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KR20060091941A - 스위칭 기반의 시스템에서 cpu의 결정에 따른 패킷 전송방법 및 장치 - Google Patents

스위칭 기반의 시스템에서 cpu의 결정에 따른 패킷 전송방법 및 장치 Download PDF

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KR20060091941A
KR20060091941A KR1020050012731A KR20050012731A KR20060091941A KR 20060091941 A KR20060091941 A KR 20060091941A KR 1020050012731 A KR1020050012731 A KR 1020050012731A KR 20050012731 A KR20050012731 A KR 20050012731A KR 20060091941 A KR20060091941 A KR 20060091941A
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정재영
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명은, 이동통신 시스템에서 하나 이상의 경로를 가질 수 있는 목적지로 데이터를 전송하는 방법에 있어서, 처리카드 고유의 응용 프로그램에 따라 외부망으로 전송할 패킷 데이터를 생성하고, 상기 패킷 데이터의 헤더에 상기 패킷 데이터가 전송될 스위칭 카드와 연결될 라인카드를 나타내는 스위칭 카드의 출력포트와, 상기 라인 카드와 연결될 경로가 지정된 라인카드의 출력포트가 포함된 라우팅 정보를 설정하여 먹스 카드로 전송하는 과정과, 상기 먹스 카드가 상기 헤더의 라우팅 정보에 따라 상기 패킷 데이터를 스위칭 카드로 전송하는 과정과, 상기 스위칭 카드가 상기 라우팅 정보에 스위칭 카드의 출력 포트를 확인하여, 해당하는 라인 카드로 상기 패킷 데이터를 전송하는 과정과, 상기 라인카드가 상기 라우팅 정보에 라인 카드의 출력 포트를 확인하여, 지정된 경로로 상기 패킷 데이터를 전송하는 과정을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하여, 패킷 데이터에 라우팅 정보를 담은 헤더를 사용함으로써, 단순히 라우팅 프로토콜에 의한 메트릭 등의 정보 외에 처리카드에서 동작하는 응용 프로그램의 고유한 정보에 따른 라우팅 결정에 따라 패킷을 전송할 수 있는 효과가 있다. 또한, 먹스 카드와 라인카드의 처리 기능이 단순화해져 먹스 카드와 라인카드의 처리 성능을 높일 수 있는 효과가 있다. 또한, 제 2계층과 제 3계층에 이미 존재하는 전용 헤더를 사용함으로써, 새로운 제 3계층 프로토콜을 도입할 때도 먹스 카드나 라인카드의 수정사항을 최소화 할 수 있는 효과가 있다.
CPU, Routing Information, Header, MPLS, ATM VC

Description

스위칭 기반의 시스템에서 CPU의 결정에 따른 패킷 전송 방법 및 장치{A Method And Appararus For Packet Transmission According to Decision Of CPU In System Based On Switching}
도 1은 일반적인 스위칭 시스템의 구성도.
도 2는 일반적으로 먹스카드가 경로를 결정하는 경우를 보여주는 도면.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 처리카드의 라우팅 결정 결과에 따라 라우팅 하는 경우를 보여주는 도면.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 흐름도.
본 발명은 이동통신 시스템에 관한 것으로서, 특히 하나 이상의 경로를 가질 수 있는 목적지로 데이터를 전송 시 데이터를 최초 생성, 전송하는 처리카드가 결정한 데이터의 전송 경로를 먹스 카드를 경유하여 라인카드까지 효율적으로 전달하는 방법에 관한 것이다.
인터넷의 발전과 함께 진행된 네트워크 처리 장비의 대용량화로 인해, 패킷을 처리하는 라인카드(Line card)와 실제 응용 프로그램이 동작하는 처리보드(processing board)가 분리되는 형상이 주류를 이루고 있다. 이러한 시스템의 경우 시스템 내부에서 다수의 라인카드와 다수의 처리보드를 연결하기 위해 고용량의 스위칭 시스템을 사용한다.
이러한 경우, 스위칭 시스템이 제공하는 용량에 비해 처리보드의 용량이 낮으므로 여러 개의 처리보드를 묶어 하나의 스위칭 카드의 링크에 연결한다. 이때, 여러 개의 처리보드로부터 전송되는 데이터를 모으고, 반대로 스위칭 카드로부터 수신한 데이터를 처리보드에 분산하는 역할을 하는 카드를 먹스 카드(Mux card)라 부른다. 이러한 시스템에서는 데이터를 최초에 생성하여 외부로 전송하거나, 외부로부터 유입된 데이터는 라인카드와 먹스 카드에서의 두 번에 걸친 처리를 받게 된다.
도 1은 일반적인 스위칭 시스템(100)의 구성 예이다.
도 1을 참조하면, 스위칭 카드(20)는 경로 1과 경로 2가 연결되는 라인카드1(10)과, 경로 3과 경로 4가 연결되는 라인카드2(12)와 연결되어 있고, 2개의 먹스카드1,2(30, 32)와 연결되어 있다.
먹스 카드1(30)은 라인카드3(40)과 처리카드N(42)과 연결되어 있고, 먹스2(32)는 라인카드3(44)과 처리카드 2(46) 및 처리카드 N(48)이 연결되어 있다.
일예로, 처리카드(42)와 라인카드3(40)이 먹스카드1(30) 및 스위칭 카드(20)로 연결된 형태에서, 상기 처리카드(42)가 외부망 구성에 대한 정보를 바탕으로 패 킷의 라우팅을 결정한 경우, 상기 패킷의 라우팅 정보가 라인카드1(10)까지 전달되기 위해서 상기 처리카드(42)와 상기 라인카드1(10) 간에 회로(circuit)개념의 채널(channel)을 생성해야 한다. 상기 회로 개념의 채널은 ATM(Asynchronous Transfer Mode) VC(Virtual Circuit)나 MPLS(Multiprotocol Label Switching)의 라벨(label)등이 해당된다.
즉, 고정적 혹은 유동적으로 변경될 수 있는 상기 채널을 지원하기 위해, 라인카드 및 먹스카드와 필요시 처리카드까지 ATM VC로 연결하거나 MPLS를 이용하는 경우에는 처리카드까지 MPLS 스택이 구현되고, 플로우(flow) 정보를 전달하기 위해 LDP(Label Distribution Protocol)등이 사용되어야 한다.
그러나, 네트워크 환경이 IP 망으로 진화함에 따라 ATM보다 저렴한 가격으로 망을 구성하고, 장비를 구성할 수 있는 이더넷에서 사용되는 경우, ATM에서 사용하는 회로 개념의 채널 사용이 용이치 않다. 따라서, 이러한 경우 먹스 카드는 처리카드로부터 수신한 패킷의 내용을 보고 패킷의 라우팅을 결정해야 한다. 이때, 만일 하나의 동일한 목적지 즉, 라인카드1(10)에 대해 여러 가지 경로(경로 1, 경로 2)들이 존재하고 상기 경로들(경로 1, 경로 2)에 대한 경로 선택을 처리카드가 수행한 경우, 먹스 카드1(30)는 상기 처리카드N(42)이 선택한 경로와 무관하게 먹스 카드1(30) 자신이 가지고 있는 정보를 기준으로 패킷의 경로를 결정한다.
또한, 라인카드에 연결된 인터페이스가 저속의 인터페이스인 경우, 단순히 패킷의 라우팅 정보만으로 패킷의 경로를 결정하기 보다는 해당 저속 인터페이스에 할당된 데이터의 양에 따라 결정해야 한다. 그러나, 먹스 카드가 경로를 결정할 때 사용할 수 있는 정보는 통상적으로 네트워크에서 사용하는 정보뿐이므로 이 경우 처리카드가 결정한 경로와 항상 일치하지 않게 되는 문제점이 있었다.
따라서 상기한 바와 같이 동작되는 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 본 발명의 목적은, 이더넷으로 연결된 시스템 먹스카드와 처리카드 사이에서 상기 처리카드가 결정한 패킷의 라우팅 정보를 먹스카드까지 전송하고, 상기 라우팅 정보를 최종적으로 라인카드까지 전달함으로써 ATM 혹은 MPLS 사용 시 발생하는 시그널링 부하를 줄이는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 창안된 본 발명의 실시예에 따른 방법은, 이동통신 시스템에서 하나 이상의 경로를 가질 수 있는 목적지로 데이터를 전송하는 방법에 있어서,
처리카드 고유의 응용 프로그램에 따라 외부망으로 전송할 패킷 데이터를 생성하고, 상기 패킷 데이터의 헤더에 상기 패킷 데이터가 전송될 스위칭 카드와 연결될 라인카드를 나타내는 스위칭 카드의 출력포트와, 상기 라인 카드와 연결될 외부 경로가 지정된 라인카드의 출력포트가 포함된 라우팅 정보를 설정하여 먹스 카드로 전송하는 과정과,
상기 먹스 카드가 상기 헤더의 라우팅 정보에 따라 상기 패킷 데이터를 스위칭 카드로 전송하는 과정과,
상기 스위칭 카드가 상기 라우팅 정보에 스위칭 카드의 출력 포트를 확인하 여, 해당하는 라인 카드로 상기 패킷 데이터를 전송하는 과정과,
상기 라인카드가 상기 라우팅 정보에 라인 카드의 출력 포트를 확인하여, 지정된 경로로 상기 패킷 데이터를 전송하는 과정을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 장치는, 이동통신 시스템에서 하나 이상의 경로를 가질 수 있는 목적지로 데이터를 전송하는 에 있어서,
고유의 응용 프로그램에 따라 외부망으로 전송할 패킷 데이터를 생성하고, 상기 패킷 데이터의 헤더에 상기 패킷 데이터가 전송될 라우팅 정보를 설정하여 먹스 카드로 전송하는 처리카드와,
상기 처리 카드와 연결되어 상기 헤더의 라우팅 정보에 따라 상기 패킷 데이터를 스위칭 카드로 전송하는 먹스카드와,
상기 먹스 카드와 연결되어 상기 헤더의 라우팅 정보에 따라 라인 카드로 패킷 데이터를 전송하는 스위칭 카드와,
상기 스위칭 카드와 연결되어 상기 라우팅 정보에 따라 다수의 외부 망으로 연결하기 위한 경로들을 중 하나를 선택하여 상기 패킷 데이터를 외부망으로 전송하는 라인카드를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 도면상에 표시된 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도 면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호로 나타내었으며, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 2는 일반적으로 먹스카드가 경로를 결정하는 경우를 보여주는 도면이다.
도 2를 참조하면, 스위칭 카드(220)는 라인카드1(210) 및 라인카드2(212)와 먹스카드(230)와 연결되어 있다. 상기 라인 카드1(210)은 외부망으로부터 데이터 패킷을 수신하는 경로 1 및 경로 2와 연결되어 있고, 상기 라인카드2(210)는 경로 3과 경로 4와 연결되어 있다. 상기 먹스 카드(230)는 처리카드 1(240), 처리카드 2(241), ...., 처리카드 N(249)과 연결되어 있다.
처리카드1(240)은 상기 먹스카드(230)를 통해 수신한 데이터를 처리하고, 상기 데이터의 경로를 1로 선택한 후, 상기 먹스 카드(230)로 전송한다.
상기 데이터를 수신한 먹스 카드(230)는 상기 처리카드1(230)에서 선택된 경로와 상관 없이 데이터의 내용만으로 상기 데이터의 라우팅을 경로 3으로 결정한 후, 상기 데이터를 라인카드(2)의 경로 3으로 전송한다. 이때, 상기 데이터의 라우팅을 처리카드1(240)은 경로 1로 설정했으나, 상기 먹스카드(230)는 자신이 결정한 경로 3으로 상기 데이터를 전송함으로써 상기 경로 3에서 혼잡상황이 발생하게 된다.(A)
도 2에 도시한 바와 같이, 먹스카드(230)와 처리카드(240)에서 선택한 데이터의 경로가 일치하지 않을 경우 발생하는 혼잡 상황을 해결하기 위해서, 본 발명은 처리카드와, 먹스카드 및 라인카드가 서로 인식할 수 있는 별도의 전용 헤더정보와, 상기 전용 헤더 정보를 처리하는 처리카드의 커널 및 먹스카드와 라인카드를 위한 NPU 소프트웨어를 구성된다.
먼저, 대용량의 스위칭 시스템을 사용하기 위해서 라인카드와 먹스 카드에서는, 네트워크 프로세서(Network Processor)가 사용된다. 이때, 상기 네트워크 프로세서들과 처리카드의 커널 간에 패킷 데이터에 대한 라우팅 정보를 공유하기 위해 전용화 된 헤더를 정의한다.
상기 헤더에 포함되는 라우팅 정보는 스위칭 카드의 출력 포트와, 라인카드의 출력 포트와, 패킷의 QoS 정보 및 추가 정보들로 구성된다.
상기 스위칭 카드의 출력 포트는, 먹스카드가 스위칭 카드로 데이터를 전송할 때 스위칭 카드가 어떤 라인카드로 전송할 지를 결정할 수 있게 한다. 즉, 상기 스위칭 카드의 출력포트는 상기 스위칭 카드와 연결되는 라인카드의 입력포트가 된다.
상기 라인 카드의 출력포트는, 하나의 라인카드가 복수의 링크를 통해 외부 네트워크와 연결되어 있기 때문에, 상기 라인카드를 통해 연결되는 외부 네트워크의 경로가 지정된다.
상기 패킷의 QoS 정보는, 먹스카드 라인카드로 하여금 패킷 전송 순서를 결정할 때 이용할 수 있는 패킷의 중요도 정보이다. 상기 추가정보는, 패킷에 대한 추가적인 처리가 필요한 경우, 해당 처리 요구 내용을 수신 카드에게 알릴 수 있게 된다.
상기 헤더에 포함되는 라우팅 정보들은, 처리카드에서 처리카드들만이 가지고 있는 고유한 정보에 따라 결정한 패킷의 경로에 대한 정보이다. 즉, 상기 라우팅 정보들은, 네트워크 전송을 위해 라우팅 프로토콜을 사용할 수 있지만, 단순히 Hop count나 metric 등의 정보 외에 응용 프로그램이 가지는 고유한 기준에 따라 패킷의 라우팅을 결정하는 정보인 것이다.
일반적으로 ATM VC 혹은 MPLS로 연결되는 라인카드 및 먹스카드와 처리카드까지 MPLS 스택이 구현된다. 상기 MPLS 프로토콜 스택은 IP주소 대신 라벨로 라우팅을 수행하기 때문에 주로 3계층에서 수행될 패킷 데이터를 2계층에서 수행하게 된다.
따라서, 상기 헤더는 기존 프로토콜 스택에서 제 3계층과 제 2계층에 존재하기 때문에, 통상 제 2계층의 정보를 기준으로 동작하는 기존 디바이스들을 수정없이 그대로 사용할 수 있게 된다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 처리카드의 라우팅 결정 결과에 따라 라우팅 하는 경우를 보여주는 도면이다.
도 3을 참조하면, 스위칭 카드(320)는 라인카드1(310) 및 라인카드2(312)와 먹스카드(330)와 연결되어 있다. 상기 라인 카드1(310)은 외부망으로부터 데이터 패킷을 수신하는 경로 1 및 경로 2와 연결되어 있고, 상기 라인카드2(310)는 경로 3과 경로 4와 연결되어 있다. 상기 먹스 카드(330)는 처리카드 1(340), 처리카드 2(341), ...., 처리카드 N(349)과 연결되어 있다.
상기 처리카드1(340)은 외부 망으로 전송할 패킷 데이터가 발생하면, 상기 처리카드1(340)이 가지고 있는 고유 정보를 이용하여 상기 패킷이 라우팅을 결정한다. 구체적으로, 상기 처리카드1(340)은 패킷 데이터의 라우팅을 스위칭 카드(320)의 출력포트를 라인카드1(310)로 설정하고, 라인카드1(210)의 출력포트를 경로 1로 설정한다.
상기 먹스 카드(330)는 기존의 먹스 카드와 달리 패킷의 IP 헤더(header)나 상위 프로토콜 등을 확인, 분석할 필요가 없고, 처리카드1(340)로부터 수신한 상기 헤더의 라우팅 정보만을 분석한다. 따라서, 상기 먹스 카드(330)는 처리카드1(340)이 선택한 경로 선택과 동일한 경로를 따르게 된다.
상기 라인카드1(340)은 자신과 연결된 경로 1과 경로 2중에서, 상기 처리카드1(340)에서 결정된 라인카드의 출력 포트 즉, 경로 1을 수신하여 상기 경로 1로 데이터를 전송한다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 410단계에서 외부망으로 전송할 패킷 데이터가 발생하면, 420단계에서 처리카드는 응용 프로그램에 따라 상기 패킷 데이터를 처리 후, 상기 패킷 데이터의 헤더에 라우팅 정보를 설정하여 먹스 카드로 전송한다. 이때, 상기 라우팅 정보에는 상기 패킷 데이터가 전송될 스위칭 카드와 연결될 라인카드인 스위칭 카드의 출력포트와, 상기 라인 카드의 경로가 지정된 라인카드의 출력포트가 포함된다.
430단계에서 상기 패킷 데이터를 수신한 먹스 카드는 상기 헤더의 라우팅 정보에 따라 상기 패킷 데이터를 스위칭 카드로 전송한다.
440단계에서 상기 스위칭 카드는 상기 라우팅 정보에 스위칭 카드의 출력 포트를 확인하여, 해당하는 라인 카드로 상기 패킷 데이터를 전송한다.
450단계에서 상기 라인카드는 상기 라우팅 정보에 라인 카드의 출력 포트를 확인하여, 지정된 경로로 상기 패킷 데이터를 전송한다.
상기 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되지 않으며, 후술되는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 동작하는 본 발명에 있어서, 개시되는 발명중 대표적인 것에 의하여 얻어지는 효과를 간단히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은, 패킷 데이터에 라우팅 정보를 담은 헤더를 사용함으로써, 단순히 라우팅 프로토콜에 의한 메트릭 등의 정보 외에 처리카드에서 동작하는 응용 프로그램의 고유한 정보에 따른 라우팅 결정에 따라 패킷을 전송할 수 있는 효과가 있다. 또한, 먹스 카드와 라인카드의 처리 기능이 단순화해져 먹스 카드와 라인카드의 처리 성능을 높일 수 있는 효과가 있다. 또한, 제 2계층과 제 3계층에 이미 존재하는 전용 헤더를 사용함으로써, 새로운 제 3계층 프로토콜을 도입할 때도 먹스 카드나 라인카드의 수정사항을 최소화 할 수 있는 효과가 있다.

Claims (8)

  1. 이동통신 시스템에서 하나 이상의 경로를 가질 수 있는 목적지로 데이터를 전송하는 방법에 있어서,
    처리카드 고유의 응용 프로그램에 따라 외부망으로 전송할 패킷 데이터를 생성하고, 상기 패킷 데이터의 헤더에 상기 패킷 데이터가 전송될 스위칭 카드와 연결될 라인카드를 나타내는 스위칭 카드의 출력포트와, 상기 라인 카드와 연결될 외부 경로가 지정된 라인카드의 출력포트가 포함된 라우팅 정보를 설정하여 먹스 카드로 전송하는 과정과,
    상기 먹스 카드가 상기 헤더의 라우팅 정보에 따라 상기 패킷 데이터를 스위칭 카드로 전송하는 과정과,
    상기 스위칭 카드가 상기 라우팅 정보에 스위칭 카드의 출력 포트를 확인하여, 해당하는 라인 카드로 상기 패킷 데이터를 전송하는 과정과,
    상기 라인카드가 상기 라우팅 정보에 라인 카드의 출력 포트를 확인하여, 지정된 경로로 상기 패킷 데이터를 전송하는 과정을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 라우팅 정보는,
    상기 라인 카드와 상기 먹스 카드가 전송할 패킷 데이터들의 순서를 결정하 기 위한 패킷의 중요도를 나타내는 패킷의 품질정보와, 패킷에 대한 추가적인 처리가 필요할 경우 이를 나타내는 추가 정보를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 패킷 데이터의 헤더는,
    제 2계층과 제 3계층에 존재하는 전용 헤더인 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 이동통신 시스템에서 하나 이상의 경로를 가질 수 있는 목적지로 데이터를 전송하는 에 있어서,
    고유의 응용 프로그램에 따라 외부망으로 전송할 패킷 데이터를 생성하고, 상기 패킷 데이터의 헤더에 상기 패킷 데이터가 전송될 라우팅 정보를 설정하여 먹스 카드로 전송하는 처리카드와,
    상기 처리 카드와 연결되어 상기 헤더의 라우팅 정보에 따라 상기 패킷 데이터를 스위칭 카드로 전송하는 먹스카드와,
    상기 먹스 카드와 연결되어 상기 헤더의 라우팅 정보에 따라 라인 카드로 패킷 데이터를 전송하는 스위칭 카드와,
    상기 스위칭 카드와 연결되어 상기 라우팅 정보에 따라 다수의 외부 망으로 연결하기 위한 경로들을 중 하나를 선택하여 상기 패킷 데이터를 외부망으로 전송하는 라인카드를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 라우팅 정보는,
    상기 패킷 데이터가 전송될 스위칭 카드와 연결될 라인카드를 나타내는 스위칭 카드의 출력포트와, 상기 라인 카드와 연결될 경로가 지정된 라인카드의 출력포트와, 상기 라인 카드와 상기 먹스 카드가 전송할 패킷 데이터들의 순서를 결정하기 위한 패킷의 중요도를 나타내는 패킷의 품질정보와, 패킷에 대한 추가적인 처리가 필요할 경우 이를 나타내는 추가 정보를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 스위칭 카드는,
    상기 스위칭 카드의 출력 포트를 확인하여 해당 라인 카드로 상기 패킷 데이터를 전송하는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제 5항에 있어서, 상기 라인 카드는,
    상기 라인 카드의 출력 포트를 확인하여 해당 경로로 상기 패킷 데이터를 전 송하는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제 4항에 있어서, 상기 패킷 데이터의 헤더는,
    제 2계층과 제 3계층에 존재하는 전용 헤더인 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 장치.
KR1020050012731A 2005-02-16 2005-02-16 스위칭 기반의 시스템에서 cpu의 결정에 따른 패킷 전송방법 및 장치 Withdrawn KR20060091941A (ko)

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Comment text: Patent Application

Patent event date: 20050216

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