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KR102513610B1 - 이더넷 네트워크의 단선 구간 확인 장치 및 방법 - Google Patents

이더넷 네트워크의 단선 구간 확인 장치 및 방법 Download PDF

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KR102513610B1
KR102513610B1 KR1020210043888A KR20210043888A KR102513610B1 KR 102513610 B1 KR102513610 B1 KR 102513610B1 KR 1020210043888 A KR1020210043888 A KR 1020210043888A KR 20210043888 A KR20210043888 A KR 20210043888A KR 102513610 B1 KR102513610 B1 KR 102513610B1
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Abstract

본 발명은 네트워크의 단선 구간을 확인하는 방법 및 장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 네트워크 단선 구간 확인 방법은 사용자로부터 네트워크 구성을 입력받아 이를 저장하고 네트워크를 구성하는 슬레이브 장치들로부터 수신한 데이터를 이용하여 네트워크 구성을 갱신하여 저장된 네트워크 구성과 비교함으로써 단선 구간을 파악할 수 있는 효과가 있다.

Description

이더넷 네트워크의 단선 구간 확인 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CHECKING DISCONNETCTED SECTOR OF ETHERNET NETWORK}
본 발명은 이더넷 네트워크에 관한 것으로 특히 네트워크의 단선을 확인하는 기술에 관한 것이다.
이더넷 네트워크 장비는 두 개의 포트가 있고 스위치 기능이 있어 링(Ring) 형상으로 네트워크 구성이 가능하다. 따라서 산업용 네트워크로 이더넷이 점점 더 많이 사용되고 있는 추세이다.
2 포트 이더넷이 구비되어 있고 내장 스위치 기능이 들어간 장비들은 각 벤더별 특수한 프로토콜을 제작하여 해당 프로토콜을 지원하는 장비끼리 정보를 교환함으로써 링 형상 및 주변 장비 정보나 단선 구간 정보 등을 사용자에게 제공하고 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 이더넷 네트워크 중 링 형상의 네트워크의 예를 나타낸다.
네트워크는 마스터 장치(10)와 슬레이브 장치들(20, 30, 40)이 링 형으로 구성되어 있다.
마스터 장치(10)는 제1 포트(11)와 제2 포트(12)를 구비하고 있기 때문에 양방향으로 슬레이브 장치들과 통신이 가능하다. 다른 슬레이브 장치들(20, 30, 40) 역시 두 개의 포트를 구비하고 있으므로 각 포트간 통신 프레임을 릴레이 하는 것이 가능하다.
마스터 장치(10)의 경우 이 릴레이를 온(On) 하거나 오프(Off) 하여 링 네트워크를 제어할 수 있으며, 슬레이브의 경우 릴레이가 기본적으로 온 되어 있기 때문에 통신 프레임을 전달할 수 있다.
따라서 제1 슬레이브 장치(20)와 제2 슬레이브 장치(30) 사이에 단선이 발생하더라도 제1 슬레이브 장치(20)와는 제2 포트(12)를 통해서, 제2 슬레이브(30) 내지 제n 슬레이브 장치(40)까지는 제1 포트를 통해서 통신이 가능한 장점이 있다.
그런데 이렇게 네트워크에 단선 구간이 발생하면 마스터 장치는 특수한 제어 프로토콜을 이용하여 문제가 된 구간을 판단해야 한다. 이 제어 프로토콜에 따른 통신 프레임은 네트워크 경로에 대한 정보를 포함하고 정보를 받아야 할 대상을 지정하거나 모든 디바이스가 받을 수 있도록 설정된다.
미리 약속된 특수한 프로토콜을 사용한다면 마스터 장치는 이러한 상황을 인지하여 경로를 변경함으로써 통신을 지속할 수 있고 필요한 경우 사용자에게 통지하여 문제가 있는 구간을 복구할 수 있도록 지원할 수 있다.
그런데 이러한 특수한 프로토콜을 사용하지 않거나 이러한 프로토콜을 지원하지 않는 장치가 네트워크에 참여하고 있다면 이러한 방법으로는 문제가 되는 지점을 찾아낼 수 없는 문제가 있다.
일반적인 TCP/IP 프로토콜을 사용하여 통신을 하는 경우에는 피어(Peer) 간에 데이터 교환만이 이루어지고 네트워크 경로에 대한 정보를 포함하지 않으므로 네트워크에 참여한 슬레이브 장치들이 문제가 있는 구간에 대한 정보를 알 수 없다. 또한 마스터 장치(10)가 주기적으로 특수한 정보를 보내는 것도 아니기 때문에 사용자는 통신하고자 하는 장치에 문제가 생긴 것인지 아니면 네트워크 경로상 단선 등의 문제가 발생한 것인지 알 수가 없다는 문제가 있다.
본 발명의 발명자들은 이러한 종래 기술의 특수한 프로토콜을 사용하지 않는 링형 네트워크의 문제 해결을 위해 연구 노력해 왔다. 특수한 프로토콜이 아닌 일반적인 데이터 교환 프로토콜만을 이용하여 네트워크 상황을 파악할 수 있는 방법을 완성하기 위해 많은 노력 끝에 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
본 발명의 목적은 특수한 프로토콜을 사용하지 않는 이더넷 네트워크 환경에서도 네트워크 단선 구간을 파악할 수 있는 네트워크 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.
한편, 본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론 할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 것이다.
본 발명에 따른 네트워크 단선 구간 확인 장치는,
다른 장치와의 통신을 위한 제1 포트 및 제2 포트; 사용자로부터 입력받은 네트워크 구성을 저장하는 저장부; 상기 제1 및 제2 포트를 통해 수신한 데이터를 이용하여 네트워크 구성을 갱신하기 위한 수신 관리부; 및 상기 입력받은 네트워크 구성과 상기 갱신한 네트워크 구성을 비교하여 네트워크 경로의 문제를 파악하기 위한 비교부를 포함한다.
상기 사용자로부터 입력받은 네트워크 구성은 링(Ring)형 네트워크 구성일 수 있다.
또한 상기 사용자로부터 입력받은 네트워크 구성은 상기 제1 포트에 연결된 슬레이브 장치들 및 그 순서와 상기 제2 포트에 연결된 슬레이브 장치들 및 그 순서를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 수신 관리부는 네트워크를 구성하는 슬레이브 장치들에 주기적으로 데이터를 전송하여 결과를 수집하는 것을 특징으로 한다.
상기 수신 관리부는 미리 설정된 네트워크 구성 업데이트 주기 내에 통신을 수행하지 않은 슬레이브 장치에만 데이터를 전송하여 결과를 수집하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 네트워크 단선 구간 확인 방법은,
(a) 사용자로부터 네트워크 구성을 입력받아 저장하는 단계; (b) 이더넷 통신을 위한 제1 포트 및 제2 포트를 통해 수신한 데이터를 이용하여 네트워크 구성을 갱신하는 단계; 및 (c) 상기 갱신한 네트워크 구성과 상기 저장한 네트워크 구성을 비교하여 네트워크 경로의 문제를 파악하는 단계를 포함한다.
상기 사용자로부터 입력받은 네트워크 구성은 링(Ring)형 네트워크 구성일 수 있다.
상기 사용자로부터 입력받은 네트워크 구성은 상기 제1 포트에 연결된 슬레이브 장치들 및 그 순서와 상기 제2 포트에 연결된 슬레이브 장치들 및 그 순서를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 (a)단계 이후에 네트워크를 구성하는 슬레이브 장치들에 주기적으로 데이터를 전송하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 슬레이브 장치들에 주기적으로 데이터를 전송하는 단계는, 미리 설정된 네트워크 구성 업데이트 주기 내에 통신을 수행하지 않은 슬레이브 장치에만 데이터를 전송하여 결과를 수집하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 네트워크 경로 확인을 위한 특수한 프로토콜을 사용하지 않고도 네트워크의 경로와 이상 여부를 확인할 수 있는 효과가 있다.
또한 특수한 프로토콜을 지원하지 않는 일반적인 네트워크 장치들로 구성된 네트워크에서도 단선 구간을 파악할 수 있는 장점이 있다.
한편, 여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급됨을 첨언한다.
도 1은 종래 기술에 따른 링형 네트워크의 구조도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 어느 실시예에 따른 네트워크 단선 구간 확인 장치의 개략적인 구조도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 네트워크 단선 구간 확인 방법의 개략적인 흐름도이다.
※ 첨부된 도면은 본 발명의 기술사상에 대한 이해를 위하여 참조로서 예시된 것임을 밝히며, 그것에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되지는 아니한다
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예가 안내하는 본 발명의 구성과 그 구성으로부터 비롯되는 효과에 대해 살펴본다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
'제1', '제2' 등의 용어는 다양한 구성요소를 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소는 위 용어에 의해 한정되어서는 안 된다. 위 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리범위를 벗어나지 않으면서 '제1구성요소'는 '제2구성요소'로 명명될 수 있고, 유사하게 '제2구성요소'도 '제1구성요소'로 명명될 수 있다. 또한, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 표현하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어는 다르게 정의되지 않는 한, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 통상적으로 알려진 의미로 해석될 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예가 안내하는 본 발명의 구성과 그 구성으로부터 비롯되는 효과에 대해 살펴본다.
도 2는 본 발명의 바람직한 어느 실시예에 따른 네트워크 단선 구간 확인 장치의 개략적인 구조도이다.
본 발명에 따른 네트워크 단선 구간 확인 장치(100)는 저장부(110), 수신 관리부(120), 비교부(130), 제1 포트(140) 및 제2 포트(142)로 구성된다.
네트워크 단선 구간 확인 장치(100)는 링형 네트워크 구성에서 단선 구간을 미리 확인하여 사용자가 필요한 조치를 취하도록 해준다. 이를 위해 네트워크 단선 구간 확인 장치(100)는 하나 이상의 프로세서 및 메모리를 포함하는 제어부(미도시)를 포함할 수 있다. 프로세서는 데이터 통신을 위한 프로그램들을 수행하거나 장치를 제어하고, 메모리에는 프로세서 구동을 위한 명령어 코드들이 저장될 수 있다.
저장부(110)에는 사용자가 입력한 네트워크의 구성이 저장된다.
링형 네트워크 구성에서는 두 개의 포트를 이용하여 링 모양으로 장치들이 양방향으로 연결되므로 단선 구간이 발생해도 다른 방향으로 우회 통신이 가능한 장점이 있다. 따라서 사용자는 링형 네트워크 구성을 사용하여 네트워크를 구성할 수 있고, 저장부(110)는 이를 테이블 형태로 저장할 수 있다.
다음 표 1은 링형 네트워크 구성의 한 예를 나타낸다.
제1 포트 제2 포트
슬레이브 #n 슬레이브 #1
… 슬레이브 #2
슬레이브 #2 …
슬레이브 #1 슬레이브 #n
제1 포트(140)에는 제n 슬레이브 장치가 연결되어 있고 제n 슬레이브 장치에는 제n-1 슬레이브 장치가 연결되어 제1 슬레이브 장치까지 연결이 지속된다.
제2 포트(142)에는 제1 슬레이브 장치가 연결되고 그 이후로 제n 슬레이브 장치까지 순서대로 연결이 이루어지는 것이다.
따라서 제2 슬레이브 장치는 제3, 제4…제n 슬레이브 를 거쳐서 제1 포트(140)로 마스터 장치와 연결이 될 수도 있고, 제1 슬레이브 장치를 거쳐서 제2 포트(142)로 마스터 장치와 연결되는 것도 가능하다.
수신 관리부(120)는 각 슬레이브 장치들로부터 수신한 데이터를 이용하여 표 1과 같은 네트워크 구성을 정리한다. 슬레이브 장치들이 데이터를 전송하는 경우에는 그 데이터를 이용하고 데이터를 전송하지 않는 슬레이브 장치들에는 데이터를 요청할 수도 있다. 또는 주기적으로 슬레이브 장치들에서 전송하는 상태 정보에 의해 네트워크 구성을 정리하여 표 1을 갱신할 수 있다. 각 슬레이브 장치들은 주기적으로 자신들이 활동상태에 있다는 알림을 전송하기 때문에 이를 이용하여 네트워크의 구성을 갱신한다. 슬레이브 장치들이 전송하는 데이터나 알림에는 어떤 슬레이브 장치에서 전송한 것인지에 관한 정보들이 포함되어 있으므로 이를 통해 네트워크 구성 정보를 갱신할 수 있는 것이다.
즉, 네트워크를 구성하는 슬레이브 장치들은 표 1과 같은 네트워크 구성 정보를 갱신하는 주기보다 짧은 주기로 네트워크 단선 구간 확인 장치(100)와의 통신을 수행해야 네트워크 구성 정보가 최신 상태로 유지될 수 있다. 따라서 네트워크 단선 구간 확인 장치(100)는 네트워크 구성 정보 업데이트 주기 내에 상태 정보를 전송하지 않은 슬레이브 장치에는 상태 정보를 요청하여 이를 네트워크 구성 정보에 반영할 수 있을 것이다.
만일 도 1과 같이 제1 슬레이브와 제2 슬레이브 사이에 네트워크 단선이 발생했다면 네트워크 구성에 의한 표는 다음 표 2와 같이 갱신될 것이다.
제1 포트 제2 포트
슬레이브 #n 슬레이브 #1
… X
슬레이브 #2 X
X X
즉, 제1 포트(140)에는 제n 슬레이브 장치부터 제2 슬레이브 장치까지 연결이 되지만 제1 슬레이브 장치는 연결이 되지 않고, 제2 포트(142)에는 제1 슬레이브 장치만 연결이 되어 있는 상태이다.
비교부(130)는 수신 관리부(120)에서 갱신한 네트워크 구성에 의해 네트워크 단선을 판단하게 된다.
즉 네트워크 구성을 갱신한 표 2와 사용자로부터 입력받은 표 1을 비교하여 네트워크 단선을 판단하는 것이다.
표 1과 표 2를 비교하면 제1 포트(140)에는 제2 슬레이브 장치부터 제n 슬레이브 장치가 나타나고, 제2 포트(142)에는 제1 슬레이브 장치만 나타난다.
따라서 비교부(130)는 제1 슬레이브 장치와 제2 슬레이브 장치 사이가 단선된 것으로 판단할 수 있다.
다음 표 3은 또 다른 네트워크 구성의 예를 나타낸다.
제1 포트 제2 포트
슬레이브 #n 슬레이브 #1
X X
X X
X X
표 3에서 제1 포트(140)에는 제n 슬레이브 장치만이 연결되어 있고, 제2 포트에는 제1 슬레이브 장치만이 연결된 것을 확인할 수 있다.
비교부(130)는 이를 표 1과 비교하여 제1 슬레이브 장치의 제2 포트 이후의 네트워크와 제n 슬레이브 장치의 제1 포트 이후의 네트워크가 단선된 것을 판단할 수 있을 것이다.
제어부는 이와 같은 네트워크 구성의 변화를 사용자에게 시각적으로 표시하거나 사용자 단말로 전송하는 등 다양한 방법으로 알릴 수 있을 것이다.
이와 같이 본 발명에 따른 네트워크 단선 구간 확인 장치(100)는 네트워크 단선을 위한 특수한 프로토콜을 사용하지 않고도 네트워크의 장애 정보를 확인할 수 있는 장점이 있다.
도 3은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 네트워크 단선 구간 확인 방법을 다시 한 번 정리한 흐름도이다.
본 발명에 따른 네트워크 단선 구간 확인 방법은 하나 이상의 프로세서 및 메모리를 포함하는 제어부에 의해 수행될 수 있다.
우선 사용자로부터 네트워크 구성을 입력받는다(S10).
네트워크 구성은 링형, 직선형, 스타(Star)형 등이 있지만 본 발명에서는 링형 네트워크 구성일 경우에 효과를 볼 수 있을 것이다. 직선형이나 스타형인 경우 네트워크 단선이 발생할 경우 바로 정상적인 동작이 불가능하지만 링형 네트워크 구성은 우회 경로 형성이 가능하기 때문에 네트워크 단선이 일어나도 이를 바로 파악하기 어렵기 때문이다.
네트워크 구성은 표 1과 같은 표로 구성되어 저장부에 저장될 수 있다.
네트워크 구성이 입력되면 주기적으로 데이터 전송 요청을 슬레이브 장치들로 전송하여(S20) 슬레이브 장치들로부터 데이터를 수신할 수 있다(S30).
슬레이브 장치들은 데이터 전송 요청을 하지 않더라도 필요한 데이터가 있는 경우 데이터를 전송하게 된다. 그 경우에는 이 데이터에 포함된 슬레이브 장치 정보들을 이용할 수도 있을 것이다. 또한 모든 슬레이브 장치들이 주기적인 데이터를 송신한다면 데이터 전송 요청은 생략될 수 있을 것이다.
다음 수신한 데이터들에 의해 네트워크 구성을 갱신한다(S30).
네트워크 단선 구간이 있으면 표2 또는 표 3과 같이 네트워크 구성이 갱신될 것이다. 네트워크 구성 갱신은 일정한 주기를 두고 계속 이루어지므로 네트워크 상태를 빠르게 파악할 수 있다.
네트워크 구성이 갱신되면 사용자로부터 입력받은 네트워크 구성과 비교하여(S50) 네트워크 구성이 변경되었는지 파악하게 된다(S60).
네트워크 구성이 변경되었다면 각 포트별로 연결된 슬레이브 장치들을 비교함으로써 네트워크 단선 구간을 확인할 수 있다(S70).
이처럼 본 발명에 따른 네트워크 단선 구간 확인 방법 또는 장치는 네트워크 환경을 파악하기 위한 특수한 프로토콜을 사용하는 것이 아니라 데이터 전송을 위한 일반적인 프로토콜을 사용하면서도 네트워크의 단선을 파악할 수 있으므로 특수한 프로토콜을 지원하지 않는 일반적인 장치들로 구성된 네트워크에도 적용할 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 보호범위가 이상에서 명시적으로 설명한 실시예의 기재와 표현에 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 자명한 변경이나 치환으로 말미암아 본 발명이 보호범위가 제한될 수도 없음을 다시 한 번 첨언한다.

Claims (10)

  1. 다른 장치와의 통신을 위한 제1 포트 및 제2 포트;
    사용자로부터 입력받은 네트워크 구성을 저장하는 저장부;
    상기 제1 및 제2 포트를 통해 수신한 데이터를 이용하여 네트워크 구성을 갱신하기 위한 수신 관리부; 및
    상기 입력받은 네트워크 구성과 상기 갱신한 네트워크 구성을 비교하여 네트워크 경로의 문제를 파악하기 위한 비교부;를 포함하고,
    상기 수신 관리부는
    네트워크를 구성하는 슬레이브 장치들에 주기적으로 데이터를 전송하되, 미리 설정된 네트워크 구성 업데이트 주기 내에 통신을 수행하지 않은 슬레이브 장치에만 데이터를 전송하여 결과를 수집하는 것을 특징으로 하는
    네트워크 단선 구간 확인 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 사용자로부터 입력받은 네트워크 구성은 링(Ring)형 네트워크 구성인 것을 특징으로 하는, 네트워크 단선 구간 확인 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 사용자로부터 입력받은 네트워크 구성은 상기 제1 포트에 연결된 슬레이브 장치들 및 그 순서와 상기 제2 포트에 연결된 슬레이브 장치들 및 그 순서를 포함하는 것을 특징으로 하는, 네트워크 단선 구간 확인 장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 하나이상의 프로세서 및 메모리를 포함하는 제어부에 의해 수행되는 네트워크 단선 구간 확인 방법에 있어서:
    (a) 사용자로부터 네트워크 구성을 입력받아 저장하는 단계;
    (b) 이더넷 통신을 위한 제1 포트 및 제2 포트를 통해 수신한 데이터를 이용하여 네트워크 구성을 갱신하는 단계; 및
    (c) 상기 갱신한 네트워크 구성과 상기 저장한 네트워크 구성을 비교하여 네트워크 경로의 문제를 파악하는 단계를 포함하고,
    상기 (a)단계 이후에 네트워크를 구성하는 슬레이브 장치들에 주기적으로 데이터를 전송하는 단계를 더 포함하고,
    상기 슬레이브 장치들에 주기적으로 데이터를 전송하는 단계는, 미리 설정된 네트워크 구성 업데이트 주기 내에 통신을 수행하지 않은 슬레이브 장치에만 데이터를 전송하여 결과를 수집하는 것을 특징으로 하는
    네트워크 단선 구간 확인 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 사용자로부터 입력받는 네트워크 구성은 링형 네트워크 구성인 것을 특징으로 하는, 네트워크 단선 구간 확인 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 사용자로부터 입력받은 네트워크 구성은 상기 제1 포트에 연결된 슬레이브 장치들 및 그 순서와 상기 제2 포트에 연결된 슬레이브 장치들 및 그 순서를 포함하는 것을 특징으로 하는, 네트워크 단선 구간 확인 방법.
  9. 삭제
  10. 삭제
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