KR20020053316A - 대용량 데이터 전송을 위한 패킷전송방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 대용량 데이터 전송을 위한 패킷전송방법은 데이터를 효율적인 전송을 위해 일정한 크기의 패킷(packet)으로 분할하고 그 패킷정보를 입력하여 송신단에서 수신단으로 전송하는 패킷전송단계와, 상기 수신단에 전송된 각 패킷에 대한 전송확인코드(acknowledge)(이하 "ACK"라 한다)를 상기 송신단으로 전송하는 전송확인코드 전송단계와, 상기 송신측에 수신된 ACK를 통해 전송중 분실된 패킷을 확인하여 상기 분실된 패킷만을 재전송하는 분실패킷 재전송단계로 이루어지는데 대용량 데이터를 패킷분할 전송시 각 패킷별로 전송확인부호(ACK)를 포함한 패킷을 전송하도록 함으로써 전송 중도에 분실패킷이 발생될 경우 그 분실패킷 만을 재전송하여 각 패킷전송에 대한 신뢰성을 보장하고 분실패킷 발생시 전체 데이터 재전송에 따른 시간 및 자원낭비를 방지할 수 있다.

Description

대용량 데이터 전송을 위한 패킷전송방법{The packet transfer method for a massive data}

본 발명은 대용량 데이터 전송을 위한 패킷전송방법에 관한 것으로서, 특히 사이즈가 큰 데이터를 패킷분할 전송 시 각 패킷별로 전송확인부호(ACK)를 포함한 패킷을 전송하도록 함으로써 전송 중도에 분실패킷이 발생될 경우 그 분실패킷 만을 재전송하는 대용량 데이터 전송을 위한 패킷전송방법에 관한 것이다.

도 1은 현재 인터넷에서 사용하고 있는 이더넷 패킷(Ethernet packet)의 구조를 도시한 것으로, 이에 도시된 바와 같이 첫 바이트는 패킷의 시작을 표시하는 프리앰블(preamble:1)이고 그 다음부터 수신 및 송신 어드레스(address)(2 및 3), 패킷의 크기에 대한 정보(4), 전송하고자 하는 실질 데이터(5), 패킷에 대한 에러체크(6), 그 마지막에는 패킷의 끝을 알리는 화일종료(end of file 혹은 EOF:7)(이하 "EOF"라 한다)가 순서적으로 구성되어 전송된다.

프로토콜(protocol)마다 패킷의 구조가 약간씩의 차이는 있으나 모든 패킷은 이와 유사하게 구성된다.

도 2는 여러 프로토콜 중 현재 홈 네트워크에 적용되는 제품간의 데이터 전송을 위해 개발된 프로토콜의 패킷 구조를 도시한 것으로, 사이즈가 큰 데이터를 다운로드 하거나 송신할 경우 한번에 계속 이어서 데이터를 전송하는 것은 네트워크 점유, 높은 에러발생율의 문제점들로 효율적이지 못하기 때문에 작은 크기의 패킷으로 분할해서 보내는 것이 효율적이다.

상기 패킷의 처음에는 프리앰블과 수신 및 송신 어드레스 등의 정보가 포함되는 데이터 링크 헤더(data link header:11)가 위치하고, 그 다음에는 데이터 분할에 따른 패킷의 구분을 위한 1 바이트(byte) 정보(12)가 위치한다.

상기 패킷의 구분을 위한 정보(12)는 분할된 패킷이 첫 번째 패킷인지 아니지 1 비트(bit)(12a)로 표시하고, 남은 패킷 수를 7 비트(12b)로 표시함으로서 수신단에서 분할된 패킷을 수신하였을 때 상기 정보를 토대로 재조립하여 본래의 데이터를 얻을 수 있도록 한다.

그 뒷부분에는 실제 전송하려는 메시지와 관련된 데이터(13)가 위치하고, 다음에는 패킷에 대한 에러체크 및 EOF 등을 포함한 데이터 링크 트레일러(data link trailer:14)로 구성된다.

상기 메시지 데이터는 메시지 플래그(flags) 및 메시지 연산코드(opcode), 메시지 계수기(counter)가 각 1 바이트씩 할당되고 메시지 매개변수(parameters)로 구성되며, 상기 메시지 플래그는 1 비트의 프로토콜 구분 및 보안, 2 비트의 메시지 타입, 4 비트의 예약 공간으로 할당된다.

상기 메시지 플래그에서 프로토콜 구분은 동일한 프로토콜일 경우에는 0, 다른 프로토콜인 경우에는 1이 입력되고, 그 다음의 보안에서는 암호화가 되지 않은 경우에는 0, 암호화가 되어 있는 경우에는 1이 입력된다.

또한, 메시지 타입은 리퀘스트(request)일 경우 00, 브로드캐스트(broadcast)일 경우 01, 패일 리플라이(fail reply)는 10, 섹세스 리플라이(success reply)는 11로 표현된다.

도 3은 상기와 같은 패킷구조 분할의 예를 도시한 것으로, 90바이트의 데이터를 31바이트로 분할하면 3개의 패킷으로 분할할 수 있고 각 패킷은 도 2에 도시된 바와 같이 크게 데이터 링크 헤더와 패킷 구분 정보, 31 바이트의 메시지 데이터, 데이터 링크 트레일러로 구성된다.

첫 번째 패킷은 패킷 구분 정보에 첫 번째 비트는 1 및 남은 패킷의 수는 2개이므로 후반부 7 비트는 2로 세팅됨으로 16진수로 0x82, 즉 2진수 10000010이 된다.

두 번째 패킷은 첫 패킷이 아니므로 첫 번째 비트는 0, 남은 패킷의 수는 1개이므로 후반부 7 비트는 1로 세팅되어 0x01이며, 세 번째 패킷도 첫 번째 비트는 0이고 남은 패킷의 수도 0개이므로 후반부 7비트는 0으로 세팅되어 0x00으로 표현된다.

상기와 같이 분할된 패킷이 모두 수신되면 수신단에서는 분실된 패킷 없이 메시지 데이터의 전송이 완료되었다는 전송확인부호(acknowledge)(이하, "ACK"라 한다.)가 송신단에 전송되는데, 도 4는 상기 ACK의 구조를 도시한 것이고, 도 5는 종래의 패킷전송방법을 도시하였다.

전송할 메시지나 파일 등의 데이터를 일정한 크기의 패킷으로 분할하여 순차적으로 전송되는데, 분실패킷 없이 전송되면 마지막 패킷의 수신이 완료되는 즉시 ACK가 송신단(20)에 전송된다.

그러나, 전송(22)된 분실패킷이 발생될 경우 수신단(21)에서는 마지막 패킷의 전송(22)이 완료되는 즉시 부정적인 회신(negative acknowlegde)(이하 "NAK"라 한다.)을 송신단(20)으로 전송하게 되고 상기 송신단(20)은 분실된 패킷만을 재전송하는 것이 아니라 메시지의 분할된 패킷 전체를 다시 재전송하게 된다.

즉, 하나의 데이터를 5개의 패킷으로 분할하여 전송(22)하는 도중 3번째 패킷이 분실되는 경우, 송신단(20)에서 패킷을 모두 전송하고 수신단(21)에서는 전송된 데이터가 모두 수신되지 못했음을 알리는 NAK를 통해 상기 송신단(20)에 에러발생을 알린다.

상기 송신단(20)은 NAK를 수신하여 전체 데이터에 해당하는 패킷을 다시 순차적으로 재전송하게 된다.

그러나, 이와 같은 패킷전송방법은 데이터의 분할 전송시 각 패킷 전송에 대한 전송확인이 불가능하여 전송신뢰성을 보장할 수 없고, 대용량의 데이터를 전송할 경우 전송 중에 하나의 패킷이라도 분실되면 데이터 전체를 다시 재전송해야 한다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 대용량 데이터를 패킷분할 전송시 각 패킷별로 전송확인부호(ACK)를 포함한 패킷을 전송하도록 함으로써 전송 중도에 분실패킷이 발생될 경우 그 분실패킷 만을 재전송하여 각 패킷전송에 대한 신뢰성을 보장하고 분실패킷 발생시 전체 데이터 재전송에 따른 시간 및 자원장비를 방지할 수 있는 대용량 데이터 전송을 위한 패킷전송방법을 제공하는데 있다.

도 1은 이더넷 패킷(ethernet packet)의 구조를 도시한 구성도,

도 2는 홈 네트워크 제품에 응용되는 프로토콜의 패킷 구조를 도시한 구성도,

도 3은 종래 기술에 의한 데이터의 패킷분할 구조를 도시한 구성도,

도 4는 종래 기술에 의한 ACK 패킷의 구조를 도시한 구성도,

도 5는 종래 기술에 의한 데이터의 패킷전송방법을 도시한 흐름도,

도 6은 본 발명에 의한 프로토콜의 패킷 구조를 도시한 구성도,

도 7은 본 발명에 의한 프로토콜의 패킷전송방법을 도시한 흐름도

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

30 : 송신단31 : 수신단

32 : 전송로

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 대용량 데이터 전송을 위한 패킷전송방법의 특징에 따르면, 데이터를 효율적인 전송을 위해 일정한 크기의 패킷(packet)으로 분할하고 그 패킷정보를 입력하여 송신단에서 수신단으로 전송하는 패킷전송단계와, 상기 수신단에 전송된 각 패킷에 대한 전송확인코드(acknowledge)(이하 "ACK"라 한다)를 상기 송신단으로 전송하는 전송확인코드 전송단계와, 상기 송신측에 수신된 ACK를 통해 전송중 분실된 패킷을 확인하여 상기 분실된 패킷만을 재전송하는 분실패킷 재전송단계로 이루어진다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

패킷(packet)은 패키지(package)와 버킷(bucket)의 합성어로, 전송 데이터를 정해진 길이로 분리한 것에 상대방 번지 및 전송확인코드, 순서번호 등을 나타내는 헤더(header)를 첨부한 것을 말한다

도 6은 본 발명에 의한 프로토콜의 패킷 구조를 도시한 것으로, 도 6a를 참고하여 상기 패킷의 처음에는 프리앰블과 수신 및 송신 어드레스 등의 정보가 포함되는 데이터 링크 헤더(data link header)가 위치하고, 그 다음에는 데이터 분할에 따른 패킷의 구분 정보가 위치한다.

상기 패킷의 구분을 위한 정보는 분할된 패킷이 첫 번째 패킷인지 아니지 표시하고, 후반부는 남은 패킷 수를 표시함으로서 수신단에서 분할된 패킷을 수신하였을 때 상기 정보를 토대로 재조립하여 본래의 데이터를 얻을 수 있도록 한다.

그 뒷부분에는 실제 전송하려는 메시지와 관련된 데이터가 위치하고, 다음에는 패킷에 대한 에러체크 및 EOF(end of file) 등을 포함한 데이터 링크 트레일러(data link trailer)로 구성된다.

상기 메시지 데이터는 메시지 플래그(flags) 및 메시지 연산코드(opcode), 메시지 계수기(counter), 메시지 매개변수(parameters)로 구성되며, 상기 메시지 플래그는 1 비트의 프로토콜 구분 및 보안, 2 비트의 메시지 타입, 4 비트의 예약 공간으로 할당된다.

도 6b는 상기 메시지 플래그의 구성을 상세히 도시한 것이고, 도 6c는 각 패킷의 전송완료 후 송신되는 전송완료코드(acknowledge)(이하 "ACK"라 한다)를 포함한 패킷이다.

프로토콜 구분 및 암호화 유무, 메시지 타입, 예약공간으로 할당되는 것은 종래와 동일하나 4 비트의 예약공간에 패킷의 구분을 두어 전체 메시지 전송완료 후의 ACK는 '0000', 각 패킷별 전송 후의 ACK는 '1000'로 표시한다.

따라서, 수신단에서는 각 패킷을 수신했을 때에는 예약공간에 '1000'로 표시한 후 ACK를 포함하여 응답패킷을 전송하고, 전체 메시지에 해당되는 패킷을 모두 수신하면 예약공간에 '0000'로 표시한 후 ACK를 포함하여 응답패킷을 전송한다.

도 7은 본 발명에 의한 패킷전송방법을 도시한 것으로, 전송할 메시지나 파일 등의 데이터를 5개의 패킷으로 분할하여 순차적으로 전송(32)하고 각 패킷에 대한 ACK를 패킷 수신 후 수신단(31)에서 전송한다.

송신단(30)에서 패킷 1을 전송(32)하고 수신단(31)에서 상기 패킷 1이 과 패킷 2를 순차적으로 전송(32)하여 분실패킷 없이 전송이 완료되면 수신단(31)에서는 전송완료 즉시 각 패킷에 대한 ACK를 송신단(30)으로 전송한다.

그러나, 패킷 3이 전송(32)중에 분실되어 수신단(31)에 도착하지 않을 경우, 수신단(31)에서는 전송완료된 패킷에 대한 ACK를 전송하기 때문에 상기 송신단(30)에서는 각 패킷의 ACK를 확인함으로써 패킷 3이 분실되었다는 것을 알 수 있다.

패킷 4와 패킷 5도 순차적으로 전송(32)하여 분실패킷 없이 전송이 완료되면 수신단(31)에서는 전송완료 즉시 각 패킷에 대한 ACK를 송신단(30)으로 전송한다.

메시지를 분할한 모든 패킷의 전송이 완료되면 상기 송신단(30)에서는 수신된 ACK를 통해 분실패킷을 확인하고 상기 패킷 3이 분실된 것을 확인하여 패킷 3만을 다시 재전송하게 된다.

상기 수신단(31)에서는 패킷 3의 재전송이 완료되어 전체 메시지를 분할한 패킷이 모두 전송된 것이 확인되면 전체 메시지에 대한 ACK를 상기 송신단(30)으로 전송한다.

이와 같이, 본 발명에 의한 패킷전송방법은 전체 데이터를 재전송할 필요가 없이 분실된 것으로 판단된 패킷만을 재전송함으로써 전송에 소요되는 시간 및 자원 방비를 줄일 수 있는 동시에 전송신뢰성을 높일 수 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 대용량 데이터 전송을 위한 패킷전송방법은대용량 데이터를 패킷분할 전송시 각 패킷별로 ACK를 포함한 패킷을 전송하도록 함으로써 전송 중도에 분실패킷이 발생될 경우 그 분실패킷 만을 재전송하여 각 패킷전송에 대한 신뢰성을 보장하고 분실패킷 발생시 전체 데이터 재전송에 따른 시간 및 자원낭비를 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 데이터를 효율적인 전송을 위해 일정한 크기의 패킷(packet)으로 분할하고 그 패킷정보를 입력하여 송신단에서 수신단으로 전송하는 패킷전송단계와;

   상기 수신단에 전송된 각 패킷에 대한 전송확인코드(acknowledge)(이하 "ACK"라 한다)를 상기 송신단으로 전송하는 전송확인코드 전송단계와;

   상기 송신측에 수신된 ACK를 통해 전송중 분실된 패킷을 확인하여 상기 분실된 패킷만을 재전송하는 분실패킷 재전송단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 대용량 데이터 전송을 위한 패킷전송방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 패킷정보는 수신단에서 분할 전송된 다수개의 패킷을 메시지로 조합시 원(元)데이터로 완성할 수 있도록 패킷의 순서정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 대용량 데이터 전송을 위한 패킷전송방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 패킷전송방법은 수신단에 패킷 전송이 완료되는 즉시 ACK를 송신단으로 전송하는 것을 특징으로 하는 대용량 데이터 전송을 위한 패킷전송방법.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 수신단은 전체 수신된 메시지에 대한 ACK와 각 패킷에 대한 ACK를 구분하는 코드를 입력하는 것을 특징으로 하는 대용량 데이터 전송을 위한 패킷전송방법.
5. 제 1 항 또는 제 4항에 있어서,

   상기 수신단은 분실패킷이 없거나 분실패킷의 재전송이 완료되어 메시지 전송이 완료되면 전체 메시지에 대한 ACK를 전송하는 것을 특징으로 하는 대용량 데이터 전송을 위한 패킷전송방법.