WO2013122288A1 - 네트워크 트래픽 감소 방법 - Google Patents

네트워크 트래픽 감소 방법 Download PDF

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WO2013122288A1
WO2013122288A1 PCT/KR2012/003119 KR2012003119W WO2013122288A1 WO 2013122288 A1 WO2013122288 A1 WO 2013122288A1 KR 2012003119 W KR2012003119 W KR 2012003119W WO 2013122288 A1 WO2013122288 A1 WO 2013122288A1
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frame
copy
frame copy
network
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PCT/KR2012/003119
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Inventor
이종명
알라위 엔세이프사드
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명지대학교 산학협력단
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    • H04L12/42—Loop networks
    • H04L2012/421—Interconnected ring systems

Definitions

  • the present invention relates to a method for reducing traffic in a network of various structures, particularly a method for reducing traffic in an Ethernet network using the HSR standard.
  • the present invention provides a method for reducing traffic in a ring network or a matrix network.
  • the network traffic reduction method comprises the steps of receiving a first frame copy in a second node; The second node receiving a second frame copy; And the second node removing a late received frame copy of the first frame copy and the second frame copy.
  • a method of reducing network traffic comprising: receiving, by a second node, a first frame copy; The second node receiving a second frame copy; Removing, by the second node, the first frame copy when the first frame copy is bad; And forwarding, by the second node, the second frame copy to a neighboring node.
  • a method of reducing network traffic comprising: receiving a first frame copy by a second node among nodes designated as a specific group in a matrix type network; And forwarding, by the second node, the first frame copy to a neighboring node belonging to the specific group.
  • the second node does not forward the first frame copy to neighboring nodes that do not belong to the specific group.
  • the network traffic reduction method controls the node to receive only one of the frame copies, so that there is no unnecessary transmission and reception of the frame copy, thereby reducing the traffic of the network.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a network system according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a network system according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a network system according to a third embodiment of the present invention.
  • 4 and 5 illustrate graphs comparing traffic of a network of the present invention and traffic of a network in which nodes receive all of the frame copies.
  • FIGS. 6 and 7 are diagrams illustrating a network system according to a fourth embodiment of the present invention.
  • 200, 300 source node 302, 304: first node (distribution node)
  • Network traffic reduction method of the present invention relates to a method for reducing the traffic (load) of the network when transmitting or receiving a frame or frame copy (frame copy) in a variety of networks, in particular the traffic reduction method when transmitting and receiving a frame copy Suggest.
  • the network of the present invention various networks such as Ethernet may be used.
  • the present invention proposes a traffic reduction method in a ring network or a matrix network.
  • Frame copies are used in redundancy protocols, redundancy systems and the like.
  • frame copies are transmitted in advance to the nodes via the channels.
  • the connection between the nodes can be quickly restored through another channel that does not fail. That is, the system can use frame copy to reduce channel recovery time between nodes.
  • nodes are not limited to special devices as long as they can transmit and receive frames / frame copies.
  • the present invention can be applied to various networks, it will be assumed as a high availability seamless redundancy (HSR) standard network.
  • HSR seamless redundancy
  • the operation of the network system of the present invention and the conventional network system using the HSR standard will be compared.
  • the HSR is a kind of redundancy protocol, and means a system for forwarding frame copies to other nodes.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a network system according to a first embodiment of the present invention.
  • a network system has a ring type network and includes a first node C and a plurality of second nodes D, E, F, G, H, I, and J that operate as a source. ).
  • the first node C receives a frame from an external node (not shown) as a source node, and duplicates the received frame to generate two frame copies.
  • the first node C may forward the first frame copy of the frame copies to the left through the first port, and forward the second frame copy of the frame copies to the right through the second port.
  • each of the frame copies includes a tag having information such as a sequence number for identifying itself, and forwarding is a concept including broadcasting and unicasting. .
  • the first node C may generate the frame copies and forward them to the second nodes D and J without separately storing the frame copies.
  • the second nodes D, E, F, G, H, I and J serve to receive the corresponding frame copy and forward it to the next node, and in particular can receive only one of the frame copies.
  • the second nodes D, E, F, G, H, I, and J may receive, transmit, but not store the corresponding copy of the frame.
  • the second nodes D, E, F, G, H, I and J operate as forwarding nodes.
  • the first node C forwards the first frame copy to the second node J, and forwards the second frame copy to the second node D.
  • the first node C may forward corresponding frame copies to all channels connected to the first node C, respectively.
  • the second node J identifies the forwarded first frame copy via a tag of the first frame copy and forwards it to a second node I which is the next node, and the second node D is the forwarded second
  • the frame copy is identified through the tag of the second frame copy and forwarded to the next node, the second node (E).
  • the second nodes D and J may each include a port for receiving the corresponding frame copy and a port for forwarding the frame copy.
  • the second node J forwards the first frame copy to the second node I, and the second node D forwards the second frame copy to the second node E.
  • the second node J forwards the first frame copy to the second node H, and the second node E forwards the second frame copy to the second node F.
  • the network traffic reduction method of the present invention uses the following methods to reduce the traffic.
  • the fact that the first frame copy has reached the second node G means that the second nodes J, I and H have normally received the first frame copy. Furthermore, the fact that the second frame copy has reached the second node G means that the second nodes D, E and F have normally received the second frame copy. Therefore, since the second nodes J, I and H have already received the first frame copy, there is no need to receive the second frame copy, and the second nodes D, E and F are already second. Since the frame copy has been received, there is no need to receive the first frame copy.
  • the second node H when the second node H receives the second frame copy from the second node G, since the second node H has already received the first frame copy, the second node H removes the second frame copy. Specifically, when the second node H receives the second frame copy, the second node H detects that it is the same copy as the first frame copy through tag analysis of the second frame copy, and determines the second frame copy according to the detection result. Remove
  • the tag indicates that it is a frame copy, and may be included in a header of the second frame copy, for example, as a sequence number. As such, when the second node H removes the second frame copy, the other second nodes I and J also do not receive the second frame copy.
  • the second node F When the second node F receives the first frame copy from the second node G, since the second node F has already received the second frame copy, the second node F removes the first frame copy. Specifically, when the second node F receives the first frame copy, the second node F detects that it is the same copy as the second frame copy by analyzing the tag of the first frame copy, and according to the detection result, the second node F determines the first frame copy. Remove As such, when the second node F removes the first frame copy, the other second nodes E and D also do not receive the first frame copy.
  • the second nodes D, E, F, H, I and J receive only one of the two frame copies and forward the received frame copy to the next node, thus realizing a redundancy system or the like. Network traffic may be reduced.
  • the second node G when frame copies arrive at the second node G with a time difference rather than at the same time, the second node G leaves a frame copy that arrives late, leaving a frame copy that has arrived first. You can also remove For example, if the first frame copy reaches the second node G first and the second frame copy arrives late, the second node G removes the second frame copy that arrived late and the first frame. Forward the copy to the second node (F). Of course, since the second node F has already received the first frame copy, the second node F removes the forwarded first frame copy from the second node G.
  • the first node C may forward frame copies sequentially without forwarding them simultaneously.
  • the second node G can remove the frame copy that has arrived late.
  • the second node since the second node receives only one frame copy, the traffic can be considerably reduced as compared with the conventional network system.
  • the second node J determines whether the forwarded first frame copy is bad, and the first frame copy is bad. If so, the first frame copy is removed. As a result, the first frame copy is not delivered to the other second nodes I, H, G, F, E and D. On the other hand, since the second frame copy is normal, the second frame copy is output from the first node C and sequentially passes through the second nodes D, E, F, G, H, I and J. It is returned to the first node C again.
  • the second nodes I, H, G, F, E, and D receive only one frame copy even if some of the frame copies are bad, thus reducing the traffic of the network.
  • the conventional network system does not present a method of operating nodes in the case of such a failure.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a network system according to a second embodiment of the present invention.
  • the network system includes a source node 200, a first node C, and second nodes D, E, F, G, H, I, and J.
  • FIG. That is, unlike in the first embodiment, in the present embodiment, the first node C does not operate as a source node, and there is a separate source node 200.
  • the first node C Although the first node C is not a source node, the first node C receives a frame to generate a plurality of frame copies, and transmits the frame copies to the second nodes D, E, F, G, H, I, and J connected thereto. You can forward it. In other words, the first node C operates as a distribution node.
  • the network traffic reduction method of the present invention controls the second nodes (D, E, F, G, H, I and J) to receive only one frame similarly to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a network system according to a third embodiment of the present invention.
  • the network system includes a source node 300, first nodes 302 and 304, and second nodes A, B, C, D, and E.
  • Source node 300 transmits the frame to the first node 302 via a first network, for example LAN A, and the frame transmitted to the first node 302 via a second network, for example, LAN B. Transmits the same frame to the first node 304.
  • the first nodes 302 and 304 can operate as distribution nodes.
  • the first node 302 copies the frames transmitted from the source node 300 to generate a first frame copy and a second frame copy, forwards the first frame copy to the left, and forwards the second frame copy to the right. .
  • the first node 304 copies the frames transmitted from the source node 300 to generate a third frame copy and a fourth frame copy, forwards the third frame copy to the left, and forwards the fourth frame copy to the right. .
  • the first node 304 removes after receiving the second frame copy because it has forwarded the fourth frame copy. Also, since the first node 302 forwarded the first frame copy, the first node 302 removes the third frame copy after receiving it. As a result, only the first frame copy and the fourth frame copy are delivered to the second nodes A, B, C, D and E. Of course, the second nodes A, B, C, D and E receive only one of the first frame copy and the fourth frame copy to reduce network traffic.
  • the network traffic reduction method of the present invention may control the second node receiving the frame copy to receive only one of the frame copies.
  • 4 and 5 illustrate graphs comparing traffic of a network of the present invention and traffic of a network in which nodes receive all of the frame copies.
  • the traffic of the network where the nodes receive all the frame copies is proportional to the number of nodes (N), whereas the traffic of the network of the present invention that receives only one frame copy is It is proportional to half (N / 2) of the number of nodes. That is, the traffic of the network of the present invention is significantly reduced.
  • the traffic reduction in the ring network structure is proportional to the number N of nodes.
  • the network traffic reduction method of the present invention is 37.5% of the traffic compared to the conventional network system in which the nodes receive all the frames. A reduction effect can be obtained.
  • FIGS. 6 and 7 are diagrams illustrating a network system according to a fourth embodiment of the present invention.
  • the network system of the present embodiment has a network in a matrix form and includes a plurality of nodes 1 to 12.
  • the individual node Since the nodes 1-12 have a matrix structure, the individual node sends the corresponding copy of the frame to neighboring nodes via multiple paths. As a result, network traffic may increase.
  • the network traffic reduction method of the present invention proposes the following method to reduce network traffic.
  • the node 1 is a source node or a distribution node that copies the received frame to generate a first frame copy and a second frame copy, and the node 11 can reach the frame copies.
  • the destination node is a source node or a distribution node that copies the received frame to generate a first frame copy and a second frame copy, and the node 11 can reach the frame copies.
  • the destination node 11 is a source node or a distribution node that copies the received frame to generate a first frame copy and a second frame copy
  • the network traffic reduction method of the present invention sets some of the nodes 1 to 12 as a group, for example, as shown in FIG. 7, nodes 1, 2, 3, 7, 11, 10, 9 and Set 5) to one group. That is, a ring-shaped new network topology for transmitting the frame copies is formed.
  • frame copies are sent to the destination node 11 via only the nodes 2, 3, 7, 5, 9 and 10 in the group. Specifically, node 1 forwards the first frame copy to node 5 and forwards the second frame copy to node 2. The node 2 receives the second frame copy and forwards the received second frame copy to the node 3.
  • node 2 when node 2 forwards the second frame copy to node 3, node 2 refers to the path table stored therein and is set as the next connecting node. In (3), the second frame copy can be forwarded. If the group is not set, the node 2 will forward the second frame copy to both nodes 3 and 6 connected to it, but in the present invention, the node 2 will forward the second frame copy to the node 3 belonging to the group. Send only to).
  • the second frame copy forwarded to the node 2 may be analyzed to detect the node 3 to be transmitted next, and the second frame copy may be transmitted to the detected node 3. That is, the second frame copy has information (node information) for the nodes 1, 2, 3, 7, 11, 10, 9 and 5 of the group, and the node 2 is included in the second frame copy. Analyzed node information may determine a next node to transmit the second frame copy.
  • Nodes 3, 7, 5, 9 and 10 also forward the corresponding copy of the frame in the same way as node 2.
  • the first frame copy forwarded from node 1 is delivered to destination node 11 via nodes 5, 9 and 10
  • the second frame copy forwarded from node 1 is the nodes. It is passed to the destination node 11 via (2, 3 and 7).
  • the network traffic reduction method of the present invention separates all nodes into groups and controls to transmit a frame copy only through nodes belonging to the group.
  • each node in the group may receive only one frame copy without receiving a plurality of frame copies.
  • the traffic when a group is set corresponds to 53% of the traffic when no group is set, i.e., considerable traffic is reduced.
  • the nodes 2, 3, 7, 11, 10, 9, and 5 in the group remove the late arrived frame copy as in the first embodiment. do.
  • nodes in a group do not forward frame copies to nodes that do not belong to the group associated with them, but may receive certain frames from nodes that do not belong to the group.
  • node 7 is connected to nodes 6 and 8 that do not belong to a group, but does not transmit a frame copy, but may receive a frame from node 6 or 8.

Abstract

다양한 구조의 네트워크에서 트래픽을 감소시키는 방법이 개시된다. 상기 트래픽 감소 방법은 제 2 노드가 제 1 프레임 카피를 수신하는 단계, 상기 제 2 노드가 제 2 프레임 카피를 수신하는 단계 및 상기 제 2 노드가 상기 제 1 프레임 카피와 상기 제 2 프레임 카피 중 늦게 수신된 프레임 카피를 제거하는 단계를 포함한다.

Description

네트워크 트래픽 감소 방법
본 발명은 다양한 구조의 네트워크에서 트래픽을 감소시키는 방법, 특히 HSR 표준을 이용하는 이더넷 네트워크에서 트래픽을 감소시키는 방법에 관한 것이다.
현재, 리던던시 프로토콜 등을 사용하는 네트워크에서 트래픽을 적절하게 감소시킬 수 있는 방법이 없다. 특히, HSR(High availability Seamless Redundancy) 표준을 이용하는 네트워크에서 트래픽을 감소시키는 효율적인 방법이 없었다.
본 발명은 링형 네트워크 또는 매트릭스 형태 네트워크에서 트래픽을 감소시키는 방법을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 트래픽 감소 방법은 제 2 노드가 제 1 프레임 카피를 수신하는 단계; 상기 제 2 노드가 제 2 프레임 카피를 수신하는 단계; 및 상기 제 2 노드가 상기 제 1 프레임 카피와 상기 제 2 프레임 카피 중 늦게 수신된 프레임 카피를 제거하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 네트워크 트래픽 감소 방법은 제 2 노드가 제 1 프레임 카피를 수신하는 단계; 상기 제 2 노드가 제 2 프레임 카피를 수신하는 단계; 상기 제 2 노드가 상기 제 1 프레임 카피가 불량인 경우 상기 제 1 프레임 카피를 제거하는 단계; 및 상기 제 2 노드가 상기 제 2 프레임 카피를 이웃하는 노드로 포워딩하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 네트워크 트래픽 감소 방법은 매트릭스 형태의 네트워크에서 특정 그룹으로 지정된 노드들 중 제 2 노드가 제 1 프레임 카피를 수신하는 단계; 및 상기 제 2 노드가 상기 제 1 프레임 카피를 상기 특정 그룹에 속하며 이웃하는 노드로 포워딩하는 단계를 포함한다. 여기서, 상기 제 2 노드는 상기 특정 그룹에 속하지 않는 이웃하는 노드에는 상기 제 1 프레임 카피를 포워딩하지 않는다.
본 발명에 따른 네트워크 트래픽 감소 방법은 노드가 프레임 카피들 중 하나만을 수신하도록 제어하므로, 불필요한 프레임 카피의 송수신이 없어서 네트워크의 트래픽이 감소할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 네트워크 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 네트워크 시스템을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 네트워크 시스템을 도시한 도면이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 네트워크의 트래픽과 노드들이 프레임 카피들을 모두 수신하는 네트워크의 트래픽을 비교한 그래프들을 도시한 도면들이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 네트워크 시스템을 도시한 도면들이다.
[부호의 설명]
200, 300 : 소스 노드 302, 304 : 제 1 노드(분배 노드)
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 자세히 설명하도록 한다.
본 발명의 네트워크 트래픽 감소 방법은 다양한 네트워크에서 프레임 또는 프레임 카피(frame copy)를 송수신할 때 상기 네트워크의 트래픽(부하)을 감소시키는 방법에 관한 것으로서, 특히 프레임 카피를 송수신할 때의 트래픽 감소 방법을 제안한다. 본 발명의 네트워크로는 이더넷(Ethernet) 등과 같은 다양한 네트워크들이 사용될 수 있다. 특히, 본 발명은 링형 네트워크 또는 매트릭스 형태의 네트워크에서의 트래픽 감소 방법을 제안한다.
프레임 카피는 리던던시 프로토콜(Redundancy protocol), 이중화 시스템 등에 사용된다. 예를 들어, 노드들을 이중화시킨 경우, 즉 노드들을 2개의 채널들을 통하여 연결시킨 경우, 프레임 카피들이 상기 채널들을 통하여 노드들로 미리 전송된다. 이렇게 프레임 카피들을 미리 전송하면, 상기 채널들 중 하나에 장애가 발생하였을 때 장애가 발생되지 않은 다른 채널을 통하여 노드들 사이의 연결을 신속하게 복구할 수 있다. 즉, 시스템은 프레임 카피를 이용하여 노드들 사이의 채널 복구 시간을 감소시킬 수 있다. 여기서, 노드들은 프레임/프레임 카피를 송수신할 수 있는 한 특별 장치로 제한되지는 않는다.
본 발명은 다양한 네트워크에 적용될 수 있지만, 이하 HSR(High availability Seamless Redundancy) 표준 네트워크로 가정하겠다. 또한, HSR 표준을 이용하는 종래의 네트워크 시스템과 본 발명의 네트워크 시스템의 동작을 비교하겠다. 여기서, HSR은 리던던시 프로토콜의 일종으로서 프레임 카피를 다른 노드로 포워딩하는 시스템을 의미한다.
이하, 본 발명의 네트워크 트래픽 감소 방법의 다양한 실시예들을 첨부된 도면들을 참조하여 상술하겠다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 네트워크 시스템을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 네트워크 시스템은 링형 네트워크(Ring type network)를 가지며, 소스로 동작하는 제 1 노드(C) 및 복수의 제 2 노드들(D, E, F, G, H, I 및 J)을 포함한다.
제 1 노드(C)는 소스 노드로서 외부 노드(미도시)로부터 프레임을 수신하며, 수신된 프레임을 복사(duplicate)하여 2개의 프레임 카피들을 생성한다. 제 1 노드(C)는 프레임 카피들 중 제 1 프레임 카피를 제 1 포트를 통하여 좌측 방향으로 포워딩하고, 프레임 카피들 중 제 2 프레임 카피를 제 2 포트를 통하여 우측 방향으로 포워딩할 수 있다. 여기서, 상기 각 프레임 카피들은 자신을 식별할 수 있는 시퀀스 넘버(Sequence Number) 등과 같은 정보를 가지는 태그(tag)를 포함하며, 포워딩은 브로드캐스팅(broadcasting) 및 유니캐스팅(unicasting)을 포함하는 개념이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제 1 노드(C)는 프레임 카피들을 별도로 저장함이 없이 상기 프레임 카피들을 생성한 후 제 2 노드(D 및 J)로 포워딩할 수 있다.
제 2 노드들(D, E, F, G, H, I 및 J)은 해당 프레임 카피를 수신하고 다음 노드로 전달하는 역할을 수행하며, 특히 프레임 카피들 중 하나만을 수신할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제 2 노드들(D, E, F, G, H, I 및 J)은 해당 프레임 카피를 수신하여 전달하기는 하나 저장하지는 않을 수 있다. 즉, 제 2 노드들(D, E, F, G, H, I 및 J)은 전달 노드로서 동작한다.
이하, 이러한 링형 네트워크에서의 프레임 카피 전달 과정을 살펴보겠다.
제 1 노드(C)는 제 1 프레임 카피를 제 2 노드(J)로 포워딩하고, 제 2 프레임 카피를 제 2 노드(D)로 포워딩한다. 즉, 제 1 노드(C)는 자신과 연결된 모든 채널로 각기 해당 프레임 카피를 포워딩할 수 있다.
제 2 노드(J)는 상기 포워딩된 제 1 프레임 카피를 제 1 프레임 카피의 태그를 통하여 식별하고 다음 노드인 제 2 노드(I)로 포워딩하며, 제 2 노드(D)는 상기 포워딩된 제 2 프레임 카피를 제 2 프레임 카피의 태그를 통하여 식별하고 다음 노드인 제 2 노드(E)로 포워딩한다. 이 경우, 제 2 노드들(D 및 J)은 해당 프레임 카피를 수신하는 포트와 상기 프레임 카피를 포워딩하는 포트를 각기 포함할 수 있다.
제 2 노드(J)는 제 1 프레임 카피를 제 2 노드(I)로 포워딩하고, 제 2 노드(D)는 제 2 프레임 카피를 제 2 노드(E)로 포워딩한다. 또한, 제 2 노드(J)는 제 1 프레임 카피를 제 2 노드(H)로 포워딩하고, 제 2 노드(E)는 제 2 프레임 카피를 제 2 노드(F)로 포워딩한다.
제 1 노드(C)가 상기 프레임 카피들을 동시에 포워딩했다고 가정하면, 프레임 카피들은 지연을 고려하더라도 제 2 노드(G)에 실질적으로 동시에 도달하게 된다. 이 경우, 본 발명의 네트워크 트래픽 감소 방법은 트래픽을 감소시키기 위하여 아래와 같은 방법들을 사용한다.
제 1 프레임 카피와 제 2 프레임 카피가 모두 정상적인 카피인 제 1 경우의 트래픽 감소 방법을 살펴보겠다.
제 1 프레임 카피가 제 2 노드(G)에 도달하였다는 것은 제 2 노드들(J, I 및 H)이 상기 제 1 프레임 카피를 정상적으로 수신하였음을 의미한다. 또한, 제 2 프레임 카피가 제 2 노드(G)에 도달하였다는 것은 제 2 노드들(D, E 및 F)이 상기 제 2 프레임 카피를 정상적으로 수신하였음을 의미한다. 따라서, 제 2 노드들(J, I 및 H)은 이미 제 1 프레임 카피를 수신한 상태이므로 제 2 프레임 카피를 수신할 필요가 없고, 제 2 노드들(D, E 및 F)은 이미 제 2 프레임 카피를 수신한 상태이므로 제 1 프레임 카피를 수신할 필요가 없다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제 2 노드(H)는 제 2 노드(G)로부터 제 2 프레임 카피를 수신하면 자신이 이미 제 1 프레임 카피를 수신한 상태이므로 제 2 프레임 카피를 제거한다. 구체적으로는, 제 2 노드(H)는 상기 제 2 프레임 카피를 수신하면 상기 제 2 프레임 카피의 태그 분석을 통하여 제 1 프레임 카피와 동일한 카피임을 검출하고, 검출 결과에 따라 상기 제 2 프레임 카피를 제거한다. 여기서, 상기 태그는 프레임 카피임을 표시하고 있으며, 예를 들어 시퀀스 넘버로서 상기 제 2 프레임 카피의 헤더(Header)에 포함될 수 있다. 이와 같이 제 2 노드(H)가 제 2 프레임 카피를 제거하면 다른 제 2 노드들(I 및 J)도 제 2 프레임 카피를 수신하지 않게 된다.
제 2 노드(F)는 제 2 노드(G)로부터 제 1 프레임 카피를 수신하면 자신이 이미 제 2 프레임 카피를 수신한 상태이므로 제 1 프레임 카피를 제거한다. 구체적으로는, 제 2 노드(F)는 상기 제 1 프레임 카피를 수신하면 상기 제 1 프레임 카피의 태그 분석을 통하여 제 2 프레임 카피와 동일한 카피임을 검출하고, 검출 결과에 따라 상기 제 1 프레임 카피를 제거한다. 이와 같이 제 2 노드(F)가 제 1 프레임 카피를 제거하면 다른 제 2 노드들(E 및 D)도 제 1 프레임 카피를 수신하지 않게 된다.
정리하면, 제 2 노드들(D, E, F, H, I 및 J)은 2개의 프레임 카피들 중 하나만을 수신하고 수신된 프레임 카피를 다음 노드로 포워딩하게 되며, 따라서 이중화 시스템 등을 실현하면서도 네트워크 트래픽이 감소할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 제 2 노드(G)로 프레임 카피들이 동시에 도달하지 않고 시간적인 차이를 가지고 도달하면, 제 2 노드(G)는 먼저 도달한 프레임 카피를 남기고 늦게 도달한 프레임 카피를 제거할 수도 있다. 예를 들어, 제 1 프레임 카피가 제 2 노드(G)로 먼저 도달하고 제 2 프레임 카피가 늦게 도달한 경우에는, 제 2 노드(G)는 늦게 도달한 제 2 프레임 카피를 제거하고 제 1 프레임 카피를 제 2 노드(F)로 포워딩한다. 물론, 제 2 노드(F)는 이미 제 1 프레임 카피를 수신한 상태이므로 제 2 노드(G)로부터 포워딩된 제 1 프레임 카피를 제거한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 제 1 노드(C)는 프레임 카피들을 동시에 포워딩하지 않고 순차적으로 포워딩할 수 있다. 결과적으로, 프레임 카피들이 제 2 노드(G)에 동시에 도달하지 않으므로, 제 2 노드(G)는 늦게 도달한 프레임 카피를 제거할 수 있다.
HSR 표준을 이용하는 본 발명의 네트워크 시스템과 종래의 네트워크 시스템의 동작을 비교하겠다.
HSR 표준을 이용하는 종래의 네트워크 시스템에서는 소스 노드에서 프레임 카피들을 출력하면, 프레임 카피들은 각기 링형 네트워크를 순환한 후 소스 노드로 다시 입력된다. 즉, 소스 노드를 제외한 다른 노드들이 복수의 프레임 카피들을 수신 및 저장하며, 결과적으로 네트워크 트래픽이 심하게 된다.
그러나, HSR 표준을 이용하는 본 발명의 네트워크 시스템에서는 제 2 노드가 하나의 프레임 카피만을 수신하므로, 종래의 네트워크 시스템에 비하여 트래픽이 상당히 감소할 수 있다.
다음으로, 제 1 프레임 카피들 중 하나가 불량인 제 2 경우의 트래픽 감소 방법을 살펴보겠다. 이하, 설명의 편의를 위하여 제 1 프레임 카피가 제 1 노드(C)에서 제 2 노드(J)로 전달하는 과정에서 오류가 발생하고, 제 2 프레임 카피는 정상이라고 가정하겠다.
제 1 노드(C)가 제 1 프레임 카피를 제 2 노드(J)로 포워딩하면, 제 2 노드(J)는 포워딩된 제 1 프레임 카피가 불량인 지 여부를 판단하고, 제 1 프레임 카피가 불량이라고 판단한 경우 제 1 프레임 카피를 제거한다. 결과적으로, 제 1 프레임 카피는 다른 제 2 노드들(I, H, G, F, E 및 D)로 전달되지 않는다. 반면에, 제 2 프레임 카피는 정상적이므로, 제 2 프레임 카피는 제 1 노드(C)로부터 출력되어 제 2 노드들(D, E, F, G, H, I 및 J)을 순차적으로 통과한 후 제 1 노드(C)로 다시 복귀된다.
정리하면, 제 2 노드들(I, H, G, F, E 및 D)은 프레임 카피들 중 일부가 불량일지라도 하나의 프레임 카피만을 수신하게 되며, 따라서 네트워크의 트래픽이 감소할 수 있다.
종래의 네트워크 시스템에서는 이러한 불량일 경우의 노드들의 동작 방법을 제시하고 있지 않고 있다.
도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 네트워크 시스템을 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 네트워크 시스템은 소스 노드(200), 제 1 노드(C) 및 제 2 노드들(D, E, F, G, H, I 및 J)을 포함한다. 즉, 제 1 실시예에서와 달리 본 실시예에서는 제 1 노드(C)는 소스 노드로 동작하지 않고 별도의 소스 노드(200)가 존재한다.
제 1 노드(C)는 소스 노드가 아닐지라도 프레임을 수신하여 복수의 프레임 카피들을 생성하고, 자신과 연결된 제 2 노드들(D, E, F, G, H, I 및 J)로 프레임 카피들을 포워딩할 수 있다. 즉, 제 1 노드(C)는 분배 노드로서 동작한다.
물론, 본 발명의 네트워크 트래픽 감소 방법은 제 1 실시예와 유사하게 제 2 노드들(D, E, F, G, H, I 및 J)이 하나의 프레임만을 수신하도록 제어한다.
도 3은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 네트워크 시스템을 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 네트워크 시스템은 소스 노드(300), 제 1 노드들(302 및 304) 및 제 2 노드들(A, B, C, D 및 E)을 포함한다.
소스 노드(300)는 제 1 네트워크, 예를 들어 LAN A를 통하여 제 1 노드(302)로 프레임을 전송하고, 제 2 네트워크, 예를 들어 LAN B를 통하여 제 1 노드(302)로 전송된 프레임과 동일한 프레임을 제 1 노드(304)로 전송한다. 여기서, 제 1 노드들(302 및 304)은 분배 노드로서 동작할 수 있다.
제 1 노드(302)는 소스 노드(300)로부터 전송된 프레임을 복사하여 제 1 프레임 카피 및 제 2 프레임 카피를 생성하고, 제 1 프레임 카피를 좌측으로 포워딩하며 제 2 프레임 카피를 우측으로 포워딩한다.
제 1 노드(304)는 소스 노드(300)로부터 전송된 프레임을 복사하여 제 3 프레임 카피 및 제 4 프레임 카피를 생성하고, 제 3 프레임 카피를 좌측으로 포워딩하며 제 4 프레임 카피를 우측으로 포워딩한다.
이러한 구조에서, 제 2 프레임 카피가 제 1 노드(304)로 포워딩되면, 제 1 노드(304)는 제 4 프레임 카피를 포워딩했기 때문에 제 2 프레임 카피를 수신 후 제거한다. 또한, 제 1 노드(302)는 제 1 프레임 카피를 포워딩했기 때문에 제 3 프레임 카피를 수신 후 제거한다. 결과적으로, 제 2 노드들(A, B, C, D 및 E)에는 제 1 프레임 카피와 제 4 프레임 카피만이 전달된다. 물론, 제 2 노드들(A, B, C, D 및 E)은 제 1 프레임 카피와 제 4 프레임 카피 중 하나만을 수신하여 네트워크 트래픽을 감소시킨다.
도 1 내지 도 3을 참조하여 정리하면, 본 발명의 네트워크 트래픽 감소 방법은 프레임 카피를 수신하는 제 2 노드가 프레임 카피들 중 하나만을 수신하도록 제어할 수 있다.
이하, 본 발명의 네트워크의 트래픽과 노드들이 복수의 프레임 카피들을 모두 수신하는 할 때의 네트워크 트래픽을 비교하겠다. 다만, 설명의 편의를 위하여 도 1의 네트워크에서의 트래픽 감소를 살펴보겠다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 네트워크의 트래픽과 노드들이 프레임 카피들을 모두 수신하는 네트워크의 트래픽을 비교한 그래프들을 도시한 도면들이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 링형 네트워크 구조에서 노드들이 모든 프레임 카피들을 수신하는 네트워크의 트래픽은 노드들의 수(N)에 비례하는 반면에, 하나의 프레임 카피만을 수신하는 본 발명의 네트워크의 트래픽은 노드들의 수의 절반(N/2)에 비례한다. 즉, 본 발명의 네트워크의 트래픽이 상당히 감소한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 링형 네트워크 구조에서 트래픽 감소는 노드들의 수(N)에 비례한다.
도 1에서 제 2 노드(G)에 제 1 프레임 카피와 제 2 프레임 카피가 동시에 도달하는 경우, 본 발명의 네트워크 트래픽 감소 방법은 노드들이 모든 프레임들을 수신하는 종래의 네트워크시스템에 비하여 37.5%의 트래픽 감소 효과를 얻을 수 있다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 네트워크 시스템을 도시한 도면들이다.
도 6을 참조하면, 본 실시예의 네트워크 시스템은 매트릭스 형태의 네트워크를 가지며, 복수의 노드들(1 내지 12)을 포함한다.
노드들(1 내지 12)이 매트릭스 구조를 가지므로, 개별 노드는 다수의 경로들을 통하여 이웃하는 노드들로 해당 프레임 카피를 전송한다. 결과적으로, 네트워크 트래픽이 증가할 수 있다.
따라서, 본 발명의 네트워크 트래픽 감소 방법은 네트워크 트래픽을 감소시키기 위하여 아래와 같은 방법을 제안한다. 다만, 설명의 편의를 위하여 노드(1)를 수신된 프레임을 복사하여 제 1 프레임 카피 및 제 2 프레임 카피를 생성하는 소스 노드 또는 분배 노드로 가정하고, 노드(11)를 상기 프레임 카피들이 도달할 목적지로 가정한다.
본 발명의 네트워크 트래픽 감소 방법은 노드들(1 내지 12) 중 일부를 그룹으로 설정하며, 예를 들어 도 7에 도시된 바와 같이 노드들(1, 2, 3, 7, 11, 10, 9 및 5)을 하나의 그룹으로 설정한다. 즉, 상기 프레임 카피들을 전송하기 위한 링 형상의 새로운 네트워크 토폴로지(network topology)가 형성되게 된다.
그룹 설정 후, 프레임 카피들은 그룹 내의 노드들(2, 3, 7, 5, 9 및 10)만을 경유하여 목적지 노드(11)로 전송된다. 구체적으로는, 노드(1)는 제 1 프레임 카피를 노드(5)로 포워딩하고, 제 2 프레임 카피를 노드(2)로 포워딩한다. 노드(2)는 제 2 프레임 카피를 수신하고, 수신된 제 2 프레임 카피를 노드(3)로 포워딩한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 노드(2)가 제 2 프레임 카피를 노드(3)로 포워딩할 때, 노드(2)는 그 자신에 저장된 경로 테이블을 참조하여 다음 연결 노드로 설정되어 있는 노드(3)로 제 2 프레임 카피를 포워딩할 수 있다. 그룹 설정이 되어 있지 않다면 노드(2)는 제 2 프레임 카피를 자신과 연결된 노드(3 및 6)에 모두 포워딩할 것이나, 본 발명에서는 노드(2)는 제 2 프레임 카피를 그룹에 속하는 노드(3)로만 전송한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 노드(2)로 포워딩된 제 2 프레임 카피를 분석하여 다음 전송될 노드(3)를 검출하고, 검출된 노드(3)로 제 2 프레임 카피를 전송할 수도 있다. 즉, 제 2 프레임 카피는 그룹의 노드들(1, 2, 3, 7, 11, 10, 9 및 5)에 대한 정보(노드 정보)를 가지고 있고, 노드(2)는 제 2 프레임 카피에 포함된 노드 정보를 분석하여 제 2 프레임 카피를 전송할 다음 노드를 결정할 수 있다.
노드들(3, 7, 5, 9 및 10)도 노드(2)와 동일한 방식으로 해당 프레임 카피를 포워딩한다. 결과적으로, 노드(1)로부터 포워딩된 제 1 프레임 카피는 노드들(5, 9 및 10)을 경유하여 목적지 노드(11)로 전달되고, 노드(1)로부터 포워딩된 제 2 프레임 카피는 노드들(2, 3 및 7)을 경유하여 목적지 노드(11)로 전달된다.
정리하면, 네트워크 시스템이 매트릭스 형태의 네트워크인 경우, 본 발명의 네트워크 트래픽 감소 방법은 전체 노드들을 그룹으로 분리하고, 그룹에 속하는 노드들을 통하여서만 프레임 카피를 전달하도록 제어한다. 물론, 그룹 내의 각 노드들은 복수의 프레임 카피들을 수신하지 않고 하나의 프레임 카피만을 수신할 수 있다.
도 6의 네트워크 구조에서 그룹을 설정하였을 때의 트래픽은 그룹을 설정하지 않았을 때의 트래픽의 53%에 해당하며, 즉 상당한 트래픽이 감소한다.
위에서는 목적지 노드가 설정되어 있었으나, 목적지 노드가 없는 경우에는 그룹 내의 노드들(2, 3, 7, 11, 10, 9 및 5)은 제 1 실시예에서와 동일하게 늦게 도달한 프레임 카피를 제거한다.
위에서 설명하지 않았지만, 그룹 내의 노드는 그와 연결된 그룹에 속하지 않은 노드로 프레임 카피를 포워딩하지는 않지만 그룹에 속하지 않은 노드로부터 소정 프레임을 전달받을 수는 있다. 예를 들어, 노드(7)는 그룹에 속하지 않은 노드(6) 및 노드(8)와 연결되지만 프레임 카피는 전송하지 않으며, 노드(6 또는 8)로부터 프레임을 전송받을 수 있다.
상기한 본 발명의 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

Claims (15)

  1. 제 2 노드가 제 1 프레임 카피를 수신하는 단계;
    상기 제 2 노드가 제 2 프레임 카피를 수신하는 단계; 및
    상기 제 2 노드가 상기 제 1 프레임 카피와 상기 제 2 프레임 카피 중 늦게 수신된 프레임 카피를 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 트래픽 감소 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    제 1 노드가 수신된 프레임을 복사하여 상기 제 1 프레임 카피 및 상기 제 2 프레임 카피를 생성하는 단계;
    상기 제 1 노드가 상기 제 1 프레임 카피를 좌측 방향으로 포워딩하는 단계; 및
    상기 제 1 노드가 상기 제 2 프레임 카피를 우측 방향으로 포워딩하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 트래픽 감소 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제 1 노드는 소스 노드이고, 상기 제 1 노드 및 상기 제 2 노드는 링형 네트워크에 속하며, 상기 네트워크는 HSR 표준을 이용하는 것을 특징으로 하는 네트워크 트래픽 감소 방법.
  4. 제2항에 있어서, 상기 제 1 노드는 상기 제 1 프레임 카피의 태그를 분석하여 상기 프레임의 카피임을 검출하고 상기 제 2 프레임 카피의 태그를 분석하여 상기 프레임의 카피임을 검출하는 것을 특징으로 하는 네트워크 트래픽 감소 방법.
  5. 제2항에 있어서,
    제 3 노드가 상기 프레임을 복사하여 제 3 프레임 카피 및 제 4 프레임 카피를 생성하는 단계;
    상기 제 3 노드가 상기 생성된 제 3 프레임 카피를 좌측 방향으로 포워딩하는 단계; 및
    상기 제 3 노드가 상기 생성된 제 4 프레임 카피를 우측 방향으로 포워딩하는 단계를 더 포함하되,
    상기 제 2 노드는 상기 제 3 프레임 카피 및 상기 제 4 프레임 카피 중 수신되는 프레임 카피를 제거하고, 상기 제 3 노드는 상기 제 1 프레임 카피 및 상기 제 2 프레임 카피 중 수신되는 프레임 카피를 제거하는 것을 특징으로 하는 네트워크 트래픽 감소 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제 2 노드는 상기 제 2 프레임 카피를 제거하고 상기 제 1 프레임 카피를 이웃하는 노드로 포워딩하되,
    상기 제 2 노드는 상기 제 1 프레임 카피를 수신하는 포트와 상기 제 1 프레임 카피를 출력하는 포트를 별도로 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 트래픽 감소 방법.
  7. 제 2 노드가 제 1 프레임 카피를 수신하는 단계;
    상기 제 2 노드가 제 2 프레임 카피를 수신하는 단계;
    상기 제 2 노드가 상기 제 1 프레임 카피가 불량인 경우 상기 제 1 프레임 카피를 제거하는 단계; 및
    상기 제 2 노드가 상기 제 2 프레임 카피를 이웃하는 노드로 포워딩하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 트래픽 감소 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    제 1 노드가 수신된 프레임을 복사하여 상기 제 1 프레임 카피 및 상기 제 2 프레임 카피를 생성하는 단계;
    상기 제 1 노드가 상기 제 1 프레임 카피를 좌측 방향으로 포워딩하는 단계; 및
    상기 제 1 노드가 상기 제 2 프레임 카피를 우측 방향으로 포워딩하는 단계를 더 포함하되,
    상기 제 1 노드 및 상기 제 2 노드는 링형 네트워크에 속하는 것을 특징으로 하는 네트워크 트래픽 감소 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제 1 노드는 상기 제 1 프레임 카피의 태그에 상기 제 1 프레임 카피가 상기 프레임의 카피임을 표시하며, 상기 네트워크는 HSR 표준을 이용하는 것을 특징으로 하는 네트워크 트래픽 감소 방법.
  10. 매트릭스 형태의 네트워크에서 특정 그룹으로 지정된 노드들 중 제 2 노드가 제 1 프레임 카피를 수신하는 단계; 및
    상기 제 2 노드가 상기 제 1 프레임 카피를 상기 특정 그룹에 속하며 이웃하는 노드로 포워딩하는 단계를 포함하되,
    상기 제 2 노드는 상기 특정 그룹에 속하지 않는 이웃하는 노드에는 상기 제 1 프레임 카피를 포워딩하지 않는 것을 특징으로 하는 네트워크 트래픽 감소 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 특정 그룹으로 지정된 노드들은 링형 토폴로지를 구성하는 것을 특징으로 하는 네트워크 트래픽 감소 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 특정 그룹 내의 노드들 중 소스 노드인 제 1 노드가 프레임을 복사하여 상기 제 1 프레임 카피 및 제 2 프레임 카피를 생성하는 단계;
    상기 제 1 노드가 상기 생성된 제 1 프레임 카피를 상기 그룹에 속하며 좌측으로 이웃하는 노드로 포워딩하는 단계; 및
    상기 제 1 노드가 상기 생성된 제 2 프레임 카피를 상기 그룹에 속하며 우측으로 이웃하는 노드로 포워딩하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 트래픽 감소 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 2 노드는 상기 제 1 프레임 카피와 상기 제 2 프레임 카피 중 늦게 도달한 프레임 카피를 제거하며, 상기 네트워크는 HSR 표준을 이용하는 것을 특징으로 하는 네트워크 트래픽 감소 방법.
  14. 제10항에 있어서, 상기 제 2 노드는 상기 그룹에 속하지 않은 노드로부터 프레임을 수신하는 것을 특징으로 하는 네트워크 트래픽 감소 방법.
  15. 제10항에 있어서, 상기 제 2 노드는 저장된 테이블을 참조하여 상기 제 1 프레임 카피를 상기 노드로 포워딩하는 것을 특징으로 하는 네트워크 트래픽 감소 방법.
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