JP2000341333A

JP2000341333A - ネットワークパケット送受信方法およびネットワークアダプタ

Info

Publication number: JP2000341333A
Application number: JP11151137A
Authority: JP
Inventors: Ryuichi Ono; 隆一大野; Koichi Shibata; 巧一柴田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1999-05-31
Filing date: 1999-05-31
Publication date: 2000-12-08

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は高速ネットワーク上でデータパケット
を送受信する際のＣＰＵに対する割り込み等のオーバヘ
ッドを削減するための方法および装置を提供することに
ある。【解決手段】ＩＰフラグメントを受信した際に、割り込
みを上げるのを、後続のフラグメントが存在しない場
合、既に割り込みが上がっているＩＰパケット中のフラ
グメント受信時、または、次の受信パケットが持つはず
のＩＰ識別子のさらに次以降のＩＰ識別子を持つＩＰフ
ラグメント受信時のみに絞ることで、パケット紛失や受
信順序誤りが無い場合には大幅に割り込みを削減でき、
パケット紛失や受信順序誤りが有る場合には適宜割り込
みが上がることで受信処理が不必要に待たされることも
無くなる。つまり、意味の無い割り込みを削減すること
が可能となる。さらに、相手先ごとのフローを時間帯ご
とに記述したテーブルに基づいた送出制御を行うこと
で、予め受信側ネットワークアダプタの速度がわかって
いる場合等には無駄な送出を抑え、適切なフローのデー
タをネットワークに送り出すことが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はネットワークで接続
されたコンピュータにおける、各コンピュータ上のネッ
トワークアダプタのアーキテクチャに関し、特に高速ネ
ットワーク上でデータパケットを送受信する際のＣＰＵ
に対する割り込み等のオーバヘッドを削減するための方
法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ネットワークを介して文字情報から画像
情報まで様々な種類のデータがコンピュータ間でやり取
りされている。これらのコンピュータ間通信においては
イーサネット（登録商標）規格に基づくローカルエリア
ネットワークが普及している。また、ＯＳＩ参照モデル
で規定されるプロトコル階層においてネットワーク層、
及び、トランスポート層に相当するプロトコルスタック
としては、ＴＣＰ／ＩＰプロトコルがよく知られてい
る。

【０００３】イーサネットでは、その最大転送単位（Ｍ
ＴＵ）は１５００バイトに制限される。このため、ＭＴ
Ｕサイズよりも大きいパケットはＩＰ層で分割されてか
ら送出され、受信側で再び組み立てられるが、パケット
送受信のたびに割り込み処理が起動される。たとえば、
６５５３６バイトのパケットを送受信する場合、送信側
では４４回の送信完了割り込みが、受信側では４４回の
受信完了割り込みが発生する。

【０００４】イーサネット規格では、伝送媒体の速度に
かかわらず、最大転送単位は１５００バイトに制限され
ため、各コンピュータは伝送媒体が１Ｇｂ／ｓの場合、
１０Ｍｂ／ｓの場合と比較して単位時間当たり１００倍
の割り込みを処理する必要がある。この割り込みのオ
ーバヘッドによりＣＰＵ負荷が増大し、伝送路の帯域を
使い切るためのボトルネックとなってきている。

【０００５】このような割り込み処理のオーバヘッドに
よるＣＰＵの負荷を削減するため、前の割り込み以降に
指定の時間以内に割り込みが到着し、かつ、そのパケッ
トが前の割り込み以降、Ｎ番目のパケットではない場
合、割り込みを発生させないようにすることで割り込み
数を調整する方法が、“バースト高速ネットワーク・ト
ラフィックを受信するための割り込み調整器”（特開平
９−２２３０９１）に記載されている。また、同じく割
り込み処理のオーバヘッドによるＣＰＵの負荷を削減を
狙い、送信側で１つのメッセージを複数のパケットに分
割し、各パケットヘッダ部に受信終了割り込みビットを
設け、最後の分割パケットヘッダ中でこの割り込みビッ
トをセットすることで受信終了時に割り込みを発生させ
るようにする方法が“プロセッサ間通信方法及び装置”
（特開平８−６９１２）に記載されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】かかる従来の方法にお
いては、次のような問題がある。

【０００７】最初の方法では、どのような種類のパケッ
トであるかに関わらずパケット受信のタイミングにより
無作為に割り込みが上がるパケットと上がらないパケッ
トに分類されてしまい、次のパケットが到着しないため
に割り込みが上がらず、受信処理が遅れるといった問題
が発生する。例えば、イーサネット上でＴＣＰ／ＩＰプ
ロトコルの伝送を行っているときに、６５５３６バイト
のデータを１５００バイトで分割した４４個のＩＰフラ
グメントを受信した場合、４４個目のフラグメントで割
り込みが上がらなければ（他のフラグメント受信時に割
り込みが上がっても）次のパケットを受信するまでこの
ＩＰパケットを再構成することはできず、受信処理は待
たされることになる。この次のパケットはいつ到着する
かわからないため、場合によってはアプリケーションや
トランスポート層でのタイムアウト待ちとなり、スルー
プットの大幅な低下を引き起こす。

【０００８】２つ目の方法では分割パケットが順序通り
到着しなかった場合、例えば最後の分割パケット到着後
に途中のパケットが到着した場合、最後の分割パケット
到着時に割り込みが上がるだけで、遅れて到着した途中
のパケット受信時には割り込みが上がらず受信処理が遅
れるという問題が発生する。例えば、イーサネット上で
ＴＣＰ／ＩＰプロトコルの伝送を行っているときに、６
５５３６バイトのデータを１５００バイトで分割した４
４個のＩＰフラグメントを受信した際に、２０個目〜３
０個目のフラグメントが４４個目のフラグメントよりも
後で到着したとすると、４４個目のフラグメント受信時
に割り込みが上がっても、２０個目〜３０個目のフラグ
メント受信時には割り込みが上がらないため、次のパケ
ットを受信するまでこのＩＰパケットを再構成すること
はできず、受信処理は待たされることになる。この次の
パケットはいつ到着するかわからないため、場合によっ
てはアプリケーションやトランスポート層でのタイムア
ウト待ちとなり、スループットの大幅な低下を引き起こ
す。また、この方法では分割パケットヘッダ中に割り込
みフラグを設ける必要があるため、従来のＩＰパケット
を送受信するネットワークアダプタと、パケット送受信
をおこなうことはできない。

【０００９】さらに、複数のルータ等のネットワーク中
継装置を介して１Ｇｂ／ｓのネットワークアダプタと１
０Ｍｂ／ｓのネットワークアダプタが接続されている場
合や、１Ｇｂ／ｓのネットワークアダプタ同士が接続さ
れているが、時間帯により輻輳が発生し、受信側のネッ
トワークアダプタもしくは中継装置が１０Ｍｂ／ｓ程度
でしか受けられない場合等には、１Ｇｂ／ｓのネットワ
ークアダプタからその帯域をフルに使って送出されるパ
ケットはどこかのネットワーク中継装置またはネットワ
ークアダプタにおいて大量に破棄されることとなる。つ
まり、ネットワーク中の資源が大量に浪費される。この
ような場合、ネットワーク中継装置がパケット破棄を検
知し、ＴＣＰ／ＩＰプロトコルのＩＣＭＰパケットによ
り送信側コンピュータに対し輻輳通知を行うことで輻輳
を回避する方法がある。しかし、ＩＣＭＰは必ずしもす
べてのネットワーク中継機器がサポートしているわけで
はない。また、ＩＣＭＰを受け取った送信側コンピュー
タの動作は規定されていないため、場合によっては必要
に送出を抑制し、スループットの低下を引き起こす。

【００１０】つまり、上記従来の方法では、高速伝送路
を介して通信を行う場合に生じる割り込み処理のオーバ
ヘッドを効果的に削減できないという問題と、高速送出
可能ななネットワークアダプタから低速なネットワーク
へのパケット送信時にネットワーク上のデータフローを
うまく制御できないという問題があった。

【００１１】本発明の目的は、上記問題を解決するもの
であり、コンピュータ上でのＣＰＵへの割り込み数を効
果的に削減可能なネットワークアダプタを提供すること
にある。また他の目的は、スループットの異なるネット
ワークへも適切なフローでデータを送出するネットワー
クアダプタを提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的は、パケットの
送出制御と受信制御をつぎのようにおこなうことにより
達成される。

【００１３】パケット送信制御の場合、ネットワークア
ダプタとネットワークドライバは、プロトコル制御プロ
グラムに対して、伝送媒体の最大転送単位を規格値より
大きい値を通知しておき（例えば、イーサネット上でＴ
ＣＰ／ＩＰプロトコルを使用する場合には、規格では１
５００Ｂｙｔｅｓが最大転送単位だが、６４ＫＢｙｔｅ
ｓと通知する）、伝送媒体の最大転送単位よりも大きい
サイズの送信パケットが本ネットワークアダプタに渡さ
れるようにする。ネットワークアダプタでは、送信パケ
ットのサイズが伝送媒体の最大転送単位よりも大きいか
調べ、大きい場合には複数のパケットに分割し、パケッ
トの分割情報をパケットのヘッダーエリアに記述し、ネ
ットワークに送出する。そして、分割前の送信パケット
一つにつき一回の送出完了割り込みをＣＰＵに通知す
る。これにより、送信パケットの送出割り込みの発生回
数を少なくできる。

【００１４】パケット受信制御の場合、ネットワークア
ダプタとネットワークドライバは、受信パケットが分割
パケットで、つぎのパケットを受信した時にＣＰＵに割
り込みを通知する。後続の分割パケットが無いパケット
受信した（分割した最後のパケット）時、または、既に
割り込みが上がっている送信パケット中の分割パケット
を受信した時、または、次の受信パケットが持つはずの
分割識別子のさらに次以降の分割識別子を持つ分割パケ
ットを受信した時に、ＣＰＵにパケット受信割り込みを
通知するようにする。この割り込みを受けてＣＰＵは、
ネットワークドライバの割り込み処理ルーチンを起動
し、分割パケットの組立てをおこない、プロトコル制御
プログラムに１つの受信パケットとしてデータを渡す。
これにより、パケット紛失や受信順序誤りが無い場合に
は大幅に割り込みを削減でき、パケット紛失や受信順序
誤りが有る場合には適宜割り込みが上がることで受信処
理が不必要に待たされることも無くなる。

【００１５】特に、ＴＣＰ／ＩＰプロトコルのＩＰパケ
ットを送受信する場合には、ＩＰヘッダー部の相当エリ
アに分割するパケット情報を格納するようにする。これ
により、従来ＩＰプロトコル制御プログラムでおこなっ
ていたＩＰパケットの分割・組立てを、ネットワークア
ダプタとネットワークドライバでおこない、ＩＰフラグ
メント（分割されたＩＰパケット）ごとに発生していた
割り込みを低減することができる。

【００１６】また、本ネットワークアダプタ中に相手先
ごとのフローを記述したテーブル（フローテーブル）を
設け、このフローテーブルに基づきネットワークアダプ
タからネットワークへパケットを送出する際の送出制御
を行う。例えば、相手先としてはＩＰアドレス、ＩＰア
ドレスとＴＣＰ／ＵＤＰポートの組、等を指定する。ま
た、フローとしては時間帯ごとの最大転送レート等を指
定する。

【００１７】このように相手先ごとのフローを記述した
テーブルに基づいた送出制御を行うことで、予め受信側
ネットワークアダプタの速度がわかっている場合や予め
時間帯ごとにネットワーク上を転送可能な最大速度を推
定できる場合には無駄な送出を抑え、適切なデータをネ
ットワークに送り出すことが可能となる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、イ
ーサネットでＴＣＰ／ＩＰプロトコル通信をおこなった
場合を例に、詳細に説明する。

【００１９】図１は、本発明に係わるシステム構成、及
び、プロトコルモジュール階層を示すブロック図であ
る。また、図２は図１の送出制御部の処理手順を示すフ
ローチャートであり、図３は図１のパケット抽出部及び
割り込み制御部を示すフローチャート、図４、図５は図
１のネットワークドライバにおける送出処理、割り込み
処理を示すフローチャート、図６は図１のネットワーク
アダプタにおけるフローテーブルである。また、図７は
ＩＰパケットのフォーマットを示している。図８はＩＰ
パケットの分割の一例を示している。図９は本発明のネ
ットワークアダプタを含む複数のネットワークアダプタ
がネットワークを介して接続されている場合の一例を示
す。図１０は図１のネットワークアダプタにおけるＩＰ
状態保持領域である。図１１は図１のネットワークアダ
プタにおける送出パケット保持領域である。

【００２０】図１において、コンピュータ１００はディ
スプレイ１１８、キーボード１１６、ＣＰＵ１１４、磁
気ディスク１１２、ネットワークアダプタ１２０、主メ
モリ１３０から構成される。ディスプレイ１１８、キー
ボード１１６、磁気ディスク１１２、ネットワークアダ
プタ１２０、主メモリ１３０はＣＰＵ１１４よりバスを
介してアクセスされる。主メモリ１３０にはネットワー
クドライバ１３２、プロトコルスタック１３４がロード
され、ワークエリア１３６が確保されている。

【００２１】ネットワークアダプタ１２０は送出制御部
１２２、パケット抽出部１２４、割り込み制御部１２６
から構成される。送出制御部１２２中にはフローテーブ
ル保持領域１５２、送出パケットリスト保持領域１５
４、計時用カウンタ１５６が存在する。計時用カウンタ
１５６はフローテーブル中の時間帯による送出制御を行
う場合に現在時刻を知るのに用いるカウンタで、一定ク
ロックごと（例えば、１秒ごと）に増加する。また、割
り込み制御部１２６中にはＩＰ状態保持領域１５０が存
在する。

【００２２】ネットワークドライバ１３２はネットワー
クアダプタ１２０を制御するためのソフトウェアに相当
し、ＯＳＩ参照モデルで規定されるプロトコル階層にお
いて主に物理層、データリンク層に相当するプロトコル
モジュールである。

【００２３】プロトコルスタック１３４はＯＳＩ参照モ
デルで規定されるプロトコル階層において主にネットワ
ーク層、トランスポート層、及びそれよりも上位の層に
相当するプロトコルモジュールであり、ネットワークド
ライバ１３２の機能を利用して２つのコンピュータ上の
アプリケーション等のソフトウェア間の通信を行うため
の機能を提供する。代表的なプロトコルスタックとして
は、ＴＣＰ／ＩＰがある。

【００２４】ワークエリアはモジュール間でのデータの
やりとりの際に使用されるメモリ領域である。

【００２５】図６は図１のネットワークアダプタ１２０
上に存在するフローテーブル１５２の一例を示す。ＩＰ
アドレスは相手先を指定するのに用いる。また、フロー
の指定としては時間帯ごとの最大送出レートを用いる。
つまり、時間帯Ａ６１０と時間帯Ａ最大送出レート６１
５のペア、時間帯Ｂ６２０と時間帯Ｂ最大送出レート６
２５のペア、といったように時間帯とその時間帯の最大
送出レートのペアによりフローを指定する。

【００２６】なお、本フローテーブルは図９のネットワ
ークアダプタの接続例において、ネットワークアダプタ
９１０上に存在するフローテーブルの一例である。本フ
ローテーブルでは、ＩＰアドレス１２３．４５．６７．
８に対しては常時最大送出レートを１０Ｍｂ／ｓに抑え
る。同様に、ＩＰアドレス１２３．４５．６７．２２に
対しては常時最大送出レートを１００Ｍｂ／ｓに、ＩＰ
アドレス１２３．４５．６７．７７に対しては７時〜１
９時の時間帯では最大送出レートを１０００Ｍｂ／ｓ
に、１９時〜７時の時間帯では最大送出レートを１００
Ｍｂ／ｓに抑える。なお、本テーブルに記述されていな
いＩＰアドレスに対しては送出レートを抑えることはな
い。

【００２７】図７はＩＰパケットのフォーマットを示し
ている。ＩＤＥＮＴ７２５はＩＰパケットが分割される
際に各ＩＰフラグメントがばらばらにならないように識
別するための値を入れる。この識別子は、通常１ずつ単
純に増加していく値である。ＦＬＡＧＳ７３０は後続の
フラグメントが存在すること等を示すフラグである。Ｆ
ＲＡＧＭＥＮＴＯＦＦＳＥＴ７５０はＩＰフラグメン
トが元のＩＰパケットのどの位置からのデータを保持し
ているかを示す値で、８Ｂｙｔｅｓ単位の値を示してい
る。

【００２８】図８はＩＰパケットの分割の一例を示して
いる。本例では、ＩＰヘッダ２０Ｂｙｔｅｓ，データ３
５００バイトからなる３５２０バイトのＩＰパケットが
最大転送単位１５００バイトの制約により３分割される
場合の例を示している。

【００２９】図１０は図１のネットワークアダプタ１２
０上に存在するＩＰ状態保持領域の一例を示す。ＩＰア
ドレスは相手先を示す。また、最新割り込み済みＩＰ識
別子は各相手先ごとに存在し、ＩＰの受信割り込み状態
を示す情報である。なお、本ＩＰ状態保持領域は図９の
ネットワークアダプタの接続例において、ネットワーク
アダプタ９１０上に存在するＩＰ状態保持領域の一例で
ある。本ＩＰ状態保持領域では、ＩＰアドレス１２３．
４５．６７．８からの最新割り込み済みＩＰ識別子は７
７である。同様に、ＩＰアドレス１２３．４５．６７．
２２からの最新割り込み済みＩＰ識別子は３８に、ＩＰ
アドレス１２３．４５．６７．７７からの最新割り込み
済みＩＰ識別子は１９となっている。なお、本領域に記
述されていないＩＰアドレスからのＩＰパケットによる
受信割り込みは発生しておらず、はじめて受信割り込み
が発生した時点で本領域にＩＰアドレスとＩＰ識別子の
組が追加される。

【００３０】図１１は図１のネットワークアダプタ１２
０上に存在する送出パケットリストの一例を示す。ＩＰ
アドレス１１００は相手先を指定するのに用いる。ま
た、送出カウンタ１１０５はフローテーブル中の時間帯
ごとの最大送出レートに応じて増加するカウンタ、次送
出待ちパケット情報へのポインタ１１１０は次送出待ち
パケット情報へのポインタを示している。また、送出待
ちパケット情報１１１５は現在送出中または送出待ち状
態のパケットに関する情報として、次の送出待ちパケッ
ト情報へのポインタ、ＩＰヘッダ情報、現在の送出位置
等の送出状態を含む。なお、本パケットリストは図９の
ネットワークアダプタの接続例において、ネットワーク
アダプタ９１０上に存在するパケットリストの一例であ
る。本パケットリストでは、ＩＰアドレス１２３．４
５．６７．８に対しては送出カウンタが２０１０で、２
つの送出待ちパケットが存在する。同様に、ＩＰアドレ
ス１２３．４５．６７．２２に対しては送出カウンタが
０で１つの送出待ちパケットが存在し、ＩＰアドレス１
２３．４５．６７．７７に対しては送出カウンタが１０
００で送出待ちパケットは存在しない。また、４つめ
の、ＩＰアドレスがAnyとなっているパケットリストは
フローテーブルに存在しない任意のＩＰアドレスへの送
出パケットリストであり、送出カウンタは無限大、つま
り何時でも送出可能状態である。このパケットリストに
は２つの送出待ちパケットが存在する。

【００３１】次に、図１の各部の動作を図２、図３、図
４、図５の各フローチャートに基づいて説明する。

【００３２】まず、図４のフローチャートに基いて図１
のネットワークドライバ１３２の送出処理の動作を説明
する。ここで、送出に先立って、ネットワークドライバ
１３２は、ＩＰパケットを構築するプロトコルスタック
１３４に対しては伝送媒体の最大転送単位を実際より大
き目に通知しておく（例えば、実際は１５００Ｂｙｔｅ
ｓでも６４ＫＢｙｔｅｓと通知する）ものとする。ネッ
トワークドライバ１３２は、まず、プロトコルスタック
１３４からパケット送出要求を受け取る（ステップ４０
０）。この際に、受け渡されたパケットがＩＰパケット
であるかどうか判別（ステップ４０５）し、ＩＰパケッ
トでない場合、伝送媒体の最大転送長以下か（ステップ
４１５）調べ、最大転送長より大きい場合プロトコルス
タック１３４へエラーを返す（ステップ４２５）。それ
以外の場合、及び、ＩＰパケットの場合にはネットワー
クアダプタ１２０へ送出パケットを受け渡す（ステップ
４２０）。好ましい実施形態では、この送出パケットの
受け渡しはＣＰＵ１１４を介さず、ＤＭＡ技法を使用し
ネットワークドライバ１３２上のバッファからネットワ
ークアダプタへ直接行われる。

【００３３】次に、図２のフローチャートに基き、図
６、図７、図８、図９、図１０、図１１などを参考にし
ながら、図１のネットワークアダプタ１２０中の送出制
御部１２２の動作を説明する。送出制御部１２２は、ま
ず、ネットワークドライバ１３２から送出要求を受け取
り（ステップ２００）、送出パケットのヘッダを調べＩ
Ｐパケットかどうか判定する（ステップ２０５）。ＩＰ
パケットでない場合、送出パケットの構築及びネットワ
ークへの送出を行い（ステップ２４０）、ＣＰＵに送出
完了割り込みを上げる（ステップ２５０）。ＩＰパケッ
トの場合、相手先ＩＰアドレスごとに存在する送出パケ
ットリストにこのパケットを挿入する（ステップ２１
０）。この相手先ＩＰアドレスごとに存在する送出パケ
ットリストを用いることで相手先ＩＰアドレスごとの送
出制御を行う。ここで、送出制御をＩＰアドレスだけで
なく、ＴＣＰ／ＵＤＰポートに対しても行いたい場合、
ポートごとに送出パケットリストを作成し、送出を制御
する必要がある。この相手先ＩＰアドレスごとに存在す
る送出パケットリストは各相手先ＩＰアドレスごとに送
出レートに応じて増加するカウンタである送出カウンタ
１１０５と、現在送出中もしくは送出待ちのＩＰパケッ
トに関する情報である送出待ちパケット情報１１１５を
持つ。この、送出カウンタはクロックに応じて増加し、
このカウンタが次の送出パケットのバイト数を超えると
次のパケットを送出できる。また、パケット送出の度に
カウンタの値は送出パケットの大きさ分減らされる。こ
のパケットは上限を持ち、この一定の上限値以上には増
えない。また、送出待ちパケット情報は各ＩＰパケット
のヘッダ情報、分割が必要かを示すフラグ、分割が必要
な場合の次の送出ＩＰフラグメントのオフセット、ＤＭ
Ａによりネットワークドライバ１３２上のバッファから
データを受け渡す際に必要なアドレス情報等である。次
に、パケット長から分割が必要なパケットであるか調べ
（ステップ２１５）、必要な場合、ＩＰヘッダ部分をカ
ード上のメモリ（送出待ちパケット情報のＩＰパケット
ヘッダ情報保持領域）に保持する（ステップ２２０）。
このＩＰヘッダ情報は、後にＩＰフラグメントを構築す
る際に用いられる。次に、送出カウンタを参照し、次の
パケットを送出することができるか調べ（ステップ２２
５）、送出不可の場合、送出可能になるまで待つ。図６
の例では、ＩＰアドレス１２３．４５．６７．８に対し
て送出を行う場合、このＩＰアドレスに対する送出パケ
ットリストに挿入された順番で、１０Ｍｂ／ｓの最大送
出レートを守りながら次々とパケットが送出される。つ
まり、既に挿入されているパケットが全て送出を終え、
かつ、次のパケットを送出しても１０Ｍｂ／ｓの送出レ
ートを超えない場合に、次のパケットの送出が可能とな
る。次のパケットが送出可能な場合、分割が必要なパケ
ットであるかどうか調べ（ステップ２３０）、必要な場
合、次に送出するＩＰフラグメントを構築する（ステッ
プ２３５）。図８はＩＰパケットの分割の一例を示して
いる。本例では、ＩＰヘッダを含め３５２０Ｂｙｔｅｓ
のＩＰパケットが最大転送単位１５００バイトの制約に
より３分割される。ここで、ＩＤＥＮＴは３つのＩＰフ
ラグメントとも、オリジナルのＩＰパケットのＩＤＥＮ
Ｔである７７７となっている。また、ＦＬＡＧＳは最初
のＩＰフラグメントと第２のＩＰフラグメントが０ｘ０
１となっており、後続のフラグメントが存在することを
示しているのに対し、第３のフラグメントでは０ｘ００
となっており、最後のフラグメントであることがわか
る。また、ＦＲＡＧＭＥＮＴＯＦＦＳＥＴについては
最初のＩＰフラグメントが０で、オフセットが０Ｂｙｔ
ｅ、第２のＩＰフラグメントが１８５でオフセットはそ
の８倍の１４８０Ｂｙｔｅｓ、第３のＩＰフラグメント
が３７０でオフセットは２９６０Ｂｙｔｅｓであること
がわかる。また、ＩＰヘッダ中のＴＯＴＡＬＬＥＮＧ
ＴＨ７２０や、ＨＥＡＤＥＲＣＨＥＣＫＳＵＭ７５０
等のフィールドはＩＰフラグメント構築の際に新たに計
算し直されるが、それ以外のフィールドはオリジナルの
ＩＰパケットのヘッダと同じ値を用いる。次に、送出パ
ケットを構築し、ネットワークに送出する（ステップ２
４０）。ここで、データリンク層がイーサネットの場
合、イーサネットのヘッダ、及び、フレームチェックシ
ーケンスを付加する。また、トークンリング等、他のデ
ータリンク層のフレーム仕様についても、同様に送出フ
レームを構築し、最大転送単位を仕様に合わせることで
サポートする。次に、送出を終えたパケットの後続のＩ
Ｐフラグメントが存在するか調べ（ステップ２４５）、
存在する場合には次のＩＰフラグメントに対しステップ
２２５からの処理を繰り返す。後続のＩＰフラグメント
が存在しない場合、ＣＰＵに送出完了割り込みを上げ
（ステップ２５０）、送出を完了する。

【００３４】次に、図３のフローチャートに基き、図１
のネットワークアダプタ１２０中のパケット抽出部１２
４及び割り込み調整部１２６の動作を説明する。パケッ
ト抽出部１２４はネットワークからパケットを受け取る
（ステップ３００）と、受信パケットをネットワークド
ライバ１３２上の受信バッファに転送（ステップ３５
５）し、そのパケットがＩＰパケットであるかどうか調
べ（ステップ３０５）、ＩＰパケットでない場合にはＣ
ＰＵに受信割り込みを上げる（ステップ３４５）。ＩＰ
パケットの場合、ＩＰパケット割り込み調整部３２０の
処理を行う。ＩＰパケット割り込み調整部３２０では、
まず、後続のフラグメントが存在しないか調べる（ステ
ップ３１５）。後続のフラグメントが存在しない場合、
ＩＰ状態保持領域１５０中のＩＰ識別子１００５を、受
信したＩＰ識別子が最新の場合その値に更新し（ステッ
プ３５５）、ＣＰＵに受信割り込みを上げる（ステップ
３４５）。後続のフラグメントが存在する場合、既に割
り込みの上がっているＩＰ識別子を持つフラグメントで
あれば（ステップ３２５）ＣＰＵに受信割り込みを上げ
る（ステップ３４５）。後続のフラグメントが存在し、
既に割り込みの上がっているＩＰ識別子を持つフラグメ
ントでなければ、次の受信パケットが持つはずのＩＰ識
別子のさらに次以降のＩＰ識別子を持つフラグメント受
信かチェックし（ステップ３３５）、そうであればＩＰ
状態保持領域中のＩＰ識別子を、受信したパケットのＩ
Ｐ識別子の一つ前の値に更新し（ステップ３６５）、Ｃ
ＰＵに割り込みをあげる（ステップ３４５）。後続のフ
ラグメントが存在し、既に割り込みの上がっているＩＰ
識別子を持つフラグメントでなく、次の受信パケットが
持つはずのＩＰ識別子のさらに次以降のＩＰ識別子を持
つフラグメント受信でなければ受信割り込みは上げな
い。好ましい実施形態では受信パケットのネットワーク
アダプタ１２０からネットワークドライバ１３２上の受
信バッファへの転送はＣＰＵ１１４を介さず、ＤＭＡに
より行われる。

【００３５】次に、図５のフローチャートに基き、図１
のネットワークドライバ１３２の割り込み処理の動作を
説明する。ネットワークアダプタからＣＰＵへの割り込
みにより割り込み処理ルーチンが起動される(ステップ
５００）と、まず、送出完了パケットが存在するか調べ
られ（ステップ５０５）、存在した場合、メモリ領域の
解放等の送出完了処理（ステップ５１０）が行われる。
全ての送出完了パケットを調べ終わると、次に、受信完
了パケットが調べられ（ステップ５１５）、存在する場
合、ＩＰフラグメントであるかどうか判別される（ステ
ップ５２０）。ＩＰフラグメントでない場合、プロトコ
ルスタック１３４への受信通知等の受信完了処理（ステ
ップ５３５）が行われる。ＩＰフラグメントの場合、フ
ラグメント化されたパケットがすべて存在するか調べ
（ステップ５２５）、存在する場合には一つのＩＰパケ
ットに組み立てられ（ステップ５３０）、受信完了処理
（ステップ５３５）が行われる。また、フラグメント化
されたパケットがすべては存在しない場合にはフラグメ
ントされた個々のパケットに対して受信完了処理（ステ
ップ５３５）を行う。

【００３６】以上述べたように、本実施例によれば、送
信パケットの完了割り込みをＩＰパケット単位にするこ
とができ、割り込み回数を低減することができる。ま
た、ＩＰフラグメントを受信した際に、割り込みを上げ
るのを、後続のフラグメントが存在しない場合、既に割
り込みが上がっているＩＰパケット中のフラグメント受
信時、または、次の受信パケットが持つはずのＩＰ識別
子のさらに次以降のＩＰ識別子を持つＩＰフラグメント
受信時のみに絞ることで、パケット紛失や受信順序誤り
が無い場合には大幅に割り込みを削減でき、パケット紛
失や受信順序誤りが有る場合には適宜割り込みが上がる
ことで受信処理が不必要に待たされることも無くなる。

【００３７】また、ＩＰパケットのＩＰフラグメントへ
の分割は、インターネットの標準化ドキュメントに記述
されている内容に従うため、本発明を用いていないネッ
トワークアダプタでも本発明を用いたネットワークアダ
プタからのＩＰフラグメントを受信することが可能とな
る。

【００３８】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、送
受信パケットの送受信完了割り込みの通知回数を低減で
き、割り込みにともなう処理を低減できる。これによ
り、割り込み処理によるオーバーヘッドを低減でき、高
速伝送路を介して通信を行う場合でもスループットが低
下することがない。

【００３９】また、送信先ごとにネットワークのフロー
を記憶し、送出時に格納されたフローに基づいて送出制
御をおこなうことにより、不必要なパケットの送出を防
止でき、スループットが低下することがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態のシステムブロック図であ
る。

【図２】本発明の実施の形態の送出制御部の処理手順を
示すフローチャートである。

【図３】本発明の実施の形態のパケット抽出部と割り込
み調整部の処理手順を示すフローチャートである。

【図４】本発明の実施の形態のネットワークドライバの
送出処理の処理手順を示すフローチャートである。

【図５】本発明の実施の形態のネットワークドライバの
割り込み処理の処理手順を示すフローチャートである。

【図６】本発明の実施の形態のフローテーブルを示す図
である。

【図７】本発明の実施の形態のＩＰパケットのフォーマ
ットを示す図である。

【図８】本発明の実施の形態のＩＰパケットの分割の一
例を示す図である。

【図９】本発明の実施の形態の複数のネットワークアダ
プタがネットワークを介して接続されている場合の一例
を示す図である。

【図１０】本発明の実施の形態のＩＰ状態保持領域を示
す図である。

【図１１】本発明の実施の形態の送出パケットリストを
示す図である。

【符号の説明】

６００．ＩＰアドレス６１０．時間帯Ａ６１５．時間帯Ａの最大送出レート６２０．時間帯Ｂ６２５．時間帯Ｂの最大送出レート７２０．ＩＰパケットの全長７２５．フラグメント識別子７３０．フラグ７３５．フラグメントオフセット７５０．ＩＰヘッダのチェックサム７５５．送信元ＩＰアドレス７６０．宛先ＩＰアドレス１０００．ＩＰアドレス１００５．最新割り込み済みＩＰ識別子１１００．ＩＰアドレス１１０５．送出カウンタ１１１０．次送出待ちパケット情報へのポインタ１１１５．送出待ちパケット情報

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】パケットの送受信制御をおこなうネットワ
ークドライバとネットワークアダプタにおいて、プロト
コル制御プログラムに伝送媒体の最大転送単位を規格値
より大きな値を通知するステップと、送出要求された送
信パケットを伝送媒体の最大転送長以下の複数のパケッ
トに分割するステップと、分割内容をパケットヘッダー
に登録するステップと、分割前の送信パケットごとに送
出完了割り込みを通知するステップを有することを特徴
とするネットワークパケット送受信方法。
【請求項２】パケットの送受信制御をおこなうネットワ
ークドライバとネットワークアダプタにおいて、送信元
毎に受信パケットの履歴情報を格納する記憶手段を有
し、前記履歴情報を参照するステップと、受信したパケ
ットのヘッダー情報を参照するステップと、前記履歴情
報と前記ヘッダー情報から、受信したパケットが、後続
の分割されたパケットが存在しない場合か、または、既
に割り込みが上がっているパケット中の分割パケット受
信した場合か、または、次の受信分割パケットが持つは
ずのパケット識別子のさらに次以降のパケット識別子を
持つ分割パケットを受信した場合かを判定するステップ
と、前記いずれかの場合に割り込みを通知するステップ
を有することを特徴とするネットワークパケット送受信
方法。
【請求項３】パケットの送受信をおこなうネットワーク
アダプタとネットワークアダプタにおいて、送出先毎の
フローを格納する記憶手段を有し、ネットワークへパケ
ットを送出する際に前記記憶手段に格納されたフローに
基づいてパケット送出制御をおこなうことを特徴とする
ネットワークアダプタ。
【請求項４】請求項３記載のフローを格納する記憶手段
に、送出先の最大送出レートを記憶することを特徴とす
るネットワークアダプタ。