KR960011136B1 - 네트웍의 이중화장치 및 그 방법 - Google Patents

네트웍의 이중화장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

네트웍의 이중화장치 및 그 방법
제1도는 종래의 통신경로를 도시한 도.
제2도는 본 발명에 따른 네트웍 이중화장치를 개략적으로 도시한 도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
101,10n: 사용자프로그램부 201,202: MMS
301,302: MMPM 501,502: LLC
601,602: MAC 701,702: 이중화부
801,802: 네트웍관리부
본 발명은 네트웍상의 이중화장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 특히 시스템상의 장애로 발생될 수 있는 데이터의 손실등을 방지하여 안정성을 도모하기 위한 이중화된 네트웍을 구성하여 이를 운동하는 네트웍의 이중화장치 및 그 방법에 관한 것이다.
서로 떨어져 있는 장치들간의 상호 데이터의 교환을 자유롭게 하기 위해서 장치들간의 통신이 점차로 중요한 역할을 차지하고 있다. 특히 공장자동화와 같은 다수의 여러종류의 기기, 예를들어 로봇, PLC, NC등 서로 단위 자동화되어 있는 기기들을 통합시켜 연관적으로 사용할 수 있도록 하기 위하여 여러 가지 방법이 제안되고 있다.
상기에서와 같은 장치들간의 통신을 위한 국제적인 규약으로서 국제표준화기구(International Standardization Organization : ISO)에서 국제표준으로 정한 ISO 9506, ISO 8802/4이 있으며 이러한 국제표준에 따라 국내외의 여러 회사들에 의하여 특정 시스템에 적합한 하드웨어 및 소프트웨어가 개발되고 있다.
예를 들면 미국의 제너럴 일랙트릭에서 주창한 프로토콜인 퍼스널 컴퓨터용의 Mini-MAP 및 Full-MAP, 또한 각종 버스에 적합한 프로토콜등이 개발되어 있으며 일본에서는 Mini-MAP과 유사한 FAIS(Factory Automation Interconnection System) MAP을 개발하여 보급 및 활용중이다.
이때 MAP(Manufactruing Automation Protocol)이라 함은 표준화된 자동화 시스템의 구축을 위하여 필요한 프로토콜을 지칭하는 것으로 현재 사용되고 있는 MAP의 특징은 전면적인 OSI(Open System Interconnection)화로서 공장자동화 분야에서의 기능표준으로 사용되고 있다. MAP은 Full-MAP과 Mini-MAP 으로 나누어진다.
이는 MAP이 OSI가 내놓은 개방형 통신 시스템 참조모델의 7개 계층중 몇 개의 계층을 사용하느냐에 따라 구분되는데 이 7개의 계층을 모두 사용하는 것이 Full-MAP이고, 이중에 1,2,7계층만을 사용하는 것이 Mini-MAP이다. 이러한 Full-MAP과 Mini-MAP의 차이와 표준규격을 ＜표 1＞에 나타내었다.
상기와 같은 규약의 MAP은 다수기업의 이종기기간의 접속을 위하여 사용되는 것으로 이러한 MAP의 이용에 따라 이루어지는 종래의 통신방법을 제1도를 참조하여 살펴보면 다음과 같다.
제1도는 Mini-MAP에 따른 통신원리를 개략적으로 도시한 것이다.
제1도에서 10....10은 개별적으로 운용되며 또한 시스템과의 데이터 교환을 수행하는 사용자 프로그램부 20과 20은 MAP의 제7번째 계층에 속하는 제조용 메시지규정부(MMS : Manufacturing Message Specification) 층으로서 사용자 프로그램부에서 통신을 위하여 사용되는 명령에 대한 명령규약집을 포함하는 계층이고, 30과 30은 상기 규약집에 포함되어 있는 세부명령들을 서로 합성하여 전달해주는 역할을 하는 MMPM이며, 이때 20과 20및 30과 30은 크게 MMS(40과 40)로 구분할 수 있으며, 50과 50는 MAP의 제2번째의 계층에 해당하며 외부와의 접속을 제어하는 논리연결제어 (LLC : Logical Link Control)층, 60과 60은 MAP의 제2계층이며 외부와의 억세스를 제어하는 전송매체 억세스제어(MAP : Medium Access Control)층이다.
상기와 같은 계층의 구성을 통한 네트웍의 통신방법을 예를들어 설명하면 다음과 같다. 사용자 프로그램부(1010)에서 특정 데이타를 네트웍을 통하여 다른 장치로 전송하는 경우를 고려한다.
사용자 프로그램부(1010)에서는 특정 명령을 사용하여 해당 데이터를 전송할 것을 지시한다. 그러면, 이 명령과 데이터가 MMS부로 전송되어 사용자 프로그램부에서 지정한 명령에 해당하는 다수의 세부명령어를 MMS층(20)로부터 받아서 이를 MMPM(30)에서 순차적으로 실행을 하여 이를 하위보드를 형성하는 LLC(50)와 MAC(60)를 통하여 네트웍상의 다른 하위보드를 통하여 해당 사용자 프로그램부로 전송하도록 한다. 이때 수신측에서 데이터를 받는 과정은 송신측에서의 처리과정과 역순으로 진행되며 상세한 설명은 생략한다.
상기와 같은 통신방식에 따라 통신을 수행하는 네트웍에서는 데이터통신 불가능상태(예, 통신보드 및 통신라인의 절단등)의 발생시에는 전체 시스템의 통신이 중단되는 문제점이 발생한다. 즉, 데이터송수신을 수생하는 과정에서 송신 또는 수신측의 하위보드인 LLC(50과 50) 또는 MAC(60과 60)에서 장애가 발생한 경우에는 이에 대응하는 수신 또는 송신측에서 정상적으로 데이터통신을 수행할 수 없게 된다. 따라서, 발생하는 장애의 정도에 따라 통신불가능상태 및 전송된 데이터의 유실등을 초래하는 문제점이 발생한다.
또한, 상기 ＜표 1＞에서 도시된 바와같이 종래의 방식은 프로토콜의 특성상 브로드캐스트 통신(버스를 통하여 접속되어 있는 다수의 장치로 부터의 데이터요청에 관계없이 동시에 데이터를 전송하는 기능)을 지원하지 않는 문제점이 있다.
따라서 본 발명의 목적은 네트웍에서의 각각의 장치들간의 데이터통신시 발생될 수 있는 장애를 제거할 수 있는 네트웍의 이중화법을 제공하는 것이다.
즉, 현재 널리사용되는 분산제어시스템(Distributed Control System : DCS)에서 빠른 응답성과 이기종 접속이 가능한 통신프로토콜이 요구되어 국제적인 표준규약에 따른 공장자동화 프로토콜인 Mini-MAP을 사용함에 있어서, 통신상에서 발생하는 데이터의 손실등을 제거하여 네트웍의 안정성을 위하여 이중화를 구현하고자 한 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 네트웍의 이중화장치는 공장자동화에 따른 장치들간의 접속을 위한 개방형통신 시스템모델에서 상기 장치의 동작프로그램을 포함하여 특정의 기능을 수행하는 사용자프로그램부, 상기 시스템모델의 제7계층에 해당하며 사용자 프로그램부에서 통신을 위하여 사용되는 명령에 대한 명령규약집을 포함하여 상기 명령에 대응하는 상기 규약집에 포함되어 있는 세부명령들을 서로 합성하여 전달해주는 역할을 하는 제조용 메시지규정부(MMS : Maunfacturing Message Specification)층, 상기 시스템모델의 제2번째의 계층에 해당하며 상기메시지규정부층으로 부터의 명령에 따라 외부와의 접속을 제어하는 논리연결제어(LLC : Logical Link Control)층 및 외부와의 억세스를 제어하는 전송매체 억세스제어(MAC : Medium Access Control)층을 포함하여 대응되는 다른 장치들과의 통신을 수행하는 장치에 있어서, 상기 논리연결제어층과 상기 전송매체억세스제어층을 각각 이중으로 형성하는 하위보드 ; 상기 하위보드의 이중화된 논리연결 제어층으로부터의 통신의 정상적인 상태여부를 검출하는 이중화부 ; 상기 이중화부로부터 검출된 상태신호에 따라 네트웍의 통신경로등을 관리하는 네트웍관리부를 포함하여 상기 이중화부에서 하위보드로부터 검출되는 통신상태의 결과에 따라 해당 논리연결제어층의 상태가 통신불능일 경우에는 이중화된 다른 논리연결제어층으로 통신경로를 변경하고 에러가 없는 경우에는 현재의 상태의 통신경로를 유지하도록 하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본원의 발명을 상세히 설명한다.
제2도는 본 발명에 다른 네트웍의 이중화방법을 설명하기 위한 개략적인 블록도이다.
제2도에서 도시된 각 블록들은 제1도에서의 블록들과 동일한 기능을 수행하는 것으로서 제1도와 비교하여 차이점은 MAP보드에 포함되는 구성요소들인 LLC(50과 50) 또는 MAC(60과 60)가 이중화되고 호스트에 포함되는 MMS (20과 20)에 MAP보드의 LLC(50와 50,50와 50) 또는 MAC(60와 60,60와 60)에 대한 제어를 수행할 수 있는 이중화부(70과 70)와 이러한 이중화부(70과 70)에 대한 제어결과에 따라 네트웍을 관리하는 네트웍관리부(80과 80)가 더 포함된다는 점이다.
이때의 네트웍관리부(80과 80)는 사용자가 네트웍을 관리할 수 있도록 해주는 역할을 하는 것으로 현재 통신이 어떠한 네트웍(메인,서브)으로 수행되는 지를 알려주고 네트웍의 교체를 사용자가 할 수 있도록 전노드의 네트웍상태를 검출할 수 있도록 하는 기능을 한다.
만약 상태를 테스트후 고장난 곳의 위치와 고장이유등을 사용자에게 알려주어 사용자가 네트웍관리를 용이하게 수행할 수 있도록 한다.
그리고, 이중화부(70과 70)는 모든 노드에서 현재 통신수행중인 하위보드에서 에러를 검출하면 모든 노드의 다른 하위보드(통신을 수행하지 않는 보드)의 상태를 검사한후 에러가 없다면 그쪽 하위보드로 송신할 것을 결정하며, 모든 노드의 다른 하위보드중 한 개라도 에러가 발견되면 현재의 통신상태를 유지한다.
이러한 구성을 가지는 장치들간의 데이터통신을 수행하기 위한 네트웍상의 이중화법을 설명한다. 상기 제2도에서 이루어지는 통신은 앞서 설명된 바와 같이 사용자 프로그램부(10.... 10)에서 동작을 요구하면 MMS-＞MMPM-＞LLC-＞MAC로 전달되고 이것이 다시 제1층을 형성하는 물리적인 계층인 동축케이블을 통하여 접속되어 있는 다른 장치의 MAC-＞LLC-＞MMPM-＞MMS-＞ 사용자 프로그램부로 전송된다.
그러나, 종래의 경우에는 하위보드인 MAP보드에서 에러가 발생시에는 데이터가 호스트로 전송되지 않음으로 인하여 통신상의 데이터의 유실을 가져왔으나, 본 발명에 따른 이중화부(70과 70)에서는 이중화된 하위보드를 계속적으로 감시하여 통신에러의 여부를 검사한다.
즉, 이중화된 하위보드에서는 데이터의 통신시에 그 상태를 이중화부 하위보드(70과 70)에 알리는데 이러한 데이터에 따라 통신의 상태를 검출한 이중화부(70과 70)에서는 이를 네트웍관리부(80과 80)에 전송한다. 만약 검출된 하위보드에서 에러가 발생한 경우에는 하위보드가 이중화되어 있으므로 이중화부(70과 70)에서는 네트웍에 의한 통신작업을 다른 보드로 변경한다.
즉 지금까지 제1하위보드를 통하여 통신작업을 수행하였으나 검출된 상태를 체크한 결과 제1하위보드에서 에러가 발생하여 통신을 수행할 수 없다고 판정되면 데이터의 통신을 제2하위보드를 통하여 수행하도록 하다.
그러나, 통신에러가 없는 경우에는 현재의 네트웍을 그대로 유지한다. 이와같이 이중화부(70과 70)는 MMPM에 통신가능한 네트웍을 알려주어 해당 네트웍으로 계속적인 통신이 이루어지도록 한다.
이와 같이 MMPM부는 두 개의 하위보드 양쪽에서 수신이 가능하며, 송신은 이중화부가 정해준 쪽으로 송신한다. 데이터를 하위보드에서 양쪽으로 수신하도록 하는 기능의 장점은 다음과 같은 예로서 설명할 수 있다. 만약 A, B, C의 세 개의 통신노드가 있다고 가정하면 A와 B(A-＞B), B와 C(B-＞C)가 통신한다고 가정하면 A노드의 메인 하위보드가 통신불능상태일 때는 A노드의 이중화부가 감지해서 전 노드를 서브 노드로 교체하여야 한다. 이때 B와 C노드사이에는 통신이 수행되고 있는데 서브하위노드 교체로 인하여 B와 C사이의 통신데이터가 유실된다.
따라서, 이러한 데이터의 유실방지가 하위보드 양쪽으로 데이터의 수신가능하도록 함으로서 방지할 수 있는 효과가 있는 것이다.
또한, 멀티태스킹통신의 경우를 위하여 MMPM을 커널로 책정하고, MMPM 의 입출력을 하나의 통로를 통하여 가능하도록 함으로써 멀티태스크유저프로그램을 지원할 수도 있다.
상기에서 기술한 바와 같이 본원의 발명에 따른 네트웍의 이중화방법은 네트웍상의 하위보드를 이중화하여 통신상의 에러가 발생하는 경우에 다른 보드로 통신을 계속할 수 있도록 함으로써 데이터의 유실등을 방지할 수 있어 시스템의 안정화할 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

  1. 공장자동화에 따른 장치들간의 접속을 위한 개방형통신 시스템 모델에서 상기 장치의 동작프로그램을 포함하여 특정의 기능을 수행하는 사용자프로그램부, 상기 시스템모델의 제7계층에 해당하며 사용자 프로그램부에서 통신을 위하여 사용되는 명령에 대한 명령규약집을 포함하여 상기 명령에 대응하는 상기 규약집에 포함되어 있는 세부명령들을 서로 합성하여 전달해주는 역할을 하는 제조용 메시지규정부(MMS : Manufactruing Nessage Specification)층, 상기 시스템모델의 제2번째의 계층에 해당하며 상기 메시지규정부층으로부터의 명령에 따라 외부와의 접속을 제어하는 논리연결제어(LLC : Logical Link Control)층 및 외부와의 억세스를 제어하는 전송매체 억세스제어(MAC : Medium Access Control)층을 포함하여 대응되는 다른 장치들과의 통신을 수행하는 장치에 있어서, 상기 논리연결제어층과 상기 전송매체억세스제어층을 각각 이중으로 형성하는 하위보드 ; 상기 하위보드의 이중화된 논리연결제어층으로부터의 통신의 정상적인 상태여부를 검출하는 이중화부 ; 상기 이중화부로부터 검출된 상태신호에 따라 네트웍의 통신경로등을 관리하는 네트웍관리부를 포함하여 상기 이중화부에서 하위보드로부터 검출되는 통신상태의 결과에 따라 해당 논리연결제어층의 상태가 통신불능일 경우에는 이중화된 다른 논리연결제어층으로 통신경로를 변경하고 에러가 없는 경우에는 현재의 상태의 통시경로를 유지하도록 하는 네트웍의 이중화장치.
  2. 제1항에 따른 장치에서 상기 하위보드를 형성하는 이중화된 상기 논리제어연결층들 각각으로부터 통신상태에 대한 정보를 검출하는 단계 ; 및 상기 검출단계에서 검출된 상태정보가 하위보드상에 통신에러가 발생하지 않았다면 현재의 네트웍상의 통로를 계속적으로 유지하며, 통신에러가 발생하는 경우에는 상기 이중화된 논리제어연결층중 다른 하나를 네트웍상의 통로로 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 네트웍의 이중화방법.
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