KR20020053669A - Apparatus and method for applying scalable packet forwarding - Google Patents
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Abstract
본 발명은 패킷 포워딩 확장성 지원 장치 및 그 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것으로, 내부 ATM 스위치의 연결을 소수개만을 이용하여 MPLS 시스템의 패킷 포워딩의 확장성을 효율적으로 지원하기 위하여, 비동기전달모드(ATM) 기반의 멀티 프로토콜 레이블 교환(MPLS) 망 등과 같은 통신망에서 패킷 포워딩의 확장성을 지원하는 방법에 있어서, 라인 정합부(LI)에서의 포워딩 엔진(FE)의 연결에 관계없이, 패킷을 전달하기 위하여 상기 포워딩 엔진(FE)과 라우팅 제어 프로세서(RCP)간의 내부 스위치를 통한 연결을 설정하는 제 1 단계; 및 상기 포워딩 엔진(FE)과 상기 라우팅 제어 프로세서(RCP)간에 상기 내부 스위치를 통한 패킷 전달시에, 송신측에서는 미리 정의된 패킷 캡슐화에 맞게 인코딩을 수행하고 수신측에서는 디코딩을 수행하여, 해당 패킷이 전달되어진 상기 라인 정합부의 연결 정보를 전달하는 제 2 단계를 포함한다.The present invention relates to an apparatus for supporting packet forwarding scalability, and a method and a computer-readable recording medium recording a program for realizing the method. The present invention relates to a packet forwarding method of an MPLS system using only a few connections of an internal ATM switch. In order to efficiently support scalability, a method of supporting scalability of packet forwarding in a communication network such as asynchronous transfer mode (ATM) based multiprotocol label exchange (MPLS) network, etc. A first step of establishing a connection via an internal switch between the forwarding engine (FE) and a routing control processor (RCP) for delivering packets, regardless of the connection of the engine (FE); And upon forwarding the packet between the forwarding engine (FE) and the routing control processor (RCP) via the internal switch, the transmitting side performs encoding according to a predefined packet encapsulation and the receiving side decodes the packet so that the packet is delivered. And a second step of transmitting the connection information of the line matching unit.
Description
본 발명은 비동기전달모드(ATM : Asynchronous Transfer Mode) 기반의 멀티 프로토콜 레이블 교환(MPLS : Multi Protocol Label Switching) 망 등과 같은 통신망에서 패킷 포워딩의 확장성을 지원하는 패킷 포워딩 확장성 지원 장치 및 그 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것이다.The present invention provides an apparatus and method for supporting packet forwarding scalability that supports packet forwarding scalability in a communication network such as an Asynchronous Transfer Mode (ATM) -based Multi Protocol Label Switching (MPLS) network, and the like. A computer readable recording medium having recorded thereon a program for realizing the method.
MPLS는 ATM이나 프레임 릴레이의 서비스품질(QoS : Quality of Service)을 제공하면서 인터넷 프로토콜(IP : Internet Protocol)의 유동성과 확장성을 제공하기 위하여 고안된 전송 메커니즘으로서, 최근 인터넷의 핫 이슈인 IP 네트워크에서 제공해 줄 수 있는 향상된 IP 서비스, 즉 가상 사설망(VPN : Virtual Private Network)이나 "Voice over IP", "Video over IP", 트래픽 엔지니어링의 메커니즘을 제공해 줄 수 있다.MPLS is a transport mechanism designed to provide the flexibility and scalability of the Internet Protocol (IP) while providing the Quality of Service (QoS) of ATM or Frame Relay. It can provide advanced IP services that can be provided, such as Virtual Private Network (VPN), "Voice over IP", "Video over IP", and traffic engineering mechanisms.
MPLS의 기본 아이디어는 서로 다른 제어 모듈들을 조합하여 레이블 교체(Label Swapping)를 수행하여 포워딩하는 것이다. 여기에서 제어 모듈은 기본적인 유니캐스트 라우팅 모듈, 트래픽 엔지니어링 모듈, VPN 모듈 등이 될 수 있다.The basic idea behind MPLS is to perform label swapping by forwarding different control modules together. The control module can be a basic unicast routing module, a traffic engineering module, a VPN module, or the like.
이러한 MPLS 망에서의 연결인 레이블 교환 경로(LSP : Label Switched Path)는 MPLS의 연결 설정 프로토콜인 LDP(Label Distribution Protocol)에 의해 설정되고, LSP에서의 패킷 전달은 레이블이란 짧은 헤더를 이용하여 수행되므로 효율적이고 빠르게 3계층의 패킷을 전송할 수 있다. 이러한 MPLS 망의 구성 요소는 기존 망과의 경계점에 위치해 IP 패킷에 레이블을 첨부하여 MPLS 패킷을 만들어 MPLS 망에 진입시키는 역할과 MPLS 망에서 다른 기존 망으로 가기 위하여 MPLS 연결을 종단시키는 역할을 수행하는 레이블 에지 라우터(LER : Label Edge Router)과 레이블 교체 역할을 하는 레이블 스위치 라우터(LSR : Label Switched Router)로 구성되어 있다. 도 1 내지 도 3에 도시된 시스템은 모두 LER(이하, "MPLS 시스템"이라 함)의 한 형태이다.The Label Switched Path (LSP), which is a connection in the MPLS network, is set by LDP (Label Distribution Protocol), which is a connection establishment protocol of MPLS, and the packet delivery in the LSP is performed using a short header called a label. Efficient and fast packet transmission of three layers. The components of the MPLS network are located at the boundary with the existing network, attach the label to the IP packet to create the MPLS packet and enter the MPLS network, and terminate the MPLS connection in order to go from the MPLS network to another existing network. It consists of a Label Edge Router (LER) and a Label Switched Router (LSR) that serves as a label replacement. The systems shown in Figures 1-3 are all one form of LER (hereinafter referred to as "MPLS system").
도 1 은 여러 형태의 물리적인 라인 정합부와 독립적인 패킷 처리 전담의 포워딩 엔진으로 구성된 ATM 스위치 기반의 MPLS 시스템이고, 도 2 는 MPLS 도메인과 IP 도메인을 포함한 타 시스템과 ATM 기반의 MPLS 시스템과의 여러 형태의 서비스에 대한 연결 형태를 나타낸다.1 is an ATM switch-based MPLS system composed of various types of physical line matching units and an independent packet processing forwarding engine, and FIG. 2 is a diagram of an ATM-based MPLS system and another system including an MPLS domain and an IP domain. Represents a connection type for various types of services.
ATM 기반의 MPLS 시스템은 도 1과 같이 ATM 스위치(20)의 자원을 관리하고 IP 라우팅 프로토콜이 동작하는 라우팅 제어 프로세서(RCP)(30)와, 시스템의 외부(단말 또는 타 시스템)와 연결하는 다수개의 라인 정합부(LI : Line Interface)(10)와, 패킷의 포워딩을 전담하는 다수개의 포워딩 엔진(FE : Forwarding Engine)(40)이들을 연결하는 ATM 스위치(20)로 구성된다.The ATM-based MPLS system manages the resources of the ATM switch 20 as shown in FIG. Line interface (LI) 10 and a plurality of forwarding engines (FEs) 40 dedicated to forwarding packets are configured as ATM switches 20 connecting them.
라인 정합부(LI)(10)는 ATM 인터페이스 뿐만 아니라, 이더넷(Ethernet), 프레임 릴레이(Frame Relay) 등의 여러 종류의 인터페이스를 가질 수 있다.The line matching unit (LI) 10 may have not only an ATM interface but also various types of interfaces such as Ethernet and Frame Relay.
외부의 단말 또는 타 시스템은 도 2와 같이 다수개의 라인 정합부(LI)(10)를 통해서 다양한 형태의 서비스로 MPLS 시스템과 연결할 수 있다. 이러한 형태의 연결은 패킷 전달을 전담하는 포워딩 엔진(FE)(40)으로 연결됨으로써 포워딩 엔진(FE)(40)에서 각 연결에서 수신되는 패킷을 처리하여 적당한 라인 정합부(LI)(10) 또는 라우팅 제어 프로세서(RCP)(30)로 전달하여야 한다.An external terminal or another system may be connected to the MPLS system through various line matching units (LI) 10 as shown in FIG. This type of connection is routed to a forwarding engine (FE) 40, which is dedicated to packet forwarding, thereby processing packets received at each connection in the forwarding engine (FE) 40 to provide an appropriate line matcher (LI) 10 or To the Routing Control Processor (RCP) 30.
라인 정합부(LI)(10)가 여러 종류의 인터페이스를 취할 수 있으므로, 포워딩 엔진(FE)(40)은 다양한 종류로 캡슐화된 패킷을 수신하여 처리할 수 있어야 한다. 이때, 특정 연결에 대한 특정 패킷은 포워딩 엔진(FE)(40)에서 처리될 수 없는 패킷이므로 라우팅 제어 프로세서(RCP)(30)로 전달을 보장하여야만 서비스를 지원할수 있다.Since the line matching unit (LI) 10 may take various types of interfaces, the forwarding engine (FE) 40 should be able to receive and process packets encapsulated in various types. In this case, since a specific packet for a specific connection is a packet that cannot be processed by the forwarding engine (FE) 40, it is necessary to guarantee delivery to the routing control processor (RCP) 30 to support a service.
정리하면, MPLS 망의 종단에 위치해 있는 MPLS 시스템은 도 1과 같이 여러 형태의 물리적인 라인 정합부(LI)(10)를 통해서 다양한 형태의 서비스를 지원하여 주어야 한다. 여기서, 다양한 형태의 서비스는 여러 형태의 캡슐화된 패킷을 처리하는 것을 의미한다.In summary, the MPLS system located at the end of the MPLS network should support various types of services through various types of physical line matching units (LI) 10 as shown in FIG. 1. Here, various types of services mean processing various types of encapsulated packets.
외부의 타 시스템은 라인 정합부(LI)(10)에서 ATM 스위치(20)를 통해서 패킷 전달을 전담하는 임의의 하나의 포워딩 엔진(FE)(40)으로 도 2와 같이 연결된다. 이때, 포워딩 엔진(FE)(40)에서는 그 연결을 통해서 수신되는 패킷을 처리하여 패킷의 목적지로 보내기 위해 적절한 라인 정합부(LI)(10)로 전달한다.The other external system is connected as shown in FIG. 2 to any one forwarding engine (FE) 40 dedicated to packet forwarding through the ATM switch 20 at the line matching unit (LI) 10. At this time, the forwarding engine (FE) 40 processes the packet received through the connection and delivers it to the appropriate line matching unit (LI) 10 to send to the destination of the packet.
이와 같은 과정에서 목적지가 라우팅 제어 프로세서(RCP)(30)이거나 포워딩 엔진(FE)(40)에서 처리할 수 없는 패킷들은 라우팅 제어 프로세서(RCP)(30)로 전달하여, 라우팅 제어 프로세서(RCP)(30)가 그 패킷에 대한 처리 및 전달을 책임지게 된다.In this process, packets that cannot be processed by the routing control processor (RCP) 30 or the forwarding engine (FE) 40 are forwarded to the routing control processor (RCP) 30, thereby routing control processor (RCP). 30 is responsible for processing and forwarding the packet.
그런데, 모든 형태의 패킷을 포워딩 엔진(FE)(40)에서 처리할 수 없으므로, MPLS 시스템의 패킷 포워딩의 확장성을 위해서는 라우팅 제어 프로세서(RCP)(30)로 패킷을 전달할 수 있는 경로가 필요하다. 이때, 포워딩 엔진(FE)(40)에서 라우팅 제어 프로세서(RCP)(30)로 전달된 패킷을 라우팅 제어 프로세서(RCP)(30)에서 처리 및 전달하기 위해서는 라우팅 제어 프로세서(RCP)(30)로 전달시에 해당 패킷이 전달되어진 연결 정보도 알려주어야 한다.However, since all types of packets cannot be processed by the forwarding engine (FE) 40, a path for delivering packets to the routing control processor (RCP) 30 is required for the scalability of packet forwarding of the MPLS system. . At this time, the packet forwarded from the forwarding engine (FE) 40 to the routing control processor (RCP) 30 is processed by the routing control processor (RCP) 30 to the routing control processor (RCP) 30. At the time of delivery, the connection information to which the packet is delivered must also be informed.
이와 같이 패킷에 대한 정보를 포함하여 포워딩 엔진(FE)(40)에서 라우팅 제어 프로세서(RCP)(30)로 패킷을 전달하는 종래의 방법은 다음 두 가지로 정리할 수 있다.As described above, the conventional method of delivering the packet from the forwarding engine (FE) 40 to the routing control processor (RCP) 30 including the packet information can be summarized into the following two ways.
첫 번째로, 내부 ATM 스위치(20)의 연결을 이용하지 않고 포워딩 엔진(FE)(40)들과 라우팅 제어 프로세서(RCP)(30) 사이의 별도의 스위치 혹은 버스를 설치하고 그 연결을 이용하는 방법이다.First, a method of installing and using a separate switch or bus between the forwarding engines (FE) 40 and the routing control processor (RCP) 30 without using the connection of the internal ATM switch 20. to be.
두 번째로, 임의의 서비스의 연결이 라인 정합부(LI)(10)를 거쳐서 포워딩 엔진(FE)(40)까지 설정된 것에 1:1 대응하도록 포워딩 엔진(FE)(40)에서 라우팅 제어 프로세서(RCP)(30)로 내부 ATM 스위치(20)를 통해서 연결을 설정하는 방법이 있다.Secondly, the routing control processor (F) in the forwarding engine (FE) 40 so that the connection of any service is established 1: 1 through the line matching unit (LI) 10 to the forwarding engine (FE) 40. RCP) 30 establishes a connection via an internal ATM switch 20.
상기 첫 번째 종래 방법은, 포워딩 엔진(FE)(40)과 라우팅 제어 프로세서(RCP)(30) 간에 별도의 연결 구성을 하는 경우로서, 스위치의 내부 자원을 이용하지 않으므로 자원 관리의 단순화에 장점이 있으나, 하드웨어적으로 비용이 많이 드는 문제점이 있었다.The first conventional method is a case in which a separate connection configuration is performed between the forwarding engine (FE) 40 and the routing control processor (RCP) 30. Since the internal resources of the switch are not used, there is an advantage in simplifying resource management. However, there was a problem that the hardware is expensive.
상기 두 번째 종래 방법은, 임의의 서비스를 라인 정합부(LI)(10)에서 포워딩 엔진(FE)(40)까지 연결 설정시에 이와 대응하는 포워딩 엔진(FE)(40)에서 라우팅 제어 프로세서(RCP)(30)까지의 연결을 설정함으로써 포워딩 엔진(FE)(40)에서 라우팅 제어 프로세서(RCP)(30)로 전달되는 패킷에 대한 연결 정보를 라우팅 제어 프로세서(RCP)(30)가 쉽게 알 수 있다.The second conventional method uses a routing control processor (FI) in the corresponding forwarding engine (FE) 40 when establishing a connection from any line matching unit (LI) 10 to the forwarding engine (FE) 40. By establishing a connection to the RCP (30), the routing control processor (RCP) 30 easily knows the connection information for the packet passed from the forwarding engine (FE) 40 to the routing control processor (RCP) 30. Can be.
이러한 종래의 기술들의 문제점은 다음과 같이 설명될 수 있다.The problem of these conventional techniques can be explained as follows.
첫 번째 방법인 별도의 하드웨어 연결 구조를 두는 방법은 각 포워딩엔진(FE)(40)들과 라우팅 제어 프로세서(RCP)(30)간을 연결하는 버스 또는 스위치 구조를 둠으로써 라우팅 제어 프로세서(RCP)(30)와 포워딩 엔진(FE)(40) 안에 내부 ATM 스위치 인터페이스 외에 별도로 구축된 버스 또는 스위치의 인터페이스를 구현하는 것으로 많은 하드웨어적인 비용이 요구되는 문제점이 있었다.The first method, a separate hardware connection structure, is a routing control processor (RCP) by providing a bus or switch structure that connects each forwarding engine (FE) 40 and the routing control processor (RCP) 30. In addition to the internal ATM switch interface in the 30 and the forwarding engine (FE) 40, there is a problem that a large hardware cost is required by implementing an interface of a bus or a switch that is separately constructed.
두 번째 방법인 포워딩 엔진(FE)(40)에서 라우팅 제어 프로세서(RCP)(30)로 1:1 대응 연결을 추가로 설정하는 방법은 내부 ATM 스위치(20)의 연결 자원에 대한 과다한 낭비를 초래하며, 라우팅 제어 프로세서(RCP)(30) 및 포워딩 엔진(FE)(40)들의 연결 자원 낭비로 인하여 효율적으로 자원을 사용할 수 없는 문제점이 있었다.The second method, additionally establishing a 1: 1 correspondence connection from the forwarding engine (FE) 40 to the routing control processor (RCP) 30, causes excessive waste of connection resources of the internal ATM switch 20. In addition, due to the waste of connection resources of the routing control processor (RCP) 30 and the forwarding engine (FE) 40, there is a problem in that resources cannot be efficiently used.
상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은, 내부 ATM 스위치의 연결을 소수개만을 이용하여 MPLS 시스템의 패킷 포워딩의 확장성을 효율적으로 지원하기 위한 패킷 포워딩 확장성 지원 장치 및 그 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는데 그 목적이 있다.In order to solve the above problems, the present invention provides a packet forwarding scalability support apparatus and method for efficiently supporting packet forwarding scalability of an MPLS system using only a few connections of an internal ATM switch; It is an object of the present invention to provide a computer-readable recording medium having recorded thereon a program for realizing the method.
도 1 은 종래의 비동기전달모드(ATM) 스위치 기반의 멀티 프로토콜 레이블 교환(MPLS) 시스템의 구성도.1 is a block diagram of a conventional multi-protocol label exchange (MPLS) system based on an asynchronous transfer mode (ATM) switch.
도 2 는 일반적인 멀티 프로토콜 레이블 교환(MPLS) 시스템과 타 시스템이 연동된 시스템의 구성 예시도.2 is an exemplary configuration diagram of a system in which a general multi-protocol label exchange (MPLS) system and another system are interworked.
도 3 은 본 발명에 따른 패킷 포워딩 확장성 지원 장치의 개략적인 구성 예시도.Figure 3 is a schematic configuration example of a packet forwarding scalability support apparatus according to the present invention.
도 4 는 본 발명에 따른 패킷 포워딩 확장성 지원 장치의 일실시예 상세 구성도.Figure 4 is a detailed block diagram of an embodiment of a packet forwarding scalability support apparatus according to the present invention.
도 5 는 본 발명에 이용되는 서비스별 FE-RCP간 연결 설정시의 캡슐화 형태를 표시한 일실시예 설명도.FIG. 5 is a diagram illustrating an embodiment of an encapsulation form when establishing a connection between FE-RCPs for each service used in the present invention. FIG.
도 6 은 상기 도 5의 원인 필드값을 나타낸 일실시예 설명도.6 is an exemplary explanatory diagram showing a cause field value of FIG. 5;
도 7 은 본 발명에 이용되는 하나의 FE-RCP간 연결 설정시의 캡슐화 형태를 표시한 일실시예 설명도.7 is a diagram illustrating an embodiment of an encapsulation form when establishing a connection between one FE-RCP used in the present invention.
도 8 은 본 발명에 따른 패킷 포워딩 확장성 지원을 위한 FE의 RCP로 전달하는 패킷의 인코딩(Encoding) 과정에 대한 일실시예 상세 흐름도.8 is a detailed flowchart illustrating an encoding process of a packet delivered to an RCP of an FE for supporting packet forwarding scalability according to the present invention.
도 9 는 본 발명에 따른 패킷 포워딩 확장성 지원을 위한 FE의 RCP에서 전달된 패킷의 디코딩(Decoding) 과정에 대한 일실시예 상세 흐름도.FIG. 9 is a detailed flowchart illustrating a decoding process of a packet transmitted in an RCP of an FE for supporting packet forwarding scalability according to the present invention. FIG.
도 10 은 본 발명에 따른 패킷 포워딩 확장성 지원을 위한 RCP의 FE에서 전달된 패킷의 디코딩(Decoding) 과정에 대한 일실시예 상세 흐름도.FIG. 10 is a detailed flowchart illustrating a decoding process of a packet delivered in an FE of an RCP for supporting packet forwarding scalability according to the present invention. FIG.
도 11 은 본 발명에 따른 패킷 포워딩 확장성 지원을 위한 RCP의 FE로 전달하는 패킷의 인코딩(Encoding) 과정에 대한 일실시예 상세 흐름도.FIG. 11 is a detailed flowchart illustrating an encoding process of a packet delivered to an FE of an RCP for supporting packet forwarding scalability according to the present invention. FIG.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings
10 : 라인 정합부 20 : ATM 스위치10: line matching unit 20: ATM switch
30 : 라우팅 제어 프로세서(RCP) 40 : 포워딩 엔진30: routing control processor (RCP) 40: forwarding engine
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 비동기전달모드(ATM) 기반의 멀티 프로토콜 레이블 교환(MPLS) 망 등과 같은 통신망에서 패킷 포워딩의 확장성을 지원하기 위한 장치에 있어서, 라인 정합부(LI)에서의 포워딩 엔진(FE)의 연결에 관계없이, 패킷을 전달하기 위하여 상기 포워딩 엔진(FE)과 라우팅 제어 프로세서(RCP)간의 내부 스위치를 통한 연결을 설정하고, 상기 포워딩 엔진(FE)과 상기 라우팅 제어 프로세서(RCP)간에 상기 내부 스위치를 통한 패킷 전달시에 송신측에서는 미리 정의된 패킷 캡슐화에 맞게 인코딩을 수행하고 수신측에서는 디코딩을 수행하여, 해당 패킷이 전달되어진 상기 라인 정합부의 연결 정보를 전달하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for supporting scalability of packet forwarding in a communication network such as an asynchronous transfer mode (ATM) based multi-protocol label exchange (MPLS) network. Regardless of the connection of the forwarding engine of the FE, a connection is established through an internal switch between the forwarding engine FE and the routing control processor RCP to deliver a packet, and the forwarding engine FE and the routing control When transmitting a packet through the internal switch between processors (RCP), the transmitting side performs encoding according to a predefined packet encapsulation, and the receiving side performs decoding to transfer connection information of the line matching unit to which the corresponding packet is delivered. It is done.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 비동기전달모드(ATM) 기반의 멀티 프로토콜 레이블 교환(MPLS) 망 등과 같은 통신망에서 패킷 포워딩의 확장성을 지원하는 방법에 있어서, 라인 정합부(LI)에서의 포워딩 엔진(FE)의 연결에 관계없이, 패킷을 전달하기 위하여 상기 포워딩 엔진(FE)과 라우팅 제어 프로세서(RCP)간의 내부 스위치를 통한 연결을 설정하는 제 1 단계; 및 상기 포워딩 엔진(FE)과 상기 라우팅 제어 프로세서(RCP)간에 상기 내부 스위치를 통한 패킷 전달시에, 송신측에서는 미리 정의된 패킷 캡슐화에 맞게 인코딩을 수행하고 수신측에서는 디코딩을 수행하여, 해당 패킷이 전달되어진 상기 라인 정합부의 연결 정보를 전달하는 제 2 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a method for supporting scalability of packet forwarding in a communication network such as an asynchronous transfer mode (ATM) based multiprotocol label exchange (MPLS) network. A first step of establishing a connection through an internal switch between the forwarding engine (FE) and a routing control processor (RCP) to forward packets, regardless of the forwarding engine (FE) connection; And upon forwarding the packet between the forwarding engine (FE) and the routing control processor (RCP) via the internal switch, the transmitting side performs encoding according to a predefined packet encapsulation and the receiving side decodes the packet so that the packet is delivered. And a second step of transmitting connection information of the line matching unit.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 패킷 포워딩의 확장성을 지원하기 위하여, 프로세서를 멀티 프로토콜 레이블 교환(MPLS) 망에, 라인 정합부(LI)에서의 포워딩 엔진(FE)의 연결에 관계없이, 패킷을 전달하기 위하여 상기 포워딩 엔진(FE)과 라우팅 제어 프로세서(RCP)간의 내부 스위치를 통한 연결을 설정하는제 1 기능; 및 상기 포워딩 엔진(FE)과 상기 라우팅 제어 프로세서(RCP)간에 상기 내부 스위치를 통한 패킷 전달시에, 송신측에서는 미리 정의된 패킷 캡슐화에 맞게 인코딩을 수행하고 수신측에서는 디코딩을 수행하여, 해당 패킷이 전달되어진 상기 라인 정합부의 연결 정보를 전달하는 제 2 기능을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.The present invention for achieving the above object, in order to support the scalability of the packet forwarding, the processor to the multi-protocol label exchange (MPLS) network, regardless of the connection of the forwarding engine (FE) in the line matching section (LI) A first function of establishing a connection through an internal switch between the forwarding engine (FE) and a routing control processor (RCP) to forward packets; And upon forwarding the packet between the forwarding engine (FE) and the routing control processor (RCP) via the internal switch, the transmitting side performs encoding according to a predefined packet encapsulation and the receiving side decodes the packet so that the packet is delivered. Provided is a computer readable recording medium having recorded thereon a program for realizing a second function of transferring connection information of the line matching unit.
본 발명은 내부 ATM 스위치의 연결을 소수 개만을 이용하여 MPLS 시스템의 패킷 포워딩의 확장성을 효율적으로 지원하고자 한다.The present invention aims to efficiently support the scalability of packet forwarding of an MPLS system using only a few connections of an internal ATM switch.
이를 위해, 본 발명에서는 포워딩 엔진(FE)과 라우팅 제어 프로세서(RCP)간에 패킷 전달을 위한 하나 혹은 몇 개의 연결들을 설정하고, 또한 FE와 RCP간에 미리 정의된 캡슐화 형식을 정하고 서로간의 패킷 전달시에 송신측에서는 미리 정의된 패킷 캡슐화에 맞게 인코딩(Encoding)을 수행하고, 수신측에서는 디코딩(Decoding)을 수행함으로써 패킷에 대한 LI의 연결 정보도 전달할 수 있게 한다. 정의된 캡슐화 형식에는 새로이 추가될 패킷 형식을 수용 가능케 함으로써 MPLS 시스템의 확장성을 지원할 수 있다.To this end, the present invention establishes one or several connections for packet forwarding between the forwarding engine (FE) and the routing control processor (RCP), and also defines a predefined encapsulation format between the FE and the RCP and The transmitting side performs encoding according to a predefined packet encapsulation, and the receiving side performs decoding so that the connection information of the LI for the packet can also be delivered. The defined encapsulation format can support the scalability of the MPLS system by allowing new packet types to be added.
이처럼, 본 발명은 RCP와 FE간의 내부 ATM 스위치의 연결을 이용하여, 여러 형태의 서비스에서 발생하는 다양한 형태의 캡슐화된 패킷을 처리할 수 있는 ATM 기반의 MPLS 시스템을 구성함으로써, MPLS 시스템에서 패킷 포워딩의 확장성을 지원할 수 있다.As such, the present invention configures an ATM-based MPLS system capable of processing various types of encapsulated packets generated by various types of services by using an internal ATM switch connection between an RCP and an FE, thereby forwarding packets in an MPLS system. It can support extensibility of.
본 발명은 여러 형태의 연결에서 FE로 수신되는 패킷들중 FE에서 처리할 수 없는 패킷을 RCP로 전달한 후, RCP에서 그 패킷에 대한 처리 및 전달을 할 수 있도록 함으로써 가능하다. 이와 같이 패킷을 처리하기 위해서는 FE와 RCP간의 패킷을 송수신할 수 있는 경로가 존재하여야 한다. 따라서, 본 발명에서는 그 경로로서 내부 스위치로 사용되는 ATM 스위치의 연결을 이용한다.The present invention can be achieved by transmitting a packet that cannot be processed in the FE among the packets received by the FE in various types of connections to the RCP, and then processing and forwarding the packet in the RCP. In order to process the packet as described above, a path for transmitting and receiving the packet between the FE and the RCP must exist. Therefore, the present invention uses the connection of an ATM switch used as an internal switch as its path.
본 발명은 내부 스위치의 연결을 이용하여 패킷 포워딩을 확장함으로써 내부 스위치외의 다른 스위치를 사용하지 않는다는 장점이 있으며, 새로운 형태의 서비스의 추가시에 추가된 형태의 캡슐화된 패킷을 처리하기 위한 FE의 패킷 처리 하드웨어 로직의 완전한 수정을 가하지 않아도 지원할 수 있다는 장점이 있다.The present invention has the advantage of not using other switches other than the internal switch by extending packet forwarding by using the connection of the internal switch, and the packet of the FE for processing the encapsulated packet of the type added when a new type of service is added. The advantage is that it can be supported without a complete modification of the processing hardware logic.
상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.The above objects, features and advantages will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3 및 도 4 는 본 발명에 따른 패킷 포워딩 확장성 지원 장치의 구성 예시도이다.3 and 4 are diagrams illustrating the configuration of an apparatus for supporting packet forwarding scalability according to the present invention.
도면에 도시된 바와 같이, 패킷 포워딩 확장성 지원 장치는, 상기 도 1 및 도 2와 같은 구성을 갖는 MPLS 시스템에 있어서, 라우팅 제어 프로세서(RCP)(30) 및 포워딩 엔진(FE)(40)에 각각 인코더(Encoder)/디코더(Decoder)(31,41)를 구비하고, 라인 정합부(LI)(10)에서의 포워딩 엔진(FE)의 연결에 관계없이, 패킷을 전달하기 위하여 포워딩 엔진(FE)(40)과 라우팅 제어 프로세서(RCP)(30)간의 내부 스위치(바람직하게는 ATM 스위치)(20)를 통한 연결을 설정하고, 포워딩 엔진(FE)(40)과 라우팅 제어 프로세서(RCP)(30)간에 내부 스위치(바람직하게는 ATM 스위치)(20)를 통한 패킷 전달시에 송신측(라우팅 제어 프로세서(RCP)(30) 혹은 포워딩엔진(FE)(40))에서는 미리 정의된 패킷 캡슐화에 맞게 인코딩(Encoding)을 수행하고 수신측(포워딩 엔진(FE)(40) 혹은 라우팅 제어 프로세서(RCP)(30))에서는 디코딩(Decoding)을 수행하여, 해당 패킷이 전달되어진 라인 정합부(LI)(10)의 연결 정보를 전달한다.As shown in the figure, the apparatus for supporting packet forwarding scalability includes a routing control processor (RCP) 30 and a forwarding engine (FE) 40 in the MPLS system having the configuration as shown in FIGS. 1 and 2. Each of the encoders / decoders 31 and 41 is provided, and the forwarding engine FE is configured to deliver packets regardless of the connection of the forwarding engine FE at the line matching unit LI 10. Establish a connection through the internal switch (preferably ATM switch) 20 between the 40 and the routing control processor (RCP) 30, and the forwarding engine (FE) 40 and the routing control processor (RCP) ( 30, at the transmitting side (Routing Control Processor (RCP) 30 or Forwarding Engine (FE) 40) at the time of packet delivery through the internal switch (preferably ATM switch) 20 Encoding is performed accordingly and the receiving side (forwarding engine (FE) 40 or routing control processor (RCP) 30) is decoded. By performing a coding (Decoding), and transmits the connection information of the line matching been the packet transfer unit (LI) (10).
ATM 스위치(20)는 서비스별로 소수개만, 혹은 하나만으로 포워딩 엔진(FE)(40)과 라우팅 제어 프로세서(RCP)(30)간의 연결을 설정할 수 있다.The ATM switch 20 may establish a connection between the forwarding engine (FE) 40 and the routing control processor (RCP) 30 with only a few or only one service.
MPLS 시스템에서 패킷 포워딩의 확장성을 지원하기 위해서는 임의의 서비스에 대한 라이 정합부(LI)(10)에서의 포워딩 엔진(FE)(40)의 연결에 관계없이 미리 정의된 포워딩 엔진(FE)(40)과 라우팅 제어 프로세서(RCP)(30)간의 내부 ATM 스위치(20)를 통한 연결을 설정한다. 이에 대한 방안을 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.In order to support the scalability of packet forwarding in the MPLS system, a predefined forwarding engine (FE) (regardless of the connection of the forwarding engine (FE) 40 in the lie matching unit (LI) 10 for an arbitrary service ( 40 establishes a connection through the internal ATM switch 20 between the Routing Control Processor (RCP) 30. A detailed look at the solution is as follows.
첫 번째 방법으로는, MPLS 시스템에서 지원하여야 할 서비스의 개수만큼 포워딩 엔진(FE)(40)과 라우팅 제어 프로토콜(RCP)(30)간의 연결을 설정한다. 예를 들면, 현재 지원하여야 할 서비스가 ATM상에서의 IP 서비스(IPOA, IP over ATM), ATM 상에서의 점대점(PPP : Point-to-Point) 서비스(PPP over ATM), MPLS 서비스인 경우 포워딩 엔진(FE)(40)과 라우팅 제어 프로세서(RCP)(30)간에 세 개의 연결을 설정하고, 각 연결과 서비스를 1:1 맵핑시킨다. 이 세 개의 서비스는 각기 서로 다른 캡슐화 형태를 갖는다.In the first method, the connection between the forwarding engine (FE) 40 and the routing control protocol (RCP) 30 is established by the number of services to be supported in the MPLS system. For example, if the services currently to be supported are IP services over IP (IPOA, IP over ATM), Point-to-Point service (PPP over ATM), and MPLS services, the forwarding engine. Three connections are established between the (FE) 40 and the Routing Control Processor (RCP) 30, and each connection and service are mapped 1: 1. These three services have different forms of encapsulation.
서비스 연결을 통해서 포워딩 엔진(FE)(40)으로 수신된 패킷에 대해서, 포워딩 엔진(FE)(40)에서 처리할 수 없는 패킷들, 즉 IPOA중의 ATM ARP(AddressResolution Protocol), PPP중의 제어 패킷, 그리고 데이터 패킷중에서 특별한 경우이거나 RCP를 목적지로 하는 패킷을 각 연결 서비스에 대응하는 연결을 통해서 라우팅 제어 프로세서(RCP)(30)로 보낸다. 이때, 포워딩 엔진(FE)(40)에서 라우팅 제어 프로세서(30)로 보낼 때, 패킷의 캡슐화 방법으로 도 5에 나와 있는 형태로 캡슐화하여 전달한다.For packets received by the forwarding engine (FE) 40 through a service connection, packets that cannot be processed by the forwarding engine (FE) 40, namely ATM Address Resolution Protocol (ARP) in IPOA, control packet in PPP, The packet is sent to the Routing Control Processor (RCP) 30 through a connection corresponding to each connection service or a packet that is a special case among the data packets or the RCP. At this time, when the forwarding engine (FE) 40 is sent to the routing control processor 30, the packet is encapsulated in the form shown in Figure 5 by the encapsulation method and delivered.
도 5에서, 이유(Cause) 필드는 1바이트로서, 포워딩 엔진(FE)(40)에서 처리할 수 없었던 원인을 미리 정의된 원인 코드에 따라 기록한다. 이러한 이유(Cause) 필드에 대한 예가 도 6에 도시되었다.In FIG. 5, the Cause field is one byte, and records the reason that the forwarding engine (FE) 40 could not process according to a predefined reason code. An example of this Cause field is shown in FIG. 6.
그리고, 연결 식별자(Connection ID) 필드는 서비스의 라인 정합부(LI)(10)를 통한 연결을 나타내는 것으로서(2바이트), Connection ID는 MPLS 시스템 전체에서 유일하게 나타낼 수 있는 것으로 지정하여야 한다.In addition, the Connection ID field indicates a connection through the line matching unit (LI) 10 of the service (2 bytes), and the Connection ID should be designated as uniquely represented in the entire MPLS system.
또한, 수신 패킷은 IPOA일 경우 LLC/SNAP 캡슐화 형태의 전체, PPPOA일 경우 LLC/NLPID 캡슐화 형태의 전체, MPLS일 경우 IP 패킷에 "Shim" 헤더가 추가된 전체이다.In addition, the received packet is the entire LLC / SNAP encapsulated form in the case of IPOA, the entire LLC / NLPID encapsulated form in the case of PPPOA, and the whole “Shim” header is added to the IP packet in the case of MPLS.
한편, 두 번째 방법으로는, 포워딩 엔진(FE)(40)과 라우팅 제어 프로세서(RCP)(30)간에 오직 하나의 내부 ATM 스위치(20) 연결만을 설정하고, 각 서비스를 표시하는 1 바이트의 코드를 추가하여 캡슐화하여 주고 받는 것이다. 이는 도 7과 같은 캡슐화 형태를 따라서 포워딩 엔진(FE)(40)과 라우팅 제어 프로세서(RCP)(30)간에 패킷을 전달한다.On the other hand, in the second method, only one internal ATM switch 20 connection is established between the forwarding engine (FE) 40 and the routing control processor (RCP) 30, and a one-byte code indicating each service is provided. Add and encapsulate and send and receive. This transfers packets between the forwarding engine (FE) 40 and the routing control processor (RCP) 30 according to the encapsulation form as shown in FIG. 7.
도 7에서, 유형(Type) 필드는 서비스를 구별하는 것으로, IPOA, PPPOA로 구별할 수 있다.In FIG. 7, the Type field identifies a service and may be classified as an IPOA or a PPPOA.
다른 한편, 세 번째 방법으로는, 상기 두 번째 방법과 거의 동일하고 단지 도 7의 유형(Type) 필드를 서비스별로 나누지 않고 패킷의 특정 형태별로 나누는 방식으로, IPv4, ATM ARP, PPP 제어 패킷으로도 구별하여 처리할 수도 있다.On the other hand, the third method, which is almost the same as the second method, is divided into specific types of packets without dividing the Type field of FIG. 7 by service, and also by IPv4, ATM ARP, and PPP control packets. You can also treat them differently.
도 8 은 라인 정합부(LI)(10)로부터 들어오는 패킷을 처리하면서 포워딩 엔진(FE)(40)에서 처리할 수 없는 패킷을 구별하여 인코딩(Encoding)한 후 라우팅 제어 프로세서(RCP)(30)로 보내는 과정을 보여준다.8 distinguishes and encodes a packet that cannot be processed by the forwarding engine (FE) 40 while processing a packet coming from the line matching unit (LI) 10 and then routing control processor (RCP) 30. Shows the process of sending to.
이를 구체적으로 살펴보면, 포워딩 엔진(FE)(40)에서는 링크(Link) 계층(Layer2)을 검사하여(801), 현재 지원해야 할 서비스가 IPOA중의 ATM ARP 혹은 PPP중의 제어 패킷이면(802) 패킷을 캡슐화하여 라우팅 제어 프로세서(RCP)(30)로 전달한다(807).Specifically, the forwarding engine (FE) 40 checks the link layer (Layer2) (801), and if the service to be supported currently is an ATM ARP in IPOA or a control packet in PPP (802), the packet is forwarded. Encapsulate and forward to routing control processor (RCP) 30 (807).
만약, ATM ARP, PPP중의 제어 패킷이 아니면(802), IP 계층(Layer3)을 검사하여(803), IP 옵션(Option), 혹은 목적지=RCP, 혹은 착발신주소=0, 혹은 멀티캐스트(Multicast)이면(804), 패킷을 캡슐화하여 라우팅 제어 프로세서(RCP)(30)로 전달한다(807).If it is not a control packet in ATM ARP or PPP (802), the IP layer (Layer 3) is examined (803), IP option, or destination = RCP, or destination address = 0, or multicast On the back 804, the packet is encapsulated and forwarded to a routing control processor (RCP) 30 (807).
한편, IP 옵션(Option), 목적지=RCP, 착발신주소=0, 멀티캐스트(Multicast)가 아니면(804), 룩업 테이블(Lookup Table)을 검사하여(806) 처리할 수 없는 패킷이 있으면 패킷을 캡슐화하여 라우팅 제어 프로세서(RCP)(30)로 전달한다(807).On the other hand, if there is a packet that cannot be processed by checking the lookup table (806), if IP option, destination = RCP, call destination address = 0, and not multicast (804), the packet is encapsulated. In step 807, the processor 100 transmits the message to the routing control processor (RCP) 30.
도 9 는 포워딩 엔진(FE)(40)이 라우팅 제어 프로세서(RCP)(30)로부터 들어오는 패킷을 처리하면서 FE-RCP간의 캡슐화된 패킷의 디코딩(Decoding)을 수행하는과정을 나타낸다.FIG. 9 illustrates a process in which a forwarding engine (FE) 40 performs decoding of an encapsulated packet between FE-RCPs while processing a packet coming from the routing control processor (RCP) 30.
이를 구체적으로 살펴보면, 먼저 포워딩 엔진(FE)(40)에서는 라우팅 제어 프로세서(RCP)(30)로부터 전달된 패킷의 RCP 캡슐화를 검사하여(901), 유형(Type) 필드값이 IPOA중의 ATM ARP 혹은 PPP 제어이면(902), RCP 캡슐화 형식을 제거하고 연결 식별자(Connection ID)로 전달한다(907).Specifically, first, the forwarding engine (FE) 40 examines the RCP encapsulation of the packet transmitted from the routing control processor (RCP) 30 (901), so that the Type field value is the ATM ARP or the IPOA. If it is PPP control (902), the RCP encapsulation format is removed and passed to the Connection ID (907).
만약, ATM ARP, PPP 제어가 아니면(902) IP 계층(Layer3)을 검사하여(903), IP 옵션(Option), 혹은 목적지=RCP, 혹은 착발신주소=0, 혹은 멀티캐스트(Multicast)이면(904), 패킷을 캡슐화하여 라우팅 제어 프로세서(RCP)(30)로 전달한다(908).If it is not ATM ARP or PPP control (902), the IP layer (Layer3) is examined (903), and if IP option, or destination = RCP, or destination address = 0, or multicast (904). Encapsulate the packet and forward it to the routing control processor (RCP) 30 (908).
한편, IP 옵션(Option), 목적지=RCP, 착발신주소=0, 멀티캐스트(Multicast)가 아니면(904), 룩업 테이블(Lookup Table)을 검사하여(905) 처리할 수 없는 패킷이 있으면 패킷을 캡슐화하여 라우팅 제어 프로세서(RCP)(30)로 전달한다(908).On the other hand, if there is a packet that cannot be processed by checking the lookup table (905), if the IP option, destination = RCP, call destination address = 0, and not multicast (904), the packet is encapsulated. The controller 1 transmits the data to the routing control processor (RCP) 30 (908).
도 10 은 포워딩 엔진(FE)(40)으로부터 들어오는 캡슐화된 패킷을 라우팅 제어 프로세서(RCP)(30)에서 디코딩(Decoding)하는 과정을 보여준다.10 shows a process of decoding the encapsulated packet from the forwarding engine (FE) 40 in the routing control processor (RCP) 30.
이를 구체적으로 살펴보면, 라우팅 제어 프로세서(RCP)(30)에서는 포워딩 엔진(FE)(40)으로부터 전달된 패킷의 FE 캡슐화를 검사하여(101), 유형(Type) 필드값이 IPOA중의 ATM ARP이면 ATM ARP 서버로 전달하고(102,105), 유형(Type) 필드값이 PPP 제어이면(103,106), PPP 서버로 전달한다(103,106).Specifically, the routing control processor (RCP) 30 examines the FE encapsulation of the packet delivered from the forwarding engine (FE) 40 (101), and if the Type field value is ATM ARP in IPOA, then ATM If the value of the Type field is PPP control (103, 106), it is transmitted to the PPP server (103, 106).
여기서, 유형(Type) 필드값이 IPOA중의 ATM ARP, PPP 제어가 아니면, IP 계층(Layer)을 처리한다(104).If the Type field value is not ATM ARP or PPP control in the IPOA, the IP layer is processed (104).
도 11 은 라우팅 제어 프로세서(RCP)(30)에서 포워딩 엔진(FE)(40)으로 보내야할 패킷을 인코딩(Encoding)하는 과정을 보여준다.FIG. 11 shows a process of encoding a packet to be sent to the forwarding engine (FE) 40 from the routing control processor (RCP) 30.
이를 구체적으로 살펴보면, 라우팅 제어 프로세서(RCP)(30)에서는 ATM ARP 서버로부터의 ARP 응답 혹은 PPP 서버로부터의 제어 명령에 대한 응답이 있으면, 보내야할 패킷을 캡슐화하여 포워딩 엔진(FE)(40)으로 전달한다(113).Specifically, the routing control processor (RCP) 30 encapsulates a packet to be sent to the forwarding engine (FE) 40 when there is an ARP response from an ATM ARP server or a response to a control command from a PPP server. Pass (113).
상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체(씨디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다.The method of the present invention as described above may be implemented as a program and stored in a computer-readable recording medium (CD-ROM, RAM, ROM, floppy disk, hard disk, magneto-optical disk, etc.).
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니다.The present invention described above is capable of various substitutions, modifications, and changes without departing from the spirit of the present invention for those skilled in the art to which the present invention pertains, and the above-described embodiments and accompanying It is not limited to the drawing.
상기한 바와 같은 본 발명은, MPLS 시스템의 내부 ATM 스위치의 연결을 소수만을 이용하고 FE-RCP간의 패킷 송수신에 이루어지는 캡슐화 형태를 정의하여, 다양한 서비스를 수용하려는 경우에 있어서 MPLS 시스템의 높은 성능의 포워딩 확장성 지원할 수 있는 효과가 있다.As described above, the present invention defines a type of encapsulation for transmitting and receiving packets between FE-RCPs using only a small number of internal ATM switches of the MPLS system, and forwarding high performance of the MPLS system when accommodating various services. It has the effect of supporting scalability.
Claims (8)
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Patent event date: 20030620 Comment text: Decision to Refuse Application Patent event code: PE06012S01D Patent event date: 20030407 Comment text: Notification of reason for refusal Patent event code: PE06011S01I |