KR20210118165A

KR20210118165A - 플렉시블 이더넷 통신 방법 및 네트워크 장치

Info

Publication number: KR20210118165A
Application number: KR1020217027239A
Authority: KR
Inventors: 춘롱 리; 진펑 첸; 홍리앙 순; 준 후
Original assignee: 후아웨이 테크놀러지 컴퍼니 리미티드
Priority date: 2019-02-19
Filing date: 2020-01-21
Publication date: 2021-09-29
Also published as: JP2022520281A; MX2021009932A; KR102582988B1; CN111585778B; WO2020168898A1; CN111585778A; EP3905594A1; US11792067B2; US20210377103A1; EP3905594A4; JP7282187B2

Abstract

본 출원은 플렉시블 이더넷 그룹(flexible Ethernet group, FlexE group) 내의 하나 이상의 물리 계층 장치(PHY)에 대한 격리 및 복구 방법과 네트워크 장치를 제공한다. 격리 및 복구 방법은 이하를 포함한다. 네트워크 장치가 현재 사용 가능한 각각의 PHY에 대응하는 제1 오버헤드 블록이 대응하는 메모리에 저장된다고 결정하고, 따라서 FlexE 그룹이 PHY 정렬 조건을 만족한다고 결정함으로써, 각각의 메모리로부터 캐시 데이터를 동시에 판독한다. 따라서, 모든 클라이언트(client)에 대해 로컬 고장(local fault, LF) 코드 블록을 삽입할 필요가 없고, 새로운 그룹도 구성될 필요가 없다. 정상 PHY 내의 클라이언트 비즈니스에 대한 고장 PHY의 영향을 효과적으로 줄일 수 있다. 또한, 메모리 캐시 메커니즘이 고장 PHY로 인한 시간 지연을 효과적으로 흡수하도록 제공되고, PHY 정렬 작업을 다시 수행할 필요가 없고 PHY의 비파괴 고장 복구를 구현한다.

Description

플렉시블 이더넷 통신 방법 및 네트워크 장치

본 출원은 2019년 2월 29일에 중국 국가지식재산권국에 출원된 중국 특허출원 제201910121442.4호("FLEXIBLE ETHERNET COMMUNICATION METHOD AND NETWORK DEVICE)에 대해 우선권을 주장하는 바이며, 그 전체 내용이 원용에 의해 본 명세서에 포함된다.

본 출원은 통신 기술 분야에 관한 것으로, 상세하게는 플렉시블 이더넷(Flexible Ethernet, FlexE) 통신 방법, 네트워크 장치, 및 시스템에 관한 것이다.

FlexE 기술은 물리 계층으로부터 이더넷 매체 접근 제어(Media Access Control, MAC) 계층을 분리시킴으로써 고속 이더넷(Ethernet) 인터페이스에 기초하여 구현되는 저비용 및 고신뢰도 캐리어급 인터페이스 기술이다. FlexE 기술에서, 플렉시블 이더넷 쉼(flexible Ethernet shim, FlexE shim) 계층이 IEEE 802.3에 따라 도입되어 MAC 계층과 물리 계층 간의 디커플링을 구현함으로써, 유연한 레이트 매칭을 구현한다.

FlexE 기술에서, 복수의 이더넷 물리 계층 장치(이하, 간략하게 물리 계층 장치를 PHY라 함)를 플렉시블 이더넷 그룹(FlexE 그룹)으로 바인딩하고 물리 계층을 채널화하는 것과 같은 기능들이 유연한 대역폭에 대한 포트의 적용 요구사항을 만족하는 데 사용된다. 따라서, FlexE에 의해 제공되는 MAC 레이트(바인딩을 통해 구현됨)가 단일 PHY의 레이트보다 높을 수 있거나, 또는 단일 PHY(채널화를 통해 구현됨)의 레이트보다 낮을 수 있다.

현재 FlexE 표준 및 관련된 종래 기술의 해결책에 따르면, FlexE 그룹 내의 하나 이상의 PHY가 고장 상태이면, 전체 FlexE 그룹에 실려 있는 모든 플렉시블 이더넷 클라이언트(FlexE 클라이언트) 서비스가 손상되고, 즉 정상적으로 작동하는 PHY에 의해 운반되는 클라이언트 서비스도 손상되고, 중단 지속시간이 수십 밀리초에 이를 수 있다. 따라서, FlexE 그룹 내의 정상 상태의 PHY에 의해 운반되는 클라이언트 서비스에 대한 장애 상태 PHY의 영향을 줄이는 방법이 현재 해결되어야 할 시급한 문제이다.

본 출원의 실시예는, FlexE 그룹 내의 정상 상태의 PHY에 의해 운반되는 클라이언트 서비스에 대한 고장 상태의 PHY의 영향을 줄이기 위한 플렉시블 이더넷(flexible Ethernet, FlexE) 통신 방법을 제공한다.

제1 양태에 따르면, 본 출원은 FlexE 통신 방법을 제공한다. 상기 FlexE 통신 방법이,

제1 네트워크 장치가 플렉시블 이더넷 그룹 FlexE 그룹 내의 p개의 물리 계층 장치(PHY)를 이용하여, 제2 네트워크 장치에 의해 송신된 p개의 제1 오버헤드 블록을 수신하는 단계 - 상기 p개의 제1 오버헤드 블록은 p개의 FlexE 오버헤드 프레임과 일대일 대응관계에 있고, 상기 p개의 FlexE 오버헤드 프레임은 상기 p개의 PHY와 일대일 대응관계에 있으며, 상기 FlexE 그룹은 n개의 PHY를 포함하고, n ≥ 2이며, n은 정수이고; 제1 시구간에서, 상기 FlexE 그룹 내의 m개의 PHY는 고장 상태(faulty state)이고, 상기 p개의 PHY는 정상 상태이며, p + m = n이고, 1 ≤m ＜ n이며, m과 p는 모두 정수임 -;

상기 제1 네트워크 장치가 상기 p개의 제1 오버헤드 블록을 상기 n개의 메모리 중 p개의 메모리에 저장하는 단계 - 상기 p개의 제1 오버헤드 블록은 상기 p개의 메모리와 일대일 대응관계에 있음 -;

상기 제1 네트워크 장치가 상기 p개의 메모리로부터 상기 p개의 제1 오버헤드 블록을 동시에 판독하는 단계를 포함한다.

가능한 설계에서, 상기 FlexE 통신 방법이,

상기 제1 네트워크 장치가, 상기 m개의 PHY에 의해 운반되는 클라이언트들이 매핑되는 슬롯에서, 연속적인 이더넷 로컬 고장 순서 집합(Ethernet local fault ordered sets)을 송신하는 단계를 더 포함한다.

가능한 설계에서, 상기 제1 네트워크 장치가, 상기 m개의 PHY에 의해 운반되는 클라이언트들이 매핑되는 슬롯에서, 연속적인 이더넷 로컬 고장 순서 집합을 송신한다는 것은,

상기 제1 네트워크 장치가 상기 연속적인 이더넷 로컬 고장 순서 집합을 상기 m개의 PHY에 대응하는 m개의 메모리에 기입한다는 것을 포함한다.

가능한 설계에서, 상기 제1 네트워크 장치가 상기 p개의 제1 오버헤드 블록을 상기 n개의 메모리 중 상기 p개의 메모리에 저장하기 전에, 상기 FlexE 통신 방법이,

상기 제1 네트워크 장치가, 제1 PHY가 고장 상태라고 결정하는 단계 - 상기 제1 PHY는 상기 m개의 PHY 중 하나임 -;

상기 제1 네트워크 장치가 알람을 송신하는 단계 - 상기 알람은 상기 FlexE 그룹에 고장이 발생한 것을 나타냄 -;

상기 제1 네트워크 장치가 상기 제1 PHY의 고장 유형이 제1 고장 유형이라고 결정하고, 상기 알람을 중단하는 단계를 포함한다.

종래 기술에서, FlexE 그룹 내의 어느 PHY가 고장 상태이면, 네트워크 장치가 상기 FlexE 그룹에 고장이 발생한 것을 나타내는 데 사용되는 알람을 송신하고, 상기 FlexE 그룹 내의 모든 PHY가 정상 상태일 때까지 상기 알람을 중단하지 않는다. 상기 제1 네트워크 장치가 알람을 송신한다는 것은 또한 상기 제1 네트워크 장치가 FlexE 그룹 알람 상태로 전환한다는 것으로 이해할 수 있다. 상기 알람 상태에서, 상기 전체 FlexE 그룹의 서비스가 영향을 받아 정상적으로 작동할 수 없다. 본 출원의 FlexE 통신 방법에 따르면, 상기 알람을 송신한 후, 상기 제1 네트워크 장치가 상기 PHY의 고장 유형을 결정하여 상기 알람을 중단하기로 결정함으로써, 정상 PHY에 의해 운반되는 클라이언트 서비스 중단을 방지한다.

가능한 설계에서, 상기 제1 네트워크 장치가 상기 p개의 제1 오버헤드 블록을 상기 n개의 메모리 중 상기 p개의 메모리에 저장한다는 것은, 상기 FlexE 통신 방법이,

상기 제1 네트워크 장치가, 제1 PHY가 고장 상태라고 결정하고 - 여기서, 상기 제1 PHY는 상기 m개의 PHY 중 하나임 -;

상기 제1 네트워크 장치가 상기 제1 PHY의 고장 유형이 제1 고장 유형이라고라고 결정하고, 상기 FlexE 그룹에 고장이 발생한 것을 나타내는 알람을 송신하지 않는다는 것을 더 포함한다.

본 출원에서, 현재 FlexE 그룹 내의 하나 이상의 PHY가 고장이면, 상기 고장 PHY의 제1 오버헤드 블록이 PHY 정렬에 대한 결정 조건으로 사용되지 않는다. 구체적으로, FlexE 그룹 내의 현재 정상 상태의 상기 PHY의 제1 오버헤드 블록이 모두 대응하는 메모리에 저장되면, 상기 FlexE 그룹 내의 PHY가 정렬되어 있다고 간주한다. 본 출원에서 제공되는 기술적 해결책에 따르면, LF를 클라이언트에 삽입할 필요 없이 정상 PHY에 대한 고장 PHY의 영향을 효과적으로 분리시킬 수 있고, 그룹-레벨 보호 스위칭을 시작하며, FlexE 그룹을 재생성한다. 따라서, 상기 정상 PHY에 의해 운반되는 클라이언트 서비스가 영향을 받지 않도록 보장됨으로써, 서비스 전송 신뢰도를 개선한다.

제2 양태에 따르면, 본 출원은 플렉시블 이더넷(FlexE) 통신 방법을 제공한다. 제1 시구간에서, 상기 FlexE 통신 방법은,

상기 제1 네트워크 장치가 플렉시블 이더넷 그룹(FlexE group)을 이용하여, 상기 제2 네트워크 장치에 의해 송신된 n개의 제1 오버헤드 블록을 수신하는 단계 - 상기 FlexE 그룹은 상기 n개의 물리 계층 장치(PHY)를 포함하고, 상기 n개의 제1 오버헤드 블록은 n개의 FlexE 오버헤드 프레임과 일대일 대응관계에 있으며, 상기 n개의 FlexE 오버헤드 프레임은 상기 n개의 PHY와 일대일 대응관계에 있고, n ≥ 2이며, n은 정수임 -; 상기 제1 네트워크 장치가 상기 n개의 제1 오버헤드 블록을 n개의 메모리에 저장하는 단계 - 상기 n개의 제1 오버헤드 블록은 상기 n개의 메모리와 일대일 대응관계에 있음 -; 상기 제1 네트워크 장치가 상기 n개의 제1 오버헤드 블록으로부터 상기 n개의 메모리를 동시에 판독하는 단계 - 상기 n개의 제1 오버헤드 블록은 대응하는 메모리에 특정 제1 오버헤드 블록을 저장하는 순간부터 시작되는 사전 설정된 지속시간 이후에 판독되고, 상기 특정 제1 오버헤드 블록은 상기 n개의 제1 오버헤드 블록 중 마지막으로 저장된 제1 오버헤드 블록이며, 상기 지속시간 T는 하나의 클록 사이클보다 크거나 같고, 상기 하나의 클록 사이클은 상기 제1 네트워크 장치가 하나의 메모리에 대해 하나의 판독 조작을 수행하는 데 필요한 지속시간임 -를 포함한다.

T의 값이 크다는 것은 허용될 수 있는 지연 편차가 더 크다는 것을 나타낸다. 실제 설계에서, 당업자는 실제 네트워크 시나리오에 기초하여 T의 값을 구성할 수 있다.

가능한 설계에서, 제2 시구간에서, 상기 FlexE 통신 방법이,

상기 제1 네트워크 장치가 상기 FlexE 그룹 내의 p개의 PHY를 이용하여, 상기 제2 네트워크 장치에 의해 송신된 p개의 제1 오버헤드 블록을 수신하는 단계 - 상기 p개의 제1 오버헤드 블록은 p개의 FlexE 오버헤드 프레임과 일대일 대응관계에 있고, 상기 p개의 FlexE 오버헤드 프레임은 상기 p개의 PHY와 일대일 대응관계에 있으며, 상기 제2 시구간에서, 상기 FlexE 그룹 내의 m개의 PHY는 고장 상태이고, 상기 p개의 PHY는 정상 상태이며, n = p + m, 1 ≤m ＜ n이고, m과 p는 모두 정수임 -;

상기 제1 네트워크 장치가 상기 p개의 제1 오버헤드 블록을 상기 n개의 메모리 중 p개의 메모리에 저장하는 단계를 더 포함한다. 여기서, 상기 p개의 제1 오버헤드 블록은 상기 p개의 메모리와 일대일 대응관계에 있고, 상기 제1 네트워크 장치는 상기 p개의 메모리로부터 상기 p개의 제1 오버헤드 블록을 동시에 판독한다.

가능한 설계에서, 상기 제2 시구간에서, 상기 FlexE 통신 방법이,

상기 제1 네트워크 장치가, 상기 m개의 PHY에 의해 운반되는 클라이언트들이 매핑되는 슬롯에서, 연속적인 이더넷 로컬 고장 순서 집합(Ethernet local fault ordered set)을 송신하는 단계를 더 포함한다.

가능한 설계에서, 상기 제1 네트워크 장치가 상기 m개의 PHY에 의해 운반되는 클라이언트들이 매핑되는 슬롯에서, 연속적인 이더넷 로컬 고장 순서 집합(Ethernet local fault ordered set)을 송신한다는 것은,

가능한 설계에서, 상기 제2 시구간에서, 상기 제1 네트워크 장치가 상기 p개의 제1 오버헤드 블록을 상기 n개의 메모리 중 상기 p개의 메모리에 저장하기 전에, 상기 FlexE 통신 방법이,

상기 제1 네트워크 장치가 제1 PHY가 고장난 것으로 결정하는 단계 - 상기 제1 PHY는 상기 m개의 PHY 중 하나임 -;

상기 제1 네트워크 장치가 알람을 송신하는 단계 - 상기 알람은 상기 FlexE 그룹에 고장이 발생한 것을 나타냄 -; 및

상기 제1 네트워크 장치가 상기 제1 PHY의 고장 유형이 제1 고장 유형이라고 결정하고, 상기 알람을 중단하는 단계를 더 포함한다.

상기 제1 네트워크 장치가, 제1 PHY가 고장난 것으로 결정하는 단계 - 상기 제1 PHY는 상기 m개의 PHY 중 하나임 -;

상기 제1 네트워크 장치가 상기 제1 PHY의 고장 유형이 제1 고장 유형이라고 결정하고, 상기 FlexE 그룹에 고장이 발생한 것을 나타내는 알람을 트리거하지 않는 단계를 더 포함한다.

전술한 방법에서, PHY 상의 상기 제1 오버헤드 블록으로서 상기 FlexE 그룹에서 가장 늦게 도달하는 상기 제1 오버헤드 블록을 메모리에 저장한 후, 모든 메모리로부터 캐싱된 데이터를 동시에 판독하기 시작할 수 있도록, 즉 PHY에 대응하는 상기 제1 오버헤드 블록으로서 상기 메모리에 저장된 상기 제1 오버헤드 블록을 동시에 판독하기 시작할 수 있도록, 캐싱 지속시간 T 이후에, 메모리 판독 지연 메커니즘을 설정한다. 따라서, 야기되는 PHY 재조정을 피할 수 있도록, PHY 장애 복구 중에 야기될 수 있는 지연 변화를 상기 캐싱 지속시간 T에 흡수할 수 있다. 이와 같이, 서비스 중단을 피하고, 고장 PHY의 무손실 복구를 구현할 수 있다.

제3 양태에 따르면, 본 출원은 네트워크 장치를 제공한다. 상기 네트워크 장치는 제1 양태, 또는 제2 양태, 또는 제1 양태의 가능한 임의의 설계, 또는 제2 양태의 가능한 임의의 설계에서 FlexE 통신 방법을 구현하도록 구성된다. 가능한 설계에서, 상기 네트워크 장치는 수신기, 프로세서, 및 메모리를 포함한다.

제4 양태에 따르면, 본 출원은 컴퓨터 판독가능 저장 매체를 제공한다. 상기 컴퓨터 판독가능 저장 매체는 명령어를 저장하고, 상기 명령어는 컴퓨터 상에서 실행될 때 상기 컴퓨터로 하여금 제1 양태, 또는 제2 양태, 또는 제1 양태의 가능한 임의의 설계, 또는 제2 양태의 가능한 임의의 설계에서 FlexE 통신 방법을 수행할 수 있게 한다.

제5 양태에 따르면, 본 출원은 컴퓨터 판독가능 저장 매체를 제공한다. 상기 컴퓨터 판독가능 저장 매체는 제1 양태, 또는 제2 양태, 또는 제1 양태의 가능한 임의의 설계, 또는 제2 양태의 가능한 임의의 설계에서 FlexE 통신 방법을 구현하는 데 사용되는 프로그램을 포함한다.

제6 양태에 따르면, 본 출원은 통신 시스템을 제공한다. 상기 통신 시스템은 제3 양태에서 제공된 네트워크 장치를 포함하고, 제1 양태, 또는 제2 양태, 또는 제1 양태의 가능한 임의의 설계, 또는 제2 양태의 가능한 임의의 설계에서 FlexE 통신 방법을 수행하도록 구성된다.

도 1a는 본 출원의 일 실시예에 따른 64B/66B 코딩의 코드 패턴 정의를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 1b는 본 출원의 일 실시예에 따른 유휴 블록(idle block)의 코드 패턴 정의를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 FlexE 표준 아키텍처를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 출원의 일 실시예에 따른 네트워크 시나리오를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 본 출원의 일 실시예에 따른 FlexE 기술을 이용하여 정보를 전송하는 것을 개략적으로 나타내는 구조도이다.
도 5는 본 출원의 일 실시예에 따른 제1 오버헤드 블록의 코드 패턴 정의를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 6은 본 출원의 일 실시예에 따른 장애 격리 통신 방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.
도 7은 본 출원의 일 실시예에 따른 장애 복구 통신 방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.
도 8은 본 출원의 일 실시예에 따른 다른 장애 격리 통신 방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.
도 9는 본 출원의 일 실시예에 따른 다른 장애 복구 통신 방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.
도 10은 본 출원의 일 실시예에 따른 네트워크 장치를 개략적으로 나타내는 구조도이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 출원의 실시예의 기술적 해결책에 대해 설명한다. 본 출원의 실시예에서 설명된 네트워크 아키텍처와 서비스 시나리오가 본 출원의 실시예의 기술적 해결책을 더 명확하게 설명하기 위한 것으로, 본 출원의 실시예에서 제공되는 기술적 해결책을 제한하지 않는다. 네트워크 아키텍처가 진화하고 새로운 서비스 시나리오가 출현함에 따라, 당업자는 본 출원의 실시예에서 제공되는 기술적 해결책이 유사한 기술적 문제에도 적용 가능하다는 것을 알 수 있을 것이다.

본 출원에서의 "1", "2", "3", "4", "제1", "제2", "제3", 및 "제4"와 같은 서수가 복수의 객체를 구별하는 데 사용되고, 복수의 객체의 시퀀스를 제한하는 데 사용되지 않는다.

본 출원에서의 FlexE와 관련된 선행 기술에 대해서는, 광 인터네트워킹 포럼(Optical Internetworking Forum, OIF)에 의해 만들어진 FlexE 표준 IA OIF-FLEXE-01.0 또는 IA OIF-FLEXE-02.0의 관련 설명을 참조하라. 위의 표준은 그 전체 내용이 원용에 의해 본 명세서에 포함된다.

이더넷에서, 이더넷 포트가 일반적으로 논리적 데이터 중심의 개념으로 나타나고, 이더넷 포트를 논리 포트라고 하거나 또는 간략하게 포트라고 하며, 이더넷 물리 인터페이스는 하드웨어 개념으로 나타나고, 이더넷 물리 인터페이스를 물리 인터페이스라 하거나 또는 간단히 인터페이스라고 한다. 일반적으로, 이더넷 포트의 레이트(rate)가 이더넷 물리 인터페이스의 레이트에 따라 결정된다. 일반적으로 하나의 이더넷 포트의 최대 대역폭이 하나의 이더넷 물리 인터페이스의 대역폭, 예컨대 초당 10 메가비트(megabit per second, Mbps), 100 Mbps, 1000 Mbps(1Gbps), 10 Gbps, 40 Gbps, 100 Gbps, 또는 400Gbps에 대응한다.

이더넷은 과거에 오랫동안 널리 사용되고 크게 발전되어 왔다. 이더넷 포트의 레이트가 10배 증가하고, 10 Mbps에서 10 0Mbps, 1000 Mbps(1 Gbps), 10 Gbps, 40 Gbps, 100 Gbps, 및 400 Gbps로 지속적으로 발전하였다. 기술이 발전함에 따라, 대역폭 단위 차이(bandwidth granularity difference)가 더 커지고, 실제 적용 요구사항과 기대치로부터의 편차가 발생할 가능성이 더 높다. 메인스트림 적용 요구사항에 대한 대역폭이 10배 증가하지 않고, 예를 들어 50 Gbps, 75 Gbps, 또는 200 Gbps일 수 있다. 업계에서는 50 Gbps, 60 Gbps, 75 Gbps, 200 Gbps, 또는 150 Gbps와 같은 대역폭을 갖는 이더넷 포트(가상 연결)에 대한 지원이 제공될 것으로 예상된다.

또한, 유연한 대역폭이 갖는 일부 포트가 제공될 수 있을 것으로 예상된다. 이러한 포트는 하나 이상의 이더넷 물리 인터페이스를 공유할 수 있다. 예를 들어, 2개의 40GE 포트와 2개의 10GE 포트는 하나의 100G 물리 인터페이스를 공유한다. 또한, 200Gbps에서 330Gbps로, 또는 50Gbps에서 20Gbps로 요구사항이 변경됨에 따라, 레이트를 유연하게 조정하여 포트 활용도를 높이거나 또는 포트의 서비스 수명을 연장할 수 있을 것으로 기대된다. 고정 레이트 물리적 링크들이 케스케이딩되거나 또는 바인딩되어 논리 포트 레이트의 스택된 증가를 지원할 수 있다(예를 들어, 2개의 100GE 물리 인터페이스를 스택(stack)하거나, 캐스케이드(cascade)되거나, 또는 바인딩하여 200GE 논리 포트를 지원한다). 또한, 여러 이더넷 가상의 연결이 스택되고 캐스케이드된 물리 링크의 그룹을 효율적으로 공유할 수 있도록, 물리 인터페이스를 유연하게 스택하여 얻어진 대역폭 자원이 풀링(pool)될 수 있고, 물리 인터페이스의 대역폭은 단위(예를 들어, 5G의 단위)에 기초하여 특정 이더넷 논리 포트에 할당된다.

따라서, FlexE의 개념이 등장한다. 플렉시블 이더넷(flexible Ethernet)을 플렉시블 가상 이더넷이라고도 한다. FlexE는 이더넷 서비스에 대한 서브레이트(subrate), 채널화, 및 역다중화와 같은 기능을 지원한다. 예를 들어, 이더넷 서비스의 서브레이트 적용 시나리오에서, FlexE는 3개의 기존 100GE 물리 인터페이스를 통해 250G 이더넷 서비스(MAC 비트스트림) 전송을 지원할 수 있다. 이더넷 서비스의 역다중화 시나리오에서, FlexE는 2개의 기존 100GE 물리 매체 의존(Physical Medium Dependent, PMD) 부계층을 통해 200G 이더넷 서비스의 전송을 지원할 수 있다. 이더넷 서비스의 채널화 시나리오에서, FlexE는 하나 이상의 물리 인터페이스를 공유할 때 여러 논리 포트를 지원할 수 있고, 복수의 저속 이더넷 서비스를 고속의 플렉시블 이더넷으로 다중화하는 것을 지원할 수 있다.

이더넷은 액세스 네트워크와 수도권 네트워크에서 서비스 인터페이스로 널리 사용되므로, 이러한 이더넷 기술의 서비스 트래픽 집성 기능에 기반한 FlexE 기술은 하부의 서비스 네트워크에서 이더넷 인터페이스로의 끊김 없는 연결(seamless connection)을 구현할 수 있다. 서브레이트, 채널화, 역다중화와 같은 FlexE 기능의 도입이 이더넷의 적용 시나리오를 크게 확장하고, 이더넷 적용의 유연성을 향상시키며, 이더넷 기술이 전송 네트워크 분야에 점진적으로 침투할 수 있게 한다.

FlexE는 이더넷 물리적 링크의 가상화를 위한 실현 가능한 진화 방향을 제공한다. 플렉시블 이더넷은 캐스케이드된 물리 인터페이스 그룹 상에서 여러 가상 이더넷 데이터 연결을 지원해야 한다. 예를 들어, 4개의 100GE 물리 인터페이스가 캐스케이드 방식으로 바인딩되어 여러 논리 포트를 지원한다. 일부 논리 포트의 대역폭이 감소하면, 다른 논리 포트의 대역폭이 증가하고, 총 대역폭 감소량이 총 대역폭 증가량과 동일하다. 논리 포트의 대역폭이 빠르고 유연하게 조정되고, 논리 포트는 4개의 100GE 물리 인터페이스를 공유한다.

동기식 디지털 계층(Synchronous Digital Hierarchy, SDH)/광 전송 네트워크(Optical Transfer Network, OTN) 기술을 참조하여, FlexE는 물리 인터페이스 상의 전송을 위한 고정된 프레임 포맷을 구성하고, TDM 슬롯 분할을 수행한다. 이하에서는 기존 FlexE 프레임 형식을 설명을 위한 예로 사용한다. FlexE의 TDM 슬롯 분할 단위가 66비트이고, 그에 따라 64B/66B 비트 블록을 정확하게 운반할 수 있다. 하나의 FlexE 프레임은 8개의 행을 포함한다. FlexE 오버헤드 블록이 각 행의 첫 번째 64B/66B 비트 블록 위치에 있다. 오버헤드 블록 뒤에는 슬롯 분할이 수행되는 페이로드 영역이 존재한다. 페이로드 영역은 66비트를 단위로 사용하고, 66비트 캐리어 공간의 20 × 1023 조각에 대응한다. 100GE 인터페이스의 대역폭이 20개의 슬롯으로 분할되고, 각각의 슬롯의 대역폭이 약 5Gbps이다. FlexE는 인터리빙 및 다중화 방식으로 단일 물리 인터페이스 상에서 복수의 전송 채널, 즉 복수의 슬롯을 구현한다.

여러 물리 인터페이스가 바인딩될 수 있고, 물리 인터페이스의 모든 슬롯은 결합 방식으로 이더넷 논리 포트를 싣고 있을 수 있다. 예를 들어, 10GE 논리 포트가 2개의 슬롯을 필요로 하고, 25GE 논리 포트가 5개의 슬롯을 필요로 한다. 논리 포트 상에서, 순차적으로 전송되는 64B/66B 비트 블록을 볼 수 있다. 각각의 논리 포트는 하나의 MAC에 대응하고, 대응하는 이더넷 패킷을 전송한다. 패킷의 시작과 끝의 식별 및 아이들 패딩(idle padding)은 기존 이더넷과 동일하다. FlexE는 인터페이스 기술일 뿐이며, 관련 스위칭 기술은 기존의 이더넷 패킷을 기반으로 수행될 수 있거나 또는 FlexE를 기반으로 교차 방식으로 수행될 수 있다. 본 명세서에서는 세부사항에 대해 설명하지 않는다.

본 출원에서 언급된 비트 블록은 M1/M2 비트 블록일 수 있거나, 또는 M1B/M2B 비트 블록이라고 할 수 있다. M1/M2는 코딩 방식을 나타내고, M1은 각각의 비트 블록의 페이로드 비트 수를 나타내며, M2는 각각의 비트 블록의 총 비트 수를 나타내고, M1과 M2는 양의 정수이고, M2 > M1이다.

이러한 M1/M2 비트 블록 스트림은 이더넷 물리 계층 링크 상에서 전송된다. 예를 들어, 1G 이더넷은 8/10-비트 코딩을 사용하고, 8/10-비트 블록 스트림이 1GE 물리 계층 링크 상에서 전송된다. 10GE/40GE/100GE 이더넷은 64/66-비트 코딩을 사용하고, 64/66-비트 블록 스트림이 10GE/40GE/100GE 물리 계층 링크 상에서 전송된다. 미래에는 이더넷 기술이 발전함에 따라, 다른 코딩 방식, 예를 들어 128/130-비트 코딩과 256/258-비트 코딩이 추가로 나올 수 있다. M1/M2 비트 블록 스트림의 경우, 다른 유형의 비트 블록이 존재하며 표준에 명확하게 명시되어 있다. 이하에서는 64/66-비트 코딩의 코드 패턴 정의를 설명을 위한 예로 사용한다. 도 1a에 도시된 바와 같이, 2개의 헤더 비트("10" 또는 "01")가 64/66 비트 블록의 동기화 헤더 비트이고, 다음 64비트가 페이로드 데이터 또는 프로토콜을 운반하는 데 사용된다. 도 1a에는 16개의 코드 패턴 정의가 있다. 각 행은 하나의 유형의 비트 블록에 대한 코드 패턴 정의를 나타낸다. D0 ~ D7은 데이터 바이트를 나타내고, C0 ~ C7은 제어 바이트를 나타내며, S0은 시작 바이트를 나타내고, T0 ~ T7은 끝 바이트를 나타낸다. 두 번째 행은 유휴 비트 블록(idle block)의 코드 패턴 정의에 대응하고, 유휴 비트 블록은 /I/로 표시될 수 있으며, 세부사항은 도 1b에 도시되어 있다. 일곱 번째 행은 시작 블록의 코드 패턴 정의에 대응한다. 시작 블록은 /S/로 나타낼 수 있다. 여덟 번째 행은 O 코드 블록(예를 들어, OAM 코드 블록)의 코드 패턴 정의에 대응하고, O 코드 블록은 /O/로 표현될 수 있다. 9번째 행 ~ 16번째 행은 8개의 끝 블록의 코드 패턴 정의에 대응한다. 8개의 끝 블록은 모두 /T/로 표시될 수 있다.

FlexE 기술에서, IEEE 802.3에 따라 FlexE 쉼 계층(FlexE shim layer)을 도입하여 MAC 계층과 물리 계층 간의 디커플링을 구현한다. FlexE 쉼 계층의 구현이 도 2에 도시되어 있고, 유연한 레이트 매칭이 구현된다. 도 2에 도시된 바와 같이, FlexE의 부분적인 아키텍처가 MAC 부계층, FlexE 쉼 계층, 및 물리 계층을 포함한다. MAC 부계층은 데이터 링크 계층의 부계층이고, 상위 논리 링크 제어 부계층과 연결된다. 물리 계층은 물리 코딩 부계층(Physical coding sublayer, PCS), 물리 매체 부착(physical medium attachment, PMA) 부계층, 및 PMD 부계층으로 더 분할될 수 있다. 전술한 계층의 기능은 대응하는 칩 또는 모듈에 의해 구현된다.

신호 송신 과정에서, PCS는 데이터에 대해 코딩, 스크램블링(scrambled), 오버헤드(overhead, O), 삽입 및 정렬 마커(alignment marker, AM) 삽입과 같은 연산을 수행하도록 구성된다. 신호 수신 과정에서, PCS는 전술한 단계의 역처리 과정을 수행한다. 신호 송신과 신호 수신은 PCS의 다른 기능 모듈에 의해 구현될 수 있다.

PMA 부계층의 주요 기능은 링크 모니터링, 캐리어 모니터링, 코딩/디코딩, 전송 클록 합성, 및 수신 클록 복구이다. PMD 부계층의 주요 기능은 수신된 신호에 대한 데이터 스트림 스크램블링/디스크램블링, 코딩/디코딩, 직류 복원(direct current restoration), 및 적응 등화(adaptive equalization)이다.

전술한 아키텍처가 단지 설명을 위한 예일 뿐이고, 본 출원에서 FlexE에 적용 가능한 아키텍처가 이러한 예에 제한되지 않는다고 이해해야 한다. 예를 들어, MAC 부계층과 FlexE 쉼 계층 사이에는 정합 부계층(reconciliation sublayer, RS)이 추가로 존재하여 MII와 MAC 부계층 간의 신호 매핑 메커니즘을 제공할 수 있다. 전송 데이터의 신뢰도를 높이기 위해, PCS와 PMA 부계층 사이에는 순방향 오류 정정(forward error correction, FEC) 부계층이 더 존재할 수 있다.

도 3은 본 출원에 따른 FlexE 통신 시스템의 적용 시나리오를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이, FlexE 통신 시스템(100)은 네트워크 장치 1, 네트워크 장치 2, 사용자 장비 1, 및 사용자 장비 2를 포함한다. 네트워크 장치 1은 중간 노드일 수 있다. 이 경우, 네트워크 장치 1은 다른 네트워크 장치를 통해 사용자 장비 1에 연결된다. 네트워크 장치 1은 에지 노드(edge node)일 수 있다. 이 경우, 네트워크 장치 1은 사용자 장비 1에 직접 연결된다. 네트워크 장치 1은 중간 노드일 수 있다. 이 경우, 네트워크 장치 1은 다른 네트워크 장치를 통해 사용자 장비 1에 연결된다. 대안적으로, 네트워크 장치 1은 에지 노드일 수 있다. 이 경우, 네트워크 장치 1은 사용자 장비 1에 직접 연결된다. 네트워크 장치 2는 중간 노드일 수 있다. 이 경우, 네트워크 장치 2는 다른 네트워크 장치를 통해 사용자 장비 2에 연결된다. 대안적으로, 네트워크 장치 2는 에지 노드일 수 있다. 이 경우, 네트워크 장치 2는 사용자 장비 2에 직접 연결된다. 네트워크 장치 1은 FlexE 인터페이스 1을 포함하고, 네트워크 장치 2는 FlexE 인터페이스 2를 포함한다. FlexE 인터페이스 1은 FlexE 인터페이스 2에 인접해 있다. 각각의 FlexE 인터페이스는 송신 포트와 수신 포트를 포함한다. 기존 이더넷 인터페이스와의 차이점은, 하나의 FlexE 인터페이스가 복수의 클라이언트를 운반할 수 있고, 논리적 인터페이스로 사용되는 FlexE 인터페이스가 복수의 물리 인터페이스를 포함할 수 있다는 점이다. 도 4에 도시된 순방향 채널에서의 서비스 데이터의 흐름 방향이 도 3에서 실선 화살표로 표시되고, 역방향 채널에서의 서비스 데이터의 흐름 방향이 도 3에서 점선 화살표로 표시된다. 본 발명의 실시예에서는 순방향 채널이 전송 채널의 예로 사용되고, 전송 채널에서의 서비스 데이터의 흐름 방향이 사용자 장비 2 → 네트워크 장치 2 → 네트워크 장치 1 → 사용자 장비 1이다.

도 3이 2개의 네트워크 장치와 2개의 사용자 장비의 예를 보여줄 뿐이라고 이해해야 한다. 네트워크는 어떤 다른 개수의 네트워크 장치와 어떤 다른 개수의 사용자 장비를 포함할 수 있다. 본 출원의 실시예에서는 이에 대해 제한하지 않는다. 도 3에 도시된 FlexE 통신 시스템은 설명을 위한 예일 뿐이다. 본 출원에서 제공되는 FlexE 통신 시스템의 적용 시나리오가 도 2에 도시된 시나리오로 한정되지 않는다. 본 출원에서 제공되는 기술적 해결책은 FlexE 기술을 이용하여 데이터를 전송하는 모든 네트워크 시나리오에 적용될 수 있다.

도 4를 참조하면, 이하에서는 도 3에 도시된 네트워크 장치 1과 네트워크 장치 2가 FlexE 기술을 이용하여 데이터를 전송하는 과정에 대해 추가로 설명한다.

도 4에 도시된 바와 같이, PHY 1, PHY 2, PHY 3, 및 PHY 4가 FlexE 그룹으로 바인딩된다. 네트워크 장치 1이 FlexE 그룹 인터페이스, 즉 FlexE 인터페이스 1과 FlexE 인터페이스 2를 통해 네트워크 장치 2에 연결된다. FlexE 그룹 인터페이스를 FlexE 인터페이스라고도 할 수 있다는 것을 유의해야 한다. FlexE 그룹 인터페이스는 물리 인터페이스의 그룹을 바인딩하여 형성되는 논리적 인터페이스이다. FlexE 그룹 인터페이스는 클라이언트 1에서 클라이언트 6까지 총 6개의 클라이언트를 운반한다. 클라이언트 1과 클라이언트 2의 데이터가 전송을 위해 PHY 1에 매핑된다. 클라이언트 3의 데이터가 전송을 위해 PHY 2와 PHY 3에 매핑된다. 클라이언트 4의 데이터가 전송을 위해 PHY 3에 매핑된다. 클라이언트 5와 클라이언트 6의 데이터가 전송을 위해 PHY 4에 매핑된다. 바인딩 기능을 구현하기 위해, 서로 다른 FlexE 클라이언트에 대한 매핑 및 전송이 FlexE 그룹에서 수행된다는 것을 알 수 있다.

FlexE 그룹을 바인딩 그룹이라고도 할 수 있다. 각각의 FlexE 그룹에 포함된 복수의 PHY는 논리적 바인딩 관계를 가지고 있다. 논리적 바인딩 관계는 서로 다른 PHY 간에 물리적 연결 관계가 없을 수 있다는 것을 의미한다. 따라서, FlexE 그룹 내의 복수의 PHY는 물리적으로 서로 독립적일 수 있다. FlexE 내의 네트워크 장치가 FlexE 그룹에 포함된 특정 PHY를 PHY의 번호를 이용하여 식별하여 복수의 PHY의 논리적 바인딩을 구현할 수 있다. 예를 들어, 각각의 PHY는 1부터 254까지의 숫자를 이용하여 넘버링될 수 있고, 0과 255는 예약된 숫자이다. PHY의 번호가 네트워크 장치 상의 인터페이스에 대응할 수 있다. 인접한 2개의 네트워크 장치는 동일한 번호를 사용하여 동일한 PHY를 마킹해야 한다. FlexE 그룹에 포함된 PHY의 번호가 연속적일 필요는 없다. 일반적으로, 2개의 네트워크 장치 사이에는 하나의 FlexE 그룹이 있다. 하지만, 본 출원은 2개의 네트워크 장치 사이에 하나의 FlexE 그룹만 있는 것으로 제한하지 않는다. 즉, 2개의 네트워크 장치 사이에는 복수의 FlexE 그룹이 있을 수 있다. 하나의 PHY가 적어도 하나의 클라이언트를 운반하는 데 사용될 수 있고, 하나의 클라이언트가 적어도 하나의 PHY 상에서 전송될 수 있다. PHY는 송신 장치의 물리 계층 장치(디바이스)와 수신 장치의 물리 계층 장치를 포함한다. IEEE 802.3에 정의된 PHY 계층 장치 외에도, FlexE 내의 PHY는 FlexE 쉼 계층의 기능을 수행하도록 구성된 장치를 더 포함한다. 송신 장치의 물리 계층 장치를 송신 PHY 또는 송신 방향의 PHY라고도 하고, 수신 장치의 물리 계층 장치를 수신 PHY 또는 수신 방향의 PHY라고도 할 수 있다.

FlexE 클라이언트는 네트워크의 다양한 사용자 인터페이스에 대응하고, 기존 IP/이더넷 네트워크에서 기존 서비스 인터페이스와 일치한다. FlexE 클라이언트는 대역폭 요구사항에 따라 유연하게 구성될 수 있고, 다양한 레이트에서 이더넷 MAC 데이터 스트림(예를 들어, 10G 데이터 스트림, 40G 데이터 스트림, n × 25G 데이터 스트림, 및 심지어는 비표준 레이트 데이터 스트림)을 지원한다. 예를 들어, 데이터 스트림은 64B/66B 코딩 방식으로 FlexE 쉼 계층에 전송될 수 있다. FlexE 클라이언트는 물리적 주소에 기반한 이더넷 스트림으로 해석될 수 있다. 동일한 FlexE 그룹을 이용하여 송신되는 클라이언트는 동일한 클럭을 공유해야 하고, 이러한 클라이언트는 할당된 슬롯 레이트에 기초하여 적응을 수행해야 한다.

FlexE 쉼 계층은 기존 이더넷 아키텍처에서 MAC과 PHY(PCS 부계층) 사이에 삽입되는 추가적인 논리 계층의 역할을 한다. FlexE 기술의 핵심 아키텍처가 캘린더(calendar) 기반의 슬롯(time slot) 배포 메커니즘을 이용하여 구현된다. FlexE 쉼 계층의 주요 기능이 동일한 클럭에 기초하여 데이터를 자르고, 잘라진 데이터를 사전 분할을 통해 얻어진 슬롯(slot)으로 캡슐화하는 것이다. 그런 다음, 분할을 통해 얻어진 각각의 슬롯은 미리 구성된 슬롯 구성 테이블에 기초하여, 전송을 위해 FlexE 그룹 내의 PHY에 매핑된다.

FlexE 쉼 계층은 오버헤드 프레임(overhead frame)/오버헤드 멀티프레임(overhead Multiframe)을 정의하여 캘린더 기반의 작업 메커니즘 및 FlexE 그룹 내의 클라이언트와 슬롯 간의 매핑 관계를 반영한다. 전술한 오버헤드 프레임을 플렉시블 이더넷 오버헤드 프레임(FlexE overhead frame)이라고도 할 수 있고, 전술한 오버헤드 멀티프레임을 플렉시블 이더넷 오버헤드 멀티프레임(FlexE overhead Multiframe)이라고도 할 수 있다는 것을 유의해야 한다. FlexE 쉼 계층은 오버헤드를 통해 인밴드 관리 채널을 제공하고, 상호 연결된 2개의 FlexE 인터페이스들 간의 구성 및 관리 정보의 전송을 지원함으로써 자동 협상을 통해 링크를 구축한다.

구체적으로, 하나의 오버헤드 멀티프레임은 32개의 오버헤드 프레임을 포함하고, 하나의 오버헤드 프레임은 8개의 오버헤드 블록(overhead block)을 포함한다. 오버헤드 블록을 오버헤드 슬롯(overhead slot)이라고도 할 수 있다. 오버헤드 블록은, 예를 들어 64B/66B 코딩에서의 코드 블록일 수 있고, 1023 × 20개의 블록 간격으로 한 번 나타나지만, 모든 오버헤드 블록에 포함되는 필드들이 서로 다르다. 오버헤드 프레임에서, 제1 오버헤드 블록(이하, 제1 오버헤드 블록이라 함)은 "0x4B" 제어 문자와 "0x5" "O" 코드 문자와 같은 정보를 포함한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 오버헤드 블록의 2개의 헤더 비트가 10이고, 제어 블록 유형이 0x4B이며, 제1 오버헤드 블록의 "O 코드" 문자가 0x5이다. 정보 전송 중에, 2개의 상호 연결된 FlexE 인터페이스는 "0x4B" 제어 문자와 "0x5" "O 코드" 문자에 기반한 매칭을 통해, 각각의 PHY 상에서 전송되는 오버헤드 프레임의 제1 오버헤드 블록을 결정한다. 각각의 PHY 상에서 전송되는 제1 오버헤드 블록은 마커(marker)로 사용되며, FlexE 그룹 내의 바인딩된 PHY를 수신 방향으로 정렬하는 데 사용된다. FlexE 그룹 내의 PHY를 정렬하면 데이터의 동기식 잠금(synchronous locking)을 구현할 수 있다. 그 후, PHY에 의해 운반되는 데이터는 메모리로부터 동시에 판독될 수 있다. 각각의 오버헤드 프레임의 제1 코드 블록을 오버헤드 프레임의 프레임 헤더라고도 할 수 있다. FlexE 그룹 내의 PHY의 정렬은 본질적으로 PHY의 오버헤드 프레임의 제1 오버헤드 블록의 정렬이다. 이하에서는 도 4의 시나리오를 참조하여 PHY 정렬 과정을 예를 들어 설명한다.

도 4에 도시된 시나리오에서, FlexE 그룹 내의 모든 PHY가 정상적으로 작동할 때, 네트워크 장치 2가 PHY 1, PHY 2, PHY 3, 및 PHY 4를 이용하여 오버헤드 프레임 1 내지 오버헤드 프레임 4를 동시에 송신한다. 오버헤드 프레임 1 내지 오버헤드 프레임 4는 각각 제1 오버헤드 블록 1 내지 제1 오버헤드 블록 4를 포함한다. 제1 오버헤드 블록 1, 제1 오버헤드 블록 2, 제1 오버헤드 블록 3, 및 제1 오버헤드 블록 4는 PHY 1, PHY 2, PHY 3, 및 PHY 4와 일대일 대응관계에 있다.

실제 전송 과정에서, 네트워크 장치 2는 오버헤드 프레임 1 내지 오버헤드 프레임 4를 동시에 송신한다. 하지만, PHY 1, PHY 2, PHY 3, 및 PHY 4에 대응하는 서로 다른 광 섬유의 길이가 다를 수 있기 때문에, 제1 오버헤드 블록 1 내지 제1 오버헤드 블록 4는 경우에 따라 네트워크 장치 1에 의해 동시에 수신될 수 없다. 예를 들어, 네트워크 장치 1은 제1 오버헤드 블록 1→제1 오버헤드 블록 2→제1 오버헤드 블록 3→제1 오버헤드 블록 4의 순서로 제1 오버헤드 블록 1 내지 제1 오버헤드 블록 4를 연속적으로 수신한다. 제1 오버헤드 블록 1을 수신한 후, 네트워크 장치 1은 제1 오버헤드 블록 1을 PHY 1에 대응하는 메모리 1에 저장한다. 이 순서로, 네트워크 장치 1은 그 후에 수신된 제1 오버헤드 블록 2를 PHY 2에 대응하는 메모리 2에 저장하고, 수신된 제1 오버헤드 블록 3을 PHY 3에 대응하는 메모리 3에 저장한다. PHY 4 상에서 전송된 제1 오버헤드 블록 4를 수신하고, PHY 4에 대응하는 메모리 4에 제1 오버헤드 블록 4를 저장한 후, 네트워크 장치 1은 모든 메모리로부터 모든 제1 오버헤드 블록 및 다른 캐싱된 데이터를 즉시 동시에 판독하기 시작한다. "즉시 시작"은 마지막 제1 오버헤드 블록 4가 메모리에 캐싱된 후, 네트워크 장치 1이 메모리 1 내지 메모리 4에 대한 동시 판독 작업을 즉시 시작한다는 것을 의미한다. 마지막 제1 오버헤드 블록 4가 캐시에 대기하는 지속시간이 0이다. 구체적으로, 마지막으로 도착하는 제1 오버헤드 블록의 경우, 네트워크 장치 1이 제1 오버헤드 블록 4를 메모리 4에 캐싱하는 기입 작업과, 메모리 4로부터 제1 오버헤드 블록 4를 판독하는 판독 작업 사이의 간격 지속시간이 0이다.

PHY 정렬을 FlexE 그룹 데스큐(deskew)라고도 할 수 있다. PHY 정렬을 통해, FlexE 그룹 내의 모든 PHY 간에 슬롯 정렬이 구현될 수 있도록, PHY들 사이의 지연 편차가 제거된다. 전술한 지연 편차는 예를 들어 광섬유 길이가 다르기 때문이다. 종래 기술에서, 전술한 PHY 정렬 작업이 수행된 후, FlexE 그룹 내의 모든 PHY가 정상 작동 상태에 있을 때, 모든 PHY에 의해 송신된 데이터에 대해 슬롯 정렬을 구현할 수 있다. 따라서, 네트워크 장치 1은 모든 PHY의 나중에 송신된 제1 오버헤드 블록을 동시에 수신할 수 있고, 제1 오버헤드 블록을 대응하는 메모리에 동시에 캐싱하며, 메모리로부터 저장된 데이터를 동시에 판독한다. 이와 같이, 각각의 클라이언트의 데이터가 슬롯에 기초하여 복구된다.

하지만, FlexE 그룹 내의 하나 이상의 PHY가 고장난 후, 예를 들어, PHY 4가 고장이면, 정상적으로 작동하는 PHY에 의해 운반되는 클라이언트 서비스가 현재 표준 또는 종래 기술의 해결책에 따라 손상된다. 본 출원에서, 현재 OIF FlexE 표준의 정의를 참조하면, PHY가 고장 상태이거나 또는 PHY가 고장이라는 것은, PHY가 예를 들어 신호 손실, 또는 프레이밍 실패, 또는 정렬 실패, 또는 높은 비트 오류율, 또는 다른 경우에 직면하여 PCS_status=FALSE라는 것을 의미한다는 점에 유의해야 한다,.

이하, PHY의 고장을 처리하기 위한 몇몇 현재 해결책에 대해 간략하게 설명한다.

해결책 1: 현재, OIF에 의해 지정된 FlexE 표준에 정의되어 있는 것은 다음과 같다. FlexE 그룹 내의 하나 이상의 PHY가 고장이면, FlexE 그룹 내의 모든 FlexE 클라이언트에 대해 연속적인 이더넷 로컬 고장 순서 집합(Ethernet Local Fault Ordered Set)이 전송되고, 이하 이더넷 로컬 고장 순서 집합을 간략하게 LF라고 한다. 구체적으로, 수신 방향의 네트워크 장치는 연속적인 LF를 FlexE 그룹의 모든 PHY에 대응하는 메모리에 기입한다. 전술한 작업으로 인해 FlexE 그룹 내의 모든 클라이언트 서비스가 중단된다.

해결책 2: 작업 FlexE 그룹은 자동 보호 절체(automatic protection switching, APS)와 같은 보호 메커니즘을 이용하여 보호 FlexE 그룹으로 전환되고, 보호 FlexE 그룹은 클라이언트 서비스를 운반하는 데 사용된다. 하지만, 전술한 작업도 스위칭 과정에서 FlexE 그룹 내의 모든 클라이언트 서비스를 중단시키는 원인이 되며, 중단 지속시간이 예를 들어 최대 50 ms일 수 있다.

해결책 3: PHY 4가 고장난 후, 네트워크 장치는 FlexE 그룹으로부터 고장 PHY 4를 제거하고, PHY 4를 포함하지 않는 새로운 FlexE 그룹을 재생성하며, 새로운 FlexE 그룹을 이용하여 클라이언트를 계속 운반한다. 하지만, 전술한 작업도 그룹 재생성 과정에서 FlexE 그룹 내의 모든 클라이언트 서비스의 서비스 중단을 야기한다.

전술한 설명으로부터 알 수 있는 것은, FlexE 그룹 내의 하나 이상의 PHY가 고장이면, FlexE 그룹 내의 정상 작동 상태의 PHY에 의해 운반되는 클라이언트 서비스에 대한 영향을 효과적으로 줄이는 방법이 해결되어야 할 문제이다. 전술한 문제를 해결하기 위해, 본 출원은 고장 격리 방법(100)을 제공한다.

이하, 도 1을 참조하여 본 출원의 실시예의 고장 격리 방법(100)에 대해 상세하게 설명한다. 고장 격리 방법(100)이 적용되는 네트워크 아키텍처가 네트워크 장치 1과 네트워크 장치 2를 포함한다. 예를 들어, 네트워크 장치 1은 도 3이나 도 4에 도시된 네트워크 장치 1일 수 있고, 네트워크 장치 2는 도 3이나 도 4에 도시된 네트워크 장치 2일 수 있다. 네트워크 장치 1과 네트워크 장치 2는 FlexE 그룹을 통해 연결된다. 네트워크 아키텍처는 도 3이나 도 4에 도시된 네트워크 아키텍처일 수 있다. 이하에서는 도 4의 아키텍처를 예로 들어 고장 격리 방법(100)에 대해 설명한다. 고장 격리 방법(100)은 시구간 1에서 수행되는 다음의 단계 S101 내지 S104를 포함한다.

S101. 네트워크 장치 2가 FlexE 그룹 내의 PHY 1, PHY 2, 및 PHY 3을 이용하여 네트워크 장치 1에 3개의 FlexE 오버헤드 프레임을 동시에 송신한다.

구체적으로, 네트워크 장치 2가 PHY 1을 이용하여 네트워크 장치 1에 FlexE 오버헤드 프레임 1을 송신하고, FlexE 오버헤드 프레임 1은 제1 오버헤드 블록 1 을 포함한다. 네트워크 장치 2가 PHY 2를 이용하여 네트워크 장치 1에 FlexE 오버헤드 프레임 2를 송신하고, FlexE 오버헤드 프레임 2는 제1 오버헤드 블록 2를 포함한다. 네트워크 장치 3이 PHY 3을 이용하여 네트워크 장치 1에 FlexE 오버헤드 프레임 3을 송신하고, FlexE 오버헤드 프레임 3은 제1 오버헤드 블록 3을 포함한다.

시구간 A에서, FlexE 그룹 내의 PHY 4가 고장 상태이고, PHY 1, PHY 2, 및 PHY 3은 모두 정상 작동 상태이다. PHY 4가 고장 상태일 때, 네트워크 장치 2는 대응하는 FlexE 오버헤드 프레임을 PHY 4를 이용하여 송신할 수 있다. 이 경우, 예를 들어, PHY 4에 대응하는 광섬유가 끊어지면, 네트워크 장치 2가 FlexE 오버헤드 프레임을 전송하더라도, 네트워크 장치 1은 FlexE 오버헤드 프레임을 수신할 수 없다. 다른 예를 들면, PHY 4에 대응하는 광섬유가 접촉 불량이면, 링크의 비트 오류율이 높다. 이 경우, 네트워크 장치 2가 FlexE 오버헤드 프레임을 송신하더라도, 네트워크 장치 1은 수신된 데이터에 기초하여 PHY 4의 비트 오류율 높다고 결정하고, PHY 4에 의해 전송된 데이터를 폐기한다. 물론, 네트워크 장치 2는 대안적으로 FlexE 오버헤드 프레임을 송신하지 않을 수 있지만, PHY 4의 고장이 복구될 때 FlexE 오버헤드 프레임을 동기적으로 송신할 수 있다. 본 출원에서는 이에 대해 구체적으로 제한하지 않는다.

네트워크 장치 2가 FlexE 오버헤드 프레임을 송신하는 구체적인 과정에 대해서는 종래 기술의 방법을 참조하라. 본 명세서에서는 세부사항에 대해 설명하지 않는다.

S102. 네트워크 장치 1이 PHY 1, PHY 2, 및 PHY 3을 이용하여 제1 오버헤드 블록 1, 제1 오버헤드 블록 2, 및 제1 오버헤드 블록 3을 수신한다.

S103. 네트워크 장치 1이 수신된 3개의 제1 오버헤드 블록을 3개의 메모리에 저장한다. 여기서, 3개의 제1 오버헤드 블록은 3개의 메모리와 일대일 대응관계에 있다. 네트워크 장치 1에서, 각각의 PHY가 PHY 관련 데이터를 저장하도록 구성된 대응하는 메모리를 가지고 있다.

S104. 제1 네트워크 장치가 3개의 메모리로부터 3개의 제1 오버헤드 블록을 동시에 판독한다.

본 출원에서, 현재 FlexE 그룹 내의 하나 이상의 PHY가 고장이면, 고장 PHY의 제1 오버헤드 블록이 PHY 정렬을 위한 결정 조건으로 사용되지 않는다. 구체적으로, FlexE 그룹 중 현재 정상 상태에 있는 PHY의 제1 오버헤드 블록이 모두 대응하는 메모리에 저장되어 있으면, FlexE 그룹 내의 PHY들이 정렬되어 있다고 간주한다. 본 출원에서 제공되는 기술적 해결책에 따르면, LF를 클라이언트에 삽입하고, 그룹-레벨 보호 스위칭(group-level protection switching)을 시작하며, FlexE 그룹을 재생성할 필요 없이 정상 PHY에 대한 고장 PHY의 영향을 효과적으로 고립시킬 수 있다. 따라서, 정상 PHY에 의해 운반되는 클라이언트 서비스가 영향을 받지 않도록 보장하여 서비스 전송 신뢰도를 높인다.

특정 구현에서, 시구간 1에서, 고장 격리 방법(100)은 이하를 더 포함한다.

네트워크 장치 1이, 고장 상태의 PHY 4에 의해 운반되는 클라이언트가 매핑되는 슬롯에서, 연속적인 LF를 송신한다.

네트워크 장치 1이, 고장 상태의 PHY 4에 의해 운반되는 클라이언트가 매핑되는 슬롯에서, 연속적인 LF를 다음의 방식으로 송신할 수 있지만 이에 제한되지 않는다.

방식 1: 네트워크 장치 1이 연속적인 이더넷 로컬 고장 순서 세트(Ethernet local fault ordered set)를 오류 상태의 PHY 4에 대응하는 메모리에 기록한다.

클라이언트 서비스 복구 중에, 네트워크 장치가 LF에 기초하여, 대응하는 클라이언트에 에러가 발생한다고 결정할 수 있도록, LF를 고장 PHY에 대응하는 메모리에 기입함으로써, 사용자에게 부정확한 데이터를 제공하는 것을 방지한다.

예를 들어, 고장 PHY에 의해 운반되는 클라이언트 서비스가 다운스트림 장치에 포워딩될 때, LF가 클라이언트에 삽입되고, 클라이언트 서비스가 다운스트림 장치에 계속 포워딩될 수 있도록, 네트워크 장치 1은 FlexE 교차 기술을 이용하여 데이터를 전송하고, LF를 고장 PHY에 대응하는 메모리에 기입한다. 결국, 싱크 장치가 LF에 기초하여, PHY 4에 의해 운반되는 클라이언트 서비스에 에러가 발생한다는 것을 식별할 수 있다. 이와 같이, 부정확한 데이터가 적시에 폐기됨으로써, 사용자에게 부정확한 데이터를 제공하는 것을 방지할 수 있다.

방식 2: PHY 4가 고장이면, 네트워크 장치 1이 LF를 PHY 4에 대응하는 메모리에 기입하지 않는다. 이 경우, 실제로 수신된 데이터가 기입될 수 있거나, 또는 유휴 상태 블록이 기입되거나, 또는 어떠한 데이터도 기입되지 않는다. PHY 4에 의해 운반되는 클라이언트를 복구할 때, 네트워크 장치 1은 클라이언트가 매핑된 슬롯에 LF를 기입한다. 특정 구현에서, 네트워크 장치 1은 PHY에 대응하는 메모리로부터 캐싱된 데이터를 판독하고, 클라이언트의 데이터를 복구하며, 클라이언트의 데이터를 모든 클라이언트에 대응하는 메모리에 저장한다. 그런 다음, 클라이언트에 대응하는 메모리에 연속적인 LF가 기입된다.

특정 구현에서, 네트워크 장치 1이 3개의 제1 오버헤드 블록을 3개의 메모리에 저장하기 전에, 고장 격리 방법(100)이 이하를 더 포함한다.

PHY 4가 고장 상태라고 결정한 후, 네트워크 장치 1이 FlexE 그룹에 고장이 발생한 것을 나타내는 알람을 송신하고;

네트워크 장치 1이 PHY 4의 고장 유형이 제1 고장 유형이라고 결정하고, 알람을 중단한다.

이 구현에서, 종래 기술이 효과적으로 호환될 수 있다. 종래 기술에서, PHY가 고장이면, 그룹 레벨 알람 지시가 트리거된다. 그룹 레벨 알람이 일단 트리거되면, 경보가 중지될 때까지 서비스 처리가 중단된다. 하지만, 본 출원에서 제공되는 고장 격리 방법에 따르면, PHY 고장이 미리 결정된 고장 유형에 속한다고 결정한 후, 네트워크 장치는 알람을 중지한다. 이와 같이, 정상 PHY에 의해 수신된 데이터에 대해 후속 처리가 계속 수행될 수 있고, 어떠한 서비스도 중단되지 않는다.

다른 특정 구현에서, 네트워크 장치 1이 3개의 제1 오버헤드 블록을 3개의 메모리에 저장하기 전에, 고장 격리 방법(100)이 이하를 더 포함한다.

제1 네트워크 장치가 제1 PHY가 고장 상태라고 결정하고 - 여기서, 제1 PHY는 m개의 PHY 중 하나임 -;

제1 네트워크 장치가 제1 PHY의 고장 유형이 제1 고장 유형이라고 결정하고, FlexE 그룹에 고장이 발생한 것을 나타내는 알람을 송신하지 않는다.

이 구현에서, PHY가 고장난 후, PHY의 고장 유형이 먼저 결정된다. 그런 다음, FlexE 그룹에 고장이 발생한 것을 나타내는 알람을 송신할지 여부가 PHY의 고장 유형에 기초하여 결정된다. 따라서, PHY 고장이 특정 고장 유형에 속할 때, 어떠한 알람도 송신되지 않는다. 이와 같이, 정상 PHY에 의해 수신된 데이터에 대해 후속 처리가 계속 수행될 수 있고, 어떠한 서비스도 중단되지 않는다.

본 출원에서, 네트워크 장치 1은 PHY의 고장 유형을 식별하고, 서로 다른 고장 유형에 대한 대응하는 처리를 수행할 수 있다. 2가지 고장 유형, 즉 제1 고장 유형과 제2 고장 유형이 있을 수 있다. 제1 고장 유형에서, 네트워크 장치 1은 본 출원에서 제공되는 고장 격리 방법을 이용하여 고장 PHY를 고립시킬 수 있다. 고장 PHY와 관련이 없는 클라이언트가 여전히 정상적으로 작동할 수 있고, 고장 PHY의 영향을 받지 않는다. 전체 과정에서, 정상 PHY에 의해 운반되는 클라이언트에 대해 LF를 기입하지 않고, 어떠한 그룹도 재생성하지 않는다. 제1 고장 유형은 광 섬유 고장, 높은 비트 오류율, 및 광 모듈 손상 등을 포함하지만 이에 제한되지 않는다.

PHY 고장이 제2 고장 유형에 속하면, 예를 들어 쉼 계층에서의 디스큐가 실패하거나, 또는 그룹 번호(group number)가 부정확하게 구성되거나, 또는 인스턴스 번호(instance number)가 부정확하게 구성되면, 고장 유형에 대해 그룹-레벨 알람이 송신된 후, 연속적인 LF를 FlexE 그룹에 실려 있는 모든 클라이언트에 삽입한다.

제1 고장 유형과 제2 고장 유형에 포함된 특정 유형의 고장은 특정 구현에서 당업자에 의해 유연하게 설정될 수 있다. 본 출원에서는 세부사항에 대해 설명하지 않는다 .

결론적으로, 본 출원에서 제공되는 방법에 따르면, 고장 PHY를 효과적으로 고립시킬 수 있고, 정상 PHY에 운반되는 클라이언트에 대한 영향을 낮출 수 있으며, 서비스 전송 신뢰도를 개선할 수 있다.

PHY 4의 경우, PHY 4의 고장 원인이 FlexE 쉼 계층의 고장이면, 예를 들어, 고장의 원인이 사라진 후, 송신 방향의 데이터가 쉼 계층의 고장으로 인해 부정확하면, 고장 PHY는 자동으로 복구되어 FlexE 그룹에 추가될 수 있고, 일반적으로 그룹을 재생성하지 않고도 클라이언트를 운반할 수 있다. 고장이 복구된 후, 네트워크 장치 2는 동기식으로 데이터를 전송하고, 네트워크 장치 1은 동기식으로 데이터를 수신하며, 종래 기술의 방법에 따라, 수신된 데이터를 처리한다.

하지만, 여전히 일부 사례가 있다. 예를 들어, 광섬유 단선으로 인해 PHY가 고장이면, 고장을 제거하기 위해 광섬유를 교체해야 한다. 광섬유를 바꾸면 고장이 발생하기 전에 존재하는 전송 지연과 비교하여 PHY의 전송 지연이 바뀔 수 있다. 예를 들어, 변경된 광섬유가 더 길어질 수 있고, 데이터 수신 방향에서, PHY 4 상의 제1 오버헤드 블록이 다른 PHY 상의 제1 오버헤드 블록보다 늦게 네트워크 장치 1에 도착한다. 결과적으로, 네트워크 장치 1은 모든 PHY를 정렬할 수 없다. 이 경우, PHY 정렬 작업을 다시 수행해야 한다. 하지만, PHY 정렬 작업을 다시 수행하면, 전송 중인 클라이언트에 서비스 중단이 발생한다. 고장 PHY의 무손실 복구를 구현하기 위해, 본 출원은 고장 복구 처리 방법(200)을 제공한다.

이하에서는 도 7을 참조하여 본 출원에서 제공되는 고장 복구 처리 방법(200)을 구체적으로 설명한다. 시구간 2에서, 고장 처리 복구 방법(200)은 다음의 단계 S201 내지 S204를 포함한다. PHY의 고장이 복구될 때 PHY가 손실 없이 그룹에 다시 추가될 수 있도록, 고장 처리 복구 방법(200)의 단계들이 고장 격리 방법(100)보다 먼저 수행되어야 한다는 것을 유의해야 한다.

S201. 시구간 2에서, 네트워크 장치 2가 FlexE 그룹을 이용하여 네트워크 장치 1에 4개의 FlexE 오버헤드 프레임을 송신한다. 4개의 FlexE 오버헤드 프레임은 각각 FlexE 오버헤드 프레임 A, FlexE 오버헤드 프레임 B, FlexE 오버헤드 프레임 C, 및 FlexE 오버헤드 프레임 D이다. 4개의 FlexE 오버헤드 프레임은 4개의 제1 오버헤드 블록을 포함한다. 구체적으로, 네트워크 장치 2는 PHY 1을 이용하여 네트워크 장치 1에 FlexE 오버헤드 프레임 A를 송신하고, FlexE 오버헤드 프레임 A는 제1 오버헤드 블록 A를 포함한다. 네트워크 장치 2는 PHY 2를 이용하여 네트워크 장치 1에 FlexE 오버헤드 프레임 B를 송신하고, FlexE 오버헤드 프레임 B는 제1 오버헤드 블록 B를 포함한다. 네트워크 장치 2는 PHY 3을 이용하여 네트워크 장치 1에 FlexE 오버헤드 프레임 C를 송신하고, FlexE 오버헤드 프레임 C는 제1 오버헤드 블록 C를 포함한다. 네트워크 장치 2는 PHY 4를 이용하여 네트워크 장치 1에 FlexE 오버헤드 프레임 D를 송신하고, FlexE 오버헤드 프레임 D는 제1 오버헤드 블록 D를 포함한다.

S202. 네트워크 장치 1이 네트워크 장치 2에 의해 송신된 4개의 제1 오버헤드 블록을 FlexE 그룹을 이용하여 수신한다.

S203. 네트워크 장치 1이, 수신된 4개의 제1 오버헤드 블록을 4개의 메모리에 저장한다. 여기서, 4개의 제1 오버헤드 블록은 4개의 메모리와 일대일 대응관계에 있다.

S204. 네트워크 장치 1이 4개의 메모리로부터 4개의 제1 오버헤드 블록을 동시에 판독한다. 특정 제1 오버헤드 블록을 대응하는 메모리에 저장하는 순간부터 시작하는 사전 설정된 지속시간 T 이후에 4개의 제1 오버헤드 블록이 판독된다. 특정 제1 오버헤드 블록은 4개의 제1 오버헤드 블록 중 마지막으로 저장된 제1 오버헤드 블록이다. 사전 설정된 지속시간 T는 하나의 클록 사이클보다 크거나 같고, 하나의 클록 사이클은 네트워크 장치 1이 하나의 메모리에 대해 하나의 판독 작업을 수행하는 데 필요한 지속시간이다. 하나의 판독 작업에서, 네트워크 장치 1은 하나의 메모리로부터 적어도 하나의 데이터 블록을 판독할 수 있다. 특정 구현에서, 지속시간 T는 2개의 클록 사이클보다 크거나 같다.

특정 구현에서, 장치의 전원을 켜고 PHY 정렬 작업을 수행할 때, 전술한 고장 복구 처리 방법(200)의 전술한 단계 S201 내지 단계 S204가 수행된다. 본 출원에서, FlexE 그룹 내의 네트워크 장치 1에 가장 늦게 도착한 제1 오버헤드 블록이 메모리에 저장된 후, 캐싱된 데이터가 모든 메모리로부터 동시에 판독되기 시작할 수 있도록, 메모리 판독 지연 메커니즘, 즉 메모리를 판독하는 것을 지연시키는 메커니즘이 설정된다. 즉, 사전 설정된 지속시간 T 이후에, PHY에 대응하는 제1 오버헤드 블록으로서 메모리에 저장된 제1 오버헤드 블록이 동시에 판독되기 시작한다. 따라서, 서로 다른 PHY들 간의 지연 차이로 인한 PHY 재조정을 피할 수 있도록, 고장 PHY 복구 중에 서로 다른 PHY에 의해 야기될 수 있는 지연 차이가 캐싱 지속시간 T에 흡수될 수 있다. 이와 같이, 서비스 중단을 방지하고, 고장 PHY의 무손실 복구를 구현할 수 있다.

4개의 제1 오버헤드 블록에서, 가장 짧은 지속시간 동안 네트워크 장치 1의 메모리에 머무르는 제1 오버헤드 블록이 특정 제1 오버헤드 블록이라고 이해할 수 있을 것이다. 3개의 다른 제1 오버헤드 블록 각각이 네트워크 장치 1의 메모리에 머무르는 지속시간이 지속시간 T보다 크다.

지속시간 T는 실제 네트워크의 특정 설계 해결책에 따라 적응적으로 구성될 수 있다. T는 w개의 클록 사이클일 수 있다. W는 [1, 1000] 중 임의의 정수일 수 있다. 예를 들어, w는 2, 5, 10, 50, 100, 200, 300, 400, 또는 500일 수 있다. 물론, T는 대안적으로 1000개의 클록 사이클보다 클 수 있다.

도 8은 본 출원의 일 실시예에 따른 통신 방법(300)을 개략적으로 나타내는 흐름도이다. 통신 방법(300)이 적용되는 네트워크 아키텍처가 적어도 제1 네트워크 장치와 제2 네트워크 장치를 포함한다. 예를 들어, 제1 네트워크 장치는 도 3이나 도 4에 도시된 네트워크 장치 1일 수 있고, 제2 네트워크 장치는 도 3이나 도 4에 도시된 네트워크 장치 2일 수 있다. 네트워크 아키텍처는 도 3이나 도 4에 도시된 네트워크 아키텍처일 수 있다. 또한, 도 8에 도시된 통신 방법은 도 6에 도시된 통신 방법을 구체적으로 구현하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 8의 제1 네트워크 장치와 제2 네트워크 장치는 각각 도 6에 도시된 통신 방법의 네트워크 장치 1과 네트워크 장치 2일 수 있다. 제1 시구간에서, 통신 방법(300)은 다음의 단계 S301 내지 단계 S304를 포함한다.

S301. 제2 네트워크 장치가 FlexE 그룹 내의 현재 사용 가능한 p개의 PHY를 이용하여 네트워크 장치 1에 p개의 FlexE 오버헤드 프레임을 동시에 송신한다.

p개의 FlexE 오버헤드 프레임은 p개의 제1 오버헤드 블록을 포함하고, p개의 제1 오버헤드 블록은 p개의 FlexE 오버헤드 프레임과 일대일 대응관계에 있으며, p개의 FlexE 오버헤드 프레임은 p개의 PHY와 일대일 대응관계에 있다. FlexE 그룹은 n개의 PHY를 포함한다(n ≥ 2이고, n은 정수임). 제1 시구간에서, FlexE 그룹 내의 m개의 PHY가 고장 상태이고, p개의 PHY는 정상 상태이며, p + m = n이고, n ≥ 2이며, 1 ≤ m ＜ n이고, m과 p는 모두 정수이다.

S302. 제1 네트워크 장치가, 제2 네트워크 장치에 의해 송신된 p개의 제1 오버헤드 블록을 플렉시블 이더넷 그룹(FlexE group) 내의 p개의 물리 계층 장치(PHY)를 이용하여 수신한다.

S303. 제1 네트워크 장치가 p개의 제1 오버헤드 블록을 n개의 메모리 중 p개의 메모리에 저장한다. 여기서, p개의 제1 오버헤드 블록은 p개의 메모리와 일대일 대응관계에 있다.

S304. 제1 네트워크 장치가 p개의 메모리로부터 p개의 제1 오버헤드 블록을 동시에 판독한다.

특정 구현에서, 제1 시구간에서, 통신 방법(300)이 이하를 더 포함한다.

제1 네트워크 장치가, m개의 PHY에 의해 운반되는 클라이언트들이 매핑되는 슬롯에서, 연속적인 이더넷 로컬 고장 순서 집합(Ethernet local fault ordered set)을 송신한다.

제1 네트워크 장치가, m개의 PHY에 의해 운반되는 클라이언트가 매핑되는 슬롯에서, 연속적인 LF를 다음의 방식으로 전송할 수 있지만 이에 제한되지 않는다.

방식 1: 제1 네트워크 장치가 연속적인 이더넷 로컬 고장 순서 집합을 m개의 PHY에 대응하는 m개의 메모리에 기입한다.

클라이언트 서비스 복구 중에, 네트워크 장치가 LF에 기초하여, 대응하는 클라이언트에 에러가 발생한 것을 결정할 수 있도록, LF를 고장 PHY에 대응하는 메모리에 기입함으로써, 사용자에게 부정확한 데이터를 제공하는 것을 방지한다.

방식 2: m개의 PHY가 고장이면, 제1 네트워크 장치가 LF를 m개의 PHY 4에 대응하는 m개의 메모리에 기입하지 않는다. 이 경우, 실제로 수신된 데이터가 m개의 메모리에 기입될 수 있거나, 또는 유휴 블록이 기입되거나, 또는 데이터가 기입되지 않는다. 고장 상태의 m개의 PHY 4에 의해 운반되는 클라이언트를 복구할 때, 제1 네트워크 장치는 클라이언트들이 매핑되는 슬롯에 LF를 기입한다. 특정 구현에서, m개의 메모리로부터 클라이언트의 데이터를 복구할 때, 제1 네트워크 장치는 클라이언트의 데이터를 모든 클라이언트에 대응하는 메모리에 기입한다. 그런 다음, 연속적인 LF가 클라이언트에 대응하는 메모리에 기입된다.

특정 구현에서, 제1 네트워크 장치가 p개의 제1 오버헤드 블록을 n개의 메모리 중 p개의 메모리에 저장하기 전에, 통신 방법이 이하를 더 포함한다.

제1 네트워크 장치가, 제1 PHY가 고장 상태라고 결정하고 - 여기서, 제1 PHY는 m개의 PHY 중 하나임 -;

제1 네트워크 장치가 알람을 송신하며 - 여기서, 알람은 FlexE 그룹에 고장이 발생한 것을 나타냄 -;

제1 네트워크 장치가 제1 PHY의 고장 유형이 제1 고장 유형이라고 결정하고, 알람을 중단한다.

특정 구현에서, 제1 시구간에서, 제1 네트워크 장치가 p개의 제1 오버헤드 블록을 n개의 메모리 중 p개의 메모리에 저장하기 전에, 통신 방법이 이하를 더 포함한다.

도 8에 도시된 통신 방법이 도 6에 도시된 고장 격리 통신 방법(100)을 구현하는 데 사용될 때, 제1 시구간은, 예를 들어 고장 격리 통신 방법(100)에서의 시구간 1이다. 사용 가능한 p개의 PHY는 PHY 1, PHY 2, 및 PHY 3이다. 고장 상태의 m개의 PHY는 예를 들어, PHY 4이다. 통신 방법(300)의 단계에 대한 구체적인 구현 세부사항은 고장 격리 통신 방법(100)의 구체적인 설명을 참조하라. 여기서는 세부사항에 대해 다시 설명하지 않는다.

도 9는 본 출원의 일 실시예에 따른 통신 방법(400)을 개략적으로 나타내는 흐름도이다. 통신 방법(400)이 적용되는 네트워크 아키텍처가 적어도 제1 네트워크 장치와 제2 네트워크 장치를 포함한다. 예를 들어, 제1 네트워크 장치는 도 3이나 도 4에 도시된 네트워크 장치 1일 수 있고, 제2 네트워크 장치는 도 3이나 도 4에 도시된 네트워크 장치 2일 수 있다. 네트워크 아키텍처는 도 3이나 도 4에 도시된 네트워크 아키텍처일 수 있다. 또한, 도 9에 도시된 통신 방법(400)은 도 7에 도시된 고장 처리 복구 방법(200)을 구체적으로 구현하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 9의 제1 네트워크 장치와 제2 네트워크 장치는 각각 도 7에 도시된 고장 처리 복구 방법(200)의 네트워크 장치 1과 네트워크 장치 2일 수 있다. 제2 시구간에서, 통신 방법(400)은 다음의 단계 S401 내지 단계S404를 포함한다.

S401. 제2 시구간에서, 제2 네트워크 장치가 FlexE 그룹을 이용하여 제1 네트워크 장치에 n개의 FlexE 오버헤드 프레임을 송신한다.

FlexE 그룹은 n개의 물리 계층 장치(PHY)를 포함한다. n개의 FlexE 오버헤드 프레임은 n개의 제1 오버헤드 블록을 포함한다. n개의 제1 오버헤드 블록은 n개의 FlexE 오버헤드 프레임과 일대일 대응관계에 있다. n개의 FlexE 오버헤드 프레임은 n개의 PHY와 일대일 대응관계에 있다(n ≥2이고, n은 정수임).

S402. 제1 네트워크 장치가, 제2 네트워크 장치에 의해 송신된 n개의 제1 오버헤드 블록을 플렉시블 이더넷 그룹 FlexE 그룹을 이용하여 수신한다.

S403. 제1 네트워크 장치가 n개의 제1 오버헤드 블록을 n개의 메모리에 저장한다. 여기서, n개의 제1 오버헤드 블록은 n개의 메모리와 일대일 대응관계에 있다.

S404. 제1 네트워크 장치가 n개의 메모리로부터 n개의 제1 오버헤드 블록을 동시에 판독한다. 여기서, n개의 제1 오버헤드 블록은 특정 제1 오버헤드 블록을 대응하는 메모리에 저장하는 순간으로부터 시작하는 지속시간 T 이후에 판독된다.

특정 제1 오버헤드 블록은 n개의 제1 오버헤드 블록 중 마지막으로 저장된 제1 오버헤드 블록이다. 지속시간 T는 하나의 클록 사이클보다 크거나 같고, 하나의 클록 사이클은 제1 네트워크 장치가 하나의 메모리에 대해 하나의 판독 작업을 수행하는 데 필요한 지속시간이다.

도 9에 도시된 고장 복구 통신 방법이 도 7에 도시된 고장 처리 복구 방법(200)을 구현하는 데 사용될 때, 제2 시구간은 예를 들어, 고장 처리 복구 방법(200)에서의 시구간 2이다. 사용 가능한 n개의 PHY는 PHY 1, PHY 2, PHY 3, 및 PHY 4이다. 통신 방법(400)의 단계의 특정 구현 세부사항에 대해서는 고장 처리 복구 방법(200)의 구체적인 설명을 참조하라. 여기서는 세부사항에 대해 다시 설명하지 않는다.

도 10은 본 출원에 따른 네트워크 장치(500)를 개략적으로 나타내는 도면이다. 네트워크 장치(500)는 도 3이나 도 4에 도시된 네트워크 아키텍처에 사용될 수 있고, 고장 격리 방법(100) 또는 고장 처리 복구 방법(200)에서 네트워크 장치 1에 의해 수행되는 작업을 수행하도록 구성되거나, 또는 통신 방법(300) 또는 통신 방법(400)에서 제1 네트워크 장치에 의해 수행되는 작업을 수행하도록 구성된다. 네트워크 장치(500)는 예를 들어, 도 3이나 도 4에 도시된 네트워크 아키텍처 내의 네트워크 장치 1일 수 있거나, 또는 관련 기능을 구현하는 라인 카드 또는 칩일 수 있다. 도 10에 도시된 바와 같이, 네트워크 장치(500)는 수신기(501), 수신기에 연결된 프로세서(502), 및 n개의 메모리(503)를 포함한다. 수신기(501)는 구체적으로 고장 격리 방법(100) 또는 고장 처리 복구 방법(200)에서 네트워크 장치 1에 의해 수행되는 정보 수신 작업을 수행하도록 구성된다. 프로세서(502)는 고장 격리 방법(100) 또는 고장 처리 복구 방법(200)에서 네트워크 장치 1에 의해 수행되는 정보 수신 이외의 처리를 수행하도록 구성된다. n개의 메모리(503)는 고장 격리 방법(100) 또는 고장 처리 복구 방법(200)에서 FlexE를 이용하여 네트워크 장치 1에 의해 수신된 FlexE 데이터를 저장하도록 구성된다. 수신기(501)는 추가적으로 통신 방법(300) 또는 통신 방법(400)에서 제1 네트워크 장치에 의해 수행되는 정보 수신 작업을 수행하도록 구성된다. 프로세서(502)는 통신 방법(300) 또는 통신 방법(400)에서 제1 네트워크 장치에 의해 수행되는 정보 수신 이외의 처리를 수행하도록 구성된다. n개의 메모리(503)는 통신 방법(300) 또는 통신 방법(400)에서 FlexE 그룹을 이용하여 제1 네트워크 장치에 의해 수신된 FlexE 데이터를 저장하도록 구성된다.

수신기는 하나의 인터페이스를 지칭하거나, 또는 논리적으로 바인딩된 복수의 인터페이스를 지칭할 수 있다. 인터페이스는 예를 들어, PHY 계층과 전송 매체 계층 간의 인터페이스, 예를 들어 매체 의존 인터페이스(Medium Independent Interface, MDI)일 수 있다. 인터페이스는 대안적으로 네트워크 장치의 물리 인터페이스일 수 있다. 프로세서(502)는 주문형 반도체(application-specific integrated circuit, ASIC), 또는 프로그래머블 로직 디바이스(programmable logic device, PLD), 또는 이들의 임의의 조합일 수 있다. PLD는 복합 프로그래머블 로직 디바이스(complex programmable logic device, CPLD), 또는 필드-프로그래머블 게이트 어레이(field-programmable gate array, FPGA), 또는 일반 어레이 로직(generic array logic, GAL), 또는 이들의 임의의 조합일 수 있다. 프로세서(502)는 중앙 처리 장치(Central Processing Unit), 또는 네트워크 프로세서(network processor, NP), 또는 CPU와 NP의 조합일 수 있다. 프로세서(502)는 하나의 프로세서일 수 있거나, 또는 복수의 프로세서를 포함할 수 있다. 메모리(503)는 랜덤 액세스 메모리(random-access memory, RAM)와 같은 휘발성 메모리(volatile memory)를 포함할 수 있거나; 또는 메모리는 읽기 전용 메모리(read-only memory, ROM), 또는 플래쉬 메모리(flash memory), 또는 하드 디스크 드라이브(hard 디스크 drive, HDD), 또는 솔리드 스테이트 드라이브(solid-state drive, SSD)와 같은 비휘발성 메모리(non-volatile memory)를 포함할 수 있거나; 또는 메모리(820)는 전술한 유형의 메모리의 조합을 포함할 수 있다. 본 출원의 n개의 메모리(503)는 n개의 독립적인 메모리일 수 있다. n개의 메모리는 대안적으로 하나 이상의 메모리에 통합될 수 있다. 이 경우, n개의 메모리를 대응하는 메모리 내의 서로 다른 저장 영역이라고 이해할 수 있다.

수신기(501), 프로세서(502), 및 n개의 메모리(503)는 독립적인 물리적 유닛일 수 있다. 프로세서(502)와 n개의 메모리(503)는 함께 통합되고, 하드웨어를 이용하여 구현될 수 있다. 수신기(501)는 또한 프로세서(502) 및 n개의 메모리(503)와 통합될 수 있고, 하드웨어를 이용하여 구현될 수 있다. 하드웨어는 예를 들어, ASIC, PLD, 또는 이들의 조합일 수 있다. PLD는 CPLD, FPGA, 일반 어레이 로직(GAL), 또는 이들의 임의의 조합일 수 있다.

본 출원의 실시예에서 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계들이 하드웨어, 프로세서에 의해 실행되는 소프트웨어 유닛, 또는 이들의 조합에 직접 내장될 수 있다. 소프트웨어 유닛은 RAM 메모리, 플래쉬 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터, 하드 디스크, 착탈식 자기 디스크(removable magnetic disk), 씨디롬(CD-ROM), 또는 당해 분야의 어떤 다른 형태의 저장 매체에 저장될 수 있다. 예를 들어, 프로세서가 저장 매체로부터 정보를 판독하고 저장 매체에 정보를 기입할 수 있도록, 저장 매체는 프로세서에 연결될 수 있다. 선택적으로, 저장 매체는 대안적으로 프로세서에 통합될 수 있다. 프로세서와 저장 매체는 ASIC에 배치될 수 있다.

전술한 과정의 순서 번호가 본 출원의 다양한 실시예에서 실행 순서를 의미하지 않는다고 이해해야 한다. 이러한 과정의 실행 순서가 이러한 과정의 기능과 내부 로직에 따라 결정되어야 하고, 본 출원의 실시예의 구현 과정에 대한 어떠한 제한으로 해석되어서는 안 된다.

전술한 실시예의 전부 또는 일부가 소프트웨어, 하드웨어, 펌웨어, 또는 이들의 임의의 조합을 이용하여 구현될 수 있다. 소프트웨어가 이러한 실시예를 구현하는 데 사용될 때, 이러한 실시예는 컴퓨터 프로그램 제품의 형태로 완전히 또는 부분적으로 구현될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 하나 이상의 컴퓨터 명령어를 포함한다. 컴퓨터 프로그램 명령어가 컴퓨터 상에 로딩되어 실행될 때, 본 출원의 실시예에 따른 절차들 또는 기능들이 전부 또는 부분적으로 생성된다. 컴퓨터는 범용 컴퓨터, 전용 컴퓨터, 컴퓨터 네트워크, 또는 다른 프로그램 가능한 장치일 수 있다. 컴퓨터 명령어는 컴퓨터 판독가능 저장 매체에 저장될 수 있거나 또는 컴퓨터 판독가능 저장 매체에서 다른 컴퓨터 판독가능 저장 매체로 전송될 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터 명령어는 유선(예를 들어, 동축 케이블, 광 섬유, 또는 디지털 가입자 회선(digital subscriber line, DSL)) 또는 무선(예를 들어, 적외선, 라디오, 또는 마이크로파) 방식으로 웹사이트, 컴퓨터, 서버, 또는 데이터 센터에서 다른 웹사이트, 컴퓨터, 서버, 또는 데이터 센터로 전송될 수 있다. 컴퓨터 판독가능 저장 매체는 컴퓨터에 의해 접근 가능하고 사용 가능한 임의의 매체일 수 있거나, 또는 하나 이상의 사용 가능한 매체를 통합하는 데이터 저장 장치, 예컨대 서버 또는 데이터 센터일 수 있다. 사용 가능한 매체는 자기 매체(예를 들어, 플로피 디스크, 하드 디스크, 또는 자기 테이프), 광학 매체(예를 들어, DVD), 또는 반도체 매체(예를 들어, 솔리드 스테이트 드라이브 솔리드 스테이트 디스크(solid-state drive Solid State Disk, SSD)) 등일 수 있다.

본 명세서의 실시예는 모두 점진적인 방식으로 설명된다. 이러한 실시예의 동일하거나 유사한 부분에 대해서는 이러한 실시예를 참조하라. 각각의 실시예는 다른 실시예와의 차이점에 초점을 맞춘다. 특히, 장치 실시예와 시스템 실시예는 기본적으로 방법 실시예와 유사하므로 간략하게 설명한다. 관련 부분에 대해서는 방법 실시예의 설명을 참조하라.

전술한 설명은 단지 본 발명의 특정 구현일 뿐이며, 본 발명의 보호 범위를 제한하려는 것이 아니다. 본 발명에 개시된 기술적 범위 내에서 당업자에 의해 용이하게 파악되는 어떠한 변형이나 대체도 본 발명의 보호 범위에 속할 것이다. 따라서, 본 발명의 보호 범위는 청구항의 보호 범위를 따라야 한다.

Claims

플렉시블 이더넷(flexible Ethernet, FlexE) 통신 방법으로서,
상기 제1 네트워크 장치가 제2 네트워크 장치에 의해 송신된 p개의 제1 오버헤드 블록을 플렉시블 이더넷(FlexE) 그룹 내의 p개의 물리 계층 장치(PHY)를 이용하여 수신하는 단계 - 상기 p개의 제1 오버헤드 블록은 p개의 FlexE 오버헤드 프레임과 일대일 대응관계에 있고, 상기 p개의 FlexE 오버헤드 프레임은 상기 p개의 PHY와 일대일 대응관계에 있으며, 상기 FlexE 그룹은 n개의 PHY를 포함하고, n ≥ 2이며, n은 정수이고, 상기 FlexE 그룹 내의 m개의 PHY가 고장 상태(faulty state)이며, p개의 PHY는 정상 상태이고, p + m = n이며, 1 ≤m ＜ n이고, m과 p는 모두 정수임 -;
상기 제1 네트워크 장치가 상기 p개의 제1 오버헤드 블록을 상기 n개의 메모리 중 p개의 메모리에 저장하는 단계 - 상기 p개의 제1 오버헤드 블록은 상기 p개의 메모리와 일대일 대응관계에 있음 -; 및
상기 제1 네트워크 장치가 상기 p개의 메모리로부터 상기 p개의 제1 오버헤드 블록을 동시에 판독하는 단계
를 포함하는 플렉시블 이더넷(FlexE) 통신 방법.
제1항에 있어서,
상기 제1 네트워크 장치가, 상기 m개의 PHY에 의해 운반되는 클라이언트들이 매핑되는 슬롯에서, 연속적인 이더넷 로컬 고장 순서 집합(Ethernet local fault ordered set)을 송신하는 단계
를 더 포함하는 플렉시블 이더넷(FlexE) 통신 방법.
제2항에 있어서,
상기 제1 네트워크 장치가, 상기 m개의 PHY에 의해 운반되는 클라이언트들이 매핑되는 슬롯에서, 연속적인 이더넷 로컬 고장 순서 집합을 송신하는 단계는,
상기 제1 네트워크 장치가, 상기 연속적인 이더넷 로컬 고장 순서 집합을 상기 m개의 PHY에 대응하는 m개의 메모리에 기입하는 단계
를 포함하는, 플렉시블 이더넷(FlexE) 통신 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 네트워크 장치가 상기 p개의 제1 오버헤드 블록을 상기 n개의 메모리 중 p개의 메모리에 저장하는 단계 이전에, 상기 FlexE 통신 방법이,
상기 제1 네트워크 장치가, 제1 PHY가 고장 상태라고 결정하는 단계 - 상기 제1 PHY는 상기 m개의 PHY 중 하나임 -;
상기 제1 네트워크 장치가 알람을 송신하는 단계 - 상기 알람은 상기 FlexE 그룹에 고장이 발생한 것을 나타냄 -; 및
상기 제1 네트워크 장치가 상기 제1 PHY의 고장 유형이 제1 고장 유형이라고 결정하고, 상기 알람을 중단하는 단계
를 더 포함하는 플렉시블 이더넷(FlexE) 통신 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 네트워크 장치가 상기 p개의 제1 오버헤드 블록을 상기 n개의 메모리 중 p개의 메모리에 저장하는 단계 이전에, 상기 FlexE 통신 방법이,
상기 제1 네트워크 장치가, 제1 PHY가 고장 상태라고 결정하는 단계 - 상기 제1 PHY는 상기 m개의 PHY 중 하나임 -; 및
상기 제1 네트워크 장치가 상기 제1 PHY의 고장 유형이 제1 고장 유형이라고 결정하고, 상기 FlexE 그룹에 고장이 발생한 것을 나타내는 알람을 송신하지 않는 단계
를 더 포함하는 플렉시블 이더넷(FlexE) 통신 방법.
제1 네트워크 장치로서,
상기 제1 네트워크 장치는 수신기, 프로세서, 및 n개의 메모리를 포함하고,
상기 수신기는 제2 네트워크 장치에 의해 송신된 p개의 제1 오버헤드 블록을 플렉시블 이더넷 그룹(flexible Ethernet group, FlexE group) 내의 p개의 물리 계층 장치(PHY)를 이용하여 수신하도록 구성되고 - 여기서, 상기 p개의 제1 오버헤드 블록은 p개의 FlexE 오버헤드 프레임과 일대일 대응관계에 있고, 상기 p개의 FlexE 오버헤드 프레임은 상기 p개의 PHY와 일대일 대응관계에 있으며, 상기 FlexE 그룹은 n개의 PHY를 포함하고, n ≥ 2이며, n은 정수이고, 상기 FlexE 그룹 내의 m개의 PHY가 고장 상태이며, 상기 p개의 PHY는 정상 상태이고, p + m = n이며, 1 ≤ m ＜ n이고, m과 p는 모두 정수임 -;
상기 프로세서는 상기 p개의 제1 오버헤드 블록을 상기 n개의 메모리 중 p개의 메모리에 저장하고, 상기 p개의 메모리로부터 상기 p개의 제1 오버헤드 블록을 동시에 판독하도록 구성되고, 상기 p개의 제1 오버헤드 블록은 상기 p개의 메모리와 일대일 대응관계에 있는, 제1 네트워크 장치.
제6항에 있어서,
상기 프로세서는 추가적으로,
상기 m개의 PHY에 의해 운반되는 클라이언트들이 매핑되는 슬롯에서, 연속적인 이더넷 로컬 고장 순서 집합(Ethernet local fault ordered set)을 송신하도록 구성된, 제1 네트워크 장치.
제7항에 있어서,
상기 프로세서는 추가적으로, 상기 연속적인 이더넷 로컬 고장 순서 집합을 상기 m개의 PHY에 대응하는 m개의 메모리에 기입하도록 구성된, 제1 네트워크 장치.
제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 프로세서가 상기 p개의 제1 오버헤드 블록을 상기 n개의 메모리 중 상기 p개의 메모리에 저장하기 전에, 상기 프로세서는 추가적으로,
상기 m개의 PHY 중 하나인 제1 PHY가 고장 상태라고 결정하고;
상기 FlexE 그룹에 고장이 발생한 것을 나타내는 데 사용되는 알람을 송신하며;
상기 제1 PHY의 고장 유형이 제1 고장 유형이라고 결정하고, 상기 알람을 중지하도록 구성된, 제1 네트워크 장치.
제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 프로세서가 상기 p개의 제1 오버헤드 블록을 상기 n개의 메모리 중 상기 p개의 메모리에 저장하기 전에, 상기 프로세서는 추가적으로,
상기 m개의 PHY 중 하나인 제1 PHY가 고장 상태라고 결정하고;
상기 제1 PHY의 고장 유형이 제1 고장 유형이라고 결정하고, 상기 FlexE 그룹에 고장이 발생한 것을 나타내는 알람을 송신하지 않도록 구성된, 제1 네트워크 장치.
제1 네트워크 장치로서,
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 플렉시블 이더넷(FlexE) 통신 방법
을 수행하도록 구성된 제1 네트워크 장치.
컴퓨터 판독가능 저장 매체로서,
상기 컴퓨터 판독가능 저장 매체는 컴퓨터 프로그램을 포함하고, 상기 컴퓨터 프로그램은 프로세서에 의해 실행될 때 상기 프로세서로 하여금 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 플렉시블 이더넷(FlexE) 통신 방법을 수행할 수 있게 하는, 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
컴퓨터 프로그램 제품으로서,
상기 컴퓨터 프로그램 제품은 컴퓨터 프로그램을 포함하고, 상기 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터에 의해 실행될 때 상기 컴퓨터로 하여금 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 플렉시블 이더넷(FlexE) 통신 방법을 수행할 수 있게 하는, 컴퓨터 프로그램 제품.