KR0153931B1 - 병렬 공통버스형 고속 패킷교환장치의 이중화 시스템 및 이중화 방법 - Google Patents

병렬 공통버스형 고속 패킷교환장치의 이중화 시스템 및 이중화 방법

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Abstract

본 발명은 병렬 공통버스형 고속 패킷교환장치의 이중화 시스템 및 이중화 방법에 관한 것으로, 병렬 공통버스를 기반으로 한 고속 패킷교환장치를 구성화고 본 장치를 통해 접속되는 각 노드들간에 일대일 통신, 일대 다수들간의 통신이 지원되며, 각 노드로부터 발생한 패킷이 본장치를 통해 신속, 정확히 전달될 수 있도록 입출력 가입자부, 중재교환부, 병렬공통버스부를 갖추고 패킷교환통신 방식을 제공함에 있어서 장치의 신뢰성을 높이기 위한 이중화 구성 및 방식에 대한 발명이다.

Description

병렬 공통버스형 고속 패킷교환장치의 이중화 시스템 및 이중화 방법
제1도는 이중화 전체 구성도
제2도는 링크상태감시부의 구성도.
제3도는 중재교환부의 전체구성도 및 DCC-버스 구성도.
제4도는 중재교환부내의 상태신호감시 절차와 DCC-버스를 통한 제어정보 교환절차도.
본 발명은 병렬 공통버스형 고속 패킷교환장치의 이중화 시스템 및 이중화 방법에 관한 것이다.
종래에는 패킷교환장치를 구성함에 있어서 단일 구조를 가짐으로 장치구성 요소중 일부의 고장에 의해서도 전체 장치의 동작이 중단하거나 통신할 수 있는 길이 막힘으로 신뢰성에 취약하다.
상기 종래 기술에 대하나 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은 단일 구조 두 대를 가지고 이중화로 구성하여 한 쪽이 고장이 나더라도 다른 한쪽을 통해 서비스를 계속할 수 있는 병렬 공통버스형 고속 패킷교환장치의 이중화 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 병렬공통버스를 중심으로 다수 접속되어 있는 가입자입출력수단; 상기 다수의 가입자 입출력수단간에 접속되며 중재 교환을 담당하는 중재교환수단을 구비하는 단일 구조가 동일한 단일 구조를 한 대 더 사용하여 2개의 단일 구조를 이루어 이중화되는데 있어서, 상기한 이중화 교환장치의 중재교환수단간에 상호 이중화 제어를 위한 DCC-버스를 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 목적을 달성하기 위한 방법에 있어서, 각각의 중재 교환수단은, 시작과 동시에 자기자신이 관리하는 상태테이블의 각 링크변수 값을 모두 정상으로 초기화하는 제1단계; 상기 제1단계 수행 후, 각 가입자 입출력부의 링크상태를 M-버스를 통해 검사하여 장애발생이 일어난 링크의 변수값을 상태테이블에 변경갱신하는 제2단계; 상기 제2단계 수행 후, 상기 중재교환수단 또는 병렬공통버스의 정상동작유무를 판단하는 제3단계; 상기 제3단계 수행 후, 정상이면 시스템장애 신호를 정상으로 출력하고, 비정상이면 시스템장애 신호를 비정상으로 출력하고 복구대기상태로 가는 제4단계; 상기 제4단계 수행 후, 서로 상대방의 시스템 장애신호를 검사하는 제5단계; 상기 제5단계 수행 후, 상대방이 비정상이면 상태테이블의 모든 링크변수들의 상대측 값을 비정상으로 처리하고, 상대방이 정상이면 모든 상대측 링크변수값을 정상으로 초기화하고 상기 제1단계에서 파악해 놓은 자기자신측의 링크변수값중 장애가 난 링크의 번호들을 상대방 중재교환수단으로 DCC-버스를 통해 전달하여 상대측으로부터 통보되어온 장애링크번호들을 자기자신의 상태 테이블에 갱신해 넣는 제6단계; 상기 제6단계 수행 후, 상태테이블의 변경 및 갱신이 있었는지 여부를 판단하여 상태테이블 갱신이 없었다면 상기 제2단계 이하를 수행하고, 갱신이 있었다면 변경 내용을 자기가 거느린 모든 가입자 노드에게 통보하기 위하여 병렬공통버스를 통해 브로드캐스팅을 하고 상기 제2단계 이하를 반복수행하는 제7단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
병렬공통버스를 중심으로 가입자입출력부가 n개 접속되고 이들간의 중재 교환을 담당하는 중재교환부가 한 개 접속되는 단일구조를 기본으로 교환장치가 구성이 되고 이러한 단일 구조 교환장치 한 대를 더 사용하여 2개의 단일 구조가 이중화 된다. 설명의 편의상 한 쪽을 교환장치 A라 부르고 다른 한쪽을 B라고 칭한다. 이때 교환장치A 내의 중재교환부와 교환장치 B내의 중재교환부간에는 상호 이중화 제어를 위한 DCC-버스가 존재하는 구조이다.
각 가입자는 교환장치와 직렬 통신방식으로 접속이 되고 이를 지원하는 가입자 입출력정합부가 가입자노드 구성에 존재한다. 이중화된 교환장치를 통해 신뢰성 있는 서비스를 제공받기 위해서는 각 가입자 노드는 가입자 입출력정합부를 역시 이중화로 구성하며 가입자 입출력정합부 하나는 교환장치A 내의 가입자 입출력부와 연결이 되고 다른 하나는 교환장치B 내의 가입자 입출력부와 연결이 되는 구조를 특징으로 한다.
또한, 가입자 입출력부는 가입자측과 연결된 링크의 정상여부 판별 및 가입자측의 가입자입출력정합부의 정상동작여부를 판별하기 위하여 주기적 얼라이브 패킷을 전송하고 루프백을 통해 되돌아오는 얼라이브 패킷의 수신이 정해진 시간내에 주기적으로 수신되는지 여부를 감시하는 링크상태감시부를 구비하고 비정상 검출시 에러신호를 중재교환부로 송출하는 기능을 구비하고 있다.
о초기상태와 정상동작상태 처리과정
2대의 교환장치 A와 B는 원칙적으로 부하분담(Lord Sharing) 방식의 이중화 운용모드로 동작한다. 즉 초기의 상태에서는 A와 B 둘다 정상동작이 가능한 상태이다. 따라서 가입자노드단에서는 A 또는 B 어느쪽으로도 패킷송수신을 할 수 있다.
이러한 초기상태의 지정 및 가입자 노드단에서의 인식을 위한 방법으로, 중재교환부A 와 중재교환부 B는 상태테이블을 초기화 하여 모든 가입자입출력정합부에게 상태테이블을 브로드캐스팅하여 모든 가입자입출력정합부내의 상태테이블을 초기화한다.
가입자노드단에서는 전송할 패킷을 가입자입출력정합부로 출력하여 전송요구를 하기위하여 먼저 A측을 이용할 것인지 B측을 이용할 것인지를 판단해야 하는데 이때 중재교환부로부터 로딩받은 상태테이블을 참조하면, A 또는 B 중 정상으로 되어 있는 링크를 사용하면되고, 둘다정상일 경우는 부하분산의 교번 사용을 하는 것으로 한다.
о링크#i(A) or 가입자입출력부#i(A) or 가입자입출력정합부#i(A) 장애발생 상태때 처리과정
어떤 링크#i 나 가입자입출력부#i 나 가입자입출력정합부#i의 고장 및 장애는 동일한 장애그룹으로 볼수 있다. 즉 3가지중 하나만 고장이 나도 동일한 장애처리 절차를 따른다. 이러한 장애검출방법은 뒤에 제2도의 그림설명에 이해 이루어지며, 이러한 고장이 검출되면 중재교환부A와 B는 상태테이블을 갱신하여 상태테이블을 브로드캐스팅한다. A와 B 중재교환부가 동일한 상태테이블을 유지하기 위하여 상호 상태정보를 메시지형태로 DCC-bus를 통해 주고 받음으로 일치성을 보장한다.
그러면 만약 어떤 노드#i 를 목적지로 하는 패킷을 송신하고자 할 때 각 노드에서 상태 테이블을 참조해보면 A측이 고장이고 B측이 정상이라면 B측 경로를 통해 패킷을 송출한다.
о중재교환부(A) or 병렬공통버스(A) 장애발생 상태때 처리과정
중재교환부나 병렬공통버스의 장애발생일 경우는 그쪽에 속한 모든 가입자 노드와 입출력부가 동작이 불가한 상태이므로 상태테이블의 모든 노드을 고장처리하고 블로킹시킨다. 이러한 상태테이블을 정상상태의 교환장치측을 통하여 브로드캐스팅한다. 중재교환부나 병렬공통버스의 장애발생의 감지 방법은 제3도에서 설명한다.
그러면 이때부터는 모든 노들들이 패킷통신을 하기위하여 상태테이블을 참조해보면 A측은 모든 블록킹이 되어 있고 B측은 정상이므로 B측 교환장치를 이용하여 통신하게 된다.
이하, 첨부된 도면을 통해 본 발명을 상세히 설명한다.
제1도는 본 발명의 전체 구성도로써, 도면에서 1,2는 중재교환부를 나타내며 병렬공통버스에 접속되어 있는 각 가입자입출력부로 부터 전송할 패킷이 있으면 전송요구신호들을 중재하여 순차적으로 한번씩 패킷전송을 가능케 해주는 역할을 한다. 3,4는 데이터 전송 및 제어신호의 군으로 이루어진 병렬공통버스를 나타낸다. 5,6은 각 가입자입출력부의 상태신호를 읽어보기 위한 M-버스를 나타낸다. 7,8은 가입자 입출력부를 나타내며 가입자측으로부터 직렬송신되어 오는 패킷을 수신하여 병렬공통버스 사용권을 중재교환부로부터 획득할 때까지 대기하였다가 원하는 목적지 가입자 입출력부로 전송하는 역할과 병렬공통버스를 통해 수신되는 패킷이 자기자신을 목적지로 하고 있으면 이를 받아서 가입자측으로 전달하는 역할을 한다. 이러한 동일기능의 가입자 입출력부는 교환장치 내에 다수개(7-1 내지 7-n, 8-1 내지 8-n) 존재한다. 9-1,2와 10-1,2은 교환장치의 가입자 입출력부와 정합을 위하여 가입자노드(9,10)의 구성시 실장되는 가입자 입출력 정합부를 나타내며, 가입자주제어부(9-3,10-3)로부터 발생된 패킷을 가입자노드내의 시스템버스(9-4,10-4)를 통해 전달 받고 이를 교환장치로 전송하는 역할과 교환장치로부터 수신된 패킷을 시스템버스를 통해 가입자 주제어부로 전달하는 역할을 한다. 11은 교환장치의 가입자 입출력부와 가입자노드의 가입자입출력정합부와의 직렬통신 링크를 나타낸다. 12는 2대의 교환장치의 각 중재교환부간의 이중화 제어정보를 주고받기위한 통신링크로써 DCC-버스이다.
제2도는 본발명에 따른 가입자 입출력정합부와 가입자 입출력부내에 존재하는 링크상태감시부의 구성도로써, 가입자입출력부의 주기적 얼라이브(alive) 패킷발생기로부터 일정 주기 간격으로 얼라이브 패킷이 발생되어 직렬송신기 수단으로 출력하고 직렬송신기 수단은 이를 직렬화하여 가입자입출력정합부의 직렬수신기 수단으로 전송한다. 가입자 입출력정합부의 직렬수신기는 직렬로 수신되는 데이터를 패킷화하여 분류기(sorter)에 출력한다. 분류기는 얼라이브 패킷인지 순수 데이터 패킷인지 구분하여 순수 데이터 패킷은 호스트로 출력하고 얼라이브 패킷은 루프백회로부로 출력한다. 루프백회로에서는 주기적으로 얼라이브 패킷이 수신되는지를 확인하기 위하여 주기시간 간격을 재는 감시타이머부로 출력하고, 직렬송신기를 통해 되돌려 전송하여 폐회로를 형성시킨다. 가입자 입출력정합부의 감시타이머는 주기적으로 신호의 접수가 이루어지지 않으면 링크의 절단 혹은 상대 가입자 입출력부의 고장등으로 판명하여 비정상상태 신호를 호스트측에 출력한다. 상기 직렬 송신기를 통해 직렬 송신되는 얼라이브 패킷은 다시 가입자 입출력부 자신의 직렬 수신기를 통해 수신되며 수신된 패킷은 분류기(sorter)를 거쳐 순수 데이터는 병렬공통버스를 통해 송신되기 위해 송신 대기큐로 출력되고, 얼라이브 패킷은 주기적으로 되돌아 오는지를 감시하기 위한 감시 타이머로 출력된다. 감시 타이머에서는 정해진 주기시간안에 얼라이브 패킷이 되돌아 오지 않으면 링크의 절단 또는 상대 가입자 입출력정합부의 고장등으로 판명하여 비정상상태 신호를 출력한다.
중재교환부가 가입자입출력부를 M-버스를 통해 차례대로 폴링하여 각 가입자입출력부의 상태신호를 읽어 봄으로서 비정상상태 유무를 판별한다. M-버스는 데이터버스, 주소버스, 읽기신호로 구성되며 각 가입자 입출력부에서는 읽기신호의 활성화 될 때의 주소버스를 디코딩하여 자신이 선택되는지를 판단하고 읽기동작에서는 상태신호값을 데이터버스에 출력한다.
제3도는 중재교환부의 구성도로서 병렬공통버스정합부, M-버스 마스터부, 제어부, 상태테이블부로 구성이되며, DCC-버스부로 구성되어 이중화된 중재교환부간에 제어 메시지를 주고 받는다.
제어부는 M-버스 마스터부를 통해 각 가입자 입출력부의 상태신호를 모니터링하는 소프트웨어의 수행을 담당하고 DCC-버스를 통해 이중화 제어 메시지를 주고받아 이중화 상태 판단, 상태테이블 갱신을 한후 병렬공통버스 정합부를 통해 상태테이블을 전 가입자 노드에게 출력 로딩하는 역할을 한다. DCC-버스는 직렬통신링크와 시스템장애 A신호, B신호로 구성된다.
다음 표1은 상태테이블 구성예를 나타내며 각 가입자 노드와 접속되는 링크의 번호와 장애유무상태변수로 구성이 되며, 상대측 교환장치의 상태 테이블도 함께 구성된다. 상태테이블의 각 링크의 상태변수값은 초기에는 전부 정상이지만 중재교환부의 M-버스를 통한 각 가입자입출력부의 상태신호를 검사하는 처리과정을 거치면서 장애가 난 링크는 비정상으로 변경 갱신되도록 한다.
제4도는 중재 교환부내의 상태 신호감시 절차와 DCC-버스를 통한 제어정보 교환 절차도로서, 상호 이중화 제어 정보와 자신의 링크상태 테이블 내용을 알려주기 위한 제어정보의 흐름도를 나타낸다.
각 중재교환부 A와 B는 동일한 자기자신의 처리과정을 거치면서 DCC-버스를 통해 상호 제어정보를 전달하는 것을 특징으로하는 데, 시작과 동시에 각각은 자기자신이 관리하는 상태테이블의 각 링크변수 값을 모두 정상으로 초기화하는 과정(20 과 40), 각 가입자 입출력부의 링크상태를 M-버스를 통해 전부 검사하여 장애발생이 일어난 링크의 변수값을 상태테이블에 변경갱신하는 과정(21 과 41)으로 구성된 제1단계, 중재교환부나 병렬공통버스부의 정상동작유무를 판단하는 과정(22 와 42)에서 정상이면 시스템장애 A 신호를 정상으로 출력하는 과정 23과 시스템장애 B신호를 정상으로 출력하는 과정 43의 처리와 만약 비정상이면 시스템장애 A, B 신호를 비정상으로 출력하고 복구대기상태로 가는 과정 24내 25 및 44내지 45과정의 제2단계, 서로 상대방의 시스템 장애신호 A, B를 검사하는 과정(26과 46)을 거쳐 상대방이 비정상이면 상태테이블의 모든 링크변수들의 상대측 값을 비정상으로 처리하는 과정(30과 50), 상대방이 정상이면 모든 상대측 링크변수값을 정상으로 초기화하고 과정(27과 47)을 거치고, 제1단계의 과정(20과 40)에서 파악해 놓은 자기자신측의 링크변수값중 장애가 난 링크의 번호들을 상대방 중재교환부에게 DCC-버스를 통해 전달하는 과정(28과 48)이 이루어지고 상태측으로부터 통보되어 온 장애링크번호들을 자기자신의 상태테이블에 갱신해 넣는 과정(29와 49)로 이루어지는 제단계, 모든 전단계에서 상태테이블의 변경 및 갱신이 있었는지 여부를 판단하여 과정(31과 51) 상태테이블 갱신이 없었다면 과정(21과 41)로 되돌아가서 전단계 과정을 반복하고 만약 갱신이 있었다면 변경 내용을 자기가 거느린 모든 가입자 노드에게 통보하기 위하여 병렬공통버스를 통해 브로드캐스팅을 해주는 과정(32 와 52)를 거쳐 과정(21과 41)로 되돌아가 전단계과정을 반복하는 제4단계로 처리되는 이중화 상태감시 및 제어 절차이다.
상기와 같이 구성되어 동작하는 본발명은 단일구조의 패킷교환장치를 2대를 설치하여 그 둘사이에 DCC-버스를 두고 이중화 제어 정보를 주고 받고, M-버스를 통하여 각 가입자 입출력부의 링크상태를 감지하여 상태처리가 가능하고, 가입자 노드단에서는 가입자 입출력정합부를 이중화 구성하여 링크 하나는 한쪽 교환장치로 접속하고 다른 하나는 다른쪽 교환장치로 접속하여 두 개의 링크가 동시에 장애가 발생하지 않는 한 연속적인 통신서비스를 제공받을 수 있도록 한 신뢰성을 요구하는 통신시스템 내부의 패킷교환장치로 활용이 가능하다.

Claims (4)

  1. 병렬공통버스를 중심으로 다수 접속되어 있는 가입자입출력수단; 상기 다수의 가입자 입출력수단간에 접속되며 중재 교환을 담당하는 중재교환수단을 구비하는 단일 구조가 동일한 단일 구조를 한 대 더 사용하여 2개의 단일 구조를 이루어 이중화되는데 있어서, 상기한 이중화 교환장치의 중재교환수단간에 상호 이중화 제어를 위한 DCC-버스를 구비하는 것을 특징으로 하는 병렬 공통버스형 고속 패킷교환장치의 이중화 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 각 가입자는 교환장치와 직렬 통신방식으로 접속이 되고 이를 지원하는 가입자 입출력정합부가 가입자노드 구성에 존재하며, 각 가입자 노드는 가입자 입출력정합부를 이중화로 구성하며 가입자 입출력정합부 중 하나는 일측의 교환장치내의 가입자 입출력부와 연결되고 다른 하나는 타측 교환장치 내의 가입자 입출력부와 연결이 되는 것을 특징으로 하는 병렬 공통버스형 고속 패킷교환장치의 이중화 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 가입자 입출력부는, 가입자측과 연결된 링크의 정상여부 판별 및 가입자측의 가입자입출력정합부의 정상동작여부를 판별하기 위하여 주기적 얼라이브 패킷을 전송하고 루프백을 통해 되돌아오는 얼라이브 패킷의 수신이 정해진 시간내에 주기적으로 수신되는지 여부를 감시하는 링크상태감시부를 구비하여 비정상 검출시 에러신호를 상기 중재교환수단으로 송출하는 것을 특징으로 하는 병렬 공통버스형 고속 패킷교환장치의 이중화 시스템.
  4. 각각의 중재 교환수단은, 시작과 동시에 자기자신이 관리하는 상태테이블의 각 링크변수 값을 모두 정상으로 초기화하는 제1단계(20,40); 상기 제1단계(20,40) 수행 후, 각 가입자 입출력부의 링크상태를 M-버스를 통해 검사하여 장애발생이 일어난 변수값을 상태테이블에 변경갱신하는 제2단계(21,41); 상기 제2단계(21,41) 수행 후, 상기 중재교환수단 또는 병렬공통버스의 정상동작유무를 판단하는 제3단계(22,42); 상기 제3단계(22,42) 수행 후, 정상이면 시스템장애 신호를 정상으로 출력하고, 비정상이면 시스템장애 신호를 비정상으로 출력하고 복구대기상태로 가는 제4단계(24,25,44,45); 상기 제4단계(24,25,44,45) 수행 후, 서로 상대방의 시스템 장애신호를 검사하는 제5단계(26,46); 상기 제5단계(26,46) 수행 후, 상대방이 비정상이면 상태테이블의 모든 링크변수들의 상대측 값을 비정상으로 처리하고, 상대방이 정상이면 모든 상대측 링크변수값을 정상으로 초기화하고 상기 제1단계(20,40)에서 파악해 놓은 자기자신측의 링크변수값중 장애가 난 링크의 번호들을 상대방 중재교환수단으로 DCC-버스를 통해 전달하여 상대측으로부터 통보되어온 장애링크번호들을 자기자신의 상태 테이블에 갱신해 넣는 제6단계(27 내지 30,47 내지 50); 상기 제6단계(27 내지 30, 47 내지 50) 수행 후, 상태테이블의 변경 및 갱신이 있었는지 여부를 판단하여 상태테이블 갱신이 없었다면 상기 제2단계(21,41) 이하를 수행하고, 갱신이 있었다면 변경 내용을 자기가 거느린 모든 가입자 노드에게 통보하기 위하여 병렬공통버스를 통해 브로드캐스팅을 하고 상기 제2단계(21,41)이하를 반복수행하는 제7단계(32,52)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 병렬 공통버스형 고속 패킷교환장치의 이중화 방법.
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