KR20060072990A

KR20060072990A - 통신 시스템에서의 링크애그리게이션 제어 프로토콜의처리 장치 및 그 방법

Info

Publication number: KR20060072990A
Application number: KR1020040111808A
Authority: KR
Inventors: 강철호
Original assignee: 엘지노텔 주식회사
Priority date: 2004-12-24
Filing date: 2004-12-24
Publication date: 2006-06-28

Abstract

본 발명은 통신 시스템에서의 링크애그리게이션 제어 프로토콜의 처리 장치 및 그 방법을 제공하기 위한 것으로, LACP 기능 처리를 수행하는 LACP 기능부와; 상기 LACP 기능부와 연결되어 링크애그리게이션 그룹에 속한 포트로부터 전달받은 프레임을 상위단으로 전달하여 패킷 수신을 수행하는 수집부를 구비하고, 상기 LACP 기능부와 연결되어 상위에서 전달받은 프레임을 링크애그리게이션 그룹에 속한 포트로 전달하여 패킷 송신을 수행하는 분배부를 구비한 애그리게이션부를 포함하여 구성함으로서, 802.3 ad LACP 기능 중 수집부와 분배부를 구현하여 수집부에서 수신 처리를 수행하고 분배부에서 송신 처리를 수행할 수 있게 되는 것이다.

Description

통신 시스템에서의 링크애그리게이션 제어 프로토콜의 처리 장치 및 그 방법{Apparatus and method for link aggregation control protocol in communication system}

도 1은 종래 통신 시스템에서의 링크애그리게이션 처리 장치의 블록구성도이고,

도 2는 종래 통신 시스템에서의 링크애그리게이션 처리 방법을 보인 흐름도이며,

도 3은 본 발명에 의한 통신 시스템에서의 링크애그리게이션 제어 프로토콜의 처리 장치의 블록구성도이고,

도 4는 본 발명에 의한 통신 시스템에서의 링크애그리게이션 제어 프로토콜의 처리 방법을 보인 상태천이도이며,

도 5는 도 4에서 수신 가능시의 처리 방법을 보인 흐름도이고,

도 6은 도 4에서 수신 불능시의 처리 방법을 보인 흐름도이며,

도 7은 도 5 및 도 6이 적용되는 예를 보인 개념도이고,

도 8은 도 5 및 도 6에서 수신 가능과 수신 불능시의 stp 상태를 보인 테이블이며,

도 9는 도 4에서 송신 가능시의 처리 방법을 보인 흐름도이고,

도 10은 도 4에서 송신 불능시의 처리 방법을 보인 흐름도이며,

도 11은 도 9 및 도 10이 적용되는 예를 보인 개념도이고,

도 12는 도 9에서 송신 가능시의 vlan broadcast에서 포트 1 ~ 3이 vlan 1로 설정된 예를 보인 테이블이며,

도 13은 도 9에서 포트 1 ~ 3이 모두 애그리게이션부 1의 멤버로 묶였다고 할 경우를 보인 vlan broadcast의 테이블이고,

도 14는 도 9에서 포트 1 ~ 3이 송신 불능 상태여서 bitmask 0으로 설정한 예를 보인 vlan broadcast의 테이블이며,

도 15는 도 9에서 포트 1과 포트 3이 하나의 논리적인 포트여서 포트 3을 bitmask 0으로 설정한 예를 보인 vlan broadcast의 테이블이고,

도 16은 도 9에서 포트 2가 분배 가능 상태여서 bitmask 1로 설정한 예를 보인 vlan broadcast의 테이블이며,

도 17은 도 9에서 포트 1 ~ 3은 하나의 논리적인 포트여서 포트 2와 포트 3을 bitmask 0으로 설정한 예를 보인 vlan broadcast의 테이블이고,

도 18은 도 10에서 포트 2가 독립포트가 되어 포트 2의 bitmask 1로 설정한 예를 보인 vlan broadcast의 테이블이며,

도 19는 도 10에서 포트 2가 분배 불능 상태여서 bitmask 0으로 설정한 예를 보인 vlan broadcast의 테이블이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : LACP 기능부

20 : 애그리게이션부

21 : 수집부

22 : 분배부

본 발명은 통신 시스템에서의 링크애그리게이션 제어 프로토콜(Link Aggregation Control Protocol, LACP)의 처리 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 특히 기존 스위치 칩에서 제공하는 Layer 2 기술 즉 linkaggregation(802.3ad), vlan(802.3 1q), stp (802.3 d) 기술을 이용하여 802.3 ad LACP 기능 중 수집부와 분배부를 구현하여 수집부에서 수신 처리를 수행하고 분배부에서 송신 처리를 수행하기에 적당하도록 한 통신 시스템에서의 링크애그리게이션 제어 프로토콜의 처리 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

현재 LAN(Local Area Network, 근거리 통신망) 기술의 발전과 더불어 망에서 요구하는 속도가 증가하고 네트워크 장비는 이를 감당하여야 하게 되었다. 그래서 등장한 기술이 802.3 ad 링크애그리게이션(Link Aggregation) 기술이다.

이 기술은 시스템의 두 개 이상의 포트를 하나의 논리적인 포트로 통합함으로써 보다 넓은 대역폭을 사용할 수 있도록 하는 기능이다. 여러 개의 링크를 통합해 하나의 링크처럼 사용함으로써 고속의 링크를 제공할 수 있는 방법이다.

이 기술은 대부분의 스위치 칩에 내장되어 있다.

도 1은 종래 통신 시스템에서의 링크애그리게이션 처리 장치의 블록구성도이다.

여기서 참조번호 1은 물리포트이고, 2는 논리포트이다.

도 2는 종래 통신 시스템에서의 링크애그리게이션 처리 방법을 보인 흐름도이다.

이에 도시된 바와 같이, 애그리게이션 아이디(Aggregation id)를 설정하고 멤버(member) 포트를 설정하는 단계(ST1)(ST2)와; 상기 설정 후 해시맵(Hashmap)이 각 멤버 포트에 분배되도록 하고, 새 VLAN(Virtual Local Area Network)을 설정하며, 해시 키 값(Hash key value)을 분배하는 단계(ST3 ~ ST5)를 수행한다.

이와 같이 구성된 종래 기술의 동작을 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

1) 애그리게이션 id 를 설정한다(ST1).

두 개 이상의 물리 포트(1)를 하나의 논리 포트(2)로 만들기 위해 새로 생성될 논리 포트를 구분할 구분자를 설정한다.

2) 멤버 포트를 설정한다(ST2).

하나의 논리 포트(2)로 묶일 물리 포트(1)를 설정한다.

3) 해시 맵이 각 멤버 포트에 분배된다(ST3).

사용자는 물리 포트(1)를 논리 포트(2)로 설정한 후에 패킷을 전송할 포트를 결정하는 기준을 정해주어야 한다. 논리 포트(2)로 패킷이 들어왔을 때 여러 개의 포트 가운데 어떤 포트로 전송해야 할 지 그 기준을 정해주지 않으면 하나의 포트 에만 패킷이 몰리게 되고, 그러면 포트를 통합하여 대역폭을 늘려 준 효과를 얻을 수가 없다. 이를 위해 링크애그리게이션 설정시 해당 포트 마다 해시 맵 값이 주어진다.

4) 새 VLAN 설정(ST4).

새 논리 포트설정전 각 멤버 포트들이 소속되어 있던 vlan에서 새로운 논리 포트로 설정된 이후에는 기존 vlan 멤버에서 탈퇴해 새로운 vlan의 멤버가 된다.

예를 들어, 포트 1 이 vlan 1의 멤버, 포트 2가 vlan 1의 멤버, 포트 3이 vlan 1의 멤버라고 했을 때, 포트 1 ~ 3이 링크애그리게이션에 의해 논리 포트(애그리게이션 id) 1 로 설정된다고 하면, 논리 포트 1 은 vlan 1 멤버로 설정한다.

5) 해시 키 value 분배(ST5).

새 논리 포트(2)로 들어오는 패킷은 어느 멤버 포트로 갈지 결정을 해주어야 하는데, 이때 사용되는 값이 해시 키 값이다. 주로 들어오는 패킷의 소스 MAC(source Media Access Control, src mac), 목적지 MAC(Destination Media Access Control, dest mac) 등을 가지고 해시 키 값을 만든다. 패킷의 해시 키를 각 포트의 해시 map과 논리곱 연산하여 매칭되는 해당 멤버 포트로 내보낸다.

그러나 이러한 종래 기술은 다음과 같은 문제점이 있었다.

종래의 기술은 논리 대역폭을 늘려 사용하는데 효과적인 기술이지만, 실제 망에서 사용하려면 고려해야 할 점이 있다.

즉, 링크애그리게이션 설정은 하나의 시스템에서 설정할 수 있다. 그러나 실제 망에서 링크애그리게이션 기능이 쓰여지기 위해서는 상대 시스템도 링크애그리 게이션이 설정되어 있어야 정상적인 동작이 가능하다.

그래서 한 시스템의 포트들은 링크애그리게이션 기술을 설정하고, 이 시스템과 연결된 다른 시스템의 포트들은 링크애그리게이션 설정이 안되어 있다면, 링크애그리게이션 기술은 제대로 실행되지 않게 된다.

따라서 이 기술을 사용하기 위해서는 운영자가 반드시 양 시스템에 링크애그리게이션 설정을 해줘야 하는 제약사항이 있게 된다.

이러한 제약 사항을 해결하기 위해 나온표준이 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers, 미국전기전자통신학회) 802.3 ad LACP(링크어그리게이션 제어 프로토콜)이다. LACP(링크애그리게이션 제어 프로토콜)는 LACP 제어 메시지를 상대 시스템과 서로 주고 받으면서 두 개 이상의 포트를 하나의 논리적인 포트로 통합하여 보다 더 넓은 대역폭을 사용할 수 있도록 한다.

이 기술은 스위치 칩에서 제공되지 않고, 다만 각 벤더(bendor)들이 소프트웨어적으로 구현하도록 되어 있다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 기존 스위치 칩에서 제공하는 Layer 2 기술 즉 linkaggregation(802.3ad), vlan(802.3 1q), stp (802.3 d) 기술을 이용하여 802.3 ad LACP 기능 중 수집부와 분배부를 구현하여 수집부에서 수신 처리를 수행하고 분배부에서 송신 처리를 수행할 수 있는 통신 시스템에서의 링크애그리게이션 제어 프로토콜의 처리 장치 및 그 방법을 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일실시예에 의한 통신 시스템에서의 링크애그리게이션 제어 프로토콜의 처리 장치는,

LACP 기능 처리를 수행하는 LACP 기능부와; 상기 LACP 기능부와 연결되어 링크애그리게이션 그룹에 속한 포트로부터 전달받은 프레임을 상위단으로 전달하여 패킷 수신을 수행하는 수집부를 구비하고, 상기 LACP 기능부와 연결되어 상위에서 전달받은 프레임을 링크애그리게이션 그룹에 속한 포트로 전달하여 패킷 송신을 수행하는 분배부를 구비한 애그리게이션부를 포함하여 이루어짐을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일실시예에 의한 통신 시스템에서의 링크애그리게이션 제어 프로토콜의 처리 방법은,

LACP 기능부를 초기화하는 제 1 단계와; 상기 제 1 단계 후 LACP 기능부에 의해 양 시스템간 링크애그리게이션 설정 여건이 되었을 때 해당 물리 포트들을 하나의 애그리게이션부에 가상으로 매칭 시키는 제 2 단계와; 상기 제 2 단계 후 상기 애그리게이션부 내의 해당 멤버 포트들의 수신여부를 통제하는 제 3 단계와; 상기 제 3 단계 후 상기 애그리게이션부 내의 해당 멤버 포트들의 송신여부를 통제하는 제 4 단계를 포함하여 수행함을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.

이하, 상기와 같은 본 발명, 통신 시스템에서의 링크애그리게이션 제어 프로토콜의 처리 장치 및 그 방법의 기술적 사상에 따른 일실시예를 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 의한 통신 시스템에서의 링크애그리게이션 제어 프로토콜의 처리 장치의 블록구성도이다.

이에 도시된 바와 같이, LACP 기능 처리를 수행하는 LACP 기능부(10)와; 상기 LACP 기능부(10)와 연결되어 링크애그리게이션 그룹에 속한 포트로부터 전달받은 프레임을 상위단으로 전달하여 패킷 수신을 수행하는 수집부(collector)(21)를 구비하고, 상기 LACP 기능부(10)와 연결되어 상위에서 전달받은 프레임을 링크애그리게이션 그룹에 속한 포트로 전달하여 패킷 송신을 수행하는 분배부(distributor)(22)를 구비한 애그리게이션부(20)를 포함하여 구성된다.

도 4는 본 발명에 의한 통신 시스템에서의 링크애그리게이션 제어 프로토콜의 처리 방법을 보인 상태천이도이다.

이에 도시된 바와 같이, LACP 기능부(10)를 초기화하는 제 1 단계(ST11)와; 상기 제 1 단계 후 LACP 기능부(10)에 의해 양 시스템간 링크애그리게이션 설정 여건이 되었을 때 해당 물리 포트들을 하나의 애그리게이션부(20)에 가상으로 매칭(matching) 시키는 제 2 단계(ST12)와; 상기 제 2 단계 후 상기 애그리게이션부(20) 내의 해당 멤버 포트들의 수신여부를 통제하는 제 3 단계(ST13)와; 상기 제 3 단계 후 상기 애그리게이션부(20) 내의 해당 멤버 포트들의 송신여부를 통제하는 제 4 단계(ST14)를 포함하여 수행한다.

상기에서 제 4 단계는, LACP 기능부(10)에서 링크애그리게이션부(20)에 링크애그리게이션 설정 명령을 내려 제 2 단계에서 매칭된 물리 포트들을 통합하여 논리 포트로 설정하는 것을 포함하여 수행한다.

도 5는 도 4에서 수신 가능시의 처리 방법을 보인 흐름도이다.

이에 도시된 바와 같이, 상기 제 3 단계는, 수신 가능이면, 상기 애그리게이션부(20) 내의 수집부(21)에서 STP(Spanning Tree Protocol) 상태를 원래의 STP 상태로 돌리는 제 11 단계(ST21)(ST22)와; 상기 제 11 단계 후 LACP 및 일반 패킷을 수신 가능으로 처리하는 제 12 단계(ST23)를 포함하여 수행한다.

도 6은 도 4에서 수신 불능시의 처리 방법을 보인 흐름도이다.

이에 도시된 바와 같이, 상기 제 3 단계는, 수신 불능이면, 상기 애그리게이션부(20) 내의 수집부(21)에서 STP 상태를 블록킹(blocking)으로 만드는 제 21 단계(ST31)(ST32)와; 상기 제 21 단계 후 BPDU(Bridge Protocol Data Unit) 패킷을 제외한 일반 패킷은 수신시 모두 드롭(drop)시켜 LACP 패킷은 수신 가능으로 처리하고 일반 패킷은 수신 불능으로 처리하는 제 22 단계(ST33)를 포함하여 수행한다.

도 7은 도 5 및 도 6이 적용되는 예를 보인 개념도이고, 도 8은 도 5 및 도 6에서 수신 가능과 수신 불능시의 stp 상태를 보인 테이블이다.

도 9는 도 4에서 송신 가능시의 처리 방법을 보인 흐름도이다.

이에 도시된 바와 같이, 상기 제 4 단계는, 송신 가능이면, 상기 애그리게이션부(20) 내의 분배부(22)에서 해당 포트의 VLAN 브로드캐스트 테이블 멤버 비트(vlan broadcast table member bit)를 "1"로 만드는 제 31 단계(ST41)(ST42)와; 상기 제 31 단계 후 해당 포트를 링크애그리게이션으로 설정하는 제 32 단계(ST43)를 포함하여 수행한다.

도 10은 도 4에서 송신 불능시의 처리 방법을 보인 흐름도이다.

이에 도시된 바와 같이, 상기 제 4 단계는, 송신 불능이면, 상기 애그리게이션부(20) 내의 분배부(22)에서 기존 링크애그리게이션 멤버에서 탈퇴해 독립 포트로 존재하는 제 41 단계(ST51)(ST52)와; 상기 제 41 단계 후 해당 VLAN 브로드캐스트 테이블(vlan broadcast table)에서 포트를 클리어(clear) 시키는 제 42 단계(ST53)를 포함하여 수행한다.

그리고 도 11은 도 9 및 도 10이 적용되는 예를 보인 개념도이다.

또한 도 12는 도 9에서 송신 가능시의 vlan broadcast에서 포트 1 ~ 3이 vlan 1로 설정된 예를 보인 테이블이며, 도 13은 도 9에서 포트 1 ~ 3이 모두 애그리게이션부 1의 멤버로 묶였다고 할 경우를 보인 vlan broadcast의 테이블이고, 도 14는 도 9에서 포트 1 ~ 3이 송신 불능 상태여서 bitmask 0으로 설정한 예를 보인 vlan broadcast의 테이블이며, 도 15는 도 9에서 포트 1과 포트 3이 하나의 논리적인 포트여서 포트 3을 bitmask 0으로 설정한 예를 보인 vlan broadcast의 테이블이고, 도 16은 도 9에서 포트 2가 분배 가능 상태여서 bitmask 1로 설정한 예를 보인 vlan broadcast의 테이블이며, 도 17은 도 9에서 포트 1 ~ 3은 하나의 논리적인 포트여서 포트 2와 포트 3을 bitmask 0으로 설정한 예를 보인 vlan broadcast의 테이블이다.

또한 도 18은 도 10에서 포트 2가 독립포트가 되어 포트 2의 bitmask 1로 설정한 예를 보인 vlan broadcast의 테이블이며, 도 19는 도 10에서 포트 2가 분배 불능 상태여서 bitmask 0으로 설정한 예를 보인 vlan broadcast의 테이블이다.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 통신 시스템에서의 링크애그리게이션 제어 프로토콜의 처리 장치 및 그 방법의 동작을 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저 본 발명은 기존 스위치 칩에서 제공하는 Layer 2 기술 즉 linkaggregation(802.3ad), vlan(802.3 1q), stp (802.3 d) 기술을 이용하여 802.3 ad LACP 기능 중 수집부와 분배부를 구현하여 수집부에서 수신 처리를 수행하고 분배부에서 송신 처리를 수행하고자 한 것이다.

링크애그리게이션 설정은 하나의 시스템에서 설정할 수 있다. 그러나 실제 망에서 링크애그리게이션 기능이 쓰여지기 위해서는 상대 시스템도 링크애그리게이션이 설정되어 있어야 정상적인 동작이 가능하다.

이러한 종래의 단점을 보완하기 위해 802.3 ad LACP 기술이 쓰이게 되었다.

그래서 본 발명에서는 LACP 라는 제어 메시지를 상대 시스템과 메시지를 주고받으며 설정 조건이 되면 자동으로 링크애그리게이션을 설정해 주도록 한다.

그리고 LACP는 링크애그리게이션 제어 프로토콜이다.

또한 수집부(21)는 링크애그리게이션 그룹에 속한 포트로부터 전달받은 프레임을 상위단으로 전달하는 역할을 한다. 즉, 패킷 수신부이다.

또한 분배부(22)는 상위에서 전달받은 프레임을 링크애그리게이션 그룹에 속한 포트로 전달하는 역할을 한다. 즉, 패킷 송신부이다.

그래서 애그리게이션부(20)는 하나의 링크애그리게이션 그룹을 대표하는 그룹 식별을 수행한다. 이 애그리게이션부(20)에 속한 물리 포트들은 동일한 키 값을 가진다.

또한 Actor 시스템이란 LACP 연동시 자기 시스템을 말하고, Partner 시스템은 LACP 연동시 상대 시스템을 말한다.

또한 VLAN 브로드캐스트 테이블(Vlan broadcast table)은 한 vlan 영역 안에서 브로드캐스팅(broadcasting)을 위한 해당 포트를 정의하는 테이블이다.

또한 블록킹(Blocking) 상태란 스패닝 트리 프로토콜(Spanning Tree Protocol, STP)의 상태 중의 하나로서, 이 상태에서는 프레임 중계나 BPDU 전송을 하지 않으며 오직 BPDU 수신만 한다. 그래서 이는 해당 포트가 프레임 중계 참여를 위해 대기하도록 한다.

또한 멤버 포트는 하나의 링크애그리게이션을 이루는 구성 포트를 말한다.

그래서 IEEE 802.3ad 표준에 따른 LACP(링크애그리게이션 제어 프로토콜)는 LACP 제어 메시지를 상대 시스템과 서로 주고 받으면서 두 개 이상의 포트를 하나의 논리 포트로 통합하여 보다 더 넓은 대역폭을 사용할 수 있도록 하는 기능이다.

이 기능을 구현하기 위해서는 여러 가지 세부 기능들이 유기적으로 동작하여야 한다.

이는 크게 LACP 기능부(10)와 애그리게이션부(20)로 나뉘어 진다.

LACP 기능부(10)는 LACP 메시지를 이용하여 쌍방 시스템간에 링크애그리게이션 기능의 지원 여부, 상태 정보를 교환하고, 이에 따른 링크애그리게이션 그룹을 설정하는 부분이다.

애그리게이션부(20)는 LACP 기능부(10)에서 설정한 각각의 링크애그리게이션 그룹이 실제 기능을 하는 부분으로서, 패킷을 수신하는 수집부(21)와 패킷을 송신하는 분배부(22)로 구성되어 있고, 동일 애그리게이션부(20)에 속한 물리 포트들은 동일한 키 값을 가진다.

여기서 수집부(21)의 수집 기능은 입력 패킷에 대해 수신할 것인지의 여부를 결정하고 실행하는 역할을 말하며, 분배부(22)의 분배 기능은 출력 패킷에 대해 송신할 것인지의 여부를 결정하고 실행하는 역할을 말한다. 참고로 IEEE 802.3 ad LACP 는 이 기능에 대한 정의만 있을 뿐 실제로 구현하는 것은 각 벤더(vendor, 제조사)의 몫으로 남겨 놓았다.

따라서 본 발명은 이 수집 기능과 분배 기능을 실제 어떻게 구현할 것인지에 대해 구체적으로 기술하고, 그 결과가 표준 스펙(Specification, Spec)에 부합하도록 한 것이다.

이러한 LACP 기술을 실제 어떻게 구현할 것인가에 대해 설명하면 다음과 같다.

LACP 기술구현에는 크게 LACP 기능부(10)와 링크애그리게이션부(20)를 두어 구현한다(도 3 참조).

그래서 도 3에서 참조번호 11은 각 포트로 LACP 패킷이 상대 시스템과 포트 별 일대일로 송수신 되는 과정을 나타낸다.

또한 도 3에서 참조번호 12는 LACP 패킷을 통해 상대 시스템과 자기 시스템의 상태를 파악한 LACP 기능부(10)에서 실제 링크애그리게이션 설정에 관여하는 과정을 나타낸다.

또한 도 3에서 참조번호 23은 링크애그리게이션 설정 결과 여러 물리 포트들이 하나의 애그리게이션부(20)에 묶여 논리 포트를 생성하게 되는 과정을 나타낸다.

그리고 LACP 기능부(10)는 상대 시스템과 LACP 패킷을 주고 받으면서 두 시스템간 링크애그리게이션 설정이 가능한지를 판단하여, 가능할 경우 링크애그리게이션부(20)에 설정명령을 내린다.

여기서 두 시스템간 링크애그리게이션 설정 가능 판단 여부(자세한 설명은 802.3 ad 표준에 있으므로 생략한다)는 LACP 패킷내의 관련 파라미터들을 참조하여 결정한다.

도 4는 이와 관련해 LACP 상태 머시인(state machine)을 설명한 것이다.

각 단계별 LACP 기능부(10)와 링크애그리게이션부(20)와의 관계는 다음과 같다.

- ST11(초기화) : 이 단계는 LACP 기능부(10)가 초기화되는 단계이다.

- ST12(매칭) : 이 단계는 LACP 기능부(10)가 양 시스템간 링크애그리게이션 설정 여건이 되었을 때 해당 물리 포트들을 하나의 애그리게이션부(20)에 가상으로 매칭(matching) 시키는 단계이다.

- ST13(수집(수신)) : 이 단계는 LACP 기능부(10)가 전 단계에 생성된 애그리게이션부(20)의 수집부(21)를 온/오프(on/off) 하는 단계로서, 애그리게이션부(20) 내의 해당 멤버 포트들의 수신여부를 통제한다.

- ST14(분배(송신)) : 이 단계는 LACP 모듈이 전 단계에 생성된 애그리게이션부(20)의 분배부(22)를 온/오프 하는 단계로서, 애그리게이션부(20) 내의 해당 멤버 포트들의 송신여부를 통제한다. 또한 이 단계에서 LACP 기능부(10)는 링크애그리게이션부(20)에 링크애그리게이션 설정 명령을 내려 ST12(매칭)에서 하나의 애그리게이션부(20)에 매칭된 물리 포트들을 통합하여 실제 논리 포트로 만든다.

본 발명에서 중점적으로 다룰 부분은 ST13의 수집(수신) 단계와 ST14의 분배(송신) 단계로서 LACP 기능부(10)의 명령을 애그리게이션부(20)의 수집부(21)와 분배부(22)가 어떻게 처리할 것인가를 이하에서 상세히 설명한다.

다음은 이와 관련한 수집부(21)와 분배부(22)의 동작 내용이다.

먼저 본 발명은 근본적으로 해당 애그리게이션부(20)의 수신단인 수집부(21)와 송신단인 분배부(22)를 LACP 패킷과 일반 데이터 패킷을 분리하여 처리할 수 있도록 어떻게 설계할 것인가를 다루었다. 즉, 하나의 애그리게이션부(20)로 묶인 물리적인 포트를 통해서 LACP 패킷은 상태정보이기 때문에 항상 상대 시스템과 주고 받아야 하지만, 일반 데이터 패킷은 LACP 상태 머시인의 상태에 따라 해당 포트에서 송수신이 가능할 수도 불가능 할 수도 있도록 되어야 한다는 의미다.

이와 관련하여 본 발명의 전제 조건을 다음과 같이 선언한다.

가) 수집부(21)의 기본 단위는 한 애그리게이션부(20)에 속한 물리 포트로 한다.

나) 수집부(21)의 수신 가능(Collector Enable)시에는 모든 패킷(LACP, 일반 데이터, 기타) 수신이 정상 동작한다.

다) 수집부(21)의 수신 불능(Collector Disable)시에는 LACP 패킷만 수신한다.

라) 분배부(22)의 기본 단위는 한 애그리게이션부(20)에 속한 물리 포트로 한다.

마) 분배부(22)의 송신 가능시에는 모든 패킷(LACP, 일반 데이터, 기타) 송신이 정상 동작한다.

바) 분배부(22)의 송신 불능시에는 LACP 패킷만 송신한다.

사) 멤버 포트의 링크애그리게이션 최종 설정은 분배부(22)의 송신 가능(Distributor Enable) 단계에서 한다.

아) 멤버 포트의 링크애그리게이션 최종 해지는 분배부(22)의 송신 불능(Distributor Disable) 단계에서 한다.

자) LACP 패킷은 BPDU 패킷과 동급으로 취급해 처리한다.

그리고 사), 아)와 관련하여 부가설명을 하자면, 앞서 LACP 기능부(10)의 언급시 LACP 패킷을 이용하여 쌍방 시스템간에 링크애그리게이션 기능의 지원 여부와 상태 정보를 교환하고, 이에 따른 링크애그리게이션 그룹을 시스템에 설정하는 부분이라고 언급하였다. 여기서 링크애그리게이션 그룹을 설정하는 단계는 동일한 키 를 가지고 하나의 애그리게이션부(20)의 멤버가 된 여러 물리 포트들이 실제로 하 나의 논리 포트로 합쳐지는 과정으로, 그 시점은 LACP 상태 단계 중 송신 가능 단계(링크애그리게이션 해제는 송신 불능)임을 말한다.

또한 자)와 관련하여서는 드라이버 단에서의 LACP 패킷 처리를 언급한 것이다.

본 발명에서는 드라이버 단에서 LACP 패킷을 STP의 BPDU 처럼 처리한다. 즉, 일반 패킷과 구분되는 제어 메시지이며, STP의 상태에 영향을 받는다.

LACP 패킷은 목적지 MAC 어드레스(Destination MAC address)가 "01-80-C2-00-00-02"이고 STP 패킷은 목적지 MAC 어드레스가 "01-80-C2-00-00-00"으로 모두 슬로우 프로토콜(Slow protocol)의 일종이다. 드라이버단은 패킷의 목적지 MAC 어드레스를 파싱(parsing)해보고 LACP 패킷을 구별할 수 있으며, 드라이버가 해당 포트로부터 LACP 패킷을 수신하면, BPDU와 같이 처리하고(즉, 중요 제어 패킷으로 입출력시 일반 데이터 패킷이 받는 필터링 룰(filtering rule)을 받지 않는다), 최종으로 LACP 데몬(daemon)에 송신한다.

반대로 드라이버 단이 LACP 데몬으로부터 LACP 패킷을 수신하면 STP의 BPDU 처럼 처리하여 해당 포트로 내보낸다.

실제 BPDU는 LACP 데몬 대신 STP 데몬과 드라이버 간에 송수신하는 차이가 있을 뿐이다.

본 발명의 구현은 다음과 같다. 여기서 모든 단계의 기본 단위는 하나의 물리 포트이다.

1) 수집부(21)의 수신 가능 기능 (도 5 참조)

이는 기존 STP 상태로 복원한다.

2) 수집부(21)의 수신 불능 기능 (도 6 참조)

이는 STP 블록킹 상태 설정 방법으로 구현한다.

3) 분배부(22)의 송신 가능 기능 (도 9 참조)

3-1) vlan broadcast table 에서 해당 포트의 bit 를 1 로 만든다.

3-2) 그리고 새로운 링크애그리게이션의 멤버가 된다.

4) 분배부(22)의 송신 불능 기능 (도 10 참조)

4-1) 기존 링크애그리게이션 멤버에서 탈퇴하여 독립 포트가 된다.

4-2) 그리고 vlan broadcast table 에서 해당 포트의 bit 를 0 으로 만든다.

구현방법 1)과 2)를 통해 수집부(21)의 기능을 구현하고, 3)과 4)를 통해 분배부(22)의 기능을 구현한다.

그래서 수집부(21)는 STP 상태를 이용해 기능 구현을 한다. 즉, 수집부(21)에서의 수신 가능 시는 STP 포워딩(forwording)을 만들어 일반 패킷 수신을 가능하게 하고, 수집부(21)에서의 수신 불능은 STP 블록킹(Blocking)을 만들어 일반 패킷 드롭을 한다. 또한 LACP 패킷은 BPDU 패킷처럼 처리하므로 위 두 상태 모두에서 수신 가능하다.

분배부(22)는 vlan 멤버의 유무를 가지고 기능 구현을 한다. 즉, 분배부(22)에서의 송신 기능은 vlan broadcast table 에서 해당 포트의 bit를 "1"로 설정함으로서 패킷 송신을 가능하게 하고, 송신 불능 시는 vlan broadcast table 에서 해당 포트의 bit를 "0"으로 설정해 vlan 멤버에서 뺌으로써 일반 패킷이 해당 포트로 송 신할 수 없게 만든다. 여기서도 역시 LACP 패킷은 BPDU 처럼 VLAN 멤버 포트의 유무에 상관없이 송신 가능하다.

이러한 본 발명의 동작을 첨부한 도면에 의거하여 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.

첫 번째, 수집부(21)에서 STP 상태를 이용하는 방법을 설명한다. 이는 도 7 및 도 8을 참조한다.

상기한 바와 같이, LACP 패킷은 BPDU 패킷으로 분류했으므로 STP 블록킹 상태에서도 수신이 가능하다.

이제 수신 불능 상태 일 때는 STP 상태를 블록킹으로 만든다(단, 실제 STP 상태는 데이터베이스에 저장하고 있다가 수신이 가능하게 될 때 원상 회복시킨다.)

그리고 STP 블록킹 상태는 BPDU 패킷을 제외한 일반 패킷은 수신시 모두 드롭 되므로 LACP 패킷은 수신 가능하나 일반 패킷은 수신 불가능해 진다. 반면 수신 가능 상태가 되면 STP 상태를 원래의 STP 상태로 돌려 결국 STP 상태가 포워딩 되면 LACP 및 일반 패킷이 모두 수신 가능하도록 만드는 것이다.

두 번째, 분배부(22)는 vlan broadcast table 을 사용하여 구현한다. 이는 도 11 내지 도 19를 참조한다.

먼저 링크애그리게이션과 vlan과의 관계에 대해 설명하면, 하나의 링크애그리게이션으로 설정되기 전에는 각 멤버 포트들은 각각 하나의 vlan의 멤버들이다. 이 상태에서 각 포트들이 하나의 링크애그리게이션으로 묶이면 하나의 논리 포트가 되었으므로 이 논리 포트는 하나의 새로운 vlan 멤버가 되어야 한다. 이 결과는 VLAN 브로드캐스트 테이블(vlan broadcast table)이라고 하는 곳에 저장이 된다.

이와 관련한 설명이 도 11에 나타나 있다.

먼저 분배부(22)에서 송신 가능(Distribution Enable)이 된 경우이다.

이때는 해당 포트의 vlan broadcast table 멤버 bit 를 "1"로 만든다.

그리고 해당 포트를 링크애그리게이션으로 설정한다.

이에 대한 구체적인 예를 들어 설명하면 다음과 같다.

포트 2가 분배부(22)에서 송신 가능하게 될 경우를 살펴보자.

편의를 위해 포트 1 ~ 3 은 vlan 1로 설정되어 있다고 가정하자(도 12 참조)

또한 포트 1 ~ 3 이 분배부(22)에서 송신 가능하게 될 때는 모두 애그리게이션부(20) #1 의 멤버가 된다고 하자(도 13 참조).

여기서 도 13은 포트 1 ~ 3 이 모두 애그리게이션부(20) #1의 멤버로 묶였다고 할 경우의 vlan broadcast table을 보인 것이다.

그러나 처음에 포트 1 ~ 3 은 분배부(22)에서의 송신 불능 상태에서 각각 독립 포트로 존재하다가(도 14 참조), 포트 1과 포트 3 이 각각 송신 가능하게 되어 애그리게이션부(20) #1 의 멤버(하나의 링크애그리게이션으로 묶였음을 의미)로 설정되었다고 하자(도 15 참조).

여기서 도 14는 포트 1 ~ 3이 분배부(22)에서 송신 불능 상태이므로 bitmask 0으로 설정한 것을 보인 vlan broadcast table 이고, 도 15는 포트 1과 포트 3이 하나의 논리 포트(정확히는 포트 1)이므로 포트 3은 bitmask 0 으로 설정한 것을 보인 vlan broadcast table 이다.

이제 포트 2가 송신 가능하게 된다고 하자.

우선 포트 2를 vlan 1 broadcast table 에 설정한다(도 16 참조).

여기서 도 16은 포트 2가 분배부(22)에서 송신 가능 상태이므로 bitmask 1 로 설정한 것을 보인 vlan broadcast table 이다.

다음 포트 2를 애그리게이션부(20) #1 의 멤버에 포함시킨다(도 17 참조).

여기서 도 17에서 포트 1과 포트 2와 포트 3은 하나의 논리 포트(정확히는 포트 1)이므로 포트 2와 포트 3은 bitmask 0 인 것을 보인 vlan broadcast table 이다.

이제 포트 2는 포트 1 및 포트 3 과 함께 하나의 논리 포트가 되었으며, 해시 맵 분배(링크애그리게이션된 멤버 포트에 부여되는 16bit 마스크(mask)로 입력 패킷과 멤버 포트를 1:1 로 매칭해준다)에 의해 포트 2로 오는 일반 패킷을 송신할 수 있게 된다.

그리고 LACP 패킷은 BPDU 처럼 vlan broadcast table 에 상관없이 포트 2 로 송신이 가능하다.

또한 분배부(22)에서 송신 불능(Distribution Disable)이 된 경우를 설명하면 다음과 같다.

우선 기존 링크애그리게이션 멤버에서 탈퇴해 독립포트가 된다.

다음 해당 vlan broadcast table 에서 포트를 클리어 시킨다.

이에 대한 구체적인 예를 들어 설명하면 다음과 같다.

분배부(22)에서 송신 가능하게 된 포트 2가 분배부(22)에서 송신 불능이 되 는 경우를 들어보자.

우선 현재 속한 링크애그리게이션부(애그리게이션부 #1)에서 탈퇴해 독립포트로 만든다(도 18 참조).

여기서 도 18은 포트 2가 독립 포트로 되어 포트 2 의 bitmask 1 로 설정한 것을 보인 vlan broadcast table 이다.

다음 분배부(22)에서 송신 불능 기능을 위해 포트 2를 vlan broadcast table 에서 클리어 시킨다(도 19 참조)

여기서 도 19는 포트 2가 분배부(22)에서 송신 불능 상태이므로 bitmask 0 로 설정한 것을 보인 vlan broadcast table 이다.

이제 포트 1과 포트 3으로는 일반 패킷이 송신 가능하나, 포트 2로는 송신이 불가능하게 된다.

그리고 LACP 패킷은 여전히 vlan broadcast table 에 관계없이 포트 2로 송신이 가능하다.

이처럼 본 발명은 802.3 ad LACP 기능 중 수집부와 분배부를 구현하여 수집부에서 수신 처리를 수행하고 분배부에서 송신 처리를 수행하게 되는 것이다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 통신 시스템에서의 링크애그리게이션 제어 프로토콜의 처리 장치 및 그 방법은 802.3 ad LACP 기능 중 수집부와 분배부를 구현하여 수집부에서 수신 처리를 수행하고 분배부에서 송신 처리를 수행할 수 있는 효과가 있게 된다.

따라서 본 발명은 802.3 ad 정의대로 LACP 수집부와 분배부를 실제 구현한 것으로서, 두 시스템 이상의 LACP 패킷 상태 정보에 근거해 각 시스템은 상태 변화에 따라 수집부와 분배부로부터 일반 패킷에 대한 송수신을 조절하고 LACP 패킷에 대한 분리 송수신을 처리하여 LACP 기술의 완성도를 높일 수 있게 된다.

이에 따라 그 동안 기존 링크애그리게이션에서 가지고 있었던 쌍방 시스템간의 수동 동시설정 문제를 LACP 기술을 통해 해결함으로써 시스템 운용상의 불편함을 해소하고 보다 완성도 높은 성능을 구현할 수 있는 효과가 있게 된다.

Claims

LACP 기능 처리를 수행하는 LACP 기능부와;

상기 LACP 기능부와 연결되어 링크애그리게이션 그룹에 속한 포트로부터 전달받은 프레임을 상위단으로 전달하여 패킷 수신을 수행하는 수집부를 구비하고, 상기 LACP 기능부와 연결되어 상위에서 전달받은 프레임을 링크애그리게이션 그룹에 속한 포트로 전달하여 패킷 송신을 수행하는 분배부를 구비한 애그리게이션부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 통신 시스템에서의 링크애그리게이션 제어 프로토콜의 처리 장치.
LACP 기능부를 초기화하는 제 1 단계와;

상기 제 1 단계 후 LACP 기능부에 의해 양 시스템간 링크애그리게이션 설정 여건이 되었을 때 해당 물리 포트들을 하나의 애그리게이션부에 가상으로 매칭 시키는 제 2 단계와;

상기 제 2 단계 후 상기 애그리게이션부 내의 해당 멤버 포트들의 수신여부를 통제하는 제 3 단계와;

상기 제 3 단계 후 상기 애그리게이션부 내의 해당 멤버 포트들의 송신여부를 통제하는 제 4 단계를 포함하여 수행하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템에서의 링크애그리게이션 제어 프로토콜의 처리 방법.
제 2 항에 있어서, 상기 제 4 단계는,

LACP 기능부에서 링크애그리게이션부에 링크애그리게이션 설정 명령을 내려 제 2 단계에서 매칭된 물리 포트들을 통합하여 논리 포트로 설정하는 것을 포함하여 수행하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템에서의 링크애그리게이션 제어 프로토콜의 처리 방법.
제 2 항에 있어서, 상기 제 3 단계는,

수신 가능이면, 상기 애그리게이션부 내의 수집부에서 STP 상태를 원래의 STP 상태로 돌리는 제 11 단계와;

상기 제 11 단계 후 LACP 및 일반 패킷을 수신 가능으로 처리하는 제 12 단계를 포함하여 수행하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템에서의 링크애그리게이션 제어 프로토콜의 처리 방법.
제 2 항에 있어서, 상기 제 3 단계는,

수신 불능이면, 상기 애그리게이션부 내의 수집부에서 STP 상태를 블록킹으로 만드는 제 21 단계와;

상기 제 21 단계 후 BPDU 패킷을 제외한 일반 패킷은 수신시 모두 드롭시켜 LACP 패킷은 수신 가능으로 처리하고 일반 패킷은 수신 불능으로 처리하는 제 22 단계를 포함하여 수행하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템에서의 링크애그리게이션 제어 프로토콜의 처리 방법.
제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 4 단계는,

송신 가능이면, 상기 애그리게이션부 내의 분배부에서 해당 포트의 VLAN 브로드캐스트 테이블 멤버 비트를 "1"로 만드는 제 31 단계와;

상기 제 31 단계 후 해당 포트를 링크애그리게이션으로 설정하는 제 32 단계를 포함하여 수행하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템에서의 링크애그리게이션 제어 프로토콜의 처리 방법.
제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 4 단계는,

송신 불능이면, 상기 애그리게이션부 내의 분배부에서 기존 링크애그리게이션 멤버에서 탈퇴해 독립 포트로 존재하는 제 41 단계와;

상기 제 41 단계 후 해당 VLAN 브로드캐스트 테이블에서 포트를 클리어 시키는 제 42 단계를 포함하여 수행하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템에서의 링크애그리게이션 제어 프로토콜의 처리 방법.