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KR100748087B1 - High speed packet matching device using S.P.I.Switch and its initialization method - Google Patents

High speed packet matching device using S.P.I.Switch and its initialization method Download PDF

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KR100748087B1
KR100748087B1 KR1020050108606A KR20050108606A KR100748087B1 KR 100748087 B1 KR100748087 B1 KR 100748087B1 KR 1020050108606 A KR1020050108606 A KR 1020050108606A KR 20050108606 A KR20050108606 A KR 20050108606A KR 100748087 B1 KR100748087 B1 KR 100748087B1
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framer
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두경환
송광석
김봉태
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한국전자통신연구원
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Abstract

본 발명은 시스템의 실제 처리 트래픽 용량을 높이고 링크 안정화를 구현하기 위해 트래픽 처리 용량 이상의 물리포트를 수용하는 고속 패킷 정합 장치에 관한 것으로서, 물리계층으로부터 인가되는 아날로그 신호를 디지털로 변환하고, 내부 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하여 출력하는 적어도 하나 이상의 트랜시버; 각 물리 계층에 접속되는 프로토콜 종류에 따라 해당 프로토콜 패킷 프레임으로 생성 및 복원 기능을 수행하고 상기 트랜시버에 각각 대응되게 구성되는 적어도 하나 이상의 프레이머; 및 상기 프레이머들로부터 수신되는 패킷을 다중화하고, 가입자로부터 송신되는 패킷을 해당 목적지로 전달하기 위한 경로에 있는 프레이머로 연결하는 물리 계층 입출력 다중화부를 포함하여 구성된다.The present invention relates to a high-speed packet matching device that accommodates more than the traffic processing capacity of the physical port to increase the actual processing traffic capacity of the system and to implement link stabilization, converts the analog signal applied from the physical layer to digital, the internal digital signal At least one transceiver to convert the signal into an analog signal and output the converted signal; At least one framer configured to generate and restore a corresponding protocol packet frame according to a protocol type connected to each physical layer, and to be configured to correspond to the transceiver, respectively; And a physical layer input / output multiplexer for multiplexing the packets received from the framers and connecting the packet transmitted from the subscriber to the framer in the path for delivering the packet transmitted from the subscriber.

SPI, 기가비트, 인터페이스, 물리계층, 패킷 정합, 플랫폼  SPI, Gigabit, Interface, Physical Layer, Packet Matching, Platform

Description

에스.피이.아이(SPI) 스위치를 이용한 고속 패킷 정합 장치 및 그 초기화 방법{High-Speed Packet Interface Apparatus for the oversubscriber using SPI switch and initializing method thereof}High-Speed Packet Interface Apparatus for the oversubscriber using SPI switch and initializing method

도 1은 본 발명이 적용되는 네트워크 시스템의 가입자 보드를 개략적으로 보여주는 블록도이다.1 is a block diagram schematically illustrating a subscriber board of a network system to which the present invention is applied.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고속 패킷 정합 장치에 관한 블록도이다.2 is a block diagram of a fast packet matching apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명을 구현하기 위해 네트워크 시스템의 가입자 보드의 모드 설정과 관련된 기능 블록에 관한 블록도이다.3 is a block diagram of a functional block associated with mode setting of a subscriber board of a network system to implement the present invention.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명** Brief description of symbols for the main parts of the drawings *

100 : 리어 블래이드 110 : 프론트 블래이드100: rear blade 110: front blade

101 : 프레이머 102 : 트랜시버101: Framer 102: Transceiver

103 : SPI 스위치부 104 : 블래이드 타입 선택부103: SPI switch unit 104: blade type selection unit

105 : 클럭 생성부 111 : 패킷 처리 프로세서부105: clock generator 111: packet processing processor

112 : 트래픽 제어부 113 : 스위치 인터페이스부112: traffic control unit 113: switch interface unit

114 : 메인 제어부114: main control unit

본 발명은 패킷 정합 장치 및 그의 초기화 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 ATCA(Advanced Telecom Computing Architecture) 표준 규격을 준수하면서 SPI(System Packet Interface) 스위치 칩을 활용한 패킷 정합 장치 및 그의 초기화 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a packet matching device and an initialization method thereof, and more particularly, to a packet matching device using an SPI (System Packet Interface) switch chip while complying with the Advanced Telecom Computing Architecture (ATCA) standard, and a method for initializing the packet matching device. will be.

지금까지 개발된 패킷 처리 장치는 각각의 회사별로 고유한 규격을 갖는 비표준화된 구조를 갖는 장치로 개발되었다. 그러나 최근의 패킷 처리 장치 제조업체는 네트워크 시스템 기반(플랫폼)을 공통화하여 초기 개발 비용 및 최소한의 인력을 투입하여도 시스템을 구축할 수 있도록 하기 위해 표준화 스펙을 제정하는 방향으로 노력을 기울이고 있다.The packet processing apparatus developed so far has been developed as a device having a non-standardized structure having a unique specification for each company. However, recent packet processing device manufacturers are making efforts to enact standardization specifications in order to make network system infrastructure (platform) common so that the system can be built with initial development cost and minimal manpower.

이와 같은 현상을 반영하듯, 산업체의 표준 단체인 PICMG(PCI Industrial Computer Manufacturers Group) 그룹에 의하여 ATCA(Advanced Telecom Computing Architecture) 권고안이 제안되었다. ATCA 권고안은 시스템 하드웨어 플랫폼 규격을 포함하고 있다. 이 규격은 각 개발 업체들 간의 상호 업무 분담을 통해서 초기 개발 비용을 줄이는 것이 목적이다.Reflecting this phenomenon, the Advanced Telecom Computing Architecture (ATCA) Recommendation was proposed by the PCI Industrial Computer Manufacturers Group (PICMG) Group, an industry standard organization. The ATCA Recommendation contains the system hardware platform specification. This specification aims to reduce initial development costs by sharing the work between developers.

현재까지의 Layer 2(2계층)및 Layer 3(3계층)을 처리하는 이더넷 스위치, 라우터와 같은 패킷 처리 장치는 다수의 물리포트를 가지고 있으며 물리포트의 수는 대부분 스위치 용량이나 패킷 처리 용량에 따라 결정된다.To date, packet processing devices such as Ethernet switches and routers that handle Layer 2 (Layer 2) and Layer 3 (Layer 3) have a large number of physical ports, and the number of physical ports mostly depends on the switch capacity or packet processing capacity. Is determined.

예를 들면 10기가비트급 이더넷 스위치는 10개의 1기가비트 물리 포트를 장착하거나 1개의 10기가비트 물리포트를 장착하고 있다. 1기가비트 미만의 물리포트는 소수의 가입자를 위한 가입자 포트로 사용되므로 링크 장애에 따른 큰 피해는 발생하지 않지만 중대형 라우터나 스위치에 연결되는 10기가비트 급 물리링크는 국간 연결되는 시스템 포트로 사용되기 때문에 링크 장애 발생 시 큰 피해를 줄 수 있다. 이렇게 국간 연결되는 시스템 포트 측에서의 링크 장애 발생과 같이 치명적인 에러가 있는 경우를 대비하기 위해 링크 또는 시스템을 이중화(리던던시)하거나 다른 경로 우회하여 패킷을 전송하는 방법들이 행해지고 있다.For example, a 10 Gigabit Ethernet switch has ten 1 Gigabit physical ports or one 10 Gigabit physical port. Physical ports of less than 1 gigabit are used as subscriber ports for a few subscribers, so there is no significant damage due to link failure, but 10-gigabit physical links to medium and large routers or switches are used as system ports between stations. It can cause great damage in case of failure. In order to prepare for a fatal error such as a link failure in a system port connected between stations, a method of transmitting a packet by duplexing (redundancy) or bypassing another path is performed.

그런데 상기와 같은 구조에서 10기가 트래픽을 처리할 수 있는 시스템을 예를 들면, 보통 하나의 10기가 물리 포트만 장착하고 있어 결국 보드를 이중화하거나 시스템을 이중화해야 한다. 또한 최악의 경우가 아닌 대부분의 운용상의 트래픽 양은 최대값을 기준으로 평균 30~40% 에 불과한 트래픽이 전송되므로 이더넷 스위치나 라우터의 트래픽 처리 용량이 초당 10기가비트라고 해서 단순히 1개의 10기가비트 물리포트를 갖는 것은 시스템을 비효율적으로 운용하고 있는 것이다.However, in the above structure, for example, a system capable of handling 10 gigabytes of traffic, for example, usually has only 10 gigabytes of physical ports, so the board must be duplexed or duplexed. In addition, most of the non-worst operational traffic amounts to 30-40% of average traffic based on the maximum value, so the traffic throughput of an Ethernet switch or router is 10 gigabits per second. Having is inefficiently operating the system.

따라서, 시스템 트래픽을 충분히 소화하면서 시스템 이중화에도 영향을 미치지 않는 유연한 구조의 패킷 정합장치가 요청된다.Accordingly, there is a need for a packet matching device having a flexible structure that sufficiently digests system traffic and does not affect system redundancy.

본 발명은 이와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 시스템 의 실제 처리 트래픽 용량을 높이고 링크 안정화를 구현하기 위해 트래픽 처리 용량 이상의 물리포트를 수용하는 패킷 정합장치 및 그의 초기화 방법을 제공하는데 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a packet matching device and an initialization method for accommodating a physical port larger than the traffic processing capacity in order to increase the actual processing traffic capacity of the system and implement link stabilization. have.

또한, 본 발명의 다른 목적은 단순히 물리포트 이중화를 위한 목적으로 물리포트를 증가시킨 것이 아닌 실제 운용상의 트래픽을 고려하여 두 포트를 다 활용할 수 있는 구조의 패킷 정합장치 및 그의 초기화 방법을 제공하는데 있다.In addition, another object of the present invention is to provide a packet matching device and its initialization method that can utilize both ports in consideration of traffic in actual operation rather than simply increasing the physical port for the purpose of physical port duplication. .

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 에스.피이.아이 스위치를 이용한 고속 패킷 정합 장치는, The high-speed packet matching device using the S.P.E.Switch according to the present invention for achieving this object,

물리계층으로부터 인가되는 아날로그 신호를 디지털로 변환하고, 물리계층으로부터 인가되는 아날로그 신호를 디지털로 변환하고, 내부 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하여 출력하는 적어도 하나 이상의 트랜시버; 각 물리 계층에 접속되는 프로토콜 종류에 따라 해당 프로토콜 패킷 프레임으로 생성 및 복원 기능을 수행하고 상기 트랜시버에 각각 대응되게 구성되는 적어도 하나 이상의 프레이머; SPI(System Packet Interface)를 이용하여 상기 프레이머들로부터 수신되는 패킷을 다중화하고, 가입자로부터 송신되는 패킷을 해당 목적지로 전달하기 위한 경로의 프레이머로 연결하는 물리 계층 입출력 다중화부를 포함하되, 사용자 데이터 링크를 위한 다수의 물리 포트와 운용 관리 및 기타 시스템 제어 링크를 위한 별도의 물리 포트를 제공하여, 운용상의 트래픽에 따라 상기 제공되는 다수의 물리 포트가 상기 물리 계층 입출력 다중화부에 의해 동시에 사용되도록 하는 것을 특징으로 한다.At least one transceiver for converting an analog signal applied from the physical layer into digital, converting an analog signal applied from the physical layer into digital, and converting an internal digital signal into an analog signal and outputting the analog signal; At least one framer configured to generate and restore a corresponding protocol packet frame according to a protocol type connected to each physical layer, and to be configured to correspond to the transceiver, respectively; A physical layer I / O multiplexer for multiplexing packets received from the framers using a system packet interface (SPI) and connecting the packet transmitted from the subscriber to a framer in a path for delivering the packet to a corresponding destination, wherein the user data link By providing a plurality of physical ports and separate physical ports for operation management and other system control link, so that the provided multiple physical ports are used simultaneously by the physical layer input and output multiplexer according to the operational traffic. It is done.

삭제delete

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 사용자 데이터 링크를 위한 물리포트는 사용자에 의해 설정된 하드웨어 형상의 변경 없이 이더넷 프레임을 전송한다.In one embodiment of the invention, the physical port for the user data link transmits an Ethernet frame without changing the hardware shape set by the user.

본 발명의 일 실시형태에서, 상기한 패킷 정합 장치는 프레이머가 처리할 수 있는 모드를 정하기 위해 블래이드 타입선택부를 더 포함할 수 있고, 나아가 각 물리계층 프로토콜 종류에 따른 전송속도를 조절하기 위한 시스템 클럭 생성부를 더 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the packet matching device may further include a blade type selector to determine a mode that the framer can process, and furthermore, a system clock for adjusting the transmission rate according to each physical layer protocol type. It may further include a generator.

또한, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 에스.피이.아이 스위치를 이용한 고속 패킷 정합 장치의 초기화 방법은,In addition, the initialization method of the high-speed packet matching device using the S.P.eye switch according to the present invention for achieving the above object,

사용자 데이터 링크를 위한 다수의 물리 포트와 운용 관리 및 기타 시스템 제어 링크를 위한 별도의 물리 포트를 구성하는 단계; 미리 정해진 약속에 의해 프레이머가 처리할 수 있는 모드를 정하기 위해 블래이드 타입선택부를 이용하여 모드를 선택하는 단계; 모드가 선택되면, 프로토콜 종류 별로 각 물리계층의 트랜시버 및 프레이머를 초기화하는 단계; 각 물리계층의 프로토콜 및 전송속도에 대응하는 시스템 클럭을 설정하는 단계; 운용상의 트래픽에 따라 상기 구성되는 다수의 물리 포트를 동시에 사용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.Configuring a plurality of physical ports for the user data link and separate physical ports for operational management and other system control links; Selecting a mode using a blade type selector to determine a mode that the framer can process by a predetermined appointment; If a mode is selected, initializing transceivers and framers of each physical layer for each protocol type; Setting a system clock corresponding to a protocol and a transmission rate of each physical layer; And simultaneously using the plurality of physical ports configured according to operational traffic.

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 트랜시버 및 프레이머 초기화 단계에서, 별도의 하드웨어 변경없이 해당 프로토콜 프레임으로 변환하도록 설정된다.In one embodiment of the present invention, in the transceiver and framer initialization step, it is set to convert to the corresponding protocol frame without any hardware change.

이하 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이때, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, 실시예의 설명에 있어서, 이해의 편의를 돕기 위하 여 동일한 구성요소에 대해서는 다른 도면에 도시되어 있더라도 동일한 부호를 부여하였다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In this case, detailed descriptions of well-known functions and configurations that may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention will be omitted. In addition, in the description of the embodiments, the same components are designated by the same reference numerals for the convenience of understanding, even if shown in different drawings.

본 발명에서 가입자 보드 구조는 ATCA 기반으로 제작되며, 프론트(Front) 블래이드와 RTM(Rear Transition Module) 블래이드로 나뉜다. 프론트(Front) 블래이드에는 패킷의 룩업, 포워딩 및 트래픽 제어 등에 대한 중요한 기능을 담고 있으며, RTM 블래이드는 접속되는 링크 프로토콜에 따라 각각 이더넷, SONET, ATM 등의 링크가 구현될 수 있도록 설계하고 모든 RTM 블래이드는 프론트 블래이드와 동일한 인터페이스를 갖도록 구현한다.In the present invention, the subscriber board structure is manufactured based on ATCA, and is divided into a front blade and a rear transition module (RTM) blade. The front blade contains important functions for packet lookup, forwarding, and traffic control.The RTM blade is designed to implement links such as Ethernet, SONET, ATM, etc., depending on the link protocol to be connected, and all RTM blades. Implements the same interface as the front blade.

가입자 보드는 초당 10기가비트 트래픽을 처리할 수 있도록 설계하므로 프론트 블래이드로 입력 또는 출력되는 트래픽은 최대 10기가비트를 넘지 않는다. SPI 스위치를 사용하여 사용자 데이터 링크인 10기가비트 링크 2개와 운용 관리 및 기타 시스템 제어 링크로 사용되는 1기가 링크 2개를 다중화한다. 이때 10기가 물리포트는 사용자에 의해 설정된 하드웨어 형상의 변경없이 POS(Packet over SONET/SDH) 또는 이더넷 프레임을 처리할 수 있다.Subscriber boards are designed to handle 10 Gigabit per second traffic, so the traffic to or from the front blade does not exceed 10 Gigabit. SPI switches are used to multiplex two 10 Gigabit links, which are user data links, and two 1 Gigabit links, which are used for operational management and other system control links. In this case, the 10 Gigabit physical port may process a packet over SONET / SDH or Ethernet frame without changing a hardware configuration set by a user.

2개의 10기가 물리링크는 다중화에 의해 처리되므로 두 물리포트에서 유입되는 트래픽이 10기가를 넘지 않는다면 물리링크 각각에 대한 트래픽의 제한은 없다. 단지 두 물리링크의 트래픽 합이 10기가를 넘게 되면 SPI 스위치에서 두 물리링크에 동일한 비율로 넘치는 패킷을 폐기한다.Since two 10 Gigabit physical links are processed by multiplexing, there is no restriction on the traffic for each physical link unless the traffic coming from the two physical ports exceeds 10 Gigabit. If the sum of traffic of only two physical links exceeds 10 gigabytes, the SPI switch discards packets that overflow at the same rate on both physical links.

이하 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명이 적용되는 네트워크 시스템의 가입자 보드를 개략적으로 보여주는 블록도이다. 본 발명에 적용되는 네트워크 시스템의 가입자 보드는 PICMG에 의하여 제안된 ATCA 규격을 만족하도록 제작된 경우를 예로 들어 설명하기로 한다. 도 1을 참조하면, 가입자보드는 I/O(Input/Output) 구조 측면에서 업링크에 해당하는 전방 블래이드(프론트 블래이드)(110)와 다운 링크에 해당하는 리어측 RTM(Rear Transition Module) 블래이드(100)로 구분된다.1 is a block diagram schematically illustrating a subscriber board of a network system to which the present invention is applied. The subscriber board of the network system to which the present invention is applied will be described by taking an example in which the subscriber board is manufactured to satisfy the ATCA standard proposed by PICMG. Referring to FIG. 1, the subscriber board includes a front blade (front blade) 110 corresponding to an uplink and a rear side rear transition module (RTM) blade corresponding to a downlink in terms of an input / output (I / O) structure. 100).

프론트 블래이드(110)는 패킷 룩업 및 편집을 수행하는 패킷처리 프로세서부(111), 전체적인 트래픽을 제어하는 트래픽 제어부(112), 스위치 패브릭 정합 소자인 스위치 인터페이스부(113), 그리고 Front 블래이드(110)와 RTM 블래이드(100)를 제어하는 메인 제어부(114)를 포함한다. RTM 블래이드(100)는 주로 물리계층을 처리하도록 설계되며, 구현하고자 하는 POS, ATM, 이더넷(Ethernet) 등과 같은 링크 타입에 따라 프론트 블래이드(110)와 정합될 수 있는 구조로 제작할 수 있다.The front blade 110 includes a packet processing processor 111 for performing packet lookup and editing, a traffic controller 112 for controlling overall traffic, a switch interface unit 113 that is a switch fabric matching element, and a front blade 110. And a main controller 114 for controlling the RTM blade 100. The RTM blade 100 is mainly designed to process a physical layer, and may be manufactured in a structure that can be matched with the front blade 110 according to a link type such as POS, ATM, Ethernet, and the like.

상기 RTM 블래이드(100)는 물리 계층의 아날로그 신호에서 디지털 신호를 복원하는 n개의 트랜시버들(102a~102n)과 각 물리계층 매체에 적합한 패킷 프레임 생성 및 복원 등의 기능을 수행하는 프레이머(framer)(101)로 구성된다. The RTM blade 100 includes n transceivers 102a to 102n for restoring a digital signal from an analog signal of a physical layer and a framer for generating and restoring a packet frame suitable for each physical layer medium ( 101).

보통 트랜시버는 송신기(transmitter)와 수신기(receiver)를 하나의 패키지에 통합한 형태를 통칭하며, 주로 이동통신 단말 장치들과 네트워크 시스템에서 아날로그 신호와 디지털 신호를 송수신하는 역할을 담당한다.Generally, a transceiver is a type in which a transmitter and a receiver are integrated into a single package, and are mainly responsible for transmitting and receiving analog signals and digital signals in mobile communication terminal devices and a network system.

상기와 같은 기본 구성을 갖는 가입자 보드 측의 패킷 정합장치에 대한 실예를 들어 설명하기로 한다.An example of a packet matching device on the subscriber board side having the basic configuration as described above will be described.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고속 패킷 정합 장치에 관한 블록도이다. 도 2를 참조하면 가입자 보드 내 RTM 블래이드(100)에 SPI 스위치부(103)를 채용하고, 이 SPI 스위치(103)에 다수개의 물리 포트 수를 트래픽 수용에 적합한 숫자만큼 확장하여 연결할 수 있다. 본 발명에서는 초당 10기가비트 트래픽을 처리하고 SPI 스위치를 사용하여 사용자 데이터 링크인 10기가비트 링크 2개와 운용 관리 및 기타 시스템 제어 링크로 사용되는 1기가 링크 2개를 다중화하는 것을 모델로 제시하여 설명하기로 한다. 2 is a block diagram of a fast packet matching apparatus according to a preferred embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2, the SPI switch unit 103 may be employed in the RTM blade 100 in the subscriber board, and the number of physical ports may be extended and connected to the SPI switch 103 by a number suitable for accepting traffic. In the present invention, a 10 Gigabit traffic per second is processed, and the SPI switch is used to model and describe two multiplexed Gigabit links, which are user data links, and two Gigabit links, which are used for operation management and other system control links. do.

SPI 스위치부(103)는 여러 개의 SPI 인터페이스를 가지면서 각 SPI 인터페이스에 연결되어 있는 소자들 사이에서 고속으로 패킷들을 교환한다. SPI 스위치부(103)는 4개의 동일한 SPI 인터페이스를 가지고 있으며 각각의 인터페이스는 10Gbps 전송 능력을 가지게 된다. 하나의 SPI 인터페이스는 프론트 블래이드(110)와 연결되고 나머지 인터페이스는 RTM 블래이드(100)측의 각각의 칩에 정합된다. 두 개의 프레이머 즉 제 1프레이머 및 제 2 프레이머(101a, 101b)와 트랜시버(102a, 102b)는 10기가비트 이더넷(LAN/WAN) 또는 OC-192 POS 프레임을 처리할 수 있으며 나머지 제 3프레이머(101c)와 트랜시버(102c)는 10/100/1000Base-T 코퍼(구리) 또는 1000Base-X 광 모듈을 수용할 수 있다. 따라서 트랜시버(102c)는 2포트의 기가비트 이더넷 링크를 어그리게이션(aggregation)한다.The SPI switch unit 103 has a plurality of SPI interfaces and exchanges packets at high speed between devices connected to each SPI interface. The SPI switch unit 103 has four identical SPI interfaces and each interface has a 10Gbps transmission capability. One SPI interface is connected to the front blade 110 and the other interface is matched to each chip on the RTM blade 100 side. Two framers, namely the first and second framers 101a and 101b and the transceivers 102a and 102b, can handle 10 Gigabit Ethernet (LAN / WAN) or OC-192 POS frames and the remaining third framer 101c. The transceiver 102c may accommodate 10/100 / 1000Base-T copper (copper) or 1000Base-X optical modules. The transceiver 102c thus aggregates the two port Gigabit Ethernet link.

제 1 트랜시버(102a)와 제 2 트랜시버(102b)는 사용자 데이터 채널로 사용하고 제 3 트랜시버(102c)는 2포트의 기가링크로서 시스템 운용상에 필요한 제어 채널로 사용할 수 있다. 따라서 물리포트 용량으로만 볼 때 10기가 2 포트와 1기가 2포트를 합하여 최대 22기가 트래픽을 수용할 수 있다. 4개의 물리포트에서 입력되는 트래픽 양이 10기가비트를 넘지 않는다면 4개의 포트는 필요에 따라 적절히 활용 가능하다.The first transceiver 102a and the second transceiver 102b may be used as user data channels, and the third transceiver 102c may be used as a control channel required for system operation as a two-port gigalink. As a result, only 10 gigabyte and two gigabit ports can be combined to accommodate up to 22 gigabytes of traffic. If the traffic input from the four physical ports does not exceed 10 gigabit, the four ports can be utilized as needed.

각 트랜시버에서 프론트 블래이드로 향하는 상향 트래픽은 각 트랜시버를 통해 각 프레이머를 거처 SPI(System packet Interface) 스위치로 오게 되며 SPI 스위치는 트래픽을 다중화하여 하나의 SPI 인터페이스를 통해 프론트 블래이드로 전송한다. 프론트 블래이드에서 트랜시버로 향하는 하향 트래픽은 SPI 스위치에서 원하는 프레이머로 입력되어 특정 트랜시버를 통해 물리 포트로 출력된다.The upstream traffic from each transceiver to the front blade is routed through each transceiver to each framer to a system packet interface (SPI) switch, which multiplexes the traffic and forwards it to the front blade through a single SPI interface. Downstream traffic from the front blade to the transceiver enters the desired framer from the SPI switch and is output through the specific transceiver to the physical port.

10기가비트 프레이머부들(102a,102b)은 OC-192 SONET 또는 10GBase-R 이더넷을 처리할 수 있다.The 10 Gigabit framer portions 102a and 102b may handle OC-192 SONET or 10GBase-R Ethernet.

이하, 상기와 같이 구성된 상태에서 운영자가 가입자 보드를 초기화하는 과정에 관하여 설명하기로 한다.Hereinafter, a process of initializing the subscriber board in the state configured as described above will be described.

도 3은 본 발명을 구현하기 위해 네트워크 시스템의 가입자 보드의 모드 설정과 관련된 기능 블록에 관한 블록도이다. 도 3을 참조하면, 사용자는 미리 정해진 약속에 의해 프레이머가 처리할 수 있는 모드를 정하기 위해 블래이드 타입선택부(104)에 원하는 모드에 해당하는 값을 선택한다. 이 값이 정해지면 프론트 블래 이드(110)는 처음 초기화시 블래이드 타입선택부(104)로부터 정보를 입력받아 POS 또는 이더넷 모드에 맞게 초기화한다. 10기가비트 이더넷 LAN 인 경우에는 전송 속도가 10.3125Gbps 인 반면 10기가비트 이더넷 WAN 또는 OC-192 POS 인 경우에는 전송 속도가 9.95328Gbps이다. 따라서 사용되는 시스템 클럭이 다르게 공급되어야 한다. 클럭생성부(105)는 블래이드 타입선택부(104)에서 선택된 모드에 따라 필요한 클럭을 자동으로 생성하도록 구현함으로써 별도의 하드웨어 변경없이 10기가비트 이더넷 LAN, WAN 또는 OC-192 POS 프레임을 자동으로 선택하여 처리할 수 있도록 한다. 이것은 운용중에 능동적으로 변경될 수 없으므로 반드시 초기화시 선택되어야 한다.3 is a block diagram of a functional block associated with mode setting of a subscriber board of a network system to implement the present invention. Referring to FIG. 3, the user selects a value corresponding to a desired mode in the blade type selector 104 to determine a mode that the framer can process according to a predetermined appointment. When the value is determined, the front blade 110 receives information from the blade type selection unit 104 at the initial initialization and initializes it for POS or Ethernet mode. For 10 Gigabit Ethernet LANs, the transfer rate is 10.3125 Gbps, whereas for 10 Gigabit Ethernet WAN or OC-192 POS, the transfer rate is 9.95328 Gbps. Therefore, the system clock used must be supplied differently. The clock generator 105 automatically generates a required clock according to the mode selected by the blade type selector 104 to automatically select a 10 Gigabit Ethernet LAN, WAN, or OC-192 POS frame without any hardware change. To be handled. This cannot be changed actively during operation and must be selected at initialization.

따라서 본 발명과 같이 3개의 SPI-4 포트를 갖춘 고속 패킷 정합 장치는 점대점(point to point) SPI-4 인터페이스 표준을 이용하며, 라우터, 코어 스위치, VPN 방어벽을 포함한 코어/메트로/에지 기반 네트워킹 시장의 다양한 인터커넥트 문제를 해결해준다. 아울러 본 발명에 따른 고속 패킷 정합 장치는 네트워크 프로세서 유닛(NPU), 코프로세서, 트래픽 관리자, 멀티기가비트 프레이머, 물리 인터페이스(PHY), 스위치 패브릭 인터페이스 장치 같은 다중의 SPI-4 네트워크 하드웨어 장치의 유연한 연결을 위한 다중 포인트 커넥션의 아키텍처 유연성을 제공한다.Therefore, the high-speed packet matching device with three SPI-4 ports as in the present invention utilizes a point-to-point SPI-4 interface standard and core / metro / edge-based networking including routers, core switches, and VPN firewalls. It solves various interconnection problems in the market. In addition, the high-speed packet matching device according to the present invention provides a flexible connection of multiple SPI-4 network hardware devices such as a network processor unit (NPU), a coprocessor, a traffic manager, a multigigabit framer, a physical interface (PHY), and a switch fabric interface device. Provides architectural flexibility for multiple point connections.

이상 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변 경시켜 실시할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 앞으로의 실시예들의 변경은 본 발명의 기술을 벗어날 수 없을 것이다.Although the present invention has been described above with reference to its preferred embodiments, those skilled in the art will variously modify the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the claims below. And it will be understood that changes can be made. Accordingly, modifications to future embodiments of the present invention will not depart from the technology of the present invention.

이상 설명한 바와 같이, 종래에는 기존의 패킷 정합 장치처럼 이더넷, POS 프레임에 따라 각각 별도의 패킷 정합 장치를 개발하였는데, 이러한 경우 시스템의 초기 개발 비용 및 개발 기간이 증가할 뿐만 아니라, 성능 대비 가격 경쟁력이 있는 시스템을 개발할 수가 없다. 본 발명에 따르면 다양한 응용 서비스를 제공할 수 있도록 범용성을 가지면서 포트수의 확장을 통해 시스템의 효용성이 증대되며, 링크 이중화를 통한 망 관리를 좀더 효율적으로 할 수 있게 된다.As described above, in the related art, a separate packet matching device has been developed according to Ethernet and POS frames as in the conventional packet matching device. In this case, the initial development cost and development period of the system are not only increased, but also the price competitiveness of the performance is high. I can't develop an existing system. According to the present invention, the utility of the system is increased through the expansion of the number of ports while providing versatility to provide various application services, and network management through link duplication can be more efficiently performed.

또한, 별도의 제어 채널을 두어 시스템을 증축하거나 데이터 채널의 이상유무를 관리할 수 있어서 시스템의 가용성이 증대될 수 있다. 예를 들면 실제 운용 상에 물리포트 당 트래픽 양이 최대 4기가를 넘지 않는다면 하나의 라인카드에 2개의 물리포트를 수용하더라도 8기가를 넘지 않기 때문에 물리포트 2개를 사용한다고 하더라도 문제가 되지 않는다. 두 개의 포트는 구현상에 제한이 없으므로 두 포트의 트래픽 양이 10기가비트를 넘지 않는다면 얼마든지 두 포트를 동시에 활용할 수 있다. 그러므로 링크 이중화에 활용되거나 시스템 부하 분산 시스템을 연결시 활용가치가 높다.In addition, by providing a separate control channel to expand the system or to manage the presence or absence of data channels can increase the availability of the system. For example, if the amount of traffic per physical port does not exceed 4 gigabytes in actual operation, even if two physical ports are accommodated in one line card, it does not matter even if two physical ports are used. The two ports have no implementation limitations, so you can use both ports simultaneously as long as the traffic on both ports is no more than 10 gigabits. Therefore, it is highly useful in link redundancy or connecting system load balancing system.

Claims (8)

물리계층으로부터 인가되는 아날로그 신호를 디지털로 변환하고, 내부 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하여 출력하는 적어도 하나 이상의 트랜시버;At least one transceiver for converting an analog signal applied from a physical layer into a digital signal and converting an internal digital signal into an analog signal and outputting the analog signal; 각 물리 계층에 접속되는 프로토콜 종류에 따라 해당 프로토콜 패킷 프레임으로 생성 및 복원 기능을 수행하고 상기 트랜시버에 각각 대응되게 구성되는 적어도 하나 이상의 프레이머; 및At least one framer configured to generate and restore a corresponding protocol packet frame according to a protocol type connected to each physical layer, and to be configured to correspond to the transceiver, respectively; And SPI(System Packet Interface)를 이용하여 상기 프레이머들로부터 수신되는 패킷을 다중화하고, 가입자로부터 송신되는 패킷을 해당 목적지로 전달하기 위한 경로의 프레이머로 연결하는 물리 계층 입출력 다중화부를 포함하되,It includes a physical layer input and output multiplexer for multiplexing the packets received from the framers using a System Packet Interface (SPI), and connects the packets transmitted from the subscriber to the framer in the path for delivering the packets to the corresponding destination, 사용자 데이터 링크를 위한 다수의 물리 포트와 운용 관리 및 기타 시스템 제어 링크를 위한 별도의 물리 포트를 제공하여, 운용상의 트래픽에 따라 상기 제공되는 다수의 물리 포트가 상기 물리 계층 입출력 다중화부에 의해 동시에 사용되도록 하는 것을 특징으로 하는 에스.피이.아이 스위치를 이용한 고속 패킷 정합 장치.Provides multiple physical ports for user data links and separate physical ports for operational management and other system control links, so that the provided multiple physical ports are simultaneously used by the physical layer I / O multiplexer according to operational traffic A high speed packet matching device using an S.P.E.Switch, characterized in that. 삭제delete 삭제delete 제 1항에 있어서, 상기 사용자 데이터 링크를 위한 물리포트는,The method of claim 1, wherein the physical port for the user data link, 사용자에 의해 설정된 하드웨어 형상의 변경 없이 이더넷 프레임을 전송함을 특징으로 하는 에스.피이.아이 스위치를 이용한 고속 패킷 정합 장치.A fast packet matching device using an S.P.E.Switch, characterized by transmitting an Ethernet frame without changing a hardware configuration set by a user. 제 1항에 있어서, 상기 패킷 정합 장치는,The apparatus of claim 1, wherein the packet matching device is 프레이머가 처리할 수 있는 모드를 정하기 위해 블래이드 타입선택부를 더 포함함을 특징으로 하는 에스.피이.아이 스위치를 이용한 고속 패킷 정합 장치.A fast packet matching device using an S.P.E.Switch, characterized by further comprising a blade type selector to determine a mode that the framer can process. 제 1항에 있어서, 상기 패킷 정합 장치는,The apparatus of claim 1, wherein the packet matching device is 각 물리계층 프로토콜 종류에 따른 전송속도를 조절하기 위한 시스템 클럭 생성부를 더 포함함을 특징으로 하는 에스.피이.아이 스위치를 이용한 고속 패킷 정합 장치.A high speed packet matching device using an S.P.E.Switch, further comprising a system clock generating unit for adjusting a transmission rate according to each physical layer protocol type. 사용자 데이터 링크를 위한 다수의 물리 포트와 운용 관리 및 기타 시스템 제어 링크를 위한 별도의 물리 포트를 구성하는 단계;Configuring a plurality of physical ports for the user data link and separate physical ports for operational management and other system control links; 미리 정해진 약속에 의해 프레이머가 처리할 수 있는 모드를 정하기 위해 블래이드 타입선택부를 이용하여 모드를 선택하는 단계;Selecting a mode using a blade type selector to determine a mode that the framer can process by a predetermined appointment; 모드가 선택되면, 프로토콜 종류 별로 각 물리계층의 트랜시버 및 프레이머를 초기화하는 단계; If a mode is selected, initializing transceivers and framers of each physical layer for each protocol type; 각 물리계층의 프로토콜 및 전송속도에 대응하는 시스템 클럭을 설정하는 단계; 및Setting a system clock corresponding to a protocol and a transmission rate of each physical layer; And 운용상의 트래픽에 따라 상기 구성되는 다수의 물리 포트를 동시에 사용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 에스.피이.아이 스위치를 이용한 고속 패킷 정합 장치의 초기화 방법.And using a plurality of physical ports configured according to operational traffic at the same time. 제 7항에 있어서, 상기 트랜시버 및 프레이머 초기화 단계에서,8. The method of claim 7, wherein in the transceiver and framer initialization steps: 별도의 하드웨어 변경없이 해당 프로토콜 프레임으로 변환하도록 설정됨을 특징으로 하는 에스.피이.아이 스위치를 이용한 고속 패킷 정합 장치의 초기화 방법.Initialization method of a high speed packet matching device using an S.P.I.Switch, characterized in that configured to convert to a corresponding protocol frame without additional hardware change.
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