KR100414473B1 - 네트워크 스위치 및 그 동작방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 외부 및 내부 네트워크를 전환 사용하는 컴퓨터에 있어서 별도의 부팅없이 네트워크를 전환하고 인터넷 등 외부 네트워크에 연결되어 있는 불특정 사용자로부터 내부 네트워크에 연결되어 있는 중요한 정보 및 자료를 보호하기 위한 장치 및 그 동작방법에 관한 것으로, 사용자가 컴퓨터를 사용하면서 발생시키는 데이터가 네트워크 전환 명령일 경우 신호를 발생시켜 전환하고자 하는 네트워크의 신호로 연결시켜주는 이더넷 신호분석 및 절체신호 출력부, 분석된 이더넷 신호에 의해 상호통신이 가능하도록 다양한 기능을 수행하는 이더넷 콘트롤러, 이더넷 콘트롤러에 클럭펄스를 공급하는 발진부, 네트워크케이블에서 발생한 신호와 랜(LAN) 케이블에 유기되는 노이즈·과전류·과전압 등을 제거하여 이더넷 콘트롤러로 중계하는 필터부, 컴퓨터와 네트워크케이블을 이용하여 통신을 할 수 있도록 지원하고 네트워크 접속장치 들과 연결 및 동작이 가능하도록 지원하는 접속부 및 본 발명 구성요소의 기능을 데이터화하여 저장하고 있는 읽기 전용 마이콤(ROM)으로서 전원이 인가되면 프로그램 내용을 이더넷 신호분석 및 절체신호 출력부로 전송하여 모든 동작을 수행할 수 있도록 하는 부트롬, 네트워크 전환을 나타내는 표시부 및 스위치 등으로 구성된다. 이와 같이 구성된 본 발명에 의하면 외부 네트워크와 내부 네트워크를 전환 사용하는 소정의 컴퓨터를 선택된 네트워크와 선택되지 않은 네트워크로 완전하게 상호 분리할 수가 있으며, 네트워크가 분리 설치된 소정의 컴퓨터라 할 지라도 기존의 랜카드를 교체할 필요 없이 하나의 랜케이블에 의해 외부 및내부 네트워크를 선택 접속할 수가 있기 때문에, 외부 네트워크를 통한 해킹 및 바이러스 침입을 근본적으로 봉쇄할 수가 있을 뿐 아니라 설치 또한 사용자 각각이 아닌 중앙 집중방식을 채택하고 있어 설치가 간단하고 용이하므로 네트워크 구축에 소요되는 비용의 대폭절감 및 보안을 강화할 수가 있는 것이다.

Description

네트워크 스위치 및 그 동작방법{Network Switch and Operating Method}

본 발명은 인터넷 등 외부 네트워크와 내부 네트워크를 전환 사용하는 컴퓨터 운영자가 한번의 아이콘 선택으로 재부팅(Rebooting) 없이 네트워크를 전환 사용할 수가 있으며 별도의 보안장치가 불필요한 네트워크 전환장치 및 그 동작방법에 관한 것이다.

최근 컴퓨터와 통신기술의 발달로 인터넷이 널리 확산됨에 따라 컴퓨터 사용자의 필요에 의해서 외부 네트워크 및 서버와 개인 자료용으로 사용되는 내부 네트워크가 수시로 전환이 이루어지고 있으나 네트워크 전환 과정에서의 불편과 인터넷 상에 연결되어 있는 불특정 다수의 사용자로부터 내부 네트워크에 저장되어 있는 개인 또는 회사의 정보 자료가 해킹 당하거나 바이러스의 침투로부터 안전하지 못한 것이 컴퓨터 운영자들이 느끼는 공통된 문제점이었다.

이러한 문제점을 해소하기 위하여 종래에는 인터넷 등 외부 네트워크 케이블과 내부 네트워크 케이블을 별도로 컴퓨터 사용자 각각의 위치까지 설치한 후 컴퓨터 사용자 개개인의 네트워크 별로 랜(Local Area Network) 카드를 각각 연결하여 사용하며, 이용하고자 하는 네트워크로 컴퓨터 사용자가 네트워크 환경을 바꾸고자 할 때에는 컴퓨터를 리부팅하여 새로운 환경변수를 설정한 후 재시작하는 방법을 사용하였다.

또 다른 방법으로는 소정의 네트워크 환경에 적합하도록 복수개의 이더넷 콘트롤러(Ethernet Controller)를 탑재시킨 상태에서 네트워크 환경에 따라 이더넷 콘트롤러를 선택적으로 수동 조작하는 과정을 거쳐 네트워크 환경을 바꿈으로서 인터넷 등 외부 네트워크를 통해 침입하는 해커들을 차단하는 효과를 거두고 있는 것이다. 그러나 상기의 방법은 네트워크 별로 설치된 랜케이블을 일일이 컴퓨터 사용자까지 연결시켜야 하는 케이블 설치의 복잡성, 소요비용의 과다, 노이즈·과전류·과전압에 의한 통신장해, 복수개의 이더넷 콘트롤러 사용에 따른 신호의 간섭으로 네트워크 전환시 컴퓨터의 네트워크 인식 불안 등 많은 문제가 발생하게 되는 것이다.

본 발명은 상기의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 컴퓨터 사용자가 리부팅 없이 아이콘 클릭만으로 네트워크를 전환토록 함으로써 외부 및 내부 네트워크의 전환이 용이하고, 외부 네트워크에 연결되어 있는 불특정 사용자로부터 내부 네트워크에 연결되어 있는 개인 및 회사의 중요한 정보자료를 보호하기 위하여 본 발명에 의해 선택된 네트워크와 선택되지 않은 네트워크를 물리적으로 완전히 분리시켜 외부 네트워크를 통한 해킹을 원천적으로 막을 수 있도록 하고, 외부 네트워크와 내부 네트워크가 통합 설치된 상태에서도 별도의 조치 없이 컴퓨터 사용자가 각각 컴퓨터의 네트워크 환경을 선택적으로 전환 사용할 수 있도록 하는 것이며, 외부 네트워크와 내부 네트워크가 서로 독립적으로 분리 설치되어 있거나 하나의 랜케이블만 사용하고 있는 소정의 컴퓨터에도 기존의 랜카드를 교체하지 않고 적용할 수가 있으며, 소정의 네트워크를 접속하기 위해 네트워크마다 설치되는 이더넷 콘트롤러를 하나로 통합시킴으로서 네트워크 구축에 따른 비용을 점감시키고 분리되어 있는 네트워크 접속장치와 신호를 분기하여 사용하는 과정에서 발생되는 신호의 손실을 최소화시킨 네트워크 스위치와 그 동작 방법을 제공 하고자 하는 것이다.

도 1은 종래 기술의 네트워크 개념도

도 2는 본 발명의 네트워크 개념도

도 3은 본 발명에 따른 네트워크 스위치 구성요소의 블럭도

도 4는 본 발명에 따른 스위치 동작 관계를 나타낸 회로도

도 5는 본 발명에 따른 네트워크 스위치의 동작방법 흐름도

<도면의 주요부분에 대한 부호설명>

10 : 이더넷 신호분석 및 절체신호 출력부

11 : 데이터 버퍼 12 : 절체패턴 비교수단

13 : 절체 제어수단 20 : 이더넷 콘트롤러

30 : 발진부 40 : 필터부

50 : 접속부 51 : 구분접속부

60 : 부트롬(Boot ROM) 70 : 표시부

80 : 스위치 100 : 전환수단

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 네트워크 스위치 장치는 컴퓨터 사용자가 발생시키는 신호중 소정의 신호가 네트워크 전환 명령일 경우 해당신호를 발생시켜 전환하고자 하는 네트워크의 신호로 변경시키는 이더넷 신호분석 및 절체신호 출력부(10), 이더넷 신호를 분석하고 상호 통신 등 다양한 기능을 수행하는 이더넷 콘트롤러(20), 이더넷 콘트롤러 등에 클럭펄스를 공급하여 구성요소의 동작주기를 결정하는 발진부(30), 랜케이블에 유기되는 노이즈·과전류·과전압 등을 제거하고 네트워크 케이블에서 발생한 신호를 이더넷 콘트롤러로 중계하는 필터부(40), 컴퓨터와 상기 네트워크 스위치가 통신을 할 수 있도록 지원하고 후단의 네트워크 장치들과 연결을 지원하는 접속부(50) 및 구분접속부(51), 상기 구성요소의 기능을 데이터화 하여 저장하고 있는 리드(Read) 전용 마이콤(ROM)으로써 전원이 인가되면 데이터 내용을 상기 이더넷 신호분석 및 절체신호 출력부(10)로 전송하여 모든 동작을 수행할 수 있도록 하는 부트롬(Boot ROM)(60), 네트워크전환을 나타내는 표시부(70) 및 상기 접속부(50)와 구분접속부(51)를 절체하는 스위치(80)로 구성된 것을 그 기술적 사상의 특징으로 하는 것이며, 상기 구성중 이더넷 콘트롤러(20), 필터부(40), 접속부(50), 구분접속부(51), 표시부(70) 및 스위치(80) 등 전환수단(100)을 추가할 경우 다른 컴퓨터에 추가 적용할 수가 있다는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위한 소정의 컴퓨터에 있어 외부 네트워크와 내부 네트워크 중에서 어느 하나의 네트워크로 전환시켜 사용하기 위한 네트워크 스위치 작동방법은 컴퓨터 사용자의 요구에 따라 컴퓨터 내부에 설치된 네트워크 전환명령 프로그램을 아이콘으로 선택하면 네트워크 전환신호가 발생되어 네트워크 스위치 내부의 이더넷 신호 분석 및 절체신호 출력부로 송신하는 단계(S1); 상기 수신된 신호를 패턴 비교수단에서 네트워크 전환 여부를 비교 분석후 송신하는 단계(S2); 상기 패턴 비교수단이 비교 분석한 신호를 절체 제어수단이 송신하는 단계(S3); 상기 송신된 신호에 의해 상기 절체 제어수단이 네트워크를 전환하는 단계(S4); 상기 전환된 신호를 사용자 컴퓨터로 송신하는 단계(S5); 및 상기 사용자 컴퓨터의 네트워크환경을 전환한 후 완료하는 단계(S6)를 포함하는 것을 특징으로 하고 있다.

이하 본 발명의 구성 및 동작을 첨부 도면에 의거 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 네트워크 스위치를 나타내는 블럭도이다.

도시된 바와 같이 상기 네트워크 스위치는 이더넷 신호분석 및 절체신호 출력부(10), 이더넷 콘트롤러(20), 발진부(30), 필터부(40), 접속부(50), 구분접속부(51), 부트롬(60), 표시부(70) 및 스위치(80)를 포함한다.

상기 이더넷 신호분석 및 절체신호 출력부는 네트워크 전환에 핵심이 되는 구성요소로 데이터 버퍼(11), 절체패턴 비교수단(12) 및 절체 제어수단(13)을 더 포함하며,

상기 데이터 버퍼(11)는 컴퓨터 사용자가 소정의 네트워크를 사용하면서 발생시키는 데이터(패킷)가 일반 통신용 데이터인지 혹은 네트워크를 전환시키려는 명령데이터 인지를 판단하고자 상기 데이터를 임시로 보관하는 기억장치이며, 상기 절체패턴 비교수단(12)은 상기 데이터 버퍼가 기억한 내용이 이미 정의되어 있는 네트워크 전환 명령인지 여부를 판단하기 위한 논리 게이트의 집합으로 네트워크 전환 명령이면 신호를 발생 절체 제어수단으로 출력시키고 그렇지 않으면 통과시키는 회로 구성부이며, 상기 절체 제어수단(13)은 상기 절체 패턴 비교수단에서 송신된 신호를 트랜지스터를 통해 스위치를 구동시키는 회로부로서 스위치에 연결된 통신선로를 네트워크 중에서 신호 발생한 네트워크로 접속시켜 주는 회로이다.

상기 이더넷 콘트롤러(20)는 IEEE 802.3에서 표준으로 정하는 이더넷 랜신호중 물리적 단계의 신호를 분석하고 상호 통신이 가능하도록 다양한 기능을 수행하고 처리하는 국제표준규격의 신호처리 반도체(U2 84220)이며,

상기 발진부(30)는 수정 발진자를 통한 클럭펄스를 이더넷 콘트롤러 등에 공급하며 아울러 본 발명 구성요소의 동작주기를 결정하며,

상기 필터부(40)는 랜통신을 연결시키기 위하여 네트워크 케이블에서 발생한 아날로그 신호를 IEEE 802.3에서 규정한 최소의 통신거리(100mm)를 유지할 수 있도록 지원하며 네트워크 케이블에서 발생한 신호와 케이블에 유기된 과전류·과전압·노이즈 등을 제거하여 상기 이더넷 콘트롤러(20)로 송신하기 위한 신호를 증폭하는 기능을 수행하며,

상기 접속부(50)는 사용자의 컴퓨터와 전환되는 네트워크간에 상호 통신이가능하도록 하고 상기 절체 제어수단의 명령에 따라 각각 후단의 네트워크 접속장비와 통신할 수 있도록 지원하는 구분접속부(51)를 더 포함하며 RJ-45 형태의 잭으로 구성하는 것이 바람직하며,

상기 부트롬(60)은 본 발명 구성요소의 모드기능을 데이터화하여 저장하고 있는 읽기 전용 마이콤(ROM)으로서 전원이 없는 상태에서는 데이터를 저장하고 있다가 전원이 인가되면 마이콤의 내용을 상기 이더넷 신호분석 및 절체신호 출력부(10)로 전송하여 상기 구성요소들이 동작할 수 있도록 하는 데이터를 저장하며,

상기 표시부(70)는 컴퓨터 사용자의 네트워크 전환명령에 의해 현재 전환된 네트워크를 표시하는 발광 다이오드를 포함하며,

상기 스위치부(80)는 전자기적으로 작동하는 개폐스위치의 일종인 릴레이로서 접속부(50) 및 구분접속부(51)를 절체하는 기능을 수행하는 것이다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 동작과정을 설명하면

우선 본 발명에 의한 네트워크 스위치의 일단은 외부 네트워크 및 내부 네트워크와 연결하고 타단은 복수개의 사용자 컴퓨터와 연결시키고 사용자 컴퓨터마다 네트워크 전환명령 데이터를 발생시키기 위한 프로그램을 설치한 다음 컴퓨터 사용자가 사용중인 네트워크에서 소정의 다른 네트워크로 전환하고자 컴퓨터 모니터 상의 네트워크 전환 아이콘을 클릭하면 컴퓨터에 설치되어 있는 네트워크 전환 명령 발생 프로그램에 의하여 네트워크 전환 신호가 본 발명인 네트워크 스위치의 부트롬을 통해 이더넷 신호분석 및 절체신호 출력부로 입력된다. 상기 입력된 데이터(패킷)가 일반 데이터인지 네트워크 전환 데이터인지 판단을 위하여 상기 이더넷 신호분석 및 절체신호 출력부의 데이터 버퍼에 임시 저장시킨 다음 데이터를 절체패턴 비교수단에서 비교를 시킨 후 상기 데이터가 네트워크 전환 데이터이면 절체 제어수단으로 신호를 보낸다. 상기 절체 제어수단은 입력된 신호에 의해 별도의 트랜지스터를 통하여 네트워크 전환신호를 스위치로 보내어 관련 네트워크와 접속되도록 함과 동시에 이더넷 콘트롤러로 신호를 보내면서 표시부를 구동시켜 네트워크가 전환됨을 나타낸다. 한편 상기 이더넷 콘트롤러는 절체 제어수단으로 부터 입력된 신호에 의하여 컴퓨터와 전환 네트워크간에 통신이 가능하도록 함과 아울러 필터부로 신호를 보낸다.

상기 필터부는 상기 이더넷 콘트롤러로부터 수신한 신호로부터 노이즈 등 신호장애요인을 제거한 후 신호를 증폭시켜 스위치로 보낸다. 상기 스위치는 도 3 및 도 4에서와 같이 상기 절체 제어수단 및 상기 필터부로 부터 입력된 신호에 의하여 접속부가 컴퓨터와 통신을 할 수 있도록 전환된 네트워크 케이블과 접속시키면서 네트워크 케이블의 접속장치들과 연결이 될 수 있도록 후단의 구분접속부를 작동시키므로서 네트워크 전환이 완료되는 것이다.

도 5는 본 발명에 따른 네트워크 스위치의 동작방법을 나타낸 것으로 흐름도를 참조하여 단계별로 설명하면 다음과 같다.

컴퓨터 사용자가 컴퓨터에 설치된 네트워크 전환 명령 프로그램에 의해 네크워크 전환 신호를 발생시켜 본 발명의 네트워크 스위치로 송신하면 상기 네트워크 스위치가 신호를 수신하는 단계를 거쳐, 상기 네트워크 스위치 내부의 이더넷 신호분석 및 절체신호 출력부가 상기 수신된 신호의 프리앰블(Preamble), 수신지주소(Destination Address), 원시주소(Source Address), 비트길이(Length) 등 전체포맷(Format)을 비교분석하는 단계 및 상기 비교분석된 데이터가 네트워크 전환 데이터이면 네트워크 전환 신호를 상기 네트워크 스위치의 이더넷 콘트롤러 등 관련 부문에 송신하는 단계를 거치게 된다. 상기 송신된 신호에 의해 상기 관련 부문에서 네트워크 전환 절차의 수행이 완료되어 상기 네트워크 스위치에서 사용자 컴퓨터로 네트워크 전환 완료 신호를 송신하면 상기 사용자 컴퓨터에서는 상기 신호를 수신하여 IP 어드레스를 전환된 네트워크로 변경시키면서 네트워크 환경을 재구성함으로서 네트워크 전환에 필요한 동작을 완료하게 되는 것이다.

만약 네트워크 스위치로 부터 신호 전달이 없으면 네트워크 전환이 실패한 것으로 간주하고 아이콘을 재선택하여 메세지를 디스플레이 하면 사용자 컴퓨터로부터 네트워크 전환신호가 다시 발생되어 상기와 같은 과정을 반복하는 것이다.

본 발명에 따르면 외부 네트워크와 내부 네트워크를 공동 사용하는 컴퓨터 사용자가 네트워크 전환시 재부팅하거나 수동조작 없이 한번의 아이콘 선택으로 사용하고자 하는 네트워크로 전환이 이루어질 뿐 아니라 외부 네트워크와 내부 네트워크가 물리적으로 완전히 차단됨으로써 인터넷 등 외부 네트워크를 통한 해커 및 바이러스의 침투로 부터 안전을 확보할 수가 있을 뿐 아니라 중앙 집중식으로 구성되어 있기 때문에 컴퓨터마다 각각 설치할 필요가 없으므로 네트워크별로 설치하는케이블을 단일화함으로써 비용이 절감되는 장점이 있는 것이다.

한편 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니며 본 발명과 관련된 통상의 지식인이면 본 발명의 청구범위에 한정되는 범위 내에서 본 발명의 변형적 예를 안출할 수가 있을 것이다.

Claims (7)

1. 인터넷 등 외부 네트워크와 내부 네트워크 중 소정의 네트워크로 전환하고자 하는 네트워크 스위치에 있어서,

   상기 네트워크 스위치는 컴퓨터 사용자가 네트워크 전환 명령을 발생하면 전환하고자 하는 네트워크의 신호로 변경시키는 이더넷 신호분석 및 절체신호 출력부, 상기 이더넷 신호분석 및 절체신호 출력부의 이더넷 신호를 분석하고 상호 통신기능을 수행하는 이더넷 콘트롤러, 상기 이더넷 콘트롤러 등에 클럭펄스를 공급하여 구성요소의 동작주기를 결정하는 발진부, 랜케이블에 유기되는 노이즈 등을 제거하고 네트워크 케이블에서 발생한 신호를 상기 이더넷 콘트롤러로 중계하는 필터부, 컴퓨터와 상기 네트워크 스위치가 통신을 할 수 있도록 지원하고 후단의 네트워크 장치들과 연결할 수 있도록 지원하는 접속부, 상기 구성요소의 기능을 데이터화하여 저장하는 리드전용 마이콤으로 전원이 인가되면 데이터 내용을 상기 이더넷 신호분석 및 절체신호 출력부로 전송하여 모든 동작을 수행할 수 있도록 하는 부트롬(Boot ROM), 네트워크 전환을 나타내는 표시부 및 상기 접속부를 절체하는 스위치로 구성된 것을 특징으로 하는 네트워크 스위치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 이더넷 신호분석 및 절체신호 출력부는 데이터 버퍼, 절체패턴 비교수단 및 절체 제어수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 스위치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 데이터 버퍼는 컴퓨터 사용자가 발생시키는 데이터가 통신 데이터인지 혹은 네트워크 전환 명령 데이터인지를 판단하고 임시로 기억하는 기억장치인 것을 특징으로 하는 네트워크 스위치.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 절체패턴 비교수단은 상기 데이터 버터가 기억한 내용이 이미 정의된 전환명령 여부를 판단하기 위한 논리 게이트의 집합으로 전환 명령이면 신호를 절체 제어수단으로 출력시키고 전환명령이 아니면 통과시키는 것을 특징으로 하는 네트워크 스위치.
5. 제 2 항에 있어서,

   상기 절체 제어수단은 상기 절체패턴 비교수단에서 송신된 신호로 스위치를 구동시키는 회로부로서 네트워크중 신호가 발생한 네트워크로 접속시켜 주는 것을 특징으로 하는 네트워크 스위치.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 접속부는 후단의 네트워크 접속장비와 통신을 할 수 있도록 지원하는 구분접속부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 스위치.
7. 인터넷 등 외부 네트워크와 내부 네트워크중 소정의 네트워크로 전환하고자 하는 네트워크 스위치의 이더넷 신호분석 및 절체신호 출력부가 수신하는 단계;

   상기 수신된 신호를 비교 패턴수단에서 네트워크 전환 여부를 비교 분석하는 단계;

   상기 패턴 비교수단이 비교 분석한 신호를 절체 제어부로 송신하는 단계;

   상기 송신된 신호에 의해 상기 절체 제어수단이 네트워크를 전환하는 단계;

   상기 전환된 신호를 사용자 컴퓨터로 송신하는 단계; 및

   상기 사용자 컴퓨터의 네트워크 환경을 전환한 후 전환과정을 완료하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 스위치의 동작방법.