DE19629266A1

DE19629266A1 - Medium access control method for CMSA protocol

Info

Publication number: DE19629266A1
Application number: DE1996129266
Authority: DE
Inventors: Per Vindeby
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1996-07-19
Filing date: 1996-07-19
Publication date: 1998-01-29

Abstract

The method involves controlling an access of a CMSA protocol communicating instruments, which are connected to the medium via a connecting unit. A medium busy signal, in form of an arbitrarily long partial sequence of a used message preamble is sent, to at least one potential first communicating instrument (H1, H2, W3), to limit the communication over the connecting unit (HU). The sent bits of the message preamble are counted and, if data is to be send to the communicating first instrument, it is determined whether a limit amount of preamble bits was already sent, in which case a start sequence is directly send, on which the data to be sent are following.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Laststeuerung und zur Auslastungskontrolle von Verbindungen, welche vorzugs weise über einen Hub oder andere Geräte hergestellt werden, welche die Eigenschaft aufweisen, daß die Kommunikationsend geräte sternförmig über ein Medium mit Ihnen verbunden sind. Ein Beispiel für solche Netze mit CSMA-Protokoll ist das als Ethernet bekannte Local Area Network (LAN) mit dem CSMA/CD Protokoll. Dort sind beispielsweise als Verbindungs einheiten sogenannte Hubs vorgesehen, welche zwischen Kommu nikationsendgeräten die Verbindung herstellen. In diesem Fall ersetzen diese Hubs den Verbindungsbus, ein gemeinsames Übertragungsmedium auf welchen sonst in gängiger Weise mit Hilfe von Transceivern zugegriffen wird.The invention relates to a method for load control and to check the load on connections, which are preferred manufactured wisely via a hub or other devices, which have the property that the communication end devices are connected to you in a star shape via a medium. This is an example of such networks with the CSMA protocol Local Area Network (LAN) known as Ethernet with the CSMA / CD protocol. There are, for example, as a connection units so-called hubs are provided, which between commu establish the connection. In this In this case, these hubs replace the connecting bus, a common one Transmission medium on which otherwise in the usual way Help is accessed by transceivers.

In Büroumgebungen werden immer häufiger Kommunikationsendge räte vielfältigster Art eingesetzt. Häufig kommt es auch vor, daß mehrere PCs in einem Büro vorhanden sind, welche beispielsweise gemeinsam Peripheriegeräte nutzen, wie dies Server oder Drucker oder Scanner oder Faxmodems sein können. Für diesen Einsatzfall empfiehlt es sich, die PCs und die Peripheriegeräte nicht an einem gemeinsamen Verbindungsbus anzuschließen, sondern einen Vermittlungsknoten zu verwen den, der zwischen den einzelnen Geräten unabhängig von der sonstigen vorhandenen Netzinfrastruktur Kommunikationsver bindungen bereitstellt. Ein Beispiel für ein solches Vermittlungsgerät ist ein Hub. Laut der Definition im Data com ABC der Datenkommunikation (Datacom-buchverlag 3. Aufl. 1988 S.126) handelt es sich bei einem Hub um einen logischen Zwischenpunkt, einen Vermittlungsknoten in einem lokalen Netz. Im wesentlichen wird durch einen Hub die Kommunikati onslast für lokales Kommunikationsaufkommen vom Übertra gungsbus für das lokale Netz ferngehalten. Die von der Er findung benötigte Funktionalität kann jedoch auch durchaus in einem optischen Sternkoppler, einem Multiportrepeater oder einem Router vorgesehen sein.End-of-office communications are becoming increasingly common in office environments various types of advice. It often happens before that there are several PCs in an office, which for example, sharing peripherals like this Server or printer or scanner or fax modems can be. For this application, it is recommended to use the PCs and the Peripherals not on a common connection bus to connect, but to use a switching node the one between the individual devices regardless of the other existing network infrastructure provides bonds. An example of one Operator device is a hub. According to the definition in Data com ABC of data communication (Datacom book publisher 3rd ed. 1988 p.126), a hub is a logical one Intermediate point, a switching node in a local Network. In essence, communication becomes through a hub onslast for local communication volume from the transfer bus for the local network. The one from the He Functionality required can also be found in an optical star coupler, a multiport repeater or a router.

Üblicherweise basieren solche Übertragungsmediums sensitiven Netzwerke typischerweise auf der physikalischen Zugriffsme thode CSMA/CD (Carrier sense multiple access with collision detection). Spezifiziert wird diese Zugriffsmethode nach dem ISO-Standard 8802-3 für lokale Netzwerke (LAN). Solche Netz werke werden ebenfalls Ethernet genannt. Derartige Netze sind so ausgestaltet, daß sie es mehreren Rechnern erlauben ein gemeinsames Übertragungsmedium zu nutzen. Um den Nach richtenfluß und die Auslastung solcher Netze standardisiert zu regeln, kann beispielsweise ein Rechner nur eine Nach richt senden, falls das Medium nicht benutzt wird. Trotzdem können Nachrichten, welche zwischen den einzelnen Kommunika tionsendgeräten, wie Rechnern, Druckern oder Faxmodems aus getauscht werden aufgrund der Ausbreitungsgeschwindigkeit im Netz auf dem Medium miteinander kollidieren. Die Kollisionen werden auf dem Netz durch die Kommunikationsteilnehmer de tektiert, was dazu führt, daß diese für einen bestimmten Zeitraum gemäß einem im Protokoll festgelegenen Algorithmus stillbleiben und nach einer zufallsbestimmten Zeit (Back off) wieder einen erneuten Übertragungsversuch starten. Ob wohl Ethernet dafür ausgerichtet ist, daß alle Kommunikati onsteilnehmer ein gemeinsames Medium benutzen, werden bei Hub-basierenden Netzwerkarchitekturen häufig dedizierte Me dien für jeden einzelnen Rechner oder Endgeräte oder andere Endgeräte eingesetzt. Dabei bleibt jedoch aus Gründen der Standardisierung die CSMA/CD-Methode unverändert, da sonst Änderungen in den existierenden Rechnern erforderlich wären. In der ISO-Norm 8802-3 werden bestimmte Schichten des Kommu nikationsprotokolls als Physical-Layer und MAC-Layer defi niert. Der Service auf dem Physical-Layer ist verantwortlich für den Status des Netzwerkes, womit auch das Trägersignal der Leitung umfaßt ist, welches angibt ob die Leitung frei oder belegt ist [ISO 8802-3, S. 6.3.2.1]. Die MAC-Schicht ist verantwortlich für den Zusammenbau oder das Auseinander nehmen des MAC-Rahmens und dafür die Übertragung zu verzö gern, für den Fall daß das Medium belegt ist oder daß eine Kollision stattgefunden hat [ISO 8802-3, S. 4.1.2]. Bevorzugt sind die Nachrichten nach dem ISO-Protokoll so aufgebaut, daß der erste Teil eine Präambel und einen Startframedeli miter (SFD) enthält. Dabei besteht die Präambel aus 56 Bits, mit sich wiederholenden Einsen und Nullen, um es dem Physi cal Layer zu gestatten eine Timingsynchronisation bezüglich des Frametimings durchzuführen [ISO 8802-3, S. 3.2.1]. Als Startframedelimiter ist dabei ein Oktett von Bits, mit dem Muster 10101011 festgelegt, welches den Beginn eines Über tragungsrahmens anzeigt.Such transmission media are usually sensitive Networks typically rely on physical access method CSMA / CD (Carrier sense multiple access with collision detection). This access method is specified after ISO standard 8802-3 for local area networks (LAN). Such network plants are also called Ethernet. Such networks are designed to allow multiple computers to use a common transmission medium. To the night straightening flow and the utilization of such networks standardized to regulate, for example, a computer can only one night Send if the medium is not used. Nevertheless can send messages between the individual communica tion terminals, such as computers, printers or fax modems are exchanged due to the speed of propagation in the Collide mesh on the medium. The collisions are de on the network by the communication participants tect, which leads to the fact that this for a certain Time period according to an algorithm specified in the protocol stay still and after a random time (Back off) start a new transmission attempt. Whether Ethernet is probably designed for all communication Participants who use a common medium will use Hub-based network architectures often use dedicated me serve for each individual computer or end device or other End devices used. However, this remains for the sake of Standardization of the CSMA / CD method unchanged, otherwise Changes in the existing computers would be necessary. In the ISO standard 8802-3 certain layers of commu nication protocol as physical layer and MAC layer defi kidney. Service on the physical layer is responsible for the status of the network, which also means the carrier signal the line is included, which indicates whether the line is free or is occupied [ISO 8802-3, S. 6.3.2.1]. The MAC layer is responsible for assembly or disassembly take the MAC frame and delay the transmission gladly, in case the medium is occupied or that a Collision has occurred [ISO 8802-3, p. 4.1.2]. Prefers the messages are structured according to the ISO protocol, that the first part is a preamble and a start frame miter (SFD) contains. The preamble consists of 56 bits, with repetitive ones and zeros to make the physi cal layer to allow timing synchronization regarding frame timing [ISO 8802-3, p. 3.2.1]. As Start frame delimiter is an octet of bits with which Pattern 10101011 set the beginning of an over supporting frame.

Eine Hub basierende Netzwerkarchitektur wirft neue Probleme bei der Ablaufkontrolle des Nachrichtenverkehrs und bei Staus, d. h. bei Hochlastbetrieb auf den einzelnen Übertra gungsmedien auf. Falls Nachrichten mit annähernd der maxima len Bitrate, welche auf den Netzwerk möglich ist ausge tauscht werden, und weitere Kommunikationsendgeräte versu chen Nachrichten über den Hub zu senden, so kann dies den Überlauf von Zwischenspeichern, welche in dem Hub vorgesehen sind bedeuten. Dies führt zum Verlust von Nachrichten oder von Nachrichtenteilen. Es ist deshalb unbedingt erforder lich, um eine Sättigung der Pufferspeicher zu vermeiden, das für den Hub ein Mechanismus zur Verstopfungskontrolle einge führt wird, um all den angebundenen Kommunikationsendgeräten mitzuteilen, daß sie ihre Signalübertragung beispielsweise zu verzögern haben. Gängige Ethernet-Rechner weisen jedoch im allgemeinen keine speziellen Ablaufkontrollmechanismen auf und Modifikationen in existierenden Rechnern sind nicht erwünscht, da diese einen Eingriff in den Standard erfordern würden und zu Kompatibilitätsproblemen führen könnten. Wei ter würde eine Modifikation von vorhandenen Endgeräten mit hohen Kosten verbunden sein. Es besteht also eine Nachfrage nach Hub basierenden Ablaufkontrollmechanismen für den Nach richtenverkehr zwischen an den Hub angeschlossenen Kommuni kationsendgeräten, welche mit heutigen Standardkonformen Endgeräten kompatibel ist. Eine gegenwärtige Lösung für die ses Problem basiert darauf, daß eine künstliche Kollision im Hub erzeugt wird. Wann immer ein Kommunikationsendgerät ver sucht eine Nachricht an einen verstopften Hub zu übertragen, so erzeugt der Hub eine künstliche Kollision auf dem Netz, um die Übertragung durch diesen angeschlossenen Kommunikati onsteilnehmer zu verzögern. Gemäß dem zuvor zitierten ISO-Standard wird die Kollision auf dem Netz durch das Endgerät entdeckt und dieser bleibt für eine festgelegte zufällige Zeitspanne still bevor er versucht die Nachricht wieder zu übertragen. Auf diese Weise wird jedoch die gewonnene Verzö gerung wegen der Zufallsbestimmtheit der Verzögerungszeit unvorhersehbar und es besteht die Möglichkeit, daß eine Vielzahl von künstlichen Kollisionen durch den Hub erzeugt werden muß, bevor die Pufferspeicher des Hubs wieder verfüg bar sind um eine Nachricht aufzunehmen. Erschwerend kommt hinzu, daß im Standard festgelegt ist, daß der MAC-Layer in nerhalb der Endgeräte es lediglich 16 Mal versucht eine durch Kollision verhinderte Nachricht wieder zu übertragen. Weitere Übertragungsversuche hängen dann von den übergeordneten Schichten des Kommunikationsprotokolls ab. Diese Möglichkeit zur Behandlung von Verstopfungen in einem Hub wird beispielsweise in einem Positionspapier der Firma Ornet auf Seite 22 diskutiert.A hub-based network architecture poses new problems with the flow control of the message traffic and with Traffic jams, i.e. H. with high load operation on the individual transfers media. If messages with approximately the maxima len bit rate, which is possible on the network are exchanged, and other communication devices versu Chen to send messages through the hub, this can the Overflow of buffers provided in the hub are mean. This leads to the loss of news or of news parts. It is therefore essential Lich, to avoid saturation of the buffer memory, the a blockage control mechanism is inserted for the stroke leads to all the connected communication terminals to announce that they are transmitting their signals, for example have to delay. However, common Ethernet computers have generally no special flow control mechanisms on and modifications in existing computers are not desirable as these require an intervention in the standard would lead to compatibility problems. Wei ter would be a modification of existing devices high costs. So there is a demand After-stroke based flow control mechanisms for the night traffic between communications connected to the hub cation end devices which comply with today's standard End devices is compatible. A current solution for that his problem is based on the fact that an artificial collision in the Stroke is generated. Whenever a communication terminal ver seeks to send a message to a congested hub so the hub creates an artificial collision on the network, to the transmission through this connected communicati delay participants. According to the previously cited ISO is the collision on the network by the terminal discovered and this remains for a set random Period of silence before trying to close the message again transfer. In this way, however, the delay obtained due to the randomness of the delay time unpredictable and there is a possibility that a Variety of artificial collisions generated by the hub must be available before the hub's buffer memory is available again cash to record a message. To make matters worse added that the standard specifies that the MAC layer in one of the end devices tries only 16 times retransmitted message prevented by collision. Further transmission attempts then depend on the superordinate layers of the communication protocol. This way of treating constipation in one Hub, for example, is in a company's position paper Ornet discussed on page 22.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht also dar in, ein Verfahren und eine Anordnung zur Medienzugangssteue rung durch eine Verbindungseinheit von über das Medium und die Verbindungseinheit verbundenen und mittels CSMA kommuni zirenden Geräten anzugeben, welche es auch bei hoher Kommu nikationslast in der Verbindungseinheit gestatten, die Ab laufkontrolle einzelner Kommunikationsteilnehmer steuern zu können. The object underlying the invention is therefore in, a method and an arrangement for media access control through a connection unit from the medium and the connection unit connected and using CSMA commun to specify zirenden devices, which it also with high commu nication load in the connection unit allow the Ab run control of individual communication participants control can.

Diese Aufgabe wird für das Verfahren gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1 und für die Anordnung gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 5 gelöst.This task is for the procedure according to the characteristics of the Claim 1 and for the arrangement according to the features of claim 5 solved.

Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängi gen Ansprüchen.Further developments of the invention result from the dependent against claims.

Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens be steht darin, daß es Nachteile des Standes der Technik ver meidet, indem als Belegsignal auf dem Medium eine Nachrich tenpräambel verwendet wird. Dies führt dazu, daß das so kon taktierte Kommunikationsendgerät veranlaßt wird auf eine be vorstehenden Nachricht zu warten. Ebenfalls führt dies dazu, daß der Kollisionsabwehrmechanismus nicht in Gang gesetzt wird, so daß der auf die erfindungsgemäße Art blockierte Kommunikationsteilnehmer sofort kontaktiert werden kann. Für den Fall, daß bereits die 56 Bits der Nachrichtenpräambel gesendet wurden, braucht lediglich der Startframedelimiter gesendet zu werden und direkt eine zu sendende Nachricht im Anschluß. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfah rens besteht darin, das ein Endgerät unmittelbar senden kann, sobald das Belegtsignal vom Hub beendet wird.A particular advantage of the method according to the invention is that there are disadvantages of the prior art avoids by sending a message as a document signal on the medium preamble is used. This leads to the fact that the con clocked communication terminal is initiated on a be wait for the above message. This also leads to that the collision avoidance mechanism has not started is so that the blocked in the manner according to the invention Communication participants can be contacted immediately. For the case that the 56 bits of the message preamble only the start frame delimiter needs to be sent to be sent and a message to be sent directly in the Connection. Another advantage of the inventive method rens is that a terminal device send immediately can, as soon as the busy signal from the hub ends.

Besonders vorteilhaft kann durch diese Art der Mediumsbeleg kennzeichnung sichergestellt werden, daß das Medium für Kom munikationsvorgänge optimal bezüglich seiner Auslastbarkeit genutzt werden kann, da nach Überschreiten der für den Prä ambel erforderlichen Bitanzahl jeder Zeit der Startframede limiter gesendet werden kann und somit ein unmittelbarer Nachrichtenaustausch gesteuert durch die Verbindungseinheit jeder Zeit möglich ist.This type of medium receipt can be particularly advantageous labeling to ensure that the medium for com communication processes optimal with regard to its capacity can be used because after exceeding the pre Ambel required number of bits each time the start frame limiter can be sent and thus an immediate one Exchange of messages controlled by the connection unit is possible at any time.

Besonders vorteilhaft kann gemäß dem erfindungsgemäßen Ver fahren die Überwachung des Kommunikationsaufkommens über den Hub dadurch geschehen, daß der Füllungsgrad der einzelnen Pufferspeicher für die jeweiligen Kommunikationsverbindungen überwacht wird. Auf diese Weise ist es möglich die vorhande nen Ressourcen des Hubs und der Kommunikationsendgeräte op timal auszuschöpfen.According to the invention, Ver drive the monitoring of the communication volume over the Hub happen that the degree of filling of each Buffer memory for the respective communication connections is monitored. In this way it is possible to use the existing one resources of the hub and the communication terminals op to exhaust timally.

Besonders vorteilhaft wird das Blockieren der jeweiligen Me dienverbindungen zu den einzelnen Hosts auf die erfindungs gemäße Art für jeweilige Medienverbindungen zu den einzelnen Endgeräten davon abhängig gemacht, wie groß ein Lastwert ist, welcher sich aus einer theoretisch maximal möglichen Übertragungsbitrate und einer aktuellen Bitrate berechnet.Blocking the respective Me is particularly advantageous service connections to the individual hosts on the fiction appropriate type for respective media connections to the individual End devices made dependent on how large a load value is which is theoretically the maximum possible Transmission bit rate and a current bit rate are calculated.

Je nach Höhe dieses Lastwertes können mehrere oder auch nur einzelne Endgeräteverbindungen als belegt markiert werden, um die Kommunikationslast über die Verbindungseinheit zu vermindern.Depending on the level of this load value, several or even only individual end device connections are marked as occupied, to increase the communication load via the connection unit Reduce.

Besonders vorteilhaft stellt die Erfindung eine Anordnung zur Verfügung, in welcher für jedes einzelne Merkmal des er findungsgemäßen Verfahrens Mittel zu deren Ausführung vorge sehen sind. Auf diese Weise kann eine Anordnung zur Durch führung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit möglichst wenig technischem Aufwand realisiert werden.The invention particularly advantageously provides an arrangement available in which for each individual characteristic of the he inventive method means for their execution are seen. In this way, an arrangement for through implementation of the method according to the invention with as little as possible technical effort can be realized.

Besonders vorteilhaft sieht die erfindungsgemäße Anordnung Mittel vor zur Überwachung des Füllungsgrades der einzelnen Pufferspeicher, da auf diese Weise einfach die Kommunikati onslast über den Hub festgestellt werden kann und gleichzei tig festgestellt werden kann, welche Kommunikationsverbin dung momentan nicht aktiv ist und damit bevorzugt blockiert werden kann.The arrangement according to the invention is particularly advantageous Means to monitor the degree of filling of each Buffer memory, because in this way the communicati onslast over the stroke can be determined and at the same time It can be determined which communication link is currently not active and therefore preferably blocked can be.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren weiter erläutert.In the following, the invention will be further explained with reference to figures explained.

Fig. 1 gibt ein Beispiel für eine Kommunikationsanordnung an. Fig. 1 shows an example of a communication device.

Fig. 2 gibt ein Beispiel für eine Kommunikationsanordnung an, welche nach dem Stand der Technik gesteuert wird. Fig. 2 shows an example of a communication arrangement, which is controlled according to the prior art.

Fig. 3 gibt ein Beispiel für die Anwendung des erfindungs gemäßen Verfahrens an. Fig. 3 gives an example of the application of the inventive method.

Fig. 1 zeigt ein Beispiel einer Kommunikationsanordnung, welche nach dem erfindungsgemäßen Verfahren betrieben werden kann. Es sind mehrere Kommunikationsendgeräte H1 bis H3 dar gestellt, welche über Medien M1 bis M3 an einem Verbindungs knoten HU angeschlossen sind. Vorzugsweise sind in diesem Verbindungsknoten HU Kommunikationszwischenspeicher B1 bis B3 vorgesehen. Obwohl in Fig. 1 sämtliche Kommunikation sendgeräte gleichartig dargestellt sind, soll dies nicht be deuten, daß die Erfindung auf die Kommunikation zwischen gleichartigen Kommunikationsendgeräten beschränkt werden soll. Beispielsweise ist es denkbar, daß eines dieser Kommu nikationsendgeräte ein weiterer Verbindungsknoten HU ist. Die Kommunikationsendgeräte können beispielsweise auch Druc ker, Faxmodems oder Fileserver, andere Rechner oder Periphe riegeräte sein. Was für die Kommunikationsendgeräte ausge führt wurde, gilt ebenso für die Medien. Die Ausführung der Erfindung hängt nicht davon ab, ob Koaxialleiter twisted- pair-Leiter oder Lichtwellenleiter verwendet werden. Charak teristisch für die Erfindung ist vielmehr, daß hier die Kom munikation zwischen den Kommunikationsendgeräten über den Verbindungsknoten HU hergestellt wird. Beispielsweise kommt es beim Nachrichtenaustausch gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren dazu, daß ein Kommunikationsgerät H1 über das Me dium M1 und dem Verbindungsknoten HU mit dem Kommunikation sendgerät H2 über das Medium M2 Daten austauscht. Falls die Leitung nicht belegt ist, beginnt das Kommunikationsendgerät H1 Datenpakete zu senden, welche vom Kommunikationsendgerät H2 über das Medium M2 empfangen werden. Vorteilhaft können im Verbindungsknoten HU Pufferspeicher B1 und B2 für die Kommunikation vorgesehen sein, mit welchem beispielsweise eine Geschwindigkeitsanpassung der unterschiedlichen Über tragungsmedien M1 und M2 möglich ist. Falls nun von H1 große Datenpakete gesendet werden, so kann es passieren, daß die vollständige Kommunikationslast, welche durch den Verbin dungsknoten HU zur Verfügung gestellt werden kann durch die se beiden Kommunikationsendgeräte ausgeschöpft wird. Falls nun gemäß gängigen Verfahren das Kommunikationsendgerät H3 versuchen würde ebenfalls auf das Netz zuzugreifen, so würde gemäß dem Stand der Technik von HU beispielsweise eine Kol lision erzeugt. Dies würde dazu führen, daß nach einer Zu fallszeit das Gerät H3 erneut beginnt seine Nachricht zu übertragen. Die Zwischenperiode, in welcher das Gerät ruht, ist also nicht für den Nachrichtenaustausch nutzbar. Vor zugsweise wird die Kommunikationslast zwischen den einzelnen Kommunikationsendgeräten dadurch überwacht, daß beispiels weise der Füllungsgrad der einzelnen Pufferspeicher für die jeweiligen Kommunikationsverbindungen überwacht wird. Bei spielsweise ist es erfindungsgemäß vorgesehen, ab einem be stimmten Füllungsgrad der Pufferspeicher von zwei Kommunika tionsteilnehmern die restlichen Kommunikationsteilnehmer, welche an den Verbindungsknoten HU angeschlossen sind zu sperren. In diesem Zusammenhang ist es zu erwähnen, daß ob wohl hier lediglich drei Kommunikationsendgeräte dargestellt sind natürlich eine beliebige Vielzahl von Kommunikation sendgeräten möglich ist. Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, für den Fall daß das Netz droht zu verstopfen beispielsweise an den Kommunikationsendteilnehmer H3 über das Medium M3 ein Mediumbelegtsignal in der Form zu senden, daß vom Hub ein sich wiederholender Teil der Nachrichtenpräambel gemäß dem ISO-Standard erzeugt wird. Dies hat den Vorteil, daß das Endgerät H3 beispielsweise in Bereitschaft gehalten wird, da er glaubt ihm stünde der Erhalt einer Nachricht bevor. Über diesen einfachen erfindungsgemäßen Trick kann sichergestellt werden, daß das Endgerät nicht durch eine künstlichen Kolli sion für eine unbestimmte Zeit blockiert wird, sondern daß nachdem die 56 Bit der Nachrichtenpräambel gesendet wurden, zu jeder Zeit das Startframedelimiter gesendet werden kann und damit eine Nachricht an den Kommunikationsendteilnehmer H3 übertragen werden kann. Auf diese Weise stellt es das er findungsgemäße Verfahren sicher, daß jederzeit einzelne Nachrichtenteilnehmer kontaktiert werden können und das die zur Verfügung stehende Kommunikationsbandbreite des Hubs besser ausgenutzt werden kann. Fig. 1 shows an example of a communication device which can be operated by the inventive method. Several communication terminals H1 to H3 are shown, which are connected via media M1 to M3 to a connection node HU. Communication buffers B1 to B3 are preferably provided in this connection node HU. Although all communication transmitters are shown in the same way in FIG. 1, this should not mean that the invention is to be limited to communication between similar communication terminals. For example, it is conceivable that one of these communication terminals is a further connection node HU. The communication terminals can also be printers, fax modems or file servers, other computers or peripheral devices, for example. What has been done for the communication terminals also applies to the media. The implementation of the invention does not depend on whether coaxial conductors, twisted-pair conductors or optical waveguides are used. Rather, it is characteristic of the invention that the communication between the communication terminals is established via the connection node HU. For example, when exchanging messages in accordance with the method according to the invention, a communication device H1 exchanges data via the medium M1 and the connection node HU with the communication transmitter device H2 via the medium M2. If the line is not busy, the communication terminal H1 begins to send data packets which are received by the communication terminal H2 via the medium M2. Buffer memory B1 and B2 can advantageously be provided in the connection node HU for communication, with which, for example, a speed adjustment of the different transmission media M1 and M2 is possible. If large data packets are now sent by H1, it can happen that the complete communication load, which can be made available by the connection node HU, is exhausted by the two communication terminals. If the communication terminal H3 would now also attempt to access the network according to current methods, a collision would be generated according to the prior art from HU, for example. This would lead to the device H3 starting to transmit its message again after a period of time. The intermediate period in which the device rests cannot therefore be used for message exchange. The communication load between the individual communication terminals is preferably monitored by monitoring, for example, the degree of filling of the individual buffer memories for the respective communication connections. In example, it is provided according to the invention to block the remaining communication participants, which are connected to the connection node HU, from a certain filling level of the buffer memory of two communication participants. In this context, it should be mentioned that whether only three communication terminals are shown here, of course, any number of communication transmitters is possible. According to the invention, in the event that the network threatens to become blocked, for example, to send a medium busy signal to the communication end user H3 via the medium M3 in such a way that the hub generates a repeating part of the message preamble in accordance with the ISO standard. This has the advantage that the terminal H3 is kept on standby, for example, since it believes it is about to receive a message. With this simple trick according to the invention it can be ensured that the terminal is not blocked by an artificial collision for an indefinite time, but that after the 56 bits of the message preamble have been sent, the start frame delimiter can be sent at any time and thus a message to the Communication end subscriber H3 can be transmitted. In this way it ensures that the method according to the invention ensures that individual message participants can be contacted at any time and that the available communication bandwidth of the hub can be better utilized.

In Fig. 2 ist eine Ablaufsteuerung und ein Verstopfungskon trollmechanismus in einem Verbindungsknoten gemäß dem Stand der Technik dargestellt. An einem Verbindungsknoten HU ist beispielsweise neben anderen Verbindungsteilnehmern, welche in Fig. 2 nicht gezeigt sind, ein Kommunikationsendgerät H1 angeschlossen. H1 kommuniziert über M1 mit HU. Beispielswei se ist der Verbindungsknoten HU durch die anderen Kommunikationsteilnehmer so ausgelastet, daß er die weitere Kommunikation von H1 nicht zulassen kann. Gemäß dem Stand der Technik wird also ein Paket P auf dem Medium M1 gene riert, welches vom Media Access Control-Layer des Endgerä tes H1 beispielsweise detektiert wird, was dazu führt, daß gemäß dem ISO-Standard zufallsgesteuert pausiert wird, und nach einer Zufallszeitspanne mit dem erneuten Übertragen der Nachricht von H1 begonnen wird. Dieses Verfahren gemäß dem Stand der Technik hat den entscheidenden Nachteil, daß die Spanne, in welcher mit der Wiederübertragung der Nachricht begonnen wird, nicht steuerbar ist, da sie zufällig gewählt wird. Wegen dieses nicht-deterministischen Verhaltens, kommt es dazu, daß die Übertragungskapazität des Verbin dungsknotens nicht optimal ausgeschöpft werden kann.In Fig. 2, a flow control and a constipation control mechanism is shown in a connection node according to the prior art. A communication terminal H1 is connected to a connection node HU, for example, in addition to other connection participants, which are not shown in FIG. 2. H1 communicates with HU via M1. For example, the connection node HU is so busy by the other communication participants that it cannot allow further communication from H1. According to the prior art, a packet P is thus generated on the medium M1, which is detected by the media access control layer of the terminal H1, for example, which leads to a pause according to the ISO standard and after a random period of time retransmission of the message from H1 is started. This method according to the prior art has the decisive disadvantage that the span in which the retransmission of the message is started cannot be controlled since it is chosen at random. Because of this non-deterministic behavior, it happens that the transmission capacity of the connec tion node can not be optimally used.

Fig. 3 zeigt ein Beispiel der Nachrichtenflußkontrolle über einen Verbindungsknoten gemäß dem erfindungsgemäßen Verfah ren. Die Vorbedingungen für die Anwendung des erfindungsge mäßen Verfahrens sind dabei im wesentlichen die gleichen, welche für Fig. 2 gelten. D. h., am Verbindungsknoten sind andere Verbindungsteilnehmer angeschlossen, welche bei spielsweise eine hohe Kommunikationslast erzeugen, was dazu führt, daß Nachrichten, welche von dem Kommunikationendteil nehmer H1 abgegeben werden nicht übertragen werden können. Fig. 3 shows an example of the message flow control via a connection node according to the method according to the invention. The prerequisites for the use of the method according to the invention are essentially the same which apply to FIG. 2. That is, other connection participants are connected to the connection node, which, for example, generate a high communication load, which means that messages which are issued by the communication end participant H1 cannot be transmitted.

Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es deshalb vorge sehen, eine Nachrichtenpräambel durch den Verbindungsknoten HU zu erzeugen und auf diese Weise das Medium M1 als belegt zu kennzeichnen. Im Gegensatz zu dem beim Stand der Technik verwendeten Verfahren, wird gemäß dem erfindungsgemäßen Ver fahren jedoch durch dieses Mediumbelegtsignal B das Endgerät nicht dazu veranlaßt, seine Nachrichtenübertragungsversuche zufallsgesteuert durchzuführen. Vielmehr wird er erfindungs gemäß in Bereitschaft gehalten, da er gemäß Signalisierung erwartet in Bälde eine Nachricht zu erhalten. Ein Bruchteil dieses Nachrichtenbelegsignales, welches beispielsweise eine gemäß dem ISO-Protokoll festgelegte Nachrichtenpräambel ist, kann in der Bitfolge "10" bestehen, welche in beliebiger An zahl wiederholt werden kann. Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es beispielsweise vorgesehen, die Anzahl der Bits zu zählen, und zu vermerken, wann die komplette Präam bel übertragen wurde. Ab diesem Zeitpunkt kann bevorzugt di rekt ein Startframedelimiter gesendet werden, welcher die Ankunft einer Nachricht an den Kommunikationsendteilnehmer H1 kennzeichnet. Durch diese vorteilhafte erfindungsgemäße Methode zur Steuerung des Nachrichtenflusses und den erfin dungsgemäßen Mechanismus zur Kontrolle von Verstopfungen über den Verbindungsknoten, indem das Medium virtuell belegt gesetzt wird, werden verschiedene Vorteile erzielt. Norma lerweise ist das Medium frei und es ist dem Endgerät erlaubt Daten zu übertragen. Falls jedoch das Medium durch den Ver bindungsknoten virtuell belegt gesetzt wird, so unternimmt der Kommunikationsendteilnehmer keinen Übertragungsversuch. Auf diese Weise kann das Übertragungsverhalten jedes einzel nen Kommunikationsendteilnehmers durch den Verbindungsknoten gezielt gesteuert werden. Damit wird vorteilhaft ein deter ministisches Verhalten der Endgeräte erreicht.According to the method of the invention, it is therefore featured see a message preamble through the connection node To generate HU and in this way the medium M1 as occupied to mark. In contrast to that in the prior art used method, according to the ver drive through this medium occupancy signal B the terminal not causing his messaging attempts to be carried out randomly. Rather, he is fictional kept on standby according to signaling expects to receive a message soon. A fraction this message document signal, which for example a message preamble defined in accordance with the ISO protocol, can consist of the bit sequence "10", which in any An number can be repeated. According to the invention For example, the method provides for the number of Count bits and note when the complete preamble was transferred. From this point on, di a start frame delimiter is sent, which the Arrival of a message to the communication end user Indicates H1. Through this advantageous inventive Method of controlling the flow of messages and the inventions Mechanism for controlling constipation according to the invention via the connection node, by virtually occupying the medium various advantages are achieved. Norma The medium is usually free and the terminal is permitted Transfer data. However, if the medium by Ver binding node is set virtually occupied, undertaken the communication end user does not attempt to transmit. In this way, the transmission behavior of each individual NEN communication end user through the connection node can be controlled in a targeted manner. This is advantageous a deter minimal behavior of the end devices achieved.

Vorzugsweise wird durch den Verbindungsknoten das Medium da durch belegt gesetzt, daß fortwährend ein Mediumbelegtsi gnal, in Form von "10" oder anderen sich wiederholende Bruchstücken der Nachrichtenpräambel des ISO-Protokolles ge sendet wird. Im ISO-Protokoll ist jedoch festgelegt, daß die Nachrichtenpräambel eine Länge von 56 Bits aufweist [ISO 8802-3, S. 4.2.5]. Auf diese Weise kann das Mediumbelegtsignal beispielsweise als eine überlange Präambel angesehen werden. The medium is preferably there through the connection node set by documented that a medium document is continuously gnal, in the form of "10" or other repetitive Fragments of the preamble to the ISO protocol is sent. However, the ISO protocol specifies that the Message preamble is 56 bits in length [ISO 8802-3, p. 4.2.5]. In this way, the medium busy signal for example, be considered an overly long preamble.

Für den Fall daß der Kommunikationsendteilnehmer dieses Me diumbelegtsignal erhält, verhält er sich als wenn er eine Nachrichtenpräambel erhalten würde. Nach der Synchronisation setzt die physikalische Schicht den Parameter für das Über tragungsmedium als belegt und die MAC-Schicht beginnt die auf dem Medium ankommenden Bits zu empfangen. Gemäß dem ISO-Standard 8802-3, S. 4.2.9 verwirft sie jedoch alle Bits, so lange bis das Startframedelimiter SFD empfangen wurde. Der Kommunikationsteilnehmer H1 wartet also solange mit seiner Empfangsfunktion, bis der SFD eintrifft und er wird nicht versuchen irgendwelche Nachrichten zu übertragen, da das Si gnal für die Leitung auf belegt gesetzt ist.In the event that the communication end user of this Me received signal, it behaves as if it were a Would get news preamble. After synchronization the physical layer sets the parameter for the over medium as occupied and the MAC layer begins to receive incoming bits on the medium. According to the However, ISO standard 8802-3, p. 4.2.9 rejects all bits, see above long until the start frame delimiter SFD has been received. Of the Communication subscriber H1 therefore waits with his Receive function until the SFD arrives and it will not are trying to transmit any messages because the Si signal for the line is set to busy.

Durch den Pfeil 20 in Fig. 3 ist angedeutet, daß das Be legtsignal von dem Verbindungsknoten HU abgegeben wird. Da bei ist die Struktur des Mediumbelegtsignales in Form eines Bitmusters besonders wesentlich für die Erfindung. Denn sie alleine gestattet es gegenüber dem Stand der Technik den Kommunikationsendteilnehmer für eine unbestimmte Zeit belegt zu halten, ohne dabei eine Fehlfunktion des Endgerätes aus zulösen. Gemäß dem Standard dürfen nämlich gewöhnliche Nach richten nur eine Länge von 1518 Bits aufweisen. Dies gestat tet es also das Medium M1 lediglich für die Zeitdauer von etwa 1,2 ms, wenn man die Übertragungsbandbreite von 10 Mbit/s zugrundeliegt, belegt zu halten. Nachrichten welche also die Länge von 1518 Bit übersteigen, können einen Über lauf von Pufferspeichern für die Kommunikationsverbindung im Kommunikationsendgerät erzeugen. Besonders vorteilhaft kann jedoch durch das erfindungsgemäße Mediumbelegtsignal das Me dium solange es erforderlich ist als belegt gekennzeichnet werden, ohne dabei irgendwelche Probleme im Endgerät zu er zeugen. Durch den Verbindungsknoten HU kann dabei besonders schnell eine Verbindungsbereitschaft des Endgerätes erzielt werden, indem einfach die Erzeugung des Mediumbelegtsigna les, unterbrochen wird. Dies bewirkt, daß das Signal, wel ches im Endgerät signalisiert ob die Leitung belegt ist, wieder auf frei gesetzt wird. Vorzugsweise kann auch eine andere Vorgehensweise vorgesehen werden, um sicherzustellen, daß der belegt gehaltene Kommunikationsteilnehmer seine Emp fangsfunktion verläßt. Hierzu sendet der Verbindungsknoten HU einen Startframedelimiter, ohne jedoch dabei weitere Nachrichtenübertragungsdaten folgen zu lassen. Dies führt dazu, daß vom Kommunikationsendgerät H1 ein Nachrichtenlän genfehler detektiert wird und es sofort zum Normalbetrieb übergeht. Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich jedoch auch dann vorteilhaft anwenden, wenn der Verbindungsknoten an den als belegt gehaltenen Kommunikationsteilnehmer eine Nachricht übertragen will. Falls nämlich die Präambel von 56 Bit übertragen wurde, so kann dieser sofort einen Startfra medelimiter senden und die Nachrichtendaten ohne Präambel anschließen. Auf diese Weise wird eine verstopfungsfreie Übertragung der Nachricht an den Kommunikationsendteilnehmer H1 garantiert. Vorteilhaft wird auf diese Weise auch die Verstopfungssituation im Verbindungsknoten entspannt. Vor teilhaft wird auch durch das erfindungsgemäße Verfahren eine geringere Übertragungsverzögerung sichergestellt, da zum ei nen die Präambel nicht mehr gesendet werden muß und zum an deren gegenüber dem Stand der Technik keine Zufallszeiten berücksichtigt werden müssen.The arrow 20 in FIG. 3 indicates that the load signal is emitted from the connection node HU. Since the structure of the medium occupancy signal in the form of a bit pattern is particularly important for the invention. Because it alone allows the communication end user to be occupied for an indefinite period of time, without triggering a malfunction of the terminal, compared to the prior art. According to the standard, ordinary messages can only have a length of 1518 bits. This allows the medium M1 to be occupied only for the period of approximately 1.2 ms, if the transmission bandwidth of 10 Mbit / s is used as a basis. Messages that exceed the length of 1518 bits can generate an overflow of buffer memories for the communication connection in the communication terminal. Particularly advantageously, however, the medium occupancy signal according to the invention can be used to mark the medium as long as it is required as occupied without generating any problems in the terminal. Through the connection node HU, a connection readiness of the terminal can be achieved particularly quickly by simply interrupting the generation of the medium occupancy signal. This causes the signal, which signals in the terminal whether the line is busy, to be set free again. Another procedure can preferably also be provided to ensure that the communication subscriber who is kept busy leaves his or her reception function. For this purpose, the connection node HU sends a start frame delimiter without, however, allowing further message transmission data to follow. This leads to a message length error being detected by the communication terminal H1 and it immediately goes to normal operation. However, the method according to the invention can also be used advantageously if the connection node wants to transmit a message to the communication subscriber who is kept busy. If the preamble of 56 bits has been transmitted, it can immediately send a start medelimiter and connect the message data without a preamble. In this way, a blockage-free transmission of the message to the communication end user H1 is guaranteed. In this way, the blockage situation in the connecting node is also advantageously relaxed. Partially, a lower transmission delay is also ensured by the method according to the invention, since for the egg the preamble no longer has to be sent and for the other no random times have to be taken into account compared to the prior art.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren und das spezielle Bit muster für das Mediumbelegtsignal wird eine wesentlich bes sere Übertragungskontrolle und Steuerung zwischen an einem Verbindungsknoten angeschlossenen Kommunikationsendgeräten möglich. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird nämlich die Zufallsrückhaltezeit vermieden und das Endgerät wartet lediglich für eine sehr kurze Zeit, bevor er seine Übertra gungsversuche wieder startet. Besonders vorteilhaft wird durch den Einsatz der Erfindung der ISO-Standard 8802-3 nicht verletzt, sondern seine Eigenschaften werden vorteil haft ausgenutzt, um eine optimale Kontrolle des Nachrichtenaustausches zwischen mehreren Kommunikationsend geräten über einen Verbindungsknoten zu erhalten.Through the method according to the invention and the special bit Pattern for the medium occupancy signal is a much better transmission control and control between at one Connection nodes connected communication terminals possible. Because of the method according to the invention the random retention time is avoided and the terminal waits just for a very short time before he starts his transfer attempts to start again. Is particularly advantageous by using the invention the ISO standard 8802-3 not hurt, but its properties become advantageous used to ensure optimal control of the Exchange of messages between several communication ends devices via a connection node.

Claims

1. Procedure for media access control through a connection unit from the medium with the connection unit connected and communicating via CMSA, at the communication volume over the connection limit (HU) to at least one potential he The first communication-capable device (H1, H2, H3) is a medium laying signal in the form of a partial sequence of any length message preamble used is sent.

2. The method according to claim 1, where the sent bits of the message preamble are counted and if to the communicable first device Da should be sent, it is checked whether a Barrier number of preamble bits was sent and if this is the case a start sequence is sent directly followed by the data to be sent.

3. The method according to any one of claims 1 or 2, in which case a communication buffer memory (B1, B2, B3) in the connection unit overflows to the connected to it sene device (H1, H2, H3) the medium busy signal is sent becomes.

4. The method according to any one of the preceding claims, where as a load value, the ratio is formed from current transmission bit rate caused by communication and actually the maximum possible transmission bit rate and in Dependence of the load value on at least one medium Medium occupancy signal is generated.

5. Arrangement for media access control by a connection unit of devices connected via the medium to the connection unit and communicating by means of CMSA with the following features:

a) a connection unit (HU) is provided;
b) at least first to third communication end devices (H1, H2, H3) are provided;
c) at least one first communication medium (M1, M2, M3) is provided per terminal, which connects a communication terminal to the connection unit;
d) means are provided for monitoring the communication between the communication terminals (HU); to determine the volume of communication;
e) means are provided for generating a medium occupancy signal at least in the form of part of a message preamble (HU), which is generated by the connection unit on at least one medium in the event that the communication volume exceeds a predetermined value.

6. Arrangement according to claim 5, for each communication terminal (H1, H2, H3) Buffer memory (B1, B2, B3) in the connection unit (HU) is provided and in which the means for monitoring the Communication as a means of monitoring the filling level min least a buffer memory are formed and for the If the filling level exceeds a specified value, the medium occupancy signal is given to at least one medium which is not communicated with.