마스터-슬레이브

마스터-슬레이브(master-slave)는 하나 이상의 장치 또는 프로세스(마스터)가 하나 이상의 다른 장치 또는 프로세스(슬레이브)를 제어하는 통신 프로토콜의 모델이다.

개요

마스터-슬레이브에서 마스터, 슬레이브의 사전적 의미는 마스터(Master)는 주인, 지배자, 슬레이브(Slave)는 노예, 종속 장치를 의미한다. 원래는 소프트웨어나 하드웨어에서 한 장치(마스터)가 다른 장치(슬레이브)를 제어할 수 있을 때 사용하는 용어이지만, 인종차별적인 의미를 지니어서 본래의 언어를 없애고 중립적인 단어로 전환하라는 문제가 제기됐다. 마스터를 메인(Main)이나 프라이머리(Primary)로, 슬레이브를 세컨더리(Secondary)나 레플리카(Replica) 등으로 대체하려는 방안이 등장하고 IT 업계에서도 빠르게 확산하고 있다. 마이크로소프트, 안드로이드, 제이피모건, 깃허브, 애플 등 여러 기업에서 차별적 언어를 없애는 기술 기업 명단에 이름을 올리고 있다.

활용

마스터-슬레이브는 마스터가 슬레이브에게 내리는 명령은 무조건 실행되고 슬레이브가 마스터에게 하는 요청은 상황에 따라 마스터가 선택할 수 있는 것을 말하는 용어로 마스터-슬레이브 기능이 들어간 기술에는 여러 종류가 있다.

프로그램

일반적으로 채널은 마스터 및 슬레이브의 두 프로그램과 연관되어 있다. 슬레이브 프로그램은 다른 시스템에서 메시지를 수락하고 채널의 메시지 대기열에 추가한다. 마스터 프로그램은 채널에서 다른 시스템으로 메시지를 전송하는데 예를 들어, 간이 우편 전송 프로토콜(SMTP, simple mail transfer protocol) 채널은 메시지를 전송하는 마스터 프로그램과 메시지를 받는 슬레이브 프로그램을 갖는다. 이 프로그램은 각각 간이 우편 전송 프로토콜 클라이언트 및 서버이다. 마스터 채널 프로그램은 일반적으로 MTA가 작업을 시작했던 보내는 연결을 담당한다. 마스터 채널 프로그램에서는 처리를 위해 로컬 요청에 응답하여 실행된다. 채널 메시지 대기열에서 메시지를 빼고 대상 형식이 대기열에 넣은 메시지의 형식과 같지 않을 경우 필요에 따라 주소, 헤더 및 내용 변환을 수행하게 된다. 그리고 메시지의 네트워크 전송을 시작한다. 슬레이브 채널 프로그램은 일반적으로 MTA가 외부 요청에 응답하는 받는 연결을 수락한다. 슬레이브 채널 프로그램에서는 외부 이벤트에 응답하거나 로컬 요청에 따라 실행되고, 메시지를 채널의 대기열에 넣는다. 다시 쓰기 규칙을 통해 봉투 주소를 전달하는 방법으로 대상 채널이 결정된다. 예를 들어 두 개의 채널 프로그램이 있다고 가정했을 때, 슬레이브 프로그램이 원격 시스템으로부터 메시지를 받아 주소가 맞는지 확인하고 필요에 따라 다시 쓰기 규칙을 적용한 다음, 다시 작성된 주소에 기초하여 해당 채널 메시지 대기열에 미시지를 포함한다. 마스터 프로그램은 대기열에서 메시지를 제외하고 메시지의 네트워크 전송을 한다. 마스터 프로그램은 자신의 채널 대기열에서만 메시지를 제외할 수 있다.

종속 동기방식

상위국을 마스터, 하의국을 슬레이브로 하여 슬레이브가 마스터에게 클록(clock)을 공급받아 동기를 유지하는 망동기방식이다.

단순 종속 동기 방식

단순 종속 동기 방식(SMS, Simple Master Slave)은 종속 동기방식 중 가장 간단한 구조로 되어 있는 형태로 하나의 주국과 다수의 종속국으로 구성된다. 주로 소규모의 성형 망에 적용되며 망구성 형태가 간단하여서 안정도가 높지만, 신뢰도가 다소 떨어진다. 영향도 국부에 한하게 되고, 기준 클록이 여러 교환국으로부터 들어오기 때문에 신뢰성이 높다. 하지만 새로 교환국을 추가하거나 망을 추가하는 것이 어렵고 주위 환경에 따른 전체 망의 클록 주파수 및 위상이 변할 우려가 있다. 일부의 고장이 망 전체에 영향을 미칠 수 있고 많은 타이밍 링크를 관리해야 한다.

계층 종속 동기 방식

계층 종속 동기 방식(HMS, Hierarchical Master Slave)은 국의 계층에 따라 상위 계층에서 하위 계층으로 기준 클록을 공급해주는 형태로 하위국 클록은 상위국의 클록에 종속되고 상위국의 클록보다 정확도가 높을 필요가 없다. 단순 종속 동기 방식보다 발전한 형태로 뛰어난 신뢰성을 가지고 있어 단순 종속 동기 방식이 상위 주국의 동기링크가 고장이 나면 종속국은 자체 부 클록 원에 의존하여 다소 정확도가 떨어지는 것과 다르게, 상위 주국과 하위 종속국간에 동기링크를 1차, 2차 등의 다수 링크로 구성하기 때문에 신뢰성이 뛰어난 방식이다.

팜스 방식

팜스 방식(PAMS, Preassigned Alternate Master Slave)은 단순 종속 동기 방식과 계층 종속 동기 방식의 장점을 결합한 것으로, 1차 동기링크가 고장이 나면 미리 정해진 우선순위에 따라 대기 중인 우회링크가 자동으로 동작하고, 주국의 클록이 고장 났을 경우 다음 계층의 2차, 3차 주국 순으로 클록을 공급하여 망 전체 동기를 맞추는 방식이다. 팜스 방식은 안정도, 신뢰성, 융통성이 매우 높지만, 관리 비용이 많이 든다는 단점이 있다.

셀프 오가 나이징 종속 동기 방식

셀프 오가 나이징 종속 동기 방식(Self-Organizing)은 동기방식 중 가장 발전된 형태로, 팜스 방식의 기능에 추가로 공통채널을 두어 동기링크가 고장 났을 경우 각 교환국에 양방향으로 제어 신호를 송수신하여 클록 분배망을 자동으로 재배열하는 방식이다. 셀프 오가 나이징 방식은 안정도와 신뢰성이 매우 높지만, 기준 클록으로 사용될 교환국의 계층과 순위, 교환국별 클록에 관련된 제반 사항, 기준 클록이 거치는 교환국의 수 등의 많은 정보를 송수신 하기 위한 공통채널을 별도로 구성해야 하므로 설치 비용이 많이 든다.

통신 시스템

단일 내부 통신 회로와 여러 개의 슬레이브 통신 회로가 있는 마스터 스테이션 간에 시스템에서 요구하는 대로 마스터 스테이션과 여러 개의 슬레이브 스테이션 간에 데이터가 교환되는 장치 내부 또는 장치 사이의 데이터 통신 시스템. 전송 데이터에 배열된 전송 데이터는 전송 데이터 액세스 채널을 통해 마스터 스테이션과 여러 슬레이브 스테이션 사이에 교환되어 최소의 신호 채널을 통해 최소의 유효 데이터 통신을 얻는다. 슬레이브 방송국의 복수형은 송신 데이터 다중 접속 프레임의 전용 하위 채널에 배열된 상태 신호를 생성하고 전송 데이터 다중 접속 프레임의 공통 하위 채널에 우선 전송을 위한 전송 데이터를 발행하는 통신 장치를 포함한다. 스테이션에는 데이터 전송을 제어하고, 각 슬레이브 스테이션에서 여러 상태 신호 중 하나를 선택하고, 선택된 상태 신호 중 하나에 따라 여러 슬레이브 스테이션 중 하나에 우선 전송을 할당하는 우선순위 결정 장치가 있다. 이를 통해 시스템은 데이터의 장거리 전송을 달성할 수 있다. 그리고 마스터-프로토콜 데이터 통신 시스템에서 가장 적은 수의 데이터 신호 라인과 더 낮은 데이터 비트 전송률로 효과적인 데이터 통신을 달성할 수 있다.

참고자료

• 〈8.5.1 마스터 및 슬레이브 프로그램〉, 《docs.oracle》
• 도미오 오사다, 〈마스터슬레이브 데이타통신 시스템〉, 《Google Patents》
• wlsqor2, 〈망동기 방식〉, 《네이버 블로그》, 2010-12-21
• 김명상 기자, 〈“마스터, 슬레이브” 안됩니다…IT업계 인종차별적 용어 ‘퇴출’ 움직임〉, 《bloter》, 2020-07-13

같이 보기

• 액티브-스탠바이

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