래스 IC를 수용한다.
상기 표에 사용된 약자는 다음의 의미를 갖는데, 구체적으로는:
BK = background, BE = best effort, EE = excellent effort, CL = controlled load, VI = video, VO = voice, NC = network control, IC = isochronous channel.
상기 표는 상기 새로운 트래픽 클래스 IC가 단 하나의 큐를 규정한다는 것을 보여준다. 큐 관리가 가능한한 효과적이고 단순하도록, 다른 어떤 큐도 요구되지 않는다.

Claims (5)

  1. 트래픽 클래스에 따라 분화되어 있는, 데이터 패킷의 라우팅을 위한 멀티포트 브릿지(B1, B2)를 구동하는 방법으로서,
    상기 방법에는 추가적인 트래픽 클래스(IC)가 적용되고,
    상기 멀티포트 브릿지(B1, B2)는, 각 전송 방향에 대해서, 적어도 하나의 미리 결정된 포트가 "포워딩(forwarding)" 상태에서 동작되도록 하는 방식으로 구성되고,
    상기 포워딩 동안 상기 미리 결정된 포트 또는 포트쌍 외의 모든 포트는 비활성화되며,
    상기 "포워딩 상태"에서는 상기 미리 결정된 포트가 큐(queue)로부터 상기 추가적인 트래픽 클래스의 데이터 패킷을 포워딩하는 것임을 특징으로 하는, 데이터 패킷의 라우팅을 위한 멀티포트 브릿지(B1, B2)를 구동하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 데이터 패킷은 IEEE802.1D 표준에 따라 상이한 트래픽 클래스로 세분화되는 것을 특징으로 하는, 데이터 패킷의 라우팅을 위한 멀티포트 브릿지(B1, B2)를 구동하는 방법.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 방법은 상기 추가적인 트래픽 클래스(IC)가 도착 트래픽(arriving traffic)에 할당되는지 여부가 체크되는 제 1 체크 단계(E1)를 포함하고,
    상기 제 1 체크 단계(E1)에서 긍정적 결과인 경우, 상기 방법은 등시성 데이터 흐름(isochronous data flow)이 현재 활성화되어 있는지 여부가 체크되는 제 2 체크 단계(E2)에서 계속되며,
    상기 제 1 체크 단계(E1)에서 부정적 결과인 경우, 상기 방법은 IEEE802.1D 표준에 따라 계속되는 것을 특징으로 하는, 데이터 패킷의 라우팅을 위한 멀티포트 브릿지(B1, B2)를 구동하는 방법.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 체크단계(E2)에서 긍정적 결과인 경우, 상기 방법은 데이터 스트림이 현재 활성화되어 있다는 것을 구동 중 제어 유닛에 통보하는 데에 사용되는 워치독 회로가 트리거되는 트리거 단계(triggering step, E3)에서 계속되고, 상기 제어유닛은 상기 추가적인 트래픽 클래스(IC) 내의 상기 트래픽 스트림의 포워딩을 조절하며,
    상기 제 2 체크 단계(E2)에서 부정적인 결과인 경우, 서브프로세스가 동작되고,
    상기 서브프로세스는
    - 상기 미리 결정된 포트 또는 포트쌍을 제외한 모든 포트가 스위치 오프되는 제 1 비활성화 단계(E4);
    - 각 포트가 다시 스위치 온 될 때까지, 상기 비활성화된 포트에 할당된 상기 큐의 데이터 패킷이 저장되는 저장 단계(E5);
    - 상기 미리 결정된 포트 또는 상기 미리 결정된 포트쌍에 대한 제 1 스패닝 트리 메커니즘(spanning tree mechanism)이 비활성화되는 제 2 비활성화 단계(E6);
    - 워치독 회로가 설치되는 설치 단계(E7)로서, 타임아웃 시간에 대한 상기 워치독 회로의 값은 상기 추가적인 트래픽 클래스 내 상기 데이터 스트림의 흐름 동안 상기 워치독 회로가 언제라도 웨이크업(워치독 트리거링)될 수 있도록 하는 크기가 되도록 선택되는, 설치 단계(E7),
    중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는, 데이터 패킷의 라우팅을 위한 멀티포트 브릿지(B1, B2)를 구동하는 방법.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    미리 결정된 포트 또는 포트쌍의 수가 되도록 등시성 데이터 스트림의 수가 정의되는 것을 특징으로 하는, 데이터 패킷의 라우팅을 위한 멀티포트 브릿지(B1, B2)를 구동하는 방법.
KR1020117010923A 2008-10-16 2009-10-13 이더넷 랜 내 포트 또는 포트쌍에서 등시성 데이터 스트림에 따라 스위치오프될 수 있는 포트를 갖는 멀티포트 mac 브릿지를 구동하는 방법 KR101630443B1 (ko)

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