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KR20100116578A - 산업 이더넷 네트워크를 기반으로 한 장애 처리 방법, 시스템 및 교환 장치 - Google Patents

산업 이더넷 네트워크를 기반으로 한 장애 처리 방법, 시스템 및 교환 장치 Download PDF

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KR20100116578A
KR20100116578A KR1020107014048A KR20107014048A KR20100116578A KR 20100116578 A KR20100116578 A KR 20100116578A KR 1020107014048 A KR1020107014048 A KR 1020107014048A KR 20107014048 A KR20107014048 A KR 20107014048A KR 20100116578 A KR20100116578 A KR 20100116578A
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동킨 펭
지안 추
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지안시앙 진
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숩콘 그룹 컴퍼니 리미티드
제지앙 유니버시티
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Abstract

산업 이더넷 네트워크를 기반으로 한 장애 처리 방법으로서, 네트워크 내 교환 장치들은 상호 중복된 이중 링크에 의해 연결되며, 동작 링크는 동작상태에 있고, 예비 링크는 예비 상태에 있으며, 상기 장애 처리 방법은: 상기 네트워크의 교환 장치 내 이중 링크의 연결상태가 검출되는 단계(201); 동작 링크가 장애 상태이고 예비 링크가 연결 상태인 경우, 예비 링크가 동작 링크로 교환되는 단계(202)를 포함하는 장애 처리 방법, 산업 이더넷 네트워크를 기반으로 한 장애 처리 시스템 및 교환 장치가 제공되며, 본 발명에서 상호 중복된 이중 링크의 링형 구조를 사용하여, 네트워크에 다점 장애가 나타나면, 네트워크 사용가능성은 예비 링크의 교환에 의해 보장되며; 장애 복원 처리의 시간이 상호 중복된 링크의 교환에 의해 감소된다.

Description

산업 이더넷 네트워크를 기반으로 한 장애 처리 방법, 시스템 및 교환 장치{FAULT PROCESSING METHOD, SYSTEM AND EXCHANGING DEVICE BASED ON INDUSTRY ETHERNET NETWORK}
본원은 2007년 11월 26일 중국특허청에 출원된 중국특허출원번호 200710167374.2, 발명의 명칭 "산업 이더넷 네트워크를 기반으로 한 장애 처리 방법, 시스템 및 교환 장치"를 기초로 우선권을 주장하며, 그 전체는 이하 참조로서 도입된다.
본 발명은 산업 이더넷 네트워크 기술 분야에 관한 것으로, 구체적으로 산업 이더넷 네트워크를 기반으로 한 장애 처리 방법, 시스템 및 교환 장치에 관한 것이다.
이더넷 네트워크 기술의 발전으로, 이더넷 네트워크는 점점 산업분야에 적용되었으며, 산업 생산의 동작 안정성 및 이윤 증가는 장애가 발생한 경우 산업 이더넷 네트워크의 사용가능성을 더 요구한다. 산업 이더넷 네트워크의 높은 사용가능성에 대한 요구조건의 관점에서, 종래의 산업 이더넷 네트워크는, 장애가 이더넷 네트워크의 특정 교환 장치에서 발생하는 경우 전체 네트워크가 사용가능한 것을 보장하기 위해 이더넷 네트워크 시스템의 마스터 교환 장치에 의해 전체 네트워크의 동작을 제어하는 마스터-슬레이브 링형 네트워크 리던던시 구현 메커니즘을 일반적으로 사용한다. 그러나, 상기 마스터-슬레이브 링형 리던던시 구현 메커니즘에서, 네트워크 내 장애 리스크는 마스터 교환 장치에 크게 집중되어, 장애가 마스터 교환 장치에 발생한 경우 전체 이더넷 네트워크는 사용불가능할 수 있다.
종래에는 마스터-슬레이브 링형 네트워크 리던던시 구현 메커니즘에서 장애가 마스터 교환 장치에 발생한 경우 네트워크가 사용불가능하게 되는 문제를 극복하기 위해, 분산형 이더넷 네트워크 시스템이 사용되었으며, 이는 링형 구조를 형성하기 위해 순차적으로 연결된 복수의 교환기들을 포함한다. 도 1은 시스템에 의해 장애 처리를 구현하는 흐름도를 도시하며 각 단계들은 다음과 같다:
단계 101: 시스템 내 모든 교환기들에 대한 구성을 수행하는 단계.
단계 102: 기결정된 구성의 지시에 따라 주기적으로 시스템에 대한 루프 검출 및 프로토콜 머신 검출을 수행하는 단계.
단계 103: 루프 장애 또는 프로토콜 머신 장애가 검출되면 장애 알람 메시지를 송신하는 단계.
종래의 이더넷 네트워크 장애 처리 방법으로부터, 상기 방법은 분산형 장애 검출 및 진단을 구현하고, 이더넷 네트워크의 통신에 공정성의 원리를 지시하고 마스터 교환 장치에서 발생된 장애로부터 유발된 이더넷 네트워크의 사용가능성의 크게 집중된 리스크의 문제를 해결함을 파악할 수 있다. 하지만, 복수의 장애가 네트워크 내 복수의 교환 장치들에서 발생한 경우, 분산형 단일 링형 리던던시 네트워크는 오직 단일 교환 장치에서 발생된 장애만을 처리할 수 있으므로 이더넷 네트워크 시스템은 사용불가능하게 될 것이며; 단일 장애가 네트워크에 발생한 경우, 교환 장치의 메시지 전달 경로가 변경되었으므로, 이더넷 네트워크의 장애 복원 시간이 연장되고, 그에 따라 교환 장치에 내재된 FDB 테이블이 장애 복원 도중 재구성될 필요가 있으므로 이더넷 네트워크의 사용가능성은 감소된다.
본 발명은 종래에 복수의 장애가 복수의 교환 장치들에 발생한 경우 이더넷 네트워크 시스템이 사용불가능하게 되는 문제점을 해결하기 위해 산업 이더넷 네트워크를 기반으로 한 장애 처리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 종래에 복수의 장애가 복수의 교환 장치에서 발생한 경우 시스템이 사용불가능하게 되는 문제점을 해결하기 위해 산업 이더넷 네트워크를 기반으로 한 장애 처리 시스템 및 교환 장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
상술한 기술적 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 다음과 같은 기술적 해결책을 제공한다:
산업 이더넷 네트워크를 기반으로 한 장애 처리 방법에 있어서, 네트워크의 교환 장치는 상호 중복된 이중 링크(mutual redundant double links)에 의해 연결되고, 동작 링크(work link)는 동작 상태이고, 예비 링크(spare link)는 예비 상태이며, 상기 장애 처리 방법은 다음과 같은 단계들을 포함한다: 네트워크의 교환 장치들 간의 이중 링크의 연결 상태를 검출하는 단계; 및 동작 링크가 장애 상태이고 예비 링크가 연결 상태인 경우 예비 링크를 동작 링크로 전환하는 단계.
링크의 연결 상태는 연결 상태의 링크, 장애 상태의 링크 또는 차단 상태의 링크를 포함한다.
교환 장치는 적어도 네 개의 포트들을 포함하고, 각각 두 개의 포트들을 통해 그 인접한 교환 장치에 연결되며; 동일한 링크의 교환 장치의 두 개의 포트들은 동일한 링의 포트들이고, 동일한 교환 장치에 연결된 교환 장치의 두 개의 포트들은 동일한 방향의 포트들이다.
예비 링크를 동작 링크로 교환하는 단계는 다음과 같은 단계들을 포함한다: 교환 장치에 의해, 동작 링크를 장애 상태로 만든 장애 포트와 동일한 방향의 포트를 검색하는 단계; 및 동일한 방향의 포트를 포함하는 예비 링크가 연결 상태인 경우, 동작 링크의 동작 포트의 상태를 금지 상태로 전환하는 단계, 및 예비 링크의 예비 포트의 상태를 동작 포트의 원래 상태로 전환하는 단계.
예비 링크의 예비 포트의 상태를 동작 포트의 원래 상태로 전환하는 단계는: 동작 포트의 원래 상태가 전달 상태이고, 예비 포트의 상태가 전달 상태로 전환되거나; 또는 동작 포트의 원래 상태가 차단 상태이고, 예비 포트의 상태가 차단 상태로 전환되는 것을 포함한다.
장애 처리 방법은 다음과 같은 단계를 더 포함한다: 교환 장치에 의해, 장애가 이중 링크 둘 모두에 발생하거나 또는 동작 링크가 장애 상태이고 예비 링크가 차단 상태인 경우, 예비 링크의 예비 포트의 상태를 유지하는 단계 및 장애 포트의 상태를 차단 상태로 전환하는 단계; 및 네트워크 내 차단 상태에 있는 동작 포트에게 전달 상태로 전환되는 것을 통지하는 단계.
장애 처리 방법은 다음과 같은 단계를 더 포함한다: 네트워크의 교환 장치가 초기화되면 기결정된 구성에 따라 이중 링크의 포트의 상태를 설정하는 단계 및 클럭 동기화를 수행하는 단계.
장애 처리 방법은 다음과 같은 단계를 더 포함한다: 교환 장치에 의해, 장애가 동작 링크에 발생한 경우 멀티캐스트 방식으로 알람 정보를 송신하는 단계로서, 알람 정보는 장애 타입에 대한 정보 및 발생된 장애의 위치를 포함하는 송신 단계.
산업 이더넷 네트워크를 기반으로 한 장애 처리 시스템은: 상호 중복된 이중 링크에 의해 연결된 복수의 교환 장치들을 포함하며, 동작 링크는 동작 상태에 있고, 예비 링크는 예비 상태에 있으며, 교환 장치는: 인접한 교환 장치들 간의 이중 링크의 연결 상태를 검출하도록 구성된 검출 유닛; 동작 링크가 장애 상태이고 예비 링크가 연결 상태인 경우, 예비 링크를 동작 링크로 전환하도록 구성된 교환 유닛을 포함한다.
교환 유닛은 다음과 같은 구성요소를 포함한다: 동작 링크를 장애 상태로 만든 장애 포트와 동일한 방향의 포트를 검색하도록 구성된 검색 유닛; 동일한 방향의 포트를 포함하는 예비 링크가 연결 상태인 경우, 동작 링크의 동작 포트의 상태를 금지 상태로 전환하고 예비 링크의 예비 포트의 상태를 동작 포트의 원래 상태로 전환하도록 구성된 동작 유닛.
교환 장치는 다음과 같은 구성요소를 더 포함한다: 장애가 이중 링크 둘 모두에 발생하거나 동작 링크가 장애 상태이고 예비 링크가 차단 상태인 경우, 예비 링크의 예비 포트의 상태를 유지하고 장애 포트의 상태를 차단 상태로 전환하도록 구성된 전환 유닛; 네트워크 내 차단 상태에 있는 동작 포트에게 전달 상태로 전환되는 것을 통지하도록 구성된 통지 유닛.
교환 장치는 다음과 같은 구성요소를 더 포함한다: 네트워크의 교환 장치가 초기화되면 기결정된 구성에 따라 이중 링크의 포트의 상태를 설정하고 클럭 동기화를 수행하도록 구성된 설정 유닛; 장애가 동작 링크에서 발생한 경우 멀티캐스트 방식으로 알람 정보를 송신하도록 구성되고, 상기 알람 정보는 장애 타입에 대한 정보 및 발생된 장애의 위치를 포함하는 알람 유닛.
교환 장치는 다음과 같은 구성요소를 포함한다: 연결된 교환 장치들 간의 이중 링크의 연결 상태를 검출하도록 구성된 검출 유닛; 동작 링크가 장애 상태이고 예비 링크가 연결 상태인 경우, 예비 링크를 동작 링크로 전환하도록 구성된 전환 유닛.
교환 유닛은 다음과 같은 구성요소를 포함한다: 동작 링크를 장애 상태로 만든 장애 포트와 동일한 방향의 포트를 검색하도록 구성된 검색 유닛; 동일한 방향의 포트를 포함한 예비 링크가 연결 상태인 경우, 동작 링크의 동작 포트의 상태를 금지 상태로 전환하고 예비 링크의 예비 포트의 상태를 동작 포트의 원래 상태로 전환하도록 구성된 동작 유닛.
교환 장치는 다음과 같은 구성요소를 더 포함한다: 장애가 이중 링크 둘 모두에 발생하거나 동작 링크가 장애 상태이고 예비 링크가 차단 상태인 경우, 예비 링크의 예비 포트의 상태를 유지하고 장애 포트의 상태를 차단 상태로 전환하도록 구성된 전환 유닛; 네트워크에서 차단 상태에 있는 동작 포트에게 전달 상태로 전환하는 것을 통지하도록 구성된 통지 유닛.
교환 장치는 다음과 같은 구성요소를 더 포함한다: 네트워크의 교환 장치가 초기화되면 기결정된 구성에 따라 이중 링크의 포트의 상태를 설정하고 클럭 동기화를 수행하도록 구성된 설정 유닛; 장애가 동작 링크에 발생한 경우 멀티캐스트 방식으로 알람 정보를 송신하도록 구성되고, 알람 정보는 장애 타입에 대한 정보 및 발생된 장애의 위치를 포함하는 알람 유닛.
본 발명에 제공된 해결책으로부터, 본 발명의 네트워크 내 교환 장치는 상호 중복된 이중 링크에 의해 연결되며, 동작 링크는 동작 상태에 있고; 예비 링크는 예비 상태에 있고; 네트워크의 교환 장치의 이중 링크의 연결 상태가 검출되고; 동작 링크가 장애 상태이고 예비 링크가 연결 상태인 경우 예비 링크가 동작 링크로 전환되는 것을 파악할 수 있다. 복수의 장애가 본 발명의 상호 중복된 이중 링크의 링형 구조에서 발생한 경우, 네트워크 사용가능성은 예비 링크로의 전환에 의해 보장되고; 단일 링형 네트워크 구조에서 리던던시 전환 도중 데이터 전달 경로의 변경으로 야기된 일반 데이터의 전송에 의해 요구되는 리디렉션(re-directoin) 시간은 상호 중복된 링크를 전환함으로써 방지되어, 네트워크의 장애 복원 시간이 단축된다.
도 1은 종래의 장애 처리 방법의 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 산업 이더넷 네트워크를 기반으로 한 장애 처리 방법의 흐름도이다.
도 3은 교환 장치들 간의 이중 링크로서 연결된 포트들의 상태의 개략도이다.
도 4는 본 발명에 따른 두 개의 교환 장치들 간의 포트의 연결의 개략도이다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 산업 이더넷 네트워크를 기반으로 한 장애 처리 방법의 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 산업 이더넷 네트워크를 기반으로 한 장애 처리 방법의 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 산업 이더넷 네트워크를 기반으로 한 장애 처리 방법의 흐름도이다.
도 8은 본 발명에 따른 산업 이더넷 네트워크를 기반으로 한 장애 처리 시스템의 구조의 개략도이다.
도 9는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 교환 장치의 블록도이다.
도 10은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 교환 장치의 블록도이다.
본 발명의 핵심은 산업 이더넷 네트워크를 기반으로 한 장애 처리 방법을 제공하는 것이며, 네트워크 내 교환 장치들은 상호 중복된 이중 링크에 의해 연결되며, 동작 링크는 동작 상태에 있고; 예비 링크는 예비 상태에 있고; 네트워크 내 교환 장치들 간의 이중 링크의 연결 상태가 검출되고; 동작 링크가 장애 상태에 있고 예비 링크가 연결 상태에 있는 경우 예비 링크는 동작 링크로 전환된다.
통상의 기술자에게 본 발명의 기술적 해결책을 설명하고, 본 발명의 목적, 특징 및 효과를 분명하게 하기 위해, 본 발명은 이하 첨부된 도면 및 실시예를 참조하여 상세하게 기술될 것이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 산업 이더넷 네트워크를 기반으로 한 장애 처리 방법의 흐름도를 도시한다. 산업 이더넷 네트워크 내 교환 장치들은 상호 중복된 이중 링크에 의해 연결되며, 동작링크는 동작 상태에 있고 예비링크는 예비 상태에 있다.
단계 201: 네트워크 내 교환 장치들 간의 이중 링크의 연결 상태를 검출하는 단계.
링크의 연결 상태는 다음을 포함한다: 링크는 연결 상태이거나, 링크는 장애 상태이거나 또는 링크는 차단 상태이다. 연결 상태에 있는 링크의 포트는 링크의 연결이 IEEE802.3 프로토콜을 기반으로 정상이고, 데이터 교환이 포트를 통해 인접한 교환 장치들 간에 정상적으로 구현될 수 있음을 정의하며; 차단 상태에 있는 링크의 포트는 링크의 연결이 IEEE802.3 프로토콜을 기반으로 장애를 가지고, 어떠한 데이터 교환도 포트를 통해 수행될 수 없음을 정의하며; 장애 상태에 있는 링크의 포트는 링크의 연결이 IEEE802.3 프로토콜을 기반으로 정상이지만, 인접한 교환 장치에 장애가 발생하였기 때문에 어떠한 데이터 교환도 포트를 통해 인접한 교환 장치들 간에 구현될 수 없음을 정의한다.
네트워크 내 교환 장치들 각각은 적어도 네 개의 포트들을 포함하고, 각각 두 개의 포트들을 통해 그에 인접한 교환 장치들로 연결되며; 동일한 링크의 교환 장치의 두 개의 포트들은 동일한 링의 포트들이고, 동일한 교환 장치에 연결된 교환 장치의 두 개의 포트들은 동일한 방향의 포트들이다.
단계 202: 동작 링크가 장애 상태이고 예비 링크가 연결상태인 경우, 예비 링크를 동작 상태로 교환하는 단계.
구체적으로, 교환 장치는 동작 링크를 장애상태로 만드는 장애 포트와 동일한 방향의 포트를 검색하고; 동일한 방향의 포트를 포함하는 예비 링크가 연결 상태인 경우, 동작 링크의 동작 포트의 상태를 금지 상태로 전환하고 예비 링크의 예비 포트의 상태를 동작 포트의 원래 상태로 전환한다. 동작 포트의 원래 상태가 전달 상태인 경우, 예비 포트의 상태는 전달 상태로 전환되고; 동작 포트의 원래 상태가 차단 상태인 경우, 예비 포트의 상태는 차단 상태로 전환된다.
도 3은 본 발명에 따른 이더넷 네트워크의 교환 장치들 간에 이중 링크로서 연결된 포트의 상태의 개략도를 도시한다.
도 3은 이중 링크에 의해 링형 구조로 상호 간에 연결된 교환 장치 A, 교환 장치 B, 교환 장치 C, 교환 장치 D, 교환 장치 E 및 교환 장치 F를 도시한다. 내부 링 링크 상의 모든 장치들의 동일한 링 내의 포트들은 금지 상태이고; 외부 링크 상에서 교환 장치 D를 제외한 다섯 개의 교환 장치들의 동일한 링 내의 포트들은 전달 상태이다. 외부 링의 교환 장치 D의 두 개의 포트들에 대하여, 하나는 전달 상태로 설정되고, 다른 하나는 차단 상태로 설정된다. 따라서, 이러한 설정 방식에서 루프는 형성되지 않아 효율적으로 네트워크 스톰(networking storm)을 방지할 것이며; 대응하는 내부 링 링크의 금지 상태에 있는 모든 포트들은 예비 포트들이며, 그 결과 내부 링 링크는 동작 링크로서 동작하는 외부 링 링크의 예비 링크이다.
본 발명에 따른 이더넷 네트워크의 이중 링크 구조에서, 교환 장치의 초기화 도중, 기결정된 구성에 따라 하나의 링 안의 모든 포트들은 금지 상태로 설정되고, 다른 링 안의 모든 포트들 중 하나는 차단 상태로 설정되고 나머지는 전달 상태로 설정된다. 초기화 도중, 교환 장치의 포트들은 클럭 동기화 및 장치의 구성 기능을 수행하며; 전달 상태에 있는 교환 장치의 포트는 포트를 통해 통과하는 모든 데이터 메시지를 전달하며; 차단 상태에 있는 교환 장치의 포트는 교환 장치들 간에 오직 연결 검출 요청 메시지 및 링크 검출 응답 메시지 만을 송신하고, 임의의 다른 데이터 메시지는 폐기하며; 금지 상태에 있는 교환 장치의 포트는 모든 데이터 메시지를 폐기한다.
도 4는 본 발명에 따른 교환 장치들 간의 포트 연결의 개략도를 도시하며, 교환 장치들 간에 이중 링크로서 연결된 포트의 상태의 개략도와 결합하여 고려된다.
두 개의 교환 장치들은 두 쌍의 상호 중복된 포트들에 의해 상호연결되며, 상호연결된 한 쌍의 포트들은 동작 포트이고, 상호연결된 다른 쌍의 포트들은 예비 포트이다. 장애가 두 교환 장치들 간의 링크에 발생하지 않으면, 교환 장치 각각의 동일한 방향의 포트들 중 동작 포트의 상태는 전달 상태 또는 차단 상태이고, 동일한 방향의 포트들 중 예비 포트는 금지 상태이다. 전달 상태의 포트는 포트의 모든 데이터를 전달할 것이고; 차단상태의 포트는 두 개의 교환 장치들 간에 오직 연결 검출 요청 메시지 및 연결 검출 응답 메시지만을 송신하고, 임의의 다른 데이터 메시지는 폐기하고; 금지 상태의 포트는 어떠한 데이터도 전달하지 않는다. 전달 상태의 포트가 연결 장애를 검출한 경우, 교환 장치의 동작 링크에 장애가 발생하면 교환 장치는 동작 포트를 전환하여 정상적인 데이터 통신을 유지할 수 있다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 산업 이더넷 네트워크를 기반으로 한 장애 처리 방법의 흐름도를 도시하며, 이는 도 3에 도시된 교환 장치의 이중 링크 구조의 개략도와 결합하여 고려된다. 이 실시예는 장애가 오직 동작 링크에 발생하고 예비 링크가 네트워크에서 연결 상태에 있는 경우 장애 처리의 흐름도를 도시한다.
단계 501: 네트워크 장치들 간의 이중 링크의 연결 상태를 검출하는 단계.
본 발명에 따른 산업 이더넷 네트워크의 교환 장치는 동일한 방향의 독립된 쌍의 포트들에 의해 인접한 교환 장치와 중복 연결을 수행하며, 하나의 포트는 동작 포트이고, 다른 포트는 예비 포트이고, 모든 교환 장치들은 순차적으로 연결되어 링 내에서 이중 링크 구조를 형성한다.
이 실시예에서, 장애가 동작 링크에 발생한 경우, 링크 내 포트는 링크의 연결이 IEEE802.3 프로토콜을 기반으로 정상이지만, 인접한 장치에 발생된 장애로 인해 데이터는 이 포트를 통해 인접한 교환 장치와 교환될 수 없음을 정의하고; 예비 링크가 연결 상태이고, 링크 내 포트는 링크의 연결이 IEEE802.3 프로토콜을 기반으로 정상이고, 데이터는 이 포트를 통해 인접한 교환 장치와 정상적으로 교환될 수 있음을 정의한다.
단계 502: 동작 링크가 장애 상태인지 여부를 결정하는 단계, 및 장애 상태인 경우, 단계 503을 실행하는 단계; 장애 상태가 아닌 경우, 단계 505를 실행하는 단계.
단계 503: 교환 장치에 의해, 동작 링크를 장애상태로 만든 장애 포트와 동일한 방향의 포트를 검색하는 단계.
단계 504: 동작 링크 내 동작 포트의 상태를 금지 상태로 전환하는 단계, 예비 링크 내 예비 포트의 상태를 동작 포트의 원래 상태로 전환하는 단계; 및 현재 과정을 종료하는 단계.
동작 포트의 원래 상태가 전달 상태이면, 예비 포트의 상태는 전달 상태로 전환되고; 동작 포트의 원래 상태가 차단 상태이면, 예비 포트의 상태는 차단 상태로 전환된다.
단계 505: 동작 링크의 동작 상태 및 동작 링크 내 포트들의 상태 설정을 유지하는 단계; 및 현재 과정을 종료하는 단계.
도 6은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 산업 이더넷 네트워크를 기반으로 한 장애 처리 방법의 흐름도를 도시하며, 이는 도 3에 도시된 교환 장치의 이중 링크 구조의 개략도와 결합하여 고려된다. 이 실시예는 장애가 네트워크 내 동작 링크에 발생한 경우 예비 링크의 상태를 기반으로 한 장애 처리의 흐름도를 도시한다.
단계 601: 네트워크 장치들 간의 이중 링크의 연결상태를 검출하는 단계.
예비 링크가 연결 상태이면, 링크의 연결은 정상이고 데이터는 이 포트를 통해 인접한 교환 장치와 정상적으로 교환되며; 예비 링크가 차단 상태이면, 링크의 연결은 장애가 있고, 데이터는 이 포트를 통해 다른 교환 장치와 교환될 수 없으며; 예비 링크가 장애 상태이면, 링크의 연결은 정상이지만, 장애가 인접한 장치에 발생되었기 때문에 데이터는 이 포트를 통해 인접한 교환 장치와 교환될 수 없다.
단계 602: 동작 링크에 장애가 있는 경우, 예비 링크의 상태를 결정하는 단계, 상기 예비 링크의 상태가 연결 상태이면, 단계 603을 실행하는 단계; 상기 예비 링크의 상태가 차단 또는 장애 상태이면, 단계 604를 실행하는 단계.
단계 603: 예비 링크를 동작 링크로 전환하는 단계; 및 현재 과정을 종료하는 단계.
교환 장치는 동작 링크를 장애 상태로 만든 장애 포트와 동일한 방향의 포트를 검색하고, 동작 링크의 동작 포트의 상태를 금지 상태로 전환하고 동일한 방향의 포트를 포함한 예비 링크가 연결 상태이면 예비 링크의 예비 포트의 상태를 동작 포트의 원래 상태로 전환한다. 다시 말해, 동작 포트의 원래 상태가 전달 상태이면, 예비 포트의 상태는 전달 상태로 전환되고; 동작 포트의 원래 상태가 차단 상태이면, 예비 포트의 상태는 차단 상태로 전환된다.
단계 604: 예비 링크의 예비 포트의 상태를 유지하는 단계, 및 장애 포트의 상태를 차단 상태로 전환하는 단계.
교환 장치의 동일한 방향의 포트의 링크 연결 상태가 모두 차단 상태인 경우, 링크의 동작 상태는 연결 복원 기술을 통해 네트워크 내 교환 장치에 의해 복원되며, 다시 말해 교환 장치는 포트의 연결 상태가 정상인지 여부를 연속적으로 검출하고, 교환 장치의 동일한 방향의 포트들 중 하나의 연결 상태가 정상인 것으로 검출되면, 교환 장치는 직접적으로 포트를 전달 상태로 설정하며; 연결 상태가 정상인 것으로 검출되지 않으면, 검출은 계속될 것이며; 교환 장치의 동일한 방향의 다른 포트의 연결 상태가 또한 정상인 것으로 검출되면, 교환 장치는 포트를 금지 상태로 설정한다.
단계 605: 네트워크 내 차단 상태에 있는 동작 포트에게 전달 상태로 전환되는 것을 통지하는 단계, 및 현재 과정을 종료하는 단계.
도 7은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 산업 이더넷 네트워크를 기반으로 한 장애 처리 방법의 흐름도를 도시하며, 이는 도 3에 도시된 교환장치의 이중 링크 구조의 개략도와 결합하여 고려된다. 이 실시예는 산업 이더넷 네트워크를 기반으로 한 장애 처리 방법의 상세한 흐름도를 도시한다.
단계 701: 교환 장치의 초기화 도중 기결정된 구성에 따라 이중 링크 내 포트들의 상태를 설정하는 단계 및 클럭 동기화를 수행하는 단계.
단계 702: 네트워크 내 교환 장치들 간의 이중 링크의 연결 상태를 검출하는 단계.
단계 703: 장애가 동작 링크에 발생하는지 여부를 결정하는 단계, 장애가 발생하면, 단계 704를 실행하는 단계; 장애가 발생하지 않으면, 단계 710을 실행하는 단계.
단계 704: 교환 장치에 의해, 장애 타입에 대한 정보 및 발생된 장애의 위치를 포함하는 알람 정보를 멀티캐스트 방식으로 송신하는 단계.
단계 705: 예비 링크의 상태를 결정하는 단계, 예비 링크가 연결 상태인 경우, 단계 706을 실행하는 단계; 및 예비 링크가 장애 또는 차단 상태인 경우, 단계 708을 실행하는 단계.
단계 706: 교환 장치에 의해, 동작 링크를 장애 상태로 만든 장애 포트와 동일한 방향의 포트를 검색하는 단계.
단계 707: 동작 링크 내 동작 포트의 상태를 금지 상태로 전환하는 단계, 예비 링크 내 예비 포트의 상태를 동작 포트의 원래 상태로 전환하는 단계, 및 현재 과정을 종료하는 단계.
단계 708: 예비 링크 내 예비 포트의 상태를 유지하는 단계, 및 장애 포트의 상태를 차단 상태로 전환하는 단계.
단계 709: 네트워크 내 차단상태에 있는 동작 포트에게 전달 상태로의 전환을 통지하는 단계, 및 현재 과정을 종료하는 단계.
단계 710: 동작 링크의 동작 상태 및 동작 링크 내 포트들의 상태 설정을 유지하는 단계; 및 현재 과정을 종료하는 단계.
산업 이더넷 네트워크를 기반으로 한 장애 처리 방법에 대응하여, 본 발명은 산업 이더넷 네트워크를 기반으로 한 장애 처리 시스템을 더 제공한다.
도 8은 본 발명에 따른 산업 이더넷 네트워크를 기반으로 한 장애 처리 시스템의 구조적 개략도를 도시한다. 설명의 편의를 위해, 개략도에는 네 개의 교환 장치들이 도시되며, 다시 말해, 교환 장치(810), 교환 장치(820), 교환 장치(830) 및 교환 장치(840)가 도시된다. 네 개의 교환 장치들은 상호 중복된 이중 링크에 의해 연결되고, 외부 링은 동작 상태에 있는 동작 링크이고, 내부 링은 예비 상태에 있는 예비 링크이다.
상기 시스템 내 교환 장치들 각각은 인접한 교환 장치들 간의 이중 링크의 연결 상태를 검출하도록 구성된 검출 유닛; 동작 링크가 장애 상태이고 예비링크가 연결 상태인 경우, 예비 링크를 동작링크로 전환하도록 구성된 전환 유닛을 포함하며, 상기 전환 유닛은 동작 링크를 장애 상태로 만든 장애 포트와 동일한 방향의 포트를 검색하도록 구성된 검색 유닛, 동일한 방향의 포트를 포함한 예비 링크가 연결 상태인 경우 동작 링크의 동작 포트의 상태를 금지 상태로 전환하고 예비 링크의 예비 포트의 상태를 동작 포트의 원래 상태로 전환하도록 구성된 동작 유닛을 포함한다.
더 나아가, 교환 장치는 장애가 이중 링크 둘 모두에 발생하거나 또는 동작 링크가 장애 상태이고 예비 링크가 차단상태인 경우, 링크 내 예비 포트의 상태를 유지하고 장애 포트의 상태를 차단 상태로 전환하도록 구성된 전환 유닛; 네트워크 내 차단 상태에 있는 동작 포트에게 전달 상태로의 전환을 통지하도록 구성된 통지 유닛; 네트워크 내 교환 장치를 초기화하는 도중 기결정된 구성에 따라 이중 링크 내 포트들의 상태를 설정하고 클럭 동기화를 수행하도록 구성된 설정 유닛; 및 장애가 동작 링크에 발생한 경우 알람 정보를 멀티캐스트 방식으로 송신하도록 구성된 알람 유닛을 포함하며, 상기 알람 정보는 장애 타입에 대한 정보 및 발생된 장애의 위치를 포함한다.
산업 이더넷 네트워크를 기반으로 한 장애 처리 방법 및 시스템에 대응하여, 본 발명은 교환 장치를 더 제공한다.
도 9는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 교환 장치의 블록도를 도시한다.
교환 장치는 검출 유닛(910) 및 전환 유닛(920)을 포함한다.
검출 유닛(910)은 연결된 교환 장치 간의 이중 링크의 연결 상태를 검출하도록 구성되고; 전환 유닛(920)은 동작 링크가 장애 상태이고 예비 링크가 연결 상태인 경우 예비 링크를 동작 링크로 전환하도록 구성된다.
도 10은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 교환 장치를 도시한다.
교환 장치는: 설정 유닛(1010), 검출 유닛(1020), 교환 유닛(1030), 전환 유닛(1040), 통지 유닛(1050) 및 알람 유닛(1060)을 포함한다.
설정 유닛(1010)은 네트워크 내 교환 장치의 초기화 도중 기결정된 구성에 따라 이중 링크 내 포트들의 상태를 설정하고 클럭 동기화를 수행하도록 구성되며; 검출 유닛(1020)은 연결된 교환 장치 간의 이중 링크의 연결 상태를 검출하도록 구성되고; 교환 유닛(1020)은 동작 링크가 장애 상태에 있고 예비 링크가 연결 상태에 있는 경우, 예비 링크를 동작링크로 교환하도록 구성되며; 전환 유닛(1040)은 장애가 이중 링크 둘 모두에 발생하거나 또는 동작링크가 장애상태에 있고 예비 링크가 차단 상태에 있는 경우, 경우 링크 내 예비 포트들의 상태를 유지하고 장애 포트의 상태를 차단 상태로 전환하도록 구성되며; 통지 유닛(1050)은 네트워크 내 차단 상태에 있는 동작 포트에게 전달 상태로의 전환을 통지하도록 구성되며; 알람 유닛(1060)은 장애가 동작 링크에 발생한 경우 알람 정보를 멀티캐스트 방식으로 송신하도록 구성되며, 알람 정보는 장애 타입에 대한 정보 및 발생된 장애의 위치를 포함한다.
교환 유닛(1030)은 동작 링크를 장애상태로 만든 장애 포트와 동일한 방향의 포트를 검색하도록 구성된 검색 유닛(1031); 및 동일한 방향의 포트를 포함한 예비 링크가 연결 상태인 경우 동작 링크 내 동작 포트의 상태를 금지 상태로 전환하고 예비 링크의 예비 포트의 상태를 동작 포트의 원래 상태로 전환하도록 구성된 동작 유닛(1032)을 포함한다.
본 발명의 실시예로부터 파악할 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 상호 중복된 이중 링크의 링형 구조는 다점 장애(multipoint faults)가 네트워크에 발생한 경우 예비 링크로의 교환에 의해 네트워크 사용가능성을 보장할 수 있으며; 단일 링형 네트워크 구조에서 리던던시 교환 도중 데이터 전달 경로의 변경으로 야기된 일반 데이터의 전송에 요구되는 리디렉션 시간이 상호 중복된 링크 내 교환에 의해 방지되며, 그 결과 네트워크 내 장애 복원 시간이 단축된다.
비록 본 발명이 실시예들을 통해 기술되지만, 통상의 기술자는 본 발명이 본 발명의 사상으로부터 분리되지 않은 채 변형 및 변경을 구비할 수 있음을 인식할 것이며, 첨부된 청구범위는 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않은 채 이러한 변형 및 변경을 포함하도록 의도된다.
910: 검출 유닛 920: 교환 유닛
1010: 설정 유닛 1020: 검출 유닛
1030: 교환 유닛 1031: 검색 유닛
1032: 동작 유닛 1040: 전환 유닛
1050: 통지 유닛 1060: 알람 유닛

Claims (15)

  1. 산업 이더넷 네트워크를 기반으로 한 장애 처리 방법에 있어서,
    네트워크 내 교환 장치들은 상호 중복된 이중 링크(mutual redundant double links)에 의해 연결되며, 동작 링크는 동작 상태에 있고, 예비 링크는 예비 상태에 있으며,
    상기 네트워크 내 상기 교환 장치들 간의 상기 이중 링크의 연결 상태를 검출하는 단계; 및
    상기 동작 링크가 장애 상태에 있고 상기 예비 상태가 연결 상태에 있는 경우 상기 예비 링크를 상기 동작 링크로 교환하는 단계;
    를 포함하는 장애 처리 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 링크의 연결 상태는: 연결 상태의 링크, 장애 상태의 링크 또는 차단 상태의 링크를 포함하며;
    상기 교환 장치는 적어도 네 개의 포트들을 포함하고, 각각 두 개의 포트들을 통해 인접한 교환 장치로 연결되며; 동일한 링크 내 상기 교환 장치의 두 개의 포트들은 동일한 링 내의 포트들이고, 동일한 교환 장치에 연결된 상기 교환 장치의 두 개의 포트들은 동일한 방향의 포트들인 장애 처리 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 예비 링크를 상기 동작 링크로 교환하는 단계는:
    상기 교환 장치에 의해, 상기 동작 링크를 상기 장애 상태로 만든 장애 포트와 동일한 방향의 포트를 검색하는 단계; 및
    상기 동일한 방향의 포트를 포함한 상기 예비 링크가 연결 상태인 경우, 상기 동작 링크 내 동작 포트의 상태를 금지 상태로 전환하는 단계 및 상기 예비 링크 내 예비 포트의 상태를 상기 동작 링크의 원래 상태로 전환하는 단계;
    를 포함하는 장애 처리 방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 예비 링크 내 예비 포트의 상태를 상기 동작 포트의 원래 상태로 전환하는 단계는:
    상기 동작 포트의 원래 상태가 전달 상태이고, 상기 예비 포트의 상태가 전달 상태로 전환되는 단계; 또는
    상기 동작 포트의 원래 상태가 차단 상태이고, 상기 예비 포트의 상태가 차단 상태로 전환되는 단계;
    를 포함하는 장애 처리 방법.
  5. 제 2항에 있어서,
    장애가 상기 이중 링크 둘 모두에 발생한 경우 또는 상기 동작 링크가 장애 상태이고 상기 예비 링크가 차단 상태인 경우, 상기 교환 장치에 의해, 상기 예비 링크 내 예비 포트의 상태를 유지하는 단계 및 상기 장애 포트의 상태를 차단 상태로 전환하는 단계; 및
    상기 네트워크 내 차단 상태에 있는 동작 포트에게 전달 상태로의 전환을 통지하는 단계;
    를 더 포함하는 장애 처리 방법.
  6. 제 2항에 있어서,
    상기 네트워크 내 상기 교환 장치가 초기화되는 경우, 기결정된 구성에 따라 상기 이중 링크 내 포트의 상태를 설정하는 단계 및 클럭 동기화를 수행하는 단계를 더 포함하는 장애 처리 방법.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 교환 장치에 의해, 장애가 상기 동작 링크에 발생한 경우 알람 정보를 멀티캐스트 방식으로 송신하는 단계를 더 포함하며, 상기 알람 정보는 장애 타입에 대한 정보 및 발생된 장애의 위치를 포함하는 장애 처리 방법.
  8. 산업 이더넷 네트워크를 기반으로 한 장애 처리 시스템에 있어서,
    상호 중복된 이중 링크에 의해 연결된 복수의 교환 장치들을 포함하며, 동작 링크는 동작 상태에 있고, 예비 링크는 예비 상태에 있으며, 상기 교환 장치는:
    인접한 교환 장치들 간의 상기 이중 링크의 연결 상태를 검출하도록 구성된 검출 유닛; 및
    상기 동작 링크가 장애 상태이고 상기 예비 링크가 연결 상태인 경우, 상기 예비 링크를 상기 동작 링크로 교환하도록 구성된 교환 유닛;
    을 포함하는 장애 처리 시스템.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 교환 유닛은:
    상기 동작 링크를 장애 상태로 만든 장애 포트와 동일한 방향의 포트를 검색하도록 구성된 검색 유닛; 및
    상기 동일한 방향의 포트를 포함한 상기 예비 링크가 연결 상태인 경우, 상기 동작 링크 내 동작 포트의 상태를 금지 상태로 전환하고 상기 예비 링크 내 예비 포트의 상태를 상기 동작 포트의 원래 상태로 전환하도록 구성된 동작 유닛;
    을 포함하는 장애 처리 시스템.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 교환 장치는:
    장애가 상기 이중 링크 둘 모두에 발생한 경우 또는 상기 동작 링크가 장애 상태이고 상기 예비 링크가 차단 상태인 경우, 상기 예비 링크 내 예비 포트의 상태를 유지하고 장애 포트의 상태를 차단 상태로 전환하도록 구성된 전환 유닛; 및
    상기 네트워크 내 차단 상태에 있는 동작 포트에게 전달 상태로의 전환을 통지하도록 구성된 통지 유닛;
    을 더 포함하는 장애 처리 시스템.
  11. 제 8항에 있어서,
    상기 교환 장치는:
    상기 네트워크 내 상기 교환 장치가 초기화되면, 기결정된 구성에 따라 상기 이중 링크 내 포트들의 상태를 설정하고 클럭 동기화를 수행하도록 구성된 설정 유닛; 및
    장애가 상기 동작 링크에 발생하는 경우, 알람 정보를 멀티캐스트 방식으로 송신하도록 구성된 알람 유닛을 더 포함하며, 상기 알람 정보는 장애 타입에 대한 정보 및 발생된 장애의 위치를 포함하는 장애 처리 시스템.
  12. 상호연결된 교환 장치들 간의 이중 링크의 연결 상태를 검출하도록 구성된 검출 유닛; 및
    동작 링크가 장애 상태이고 예비 링크가 연결 상태인 경우, 상기 예비 링크를 상기 동작 링크로 교환하도록 구성된 교환 유닛;
    을 포함하는 교환 장치.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 교환 유닛은:
    상기 동작 링크를 장애 상태로 만든 장애 포트와 동일한 방향의 포트를 검색하도록 구성된 검색 유닛; 및
    상기 동일한 방향의 포트를 포함한 상기 예비 링크가 연결 상태인 경우, 상기 동작 링크 내 동작 포트의 상태를 금지 상태로 전환하고 상기 예비 링크 내 예비 포트의 상태를 상기 동작 포트의 원래 상태로 전환하도록 구성된 동작 유닛;
    을 포함하는 교환 장치.
  14. 제 12항에 있어서,
    장애가 상기 이중 링크 둘 모두에 발생한 경우 또는 상기 동작 링크가 장애 상태이고 상기 예비 링크가 차단 상태인 경우, 상기 예비 링크 내 예비 포트의 상태를 유지하고 장애 포트의 상태를 차단 상태로 전환하도록 구성된 전환 유닛; 및
    상기 네트워크 내 차단 상태에 있는 동작 포트에게 전달 상태로의 전환을 통지하도록 구성된 통지 유닛;
    을 더 포함하는 교환 장치.
  15. 제 12항에 있어서,
    상기 네트워크 내 상기 교환 장치가 초기화되면, 기결정된 구성에 따라 상기 이중 링크 내 포트들의 상태를 설정하고 클럭 동기화를 수행하도록 구성된 설정 유닛; 및
    장애가 상기 동작 링크에 발생한 경우, 알람 정보를 멀티캐스트 방식으로 송신하도록 구성된 알람 유닛을 더 포함하고, 상기 알람 정보는 장애 타입에 대한 정보 및 발생된 장애의 위치를 포함하는 교환 장치.
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