KR20120093225A - 성능 모니터링을 이용한 능동 다중경로 네트워크 리던던시 - Google Patents

성능 모니터링을 이용한 능동 다중경로 네트워크 리던던시 Download PDF

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KR20120093225A
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롤랜드 미첼 코츠
윌리엄 스튜어트 세크리스트
다니엘 베일리 히라난다니
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에어로바이론먼트, 인크.
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Abstract

수신 네트워크 노드(210)는 송신 네트워크 노드(230)로부터 수신된 최초 송신 시간이 상이한 패킷들을 선택하고, 최초 송신 시간에 기반하여 애플리케이션 계층(740)으로의 선택된 패킷들의 송신을 수락하도록 구성된다. 인터네트워킹된 프로세서 노드는, (a) 수신된 패킷 메시지의 시퀀스 번호 및 발신자 ID를 판독하고(810); (b) 발신자 ID와 연관되는 저장된 최대 시퀀스 번호를 수신된 패킷의 시퀀스 번호와 비교하고(820); (c) 수신된 패킷의 시퀀스 번호가 발신자 ID와 연관되는 저장된 최대 시퀀스 번호보다 작거나 같은 경우, 수신된 패킷을 폐기하고(840); (d) 수신된 패킷의 시퀀스 번호가 발신자 ID와 연관되는 저장된 최대 시퀀스 번호보다 큰 경우, 상위계층 프로토콜에 기반하여 수신된 패킷의 메시지를 애플리케이션에 전달하도록(860) 구성된다.

Description

성능 모니터링을 이용한 능동 다중경로 네트워크 리던던시{ACTIVE MULTI-PATH NETWORK REDUNDANCY WITH PERFORMANCE MONITORING}
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2009년 9월 23일자로 출원된 미국 가출원번호 제61/245,170호 및 2010년 3월 31일자로 출원된 미국 가출원번호 제61/319,363호의 이익을 주장하며, 양자의 개시내용이 모든 면에서 이에 참조로서 통합된다.
본 발명은 리던던트 메시지 처리에 관한 것으로, 특히 상이한 IP 주소를 가지며 동일한 발신 노드로부터 발신되는 리던던트 메시지의 메시지 계층 처리에 관한 것이다.
도 1은 개방형 시스템 상호접속(Open Systems Interconnection) 모델의 테이블형 리스트이다. OSI 모델은 비트, 프레임, 패킷의 데이터 단위를 가진 매체 계층들, 및 데이터 및 데이터 세그먼트를 가진 호스트 계층들로 표현될 수 있다. 상기 계층들은 물리 계층, 데이터 링크 계층, 네트워크 계층, 전송 계층, 세션 계층, 프리젠테이션 계층, 및 애플리케이션 계층으로 더 표현될 수 있다. 사용자 데이터그램 프로토콜(User Datagram Protocol)은, 인터넷 프로토콜(IP)을 사용하는 네트워크의 컴퓨터들 간에 교환되는 메시지에 대해, 제한된 서비스, 즉 경량 프로토콜을 제공하는 통신 프로토콜이다. UDP는 하나의 컴퓨터/노드로부터 다른 컴퓨터/노드로 데이터 단위, 즉 데이터그램을 전송하기 위해 IP를 사용한다. 특히, UDP는 패킷 도착의 시퀀싱을 제공하지 않는다.
본 발명은 성능 모니터링을 이용한 능동 다중경로 네트워크 리던던시를 제공하는 것을 목적으로 한다.
실시형태들은, 어드레싱 가능한 메모리, 및 (a) 메시지를 포함하는 수신된 패킷의 시퀀스 번호 및 발신자 ID를 판독하고; (b) 발신자 ID와 연관되는 저장된 최대 시퀀스 번호를 수신된 패킷의 시퀀스 번호와 비교하고; (c) 수신된 패킷의 시퀀스 번호가 발신자 ID와 연관되는 저장된 최대 시퀀스 번호보다 작거나 같은 경우, 수신된 패킷을 폐기하고; (d) 수신된 패킷의 시퀀스 번호가 발신자 ID와 연관되는 저장된 최대 시퀀스 번호보다 큰 경우, 상위계층 프로토콜에 기반하여 수신된 패킷의 메시지를 애플리케이션에 전달하도록 구성되는 프로세서를 구비한 인터네트워크의 노드를 포함할 수 있다. 노드는 2개 이상의 경로로부터 동일한 발신자 ID를 가진 패킷들을 수신하도록 선택적으로 구성될 수 있다. 발신자는 준실시간(near real-time) 제어기를 포함할 수 있고, 노드는 게이트웨이, 및 (1) 수신된 프레임의 페이로드 정보에 응답하는 이펙터; (2) 무선주파수 송신기; (3) 무선주파수 수신기; 및 (4) 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 예컨대 실시형태들은, (a) 발신 노드의 프로세서에 의해, (i) 프레임 시퀀스 번호를 제1 패킷의 프레임에 할당하고; (ii) 발신자 식별 번호를 제1 패킷의 프레임에 할당하고; (iii) 프레임 시퀀스 번호를 제2 패킷의 프레임에 할당하고; (iv) 발신자 식별 번호를 제2 패킷의 프레임에 할당하는 단계; (b) 목적지 노드의 프로세서에 의해, 제1 패킷 및 제2 패킷으로 이루어진 세트의 제1 수신 패킷의 프레임 시퀀스 번호 및 발신자 번호를 기록하는 단계; 및 (c) 목적지 노드의 프로세서에 의해, 기록된 프레임 시퀀스 번호 및 기록된 발신자 번호를 가진 제2 수신 패킷을 드롭하는 단계를 포함하는 리던던트 메시지의 처리 방법일 수 있다. 상기 방법의 일부 실시형태들은, 드롭 단계 이전에, 제2 수신 패킷의 프레임 시퀀스 번호 및 제1 수신 패킷의 기록된 프레임 시퀀스 번호 간의 차가 상위 임계값 이상이거나 하위 임계값 이하인 경우, 목적지 노드의 프로세서에 의해, 제1 수신 패킷의 기록된 발신자 번호를 가진 제2 수신 패킷의 프레임 시퀀스 번호 및 발신자 번호를 기록하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 방법의 일부 실시형태들은, 발신 노드에 의해, 제1 패킷을 제1 네트워크 인터페이스 회로를 통해 송신하고, 제2 패킷을 제2 네트워크 인터페이스 회로를 통해 송신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
방법의 실시형태들은 또한, (a) 네트워크의 복수의 네트워크 노드에 건강 요청을 멀티캐스팅하는 단계; (b) 응답 노드의 이더넷 MAC 주소를 포함하는 건강 요청 응답 메시지를 복수의 네트워크 노드 중 하나 이상의 노드로부터 수신하는 단계; (c) 타임 스탬프를 수신된 건강 요청 응답 메시지에 결합시키는 단계; (d) 응답 노드의 수신된 이더넷 MAC 주소 및 결합된 타임 스탬프를 저장하는 단계; 및 (e) 하나 이상의 노드의 수신 및 저장된 이더넷 MAC 주소에 기반하여, 하나 이상의 노드에 대한 동일한 송출 메시지를 2개 이상의 네트워크 인터페이스 회로(NIC) 이더넷 드라이버에 제공하는 단계로 이루어진 네트워크 노드의 건강 평가 방법을 포함한다. 예시적인 방법의 실시형태는 또한, 하나 이상의 노드의 수신 및 저장된 이더넷 MAC 주소의 하나 이상의 타임 스탬프에 기반하여 네트워크 건강을 평가하는 단계를 포함할 수 있다. 예시적인 방법의 실시형태는 또한, 2개 이상의 NIC 경로를 통해 송신된 패킷들을 2개 이상의 NIC 경로를 통해 수신된 패킷들과 비교하는 단계; 및 2개 이상의 NIC 패킷들 각각에 대해 패킷 손실량을 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
실시형태들은 첨부 도면에서 제한이 아닌 예로서 도시된다.
도 1은 OSI 모델의 테이블형 리스트이다.
도 2는 예시적인 상위레벨 시스템도이다.
도 3은 일 실시형태의 예시적인 계층들을 도시한다.
도 4는 상위레벨 관계 인터페이스 차트를 도시한다.
도 5는 관계 인터페이스 차트를 도시한다.
도 6은 예시적인 프레임 헤더 콘텐츠 배열 및 메시지 콘텐츠 배열을 도시한다.
도 7은 예시적인 시퀀스 필터링 및 핑 요청 핸들링을 도시하는 상위레벨 흐름도이다.
도 8은 예시적인 시퀀스 필터링의 실시형태를 도시하는 흐름도이다.
도 9는 건강 평가를 위해 데이터 수집을 이용하는 예시적인 이더넷 기반의 통신 흐름을 도시하는 기능 블록도이다.
도 10은 예시적은 알고리즘 구조를 goComMux 흐름도로 도시한다.
예시적인 실시형태들을 도시하는 도면을 참조한다. 도 2는 예시적인 상위레벨 시스템도(200)이다. 본원에서는 프로세서가 중앙처리장치(CPU) 및 어드레싱 가능한 메모리를 구비한 컴퓨터 또는 컴퓨팅 장치로 정의되고, 컴퓨팅 장치는 특정 컴퓨팅 장치로 기능하도록 실행 가능 및 기계-판독 가능한 명령, 회로, 또는 양자의 조합을 통해 구성될 수 있다. 네트워크는 프로세서를 구비한 소스 노드, 프로세서를 구비한 목적지 노드, 및 상기 노드들 사이에 개재된 네트워크 링크를 포함할 수 있다. 소스 노드는 목적지 노드를 위한 명령어와 같은 메시지를 생성할 수 있다. 예시적인 메시지는 복수의 네트워크 인터페이스 카드에 의해 준비되어 송신될 수 있다. 도 2의 예시적인 도면에서, 소스 노드(210)는 네트워크 인터페이스 카드(NIC)일 수 있는 2개의 컴퓨터 회로 기판 또는 2개의 네트워크 인터페이스 장치(215, 220)를 통해 네트워크와 인터페이스할 수 있다. 이후, 각각의 NIC는 라우팅 스위치(231~234), 예컨대 유도된 포트 라우팅을 위한 테이블을 가진 스위치와 접속될 수 있다. 도 2의 예시적인 네트워크에서, 제1 NIC는 제1 스위치 (231)로 송신할 수 있고, 제1 스위치는 제2 스위치(232)로 송신할 수 있다. 또한, 도 2의 예시적인 네트워크에서, 제2 NIC(220)는 제1 NIC(215)와 같은 메시지를 제4 스위치(234)로 송신할 수 있고, 제4 스위치(234)는 제3 스위치(233)로 송신할 수 있다. 제2 스위치(232) 및 제3 스위치(233)는 목적지 노드(230)로 패킷/다이어그램을 송신할 수 있다. 따라서, 목적지 노드(230)는 예컨대 2개 이상의 채널을 통해 하나의 소스 노드(210)로부터 리던던트 메시지를 수신하기도 한다.
도 3은 일 실시형태의 예시적인 계층들(300)을 도시하되, 물리 계층(310)으로부터 UDP/IP(320), 단문 메시지 프로토콜(330), 애플리케이션 계층(340)들로 이어진다. 또한, 도 3에는, 대용량 데이터 스트림(350), 소켓 래퍼(360), 및 네트워크 제어 스택(370)이 도시되어 있다. 도 4는 소켓 계층(420) 및 애플리케이션 계층(430) 사이에 개재된 메시지 처리 계층(410)을 도시하는 상위레벨 관계 인터페이스 차트(400)이다. 이러한 실시예의 소켓 계층(420)은 소켓의 개폐를 관리하고, UDP 패킷의 송수신을 처리하고, 유니캐스트/멀티캐스트 UDP 데이터그램 양자를 지원한다. 이러한 실시예의 메시지 처리 계층(410)은 핑 메시지에 응답하고, 삽입된 시퀀스 번호를 이용하여 메시지를 필터링하고, 실시간 운영체계(Real-Time Operating System) 노드와 동작 가능한 경우에는, 새로운 메시지가 유효할 때 애플리케이션 계층(430)을 호출할 수 있다. 도 5는 예시적인 애플리케이션 인터페이스(510)를 보여주는 관계 인터페이스 차트(500)를 도시한다. 이러한 도면은 애플리케이션 계층으로/으로부터의 예시적인 메시지 흐름을 도시한다.
도 6은 예시적인 프레임 헤더 콘텐츠 배열 및 메시지 콘텐츠 배열(600)을 도시한다. 프레임 헤더(610)는 시퀀스 번호(615) 및 발신자 ID(625)를 가진 것으로 도시된다. 애플리케이션 레벨에서의 연속성을 달성하기 위해, 발신자 ID(625)와 함께 시퀀스 번호(615)를 참조할 수 있다. 시퀀스 번호(615)는 특정의 발신자에 의해 송신된 프레임들의 16비트 정수(integer count)일 수 있다. 각각의 발신 노드는 각각이 상이한 IP 주소를 가진 2개 이상의 NIC를 구비할 수 있다. 발신자 ID(625)는 프레임을 발신한 노드를 독자적으로 식별하는 8비트 정수일 수 있다. 노드 번호 리스트를 캡쳐하기 위해 노드 ID 헤더 파일을 사용할 수 있다.
도 7은 예시적인 시퀀스 필터링(710) 및 핑 요청 핸들링(720) 과정을 도시하는 상위레벨 흐름도(700)이다. 2개 이상의 소스가 프레임 단위로 메시지를 제공할 수 있고, 이 때 메시지가 동일하고 시퀀스 번호가 동일하다. 메시지 처리 계층(730)은 최종 수신된 시퀀스 번호를 저장하고, 이를 수신된 프레임의 시퀀스 번호와 비교할 수 있다. 네트워크 제어기 노드는 삽입된 시퀀스 번호를 이용하여 메시지를 필터링하고, 새로운 메시지가 유효할 때 애플리케이션 계층(740)을 호출하고, 핑 메시지를 전체 노드로 송신함으로써 네트워크 접속 및/또는 건강을 측정하고, 각각의 응답을 처리할 수 있다. 네트워크 제어기 노드는 주기적인 핑 메시지의 응답 또는 응답 부족에 기반하여 네트워크 접속맵(750) 또는 관계 테이블을 구축하고, 접속 정보를 획득하기 위해 애플리케이션 계층(740)에 콜백(callback)을 제공할 수 있다.
도 8은 본 발명의 예시적인 시퀀스 필터링의 실시형태를 도시하는 흐름도(800)이다. 패킷을 수신 및 판독한 경우(810 단계), 예시적인 수신의 실시형태는 새로 수신된 패킷의 시퀀스 번호를 동일한 발신자 ID를 가진 가장 최근에 기수신된 패킷과 비교할 수 있다(820 단계). 새로 수신된 패킷의 시퀀스 번호가 사전 기록된 번호보다 작거나 같은 경우(830 단계), 새로 수신된 패킷을 폐기할 수 있다(840 단계). 일부 실시형태에서, 수신 노드의 메시지 처리 계층은 사전 기록된 번호의 시퀀스 번호와 새로 수신된 패킷의 시퀀스 번호의 차의 크기를 비교할 수 있다. 이후, 수신기는 새로운 시퀀스 번호로 재설정하고, 시퀀스 롤오버 이벤트를 기록하고, 그에 따라 처리를 위해 새로 수신된 패킷을 보유할 수 있다(860 단계).
예시적인 실시형태는 항공기의 항공 네트워크에서 2개 이상의 비행 제어 컴퓨터(Flight Control Computer)를 구비한 항공기의 시스템 내에 존재할 수 있다. 각각의 FCC는 2개의 네트워크 인터페이스 회로 또는 네트워크 인터페이스 카드(NIC)를 구비하고, 그에 따라 이들은 항공기의 항공 네트워크에 2개의 액세스 포인트를 제공한다. 전술한 바와 같이, 본원에 개시된 네트워크의 예시적인 아키텍처는, 각각의 NIC가 네트워크 세그먼트를 통해 각각의 서브시스템에 비중복 접속을 제공할 수 있도록 하는 것이다. 다시 말하면, 특정 FCC의 제1 NIC로부터 임의의 특정 서브시스템으로의 경로 및 특정의 FCC의 제2 NIC로부터 상기 서브시스템으로의 경로는 공통의 물리적 계층 네트워크 접속이 없다. 예시적인 내고장성(fault-tolerant) 네트워크의 실시형태는 FCC에 부분적으로 기반하는데, 상기 FCC는 각각의 NIC로부터 리던던트 메시지를 생성하도록 구성되어 있다. FCC 상에서 사용될 수 있는 네트워크 스택은 유니캐스트 트래픽이 특정의 NIC로 직접 유도되는 것을 지원하지 않을 수 있다. 이러한 실시형태의 스택은 임의의 특정 서브넷에 대한 단일 접속이 존재한다는 가정 하에 동작하고, 그에 따라 자동으로 트래픽을 적절한 NIC로 라우팅한다. 특히, 스택에 의해 유지되는 주소 결정 프로토콜(Address Resolution Protocol) 테이블은 동일한 서브넷 상에서 2개의 NIC를 예상하지 않으므로, 결과적으로 네트워크 스택이 서브시스템으로 리던던트 유니캐스트를 송신하는 것을 방지할 수 있다. 네트워크 스택이 특정의 NIC로의 멀티캐스트 유도가 예상한 대로 작동한다고 판단한다면, 대안적인 일 실시형태는 유니캐스트를 사용하지 않을 수 있다.
예시적인 실시형태들은, 예컨대 정상 VxWorks 스택과 결합하여 작동하는 VxWorks MuxLib 인터페이스를 이용하여, 2개의 NIC로 이중 리던던트 이더넷 패킷을 직접 송신하는 것을 포함한다. 2개의 NIC로 이중 리던던트 이더넷 패킷을 직접 송신하는 경우에는, 일반적으로, 2개의 접속이 존재하는 서브넷으로 유니캐스트를 송신하고자 할 때 직면하는 유니캐스트 라우팅 및 ARP 테이블 룩업상의 문제점을 피할 수 있다.
IP 데이터그램이 멀티홈 호스트로부터 송신된 경우, 이는 목적지로의 가장 분명한 루트를 가진 인터페이스로 전달될 수 있다. 따라서, 데이터그램은 멀티홈 호스트의 하나의 인터페이스의 소스 IP 주소를 포함할 수 있지만, 다른 인터페이스에 의해 매체 상에 배치될 수 있다. 프레임 상의 소스 매체 액세스 제어 주소는 실제로 프레임을 매체로 송신한 인터페이스의 주소이고, 소스 IP 주소는 송신 애플리케이션을 발신한 주소이지만, 반드시 네트워크 접속 UI에서 송신 인터페이스와 연관된 IP 주소들 중 하나인 것은 아니다. 주소가 인터페이스가 아닌 호스트를 가리키는 소위 "위크 엔드 모델(weak end model)" 시스템이 MicrosoftTM WindowsTM을 포함하는 여러 운영체계에 포함된다. 이러한 "위크 엔드 모델"은, 패킷이 멀티홈 시스템 상의 인터페이스들 중 하나에 도달한 경우, 패킷의 목적지 주소가 주소들 중 하나의 주소와 매칭되는 한, 패킷이 네트워크 스택에 의해 선택될 것임을 의미한다. 다른 한편으로, 소위 "스트롱 엔드 모델(strong end model)" 시스템은 패킷의 목적지 주소가 패킷이 도달하는 기저 인터페이스 주소와 매칭될 것을 요구한다. 패킷의 송신에 관하여, 위크 엔드 시스템은 패킷의 소스 IP 주소와 매칭되지 않는 인터페이스로부터 패킷을 송신할 것이지만, 스트롱 엔드 시스템은 패킷의 소스 IP 주소와 매칭되지 않는 인터페이스로부터 패킷을 송신하지 않을 것이다.
일반적으로, 예시적인 시스템 아키텍처에 관하여 도 9를 참조하는데, 여기서 FCC 애플리케이션(900)은 커널 공간(910) 및 실시간 과정(Real-Time Process)(970)으로 나뉘어진다. 커널(910)은 드라이버 인터페이스를 처리하고, RTP(970)는 항공 실시형태를 위한 비행 제어 기능 및 메시징을 처리한다. (a) goFrame 헤더에서 중복 시퀀스 번호에 기반하여 리던던트 수신된 메시지를 드롭하는 단계; 및 (b) 중복 메시지에 대한 통계자료를 수집하는 단계를 용이하게 하기 위해, "goCom" 계층(911)으로 지칭된 계층이 표준 IP UDP 이더넷 프레임의 페이로드의 일부로 포함될 수 있다. 모든 리던던트 경로의 건강을 모니터링하기 위해, 수집된 데이터를 참조 및 사용할 수 있다. 예시적인 실시형태에서, VxWorks는 네트워크 인터페이스 상에 수신된 이더넷 패킷들에 대한 액세스를 제공하기 위해 MuxLib 인터페이스(912)를 제공한다. MuxLib는 또한 이더넷 메시지를 특정의 네트워크 인터페이스로 송출하기 위해 사용된다.
패킷이 수신된 경우, 애플리케이션 설치 콜백은 수신 인터럽트의 맥락에서 실행될 수 있다. 수신된 패킷을 포함하는 버퍼에 대한 포인터가 Mux 인터페이스에 의해 제공된다. 패킷은 유효 "goCom" 프레임인 것이 입증되도록 일련의 필터에 의해 검사될 수 있다. 메시지가 네트워크, 예컨대 센서, 이펙터 및/또는 송수신 노드의 항공기 네트워크 상의 서브시스템으로부터 유래된 경우, 서브시스템의 이더넷 주소는 서브시스템 IP 주소에 의해 인덱싱된 테이블(913)에 저장될 수 있다. 따라서, 저장된 주소에 대응하는 서브시스템으로 유니캐스트 메시지를 도로 송신하기 위해, 인덱싱된 서브시스템 이더넷 주소의 테이블을 참조할 수 있다. 예시적인 테이블은 부분적으로 실시형태의 메커니즘과는 별도로 ARP 대신에 동작할 수 있는데, 이는 ARP가 항공기 이중 네트워크 경로의 실시형태에서 지속적으로 수행되지 않을 수 있기 때문이다. 그러므로, FCC는 인덱싱된 테이블에 의해 서브시스템의 이더넷 MAC 주소에 액세스하거나 학습할 수 있으므로, 아직 메시지를 송신하지 않은 서브시스템으로 메시지를 송신할 수 없음을 주목해야 한다. 테이블을 사전 위치시키기 위해, 예시적인 실시형태에서는, 네트워크 상의 전체 노드가 멀티캐스팅된 "건강 요청"에 응답하는 것이 요구된다. 이러한 건강 요청은 시스템의 전형적인 기능 또는 일반적인 기능으로부터 선택될 수 있다. 다시 말하면, 이중 유니캐스트 내고장성 네트워크 설계를 지원하기 위해 유효 건강 요청을 조정하거나 수정할 필요가 없다. 따라서, 서브시스템이 건강 요청에 건강 응답 메시지로 응답하는 경우, FCC는 네트워크 상의 모든 노드의 이더넷 MAC 주소를 즉시 학습한다. 패킷이 서브시스템으로부터 수신됐을 때의 타임스탬프 역시 테이블에 저장된다. 이는 경로당 최근 접속성을 기반으로 하는 네트워크 건강 평가를 가능하게 한다. 또한, 양 경로 상의 패킷의 손실량에 대해 통계자료를 수집한다. 이러한 통계자료의 수집으로 인해, 단일 패킷 손실에 대해서도 고감도 검출이 가능하다. 고감도 검출은 조기 검출에 대한 가능성 및 네트워크 이슈의 분리를 제공한다.
양 NIC로부터 리던던트 송신될 유니캐스트 메시지를 통신하기 위해, RTP로부터 커널로의 메시지 채널 인터페이스를 사용할 수 있다. 예시적인 실시형태는 시스템이 생성할 것으로 예상되는 매체 전달 유닛(MTU) 또는 최대 지원 이더넷 패킷을 수용할 정도로 큰 고정 크기의 버퍼를 가진 메시지 채널을 구비한다. 예시적인 실시형태는 1536바이트의 MTU를 구비할 수 있다. 메시지 채널(920) 인터페이스는 플렉시블하도록 구성될 수 있고, 광범위한 유니캐스트가 네트워크의 임의의 서브시스템으로 송신되게 한다. 메시지가 송신될 IP 주소 및 포트를 식별하기 위해, 메시지 버퍼의 시작 부분의 메타데이터를 참조할 수 있다.
커널(910)이 RTP(970)로부터 특정의 서브시스템으로 송신될 메시지를 수신한 경우, 먼저 서브시스템의 유효 이더넷 주소가 이더넷 테이블(913)에 저장되어 있는지를 판단하기 위해 확인할 수 있다. 저장되지 않은 경우, 메시지는 조용히 폐기될 수 있다. 다시 말하면, FCC 애플리케이션 RTP 및 네트워크의 다른 요소에 통지하지 않고 폐기될 수 있다. 서브시스템에 유효한 이더넷 주소가 존재하는 경우, 메시지(920)에 기반하여 2개의 패킷이 형성된다(930). 2개의 메시지는 이들을 발신한 NIC를 제외하고는 동일하다. 특히, 양 패킷에 대해 동일한 시퀀스 번호를 사용한다. 이후, 패킷은 MuxLib 인터페이스(912)를 통해 송신되도록 두 NIC, 특히 각각의 NIC 이더넷 드라이버(951, 952)로 송신된다.
VxWorks 커널로 구현된 커널(910)은, 패킷 수신 핸들러로부터 RTP 코드(네트워크 통계자료로 goCom 메시지를 생성함)로 통계자료를 전달하는 효율적인 메커니즘을 제공하기 위해, sdLib 지원과 같은 공유 데이터 라이브러리 지원에 의해 구축될 수 있다. 커널의 실시형태들은 네트워크 스택에 의해 사용되는 표준 인터페이스로서 MuxLib를 구비한다.
수신된 이더넷 패킷들을 타임 스탬핑하기 위해 사용되는 홉스 타임(Hobbs time), 즉 경과 시간을 저장하기 위해, 플래시 메모리 또는 NVRAM과 같은 비휘발성 메모리를 사용할 수 있다. NVRAM 액세스는 상대적으로 빠르긴 하지만 RAM 액세스보다는 느리며, 모든 수신된 패킷이 타임 스탬핑되기 때문에 판독 성능을 고려해야 한다. RAM이 32비트 액세스 장치일 수 있는 것과는 달리 NVRAM은 8비트 액세스 장치이다. 8비트 액세스는 초 카운터의 4바이트에 걸친 데이터 일관성 측정을 장황하게 하지만, 32비트 액세스는 본질적으로 원자형(atomic)이다. 따라서, 홉스 초카운터는 NVRAM뿐만 아니라 RAM에도 저장되고, 1초 인터럽트 처리의 일부로 양 위치에서 업데이트될 수 있다.
VxWorks 표준 RAM 맵과 같은 표준 RAM 맵을 사용할 수 있고, 여기서 부트 로더는 로우 메모리로 애플리케이션을 로딩하는 동안 하이 메모리를 사용한다. 런칭된 경우, 애플리케이션은 스택을 구축하기 위해 SYSMEMTOP에서 시작되는 하이 메모리를 사용한다. 스택이 구축된다(build down). OS 또는 컴파일러에 의해 관리되지 않는 모든 고정 메모리 할당이 SYSMEMTOP 상에 위치될 수 있다. 커널 애플리케이션은 커널에 의해 관리되는 명명된 공유 데이터 영역을 생성하기 위해 sdLib를 사용한다. 이후, 명명된 영역은 이더넷 패킷 통계자료를 판독할 수 있도록 RTP 애플리케이션에 의해 오픈될 수 있다.
이더넷 드라이버를 제공하기 위해 VxWorks용 커티스 라이트(Curtis Wright) BSP를 사용할 수 있다. 따라서, MuxLib 이더넷 드라이버 인터페이스는 MUX_PROTO_SNARF 모드에서 동작하도록 구성될 수 있다. 이러한 구성으로 인해, 모든 수신 패킷들이 되는 대로 검사될 수 있다. 이후, 패킷들은 정상 처리를 위해 표준 네트워크 스택으로 송신되도록 MuxLib로 선택적 반환된다.
예시적인 알고리즘 구조가 도 10의 goComMux 흐름도로 도시되어 있다. 애플리케이션 계층은 goComMux 모듈을 위한 절차를 초기화하거나 야기할 수 있다(1010). 모듈이 초기화되면(1020), goComMux 모듈은 발신 NIC를 판단할 수 있도록 제1 NIC를 바인딩하고(1030) 제2 NIC를 바인딩한다(1040). 메시지 송신을 초기화하는 절차를 실행할 수 있고(1050), 여기서 커널은 드라이버 인터페이스를 처리할 수 있고, 커널 송신 채널로의 RTP 메시지, 예컨대 패킷/데이터그램을 판독할 수 있다(1060). goComMux 모듈은 프레임을 FCC 애플리케이션 RTP(970)로 송신할 수 있을 것이다(1070). goComMux 모듈은 제1 NIC 모듈에 대한 인터럽트를 수락하고(1080), 제2 NIC에 대한 인터럽트를 수락하며(1085), MuxLib로부터 패킷을 수신하는 절차를 호출할 수 있다(1090).
상기 실시형태들의 특정의 특징 및 양상의 다양한 조합 및/또는 하위조합이 본 발명의 범주 내에서 이루어질 수 있음은 물론이다. 따라서, 개시된 발명의 가변적인 형태를 형성하기 위해, 개시된 실시형태의 다양한 특징 및 양상이 서로 조합되거나 대체될 수 있음을 이해해야 한다. 또한, 실시예를 통해 본원에 개시된 본 발명의 범주는 전술한 특정의 실시형태에 의해 제한되지 않아야 한다.

Claims (12)

  1. 어드레싱 가능한 메모리; 및
    발신자로부터의 메시지를 포함하는 수신 패킷의 시퀀스 번호 및 발신자 ID를 판독하고, 발신자 ID와 연관되는 저장된 최대 시퀀스 번호를 수신된 패킷의 시퀀스 번호와 비교하고, 수신된 패킷의 시퀀스 번호가 발신자 ID와 연관되는 저장된 최대 시퀀스 번호보다 작거나 같은 경우, 수신된 패킷을 폐기하고, 수신된 패킷의 시퀀스 번호가 발신자 ID와 연관되는 저장된 최대 시퀀스 번호보다 큰 경우, 상위계층 프로토콜에 기반하여 수신된 패킷의 메시지를 애플리케이션에 전달하도록 구성되는 프로세서를 포함하는 인터네트워크의 노드.
  2. 제1항에 있어서,
    노드는 2개 이상의 경로로부터 동일한 발신자 ID를 가진 패킷들을 수신하도록 더 구성되는 것인 노드.
  3. 제1항에 있어서,
    발신자는 준실시간 제어기를 포함하고, 노드는 게이트웨이, 및 수신된 프레임의 페이로드 정보에 응답하는 이펙터를 포함하는 것인 노드.
  4. 제1항에 있어서,
    발신자는 준실시간 제어기를 포함하고, 노드는 게이트웨이 및 무선주파수 송신기를 포함하는 것인 노드.
  5. 제1항에 있어서,
    발신자는 준실시간 제어기를 포함하고, 노드는 게이트웨이 및 무선주파수 수신기를 포함하는 것인 노드.
  6. 제1항에 있어서,
    발신자는 준실시간 제어기를 포함하고, 노드는 게이트웨이 및 센서를 포함하는 것인 노드.
  7. 리던던트 메시지의 처리 방법에서,
    발신 노드의 프로세서에 의해, 프레임 시퀀스 번호를 제1 패킷의 프레임에 할당하고, 발신자 식별 번호를 제1 패킷의 프레임에 할당하고, 프레임 시퀀스 번호를 제2 패킷의 프레임에 할당하고, 발신자 식별 번호를 제2 패킷의 프레임에 할당하는 단계;
    목적지 노드의 프로세서에 의해, 제1 패킷 및 제2 패킷으로 이루어진 세트의 제1 수신 패킷의 프레임 시퀀스 번호 및 발신자 번호를 기록하는 단계; 및
    목적지 노드의 프로세서에 의해, 기록된 프레임 시퀀스 번호 및 기록된 발신자 번호를 가진 제2 수신 패킷을 드롭하는 단계를 포함하는 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    드롭 단계 이전에,
    제2 수신 패킷의 프레임 시퀀스 번호 및 제1 수신 패킷의 기록된 프레임 시퀀스 번호 간의 차가 상위 임계값 이상이거나 하위 임계값 이하인 경우, 목적지 노드의 프로세서에 의해, 제1 수신 패킷의 기록된 발신자 번호를 가진 제2 수신 패킷의 프레임 시퀀스 번호 및 발신자 번호를 기록하는 단계를 더 포함하는 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    발신 노드에 의해, 제1 패킷을 제1 네트워크 인터페이스 회로를 통해 송신하고, 제2 패킷을 제2 네트워크 인터페이스 회로를 통해 송신하는 단계를 더 포함하는 방법.
  10. 네트워크 노드의 건강 평가 방법에서,
    네트워크의 복수의 네트워크 노드에 건강 요청을 멀티캐스팅 또는 브로드캐스팅하는 단계;
    응답 노드의 이더넷 MAC 주소를 포함하는 건강 요청 응답 메시지를 복수의 네트워크 노드 중 하나 이상의 노드로부터 수신하는 단계;
    타임 스탬프를 수신된 건강 요청 응답 메시지에 결합시키는 단계;
    응답 노드의 수신된 이더넷 MAC 주소 및 결합된 타임 스탬프를 저장하는 단계; 및
    하나 이상의 노드의 수신 및 저장된 이더넷 MAC 주소에 기반하여, 하나 이상의 노드에 대한 동일한 송출 메시지를 2개 이상의 네트워크 인터페이스 회로(NIC) 이더넷 드라이버에 제공하는 단계를 포함하는 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    하나 이상의 노드의 수신 및 저장된 이더넷 MAC 주소의 하나 이상의 타임 스탬프에 기반하여 네트워크 건강을 평가하는 단계를 더 포함하는 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    2개 이상의 NIC 경로를 통해 송신된 패킷들을 상기 2개 이상의 NIC 경로를 통해 수신된 패킷들과 비교하는 단계; 및
    2개 이상의 NIC 패킷들 각각에 대해 패킷 손실량을 판단하는 단계를 더 포함하는 방법.
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