KR20150089128A - 고속 스위칭을 위한 mac 필터링 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 재전송해야 할 대상 프레임에 대한 조건의 변수를 릴레이 컨트롤 로직에 사전에 설정하는 단계; 물리계층으로부터 데이터가 수신되면 수신 데이터를 릴레이 버퍼에 저장하는 단계; 수신된 수신 데이터의 재전송 여부를 판단하는 단계; 상기 판단 단계에서 받은 데이터를 재전송해야 하는 경우, 데이터 충돌이 발생하므로 MAC의 전송 상태를 모니터링하여 사용하지 않는 시간에 데이터를 전송하고, 전송하고 있다는 정보를 MAC 컨트롤 로직 내 전송 상태메모리(Tx State)에 기록하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

고속 스위칭을 위한 MAC 필터링 방법{Media Access Control Filtering method for high speed switching}
본 발명은 고속 스위칭을 위한 MAC 필터링 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이더넷(Ethernet) 통신시 Receive Data의 재전송 여부를 하드웨어적으로 판단하여 고속으로 스위칭을 하며 데이터를 전송하기 위한 기술에 관한 것이다.
일반적으로, 토폴로지에는 Bus 토폴로지, Tree 토폴로지, star 토폴로지, Ring 토폴로지 및 Mesh 토폴로지 등 여러 종류가 있다.
그 중 Ring 토폴로지는 Bus와 다르게 시작점과 끝점이 존재하질 않는 폐쇄 순환형 토폴로지이다.
따라서 종결자가 필요하지 않고, 버스와는 다른 방식으로 터이터를 전송한다. 즉, Ring 배부를 순환하는 토큰(Token)을 가진 지점만이 데이터를 전송할 수 있다.
이는 Ring 토폴로지내의 충돌을 막기 위한 수단이다.
토큰을 가진 지점은 대상 장비에게 데이터와 함께 토큰을 전달한다.
하지만 이 형태에서는 한 방향으로 밖에 데이터를 전달하는 형태이기 때문에 시작 지점 이전 지점으로 전달이 오래 걸린다.
또한 하나의 노드 장애는 전체 토폴로지에 영향을 미친다.
이런 단점을 해결하기 위해서 Deal-Ring 토폴로지 즉 노드를 2중으로 구성하는 토폴로지가 Dual-Ring 토폴로지이다.
즉, 한 방향이 아닌 양방향 전송이 가능한 형태이고 리던던시(Redundancy)를 제공한다,
따라서 하나의 노드가 장애를 일으키더라도 다른 노드로 전송이 가능하기 때문에 Single Ring에 비해 안정적이다. 이 Dual ring 토폴로지에 좀 더 데이터 전송을 빠르게 하기 위한 기술을 제안되었다.
이러한 종래 기술에서 이더넷 상에 받은 데이터를 다른 노드에 전달하기 위해서는 도 1에 도시된 바와 같이, 이더넷의 MAC(Media Access Control)의 RX State machine 및 수신 버퍼(21), 수신 DMA(22) 등을 이용해 데이터를 메모리에 저장한 후 소프트웨어를 이용해 Destination Address, Source Address, 이더넷 Type 등의 필드를 비교하여 전송할 프레임을 결정한다.
전송할 프레임이 있다면 전송 DMA(24)을 통해서 메모리에서 전송 버퍼(25)로 데이터를 전달하고 전송 상태 메모리(26)에 Tx Start 명령을 알려주면 프레임을 전송할 수 있다.
이와 같이, 종래 전송 방법은 수신 프레임을 받아서 소프트웨어로 판단한 후 다시 프레임을 전송하기 때문에 많은 리소스와 시간을 소요하고 있다.
이와 같은 일반적인 이더넷의 수신과 송신은 도 1에 도시된 바와 같이 동작을 수행한다.
물리계층(1)으로부터 디지털 신호의 수신 데이터를 받아서 MAC(2)의 수신 버퍼(21)에 저장한 후 시스템 버스를 통해서 상위 메모리에 저장된다. 저장된 데이터를 상위 프로그램에서 처리를 하고 전송할 데이터를 생성하여 시스템 버스를 통해서 전송 버퍼(25)에 저장한 후 MAC의 제어에 따라 전송 데이터를 물리계층(1)에 전달하여 송신을 완료한다.
만약, 종래 이더넷 시스템이 스위치가 아닌 일반 장비일 경우, 데이터(프레임)을 받아서 다른 노드에 전달하기 위해서는 이더넷 수신 기능을 모두 동작시켜 프레임을 메모리에 저장한 후 소프트웨어를 통해서 MAC Filtering을 하고 다른 노드에 전달을 하기 위해서는 이더넷의 전송 동작 기능 및 순서를 그대로 수행하여만 데이터의 전송이 가능하다.
이와 같은 종래 이더넷 시스템의 방식은 프레임을 수신받고 소프트웨어로 MAC Filtering을 하고 전달해야 하므로 많은 시간과 물리적 자원을 많이 소요해야만 한다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 이더넷통신시 수신 데이터의 재전송해야 하는 경우 MAC단에서 전송여부를 하드웨어로 판단하고, 릴레이 버퍼에 저장된 데이터를 바로 전송함으로써 고속의 데이터 전송이 가능한 고속 스위칭을 위한 MAC 필터링 방법을 제공하고자 한다.
상기 목적을 달성하고자 하는 본 발명의 일 실시예에 따른 고속 스위칭을 위한 MAC 필터링 방법은 재전송해야 할 대상 프레임에 대한 조건의 변수를 릴레이 컨트롤 로직(200)에 사전에 설정하는 단계; 물리계층으로부터 데이터가 수신되면 수신 데이터를 릴레이 버퍼에 저장하는 단계; 수신된 수신 데이터의 재전송 여부를 판단하는 단계; 상기 판단 단계에서 받은 데이터를 재전송해야 하는 경우, 데이터 충돌이 발생하므로 MAC(Media Access Control)의 전송 상태를 모니터링하여 사용하지 않는 시간에 데이터를 전송하고, 전송하고 있다는 정보를 MAC 컨트롤 로직내 전송 상태메모리(Tx State)에 기록하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 조건의 변수는, DA(Destination Address), SA(Source Address), Type/Length와 전송시간 정보를 포함하는 것이 바람직하다.
그리고 상기 수신된 수신 데이터의 재전송 여부를 판단하는 단계는, 이더넷 프레임의 데이터를 분석하여 Preamble, Destination Address, Source Address, Type등의 필드와 사용자가 설정해준 MAC Filtering 조건을 판단하는 것이 바람직하다.
또한, 네트워크 및 시스템의 운영 및 속도를 위하여 전송하는 시간을 제어할 수 있도록 변수를 설정하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명은 고속 스위칭을 위한 MAC 필터링 장치 및 방법은 고속의 데이터 전송을 필요로 하는 경우 기존 방식과 같이 전송받은 프레임을 메모리에 저장하고 이를 프로그램이 해석을 하고 보낼 데이터를 가공하여 전송하므로 많은 시간과 자원이 필요하지만, MAC 단에서 CAM과 DA(Destination Address), SA(Source Address), Type/Length의 Filtering Logic을 탑재하여 바로 전송함으로써 고속의 데이터 전송이 가능해 지는 효과가 있다.
도 1은 종래 스위칭 시스템을 나타낸 기능 블록도.
도 2는 본 발명에 따른 고속 스위칭을 위한 MAC 필터링 장치를 나타낸 기능블록도.
도 3은 도 2에 따른 이더넷 프레임 구조를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명에 따른 고속 스위칭을 위한 MAC 필터링 방법을 나타낸 순서도.
이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 고속 스위칭을 위한 MAC 필터링 장치 및 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 고속 스위칭을 위한 MAC 필터링 장치를 나타낸 기능 블록도이다.
도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 고속 스위칭을 위한 MAC 필터링 장치는 MAC 컨트롤 로직(100)과 릴레이 컨트롤 로직(200)을 포함하여 이루어진다.
MAC 컨트롤 로직(100)은 수신된 수신 데이터의 재전송 여부를 판단한다. 이러한 MAC 컨트롤 로직(100)은 물리계층(101)으로부터 디지털 신호의 수신 데이터를 받아서 수신 버퍼에 저장한 후 연동된 시스템 버스를 통해서 상위 메모리에 저장한다, 저장된 수신 데이터를 상위 프로그램에서 처리를 하고 전송할 전송 데이터를 생성하여 시스템 버스를 통해서 전송 버퍼에 저장한 후 제어에 따라 전송 데이터를 물리계층(101)으로 전달하여 전달하여 송신을 완료한다.
그리고, 릴레이 컨트롤 로직(200)은 재전송해야 할 대상 프레임에 대한 조건의 변수가 사전에 등록되고, 물리계층(101)로부터 데이터가 수신되면 수신된 수신 데이터를 복사하여저장하는 릴레이 버퍼(210)를 구비하고, MAC(Media Access Control)의 전송 상태를 모니터링하여 사용하지 않는 시간에 데이터를 전송한다.
이러한, 릴레이 컨트롤 로직(200)은, 수신된 데이터를 리레이 전송할 경우, 전송하고 있다는 정보를 MAC 컨트롤 로직(100)내 전송 상태메모리(Tx State)에 기록하는 것이 바람직하다. 이와 같이, MAC 컨트롤 로직(100)내 전송 상태메모리(Tx State)에 수신 데이터가 릴레이 전송됨이 기록됨에 따라 MAC 컨트롤 로직(100)에서 수신 데이터를 다시 릴레이하기 위해 중복처리되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
한편 조건의 변수는, DA(Destination Address), SA(Source Address), Type/Length와 전송시간 정보를 포함하는 것이 바람직하다.
이때, MAC 컨트롤 로직(100)은 도 3에 도시된 바와 같이 이더넷 프레임의 수신 데이터를 분석하여 Preamble, Destination Address, Source Address, Type등 의 필드와 사용자가 설정해준 MAC Filtering 조건을 판단하여 수신 데이터의 재전송 여부를 판단할 수 있다.
또한 릴레이 컨트롤 로직(200)은, 네트워크 및 시스템의 운영 및 속도를 위하여 전송하는 시간을 제어할 수 있도록 변수를 설정하는 것이 바람직하다.
도 4는 본 발명에 따른 고속 스위칭을 위한 MAC 필터링 방법을 나타낸 순서도이다.
먼저, 재전송해야 할 대상 프레임에 대한 조건의 변수를 릴레이 컨트롤 로직(200)에 사전에 설정한다(S100).
물리계층으로부터 데이터가 수신되면 수신 데이터를 릴레이 버퍼(210)에 저장한다(S200).
이어서, 수신된 수신 데이터의 재전송 여부를 판단한다(S300). 여기서, 수신된 수신 데이터의 재전송 여부를 판단하는 단계는, 이더넷 프레임의 데이터를 분석하여 Preamble, Destination Address, Source Address, Type등의 필드와 사용자가 설정해준 MAC Filtering 조건을 판단하는 것이 바람직하다.
상기 판단 단계(S300)에서 받은 데이터를 재전송해야 하는 경우(YES), 데이터 충돌이 발생하므로 MAC(Media Access Control)의 전송 상태를 모니터링하여 사용하지 않는 시간에 수신된 데이터를 릴레이 전송한다(S400).
이후, 수신된 데이터를 릴레이 전송하고 있다는 정보를 MAC 컨트롤 로직(100)내 전송 상태메모리(Tx State)에 기록한다(S500).
만약, 상기 판단 단계(S300)에서 받은 데이터를 릴레이 재전송해야 하지 않는 경우(NO), 수신 데이터를 릴레이 재전송하기 위한 처리를 종료(S600)한다.
한편, 조건의 변수는, DA(Destination Address), SA(Source Address), Type/Length와 전송시간 정보를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 네트워크 및 시스템의 운영 및 속도를 위하여 전송하는 시간을 제어할 수 있도록 변수를 설정한다. 이와 같이, 전송하는 시간을 제어할 수 있도록 변수를 설정함으로써 프레임을 끝까지 수신한 후 전송을 할 수도 있고 받은 중간에 바로 데이터를 전송할 수 있는 기능이다.
100 : MAC 컨트롤 로직 200 : 릴레이 컨트롤 로직
210 : 릴레이 버퍼

Claims (4)

  1. 재전송해야 할 대상 프레임에 대한 조건의 변수를 릴레이 컨트롤 로직에 사전에 설정하는 단계;
    물리계층으로부터 데이터가 수신되면 수신 데이터를 릴레이 버퍼에 저장하는 단계;
    수신된 수신 데이터의 재전송 여부를 판단하는 단계;
    상기 판단 단계에서 받은 데이터를 재전송해야 하는 경우, 데이터 충돌이 발생하므로 MAC(Media Access Control)의 전송 상태를 모니터링하여 사용하지 않는 시간에 데이터를 전송하고, 전송하고 있다는 정보를 MAC 컨트롤 로직 내 전송 상태메모리(Tx State)에 기록하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 스위칭을 위한 MAC 필터링 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 조건의 변수는,
    DA(Destination Address), SA(Source Address), Type/Length와 전송시간 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 스위칭을 위한 MAC 필터링 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 수신된 수신 데이터의 재전송 여부를 판단하는 단계는,
    이더넷 프레임의 데이터를 분석하여 Preamble, Destination Address, Source Address, Type등의 필드와 사용자가 설정해준 MAC Filtering 조건을 판단하는 것을 특징으로 하는 고속 스위칭을 위한 MAC 필터링 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    네트워크 및 시스템의 운영 및 속도를 위하여 전송하는 시간을 제어할 수 있도록 변수를 설정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 스위칭을 위한 MAC 필터링 방법.
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