KR0171015B1 - Fault Tolerant Traffic Distributed Control Node Device for High Performance IPC Networks - Google Patents
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Abstract
본 발명은 고성능 IPC 네트워크에서 프레임 송신지와 수신지 사이의 통신 경로를 제공하는 고장감내형 트래픽 분산제어 노드 장치에 관한 것으로서, 그 특징은 고성능 IPC 네트워크의 고장감내형 트래픽 분산 제어 노드 장치에 있어서, 링크 스위치 제어기를 통하여 동일 네트워크로 향하는 다중 U-링크별 트래픽을 분산시키는 트래픽 분산 제어 노드 장치와, 동일 목적지 네트워크를 향하는 U-링크들을 그룹화하는 입력 스위칭 매트릭스 장치와, 각 동일 그룹 내의 링크 중에서 출력링크를 결정하는 라운드 로빈 링크 중재 장치와, 그룹별 U-링크들을 입력 순으로 재구성하는 출력 스위칭 매트릭스 장치와, U-링크 그룹 정보를 관리하는 링크 그룹 관리 장치 및 동일 목적지 네트워크를 향하는 U-링크들의 그룹화를 제어하고 그룹 내의 링크 경로를 중재하는 링크 스위칭 제어 장치를 포함하는 데에 있으므로, 본 발명은 현재 CDMA 시스템 네트워크에 구성되어 있는 실시간 데이터 서비스를 고려한 동일 네트워크 간의 다중 링크 시스템 형상에서 프레임의 목적지 어드레스 영역으로부터 링크 구분을 위한 비트 영역이 없어지므로 결과적으로 네트워크의 노드 수용 능력이 증대되며, 프레임의 목적지 어드레스와 무관하게 다중 링크 사이의 균일한 트래픽 분산이 가능하여 전체적인 데이터 전송률을 최대화시킬 수 있으며, 특정 링크의 장애 발생시 하드웨어 회로만으로 해당 링크를 격리시키고 정상적인 타 링크로 트래픽을 분산시킴으로써 고장감내 기능이 구현될 수 있다는 데에 그 효과가 있다.The present invention relates to a fault tolerant traffic distributed control node device for providing a communication path between a frame source and a destination in a high performance IPC network. A traffic distribution control node device for distributing traffic for multiple U-links to the same network through a link switch controller, an input switching matrix device for grouping U-links for the same destination network, and an output link among links in each same group A round robin link arbitration apparatus for determining a network, an output switching matrix apparatus for reconfiguring U-links for each group in an input order, a link group management apparatus for managing U-link group information, and a grouping of U-links for the same destination network To control and arbitrate link paths within a group Since the present invention includes a switch switching control device, the present invention eliminates a bit area for link division from a destination address area of a frame in a multi-link system configuration between the same networks considering a real-time data service configured in a CDMA system network. As a result, the node capacity of the network is increased, and even traffic distribution between multiple links is possible regardless of the destination address of the frame, maximizing the overall data rate, and in case of a specific link failure, the hardware circuit alone isolates the link. The fault-tolerant function can be implemented by distributing traffic over other normal links.
Description
제1도는 본 발명이 적용되는 CDMA 시스템의 제어국 및 기지국 네트워크 구조도.1 is a structural diagram of a control station and a base station network of a CDMA system to which the present invention is applied.
제2도는 본 발명에 따른 고장감내형 트래픽 분산제어 노드장치 구조도.2 is a structural diagram of a fault tolerant traffic distribution control node device according to the present invention;
제3도는 본 발명에 따른 링크 스위칭 제어기의 세부 구조도.3 is a detailed structural diagram of a link switching controller according to the present invention.
제4도는 본 발명에 따른 링크 스위칭 제어기 동작 실시예를 나타낸 도면.4 illustrates an embodiment of a link switching controller operation in accordance with the present invention.
본 발명은 고성능 IPC 네트워크의 고장감내형 트래픽 분산제어 노드 장치에 관한 것으로서, 특히 고성능 IPC 네트워크에서 프레임 송신지와 수신지 사이의 통신 경로를 제공하는 고장감내형 트래픽 분산제어 노드 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a fault tolerant traffic distributed control node device of a high performance IPC network, and more particularly to a fault tolerant traffic distributed control node device for providing a communication path between a frame source and a destination in a high performance IPC network.
다시 말해서, 본 발명은 종래에 코드분할 다중접속(Code Division Multiple Access, 이하 CDMA라 칭함) 이동통신 시스템 네트워크 구조(특허출원 제 141348 호의 제1도 참조)에 고성능 프로세서간 통신망의 노드모듈(특허출원 제 138872호의 제2도 참조)이 적용됨으로서 나타날 수 있는 동일 네트워크간 다중링크상의 트래픽 불균형 현상과 어느 한 링크에 장애가 발생할 경우 다른 잉여링크가 존재함에도 불구하고 하드웨어적인 셀프루팅방식으로 인하여 패킷이 루팅되지 못하는 상태를 해결할 수 있는 노드 장치에 관한 것이다.In other words, the present invention relates to a node module of a high performance interprocessor communication network in a code division multiple access (CDMA) mobile communication system network structure (see also FIG. 1 of patent application No. 141348). Although the traffic imbalance on multiple links between the same networks may occur due to the application of No. 138872), and if one link fails, the packet is not routed due to hardware self-routing despite the presence of another redundant link. The present invention relates to a node device capable of resolving a failing state.
종래의 노드 구조는 본 발명의 링크 스위칭 제어부 없이 단순히 프레임 어드레스 검사기로 부터 출력되는 프레임 수신 허용 신호를 노드 버퍼 제어부로 송신하는 구조를 가졌다. 그래서, 동일 목적지를 향하는 프레임에 대한 다중 링크 별 트래픽 부하 분산이 단지 프레임의 어드레스 영역에 할당된 해당 링크 어드레스로 구분되어 수행되었다. 따라서, 운용중 링크의 장애가 발생하면 해당 링크의 어드레스를 가지는 프레임 전송이 중단되는 문제점이 발생하였다.The conventional node structure has a structure of simply transmitting a frame reception permission signal output from the frame address checker to the node buffer control unit without the link switching control unit of the present invention. Thus, traffic load balancing for multiple links for a frame destined for the same destination is performed by dividing only the corresponding link address assigned to the address area of the frame. Therefore, when a link failure occurs during operation, a problem occurs that the frame transmission with the address of the link is stopped.
종래의 노드 모듈은 하나의 모드모듈내에 다수개의 노드를 나타내는 노드버퍼 제어기를 가지고 있으며, 노드버퍼 제어기는 각각의 링크 정합부 및 U-링크를 통하여 다른 네트워크와 연결된다. 그리고 두개의 상이한 네트워크 연결은 각 네트워크로 부터 하나의 노드 쌍을 링크로 연결함으로서 구성된다. 그러나 상호 네트워크간 송수신 트래픽이 단일 링크 전송률을 초과할 경우 다중링크 구성이 필요하고 따라서 동일한 상호 네트워크 연결을 위해 다수의 노드 쌍이 할당되게 된다. 이 경우 노드 쌍의 갯수는 상호 네트워크간의 최대 송수신 트래픽을 수용할 수 있는 링크 갯수와 같다.The conventional node module has a node buffer controller representing a plurality of nodes in one mode module, and the node buffer controller is connected to other networks through respective link matching units and U-links. And two different network connections are configured by linking one node pair from each network. However, if the transceiving traffic between the inter-networks exceeds the single link rate, a multi-link configuration is required, and thus multiple node pairs are allocated for the same inter-network connection. In this case, the number of node pairs is equal to the number of links that can accommodate the maximum transceiving traffic between networks.
이와 같은 네트워크 구성에 있어 출력버퍼형 노드모듈에서 하드웨어적인 셀프루팅이 수행되기 위해서는 두가지 방법이 있을 수 있다.In such a network configuration, there can be two methods to perform hardware self-routing in the output buffered node module.
첫째는, 각 노드 쌍을 구성하는 각 노드에 유일한 어드레스를 할당하고 패킷 헤더에 이 어드레스를 지정하게 함으로서 비록 동일한 네트워크를 연결하는 노드가 다수개일지라도 하나의 노드에서만 해당 패킷의 수신을 허용하고 따라서 목적지 네트워크로의 패킷 다중 복제가 발생되지 않는다. 그러나 이 같은 방식은 패킷 헤더를 구성하는 목적지 어드레스 필드의 추가적인 확장이 필수적으로 선행되어야 한다. 그 이유는 하드웨어 셀프루팅 방식하에서 네트워크 계위에 따라 각 네트워크의 노드에서 참조하는 어드레스 필드가 상이하여야 하며, 상기의 경우 동일한 상호 네트워크를 연결하는 노드 쌍을 구분해 줄 수 있는 어드레스 비트 필드(특허등록 제 141347호 참조)가 필요하기 때문이다(필요 비트 수 =log2노드 쌍의 수).First, by assigning a unique address to each node constituting each node pair and specifying this address in the packet header, even if there are multiple nodes connecting the same network, only one node is allowed to receive the packet and thus the destination. Packet multiplication to the network does not occur. However, this method must be preceded by further expansion of the destination address field constituting the packet header. The reason is that in hardware self-routing method, the address fields referred to by nodes of each network should be different according to the network hierarchy. In this case, the address bit field can distinguish the pair of nodes connecting the same mutual network. This is because the number of bits required = the number of log 2 node pairs.
또한 이 방식은 시스템 네트워크의 효율 즉 전송률을 최대로 하기 위해서 다중 링크를 통해 패킷을 송신하고자 하는 모든 단말기가 사용하고자 하는 다중 링크 그룹의 노드 쌍에 대한 트래픽 상태를 사전에 알고 있어야 한다. 그 이유는 단말기에서 패킷을 생성할 시점에 이미 목적지 어드레스를 할당하여야 하며, 이때 사용하고자 하는 노드 쌍의 노드 어드레스도 할당하게 되고 이 경우 시스템 네트워크상의 각 노드는 상호 독립적으로 어드레스를 생성하게 되므로 동일 링크 그룹을 형성하는 타 노드 쌍에서 트래픽이 없을 경우에도 어드레스를 기 할당한 노드 쌍에서 패킷 버퍼 초과등 폭주를 유발할 수 있기 때문이다. 둘째는, 각 노드 쌍을 구성하는 노드에 별도의 추가적인 어드레스를 할당하지 않고 노드모듈내의 노드 쌍을 관리하게 하는 방법으로서 본 발명에서 기술한 노드장치를 적용하는 것이다.In addition, in order to maximize the efficiency of the system network, that is, the transmission rate, this method needs to know in advance the traffic conditions of the node pairs of the multi-link group to be used by all terminals which wish to transmit packets through the multi-link. The reason is that the destination address should already be assigned at the time of generating the packet in the terminal. In this case, the node address of the node pair to be used is also allocated. In this case, each node on the system network generates the address independently of each other. This is because even if there is no traffic in other node pairs forming a group, congestion such as packet buffer overflow may occur in the node pair that has been previously assigned an address. Second, the node apparatus described in the present invention is applied as a method of managing a node pair in a node module without assigning a separate additional address to a node constituting each node pair.
노드 장치의 기능적 특징은 다음과 같다.Functional features of the node device are as follows.
첫째, 다중 링크 그룹을 구성하는 각 노드 쌍의 각 노드에 추가적인 유일한 어드레스 할당을 필요로 하지 않는다. 즉 다중 링크 그룹을 형성하는 각 노드는 동일한 어드레스를 가지며 따라서 단말기에서 패킷을 생성할 시에, 해당 패킷을 전송할 링크의 노드 쌍을 별도로 지정할 필요가 없다. 둘째, 링크 장애 발생시 동일 링크 그룹의 타 링크로 패킷이 루팅되므로 고장감내 기능을 가진다.First, no additional unique address assignment is required for each node in each node pair that constitutes a multilink group. That is, each node forming the multilink group has the same address, and thus, when generating a packet in the terminal, it is not necessary to separately specify a node pair of a link to transmit the packet. Second, when a link failure occurs, the packet is routed to another link of the same link group so that it has a fault tolerant function.
상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 CDMA 특성상 기지국과 제어국간의 다중 링크 수용에 따른 링크 별 트래픽 분산 기능을 노드 내의 하드웨어 회로만으로 구현하여 고속 프레임 전송을 가능하게 하고 특정 링크의 장애 발생시 정상 동작중인 동일 그룹의 다른 링크로 트래픽을 우회시켜 고장감내 기능을 지원하도록 하기 위한 고성능 IPC 네트워크의 고장감내형 트래픽 분산제어 노드 장치를 제공하는 데에 있다.An object of the present invention for solving the above problems is to implement a high-speed traffic transmission function by implementing only the hardware circuits in each node according to the CDMA characteristics of the multi-link traffic distribution between the base station and the control station to enable high-speed frame transmission and normal operation when a specific link failure occurs It is to provide a fault tolerant traffic distributed control node device of a high-performance IPC network to bypass the traffic to other links of the same group to support the fault tolerant function.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은 고성능 IPC 네트워크의 고장감내형 트래픽 분산제어 노드 장치에 있어서, 링크 스위칭 제어기를 통하여 동일 네트워크로 향하는 다중 U-링크별 트래픽을 분산시키는 트래픽 분산제어 노드 장치와, 동일 목적지 네트워크를 향하는 U-링크들을 그룹화하는 입력 스위칭 매트릭스 장치와, 각 동일 그룹 내의 링크 중에서 출력 링크를 결정하는 라운드 로빈링크 중재 장치와, 그룹별 U-링크들을 입력 링크 순으로 재구성하는 출력 스위칭 매트릭스 장치와, U-링크 그룹 정보를 관리하는 링크 그룹 관리 장치 및 동일 목적지 네트워크를 향하는 U-링크들의 그룹화를 제어하고 그룹 내의 링크 경로를 중재하는 링크 스위칭 제어 장치를 포함하는 데에 있다.A feature of the present invention for achieving the above object is a traffic distribution control node device for a fault-tolerant traffic distribution control node of a high performance IPC network, comprising: a traffic distribution control node device for distributing traffic for multiple U-links to the same network through a link switching controller; An input switching matrix device for grouping U-links destined for the same destination network, a round robin link arbitration device for determining an output link among the links in the same group, and an output switching for reconfiguring the U-links per group in order of input links It includes a matrix device, a link group management device for managing U-link group information, and a link switching control device for controlling grouping of U-links directed to the same destination network and arbitrating link paths in the group.
본 발명은 CDMA 시스템의 제어국과 기지국 네트워크간의 다중 링크 형상 하에서 링크간의 균일한 트래픽 분산으로 최대의 데이터 전송률과 각 노드 내의 한정된 메모리 자원에 대한 효율적 가용성을 구현할 수 있게 하고, 링크에 대한 고장감내 기능을 가지는 고성능 IPC 네트워크의 고장감내형 트래픽 분산제어 노드 장치를 대상으로 한다.According to the present invention, it is possible to implement efficient availability for maximum data rate and limited memory resources in each node with uniform traffic distribution between links under a multi-link configuration between a control station and a base station network of a CDMA system. Fault Tolerant Traffic Distributed Control Node of High Performance IPC Networks
제1도는 본 발명이 적용되는 CDMA 시스템의 제어국 및 기지국 네트워크 구조도이다.1 is a structural diagram of a control station and a base station network of a CDMA system to which the present invention is applied.
제1도를 참조하여 본 발명이 적용되는 CDMA 시스템의 제어국 및 기지국 네트워크 구조를 설명하면 다음과 같다.Referring to FIG. 1, a control station and a base station network structure of a CDMA system to which the present invention is applied will be described.
제어국(100) 네트워크인 LCIN(Local CDMA Interconnection Network)(110)은 최대 16개의 기지국(160) 네트워크(170)를 수용할 수 있다. 각 네트워크는 단위 노드(120), 각 단위 노드를 연결하는 시스템 백 플레인 버스인 D-버스, 노드들의 유지보수 채널인 M-버스 및 U-링크(130)로 구성되며, 제어국과 기지국간은 중계선(150) 정합을 위한 중계장치(140)로 연결된다. 제어국과 각 기지국간은 다중 U-링크로 연결되어 있어 D-버스상의 프레임 스위칭 속도인 최대 320Mbps보다 상대적으로 작은 최대 10Mbps의 전송률을 가지는 각 U-링크의 한계를 극복하도록 구성되어 있다. 즉, 제어국과 특정 기지국간의 최대 트래픽 전송률을 지원하기 위해서는 단위 네트워크 내에서의 프레임 스위칭 속도뿐만이 아니라 네트워크간의 충분한 프레임 전송률이 지원되어야 하며 이러한 요구조건 중에서 네트워크 간의 전송률이 먼저 한계에 도달하는 것을 극복하고자 다중 링크로 전체의 데이터 전송률을 높이기 위한 방법이 적용되어 있다. 노드(120)는 성격상 연결되는 종단장치에 따라 프로세서 노드와 브리지 노드로 구분되며 U-링크로 부터 수신되는 프레임 데이터를 D-버스로 출력하여 다른 노드로 송신하고, D-버스로부터 수신되는 프레임 데이터를 해당 노드에 연결된 U-링크로 출력하여 프로세서 또는 타 네트워크의 브리지 노드로 송신하는 기능을 가진다.Local CDMA Interconnection Network (LCIN) 110, which is a control station 100 network, can accommodate up to 16 base station 160 networks 170. Each network consists of a unit node 120, a D-bus, which is a system backplane bus connecting each unit node, an M-bus, which is a maintenance channel of the nodes, and a U-link 130. The relay line 150 is connected to the relay device 140 for matching. The control station and each base station are connected by multiple U-links and are configured to overcome the limitations of each U-link having a transmission rate of up to 10 Mbps, which is relatively smaller than the maximum switching speed of 320 Mbps, which is the frame switching rate on the D-bus. In other words, in order to support the maximum traffic rate between the control station and a specific base station, not only the frame switching rate within the unit network but also the sufficient frame rate between the networks must be supported. Among these requirements, the rate between the networks reaches the limit first. A method for increasing the overall data rate over multiple links is applied. The node 120 is divided into a processor node and a bridge node according to the connected end device by nature, and outputs the frame data received from the U-link to another node by transmitting it to another node, and the frame received from the D-bus. It outputs data to U-link connected to the node and transmits it to the processor or bridge node of other network.
제2도는 본 발명에 따른 고장감내형 트래픽 분산제어 노드장치 구조도이다.2 is a structural diagram of a fault tolerant traffic distribution control node device according to the present invention.
제2도를 참조하여 본 발명에 따른 고장감내형 트래픽 분산 제어 노드장치 구조를 설명하면 다음과 같다.Referring to FIG. 2, the fault tolerance traffic distribution control node device structure according to the present invention will be described.
이는 9종류의 기능 블럭으로 구성된다.It consists of nine kinds of functional blocks.
U-링크(201)는 프로세서 또는 타 네트워크의 브리지 노드를 연결하는 케이블로 RS422 표준 방식을 따른다. 링크 정합부(202)는 노드 버퍼 제어기(204)와 U-링크를 정합시켜 주는 기능을 수행하며 노드 버퍼 제어기와는 신호선(203)을 통하여 프레임 데이터, 데이터 클럭 및 경보 신호를 송수신 한다. 노드 버퍼 제어기(204)는 링크 스위칭 제어기(250)로 부터 신호선(206)을 통하여 수신되는 U-링크로 향하는 프레임 데이터를 내부 메모리에 임시 저장하고 U-링크 클럭에 동기시켜 송신하는 기능과 링크 정합부로 부터 수신된 프레임을 내부 메모리에 일시 저장한 후 신호선(205)을 통하여 버스 제어기(208)로 송신하는 기능을 가진다. 버스 제어기(208)는 하나의 하드웨어 모듈내에 수용되어 있는 다수의 노드 버퍼 제어기를 대표하여 공유버스인 D-버스 사용권 제어를 수행하고, 해당 노드 버퍼 제어기로 부터의 프레임 데이터를 신호선(210)을 통하여 D-버스 정합부로 송신하는 기능을 수행한다. D-버스 정합부(211)는 삼중화 되어 있는 D-버스 신호선(212)을 통하여 각 노드간의 프레임 데이터와 데이터 클럭 및 경보신호를 송수신하는 기능을 수행한다. 프레임 어드레스 검사기(214)는 D-버스 정합부(211)로부터 병렬 신호선(213)을 통하여 수신되는 8비트 또는 16비트 병렬 프레임 데이터의 목적지 어드레스 영역을 일시 저장하고 최대 3바이트의 어드레스 영역으로부터 HDLC 통신방식에 따라 강제 삽입된 0 비트를 제거한다. 그 후, 해당 어드레스를 검사하여 프레임의 수신여부를 최종 판단하고 그 결과를 신호선(215)을 통하여 링크 스위칭 제어기(250)로 송신한다. 각 노드의 경로제어 특성 정보를 신호선(216)을 통하여 노드 제어기(217)로 제공받아 경로제어 시에 활용하는 기능을 가진다. 노드 제어기(217)는 각종 유지보수 기능을 수행하는 기능 모듈로 장애정보 신호선(219)을 통하여 보고되는 수집된 장애 정보를 분석하여 노드 자체 시험을 수행하고 필요시 신호선(221)과 M-버스 정합부(222)를 통하여 운용자에게 보고한다. 프레임 어드레스 검사기 내에 있는 노드 자신의 어드레스 및 경로제어용 애트리뷰트 레지스터를 시스템 시동시와 운용중 필요시 신호선(216)을 통하여 초기화시켜 주는 기능을 가진다. 또한, 각 노드 버퍼 제어기에 연결된 U-링크의 상태와 그룹정보를 관리하고 상태 및 정보 변동시 그 결과를 신호선(218)을 통하여 링크스위칭 제어기(250)로 보고하는 기능을 가진다. 링크 스위칭 제어기(250)는 노드제어기로 부터 보고되는 U-링크 그룹정보를 이용하여 각 출력 U-링크의 그룹을 결정하고, 내부 스위칭 매트릭스 장치를 통하여 물리적 경로를 설정하며, 프레임 어드레스로 부터 프레임의 경로제어 결과 신호가 입력되면 동일 그룹 내에 있는 각 U-링크에 대응하는 출력 신호선호별로 출력 링크를 중재하여 동일 그룹내의 각 노드 버퍼 제어기에 균일한 트래픽을 할당하는 기능을 수행한다. 또한 장애 발생 U-링크에 대한 정보를 노드제어기로 부터 보고 받으면 해당 U-링크가 소속된 링크 그룹내에서 링크 중재시 장애 링크를 제외시켜 장애 U-링크로의 프레임 송신이 발생되지 않도록 하며, 장애 복구시 해당 U-링크를 링크 중재에 참여 시킴으로서 융통성 있는 프레임 송신 관리가 이루어지도록 하는 기능도 가진다.The U-link 201 is a cable connecting a processor or a bridge node of another network according to the RS422 standard. The link matching unit 202 performs a function of matching the U-link with the node buffer controller 204 and transmits and receives frame data, a data clock, and an alarm signal with the node buffer controller through the signal line 203. The node buffer controller 204 temporarily links frame data destined for the U-link received from the link switching controller 250 via the signal line 206 to the internal memory and transmits the data in synchronization with the U-link clock. The frame received from the memory is temporarily stored in the internal memory and then transmitted to the bus controller 208 through the signal line 205. The bus controller 208 performs the D-bus license control, which is a shared bus, on behalf of a plurality of node buffer controllers housed in one hardware module, and transmits frame data from the node buffer controller through the signal line 210. Performs the function of transmitting to the D-bus matching unit. The D-bus matching unit 211 transmits and receives frame data, a data clock, and an alarm signal between the nodes through the tripled D-bus signal line 212. The frame address checker 214 temporarily stores the destination address area of 8-bit or 16-bit parallel frame data received from the D-bus matching unit 211 via the parallel signal line 213 and performs HDLC communication from an address area of up to 3 bytes. Remove the forced 0 bits according to the method. Thereafter, the address is checked to finally determine whether the frame is received, and the result is transmitted to the link switching controller 250 through the signal line 215. Path control characteristic information of each node is provided to the node controller 217 through the signal line 216 and has a function of being utilized in path control. The node controller 217 is a function module that performs various maintenance functions. The node controller 217 analyzes the collected fault information reported through the fault information signal line 219 to perform a node self test, and if necessary, matches the M-bus with the signal line 221. Report to the operator through the unit (222). The node's own address and path control attribute register in the frame address checker is initialized through the signal line 216 when necessary during system startup and operation. In addition, it has a function of managing the state and group information of the U-link connected to each node buffer controller and reports the result to the link switching controller 250 through the signal line 218 when the state and information change. The link switching controller 250 determines the group of each output U-link by using the U-link group information reported from the node controller, sets the physical path through the internal switching matrix device, and sets the frame path from the frame address. When a path control result signal is inputted, the output link is arbitrated for each output signal preference corresponding to each U-link in the same group to allocate uniform traffic to each node buffer controller in the same group. In addition, when the information on the failed U-link is reported from the node controller, the frame is not transmitted to the failed U-link by excluding the failed link during link arbitration within the link group to which the corresponding U-link belongs. It also has a function to allow flexible frame transmission management by participating in the link arbitration during recovery.
본 발명의 노드 장치는 제2도에 나타난 바와 같이 종래의 노드모듈(특허등록 제 138872호) 구조에 링크 스위칭 제어기(250)가 부가된 구조를 갖는다.The node device of the present invention has a structure in which a link switching controller 250 is added to a conventional node module (Patent No. 138872) structure as shown in FIG.
이 링크스위칭 제어기(250)의 동작 기능 및 특징은 다음과 같다.The operation function and features of this link switching controller 250 are as follows.
첫째, 동일 링크 그룹을 형성하는 노드 쌍은 모두 동일한 노드 어드레스를 가지므로 각 노드별로 할당된 프레임 어드레스 검사기로부터의 프레임 수신 허용 신호 또한 동일하게 발생된다. 이 경우 링크스위칭 제어기는 동일한 링크 그룹의 여러 노드쌍에 대하여 동시에 발생하는 프레임 수신 허용 신호를 단 하나의 링크 노드 쌍에 전송되도록 제어함으로써 패킷 프레임이 복재되지 않게 한다.First, since the node pairs forming the same link group all have the same node address, the frame reception permission signal from the frame address checker allocated to each node is also generated. In this case, the link switching controller controls the frame reception allowance signal to be transmitted to only one link node pair, which occurs simultaneously for multiple node pairs of the same link group, so that the packet frame is not duplicated.
둘째, 한 링크 그룹을 형성하는 노드 쌍의 갯수는 링크그룹 관리부(309)의 제어에 의해 조정되므로 상호 네트워크간의 최대 트래픽량에 따른 네트워크 구성의 효율을 극대화시키게 한다.Second, since the number of node pairs forming one link group is controlled by the control of the link group management unit 309, the network configuration can be maximized according to the maximum traffic volume between networks.
제3도는 본 발명에 따른 링크 스위칭 제어기의 세부 구조도이다.3 is a detailed structural diagram of a link switching controller according to the present invention.
제3도를 참조하여 본 발명에 따른 링크 스위칭 제어기의 세부 구조를 설명하면 다음과 같다.The detailed structure of the link switching controller according to the present invention will be described with reference to FIG.
이는 크게 4종류의 기능 블럭으로 구성된다.It is largely composed of four types of functional blocks.
신호선(301)을 통하여 입력되는 각 노드 버퍼 제어기 별 프레임 경로제어 결과 신호는 입력 스위칭 매트릭스 장치(302)내에서 시스템 형상 설정시에 지정된 출력 U-링크 그룹별로 분리되어 해당 그룹 신호선(303)을 통하여 링크 중재기로 송신된다. 이 과정에서 스위칭 매트릭스의 대응 입출력 포트는 링크 그룹 관리기(309)로부터 신호선(310)을 통하여 입력되는 그룹 정보 신호에 의하여 결정된다. 라운드 로빈 링크 중재기(304)는 링크 그룹별로 생성되며, 입력 링크에 대응하는 출력 U-링크의 상태가 정상적인 링크에 대해서만 라운드 로빈 방식으로 출력 포트를 결정한다. 이 과정에서 링크 그룹 관리기(309)로부터 신호선(311)을 통하여 입력되는 링크 상태 정보가 적용된다.The frame path control result signal for each node buffer controller input through the signal line 301 is separated for each output U-link group designated at the time of system configuration in the input switching matrix device 302, and is separated through the corresponding group signal line 303. Is sent to the link arbiter. In this process, the corresponding input / output port of the switching matrix is determined by the group information signal input from the link group manager 309 through the signal line 310. The round robin link arbiter 304 is generated for each link group, and determines the output port in a round robin manner only for a link whose state of the output U-link corresponding to the input link is normal. In this process, the link state information input from the link group manager 309 via the signal line 311 is applied.
본 발명이 적용되는 CDMA 시스템 네트워크에서는 동일 그룹으로 지정된 U-링크 또는 노드 버퍼 제어기에 대한 프레임 경로제어 결과가 동일하며, 입력 스위칭 매트릭스 장치로부터 특정 그룹으로 입력되는 경로제어 결과 신호 또한 동일하다. 따라서, 라운드 로빈 방식은 입력 포트와 대응하는 출력 포트 단위로 순서대로 이동하는 방식이 사용된다. 링크 중재 결과는 그룹 신호선(305)을 통하여 출력 스위칭 매트릭스 장치(306)로 출력된다. 출력 스위칭 매트릭스 장치(306)는 입력 스위칭 매트릭스 장치(302)에서와 반대로 동작하며, 링크 스위칭 제어기의 최초 입력 링크 순으로 출력 링크를 재구성하여 프레임을 신호선(307)으로 출력하는 기능을 가진다. 이 과정에서 링크 그룹 관리기(309)로부터 신호선(312)을 통하여 입력되는 링크 그룹 정보가 사용된다. 링크 그룹 관리기(309)는 각 링크의 그룹을 지정하는 레지스터 테이블을 가지고 있으며 링크 별 그룹 정보와 전체 그룹 수를 관리하는 기능을 가진다.In the CDMA system network to which the present invention is applied, the frame path control results for the U-link or node buffer controllers assigned to the same group are the same, and the path control result signals input to the specific group from the input switching matrix device are also the same. Accordingly, the round robin method uses a method of sequentially moving in units of input ports and corresponding output ports. The link arbitration result is output to the output switching matrix device 306 via the group signal line 305. The output switching matrix device 306 operates in reverse to that of the input switching matrix device 302 and has a function of reconfiguring the output link in the order of the first input link of the link switching controller to output the frame to the signal line 307. In this process, link group information input from the link group manager 309 via the signal line 312 is used. The link group manager 309 has a register table that designates a group of each link, and has a function of managing group information for each link and the total number of groups.
제4도는 본 발명에 따른 링크 스위칭 제어기 동작 실시예를 나타낸 도면이다.4 is a diagram illustrating an embodiment of a link switching controller according to the present invention.
제4도를 참조하여 본 발명에 따른 링크 스위칭 제어기 동작 실시예를 설명하면 다음과 같다.An operation of the link switching controller according to the present invention will be described with reference to FIG.
이는 8개의 입력 신호선(401)을 스위칭하는 과정을 보여준다.This shows a process of switching eight input signal lines 401.
노드 제어기로부터 신호선(408)을 통하여 입력되는 그룹 정보는 링크그룹 관리기(409) 내에 저장되고 링크 스위칭 매트릭스 내의 경로를 구성하도록 신호선(410, 412)을 통하여 각 스위칭 매트릭스(402, 406)에 입력된다.The group information input from the node controller via the signal line 408 is stored in the link group manager 409 and input to each switching matrix 402, 406 through the signal lines 410, 412 to form a path in the link switching matrix. .
본 실시예에서는 CDMA 시스템 구축시 물리적 또는 형상 구성을 위하여 불가피하게 일련의 순서대로가 아닌 링크 그룹-1이 1, 2, 3, 6번 링크로, 그룹-2가 4, 5, 7, 8번 링크로 구성되어 있을 경우를 나타내고 있다. 각 링크의 그룹화를 위하여 입력 스위칭 매트릭스 장치(402)는 제4도와 같이 입출력 경로를 설정하고, 라운드 로빈 링크 중재기(404)는 그룹 신호선(403)을 통하여 입력된 링크들에 대한 출력 링크를 매 프레임 입력시마다 차례로 경로 설정한다. 이 과정에서 장애로 판명된 U-링크에 대응하는 내부 경로는 링크 중재 과정에서 제외된다. 또한, 어느 한 순간에는 단지 하나의 경로만이 설정되며 연결되지 못한 경로의 출력단은 하이 임피던스 상태를 나타내고 그룹 신호선(405)를 통하여 중재 결과 신호가 출력 스위칭 매트릭스 장치(406)로 전송된다. 출력 스위칭 매트릭스 장치(406)는 입력 스위칭 매트릭스 장치에서 구성한 그룹별 링크 순서를 최초의 상태로 복귀시키는 기능을 수행하며 그 결과 신호들을 신호선(407)을 통하여 각각의 노드 버퍼 제어기로 전송한다. 그러므로, 상술한 바와 같은 본 발명은 현재 CDMA 시스템 네트워크에 구성되어 있는 실시간 데이터 서비스를 고려한 동일 네트워크 간의 다중 링크 시스템 형상에서 프레임의 목적지 어드레스 영역으로부터 링크 구분을 위한 비트 영역이 없어지므로 결과적으로 네트워크의 노드 수용 능력이 증대되며, 프레임의 목적지 어드레스와 무관하게 다중 링크 사이의 균일한 트래픽 분산이 가능하여 전체적인 데이터 전송률을 최대화시킬 수 있으며, 특정 링크의 장애 발생시 하드웨어 회로만으로 해당 링크를 격리시키고 정상적인 타 링크로 트래픽을 분산시킴으로 고장감내 기능이 구현될 수 있다는 데에 그 효과가 있다.In this embodiment, link group-1 is linked to links 1, 2, 3, and 6, and group 2 is 4, 5, 7, 8, and not necessarily in a sequential order for physical or shape configuration when constructing a CDMA system. The case where it consists of a link is shown. In order to group each link, the input switching matrix device 402 sets up an input / output path as shown in FIG. 4, and the round robin link arbiter 404 binds the output link to the input links through the group signal line 403. FIG. The path is set in turn every frame input. In this process, the internal path corresponding to the U-link that is found to be a failure is excluded from the link arbitration process. Also, at any one time, only one path is established and the output end of the unconnected path exhibits a high impedance state and the arbitration result signal is transmitted to the output switching matrix device 406 through the group signal line 405. The output switching matrix device 406 performs a function of returning the group link order configured in the input switching matrix device to an initial state, and as a result, transmits signals to each node buffer controller through the signal line 407. Therefore, in the present invention as described above, in the multi-link system configuration between the same networks considering the real-time data service currently configured in the CDMA system network, the bit region for link division is lost from the destination address region of the frame. Increased capacity and uniform distribution of traffic between multiple links regardless of the destination address of the frame maximizes the overall data rate.In the event of a link failure, the hardware circuit alone isolates the link and returns it to the other The effect is that fault tolerance can be implemented by distributing traffic.
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