JP2005039312A - Real time communication warrant method - Google Patents

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Sunao Sawada
素直 澤田
Hideki Kamimaki
秀樹 神牧
Mika Mizutani
美加 水谷
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Hitachi Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a real time communication warrant system for avoiding the effect on a packet transmission period caused by a transmission delay due to competition of packet transmission between nodes in a network wherein a prescribed of the nodes share a network band to carry out communication. <P>SOLUTION: The packet transmission processing is added with processing steps (1203, 1205) for deciding that the packet transmission is finished until occurrence of transmission of packets transmitted for a prescribed period on the basis of times Pmax, Pmin predicted by monitoring network communication so as to avoid the competition between the packet transmission and the transmission of packets which are periodically transmitted. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パケット通信ネットワークに関し、特に一定周期でパケットを送信する通信の通信品質を保証する技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
家庭内で使用される通信ネットワーク(以下「ネットワーク」)には、ネットワークの構築や管理が容易で低コストなネットワークが求められる。そのようなネットワークの例としては電灯線や特定小電力無線を用いたCSMA方式(Carrier Sense Multiple Access)のネットワーク、あるいはLAN(Local Area Network)で広く使われているCSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)方式のネットワークがある。
【0003】
CSMA方式に代表される簡易なネットワークでは、複数のノードがネットワークの帯域を共有して通信を行なうため、あるノードがネットワークを用いて通信している間は他のノードは通信を待たなければならない。したがって、あるノードがデータ長が長いパケットを送信すると他のノードの通信までの待ち時間が長くなる。音声通信のように一定間隔でパケットを送信することが要求される場合においては、他ノードの通信で生じる待ち時間による悪影響が問題となる。
【0004】
この問題の解決方法として、ネットワーク利用率に応じてパケット長を短くする方式(例えば、特許文献1等参照)、あるいは送信データ量自体を減らす方式(例えば、特許文献2等参照)が提案されている。
【0005】
【特許文献1】
特開平9−116572号公報
【特許文献2】
特開平3−270430号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術では、パケット長を短くする、あるいはデータ量を減らすことにより複数のノードによる通信の競合する確率を低くしているが、ノード間の競合を確実に回避することはできない。 また、音声通信のように、通信されるデータ量は少ないが一定周期でパケットを送信することが要求される場合のような、ネットワーク利用率が低い状況で複数のノードによる通信の競合による待ち時間を解消することは、上記従来技術において考慮されていなかった。
【0007】
本発明の目的は、ネットワークでの通信データ量が少ない場合でも、一定周期で送信するデータと他の通信とがネットワーク上で競合することを回避し、周期が乱れることを防ぐ手段を提供することにある。
【0008】
本発明の他の目的は、一定周期でデータを送信するノードがある場合に、一定周期で通信するノードと他のノードが競合しないようなネットワーク装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明は、帯域を複数のノードで共有するネットワークにおいて、パケットが一定の時間間隔で送信されている場合に、ネットワークを監視することでノードごとのパケットの送信周期を検出し、ネットワークへパケットを送信する際に、次のパケット送信の発生時刻を予測し、送信しようとしているパケットが次のパケット送信発生の予測時刻までに送信完了できるパケット長を超える場合に、パケットの送信を次のパケット送信の予測時刻後まで延期する構成とする。
【0010】
また、本発明の他の実施形態として、ネットワークハブ装置に一または複数の周期を登録した周期テーブルを設け、接続された各ノードの送信を監視して得られる送信の発生した時間間隔を周期テーブルに登録された周期と比較し、あるノードの送信間隔と周期とが一致した場合にそのノードが一定周期で送信を行なっていると判断し、周期から予測した次の送信発生時刻に、他のノードからの送信を抑止し、一定周期で送信を行なっていると判断したノードの送信との競合を回避する構成も考えられる。
【0011】
更に、別の実施形態として、ネットワークの監視により一定周期の通信を検出し、ネットワーク端末からのパケットをネットワークに送信する場合に、一定周期の通信との競合を避けるアルゴリズムを通信アダプタに実装しても良い。
【0012】
又、別の実施形態として、一定周期の通信を行なう端末と、一定周期の通信を検出し送信が競合することを防ぐ機能を持つ端末とでネットワークを構成する構成も考えられる。
【0013】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明を適用したネットワークシステムの第1の実施形態を示した図である。
本実施形態のネットワークシステムは、家庭内ネットワーク101に多種の機器が接続された構成を有している。家庭内ネットワーク101は、CSMA/CD方式が使用される通信ネットワークである。ここで、家庭内ネットワーク101に接続された全ての端末は、家庭内ネットワーク101の通信帯域を共有している。家庭内ネットワーク101に接続される機器とは、具体的には、ゲートウェー103、ノード管理端末104、データ通信端末105、複数のノード106、無線アクセスポイント111、複数のVoIP電話112、及び玄関監視カメラ113等である。
【0014】
ゲートウェー103は、家庭内ネットワーク101とインターネット102とを接続するパケット中継装置である。データ通信端末105は、インターネット102とデータ通信を行なう端末である。尚、本実施形態では、データ通信端末105は、インターネット102とゲートウエー103を介して長いデータ長のパケットの遣り取りを行うものと仮定する。
【0015】
データ通信端末105は、通信アダプタ110を介して家庭内ネットワーク101と接続されている。通信アダプタ110は、データ通信端末105から受け取ったデータを家庭内ネットワーク101へ送信し、家庭内ネットワーク101から受信したデータをデータ通信端末105に送信する。尚、本実施形態ではデータ通信端末105と通信アダプタ110を別装置として説明しているが、同一筐体に含まれる一つの装置であっても構わない。
【0016】
無線アクセスポイント111は、複数の無線ノード107と無線通信で接続される。無線アクセスポイント111は、無線ノード107と家庭内ネットワーク101との間でパケットを中継するブリッジの役割を果たす。
【0017】
VoIP電話112は、VoIP(Voice over IP)による音声通信用の端末である。以下、VoIP電話112は、複数の音声通信を同時に行なうことはできず、音声通信の間は基本的に他の目的の通信を行なわないと仮定する。又、例外として、アドレス解決など制御目的の通信が発生することはあるが、その頻度は、音声通信におけるパケットの送信周期の連続する5周期の間に、最大でも1パケットと仮定する。尚、「パケット」とは、通信で送受信されるデータの単位を指し、格納されるデータ量によって可変な長さとなる。
【0018】
又、音声通信で使用されるパケットの送信周期は、ネットワークの利用率やVoIP電話112の処理負荷とは独立に定められた一定値とする。VoIP電話112は、自身が有する処理負荷の影響を受けないタイマ等により、上述した一定値である送信周期を管理する。尚、実際のパケットの送信時刻は、送信の競合やVoIP電話112の処理負荷のために実際の周期より遅れることはあるが、実際の周期より早い時刻となることはない。更に、音声通信のトラフィック量は一般的に毎秒64kビット以下であり、家庭内ネットワーク101の帯域に比べて充分低いものとする。
【0019】
通信アダプタ110は、家庭内ネットワーク101上の通信を観測することで、各種端末の送信したパケットが送信された時刻を記録する。通信アダプタ110は、その記録から、音声通信のような周期的なパケットの送受信を検出する。
【0020】
図10は、通信アダプタ110の構成を示す図である。通信アダプタ110は、インターフェース301、受信処理部302、受信バッファ303、送信処理部304、送信バッファ305、バスインターフェース306、周期検出処理部312、タイマ313及びメモリ314を有する。尚、受信処理部302や送信処理部304等は、別々のハードウエアでも、一つのLSIに集積化されていても良い。
【0021】
通信アダプタ110は、インターフェース301を介して家庭内ネットワーク101に接続され、バスインターフェース306を介してデータ通信端末105と接続されている。インターフェース301は、家庭内ネットワーク101上で送受信されるパケットを全て受信し、受信処理部302及び周期検出処理部312にそのパケットを送る。
【0022】
受信処理部302は、パケットに含まれる宛先アドレスがデータ通信端末105を示すアドレスである場合にのみパケットを受信バッファ303に格納する。周期検出処理部312は、ネットワーク上で送受信されるパケットの周期の検出を行なう。周期検出処理部312は、汎用のプロセッサでも専用の論理回路でもどちらでも実現される。汎用のプロセッサの場合には、周期検出のためのプログラムがプロセッサで実行される。
【0023】
周期検出処理部312は、観測したネットワーク上のパケットについての情報を管理するために、トラフィックテーブルを用いる。トラフィックテーブルはメモリ314に格納されている。トラフィックテーブルは複数のエントリを有する。一つのエントリは、エントリ番号、送信元アドレス、宛先アドレス、サンプル数、サンプル時刻1、サンプル時刻2、サンプル時刻3、サンプル時刻4、差分値1、差分値2、差分値3、最大差分値、最小差分値、周期フラグ、無効カウントの各フィールドを有する。エントリは、パケットの送信元アドレスと宛先アドレスの組ごとに個別に作られる。
【0024】
エントリ番号は、各エントリに固有な番号で、エントリの識別に用いられる。送信元アドレス及び宛先アドレスは、エントリが記録の対象としているパケットに含まれる送信元アドレスと宛先アドレスを表す。サンプル数は、そのエントリに記録されたサンプル時刻の数を表し、そのフィールドには1から4の値が登録される。
【0025】
サンプル時刻1からサンプル時刻4に対応するフィールドには、該当するパケットがネットワーク上に送信された時刻が記録される。時刻のフィールドにはタイマ313から取得した値が登録される。1つのエントリには最新の時刻から最大4つの時刻がサンプル時刻として保持され、サンプル時刻1が最新のものでサンプル時刻4が最も古いものになるよう管理される。
【0026】
差分値1から差分値3のフィールドには、サンプル時刻の差分が格納される。差分値nはサンプル時刻nからサンプル時刻n+1を引いた値である。最大差分値及び最小差分値のフィールドには、そのエントリに記録された差分値の最大値と最小値が格納され、新たな差分値が計算されるたびに必要に応じて格納された値が更新される。
【0027】
周期フラグのフィールドには、該当するパケットが周期的に送信されていると判断した場合に1、そうでない場合に0が格納される。無効カウントのフィールドには、エントリのサンプル時刻として記録しなかったパケット観測の回数を示す情報が記録され、周期性の判定の際に用いられる。
【0028】
図3は、通信アダプタ110がネットワーク上のパケットを観測し、周期的に送信されるトラフィックを検出する手順を示す図である。
【0029】
インターフェース301は、家庭内ネットワーク101上のパケットを取得して周期検出処理部312へ送る。周期検出処理部312は、トラフィックテーブルを検索して、そのパケットに含まれる宛先アドレス及び送信元アドレスと一致するエントリの有無を確認する(処理701)。
【0030】
該当するエントリが無い場合、周期検出処理部312は、トラフィックテーブルに新規にエントリを作成し、処理を終了する。新規に作成されるエントリの各フィールドには、エントリ番号には他のエントリと重複しない番号が、送信元アドレス及び宛先アドレスには、インターフェース301から受信したパケットに含まれる送信元アドレス及び宛先アドレスが、周期フラグ、無効カウントにはそれぞれ0が設定され、サンプル数が1、現在時刻がサンプル時刻1として登録される(処理702)。
【0031】
処理701で該当するエントリが存在する場合、周期検出処理部312は、現在の時刻(具体的には、パケットがインターフェース301でサンプリングされた時点の時刻)からエントリのサンプル時刻1のフィールドに登録された値を引いた値Tdを求める(処理703)。そして、周期検出処理部312は、家庭内ネットワーク101が許す最大長のパケットを送信するために必要な時間TmtuとTdとの大小を比較する(処理704)。
【0032】
TdがTmtuより小さい場合、パケットの送信周期の1周期の時間がTmtuより短い可能性がある。この場合周期的な通信と競合することなく最大長のパケットを送信することは不可能であるため、本発明では処理の対象としない。したがって、周期検出処理部312は、図8の説明で後述する(A)の処理を行い、周期検出処理を終了する。
【0033】
TdがTmtuより大きい場合、トラフィックテーブルのエントリのサンプル数のフィールドに登録された値が1であれば、周期検出処理部312は、現在の時刻、具体的には、パケットをインターフェースがサンプルした時刻をサンプル時刻としてトラフィックテーブルに登録する。本処理において、サンプル数のフィールドの値は1加算され2となり、現在の時刻はサンプル時刻1となり、サンプル時刻1のフィールドに記録されていた時刻はサンプル時刻2のフィールドに登録される。更に周期検出処理部312は、差分値1のフィールドにTdを記録して、処理を終了する(処理706)。
【0034】
処理705においてエントリのサンプル数が1より大きい場合、周期検出処理部312は、エントリの更新処理を行ない(処理707)、その後処理を終了する。
【0035】
図4は、処理707で実行されるエントリの更新処理の手順を示す図である。
周期検出処理部312は、まず処理703で計算したTdを、エントリの最大差分値、最小差分値のフィールドに登録された値と比較する(処理801、804)。Tdが最大差分値と最小差分値の間であれば、抽出したパケットが周期的な通信に関わっている可能性が高いので、周期検出処理部312は、次の処理へと進む。Tdが最大差分値より大きいあるいは最小差分値より小さい場合、周期検出処理部312は、最大差分値または最小差分値を更新する(処理803、806)。
【0036】
尚、このとき周期検出処理部312は、更新後の最大差分値と最小差分値との差がTmtu未満であるか否かを検査する(処理802、805)。最大差分値と最小差分値の差がTmtu以上である場合、周期の許容誤差が送信競合による周期の乱れよりも大きくなるので、周期検出処理部312は、この通信を保証の対象とする必要はないと判断する。Tdが最大差分値を超えかつ最大差分値と最小差分値の差がTmtu以上である場合、周期検出処理部312は、処理802で周期的な通信が終了したと判断し、図7で説明する(B)の処理でエントリを初期化して処理を終了する。Tdが最小差分値よりも小さくかつ最大差分値と最小差分値の差がTmtu以上である場合、周期検出処理部312は、(A)の処理を行なって処理を終了する。
【0037】
Tdが最大差分値と最小差分値の間にある場合、周期検出処理部312は、対象となるパケットに対応するエントリに登録されたサンプル時刻の数を確認する(処理807)。サンプル時刻の数が3の場合、更に周期検出処理部312は、エントリの無効カウントのフィールドに登録された値が2以上であるかどうかを判定する(処理810)。無効カウントの値が2以上である場合、周期検出処理部312は、そのエントリに対応するパケットが周期的に送信されているとはみなさず、(B)の処理を行なって処理を終了する。これは、VoIP電話112において音声通信以外のパケットは音声通信の連続する5周期の間に最大でも1パケットという前提から導かれた条件である。したがって、前提が異なれば、無効カウントの閾値が変化することは言うまでもない。
【0038】
サンプル時刻の数が3以外の場合、周期検出処理部312は、現在時刻(パケットがサンプリングされた時刻)をエントリへ登録する。サンプル時刻の数が既に4である場合、周期検出処理部312は、最も古いサンプル時刻4のフィールドに登録された値を廃棄し、サンプル時刻1からサンプル時刻3のフィールドに登録された値を新たにサンプル時刻2からサンプル時刻4とし、現在時刻(パケットがサンプリングされた時刻)をサンプル時刻1として登録する。サンプル数が4未満の場合、サンプル数に1加算する以外は同様に処理される(ただし、サンプル時刻4の廃棄は無い)。差分値に関しても同様に処理される(処理808)。
【0039】
以上の処理の結果、エントリのサンプル数が4であるならば、周期検出処理部312は、パケットが周期的に送信されているとみなして(処理809)、その通信を保証の対象に追加する処理(C)を行う。
【0040】
図5は、処理(C)の手順を示すフロー図である。
周期検出処理部312は、エントリの無効カウントのフィールドの値をクリアし、以後は1周期の間の無効パケット数を表すために使用する(処理1101)。
【0041】
家庭内ネットワーク101で複数のVoIP電話112が同時に周期的な通信を行なっている場合、本実施形態ではリアルタイム性を保証する通信、すなわちネットワーク使用のための待ち時間が無い通信を同時に3つまでと制限する。これにより、パケット送信処理の負荷、具体的には、送信制御部304の負荷を小さくすることができる。リアルタイム性保証の対象となる通信を管理するため、通信アダプタ110は、対象となる通信の数を表す周期性トラフィック数及び対象となる通信に対応するエントリのエントリ番号を格納する対象エントリ配列をメモリ314内に有する。
【0042】
周期フラグが0であったエントリを新たに周期的な通信であると判断した場合(処理1102)、周期性トラフィック数が既に3ならば、周期検出処理部312は、そのエントリをリアルタイム性保証の対象には加えない(処理1103)。3未満の場合、周期検出処理部312は、周期性トラフィック数に1加算し、リアルタイム性保証の対象となる通信のエントリ番号を対象エントリ配列に追加する。更に、周期検出処理部312は、周期フラグのフィールドの値0を1に変更する(処理1104)。
【0043】
処理1102で周期フラグが1である場合及び処理1104が終了した場合、周期検出処理部312は、対象エントリ配列の要素をエントリの最小差分値の小さい順にソートする。以下、最小差分値の小さい順に対象エントリ1、対象エントリ2、対象エントリ3と記述する(処理1105)。
【0044】
複数の周期的な通信をリアルタイム性保証の対象にする場合、一つの周期的な通信の1周期の間に他の周期的な通信の送信が発生するため、リアルタイム性を保証する通信のパケットとパケットの間隔が実質的に短くなる。複数の周期的な通信を複合した場合のパケット間の時間が、最大長のパケットを送信する時間Tmtuよりも短くなると、全ての周期的な通信と全く競合せずに最大長のパケットを送信することはできない。
【0045】
このため、周期検出処理部312は、エントリの最小差分値を周期性トラフィック数で割った値Xを計算(処理1106)し、それがTmtuよりも小さい場合、リアルタイム性保証は不可能と判断し最小差分値が最も小さいエントリ(対象エントリ1)を保証の対象から外す(処理1107〜処理1109)。XがTmtu以上になるまでこの処理を繰り返すことで、周期検出処理部312は、リアルタイム性保証の対象となるエントリを決定する。以上がパケット観測による周期の検出処理である。
【0046】
次に、音声通信等の周期的な通信が終了したことを検出して、周期フラグが1であるエントリ、即ちリアルタイム性保証の対象であるエントリを削除する処理について説明する。周期的な通信の終了を検出して該当するエントリを保証の対象から外さないと、存在しない通信との競合を回避するためにデータ通信端末105の送信が不必要に延期されてしまう。そのため周期的な通信の終了を検出して保証の対象から外す本処理が必要となる。
【0047】
周期的な通信の終了を検出するために、通信アダプタ110がネットワーク上のパケットを観測して検出すべき状況として次の三通りがある。
第一の状況は、該当するVoIP電話112が音声通信の宛先アドレスと全く通信を行なわなくなる場合である。この場合、パケットの観測に基づく該当エントリの更新処理(処理707)が全く発生しないため、周期性の判断が行なわれずエントリが残ってしまう。本状況においてエントリの削除を行なうために、周期検出処理部312が一定時間ごとにトラフィックテーブルの全エントリを検査し、現在時刻(具体的には、周期検出処理部312が全エントリの検査を開始した時刻)とサンプル時刻1との差が最小差分値+Tmtuを超えているエントリを削除する。
【0048】
第二の状況は、サンプル時刻1から最小差分値+Tmtu以上経過してからパケットを観測した場合である。この時は処理707が発生し、処理801、処理802を経由して(B)の処理が行なわれる。
【0049】
図7は、(B)の処理、即ちエントリを初期化する手順を示す図である。
周期検出処理部312は、まずエントリのサンプル数のフィールドの値を1に、サンプル時刻1のフィールドの値を現在の時刻に初期化する(処理901)。次に周期フラグのフィールドの値が1であるならば、周期検出処理部312は、エントリ配列から該当するエントリ番号を削除し、周期性トラフィック数を1減算する(処理902)。その後、周期検出処理部312は、エントリの周期フラグのフィールドの値を0にする(処理903)。
【0050】
尚、エントリ初期化時に観測されたパケットは、新たな音声通信の開始パケットである可能性があるので、周期検出処理部312は、第一の状況と異なり、そのエントリは削除せず現在時刻をサンプル時刻1として記録し、そのエントリを残す。
【0051】
第三の状況は、通信アダプタ110が、予測している周期と比べて短い時間間隔でパケットを観測した場合である。この場合、Tmtuよりも短い時間間隔でパケットを観測した場合は処理704を通じて、時間間隔がTmtuよりも長い場合は処理804及び処理805を通じて、通信アダプタ110は、(A)の処理を開始する。
【0052】
尚、この状況では、周期の途中で音声通信とは関係の無いパケットが送信されたが音声通信自体は継続している場合と、音声通信は終了して音声通信以外の通信が開始された場合の二つの可能性がある。通信アダプタ110は、両者を識別するためエントリの無効カウントに登録された値を用いる。
【0053】
図8は、(A)の処理、すなわち通信アダプタ110がエントリの無効カウントを確認する処理の手順を示す図である。
周期検出処理部312は、まずエントリの無効カウントのフィールドに登録された値に1加算する(処理1001)。上述したように、エントリの周期フラグが1であるとき、無効カウントは1周期の間に観測した周期的とはみなさないパケットの数を表す。本実施形態では、VoIP電話112において音声通信以外のパケット数は音声通信の連続する5周期の間に最大でも1パケットであると仮定しているので、無効カウントが1以下ならば許容範囲である。 したがって、周期検出処理部312は、周期フラグの値が1かどうかを判断(処理1002)し、1の場合は更に無効カウントが2以上かどうかを判断する(処理1002)。無効カウントの値が2以上である場合、周期検出処理部312は、音声通信が終了したものとみなして(B)の処理を行い、エントリを初期化する。
以上が、家庭内ネットワーク101の通信を通信アダプタ110が観測することによる周期の検出処理である。
【0054】
次に、データ通信端末105からパケットの送信要求があった場合に、通信アダプタ110において周期的な通信と競合しないようにパケット送信を制御する方法について説明する。
【0055】
図9は、通信アダプタにおいてパケット送信を制御する手順を示す図である。データ通信端末105が送信するパケットは、バスインターフェース306を介して送信バッファ305に書き込まれる。送信制御部304では、送信するパケットの長さから、そのパケットをネットワークで送信するために必要な時間TLを計算する。TLはパケット長をネットワークの通信速度で割ることで計算される(処理1201)。
【0056】
次に送信制御部304は、対象エントリ配列に登録された各エントリ番号のエントリに関して以下の処理1202から処理1205までを繰り返す。
【0057】
送信制御部304は、対象エントリ配列に登録されたエントリ(最初はエントリ1。その後エントリ2、3が対象になる)のパケットが次に送信される時刻を予測する。ここでは、最新のサンプル時刻であるサンプル時刻1に、最大差分値又は最小差分値を加えた値(それぞれPmax、Pmin)を予測値とする(処理1202)。
【0058】
その後、送信制御部304は、この時点でタイマ313から取得した時刻をPcurとし、時刻Pminまでにパケットが送信可能かどうか判定する(処理1203)。送信可能な場合、送信制御部304はPminまでにパケットの送信が完了する限界時刻Plimitを計算(処理1204)し、次のエントリの処理へ進む。
【0059】
処理1203で時刻Pminまでに送信不可能と判定された場合、その判定時点で既に時刻Pcurが時刻Pmaxを過ぎている可能性がある。そこで、送信制御部304は時刻Pmaxと時刻Pcurの大小を判定する(処理1205)。時刻Pcurが時刻Pmaxより大きい場合には送信を延期する必要はないので、送信制御部304は、次のエントリの処理へ進む。
【0060】
処理1203及び1205の条件を満たさない場合、送信制御部304は、現時点でパケットを送信すると周期的な通信と競合すると予測し、送信を延期する。送信を延期した場合、送信制御部304は処理1203及び1205の条件を満たさなかったエントリのPmaxまで送信を延期し、再び対象エントリ配列に対する処理を繰り返す(処理1210)。
【0061】
対象エントリ配列に登録された全てのエントリに対して以上の処理を行い、リアルタイム性を保証する通信と競合せずに送信可能であるという予測が成り立つと、送信制御部304は、CSMA方式の規格どおりにネットワークが使用に可能になるまで待つ(処理1206)。ただし、送信を待つ間に限界時刻Plimitを過ぎてしまった場合(処理1207)、送信制御部304は、再度繰り返し処理を行い新たな送信時刻を決定する必要がある。限界時刻Plimitを過ぎていなければ、通常の送信を行なう(処理1208)。
【0062】
以上の処理により、通信アダプタ110は、自身が接続されたデータ通信端末105の通信とVoIP電話112の音声通信との競合を回避する。ここで、VoIP電話112の送信周期をtとし、実際のパケットの送信時刻が送信周期により決まる時刻に対して最大でも0.5Tmtuしか遅れないとする。すると、本実施形態での周期検出アルゴリズムにより求められるPmax、Pminはそれぞれt+0.5Tmtu、t−0.5Tmtuとなり、PmaxとPminの差はTmtuであるから周期として認識される。この場合、実際のパケットの送信時刻はサンプル時刻1からPmaxとPminの間になり、送信時刻の予測は正しく行なわれる。したがって時刻PmaxとPminの間での送信を延期することで競合は回避できる。
【0063】
以上のように、本実施形態によるネットワークシステムを用いることで、音声通信のように通信データ量が少ないが一定周期での送信が要求される通信と、通信データ量が多く長いパケットを用いる通信とが同一ネットワークで行なわれていても、ネットワーク上での競合により音声通信に悪影響を及ぼさないデータ通信が可能になる。
【0064】
特に、本実施形態は、家庭内ネットワーク101において、VoIP電話などの音声通信専用機器の通信とファームウェアアップデートや動作状況ログの回収などのファイル転送通信とを共存させる場合に有効である。また本実施形態は、ネットワーク上の通信の監視により周期を予測するため、上位層プロトコルによらず適用可能で、周期の変更や、ノード台数の変化があっても対応できる。
【0065】
更に、通信アダプタ110を用いることにより、データ通信端末105自体には機能の追加が不要である。なお、上述したリアルタイム通信保証の方法は必ずしも通信アダプタ110で実行されなくてもよい。例えば玄関監視カメラ113のように、画像データをバースト的に送信することが目的の端末自体で上述した方法を実現することで、玄関監視カメラ113が送信するデータによりVoIP電話112の音声通信が妨害されることを防ぐこともできる。
【0066】
したがって、本実施形態では、家庭内ネットワーク101に接続されるバースト的な通信を行なう端末それぞれに上述のリアルタイム通信保証の方法を実装したネットワークシステムを構成することで、そのネットワークシステム上での音声通信の周期を保証することも可能である。
【0067】
続いて、ネットワークシステムの第2の実施形態を説明する。第2の実施形態の構成は、図1と同様である。しかし、本実施形態では、第1の実施形態におけるパケット観測、送信時刻予測、パケット送信制御のアルゴリズムがゲートウェー103に実装され、そのパケット観測の対象がノード管理端末104と各ノードとの間の通信のパケットになる。
【0068】
ノード管理端末104は、家庭内ネットワーク101の複数のノード106を制御するための端末である。ノード管理端末104は、複数のノード106の動作状況を把握するために、一定周期Tでポーリングを行う。
【0069】
図2は、ノード管理端末104と各ノード106との間のポーリングの通信シーケンスを示す図である。ノード管理端末104は、一定周期Tごとにそれぞれ異なるノード106に対して順番にポーリングパケット201を送信する。全てのノード106に対して一通りポーリングを実行したら、ノード管理端末104は、最初にポーリングパケット201を送信したノード106から始めて2回目のポーリングを全ノード106に対して行い、以下同様にポーリングを継続して行う。
【0070】
ポーリングパケット201を受信したノード106は、ノード管理端末104に対して応答パケット202を送信する。ポーリングパケット201及び応答パケット202は、ともにパケット長が短いものとし、周期Tと応答時間tの関係はT>tとする。
【0071】
本実施形態では、この家庭内ネットワーク101において、インターネット102からゲートウェー103経由でデータ通信端末105に大量のデータが送られる場合に、ゲートウェー103が第一の実施形態で説明されたリアルタイム通信保証方法を用い、ノード管理端末104と各ノード106との間の通信との競合を回避する。
【0072】
本実施形態においては、ノード管理端末104のアドレスを予めゲートウェー103に設定しておき、パケットの観測では送信元アドレスがノード管理端末104のアドレスに一致するパケットだけが抽出される。本実施形態では、図3の処理701が、送信元アドレスがノード管理端末104のアドレスと一致するかどうかの判断に変更され、一致しないパケットは全て無視される。 したがって、本実施形態で使用されるトラフィックテーブルのエントリには宛先アドレスのフィールドが含まれず、結果として送信元アドレスがノード管理端末104のアドレスと一致するエントリ一つだけが管理される。
【0073】
又、第1の実施形態をそのまま適用してノード管理端末104と複数のノード106との間の通信をゲートウェー103が観測する場合、ゲートウェー103は、周期がT×ノード数であるエントリをノード数と等しい数だけ管理することになる。従って、本実施形態では送信元アドレスだけで通信を識別するため、トラフィックテーブルにおいて周期Tのエントリを一つ管理すればよく、管理の負荷やトラフィックテーブルの規模が軽減される。パケットの観測と送信制御のアルゴリズムは第1の実施形態と同じであり、結果として得られる効果も同様である。
【0074】
以上のように、本実施形態によるリアルタイム通信保証方法を用いることで、機器管理のためのポーリングのように通信データ量が少なく周期的な送信が要求される通信と、通信データ量が多く長いパケットを用いる通信とが同一ネットワークで行なわれていても、ネットワーク上での競合により周期的な通信に悪影響を及ぼさないデータ通信が可能になる。
【0075】
また本実施形態では第1の実施形態に比べ、特定の端末が複数のノードに対して定期的に通信を行なう場合の周期の予測を効率化してあるため、家庭内ネットワークにおける家電の動作状況モニタリングの通信のリアルタイム性を保証する場合に有効である。 更に、ゲートウェー103がデータ送信のタイミングを管理することで、インターネット102からの通信全てに対してリアルタイム性保証を行うことが出来る。つまり、複数のデータ通信端末105が同時にWWW(World Wide Web)閲覧を行なう場合でも、ゲートウェー103のみに機能を実装すればよいという特徴がある。
【0076】
次に第3の実施形態のネットワークシステムを説明する。
図6は、第3の実施形態のネットワークシステムの構成を示した図である。本実施形態のネットワーク構成は、複数のノード106がハブ601に接続されたスター型のCSMA/CDネットワークである。
【0077】
ハブ601は、複数のポート602、JAM信号送信部603、バス604、周期管理部606、タイマ313、メモリ314、周期検出処理部312及び周期テーブル607を有する。ハブ601の各ポート602には、ケーブルを介してノード106が接続される。ノード106が送信したパケットはバス604により全てのポート602に電気的に中継され、又周期検出処理部312でパケットが観測される。
【0078】
周期検出処理部312は、第1の実施形態と同様のパケット観測、周期予測のアルゴリズムを実行する。ただし、トラフィックテーブルに登録されるエントリは特定の送信元アドレスと宛先アドレスの組と対応するのではなく、1つのポート602に対応する。即ち、そのポート602に接続されたノード106から送信される全てのパケットがそのエントリの観測対象となる。タイマ313及びメモリ314は第1の実施形態と同じなので、説明を省略する。
【0079】
周期テーブル607には、音声、動画などのリアルタイム通信で一般的に用いられる送信周期の情報が登録されている。周期検出処理部312は、あるエントリの通信が周期的であると判定した場合、処理1101と処理1102の間で、そのエントリの周期が周期テーブル607に登録されている周期のどれに該当するかを判定する。
【0080】
その判定は、具体的には、エントリの最小差分値と最大差分値の範囲に周期テーブル607に登録された値が入っているかいないかで行われる。該当する周期が周期テーブル607に無い場合、そのエントリの通信は周期的で無いと判断し、周期検出処理部312は、(B)の処理を行なう。
【0081】
周期管理部606は、メモリ314に格納されたトラフィックテーブルに基づいてあるノード106が送信を行なうと予測した時刻になると、そのエントリに対応するポート602以外の全てのポート602に対して、JAM信号送信部603によりJAM信号を送信する。ジャム信号の送信の期間は時刻PminからPmaxの間である。
【0082】
CSMA/CD方式のネットワークでは、JAM信号を検出したノード106はパケットの送信を実行しないため、送信があると予測されるポート602のノード106の送信は、他のノード106の送信と競合することが無くなる。
【0083】
以上のように本実施形態によるリアルタイム通信保証方法を用いることで、一定周期で送信を行なう通信と通信データ量が多く長いパケットを用いる通信とがスター型接続のネットワークで行なわれていても、一定周期の送信を遅らせることなくデータ通信を行うことが可能になる。
【0084】
尚、本実施形態を、家庭内ネットワークにおいて、音声通信のような一定周期の通信と、端末のファームウェアアップデートや動作ログの回収といったバースト的な通信とが同時に行なわれる場合に適用することで、送信の競合による音声通信の遅延の揺らぎが少なくなり、音声の品質が向上する効果が期待できる。
【0085】
また、ハブ601が通信をモニタリングすることで周期を予測するため、ノード106が事前に帯域を確保する、あるいはハブ601に対して通知を行なう必要が無く、通常の端末をそのまま使えるという特徴がある。また、一定周期で送信する音声や画像の典型的な送信周期をあらかじめ周期テーブル607に登録しておくことで、保証対象をノード106からの送信が音声や画像の通信である場合に限定することが可能になり、周期的でない通信まで保証対象に加えてしまうことを防げるという特徴がある。
【0086】
次に第4の実施形態について説明する。本実施形態のネットワークの構成は図1と同様である。本実施形態においては、通信アダプタ110のインターフェース301と周期検出処理部312の間にパケットフィルタを設ける。そして、パケットフィルタに、音声通信を行なう複数のVoIP電話112のアドレスをあらかじめ登録する。
【0087】
パケットフィルタは、パケットの送信元アドレスまたは宛先アドレスが、登録されているVoIP電話112のアドレスと一致するかどうか検査する。パケットの送信元アドレス、宛先アドレスがともに登録されているVoIP電話112のアドレスと一致しない場合、パケットフィルタは、そのパケットを廃棄する。
【0088】
その結果、本実施形態では、音声通信ではない通信のパケットを周期検出処理部312での周期の検出処理の対象から外すことができ、結果として、検出処理の負荷とトラフィックテーブルのエントリ数を削減することができる。
【0089】
以上のように本実施形態では、観測するパケットのアドレスをあらかじめ登録してある音声通信を行なうVoIP電話112のアドレスに限定することで、トラフィックテーブルの規模を小さくし、かつ音声通信ではない通信を誤って周期的な通信であると認識することを防ぐ。
【0090】
本実施形態は特に、家庭内ネットワークのように、音声通信専用機器の台数やアドレスが変化することが少ない環境への適用に効果的である。また、パケットフィルタに登録する情報を、VoIP電話112のアドレスではなく、パケット内の優先度やトラフィックの性質に関する情報、例えばIP(Internet Protocol)ヘッダにおけるDS(Differentiated Services)フィールドの値としても良い。 次に第5の実施形態について説明する。本実施形態のネットワーク構成は図1と同様である。本実施形態では無線アクセスポイント111が上述したリアルタイム通信保証方法を実行する。
【0091】
無線アクセスポイント111は、家庭内ネットワーク101での通信を観測し、第1の実施形態と同様の方法で周期的な通信とその周期を検出する。無線アクセスポイント111は、無線ノード107が送信したパケットを無線により受信して家庭内ネットワーク101に中継する時に第1の実施形態と同様にパケットの送信を周期的な通信と競合しないように制御する。
【0092】
したがって、本実施形態では、無線ノード107がバースト的な通信を行なった場合に家庭内ネットワーク101での周期的な通信の周期を乱すことを防ぐことができる。
【0093】
以上のように、本実施形態では、無線アクセスポイント111が本発明によるリアルタイム通信保証方法を実行することで、有線ネットワークと無線ネットワークが混在した環境においても、周期的な通信とバースト的な通信が同時に発生した場合に競合を回避し、周期的な通信の周期を乱さないことが可能である。また、無線アクセスポイント111に機能を実装することで、全ての無線ノード107の通信に対して本発明によるリアルタイム通信保証を適用できる。
【0094】
尚、各実施形態を組み合わせた構成も可能である。さらに、家庭内ネットワークに限らず、他のネットワークにおいても実現することができる。
【0095】
【発明の効果】
本発明によれば、周期的な通信とパケット送信が競合する可能性が高い場合に送信の競合が起きることを回避し、一定周期での送信が要求される通信に悪影響を及ぼさないでデータ通信ができるという効果がある。また、ネットワークでの通信量が少ない状態でも通信の競合を回避できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のネットワークの構成を示す図である。
【図2】ノード管理端末104とノード106の通信シーケンスを示す図である。
【図3】パケット観測処理の手順を示す図である。
【図4】エントリ更新処理の手順を示す図である。
【図5】エントリを周期的な通信と判断した場合の処理手順を示す図である。
【図6】ネットワークハブ装置のブロック図である。
【図7】エントリを周期的な通信ではないと判断した場合の処理手順を示す図である。
【図8】周期より短い時間間隔でパケットを観測した場合の処理手順を示す図である。
【図9】送信処理の手順を示す図である。
【図10】通信アダプタ110のブロック図である。
【符号の説明】
101…家庭内ネットワーク、103…ゲートウェー、104…ノード管理端末、105…データ通信端末、106…ノード、107…無線ノード、110…通信アダプタ、111…無線アクセスポイント、112…VoIP電話。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a packet communication network, and more particularly to a technique for guaranteeing communication quality of communication in which packets are transmitted at a constant cycle.
[0002]
[Prior art]
A communication network used in a home (hereinafter referred to as “network”) is required to be a low-cost network that can be easily constructed and managed. Examples of such networks include CSMA (Carrier Sense Multiple Access) networks using power lines and specific low power radio, or CSMA / CD (Carrier Sense Multiple Access) widely used in LAN (Local Area Network). There is a network of with Collision Detection).
[0003]
In a simple network typified by the CSMA method, a plurality of nodes perform communication while sharing the network bandwidth. Therefore, while a certain node communicates using the network, another node must wait for communication. . Therefore, when a node transmits a packet having a long data length, the waiting time until communication with another node becomes long. When it is required to transmit packets at regular intervals as in voice communication, adverse effects due to waiting time caused by communication of other nodes become a problem.
[0004]
As a solution to this problem, a method of shortening the packet length according to the network utilization rate (see, for example, Patent Document 1) or a method of reducing the amount of transmission data itself (see, for example, Patent Document 2) has been proposed. Yes.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-9-116572
[Patent Document 2]
JP-A-3-270430
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In the above prior art, the probability of competing communication by a plurality of nodes is lowered by shortening the packet length or reducing the data amount, but it is not possible to reliably avoid competition between the nodes. Also, the waiting time due to contention of communication by multiple nodes in a situation where the network utilization rate is low, such as when the amount of data to be communicated is small but it is required to transmit packets at a fixed period, such as voice communication It has not been considered in the prior art to eliminate the above.
[0007]
An object of the present invention is to provide means for preventing data transmitted at a fixed period and other communication from competing on the network even when the amount of communication data on the network is small, and preventing the period from being disturbed. It is in.
[0008]
Another object of the present invention is to provide a network device in which, when there is a node that transmits data at a constant cycle, a node that communicates at a constant cycle and other nodes do not compete.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, in the present invention, in a network in which a band is shared by a plurality of nodes, when packets are transmitted at a constant time interval, packet transmission is performed for each node by monitoring the network. When the period is detected and the packet is transmitted to the network, the next packet transmission occurrence time is predicted, and the packet to be transmitted exceeds the packet length that can be completed before the next packet transmission occurrence prediction time The packet transmission is postponed until the predicted time of the next packet transmission.
[0010]
As another embodiment of the present invention, a period table in which one or a plurality of periods is registered in the network hub device is provided, and a time interval at which transmission is obtained by monitoring transmission of each connected node is represented in the period table. When the transmission interval and period of a node match, it is determined that the node is transmitting at a certain period, and at the next transmission occurrence time predicted from the period, A configuration is also conceivable in which transmission from a node is suppressed and contention with transmission of a node that is determined to be transmitting at a certain period is avoided.
[0011]
Furthermore, as another embodiment, when a communication with a fixed period is detected by monitoring the network and a packet from a network terminal is transmitted to the network, an algorithm for avoiding a conflict with the communication with a fixed period is implemented in the communication adapter. Also good.
[0012]
Further, as another embodiment, a configuration in which a network is configured by a terminal that performs communication at a fixed period and a terminal that has a function of detecting communication at a fixed period and preventing transmission from competing can be considered.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of a network system to which the present invention is applied.
The network system of this embodiment has a configuration in which various devices are connected to the home network 101. The home network 101 is a communication network in which the CSMA / CD method is used. Here, all the terminals connected to the home network 101 share the communication band of the home network 101. Specifically, the devices connected to the home network 101 include a gateway 103, a node management terminal 104, a data communication terminal 105, a plurality of nodes 106, a wireless access point 111, a plurality of VoIP phones 112, and entrance monitoring. A camera 113 or the like.
[0014]
The gateway 103 is a packet relay device that connects the home network 101 and the Internet 102. The data communication terminal 105 is a terminal that performs data communication with the Internet 102. In this embodiment, it is assumed that the data communication terminal 105 exchanges a packet having a long data length via the Internet 102 and the gateway 103.
[0015]
The data communication terminal 105 is connected to the home network 101 via the communication adapter 110. The communication adapter 110 transmits data received from the data communication terminal 105 to the home network 101, and transmits data received from the home network 101 to the data communication terminal 105. In this embodiment, the data communication terminal 105 and the communication adapter 110 are described as separate devices, but may be a single device included in the same housing.
[0016]
The wireless access point 111 is connected to a plurality of wireless nodes 107 by wireless communication. The wireless access point 111 serves as a bridge that relays packets between the wireless node 107 and the home network 101.
[0017]
The VoIP telephone 112 is a terminal for voice communication by VoIP (Voice over IP). Hereinafter, it is assumed that the VoIP telephone 112 cannot perform a plurality of voice communications at the same time and basically does not perform communications for other purposes during the voice communications. As an exception, communication for control purposes such as address resolution may occur, but the frequency is assumed to be 1 packet at the maximum during 5 consecutive packet transmission periods in voice communication. A “packet” refers to a unit of data transmitted and received by communication, and has a variable length depending on the amount of data stored.
[0018]
The transmission cycle of packets used in voice communication is set to a fixed value that is determined independently of the network utilization rate and the processing load of the VoIP telephone 112. The VoIP telephone 112 manages the transmission cycle, which is the above-described constant value, using a timer that is not affected by the processing load of the VoIP telephone 112. Note that the actual packet transmission time may be delayed from the actual period due to transmission competition or the processing load of the VoIP telephone 112, but it is not earlier than the actual period. Further, it is assumed that the traffic volume of voice communication is generally 64 kbit / second or less, which is sufficiently lower than the bandwidth of the home network 101.
[0019]
The communication adapter 110 records the time when packets transmitted from various terminals are transmitted by observing communication on the home network 101. The communication adapter 110 detects periodic packet transmission / reception such as voice communication from the record.
[0020]
FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration of the communication adapter 110. The communication adapter 110 includes an interface 301, a reception processing unit 302, a reception buffer 303, a transmission processing unit 304, a transmission buffer 305, a bus interface 306, a cycle detection processing unit 312, a timer 313, and a memory 314. Note that the reception processing unit 302, the transmission processing unit 304, and the like may be separate hardware or integrated in one LSI.
[0021]
The communication adapter 110 is connected to the home network 101 via the interface 301 and is connected to the data communication terminal 105 via the bus interface 306. The interface 301 receives all packets transmitted / received on the home network 101 and sends the packets to the reception processing unit 302 and the cycle detection processing unit 312.
[0022]
The reception processing unit 302 stores the packet in the reception buffer 303 only when the destination address included in the packet is an address indicating the data communication terminal 105. The cycle detection processing unit 312 detects the cycle of packets transmitted and received on the network. The cycle detection processing unit 312 is realized by either a general-purpose processor or a dedicated logic circuit. In the case of a general-purpose processor, a program for period detection is executed by the processor.
[0023]
The period detection processing unit 312 uses a traffic table in order to manage information about observed packets on the network. The traffic table is stored in the memory 314. The traffic table has a plurality of entries. One entry includes an entry number, a source address, a destination address, the number of samples, sample time 1, sample time 2, sample time 3, sample time 4, difference value 1, difference value 2, difference value 3, maximum difference value, Each field includes a minimum difference value, a period flag, and an invalid count. An entry is created individually for each pair of a source address and a destination address of a packet.
[0024]
The entry number is a number unique to each entry and is used to identify the entry. The transmission source address and the destination address represent the transmission source address and the destination address included in the packet that the entry is to be recorded. The number of samples represents the number of sample times recorded in the entry, and a value of 1 to 4 is registered in the field.
[0025]
In the field corresponding to sample time 1 to sample time 4, the time when the corresponding packet is transmitted on the network is recorded. A value acquired from the timer 313 is registered in the time field. One entry holds a maximum of four times from the latest time as sample times, and is managed so that the sample time 1 is the latest and the sample time 4 is the oldest.
[0026]
The difference value 1 to the difference value 3 field stores the difference in sample time. The difference value n is a value obtained by subtracting the sample time n + 1 from the sample time n. The maximum difference value and minimum difference value fields store the maximum and minimum values of the difference values recorded in the entry, and the stored values are updated as needed each time a new difference value is calculated. Is done.
[0027]
In the period flag field, 1 is stored when it is determined that the corresponding packet is periodically transmitted, and 0 is stored otherwise. In the invalid count field, information indicating the number of packet observations not recorded as the sample time of the entry is recorded, and is used when determining the periodicity.
[0028]
FIG. 3 is a diagram illustrating a procedure in which the communication adapter 110 observes a packet on the network and detects periodically transmitted traffic.
[0029]
The interface 301 acquires a packet on the home network 101 and sends it to the cycle detection processing unit 312. The period detection processing unit 312 searches the traffic table and checks whether there is an entry that matches the destination address and the source address included in the packet (processing 701).
[0030]
If there is no corresponding entry, the period detection processing unit 312 creates a new entry in the traffic table and ends the process. In each field of the newly created entry, the entry number is a number that does not overlap with other entries, and the source address and destination address are the source address and destination address included in the packet received from the interface 301. The period flag and the invalid count are each set to 0, the sample number is registered as 1, and the current time is registered as the sample time 1 (process 702).
[0031]
If there is a corresponding entry in the process 701, the period detection processing unit 312 is registered in the field of the sample time 1 of the entry from the current time (specifically, the time when the packet was sampled by the interface 301). A value Td obtained by subtracting the calculated value is obtained (processing 703). Then, the period detection processing unit 312 compares the times Tmtu and Td necessary for transmitting the maximum length packet allowed by the home network 101 (processing 704).
[0032]
When Td is smaller than Tmtu, there is a possibility that the time of one cycle of the packet transmission period is shorter than Tmtu. In this case, since it is impossible to transmit a packet having the maximum length without competing with periodic communication, the present invention does not set it as a processing target. Therefore, the period detection processing unit 312 performs the process (A) described later in the description of FIG. 8 and ends the period detection process.
[0033]
When Td is larger than Tmtu, if the value registered in the sample number field of the traffic table entry is 1, the period detection processing unit 312 detects the current time, specifically, the time when the interface samples the packet. Is registered in the traffic table as the sample time. In this processing, the value of the sample number field is incremented by 1 to become 2, the current time becomes the sample time 1, and the time recorded in the sample time 1 field is registered in the sample time 2 field. Further, the cycle detection processing unit 312 records Td in the field of the difference value 1 and ends the processing (processing 706).
[0034]
When the sample number of the entry is larger than 1 in the process 705, the cycle detection processing unit 312 performs an entry update process (process 707), and then ends the process.
[0035]
FIG. 4 is a diagram showing the procedure of the entry update process executed in process 707.
First, the period detection processing unit 312 compares the Td calculated in the processing 703 with the values registered in the maximum difference value and minimum difference value fields of the entry (processing 801 and 804). If Td is between the maximum difference value and the minimum difference value, there is a high possibility that the extracted packet is involved in periodic communication, and the period detection processing unit 312 proceeds to the next process. When Td is larger than the maximum difference value or smaller than the minimum difference value, the cycle detection processing unit 312 updates the maximum difference value or the minimum difference value (processing 803 and 806).
[0036]
At this time, the cycle detection processing unit 312 checks whether or not the difference between the updated maximum difference value and the minimum difference value is less than Tmtu (processing 802, 805). When the difference between the maximum difference value and the minimum difference value is equal to or greater than Tmtu, the period tolerance becomes larger than the period disturbance due to transmission competition, and therefore the period detection processing unit 312 needs to make this communication a target of guarantee. Judge that there is no. If Td exceeds the maximum difference value and the difference between the maximum difference value and the minimum difference value is equal to or greater than Tmtu, the period detection processing unit 312 determines that the periodic communication is completed in process 802, and will be described with reference to FIG. The entry is initialized by the process (B) and the process is terminated. When Td is smaller than the minimum difference value and the difference between the maximum difference value and the minimum difference value is equal to or greater than Tmtu, the period detection processing unit 312 performs the process (A) and ends the process.
[0037]
When Td is between the maximum difference value and the minimum difference value, the period detection processing unit 312 confirms the number of sample times registered in the entry corresponding to the target packet (process 807). If the number of sample times is 3, the period detection processing unit 312 further determines whether or not the value registered in the invalid count field of the entry is 2 or more (process 810). When the invalid count value is 2 or more, the period detection processing unit 312 does not consider that the packet corresponding to the entry is periodically transmitted, performs the process (B), and ends the process. This is a condition derived from the premise that a packet other than voice communication in the VoIP telephone 112 is at most one packet during five consecutive voice communication cycles. Therefore, it goes without saying that the threshold of the invalid count changes if the premise is different.
[0038]
When the number of sample times is other than 3, the period detection processing unit 312 registers the current time (the time when the packet was sampled) in the entry. When the number of sample times is already 4, the period detection processing unit 312 discards the value registered in the oldest sample time 4 field and newly registers the values registered in the sample time 1 to sample time 3 fields. Sample time 2 to sample time 4, and the current time (time when the packet was sampled) is registered as sample time 1. When the number of samples is less than 4, the same processing is performed except that 1 is added to the number of samples (however, sample time 4 is not discarded). The difference value is processed in the same manner (process 808).
[0039]
If the number of samples in the entry is 4 as a result of the above processing, the period detection processing unit 312 considers that the packet is periodically transmitted (process 809), and adds the communication to the guarantee target. Process (C) is performed.
[0040]
FIG. 5 is a flowchart showing the procedure of the process (C).
The period detection processing unit 312 clears the value of the invalid count field of the entry and thereafter uses it to represent the number of invalid packets during one period (process 1101).
[0041]
When a plurality of VoIP telephones 112 are performing periodic communication simultaneously in the home network 101, in the present embodiment, communication that guarantees real-time performance, that is, communication that does not have a waiting time for using the network is simultaneously limited to three. Restrict. Thereby, the load of packet transmission processing, specifically, the load of the transmission control unit 304 can be reduced. In order to manage communication targeted for real-time guarantee, the communication adapter 110 stores a target entry array that stores the number of periodic traffic that represents the number of targeted communications and the entry number of the entry corresponding to the targeted communications. Within 314.
[0042]
When it is determined that an entry whose cycle flag is 0 is a new periodic communication (processing 1102), if the number of periodic traffics is already 3, the cycle detection processing unit 312 determines that the entry has real-time performance guarantee. It does not add to the object (processing 1103). If it is less than 3, the period detection processing unit 312 adds 1 to the number of periodic traffics, and adds the entry number of the communication subject to real-time property guarantee to the target entry array. Further, the period detection processing unit 312 changes the value 0 of the period flag field to 1 (process 1104).
[0043]
When the cycle flag is 1 in the processing 1102 and when the processing 1104 is finished, the cycle detection processing unit 312 sorts the elements of the target entry array in ascending order of the minimum difference value of the entries. Hereinafter, the target entry 1, the target entry 2, and the target entry 3 are described in ascending order of the minimum difference value (process 1105).
[0044]
When a plurality of periodic communications are targeted for real-time property guarantee, transmission of another periodic communication occurs during one period of one periodic communication. The packet interval is substantially shortened. When the time between packets when multiple periodic communications are combined is shorter than the time Tmtu for transmitting the maximum length packet, the maximum length packet is transmitted without competing with all the periodic communications at all. It is not possible.
[0045]
Therefore, the period detection processing unit 312 calculates a value X obtained by dividing the minimum difference value of the entries by the number of periodic traffics (process 1106). If it is smaller than Tmtu, it is determined that real-time property guarantee is impossible. The entry with the smallest minimum difference value (target entry 1) is excluded from the guarantee target (processing 1107 to processing 1109). By repeating this process until X becomes equal to or greater than Tmtu, the period detection processing unit 312 determines an entry that is a target of real-time property guarantee. The above is the period detection process by packet observation.
[0046]
Next, a process for detecting the end of periodic communication such as voice communication and deleting an entry whose period flag is 1, that is, an entry that is a target of real-time property guarantee will be described. If the end of the periodic communication is detected and the corresponding entry is not excluded from the guarantee, the transmission of the data communication terminal 105 is unnecessarily postponed in order to avoid contention with the nonexistent communication. For this reason, it is necessary to perform this processing for detecting the end of periodic communication and removing it from the guarantee target.
[0047]
In order to detect the end of periodic communication, there are the following three situations where the communication adapter 110 should observe and detect packets on the network.
The first situation is a case where the corresponding VoIP telephone 112 no longer communicates with the destination address of voice communication. In this case, the entry update process (process 707) based on the observation of the packet does not occur at all, so the periodicity is not judged and the entry remains. In order to delete entries in this situation, the cycle detection processing unit 312 checks all entries in the traffic table at regular intervals, and the current time (specifically, the cycle detection processing unit 312 starts checking all entries). And the difference between the sample time 1 and the sample time 1 exceeds the minimum difference value + Tmtu.
[0048]
The second situation is a case where the packet is observed after the minimum difference value + Tmtu or more has elapsed from the sample time 1. At this time, processing 707 occurs, and processing (B) is performed via processing 801 and processing 802.
[0049]
FIG. 7 is a diagram showing the process (B), that is, the procedure for initializing entries.
First, the period detection processing unit 312 initializes the value of the field of the number of samples of the entry to 1, and initializes the value of the field of the sample time 1 to the current time (process 901). Next, if the value of the field of the period flag is 1, the period detection processing unit 312 deletes the corresponding entry number from the entry array and subtracts 1 from the number of periodic traffic (process 902). Thereafter, the period detection processing unit 312 sets the value of the field of the period flag of the entry to 0 (process 903).
[0050]
Note that since the packet observed at the time of entry initialization may be a new voice communication start packet, unlike the first situation, the period detection processing unit 312 does not delete the entry and sets the current time. Record as sample time 1 and leave the entry.
[0051]
The third situation is a case where the communication adapter 110 observes packets at a time interval shorter than the predicted cycle. In this case, the communication adapter 110 starts the process (A) through the process 704 when the packet is observed at a time interval shorter than Tmtu, and through the process 804 and the process 805 when the time interval is longer than Tmtu.
[0052]
In this situation, a packet that is not related to voice communication is transmitted in the middle of the cycle, but the voice communication itself continues, and when voice communication ends and communication other than voice communication starts. There are two possibilities. The communication adapter 110 uses a value registered in the invalid count of the entry to identify both.
[0053]
FIG. 8 is a diagram illustrating a procedure of the process (A), that is, the process in which the communication adapter 110 confirms the invalid count of entries.
The period detection processing unit 312 first adds 1 to the value registered in the invalid count field of the entry (process 1001). As described above, when the period flag of the entry is 1, the invalid count represents the number of packets that are not considered to be periodic observed during one period. In the present embodiment, since it is assumed that the number of packets other than voice communication in the VoIP telephone 112 is 1 packet at the maximum during five consecutive voice communication cycles, it is acceptable if the invalid count is 1 or less. . Therefore, the cycle detection processing unit 312 determines whether or not the value of the cycle flag is 1 (processing 1002), and further determines whether or not the invalid count is 2 or more (processing 1002). When the invalid count value is 2 or more, the period detection processing unit 312 considers that the voice communication has ended, performs the process (B), and initializes the entry.
The above is the period detection process by the communication adapter 110 observing communication in the home network 101.
[0054]
Next, a method for controlling packet transmission so that communication adapter 110 does not compete with periodic communication when there is a packet transmission request from data communication terminal 105 will be described.
[0055]
FIG. 9 is a diagram illustrating a procedure for controlling packet transmission in the communication adapter. Packets transmitted by the data communication terminal 105 are written to the transmission buffer 305 via the bus interface 306. The transmission control unit 304 calculates a time TL necessary for transmitting the packet over the network from the length of the packet to be transmitted. The TL is calculated by dividing the packet length by the communication speed of the network (process 1201).
[0056]
Next, the transmission control unit 304 repeats the following processing 1202 to processing 1205 for the entry of each entry number registered in the target entry array.
[0057]
The transmission control unit 304 predicts the time at which the packet of the entry registered in the target entry array (initially entry 1 and then entries 2 and 3 are targets) will be transmitted next. Here, values obtained by adding the maximum difference value or the minimum difference value to the sample time 1 which is the latest sample time (Pmax and Pmin, respectively) are set as the predicted values (process 1202).
[0058]
Thereafter, the transmission control unit 304 sets the time acquired from the timer 313 at this time as Pcur, and determines whether or not the packet can be transmitted by the time Pmin (processing 1203). If transmission is possible, the transmission control unit 304 calculates a limit time Plimit at which packet transmission is completed by Pmin (processing 1204), and proceeds to processing of the next entry.
[0059]
If it is determined in process 1203 that transmission is not possible by the time Pmin, the time Pcur may have already passed the time Pmax at the time of the determination. Therefore, the transmission control unit 304 determines whether the time Pmax and the time Pcur are large or small (process 1205). If the time Pcur is greater than the time Pmax, there is no need to postpone transmission, so the transmission control unit 304 proceeds to the next entry process.
[0060]
When the conditions of the processes 1203 and 1205 are not satisfied, the transmission control unit 304 predicts that the transmission of the packet at this time will compete with the periodic communication, and postpones the transmission. When the transmission is postponed, the transmission control unit 304 postpones the transmission to Pmax of the entry that does not satisfy the conditions of the processes 1203 and 1205, and repeats the process for the target entry array again (process 1210).
[0061]
When the above processing is performed on all entries registered in the target entry array and it is predicted that transmission is possible without competing with communication that guarantees real-time performance, the transmission control unit 304 determines whether the CSMA standard is satisfied. Wait until the network is ready for use (process 1206). However, when the limit time Plimit has passed while waiting for transmission (process 1207), the transmission control unit 304 needs to repeat the process again to determine a new transmission time. If the limit time Plimit has not passed, normal transmission is performed (process 1208).
[0062]
Through the above processing, the communication adapter 110 avoids the conflict between the communication of the data communication terminal 105 to which it is connected and the voice communication of the VoIP phone 112. Here, it is assumed that the transmission cycle of the VoIP telephone 112 is t, and the actual packet transmission time is delayed by at most 0.5 Tmtu with respect to the time determined by the transmission cycle. Then, Pmax and Pmin obtained by the period detection algorithm in the present embodiment are t + 0.5 Tmtu and t−0.5 Tmtu, respectively, and the difference between Pmax and Pmin is Tmtu, so that it is recognized as a period. In this case, the actual packet transmission time is between Pmax and Pmin from the sample time 1, and the transmission time is correctly predicted. Therefore, contention can be avoided by postponing transmission between times Pmax and Pmin.
[0063]
As described above, by using the network system according to the present embodiment, communication with a small amount of communication data, such as voice communication, that requires transmission at a fixed period, and communication with a large amount of communication data and long packets Even if the communication is performed on the same network, data communication that does not adversely affect voice communication due to competition on the network becomes possible.
[0064]
In particular, the present embodiment is effective in the case where the communication of a dedicated device for voice communication such as a VoIP phone and the file transfer communication such as firmware update and recovery of the operation status log coexist in the home network 101. In addition, since the period is predicted by monitoring the communication on the network, the present embodiment can be applied regardless of the upper layer protocol, and can cope with a change in the period or a change in the number of nodes.
[0065]
Furthermore, by using the communication adapter 110, it is not necessary to add a function to the data communication terminal 105 itself. Note that the above-described real-time communication guarantee method does not necessarily have to be executed by the communication adapter 110. For example, like the entrance monitoring camera 113, the above-described method is realized by the terminal itself that is intended to transmit image data in bursts, so that the voice communication of the VoIP telephone 112 is disturbed by the data transmitted by the entrance monitoring camera 113. It can also be prevented.
[0066]
Therefore, in the present embodiment, by configuring a network system in which the above-described real-time communication guarantee method is installed in each terminal that performs bursty communication connected to the home network 101, voice communication on the network system is configured. It is also possible to guarantee the period.
[0067]
Subsequently, a second embodiment of the network system will be described. The configuration of the second embodiment is the same as that of FIG. However, in this embodiment, the algorithm of packet observation, transmission time prediction, and packet transmission control in the first embodiment is implemented in the gateway 103, and the target of the packet observation is between the node management terminal 104 and each node. It becomes a communication packet.
[0068]
The node management terminal 104 is a terminal for controlling a plurality of nodes 106 in the home network 101. The node management terminal 104 performs polling at a constant cycle T in order to grasp the operation status of the plurality of nodes 106.
[0069]
FIG. 2 is a diagram showing a polling communication sequence between the node management terminal 104 and each node 106. The node management terminal 104 transmits the polling packet 201 in order to each different node 106 every fixed period T. After performing polling for all the nodes 106, the node management terminal 104 performs the second polling for all the nodes 106 starting from the node 106 that first transmitted the polling packet 201, and so on. Continue.
[0070]
The node 106 that has received the polling packet 201 transmits a response packet 202 to the node management terminal 104. The polling packet 201 and the response packet 202 are both short in packet length, and the relationship between the period T and the response time t is T> t.
[0071]
In the present embodiment, when a large amount of data is sent from the Internet 102 to the data communication terminal 105 via the gateway 103 in the home network 101, the gateway 103 guarantees the real-time communication described in the first embodiment. Using the method, contention with communication between the node management terminal 104 and each node 106 is avoided.
[0072]
In this embodiment, the address of the node management terminal 104 is set in the gateway 103 in advance, and only packets whose source address matches the address of the node management terminal 104 are extracted for packet observation. In this embodiment, the processing 701 in FIG. 3 is changed to a determination as to whether or not the transmission source address matches the address of the node management terminal 104, and all packets that do not match are ignored. Therefore, the traffic table entry used in this embodiment does not include the destination address field, and as a result, only one entry whose source address matches the address of the node management terminal 104 is managed.
[0073]
In addition, when the gateway 103 observes communication between the node management terminal 104 and the plurality of nodes 106 by applying the first embodiment as it is, the gateway 103 selects an entry whose cycle is T × number of nodes. A number equal to the number of nodes is managed. Therefore, in this embodiment, since communication is identified only by the source address, it is only necessary to manage one entry of the period T in the traffic table, and the management load and the size of the traffic table are reduced. The packet observation and transmission control algorithms are the same as in the first embodiment, and the resulting effects are also the same.
[0074]
As described above, by using the real-time communication guarantee method according to the present embodiment, communication that requires a small amount of communication data such as polling for device management and periodic transmission, and a packet that has a large communication data amount and a long length Even if communication using a network is performed on the same network, data communication that does not adversely affect periodic communication due to competition on the network is possible.
[0075]
Also, in this embodiment, compared to the first embodiment, since the prediction of the period when a specific terminal periodically communicates with a plurality of nodes is made more efficient, the operation status monitoring of home appliances in the home network This is effective for guaranteeing real-time communication. Furthermore, the gateway 103 manages the timing of data transmission, so that real-time performance can be guaranteed for all communications from the Internet 102. That is, even when a plurality of data communication terminals 105 browse WWW (World Wide Web) at the same time, there is a feature that the function only needs to be implemented in the gateway 103.
[0076]
Next, a network system according to a third embodiment will be described.
FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of a network system according to the third embodiment. The network configuration of this embodiment is a star-type CSMA / CD network in which a plurality of nodes 106 are connected to a hub 601.
[0077]
The hub 601 includes a plurality of ports 602, a JAM signal transmission unit 603, a bus 604, a cycle management unit 606, a timer 313, a memory 314, a cycle detection processing unit 312, and a cycle table 607. The node 106 is connected to each port 602 of the hub 601 via a cable. The packet transmitted by the node 106 is electrically relayed to all the ports 602 through the bus 604, and the packet is observed by the cycle detection processing unit 312.
[0078]
The period detection processing unit 312 executes the same packet observation and period prediction algorithm as in the first embodiment. However, an entry registered in the traffic table does not correspond to a specific source address / destination address pair, but corresponds to one port 602. That is, all the packets transmitted from the node 106 connected to the port 602 become the observation target of the entry. Since the timer 313 and the memory 314 are the same as those in the first embodiment, description thereof is omitted.
[0079]
In the cycle table 607, transmission cycle information generally used in real-time communication such as voice and moving images is registered. If the period detection processing unit 312 determines that the communication of a certain entry is periodic, between the processes 1101 and 1102, which of the periods registered in the period table 607 corresponds to the period of the entry. Determine.
[0080]
Specifically, the determination is made based on whether or not the value registered in the period table 607 is in the range of the minimum difference value and the maximum difference value of the entry. If the corresponding cycle is not in the cycle table 607, it is determined that the communication of the entry is not periodic, and the cycle detection processing unit 312 performs the process (B).
[0081]
The period management unit 606 sends a JAM signal to all ports 602 other than the port 602 corresponding to the entry at a time when a certain node 106 predicts transmission based on the traffic table stored in the memory 314. The transmitter 603 transmits a JAM signal. The transmission period of the jam signal is between time Pmin and Pmax.
[0082]
In the CSMA / CD network, the node 106 that detects the JAM signal does not perform packet transmission. Therefore, the transmission of the node 106 at the port 602 that is predicted to transmit may compete with the transmission of other nodes 106. Disappears.
[0083]
As described above, by using the real-time communication guarantee method according to the present embodiment, even if communication that performs transmission at a constant cycle and communication that uses a long packet with a large amount of communication data are performed in a star-type network, it is constant. Data communication can be performed without delaying the transmission of the cycle.
[0084]
It should be noted that this embodiment is applied to a case where a fixed period communication such as voice communication and burst communication such as terminal firmware update and operation log collection are simultaneously performed in a home network. The fluctuation of the voice communication delay due to the competition of the voice is reduced, and the effect of improving the voice quality can be expected.
[0085]
In addition, since the hub 601 predicts the cycle by monitoring communication, the node 106 does not need to reserve a bandwidth in advance or notify the hub 601 and can use a normal terminal as it is. . In addition, by registering a typical transmission cycle of voice and images to be transmitted at a constant cycle in advance in the cycle table 607, the guarantee target is limited to the case where the transmission from the node 106 is voice or image communication. This makes it possible to prevent a non-periodic communication from being added as a guarantee target.
[0086]
Next, a fourth embodiment will be described. The network configuration of this embodiment is the same as that shown in FIG. In the present embodiment, a packet filter is provided between the interface 301 of the communication adapter 110 and the cycle detection processing unit 312. Then, addresses of a plurality of VoIP telephones 112 that perform voice communication are registered in advance in the packet filter.
[0087]
The packet filter checks whether the source address or destination address of the packet matches the registered address of the VoIP phone 112. If the source address and destination address of the packet do not match the address of the registered VoIP telephone 112, the packet filter discards the packet.
[0088]
As a result, in this embodiment, communication packets that are not voice communications can be excluded from the period detection processing target in the period detection processing unit 312, and as a result, the detection processing load and the number of entries in the traffic table are reduced. can do.
[0089]
As described above, in this embodiment, by limiting the address of the packet to be observed to the address of the VoIP telephone 112 that performs voice communication registered in advance, the traffic table is reduced in size and communication that is not voice communication is performed. Prevents accidental recognition of periodic communication.
[0090]
This embodiment is particularly effective for application to an environment where the number of voice communication dedicated devices and addresses hardly change, such as a home network. Further, the information registered in the packet filter may be not the address of the VoIP telephone 112 but information on the priority and traffic characteristics in the packet, for example, the value of the DS (Differentiated Services) field in the IP (Internet Protocol) header. Next, a fifth embodiment will be described. The network configuration of this embodiment is the same as that shown in FIG. In this embodiment, the wireless access point 111 executes the above-described real-time communication guarantee method.
[0091]
The wireless access point 111 observes communication in the home network 101 and detects periodic communication and its cycle by the same method as in the first embodiment. The wireless access point 111 controls the packet transmission so as not to compete with the periodic communication as in the first embodiment when the packet transmitted by the wireless node 107 is received wirelessly and relayed to the home network 101. .
[0092]
Therefore, in this embodiment, it is possible to prevent the periodic communication cycle in the home network 101 from being disturbed when the wireless node 107 performs burst communication.
[0093]
As described above, in this embodiment, the wireless access point 111 executes the real-time communication guarantee method according to the present invention, so that periodic communication and burst communication can be performed even in an environment where a wired network and a wireless network are mixed. When they occur at the same time, it is possible to avoid contention and not disturb the periodic communication cycle. Further, by implementing the function in the wireless access point 111, the real-time communication guarantee according to the present invention can be applied to the communication of all the wireless nodes 107.
[0094]
In addition, the structure which combined each embodiment is also possible. Furthermore, the present invention can be realized not only in the home network but also in other networks.
[0095]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to avoid the occurrence of transmission competition when there is a high possibility of periodic communication and packet transmission competing, and data communication without adversely affecting communication that requires transmission at a fixed period. There is an effect that can be. In addition, there is an effect that communication contention can be avoided even when the amount of communication on the network is small.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a network according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a communication sequence between a node management terminal 104 and a node 106;
FIG. 3 is a diagram illustrating a procedure of packet observation processing.
FIG. 4 is a diagram illustrating a procedure of entry update processing.
FIG. 5 is a diagram illustrating a processing procedure when it is determined that an entry is periodic communication.
FIG. 6 is a block diagram of a network hub device.
FIG. 7 is a diagram illustrating a processing procedure when it is determined that an entry is not periodic communication.
FIG. 8 is a diagram illustrating a processing procedure when a packet is observed at a time interval shorter than a cycle.
FIG. 9 is a diagram illustrating a procedure of transmission processing.
10 is a block diagram of the communication adapter 110. FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 ... Home network, 103 ... Gateway, 104 ... Node management terminal, 105 ... Data communication terminal, 106 ... Node, 107 ... Wireless node, 110 ... Communication adapter, 111 ... Wireless access point, 112 ... VoIP telephone.

Claims (10)

ネットワークを介してデータを送信する方法であって、
前記ネットワークに接続される装置が、前記ネットワークで送信される他の装置のパケットを取得し、
前記取得されたパケットの周期性を計算し、
前記計算された周期性にしたがって、前記装置が前記他の装置が送信するパケットと競合しないようにデータを前記ネットワークに送信することを特徴とするデータ送信方法。
A method of transmitting data over a network,
A device connected to the network acquires a packet of another device transmitted on the network,
Calculating the periodicity of the acquired packets;
According to the calculated periodicity, the apparatus transmits data to the network so that the apparatus does not compete with a packet transmitted by the other apparatus.
前記他の装置は複数存在し、前記装置で、前記複数の他の装置のうち、所定の数の他の装置が送信するパケットの周期性を計算することを特徴とする請求項1記載のデータ送信方法。2. The data according to claim 1, wherein there are a plurality of the other devices, and the device calculates the periodicity of a packet transmitted by a predetermined number of other devices among the plurality of other devices. Transmission method. 前記装置は、前記ネットワークと任意の通信端末とを接続する通信アダプタであることを特徴とする請求項1記載のデータ通信方法。The data communication method according to claim 1, wherein the device is a communication adapter that connects the network and an arbitrary communication terminal. 前記装置は、前記ネットワークと第二のネットワークとを接続するゲートウエーであることを特徴とする請求項1記載のデータ通信方法。The data communication method according to claim 1, wherein the device is a gateway that connects the network and a second network. 前記装置は、前記ネットワークと接続され、任意の通信端末と無線通信を行うアクセスポイントであることを特徴とする請求項1記載のデータ通信方法。The data communication method according to claim 1, wherein the device is an access point connected to the network and performing wireless communication with an arbitrary communication terminal. 前記装置は複数あり、第一の前記装置は、前記ネットワークと任意の通信端末とを接続する通信アダプタであり、第二の前記装置は、前記ネットワークと前記任意の通信端末とを無線を介して接続するアクセスポイントであることを特徴とする請求項1記載のデータ通信方法。There are a plurality of the devices, the first device is a communication adapter that connects the network and an arbitrary communication terminal, and the second device is a wireless connection between the network and the arbitrary communication terminal. 2. The data communication method according to claim 1, wherein the data communication method is an access point to be connected. 観測の対象とする前記パケットを、前記パケット内の特定のフィールドがあらかじめ設定してある値と一致するパケットだけに限定することを特徴とする請求項1記載のデータ通信方法。2. The data communication method according to claim 1, wherein the packet to be observed is limited to a packet that matches a value set in advance in a specific field in the packet. 前記装置は、前記他の装置と前記ネットワークを介して接続されるハブ装置であることを特徴とする請求項1記載のデータ通信方法。The data communication method according to claim 1, wherein the device is a hub device connected to the other device via the network. 帯域を複数のノードで共有するネットワークにおいて1または複数の該ノードがパケットを一定の周期に基づいて送信する場合に、一定の周期に基づいた送信を行なわないノードはネットワークを監視することで一定の周期に基づいて送信を行なう該ノードごとのパケットの送信周期を検出し、一定の周期に基づいて送信を行なっている該ノードの次のパケット送信時刻を予測し、ネットワークへパケットを送信する際に予測した送信の発生時刻までに送信が完了できないパケット長である場合に、パケットの送信を予測した送信発生時刻後まで延期することを特徴とするリアルタイム通信保証方法。In a network where a band is shared by a plurality of nodes, when one or a plurality of the nodes transmit a packet based on a certain period, a node that does not perform transmission based on a certain period monitors the network to When transmitting the packet to the network by detecting the packet transmission period of each node that performs transmission based on the period, predicting the next packet transmission time of the node performing transmission based on a certain period A method for guaranteeing real-time communication, comprising: deferring packet transmission until after the predicted transmission occurrence time when the packet length cannot be completed by the predicted transmission occurrence time. ネットワークに接続される装置であって、
前記ネットワークに接続される接続部と、
周期検出処理部とを有し、
前記接続部は、前記ネットワークで送信される他の装置のパケットを取得し、
前記検出処理部は、前記取得されたパケットの周期性を計算し、
前記接続部は、前記計算された周期性にしたがって、前記他の装置が送信するパケットと競合しないようにデータを前記ネットワークに送信することを特徴とする装置。
A device connected to a network,
A connection unit connected to the network;
A cycle detection processing unit,
The connection unit acquires a packet of another device transmitted through the network,
The detection processing unit calculates the periodicity of the acquired packet,
The said connection part transmits data to the said network so that it may not compete with the packet which said other apparatus transmits according to the said calculated periodicity.
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