JP2001094607A - パケット通信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 通信インタフェース装置で、ソフトウェア
（ＳＷ）の介入なしに送受信処理を行うことにより、送
受信処理の効率化を計り、不要なメモリコピーを省略す
ることを可能とすることを課題とする。 【解決手段】 ターミナルと通信路とを仲介するパケッ
ト通信装置において、プロトコル制御部とデータ転送部
とを含み、前記プロトコル制御部は、受信データを監視
する受信データ監視部と送信データを監視する送信デー
タ監視部とからそれぞれのヘッダ部の内容を抽出・転送
されたデータに基いて、送信処理中に送信データのヘッ
ダ部を形成するヘッダ生成部と暗号化する送信データ加
工部を制御し、受信処理中に自己の受信宛先を透過する
フィルタリングを介した受信データを復号化する受信デ
ータ加工部を制御し、データパケットの送受信を行うこ
とを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＰＣ（パーソナル
コンピュータ）やブリッジ装置などの専用装置（以下、
総称して「ターミナル」と呼ぶ）に接続して使用する通
信インタフェース装置としてのパケット通信装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】パケット通信では、送信先及び送信元ア
ドレスやプロトコル固有情報からなるヘッダとペイロー
ド部分からパケットを構成するのが一般的である。

【０００３】従来、通信インタフェース装置では、ＰＣ
等のターミナルとプロトコルの階層が異なるため、通信
インタフェース装置内で必要情報を収集しパケットの整
形を行う必要があった。このため、メモリコピー、ＳＷ
（ソフトウェア）の介入によるヘッダ生成、アドレス検
索などが行われ、通信処理効率の低下の原因となってい
た。また、上記ＳＷの介入にはターミナル上のメモリか
ら通信インタフェース装置のメモリへのソフトウェアに
よるデータ・コピーと、この通信インタフェース装置内
でそのコピーしたデータをソフトウェアによるヘッダ部
データの生成と、通信インタフェース装置のデータとヘ
ッダ部データとを送信バッファ部の、例えば送信用ＦＩ
ＦＯに、ソフトウェアによるデータ・コピーとを実行し
て通信路に送出するというＳＷ処理を行うために蓄積す
るメモリが必要であったし、そのソフトウェアの処理時
間をも必要としていた。このソフトウェアの処理時間
は、オーバーヘッドとなり、通信インタフェース装置内
でデータを滞留させることは、滞留させている間にもタ
ーミナルや通信路からのデータが入力されるので、相当
量のメモリ量が必要となってしまう。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明では、ターミナ
ルと通信インタフェース装置で共通のパケットフォーマ
ットを用い、アドレス検索、ヘッダ生成、データ加工を
ソフトウェア（ＳＷ）の介入なしに行えることを可能と
する通信インタフェース装置構成を提案する。

【０００５】本発明の通信インタフェース装置では、ソ
フトウェア（ＳＷ）の介入なしに送受信処理を行うこと
により、送受信処理の効率化を計り、不要なメモリコピ
ーを省略することが可能となる。また、通信インタフェ
ース装置内に搭載するメモリ量の削減をも可能にする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、ターミナルと
通信路とを仲介するパケット通信装置において、前記通
信路との送受信データを送受信プロトコルに従って送受
信するプロトコル制御部と送信データと受信データとを
スイッチングして送受信データを転送するデータ転送部
とを含み、前記プロトコル制御部は、受信データを監視
する受信データ監視部で前記受信データ内のヘッダ部の
内容を抽出したデータに基づいて自己の受信宛先を透過
するフィルタリングと、前記受信データを復号化する受
信データ加工部とを制御して前記データ転送部に送出さ
せて前記ターミナルに受信データを出力し、前記ターミ
ナルから受けた送信データを監視する送信データ監視部
によって前記送信データの宛先を検出し、前記データ転
送部で送信側に転送し前記送信データのヘッダ部を形成
するヘッダ生成部と、該送信データを暗号化する送信デ
ータ加工部とを制御して前記通信路に送出させることを
特徴とする。

【０００７】また、上記パケット通信装置において、前
記プロトコル制御部は前記ヘッダ部の内容からプロトコ
ル制御管理情報により通信相手のアドレスと、通信相手
の経路情報と、暗号／復号パラメータとをテーブル形式
の記録情報に従って、前記ヘッダ生成部と前記送信デー
タ加工部、前記受信データ加工部とを制御することを特
徴とする。

【０００８】また、本発明は、図１を参照しつつ説明す
れば、通信インタフェース装置２０のブロック図では、
プロトコル制御部２７とデータ転送部２１から構成され
る。プロトコル制御部２７は、受信データ監視部２６と
送信データ監視部２８とを監視しつつ、送受信処理中に
データ加工部２３、ヘッダ生成部２２の各処理部に指示
する。これにより、通信インターフェース装置内の処理
でソフトウェアが介入することなくデータパケットの送
受信を行うことが可能となり、送受信処理の効率化を計
ることが可能となる。また、ターミナル１０と通信装置
インタフェース３０で、共通のパケット構成を用いるこ
とにより、不要なメモリコピーなどを省略し、送受信処
理の効率化、通信インタフェース装置２０内のメモリ数
の削減などの効果も有する。

【０００９】

【発明の実施形態】本発明による実施形態について、図
面を参照しつつ詳細に説明する。

【００１０】［第１の実施形態］ （１）構成の説明 通信インタフェース装置２０のブロック構成を図１に示
す。図１において、通信インタフェース装置２０は、Ｌ
ＡＮ（Local Area Network）やＷＡＮ（Wide Area Netw
ork）等のイーサネットやトークンリンク等の各種プロ
トコル規定に則って組み込んだイーサネットカードやＬ
ＡＮボード、トークンリンク用のボード、ＡＴＭに対応
したＬＡＮボード、ターミナルアダプター等としてのデ
ータ送受信機能を有している。

【００１１】また、通信インタフェース装置２０は、Ｌ
ＡＮ（Local Area Network）やＷＡＮ（Wide Area Netw
ork）等の通信路４０と、パーソナル・コンピュータ
（ＰＣ）やブリッジ装置などの専用装置（以下、総称し
て「ターミナル」と呼ぶ）１０との間をインターフェー
スするものであり、ターミナルインターフェース（Ｉ
Ｆ）３０の入出力インタフェースと、通信路４０からの
入出力インタフェースを保有する。

【００１２】通信インタフェース装置２０の内部は、主
に、データ転送部２１、プロトコル制御部２７、送信デ
ータ監視部２８、受信データ監視部２６から構成され
る。

【００１３】ここで、データ転送部２１は、ＤＭＡ（Di
rect Memory Access）機構であり、主記憶と周辺装置と
の間でデータ転送を行う専用プロセサ（ＤＭＡコントロ
ーラ）と同様な機能を有し、ターミナルがＤＭＡコント
ローラのように、データ転送部２１に処理を依頼する
と、ＤＭＡコントローラとしてのバス・マスタとして動
作し、ターミナルからのデータを受け付けて、ターミナ
ルの介在なしにデータ転送を始める。また、通信路４０
からデータを受信した場合、ターミナルの介在なしにデ
ータを受信してターミナルに送出する。このＤＭＡ機構
としては、バッファが無くても送信データを直接送出
し、受信データを直接ターミナルに送出してもよいが、
一時的にパケットデータを格納するＦＩＦＯやシフトレ
ジスタ等を用いることもできる。また、パケットデータ
は１フレーム分を単位として扱うことができる。また、
スイッチ（ＳＷ）２１１は、半導体スイッチを設ければ
よい。

【００１４】この際、データ転送中、ターミナル１０は
別の処理ができ、一方、ターミナルＩＦ３０がターミナ
ルとの間の伝送路１３に示すように、ＩＳＡ（Industry
Standard Architecture：ＰＣ−ＡＴ互換パソコンの標
準バス）バスやＰＣＭＣＩＡ（Personal Computer Memo
ry Card International Association）バス等と接続さ
れている場合に、通信インターフェース装置２０とター
ミナル１０の間でデータを転送する場合にターミナルＩ
／Ｆ３０が利用される。また、伝送路１３がＰＣＩ（Pe
ripheral Component Interconnect：パソコン等の入出
力バス）の場合には、ＰＣＩデバイスとしての通信イン
ターフェース装置２０がバス・マスタとなり、ターミナ
ル１０との間でデータを転送する。データの転送の際、
ターミナルからの指示によるデータに通信路４０に整合
した転送元番地２１２と転送先番地２１３とをそのデー
タに追加して、データ転送部２１から通信路３０に又
は、通信路３０からターミナル１０へのデータ転送用ス
イッチ（ＳＷ）２１１でデータ転送を切り換えている。

【００１５】データ転送用スイッチ（ＳＷ）２１１は、
ターミナル１０から通信路４０へ送信データを送信する
場合と通信路４０からターミナル１０へ受信データを受
信する場合の切換えを実行するスイッチであり、データ
転送部２１のＤＭＡ機能によって切り換え制御してい
る。従って、データ転送部２１による処理はハードウェ
アだけで処理され、ソフトウェアの介在は必要がない。

【００１６】また、プロトコル制御部２７は、通信路４
０とターミナル１０とが処理できるデータ構造に変換
し、相互のプロトコル処理に従って、通信路３０からの
受信データについては受信データに整合したプロトコル
処理に従って受信データ加工部２５に制御線ｅにより制
御実行する。また、通信路４０への送信データについて
はターミナル１０のプロトコルと転送先のプロトコルに
応じてヘッダ生成部２２には制御線ｆによって、送信デ
ータ加工部２３には制御線ｄによって、それぞれ制御処
理を実行する。

【００１７】また、送信データ監視部２８は、ターミナ
ル１０からの送信用データを監視し、受信データ監視部
２６は、通信路４０からの受信データを監視する。

【００１８】（２）動作の説明 図１を用いて、通信インターフェース装置２０の送受信
の流れを説明する。

【００１９】まず、送信処理は、ターミナル１０におい
て、送信データが発生した時に行われる。ターミナル１
０は、通信インタフェース装置２０からアクセス可能な
ターミナル１０内に装備したＲＡＭに、送信データをパ
ケット形式に組み換えて、そのデータパケットを格納
し、通信インタフェース装置２０のデータ転送部２１に
対し、転送元アドレスを設定する。データ転送部２１
は、転送元アドレス（番地）２１２が設定されたら、デ
ータパケットの転送を開始する。

【００２０】この時、伝送線ｊから、送信データ監視部
２８は、送信データパケットから送信先アドレスを獲得
し、プロトコル制御部２７に通知する（ｇ）。プロトコ
ル制御部２７では、送信先アドレス毎に管理している情
報から、ヘッダ生成、暗号などの通信路に適したフレー
ムに変換するための情報を抽出し、ヘッダ生成部２２、
データ加工部２３に指示する。送信データパケットは、
スイッチＳＷ２１１から出力されて、送信データパケッ
ト信号ｈとし、ヘッダ生成部２２、データ加工部２３で
は、プロトコル制御部２７からの指示に従い、データ処
理する。

【００２１】ヘッダ生成部２２では、転送先アドレスと
送信元である転送元アドレスと、データのタイプやデー
タ量等のヘッダ構成を追加する制御を行われる。また、
データ加工部２３では、ヘッダを付加した送信データパ
ケットを予めターミナル１０で定めた例えば秘密鍵と公
開鍵のうちの秘密鍵を埋め込んだ暗号化処理や、ターミ
ナルと送信先とで予め定めたスクランブル方式でスクラ
ンブル処理等をプロトコル制御部２７の制御の下、必要
に応じて信号処理する。

【００２２】また、データ加工部２３では、通信路４０
がファイバーケーブルの場合には光信号に変調したり、
同軸ケーブルの場合には高周波信号に変調したり、ベー
スバンド信号以外の信号に変調する場合もある。また、
通信路４０が無線による無線ＬＡＮを構成している場合
には、ベースバンド信号を無線周波数に変調して、アン
テナから送出してもよい。こうして、スクランブル処理
されたデータパケットは、通信路４０に適するデータパ
ケットに変換された送信データパケットａとして出力さ
れる。

【００２３】また、受信処理は、有線回線や無線等の通
信路４０からのデータ入力時に行われる。受信データ監
視部２６は、通信路４０から入力されたデータパケット
ｂを監視し、送信元アドレスｃを検出・抽出してプロト
コル制御部２７に通知する。

【００２４】プロトコル制御部２７は、送信元アドレス
からアドレス毎管理情報を検索、復号パラメータを獲得
し、データ加工部２５に通知する。フィルタリング部２
４では、ターミナル１０である自己宛てのフレーム（ブ
ロードキャスト、マルチキャストのフレームを含む）以
外のフレームをフィルタ・アウトする。この場合、自己
のアドレスとマルチキャスト用のアドレスとブロードバ
ンド用アドレスを有するパケットをパスし、該当しない
アドレスを有するパケットは導入しない。データ加工部
２５は、プロトコル制御部２７からの指示に従い、搬送
波のデータやベースバンドのデータに限らずデータ復号
化処理及び／又はデスクランブル処理・暗号解読・解除
処理などの処理を行う。データ転送部２１は、ターミナ
ル１０から設定された転送先アドレスに受信パケットを
ＤＭＡ転送する。このＤＭＡ処理には、ターミナルから
の指示なく、スイッチＳＷ２１１で受信側に設定して復
調されたデータをターミナル側にダイレクトに出力す
る。

【００２５】図２にターミナル１０から通信路４０まで
のデータパケットのパケット構造を示す。図２に示すよ
うに、ターミナル部１０、通信インタフェース装置２
０、共通のヘッダ領域及びペイロード部の構成を用いる
ことで、送受信処理を円滑に行う。ターミナル１０で扱
うパケットのデータ構造は、ヘッダ部に、送信先アドレ
スと、送信元アドレスと、空白のブランク部とからな
り、ペイロード部で送信データが構成され、通信インタ
ーフェース装置に出力される。送信データ監視部２８は
この送信先アドレスと、送信元アドレスを監視・抽出す
る。また、インターフェース装置２０から通信路４０で
のデータ構造は、そのヘッダ部に、送信先アドレスと、
送信元アドレスと、プロトコル固有情報とを含み、ペイ
ロード部には送信データそのものが挿入されている。こ
のように、ターミナル１０のデータ構造と、通信路４０
へのデータ構造との相違、特にヘッダ部の構成相違やエ
ンド部のフレームチェック構造等を相互に変換するの
が、通信インターフェース装置の一機能である。

【００２６】一方、通信インターフェース装置２０が通
信路４０から受信するデータパケットは、送信の場合と
逆の構造変換を行う。図２でいえば、右側に記載してい
る通信路４０側のデータ構造から、左側に記載している
ターミナル１０側のデータ構造にデータ加工（復号／デ
スクランブル等）部で変換している。

【００２７】図３にプロトコル制御部２７で有するアド
レス毎管理情報テーブルの構成例を示す。通信相手とな
るアドレス毎に暗号／復号パラメータ、経路情報などを
保持する。この際、スクランブル方式をこのプロトコル
制御部の管理情報に含めていてもよい。

【００２８】［第２の実施形態］プロトコル制御部管理
情報は、最も一般的な例としてアドレス毎の管理情報を
示したが、この他、方式に応じた構成に変更が可能であ
る。

【００２９】プロトコル制御部２７の管理情報として
は、通信相手のアドレスについて、個人アドレス相手だ
けでなく、階層的にグループのヘッドの通信相手アドレ
スとそのグループのヘッドに属する複数の相手アドレス
を記録しておいてもよい。即ち、マルチキャストの場合
には、あるデータ構造では宛先アドレスの最初のビット
に”１”を当ててマルチキャストのアドレスを付与して
いるので、その代表的なマルチキャスト用のアドレス
と、下層にそのマルチキャストのグループの各員のアド
レスを備えておく。そして樹木構造のアドレス・記憶エ
リアの構成を備えておくことで、全グループ員に送信す
ることを確実にする。

【００３０】また、マルチキャストのアドレス管理に限
らず、個人宛のアドレス管理において、各アドレスに加
えて、各アドレス先の経路情報や各グループ員の暗号／
復号パラメータ等を登録・管理しておいてもよい。マル
チキャストの場合には、マルチキャストのグループ員の
各自の経路情報や暗号／復号パラメータを解析して、ヘ
ッダ生成部２２でその各グループ員毎に経路情報や暗号
／復号パラメータを設定して個別に送出することによ
り、確実なデータ送出が可能となり、サービスの多機能
化に対処できる。

【００３１】プロトコル制御部２７では、複数の相手ア
ドレスに応じたヘッダ生成部２２、データ加工部２３を
制御するが、マルチキャストの場合には、それぞれ宛先
アドレスの一部を共通としており、通信路４０に出力す
れば、そのマルチキャストを特定するアドレスに向けて
特定のサーバに格納され、各グループ員の下に届くこと
となる。

【００３２】また、ブロードキャストの場合には、プロ
トコル制御部管理情報としては、ターミナル１０からは
ブロードキャストを宛先とする一つの転送先アドレスを
指摘されるので、その転送先アドレスをブロードキャス
トを実行するブロードキャストサーバに向けて送出する
登録をしておく。プロトコル制御部２７では、プロトコ
ル制御部管理情報に従って、その転送先アドレスと転送
元のアドレスと、ペイロードとをパケットとして送出す
る。

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、通信インタフェース装
置において、ソフトウェア（ＳＷ）の介入なしに送受信
処理を行うことにより、リアルタイムでデータパケット
の送受信を行うことができ、送受信処理の効率化を計
り、不要なメモリコピーを省略することが可能となる。
また、通信インタフェース装置内に搭載するソフトウェ
ア（ＳＷ）を記憶しておくメモリ量の削減をも可能にす
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の通信インターフェースの構成ブロック
図である。

【図２】本発明の通信インターフェースのヘッダ部の変
換例を示す説明図である。

【図３】本発明の通信インターフェースに用いるプロト
コル制御部間管理情報である。

【符号の説明】

１０ ターミナル １１ ハードディスク １２ ＣＰＵ １３ データアドレスバス ２０ 通信インターフェース装置 ２１ データ転送部 ２２ ヘッダ生成部 ２３ 送信データ加工部 ２４ フィルタリング ２５ 受信データ加工部 ２６ 受信データ監視部 ２７ プロトコル制御部 ２８ 送信データ監視部 ４０ 通信路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5K030 GA01 GA06 HA08 HB11 HB28 HC14 JT03 KA12 KA13 KA17 KX24 LB06 LD02 5K034 AA01 AA10 DD03 EE11 FF13 HH06 9A001 BB04 BZ03 CC06 CZ07 CZ08 EZ03 JZ18

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ターミナルと通信路とを仲介するパケッ
   ト通信装置において、 前記通信路との送受信データを送受信プロトコルに従っ
   て送受信するプロトコル制御部と送信データと受信デー
   タとをスイッチングして送受信データを転送するデータ
   転送部とを含み、 前記プロトコル制御部は、受信データを監視する受信デ
   ータ監視部で前記受信データ内のヘッダ部の内容を抽出
   したデータに基づいて自己の受信宛先を透過するフィル
   タリングと、前記受信データを復号化する受信データ加
   工部とを制御して前記データ転送部に送出させて前記タ
   ーミナルに受信データを出力し、前記ターミナルから受
   けた送信データを監視する送信データ監視部によって前
   記送信データの宛先を検出し、前記データ転送部で送信
   側に転送し前記送信データのヘッダ部を形成するヘッダ
   生成部と、該送信データを暗号化する送信データ加工部
   とを制御して前記通信路に送出させることを特徴とする
   パケット通信装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のパケット通信装置にお
   いて、前記送信データ加工部と前記受信データ加工部
   は、前記ターミナルと共通のパケット構成を用いること
   を特徴とするパケット通信装置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載のパケット通信装置にお
   いて、前記プロトコル制御部は前記ヘッダ部の内容から
   プロトコル制御管理情報により通信相手のアドレスと、
   通信相手の経路情報と、暗号／復号パラメータとをテー
   ブル形式の記録情報に従って、前記ヘッダ生成部と前記
   送信データ加工部、前記受信データ加工部とを制御する
   ことを特徴とするパケット通信装置。
4. 【請求項４】 請求項３に記載のパケット通信装置にお
   いて、前記プロトコル制御管理情報によって、前記ター
   ミナルからの送信データについて、マルチキャストの場
   合には前記ヘッダ生成部で該当するマルチキャスト用ア
   ドレスを付し、ブロードキャストの場合には前記ヘッダ
   生成部で全契約者宛の共通アドレスを付し、各アドレス
   相手の経路情報と、暗号／復号パラメータとをテーブル
   形式に記録することを特徴とするパケット通信装置。