KR960015601B1

KR960015601B1 - 버퍼를 갖는 링 통신망 노드 장치 및 그 제어 방법

Info

Publication number: KR960015601B1
Application number: KR1019940002468A
Authority: KR
Inventors: 김태준; 류원
Original assignee: 조백제; 한국전기통신공사; 양승택; 재단법인한국전자통신연구소
Priority date: 1994-02-08
Filing date: 1994-02-08
Publication date: 1996-11-18
Also published as: JPH07235943A; US5526356A; KR950026148A

Abstract

내용없음.

Description

버퍼를 갖는 링 통신망 노드 장치 및 그 제어 방법

제1도는 종래의 링 통신망에서 대역폭 굶주림 현상을 설명하기 위한 설명도,

제2도는 종래의 링 통신망에서 공정성 제어 방식을 설명하기 위한 설명도,

제3도는 본 발명이 적용되는 링 통신망의 전체 구성도,

제4도는 중계 버퍼의 기능을 설명하기 위한 예시도,

제5도는 순서화 버퍼의 기능을 설명하기 위한 예시도,

제6도는 본 발명에 따른 노드 장치 구성도,

제7도는 패킷의 구성도,

제8도는 본 발명에 따른 점유 슬롯 수신 처리 흐름도,

제9도는 본 발명에 따른 휴지 슬롯 수신 처리 흐름도,

제10도는 본 발명에 따른 송신큐내 메시지 송신 처리 흐름도,

제11도는 본 발명에 따른 공정성 제어 신호 수신 처리 흐름도,

제12도는 본 발명에 따른 리패킷 수신 처리 흐름도.

본 발명은 목적지 노드에서 패킷을 소거하는 링 통신망에서, 노드에 버퍼를 두어 각 노드간의 링 통신망 대역폭 사용상의 공정성을 유지하며서 링 통신망의 성능을 개선한 버퍼를 갖는 링 통신망 노드 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.

종래의 기술로는, 발신 노드에서 송신된 패킷을 소거하는 링 통신망(IEEE802.3 토큰링)들은 링이 고속화되고, 링 크기가 커질수록 링상에서 패킷의 전파 지연이 패킷 데이타 자체의 전달 시간보다 상대적으로 커져 링 통신망의 성능이 저하된다.

이러한 문제를 해결하기 위해 송신된 패킷을 그 패킷의 목적지 노드에서 제거하는 방식이 도입되었는데, 이러한 링 통신망에서는 대역폭의 공간적 재사용, 즉 목적지 노드에서 패킷을 소거하고 새로운 패킷을 송신함으로서 목적지 노드부터 발신 노드까지 낭비될 대역폭을 재사용할 수 있어 동일 링 구조로서 유효 통신망 대역폭의 증가를 얻을 수 있다. 패킷들의 목적지 노드가 균등하게 분포될 경우 각 패킷들의 평균 수송 거리는 전체 링길이의 1/2에 해당되므로 기존의 발신 노도에서 패킷을 소거하는 링 통신망에 비해 2배의 수송처리 능력을 얻을 수 있다. 그러나, 목적지 노드에서 패킷을 소거하는 방식의 링 통신망에서는 과부하 노드의 다운스트림(downstream) 노드들이 통신망을 제대로 접근할 수 없는 즉 대역폭 굶주림 현상이 발생하게 된다. 예로 제1도에서 노드 A에서 노드 C를 목적지로 하는 메세지들은 계속 송신하고, 노드 C와 D가 송신할 메시지를 갖고 있지 않을 경우 노드 B는 보내고자 하는 메시지를 송신할 수 없는 상태가 된다.

따라서, 각 노드들이 공평하게 통신망 대역폭을 사용할 수 있도록 하기 위한 공정성 제어(GFC : Global Fairness Control)를 해야 한다. 이는 링을 순회하는 하드웨어적인 공정성 제어신호(Metaring[3]), 또는 모든 노드들이 자신에 할당된 대역폭을 모두 사용했거나, 보낼 패킷이 없을 경우 발생되고, 이에 의해 모든 노드들이 다시 할당된 대역폭을 사용할 수 있도록 하는 리패킷(Orwell Ring[1], ATMR[2])에 의해 모든 노드들이 공평하게 링 통신망 대역폭의 사용을 보장 받는다. 예로 제2도에서 각 노드는 공정성 제어 주기동안 Di라는 할당량을 사용할 수 있도록 보장받는다.

이러한 공정성 제어로 인해 링 통신망 대역폭의 손실이 초래되는데, 이는 공정성 제어 신호나 리패킷 그 자체가 사용한 대역폭에 기인하는 것과 자신에게 할당된 패킷을 모두 송신한 노드가 송신큐에 패킷을 갖고 있고, 이 노드가 통신망을 사용할 수 있는 상황(슬롯링에서 휴지슬롯을 송신, 버퍼링에서 링버퍼가 휴지)이 되어도 공정성 보장을 위해 패킷을 송신하지 않는 즉 자체적 송신 조절 특징에 기인한 것 두가지로 구분된다. 공정성 제어 신호나 리패킷 그 자체에 의한 대역폭 손실은 아주 적고 또한 공정성 제어를 위해 필요하므로 피할 수 없지만 스스로 송신을 제한하여 사용할 수 있는 대역폭을 낭비하는 문제는 해결할 여지가 있을 수 있다.

종래에는 공정성 제어 주기를 길게 하여 상대적으로 손실되는 통신망 대역폭을 적게 하지만 이는 패킷 전달 지연시간을 크게하는 또 다른 문제를 야기시키므로 그 한계가 있고, 공정성 제어 신호 주기내 보낼 수 있는 패킷 할당량을 최소치와 최고치로 범위를 정하여 다소 처리 능력을 크게하는 방안도 제안(Metaring[3])되었으나, 이 역시 패킷 전달 지연 시간을 크게 하는 문제점이 있다. 그리고, 자체적 송신 조절 특성에 의한 대역폭 손실을 줄이기 위해 패킷 전송 방향과 반대 방향으로 순회하는 제어 패킷를 갖는 이중링에서, 할당된 대역 폭을 모두 사용한 후에도 보낼 패킷이 있을때 해당 노드에서 그 패킷의 목적지 노드까지 링 경로가 비어있는 경우 즉, 패킷을 송신할 노드가 없는 경우에 한하여 이를 송신할 수 있도록 하여 낭비되는 링 대역폭을 활용하는 방안이 최근에 제안([4])되었으나, 목적지 노드가지의 링 경로중 임의의 중간노드까지의 링 경로만 비어있을 경우는 이를 활용할 수 없고, 공정성 제어 신호주기가 다소 길어지는 특성으로 인해 패킷 전달 지연시간을 크게하는 요인이 있으며, 또한 단일링에서는 적용할 수 없는 문제점 등이 있다.

조사된 선행 특허의 내용을 살펴보면, 1) 목적지 노드에서 패킷을 소거하는 방법, 2) 만족(SAT) 제어 신호에 의한 노드간 링 사용 공정성 보장 방법, 3) 연속 공정성 제어 신호 사이에 송신할 수 있는 최소 패킷수와 최대 패킷수를 할당하여 통신 처리량을 증대시키는 방법등이다. 그러나, 이러한 선행 방법은 공정성 제어 신호 주기내에 보낼 수 있는 패킷 할당량을 모두 송신한 노드는 다음 주기가 올때까지 더이상의 패킷을 송신할 수 없어 링 통신 처리 능력의 손실이 초래된다.

따라서, 상기 종래 기술에 대한 제반 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명은 할당량을 모두 보낸 노드가 다음 주기에 보낼 패킷들을 미리 추가 패킷으로 하여 송신할 수 있도록 하여 기존의 방식에서 손실되는 링 통신망 자원을 활용할 수 있도록 하기 위한, 즉 목적지 노드에서 패킷을 소거하는 링 통신망에서 각 노드간 대역폭 사용상의 공정성을 유지하면서 링 통신망의 유효 통신능력을 높이기 위한 버퍼를 갖는 링 통신망 노드장치 및 그 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명을 이루는 장치의 구성은, 링으로부터 패킷/슬롯링을 입력받는 수신처리 수단 ; 상기 수신 처리 수단으로부터 비순차적으로 입력된 패킷들의 순서를 맞추는 순서화 버퍼링 수단, 상기 순서화 버퍼링 수단에 의해 순서화된 메시지를 호스트로 보내기 위하여 일시 저장하는 수신 큐잉수단 ; 상기 수신 처리 수단으로부터 다른 노드로 향하는 패킷을 일시 저장한 후에 중계하며 중계 주기를 갖는 중계 버퍼링 수단 ; 상기 호스트로부터 상기 링으로 송신할 메시지를 저장하며 송신 주기를 갖는 송신 큐잉 수단 ; 및 상기 수신 처리 수단으로부터 직접 전달되는 패킷, 상기 중계 버퍼링 수단내의 패킷 및 송신 큐잉 수단내 메시지를 매체 접근제어 방법으로 상기 링으로 송신하는 송신 처리 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 구성에 적용되어 본 발명을 이루는 방법은, 수신 처리수단, 순서화 버퍼링 수단, 수신 큐잉 수단, 중계 버퍼링 수단, 송신 큐잉 수단 및 송신 처리 수단을 구비하는 버퍼를 갖는 링 통신망 노드 장치에 적용되는 방법에 있어서, 노드가 패킷을 수송하는 점유 슬롯을 수신하면 메시지 헤더내의 목적지 노드를 체크하는 제1단계 ; 상기 제1단계 수행 후, 자기 노드이면 순서화 버퍼링 수단에 수록한 후에 순서대로 읽어 수신 큐잉 수단에 입력하고 패킷을 소거한 후 휴지 슬롯 수신을 처리하고 종료하는 제2단계 ; 상기 제1단계 수행 후, 목적지가 타 노드이면 송신 큐잉 수단과 중계 버퍼링 수단의 상태를 점검하는 제3단계 ; 상기 제3단계 수행 후, 휴지 상태이면 상기 송신 큐잉 수단과 상기 중계 버퍼링 수단의 휴지 상태에 따라 수신된 패킷을 송신하고 종료하는 제4단계 ; 및 상기 제3단계 수행 후, 모두 점유중이면 패킷 주기, 중계 주기, 송신 주기중 뒷서가는 해당 주기에 따라 패킷을 송신하고 종료하는 제5단계를 구비하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면 제3도 이하를 참조하여 본 발명의 일실시예를 상세히 설명한다.

제3도는 본 발명이 적용되는 링 통신망의 전체 구성도로서, 노드(1)(동일한 부분은 동일 부호를 부여함)는 호스트가 보내고자 하는 메시지를 받아서 패킷화하여 링으로 송신하고, 반대로 다른 호스트에서 보내온 패킷을 링으로부터 수신하여 패킷내 메시지를 추출한 후 이를 호스트로 전달해주는 기능을 수행한다. 노드(1)는 링크(2)에 의해 다른 노드와 연결되며, 링크들이 노드들에 의해 연결되어져 링을 구성한다. 링은 패킷을 전달하고, 공정성 제어 신호를 수송하는 역할을 담당한다. 본 발명이 적용되는 링 통신망은 단일링 또는 이중링 모두 가능하며, 이중링의 경우도 단일링과 똑같은 방식이 적용되므로 여기서는 단일링에 대해서만 기술한다.

본 발명에서는 현 공정성 제어 주기 동안 할당된 메시지를 모두 송신 완료한 노드라 하더라도 이후의 공정성 제어 주기에 보낼 메시지가 송신큐에 대기해 있을 경우 이들의 목적지 노드에 관계없이 지나가는 휴지(empty) 슬롯을 재활용하여 이들을 송신할 수 있는 보다 확실한 방안을 강구하였는데, 이의 핵심은 다음과 같다. 각 노드는 할당된 대역폭을 다시 사용하였더라도 추가 패킷(이후의 공정성 제어 주기에 보낼 메시지들의 패킷)을 그의 목적지 노드의 위치나 다운 스트림(downstream) 노드들의 상태에 관계없이 항상 송신할 수 있도록 하고, 그 대신 대역폭 굶주림 상태에 있는 노드는 지나가는 슬롯상의 추가 패킷을 가로채어 자신의 중계 버퍼에 일시 저장한 후에 자신의 송신큐내 메시지를 그 슬롯에 실어 보내고, 굶주림 복구된 후 가로챈 추가 패킷을 순방향 전달(forward)하는 것이다.

그러나, 추가 패킷들이 동일한 발착신 노드를 갖는 패킷들이라 하더라도 이들이 각기 독립적으로 목적지 노드까지의 각 노드의 중계 버퍼에 저장과 순방향 전달(stoere and forward)되면서 이들의 전달 순서가 지켜지지 않을 수 있어 이들의 순차적인 전달(ordered delivery)이 보장되지 않는 문제가 발생한다. 이 문제를 해결하기 위하여 각 노드에 순서화 버퍼를 두어 순차적인 전달을 보장한다. 즉, 본 발명의 핵심은 노드내에 중계 버퍼를 두어 공정성 제어를 위해 노드 자체적으로 송신을 조절하는 특징에 의해 버려지는 대역폭을 재활용하고, 이때 목적지 노드로 패킷들이 비순차적으로 수송될 수 있는데 이를 순서화 버퍼를 두어 해결하는 것이다.

제4도는 노드내의 중계 버퍼의 기능을 설명하기 위한 예시도이다.

노드 1에서는 할당량인 2개 메시지를 송신 완료한 상태로 다음 주기에 보낼 메시지 m15,m13과 다다음 주기에 보낼 m16(이러한 메시지의 패킷을 추가 패킷이라 함)이 있고, 여기서 mij와 pij는 발신 노드번호 i에서 착신 노드 번호 j로 향하는 메시지와 그 메시지의 패킷을 의미한다. 노드 2는 송신할 메시지가 없으며, 노드 3은 현재 할당량인 4개의 메시지(이러한 메시지의 패킷을 본 패킷이라함)를 보내려고 하는 상태에서 노드 1에 휴지 슬롯이나 노드 1을 목적지로 하는 패킷이 수신된 경우 노드 1은 송신큐내 메시지 m15를 패킷화하여 송신한다. 이때 패킷 헤더에 다음 주기에 보낼 메시지임을 의미하는 정보인 패킷 주기(=1)를 실어보낸다. 노드 3은 수신된 패킷의 목적지 노드을 체크하여 타 노드이면 그 패킷을 자신의 해당 중계 버퍼(1)에 보관하고, 그대신 자신이 현재 주기에 송신해야할 메시지를 송신한다. m13은 자신에게 온 것이므로 자신의 입력 버퍼에, m16는 다다음 주기에 보낼 메시지이므로 중계 버퍼(2)에 수록하고 자신의 메시지를 송신한다. 이와같이 버려지는 대역폭인 경로 13(노드 1에서 노드 3)을 재활용하여 다음 주기에 송신해야할 메시지를 미리 송신함으로서 적어도 6슬롯-홉스(slot-hops)의 대역폭 이득을 얻게 된다. 여기서, 슬롯-홉스란 하나의 슬롯이 인접한 두노드 사이를 지나가는 즉 패킷을 수송하는 것이 상응하는 대역폭으로 정의된다.

이와같이 하여 낭비되는 휴지 슬롯들의 대부분을 재사용할 수 있는데, 그만큼 슬롯 활용도가 높아지고, 주기 지속 시간이 짧아지고, 결과적으로 링 통신망의 성능이 좋아진다.

제5도는 순서화 버퍼의 기능을 설명하기 위한 예시도이다.

노드 1은 메시지 m15a,m15b,m15c, 노드 3은 메시지 m35a,m35b를 갖고 있어 이들을 낭비되는 슬롯을 이용하여 송신하게 되는데[제4도], 이때 p15a는 노드 2의 중계 버퍼에, p15b는 노드 3의 중계 버퍼에, p15c는 노드 4의 중계 버퍼(2)에, p35a는 노드 4의 중계 버퍼(1)에 일시 저장된 후, 휴지슬롯을 이용하여 자신이 속한 주기가 완료될때까지 계속 중계되어 최종적으로 착신지노드 5에 입력된다. 이때 노드 1로부터 온 패킷들은 p15b,p15s,p15c, 노드 3으로부터 온 패킷들은 p25b,p35a 순서로 즉 비 순차적으로 입력될 수 있는데, 이들은 순서화 버퍼의 해당 발신지 노드, 해당 순서 번호에 수록되도록 한후 차례로 읽어서 수신큐로 전달함으로서 순서가 맞추어지게 된다. 여기서 메시지 mijk의 i는 발신 노드, j는 착신 노드, k는 순서 번호를 의미하며, pij는 메시지 mij에 대응되는 패킷이다.

제6도는 본 발명에 따른 노드 장치의 구성도로서, 도면에 도시한 바와 같은 노드 장치는, 링으로부터 수신된 패킷, 슬롯링의 경우는 점유 슬롯내에 동기화되어 실려오고, 버퍼링의 경우는 비동기적으로 입력됨을 처리하는 수신 처리기(3), 비순차적으로 입력된 패킷들의 순서를 맞추는 순서화 버퍼(N,Smax)(4), 순서화된 메시지(패킷에서 패킷 주기와 순서 번호로 구성되는 패킷 헤더를 제거한 내용)를 호스트로 보내기 위한 수신큐(5), 다른 노드로 향하는 패킷들을 잠시 저장한 후 중계할 수 있도록 하는 중계 버퍼(Kmax,Qmax)(6), 호스트로부터 링으로 송신할 메시지를 저장하는 송신큐(10) 및 상기 수신 처리기(3)에서부터 직접 전달되는 패킷, 중계 버퍼(6)내의 패킷 또는 송신큐내 메시지들을 매체 접근 제어 방식에 따라 링으로 송신하는 송신 처리기(9), 송신할 메시지의 패킷화에 이용되는 순서 번호 테이블(N)(12), 그리고 매체 접근 제어에 이용될 여러 정보들을 갖고 있는 저장소인 송신 메시지 할당량(13), 송신 메시지 카운터(14), 최대 허용 주기(15), 송신 주기(11), 중계 주기(7), 링 주기(8) 및 수신된 후 즉시 타 노드로 향하는 패킷들이 송신큐내 메시지의 송신중에 잠시 보관되는 링버퍼(16)로 구성되며, 링버퍼(16)는 링 통신망이 링버퍼 모드로 동작할 때만 사용되는 것이고, 슬롯 모드로 동작할 때는 사용되지 않는다. 순서화 버퍼(N,Smax)(4)에는 전체 노드수인 N개 노드 각각에 대해 최대 순서 번호인 Smax 2개의 메시지가 저장될 수 있는 버퍼들이 구성되어 있어, 자신을 착신지 노드로 하는 패킷내의 메시지가 그 패킷의 발신 노드 번호 n와 패킷의 순서 번호 s에 대응되는 순서화 버퍼(n,s)에 수록되도록 한다. 동일 발신 노드 번호를 갖는 패킷들이 비 순차적으로 입력될 수 있는데, 이는 입력된 메시지들이 순서화 버퍼에 수록된 후 순서 번호에 따라 차례로 다시 읽어 수신큐로 전달됨으로서 순서화가 된다.

여기서 최대 순서번호인 Smax는 최대 허용 주기인 Kmax와 한 주기내 보낼 수 있는 최대 송신 할당량인 1max의 곱으로 정해져 링 통신망내 동일한 발착신 노드 주소를 갖는 패킷들이 유일한 순서 번호를 갖도록 한다. 최대 허용 주기 Kmax는 링 통신망에서 현재의 공정성 제어 주기 지속 시간대에 각 노드들이 제한없이 추가 메시지를 송신할 수 있는 최대 미래 송신 주기까지의 주기 차이값(이를 해당 노드의 최대 허용 주기 K라함)들중 최고치로 정의된다. 예를 들어 K가 3이고, 1max가 2이라면 해당 노드는 최대 3×2=6, 즉, 6개의 추가 메시지를 제한없이 송신할 수 있다는 것을 의미한다.

중계 버퍼(Kmax,Qmax)(6)에는 최대 허용 주기 Kmax에 대해 한주기내 송신될 수 있는 최대 메시지수인 Qmax, 이는 노드수 N와 최대 송신 할당량 1max의 곱으로 정의됨, 개의 패킷이 수록될 수 있는 버퍼들이 구성되어 있어, 잠시 저장후 다른 노드로 전달될 패킷들을 패킷주기 k에 대응되는 중계 버퍼(k,)에 순차적으로 수록되도록 한다. 링 주기 번호(8)는 현재의 공정성 제어 주기값을 가져, 공정성 제어의 잣대로 이용되는데, 이는 공정성 제어 신호 또는 리패킷의 수신시 증가된다. 중계 주기 번호(7)는 링주기 번호(8) 이후 최소 하나 이상의 패킷이 저장되어 있는 중계 버퍼(k,)(이는 중계 버퍼(Kmax)에서 제일 먼저 보내야 할 패킷들이 저장 되어있는 곳을 의미함)의 k 값을 갖도록 하여 송신 처리기에서 이용토록 한다. 송신 주기번호(11)는 송신큐(10)에서 현재 송신하고자 하는 메시지의 주기값을 갖는데 최대 허용 주기 Kmax 보다 클 수 없다. 순서 번호 테이블(N)(12)은 송신 메시지의 패킷화시 필요한 순서 번호값을 갖는데 목적지 노드별로 관리하며, 패킷화 할 때마다 순서 번호를 증가시킨다. 송신 메시지 할 당량(13)은 한 주기 동안 해당노드가 송신할 수 있는 송신큐내 메시지 갯수로 최대 1max, 최소 1min이다. 송신 메시지 카운터(14)는 현재의 송신 주기에서 송신한 메시지의 수를 갖는다.

제7도는 본 발명에 따른 패킷 구성도로서, 패킷 주기(17)와 순서 번호(18)로 구성되는 패킷 헤더와 메시지로 구성된다.

패킷 주기(17)와 순서 번호(18)는 그 패킷의 발신 노드에서 패킷화할 때 수록한 값으로 그 노드의 송신주기(11)값과 순서 번호 테이블(N)(12)내에서 송신 메시지의 목적지 노드에 해당되는 순서 번호(18)값을 갖는다. 메시지는 메시지 헤더와 메시지 내용으로 구성되는데, 헤더에는 발착신 노드 주소가 포함되어야 한다. 본 발명은 기존의 링 통신망에 부가되어 사용될 수도 있으므로 메시지 헤더는 기존 통신망에 따라 달라질 수 있다.

제8도부터 제12도는 본 발명에 따른 매체접근 제어 방법을 보여주는 것이다.

본 발명은 슬롯 방식의 링, 버퍼 방식의 링등 목적지에서 패킷을 소거하는 모든 링 통신망에 적용될 수 있는데, 여기서는 가장 보편적으로 사용되는 슬롯 방식의 링 통신망을 위주로 기술한다.

제8도는 본 발명에 따른 점유 슬롯 수신 처리 흐름도를 나타낸 것으로 자세한 처리 방식은 다음과 같다.

노드가 패킷을 수송하는 점유 슬롯을 수신하면 메시지 헤더내의 목적지 노드를 체크한 후(20) 자기 노드이면 발신 노드 번호 n와 순서 번호 s에 따라 순서화 버퍼(n,s)에 수록한 후(21) 순서대로 메시지를 읽어 수신큐에 입력되도록 하고(22) 패킷을 소거한 후 휴지 슬롯 수신처리를 한다(제9도). 목적지가 타 노드이면 송신큐와 중계 버퍼의 상태를 점검하여(23) 둘 다 보낼 데이타가 없는 즉, 비어있는 휴지 상태이면 수신된 패킷을 재송신토록 한다(24). 송신큐(10)만 비어있으면, 수신 패킷의 패킷 주기(17)와 중계 주기(7)를 비교하여(25) 중계 주기가 뒷서가면 수신 패킷의 패킷 주기 Cp에 해당되는 중계 버퍼(Cp,)에 순서대로 수록(26)하고, 중계 주기 Cx가 가리키는 중계 버퍼(Cx,)내에 있는 패킷을 먼저 저장된 순서대로 송신한다. 송신 후 중계 버퍼(Cx,)내 패킷이 없으면, 중계 주기 Cx를 재조정한다. 패킷 주기가 뒷서가면 수신 패킷을 재송신한다(28). 중계 버퍼만 비어있을 경우는 패킷 주기와 송신 주기를 비교한다(29). 송신 주기 Ct가 뒷서기면 수신 패킷을 중계 버퍼(Cp,)에 수록하고(31), 송신큐내 메시지를 패킷화하여 송신한다(32). 패킷 주기가 뒷서가면 수신 패킷을 재송신한다(30). 송신큐와 중계 버퍼가 모두 보낼 데이타를 갖고 있으면 패킷 주기, 중계 주기 및 송신 주기를 상호 비교한다(33). 패킷 주기 Cp가 뒷서가면 수신 패킷을 재송신하고(34), 중계 주기 Cx가 뒷서가면 수신 패킷을 중계 버퍼(Cp,)에 수록하고(35) 중계 버퍼(Cx,)내 해당패킷을 송신한다(36). 송신 주기 Ct가 뒷서가면 수신 패킷을 중계 버퍼(Cp,)에 수록(37)하고, 송신큐의 해당 패킷을 송신(38)한다.

제9도는 본 발명에 따른 휴지 슬롯 수신 처리 흐름도를 보여주는 것으로 자세한 처리방식은 다음과 같다.

휴지 슬롯을 수신하거나 자신을 목적지로 한 수신 패킷을 처리하고 그 패킷을 소거한 경우, 먼저 송신큐와 중계 버퍼 상태를 확인한다(39). 모두 보낼 데이타가 없을 경우 휴지 슬롯을 송신한다(40). 중계 버퍼(6)만 보낼 패킷을 갖고 있을 경우 중계 버퍼(Cx,)의 해당 패킷을 송신하고(41) 중계 버퍼(Cx,)에 더이상 보낼 패킷이 없으면 중계 주기 Cx를 조정한다. 송신큐만 보낼 메시지를 갖고 있을 경우 해당 메시지를 송신한다(42). 송신큐(10)와 중계 버퍼(6)에 모두 보낼 데이타가 있으면 소신 주기 Ct와 중계 주기 Cx를 비교한다(43). 중계 주기 Cx가 뒷서가면 중계 버퍼(Cx,)내 해당 패킷을 송신하고(44), 아니면 송신큐(10)내 해당 메시지를 송신한다(45).

제10도는 본 발명에 따른 송신큐내 메시지 송신 처리 흐름도를 보여주는 것으로 자세한 설명은 다음과 같다.

먼저, 송신 메시지 카운터 q를 증가시켜 최대 송신 메시지 할당량 1max와 비교한다(46). q값이 적으면 순서 번호 테이블에서 목적지 노드에 대응되는 순서 번호와 송신 주기로 메시지를 패킷화한 후 점유 슬롯에 실어 링으로 송신하고 해당 순서 번호를 증가시킨다(47). 아니면 송신 주기를 증가시키고, q를 0로 한 후(48) 송신 주기와 링 주기의 차이로 최대 허용 주기인 K에 도달했는지 체크한다(49). 최대 허용 주기에 도달했으면 메시지 송신을 중단하고(50), 아니면 상기 과정(47)을 수행한다.

제11도는 본 발명의 공정성 제어 신호 수신 처리 흐름도로서, 송신 주기 Ct가 링 주기 Cr을 앞서가지 않고, 송신 메시지 카운터 q가 최소 송신 할당량 1min 보다 크지않고, 그리고 송신큐가 보낼 패킷이 있는 경우는 제어 신호를 갖고 있고(51), 아니면 제어 신호를 다음 노드로 전달한 후(52), 링주기 Cr를 증가하고, 송신 메시지 카운터 q를 0으로 한다(53).

제12도는 본 발명에 따른 공정성 제어 리패킷 수신 처리흐름도로서, 링주기를 증가하고 송신 메시지 카운터 q를 0으로 한다.

상기와 같은 본 발명은 공정성 제어에 의해 낭비되는 휴지 슬롯을 최대한 활용하여 다음 공정성 제어 주기에 보낼 메시지를 미리 송신하기 때문에, 결과적으로 공정성 제어 주기 지속 시간이 짧아져 링 통신망의 통신 처리 능력이 대폭 향상되고, 패킷 전달 지연 시간이 감소하고, 적용 범위에 있어서도 이중링 뿐만 아니라 단일링에서도 적용할 수 있어 링 통신망 구성이 용이하고, 최대 허용 주기값을 각노드의 부하 상태에 따라 적절히 할당함으로서 외부 부하의 변화에 보다 효율적으로 대처할 수 있는 장점이 있으며, 목적지 노드에서 패킷을 소거하는 슬롯 방식의 링, 버퍼 방식의 링 및 토큰 패싱 방식의 링 통신망의 노드에 쉽게 추가될 수 있어 기존의 링 통신망의 성능 개선에도 활용될 수 있다.

Claims

링으로부터 패킷/슬롯링을 입력받는 수신 처리 수단(3) ; 상기 수신 처리 수단(3)으로부터 비순차적으로 입력된 패킷들의 순서를 맞추는 순서화 버퍼링 수단(4) ; 상기 순서화 버퍼링 수단(4)에 의해 순서화된 메시지를 호스트로 보내기 위하여 일시 저장하는 수신 큐잉 수단(5) ; 상기 수신 처리 수단(3)으로부터 다른 노드로 향하는 패킷을 일시 저장한 후에 중계하며 중계 주기를 갖는 중계 버퍼링 수단(6) ; 상기 호스트로부터 상기 링으로 송신할 메시지를 저장하며 송신 주기를 갖는 송신 큐잉 수단(10) ; 및 상기 수신 처리수단(3)으로부터 직접 전달되는 패킷, 상기 중계 버퍼링 수단(6)내의 패킷 및 송신 큐잉 수단(10)내 메시지를 매체 접근 제어 방법으로 상기 링으로 송신하는 송신 처리 수단(9)을 구비하는 것을 특징으로 하는 버퍼를 갖는 링 통신망 노드 장치.
제1항에 있어서, 링 통신망이 링버퍼 모드로 동작할 때만 사용되며, 상기 수신 처리 수단(3)으로부터 상기 송신 처리 수단(9)으로 직접 전달되는 패킷을 잠시 보관하며 링 주기를 갖는 링 버퍼링 수단(16)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 버퍼를 갖는 링 통신망 노드 장치.
수신 처리 수단(3), 순서화 버퍼링 수단(4), 수신 큐잉 수단(5), 중계 버퍼링 수단(6), 송신 큐잉 수단(10) 및 송신 처리 수단(9)을 구비하는 버퍼를 갖는 링 통신망 노드 장치에 적용되는 방법에 있어서, 노드가 패킷을 수송하는 점유 슬롯을 수신하면 메시지 헤더내의 목적지 노드를 체크하는 제1단계(20) ; 상기 제1단계(20) 수행 후, 자기 노드이면 순서화 버퍼링 수단(4)에 수록한 후에 순서대로 읽어 수신 큐잉 수단(5)에 입력하고 패킷을 소거한 후 휴지 슬롯 수신을 처리하고 종료하는 제2단계(21,22,39 내지 45) ; 상기 제1단계(20) 수행 후, 목적지가 타 노드이면 송신 큐잉 수단(10)과 중계 버퍼링 수단(6)의 상태를 점검하는 제3단계(23) ; 상기 제3단계(23) 수행 후, 휴지 상태이면 상기 송신 큐잉 수단(10)과 상기 중계 버퍼링 수단(6)의 휴지 상태에 따라 수신된 패킷을 송신하고 종료하는 제4단계(24 내지 30) ; 및 상기 제3단계(23) 수행 후, 모두 점유중이면 패킷 주기, 중계 주기, 송신 주기중 뒷서가는 해당 주기에 따라 패킷을 송신하고 종료하는 제5단계(33 내지 38)를 구비하는 것을 특징으로 하는 버퍼를 갖는 링 통신망 노드 장치의 제어 방법.
제4항에 있어서, 상기 제2단계(21,22,39 내지 45)의 휴지 슬롯 처리 과정(39 내지 45)은, 상기 송신 큐잉 수단(10)과 상기 중계 버퍼링 수단(6)의 상태를 확인하는 제6단계(39) ; 상기 제6단계(39) 수행 후, 모두 휴지 상태이면 휴지 슬롯을 송신하고 종료하는 제7단계(40) ; 상기 제6단계(39) 수행 후, 상기 중계 버퍼링 수단(6)만 점유중이면 상기 중계 버퍼링 수단(6)의 패킷을 송신하고 종료하는 제8단계(41) ; 상기 제6단계(39) 수행 후, 상기 송신 큐잉 수단(10)만 점유중이면 상기 송신 큐잉 수단(10)내의 해당 메시지를 송신하고 종료하는 제9단계(42) ; 및 상기 제6단계(39) 수행 후, 모두 점유중이면 송신 주기와 중계 주기를 비교하여 뒷서가는 주기가 중계 주기이면 중계 버퍼링 수단(6)내의 해당 패킷을 송신하고 종료하며, 송신 주기가 뒷서가면 송신 큐잉 수단(10)내의 해당 메시지를 송신하고 종료하는 제10단계(43 내지 45)를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 버퍼를 갖는 링 통신망 노드 장치의 제어 방법.
제4항에 있어서, 상기 제4단계(24 내지 30)는, 상기 송신 큐잉 수단(10)과 중계 버퍼링 수단(6)이 모두 휴지이면 패킷을 재송신하고 종료하는 제11단계(24) ; 상기 소신 큐잉 수단(10)만 휴지이면 수신 패킷의 패킷 주기와 중계 주기를 비교하여 뒷서가는 주기가 중계 주기이면 수신 패킷을 상기 중계 버퍼링 수단(6)에 수록한 후에 상기 중계 버퍼링 수단(6)내의 패킷을 송신하고 종료하며, 패킷 주기가 뒷서가면 수신 패킷을재송신하고 종료하는 제12단계(25 내지 28) ; 및 상기 중계 버퍼링 수단(6)만 휴지이면 패킷 주기와 송신 주기를 비교하여 뒷서가는 주기가 송신 주기이면 수신 패킷을 상기 중계 버퍼링 수단(6)에 수록한 후에 송신 큐잉 수단(10)내의 해당 메시지를 송신하고 종료하며, 패킷 주기가 뒷서가면 수신 패킷을 재송신하고 종료하는 제13단계(29 내지 32)를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 버퍼를 갖는 링 통신망 노드 장치의 제어방법.
제4항에 있어서, 상기 제5단계(33 내지 38)는, 패킷 주기, 중계 주기 및 송신 주기를 상호 비교하는 제14단계(33) ; 상기 제14단계(33) 수행 후, 패킷 주기가 뒷서가면 수신 패킷을 재송신하고 종료하는 제15단계(34) ; 상기 제14단계(33) 수행 후, 중계 주기가 뒷서가면 수신 패킷을 상기 중계 버퍼링 수단(6)에 수록한 후에 상기 중계 버퍼링 수단(6)내의 해당 패킷을 송신하고 종료하는 제16단계(35,36) ; 및 상기 제14단계(33) 수행 후, 송신 주기가 뒷서가면 수신 패킷을 상기 중계 버퍼링 수단(6)에 수록한 후에 상기 송신 큐잉 수단(10)의 해당 패킷을 송신하고 종료하는 제17단계(37,38)를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 버퍼를 갖는 링 통신망 노드 장치의 제어 방법.
제5항, 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 송신 큐잉 수단(10)내의 메시지 송신 처리 과정은, 송신 메시지 카운터를 증가시켜 최대 송신 메시지 할당량과 비교하는 제18단계(46) ; 상기 제18단계(46) 수행 후, 송신 메시지 카운터값이 적으면 순서 번호 테이블에서 목적지 노드에 대응되는 순서 번호와 송신 주기로 메시지를 패킷화하여 점유 슬롯에 실어 링으로 송신하고 해당 순서 번호를 증가시킨 후에 종료하는 제19단계(47) ; 상기 제18단계(46) 수행 후, 송신 메시지 카운터 값이 적지 않으면 송신 주기를 증가시키고 송신 메시지 카운터값을 0으로 한 후에 송신 주기와 링 주기의 차이값이 최대 허용 주기에 도달하지 않았으면 순서번호 테이블에서 목적지 노드에 대응되는 순서 번호와 송신 주기로 메시지를 패킷화하여 점유 슬롯에 실어 링으로 송신하고 해당 순서 번호를 증가시킨 후에 종료하며, 송신 주기와 링 주기의 차이값이 최대 허용 주기에 도달했으면 메시지 송신을 중단하고 종료하는 제20단계(47 내지 50)를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 버퍼를 갖는 링 통신망 노드 장치의 제어 방법.