[국가R&D연구보고서]네트워크 프로세서 기반의 이더넷 스위치 개발 Development on Gigabit Ethernet Switch By Network processor원문보기
보고서 정보
주관연구기관
(주)다산네트웍스
연구책임자
이원식
보고서유형
최종보고서
발행국가
대한민국
언어
한국어
발행년월
2005-09
과제시작연도
2004
주관부처
정보통신부
과제관리전문기관
정보통신연구진흥원 Institute for Information Technology Advancement
등록번호
TRKO201100000685
과제고유번호
1440002259
사업명
정보통신산업기술개발(기금)
DB 구축일자
2013-04-18
초록▼
가. 기술개발 내용 (1) 기술개발 내용 (가) 효율적 관리 시스템 개발 효율적인 망관리를 위하여 DHCP Server 및 Relay 기능을 이용하여 시스템 관리를 효과적으로 구현. 내부적으로는 여러개의 관리 단위가 있으나 이들이 상호 연동됨으로써 관리자에게는 하나의 단위로 인식되는 것이다. 이를 구현함에 있어서 관리 단위들 간의 신뢰성 있는 통신방식을 구현하는 것은 시스템 전체의 안정성을 확보하기 위해서 가장 기본적이면서도 심각한 관심사이다. 과거의 여러시스템에서는 시스템을 개발하는 회사에서 독자적으로 통신 방법을
가. 기술개발 내용 (1) 기술개발 내용 (가) 효율적 관리 시스템 개발 효율적인 망관리를 위하여 DHCP Server 및 Relay 기능을 이용하여 시스템 관리를 효과적으로 구현. 내부적으로는 여러개의 관리 단위가 있으나 이들이 상호 연동됨으로써 관리자에게는 하나의 단위로 인식되는 것이다. 이를 구현함에 있어서 관리 단위들 간의 신뢰성 있는 통신방식을 구현하는 것은 시스템 전체의 안정성을 확보하기 위해서 가장 기본적이면서도 심각한 관심사이다. 과거의 여러시스템에서는 시스템을 개발하는 회사에서 독자적으로 통신 방법을 구현하거나 예약된사설 IP 를 내부 시스템에 부여하여 TCP/UDP/IP 통신을 하였다. 독자적 통신 방법은 보통 실전 경험 부재로 신뢰성이 확보되지 못하는 경우가 많으며, 사설 IP 를 사용하는 경우에는 외부의 사설 IP 영역과 중복될 가능성이 상존하여 현장에서 문제를 일으킬 수 있다. 본 프로젝트를 통해 구현될 방식은 IP 영역 중에서 시스템 내부용으로 사용 하도록 예약되어 있는 루프백 주소를 보드들간의 통신에 활용함으로써 후자의 단점을 극복하게 된다. 이의 구현을 위해서는 표준 TCP/IP 스택의 수정이 필요하며, 동일 스택을 IPC 와 userdata 처리에 같이 활용함으로써 발생할 여러 가지 문제점들에 대한 보완도 진행되어야 한다. (나) 가상드라이버를 이용한 분산처리 시스템 개발 가상드라이버를 이용함으로써 분산 처리 시스템에서 통합 관리의 완성도를 높임 Linux 상의 여러 응용 프로그램들은 OS 에서 제공하는 서비스를 활용하면서 동작한다. 또한, 이들은 일반적으로 분산 시스템을 고려하지 않고 제작되기 때문에 샤시형 시스템에서는 여러 부분의 수정이 필요하다. 본 프로젝트에서는 이러한 문제점을 극복하기 위해서 커널 수준에서 가상드라이버를 구현하여 실제로는 분산시스템임에도 불구하고 응용 프로그램 수준에서는 단일 시스템으로 인식하도록 구현하고자 한다. 이를 위해서 커널 수준의 IPC 방법론이 확보되어야 하며, 응용 프로그램 영역에서 주고 받은 상태들을 다시 커널에 반영하는 기법도 필요하다. 초기 드라이버 개발에는 어려움이 있을것으로 예상되나, 궁극적으로는 개발의 효율성을 극대화 할 수 있는 방법으로 판단된다. (다) 802.1p 기술 개발 802.1p priority field 에 color marking 을 함으로써 QinQ 를 활용한 L2 VPN 구현 시에도 congestion notification 이 가능함. 이더넷 기반의 패킷망은 가상 회로 기반의 전송망 또는 FrameRelay/ATM 망과는 달리 SLA 를 고려하지 않은 상태에서 발전되어 왔다. 최근 MEF 등을 통해 이더넷을 WAN 기술에 접목시키는 과정에서 이 문제점을 보완하기 위한 연구가 진행되어 왔다. 이더넷 망상에서 IP 망이 운영되는 경우에는 DSCP(Diff Serv Code Point)를 통해 class 정보를 실어 보내고, congestion 정보까지 표시함으로써 congestion 이 심각한 상황에서 어떤 패킷을 우선적으로 처리해야 할지 판단하는 기법이 연구되어 왔다. 그러나, MPLS 의 현장 적용이 지연되고 있는 상황에서 대안으로 부상하고 있는 QinQ 기술에서는 DSCP 를 통한 연동기법이 적용될 수 없다. L2 VPN 에서는 기본적으로 L3 packet 이 어떤 프로토콜인지에 대한 가정이 있을 수 없기 때문이다. 이에 따라 이런 정보를 802.1p priority field 에 표시하는 기법이 필요하다. 이중 congestion 정보를 metering 을 통해 동적으로 표시하는 기법은 SLA 구현을 위해 필수적인 기능으로 판단되는데, 본 프로젝트를 통해 정보를 표시하고, 이를 기반으로 우선 위를 판단하여 연동하는 기법이 적용됐다. (2) 확보기술 내용 (가) 자체개발 기술 - 관리 및 라우팅 프로토콜 소프트웨어 이중화 기술 - hitless restart 를 지원하는 라우팅 프로토콜 기술 - L2VPN 지원을 위한 MPLS 기술 - Q-in-Q stacked VLAN 기술 - Configuration rollback 을 지원하는 케리어급 운용 소프트웨어 기술 - Guaranteed bandwidth/Maximum bandwidth 를 지원하는 대역폭 통제 기술 - 유연한 classifier 에 기반한 QoS 기술 - Scalable multiple spanning tree protocol (MSTP) 기술 - 50ms 이하의 fast fail-over 기술 - 대용량 멀티케스트 트래픽 처리 기술 - IPv4/IPv6 듀얼 스택 기술 (나) 기존기술 활용 - 기능성능 신뢰성 시험: 실제 필드 적용 겸험 활용 - ASIC 기반의 스위치 칩셋 이용 : L2/L3 packet 포워딩 - 802.3ae 및 IEEE 의 이더넷 표준안 준수 - RFC compliance: BGP4/OSPF/RIP, IP Multicasting, Security, SNMP/MIB - 확장 가능한 scalibility 구현 - CORBA north-bound 를 지원하는 EMS 기술
Abstract▼
A. Contents of Technology Development (1) Contents of Technology Development (A) Development of single management system using loop back address The communication of several management media of internal system is reliably realized by using the loop back address. There are several management
A. Contents of Technology Development (1) Contents of Technology Development (A) Development of single management system using loop back address The communication of several management media of internal system is reliably realized by using the loop back address. There are several management units internally, but for manager, it is recognized as a single unit by interlocking system. Realizing the reliable communication method between the management units would be the most fundamental and yet serious interests to secure the stability of the entire system. In the past systems, the company to develop the system would realize the independent communication method or grant the reserved private IP to the internal system to make the TCP/UDP/IP communication. Independent communication method has been unreliable due to the lack of practical experience, and in the event of using the private IP, it was subject for trouble at the work site for co-existence with the external private IP area. The method to be realized from this project is to utilize the loop back address reserved to use for internal system from the IP area in the communication with the boards to overcome the shortcomings of the later. For its realization, the amendment of standard TCP/IP stack is required, and it has to supplement the possible problems by utilizing the same stack to IPC and user data. (B) Development of Dispersed Processing System Using Virtual Driver By using the virtual driver, the completeness of the integrated management is heightened in the dispersed processing system. Several applicable programs under Linux are operated and facilitated for the services provided by the OS. In addition, these are produced without considering the dispersed system in general that there are several revisions to be made for the sash type system. In this project, the virtual driver at the kernel level is realized to overcome these problems that, although it is actually a dispersed system, it is to recognize as a single system in the applicable program level. For this purpose, the kernel level of IPC method is required, and the technique to reflect the conditions exchanged in the applicable program area. It is expected to encounter some difficulties during the initial driver development, but ultimately, there is a way of maximizing the efficiency of the development. (C) 802.1p Technology Development By color making on the 802.1p priority field, the congestion notification is possible in materializing L2 VPN that utilizes QinQ. The Ethernet-based packet network has been developed without considering SLA, unlike the virtual circuit-based transmission network or Frame Relay/ATM network. Through the recent MEF and others, there have been studies to supplement this problem during the course of linking Ethernet to the WAN technology. In the event of IP network operating under the Ethernet network, the class information is sent through the DSCP (Diff Serv Code Point), and indicates the congestion information that the study is focused on the technique to determine what packet to process first under the situation where the congestion is serious. However, under the QinQ technology that has emerged as the alternative for the delays of application for MPLS the linkage technique through the DSCP cannot be applied. Under L2 VPN, there is no presumption as to what protocol does the L3 packet applies. Accordingly, there is a need of technique to indicate such information on the 802.1p priority field. The technique to indicate the congestion information through metering is considered as an essential technique to realize the SLA, and the technique to indicate the information and determine the priority right on its basis is applied through this project. (2) Contents of Secured Technologies (A) Independently Developed Technology - Management and routing protocol S/W dual technology - Routing protocol technology that supports the hitless restart - MPAN technology to support L2VPN - Q-in-Q stacked VLAN technology - Carrier level of operation S/W technology to support the configuration rollback - Bandwidth control technology to support the guaranteed bandwidth/Maximum bandwidth - Flexible classifier-based QoS technology - Scalable multiple spanning tree protocol (MSTP) technology - Fast fail-over technology of below 50ms - Large capacity multicast traffic processing technology - IPv4/IPv6 dual stack technology (B) Facilitation of Existing Technology - Reliability test for functional capability: Actual field application - ASIC-based switch chip set: L2/L3 packet forwarding - 802.3ae and IEEE’ s Ethernet standard plan - RFC compliance: BGP4/OSPF/RIP, IP Multicasting, Security, SNMP/MIB - Realizing expandable scalability - EMS technology supporting CORBA northbound
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