JP2005167881A - Ｅｔｈｅｒｎｅｔ網および伝送容量保証通信方法およびそれに用いる端末およびスイッチングハブ - Google Patents

Ｅｔｈｅｒｎｅｔ網および伝送容量保証通信方法およびそれに用いる端末およびスイッチングハブ Download PDF

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Abstract

【課題】 ＲＳＶＰのようなルーチングや割当伝送容量の情報交換を各ノードでする必要が無く伝送容量保証した通信を確立する。
【解決手段】 通信開始前に行う呼処理において、各スイッチングハブの経路探索にフラッディングとＭＡＣアドレス学習機能とを適用する。これにより、経路探索はＭＡＣアドレスを学習した端末間では以後フラッディングが行われなくなり端末間で単一経路を実現することができる。さらに、スイッチングハブの出力側の各ポートに接続されている伝送路に要求された伝送容量があれば通信要求フレームをフラッディングもしくはＭＡＣアドレス学習済の端末へはその対応するポートへ転送し、スイッチングハブの出力側の各ポートに接続されている伝送容量に要求された伝送容量がない場合は通信要求フレームを転送しない。
【選択図】 図１

Description

本発明は、リアルタイム系サービス（ＱｏＳ（Quality of Service）を要求されるサービス：音声通信、ストリーム伝送など）に利用する。本明細書では、スイッチングハブにおける伝送路が接続される各ポートを「ポート」と記す。
Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）網上でＱｏＳを要求されるサービスを提供するため、ＩＥＥＥ８０２．１Ｑ／ｐのＶＬＡＮ（Virtual LAN）規格がある。これにはフレームに優先制御タグ（３ｂｉｔ）があり、最高優先度のタイプ、ネットワーク管理、音声、ビデオ、制御された付加、エクセレント・エフォート、ベストエフォート、予備、バックグラウンドの最低優先度の８タイプに分類されている。これを用いて網ノード（ハブ、ブリッジ、ルータ等）で高いものから優先処理して伝送する（この順序制御には各種提案されており、厳格な優先処理やＷＦＱ（Weighted
Fair Queuing）等が提案されている）。しかし、この高優先のトラヒックのみでトラヒックが増加してノードが過負荷状態になると、同一優先での公平処理になるため決められた伝送品質（ＱｏＳ）を満たすことができなくなる問題があった。
この対策として、ＩＥＴＦでＲＳＶＰ（Resource Reservation
Protocol：ＲＦＣ２２０５）やＩｎｔｓｅｒｖ（Integrated Service）等で資源予約を行ってＱｏＳを保証する方法が提案されている。これらの方法による実現は可能であるが、通信経路（パス選択の課題がある）にあるノード（少なくとも輻輳が生じる可能性があるノード）で資源確保の処理が必要になる。この動作が通信要求毎に必要なことから複雑であり、広く用いられていないのが現状である。同様な動作は現在の公衆電話網で行われており、通話料金計算を除いても複雑である。
そこで、本願出願人は特願２００３−２７１４７４号（本願出願時には未公開であり、以下先願Ａと記す）により、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ網上において最大伝送容量保証を行う網資源管理装置を提案した。これは、網資源管理機能で網全体の容量管理が必要であるが、網内スイッチングハブへの制御が不要の利点がある。
しかし、この先願Ａを適用するにあたって、最大伝送容量を保証する端末のみの網であるという条件があり、従来のベストエフォート型でフレームを送信する端末が混在する網にはそのトラヒックの影響を受けるので適用できなかった。
この課題を解決するために、本願出願人は特願２００３−２８３８７１号（本願出願時に未公開であり、以下先願Ｂと記す）によって、スイッチングハブでの処理に優先制御を導入し、最大伝送容量を保証する端末間通信のフレームを優先して伝送路へ送出する機能を装備したスイッチングハブを提案した。これは従来の端末から送信されるフレーム（ベストエフォート型）の処理を非優先として、ベストエフォート型フレームによるトラヒックの影響を避けることにより、最大伝送容量を保証する端末および従来のベストエフォート型端末の両端末が混在しても最大伝送容量を保証する端末間に先願Ｂで提案したスイッチングハブのみがあれば最大伝送容量を保証する通信が可能になる。つまり、入力フレームに優先表示があり、かつ宛先ＭＡＣアドレスが学習済みの場合にのみ優先して伝送路へ送出する処理とすることができる。
これにより、通信開始時に未学習ＭＡＣアドレスのフレームがあったとしても従来の端末から送信されるフレームと同じ非優先でのフラッディングとなり、既に通信中の優先処理である最大伝送容量を保証する端末間通信には影響を与えない。ただし、端末間の経路に先願Ｂのスイッチングハブのみが存在する場合に最大伝送容量を保証できるのであって、既存のスイッチングハブが含まれる場合はベストエフォート伝送になる。
特開平７−２２１７６３号公報
Ｅｔｈｅｒｎｅｔ網上で伝送容量保証するための課題としては、第一の課題として対象となるＥｔｈｅｒｎｅｔ網での経路（パス）探索がある。対象となる網はＥｔｈｅｒｎｅｔ網なのでツリートポロジ（パストポロジを含む）であるためＥｎｄ−ｔｏ−Ｅｎｄの端末において複数の経路が発生しないが、ノード（ハブ）でフラッディング（入力伝送路以外の全ての伝送路へフレームを中継する）が発生すると網資源が無駄になる。
第二の課題として、その経路上の伝送路の伝送容量管理である。なお、ノードでの輻輳回避には、出力伝送路への集中条件で、バッファ溢れが発生しないバッファ量の配置で解決できる。
さらに先願Ａおよび先願Ｂで示される集中型網資源管理では、網資源管理装置への伝送容量を保証した通信要求が多くなると集中処理のためＥｔｈｅｒｎｅｔ網の容量割当てに関わる処理において輻輳が発生する。
また、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ端末間を結ぶ伝送網（伝送路とハブとで構成）でその最大遅延時間（伝送路の伝搬遅延とハブ内でのバッファ溢れ（輻輳）がない場合は送出待ち時間の合計）を決めるには、伝送経路（パス）管理と伝送路の使用伝送容量（フレームレート）管理が必要になる。
本発明は、このような背景に行われたものであって、ＲＳＶＰのようなルーチングや割当伝送容量の情報交換を各ノードでする必要が無く伝送容量保証した通信を確立でき、また、容量保証したデータ伝送を今までＯＳＩ参照モデルで表されるネットワーク層（ＩＰアドレス）で処理していたことをデータリンク層（ＭＡＣアドレス）で行うことができるＥｔｈｅｒｎｅｔ網を提供することを目的とする。
端末とスイッチングハブにより構成されたＥｔｈｅｒｎｅｔ網における伝送容量保証するＥｎｄ−ｔｏ−Ｅｎｄの端末間で通信開始前に行う呼処理（シグナリング）において、各スイッチングハブの経路探索にフラッディングとＭＡＣアドレス学習機能とを適用する。これにより、経路探索はＭＡＣアドレスを学習した端末間では以後フラッディングが行われなくなり端末間で単一経路を実現することができる。このため、通信端末間でスイッチングハブのＭＡＣアドレス学習（送信元ＭＡＣアドレスで学習）のためのフレームを事前に受信側から送信側へ送る必要があるが、これは呼処理で行われる。
さらに、伝送容量管理として、各スイッチングハブで網資源確保の処理を分散して行うことにより処理の集中を避ける。各スイッチングハブにおける通信要求フレームの転送処理において、スイッチングハブの出力側の各ポートに接続されている伝送路に要求された伝送容量があれば通信要求フレームをフラッディングもしくはＭＡＣアドレス学習済の端末へはその対応するポートへ転送し、スイッチングハブの出力側の各ポートに接続されている伝送容量に要求された伝送容量がない場合は通信要求フレームを転送しない。
これにより、ＲＳＶＰのようなルーチングや割当伝送容量の情報交換を各ノードでする必要がない。また、今までＯＳＩ参照モデルで表されるネットワーク層（ＩＰアドレス）で処理していたことをデータリンク層（ＭＡＣアドレス）で行うことにより、各ノードではフレームを高速処理することができる。
すなわち、本発明の第一の観点は、ＭＡＣアドレス学習手段と、このＭＡＣアドレス学習手段によりＭＡＣアドレス学習済みである送信先の情報を含み優先表示がある伝送容量を保証したフレームを優先処理する手段とを備えたスイッチングハブと、容量保証通信を行うフレームを優先表示して送信する手段を備えた端末と、この端末と前記スイッチングハブとを結ぶ伝送路とを通信経路に含むＥｔｈｅｒｎｅｔ網である。
ここで、本発明の特徴とするところは、通信要求元端末は、通信要求先端末に対し当該通信要求元端末および当該通信要求先端末のＭＡＣアドレスと当該通信を行うために割当てを要求する伝送容量の情報とを含む通信要求フレームを送信する手段を備え、前記スイッチングハブは、自ポートに接続されている伝送路の伝送容量を管理する手段を備え、この管理する手段は、前記通信要求元端末から前記通信要求フレームを受信すると、当該通信要求フレームに含まれる前記通信要求先端末の方路に相当する出力ポートに接続された伝送路に、予約されているが未使用の伝送路についても使用中とみなして要求された伝送容量に相当する空きがあるか否かを検索し、空きがあるときには、前記通信要求元端末および前記通信要求先端末のＭＡＣアドレスの組と同じ予約が無ければ時間制限付きで当該要求された伝送容量を予約すると共に前記通信要求フレームを前記通信要求先端末の方路に相当する前記出力ポートへ送信する手段を備え、前記通信要求先端末は、前記通信要求フレームを受信すると、自己が通信可能である場合は前記通信要求元端末に対して応答フレームを送信する手段を備え、前記管理する手段は、前記通信要求先端末から前記応答フレームを受信すると前記予約した伝送容量を確保すると共に当該応答フレームを前記通信要求元端末へ送信する手段を備え、前記通信要求元端末は、前記通信要求先端末から送信される前記応答フレームを受信すると伝送容量を保証した通信が確立されたと認識し通信要求したフレームレート以下で優先表示したデータフレームの送信を開始する手段と、前記通信要求先端末から前記応答フレームを一定時間内に受信しないときには通信不可を認識し通信開始を保留する手段とを備え、前記通信要求先端末は、通信確立中には前記スイッチングハブのＭＡＣアドレス学習手段におけるエイジング以内の間隔で前記通信要求元端末に対して少なくとも１フレームのデータフレームを送信する手段を備え、前記管理する手段は、前記時間制限を超える時間が経過しても未だ前記通信要求元端末と前記通信要求先端末との間の通信が確立しないときには、前記通信要求元端末および前記通信要求先端末のＭＡＣアドレスに対応した伝送容量の予約を開放する手段と、前記ＭＡＣアドレス学習手段により学習した前記通信要求先端末のＭＡＣアドレスをエイジングにより消去するときには、当該通信要求先端末のＭＡＣアドレスに対応する経路上で予約または確保した伝送容量を開放する手段とを備え、前記通信要求元端末または前記通信要求先端末は、通信終了時に切断要求フレームを前記通信要求先端末または前記通信要求元端末へ送信する手段を備え、前記管理する手段は、前記切断要求フレームに対応する伝送容量を予約もしくは確保しているときには、その伝送容量を開放する手段を備えたところにある（請求項１）。
また、前記通信要求元端末と前記通信要求先端末との間における伝送容量を保証した通信中に、前記通信要求元端末は、通信要求先端末に対し当該通信要求元端末および当該通信要求先端末のＭＡＣアドレスと当該通信に割当てられた伝送容量の変更を行うために再割当てを要求する伝送容量の情報とを含む伝送容量変更要求としての通信要求フレームを送信する手段を備え、前記管理する手段は、前記通信要求元端末から前記通信要求フレームを受信すると、当該通信要求フレームに含まれる前記通信要求先端末の方路に相当する出力ポートに接続された伝送路に、予約されているが未使用の伝送路についても使用中とみなして変更要求された伝送容量に相当する空きがあるか否かを検索し、空きがあるときには、前記通信要求元端末および前記通信要求先端末のＭＡＣアドレスの組と同じ予約が無ければ時間制限付きで当該変更要求された伝送容量を予約すると共に前記通信要求フレームを前記通信要求先端末の方路に相当する前記出力ポートへ送信する手段を備え、前記通信要求先端末は、前記通信要求フレームを受信すると、自己が伝送容量変更可能である場合は前記通信要求元端末に対して応答フレームを送信する手段を備え、前記管理する手段は、前記通信要求先端末から前記応答フレームを受信すると前記予約した伝送容量を確保すると共に当該応答フレームを前記通信要求元端末へ送信する手段を備え、前記通信要求元端末は、前記通信要求先端末から送信される前記応答フレームを受信すると伝送容量の変更が確立されたと認識し変更要求したフレームレート以下で優先表示したデータフレームの送信を開始する手段と、前記通信要求先端末から前記応答フレームを一定時間内に受信しないときには伝送容量の変更不可を認識し伝送容量の変更を保留する手段とを備え、前記管理する手段は、前記時間制限を超える時間が経過しても未だ前記通信要求元端末と前記通信要求先端末との間の伝送容量変更が確立しないときには、前記通信要求元端末および前記通信要求先端末のＭＡＣアドレスに対応した伝送容量変更の予約を開放する手段を備えることができる（請求項２）。
これにより、通信中における伝送容量変更にも柔軟に対応することができるため、網資源を有効に利用することができる。
また、前記端末には、前記通信要求元端末および前記通信要求先端末の各手段が共通に設けられ、前記通信要求元端末と前記通信要求先端末とがその立場を反転させることにより双方向で伝送容量を保証する通信を確立させる手段を備えることができる（請求項３）。
これにより、片方向の伝送路を設定する手順により双方向の伝送路を設定することができるため、特に、双方向伝送路設定のための手順を別に用意する必要がなく、通信手順を簡単化することができる。
このときに、例えば、前記通信要求先端末は、前記通信要求元端末に対する前記応答フレームに双方向通信のための通信要求フレームを含ませる手段を備える（請求項４）。これにより、片方向の伝送路設定直後にもう片方向の伝送路の設定を開始することができる。
あるいは、前記通信要求元端末は、通信要求先端末に対し当該通信要求元端末および当該通信要求先端末のＭＡＣアドレスと当該通信を双方向に行うために割当てを要求する往路および復路の伝送容量の情報とを含む通信要求フレームを送信する手段を備え、前記管理する手段は、前記通信要求元端末から前記通信要求フレームを受信すると、当該通信要求フレームに含まれる前記通信要求先端末の方路に相当する出力ポートに接続された伝送路および前記通信要求元端末の方路に相当する入力ポートに接続された伝送路に、予約されているが未使用の伝送路についても使用中とみなして要求された伝送容量に相当する空きがあるか否かを検索し、空きがあるときには、前記通信要求元端末および前記通信要求先端末のＭＡＣアドレスの組と同じ予約が無ければ時間制限付きで当該要求された伝送容量を予約すると共に前記通信要求フレームを前記通信要求先端末の方路に相当する前記出力ポートへ送信する手段を備えることができる（請求項５）。
これによれば、当初より双方向を前提とした伝送路設定が可能であり、双方向ともに要求する伝送容量が予約できなければ双方向において伝送路設定を行えないので、片方向通信（要求元→要求先または要求先→要求元）だけになることを防ぐことができる。
また、前記通信要求元端末と前記通信要求先端末との間で、前記通信要求フレームの送受信に先立って、当該端末のＭＡＣアドレス学習のためのフレームを交換する手段を備えることができる（請求項６）。
これにより、フラッディングの発生を抑えることができるため、網資源を有効利用することができる。
本発明の第二の観点は、ＭＡＣアドレスを学習しＭＡＣアドレス学習済みである送信先の情報を含み優先表示がある伝送容量を保証したフレームを優先処理するスイッチングハブと、容量保証通信を行うフレームを優先表示して送信する端末と、この端末と前記スイッチングハブとを結ぶ伝送路とを通信経路に含むＥｔｈｅｒｎｅｔ網に適用される伝送容量保証通信方法である。
ここで、本発明の特徴とするところは、通信要求元端末は、通信要求先端末に対し当該通信要求元端末および当該通信要求先端末のＭＡＣアドレスと当該通信を行うために割当てを要求する伝送容量の情報とを含む通信要求フレームを送信するステップを実行し、自ポートに接続されている伝送路の伝送容量を管理するスイッチングハブは、前記通信要求元端末から前記通信要求フレームを受信すると、当該通信要求フレームに含まれる前記通信要求先端末の方路に相当する出力ポートに接続された伝送路に、予約されているが未使用の伝送路についても使用中とみなして要求された伝送容量に相当する空きがあるか否かを検索し、空きがあるときには、前記通信要求元端末および前記通信要求先端末のＭＡＣアドレスの組と同じ予約が無ければ時間制限付きで当該要求された伝送容量を予約すると共に前記通信要求フレームを前記通信要求先端末の方路に相当する前記出力ポートへ送信するステップを実行し、前記通信要求先端末は、前記通信要求フレームを受信すると、自己が通信可能である場合は前記通信要求元端末に対して応答フレームを送信するステップを実行し、前記スイッチングハブは、前記通信要求先端末から前記応答フレームを受信すると前記予約した伝送容量を確保すると共に当該応答フレームを前記通信要求元端末へ送信するステップを実行し、前記通信要求元端末は、前記通信要求先端末から送信される前記応答フレームを受信すると伝送容量を保証した通信が確立されたと認識し通信要求したフレームレート以下で優先表示したデータフレームの送信を開始するステップと、前記通信要求先端末から前記応答フレームを一定時間内に受信しないときには通信不可を認識し通信開始を保留するステップとを実行し、前記通信要求先端末は、通信確立中には前記スイッチングハブのＭＡＣアドレス学習におけるエイジング以内の間隔で前記通信要求元端末に対して少なくとも１フレームのデータフレームを送信するステップを実行し、前記スイッチングハブは、前記時間制限を超える時間が経過しても未だ前記通信要求元端末と前記通信要求先端末との間の通信が確立しないときには、前記通信要求元端末および前記通信要求先端末のＭＡＣアドレスに対応した伝送容量の予約を開放するステップと、前記ＭＡＣアドレス学習により学習した前記通信要求先端末のＭＡＣアドレスをエイジングにより消去するときには、当該通信要求先端末のＭＡＣアドレスに対応する経路上で予約または確保した伝送容量を開放するステップとを実行し、前記通信要求元端末または前記通信要求先端末は、通信終了時に切断要求フレームを前記通信要求先端末または前記通信要求元端末へ送信するステップを実行し、前記スイッチングハブは、前記切断要求フレームに対応する伝送容量を予約もしくは確保しているときには、その伝送容量を開放するステップを実行するところにある（請求項７）。
また、前記通信要求元端末と前記通信要求先端末との間における伝送容量を保証した通信中に、前記通信要求元端末は、通信要求先端末に対し当該通信要求元端末および当該通信要求先端末のＭＡＣアドレスと当該通信に割当てられた伝送容量の変更を行うために再割当てを要求する伝送容量の情報とを含む伝送容量変更要求としての通信要求フレームを送信するステップを実行し、前記スイッチングハブは、前記通信要求元端末から前記通信要求フレームを受信すると、当該通信要求フレームに含まれる前記通信要求先端末の方路に相当する出力ポートに接続された伝送路に、予約されているが未使用の伝送路についても使用中とみなして変更要求された伝送容量に相当する空きがあるか否かを検索し、空きがあるときには、前記通信要求元端末および前記通信要求先端末のＭＡＣアドレスの組と同じ予約が無ければ時間制限付きで当該変更要求された伝送容量を予約すると共に前記通信要求フレームを前記通信要求先端末の方路に相当する前記出力ポートへ送信するステップを実行し、前記通信要求先端末は、前記通信要求フレームを受信すると、自己が伝送容量変更可能である場合は前記通信要求元端末に対して応答フレームを送信するステップを実行し、前記スイッチングハブは、前記通信要求先端末から前記応答フレームを受信すると前記予約した伝送容量を確保すると共に当該応答フレームを前記通信要求元端末へ送信するステップを実行し、前記通信要求元端末は、前記通信要求先端末から送信される前記応答フレームを受信すると伝送容量の変更が確立されたと認識し変更要求したフレームレート以下で優先表示したデータフレームの送信を開始するステップと、前記通信要求先端末から前記応答フレームを一定時間内に受信しないときには伝送容量の変更不可を認識し伝送容量の変更を保留するステップとを実行し、前記スイッチングハブは、前記時間制限を超える時間が経過しても未だ前記通信要求元端末と前記通信要求先端末との間の伝送容量変更が確立しないときには、前記通信要求元端末および前記通信要求先端末のＭＡＣアドレスに対応した伝送容量変更の予約を開放するステップを実行することができる（請求項８）。
また、前記端末には、前記通信要求元端末および前記通信要求先端末の各機能が共通に設けられ、前記通信要求元端末と前記通信要求先端末とがその立場を反転させることにより双方向で伝送容量を保証する通信を確立させるステップを実行することができる（請求項９）。
このときには、前記通信要求先端末は、前記通信要求元端末に対する前記応答フレームに双方向通信のための通信要求フレームを含ませるステップを実行することができる（請求項１０）。
あるいは、前記通信要求元端末は、通信要求先端末に対し当該通信要求元端末および当該通信要求先端末のＭＡＣアドレスと当該通信を双方向に行うために割当てを要求する往路および復路の伝送容量の情報とを含む通信要求フレームを送信するステップを実行し、前記スイッチングハブは、前記通信要求元端末から前記通信要求フレームを受信すると、当該通信要求フレームに含まれる前記通信要求先端末の方路に相当する出力ポートに接続された伝送路および前記通信要求元端末の方路に相当する入力ポートに接続された伝送路に、予約されているが未使用の伝送路についても使用中とみなして要求された伝送容量に相当する空きがあるか否かを検索し、空きがあるときには、前記通信要求元端末および前記通信要求先端末のＭＡＣアドレスの組と同じ予約が無ければ時間制限付きで当該要求された伝送容量を予約すると共に前記通信要求フレームを前記通信要求先端末の方路に相当する前記出力ポートへ送信するステップを実行することができる（請求項１１）。
前記通信要求元端末と前記通信要求先端末との間で、前記通信要求フレームの送受信に先立って、当該端末のＭＡＣアドレス学習のためのフレームを交換するステップを実行することできる（請求項１２）。
本発明の第三の観点は、ＭＡＣアドレス学習手段と、このＭＡＣアドレス学習手段によりＭＡＣアドレス学習済みである送信先の情報を含み優先表示がある伝送容量を保証したフレームを優先処理する手段とを備えたスイッチングハブと、容量保証通信を行うフレームを優先表示して送信する手段を備えた端末と、この端末と前記スイッチングハブとを結ぶ伝送路とを通信経路に含むＥｔｈｅｒｎｅｔ網に適用される前記端末である。
ここで、本発明の特徴とするところは、通信要求先端末に対し自端末および当該通信要求先端末のＭＡＣアドレスと当該通信を行うために割当てを要求する伝送容量の情報とを含む通信要求フレームを送信する手段と、通信要求元端末からの通信要求フレームを受信すると、自己が通信可能である場合は前記通信要求元端末に対して応答フレームを送信する手段と、通信要求先端末から送信される応答フレームを受信すると伝送容量を保証した通信が確立されたと認識し通信要求したフレームレート以下で優先表示したデータフレームの送信を開始する手段と、通信要求先端末から前記応答フレームを一定時間内に受信しないときには通信不可を認識し通信開始を保留する手段と、通信確立中には前記スイッチングハブのＭＡＣアドレス学習手段におけるエイジング以内の間隔で通信要求元端末に対して少なくとも１フレームのデータフレームを送信する手段と、通信終了時に切断要求フレームを通信要求先端末または通信要求元端末へ送信する手段とを備えたところにある（請求項１３）。
また、伝送容量を保証した通信中に、通信要求先端末に対し自端末および当該通信要求先端末のＭＡＣアドレスと当該通信に割当てられた伝送容量の変更を行うために再割当てを要求する伝送容量の情報とを含む伝送容量変更要求としての通信要求フレームを送信する手段と、通信要求元端末からの通信要求フレームを受信すると、自己が伝送容量変更可能である場合は前記通信要求元端末に対して応答フレームを送信する手段と、通信要求先端末から送信される応答フレームを受信すると伝送容量の変更が確立されたと認識し変更要求したフレームレート以下で優先表示したデータフレームの送信を開始する手段と、通信要求先端末から前記応答フレームを一定時間内に受信しないときには伝送容量の変更不可を認識し伝送容量の変更を保留する手段とを備えることができる（請求項１４）。
また、通信要求元端末および通信要求先端末の各手段が共通に設けられ、前記通信要求元端末と前記通信要求先端末とがその立場を反転させることにより双方向で伝送容量を保証する通信を確立させる手段を備えることができる（請求項１５）。
このときに、通信要求元端末に対する応答フレームに双方向通信のための通信要求フレームを含ませる手段を備えることができる（請求項１６）。
あるいは、通信要求先端末に対し自端末および当該通信要求先端末のＭＡＣアドレスと当該通信を双方向に行うために割当てを要求する往路および復路の伝送容量の情報とを含む通信要求フレームを送信する手段を備えることができる（請求項１７）。
前記通信要求元端末と前記通信要求先端末との間で、前記通信要求フレームの送受信に先立って、当該端末のＭＡＣアドレス学習のためのフレームを交換する手段を備えることができる（請求項１８）。
本発明の第四の観点は、ＭＡＣアドレス学習手段と、このＭＡＣアドレス学習手段によりＭＡＣアドレス学習済みである送信先の情報を含み優先表示がある伝送容量を保証したフレームを優先処理する手段とを備えたスイッチングハブと、容量保証通信を行うフレームを優先表示して送信する手段を備えた端末と、この端末と前記スイッチングハブとを結ぶ伝送路とを通信経路に含むＥｔｈｅｒｎｅｔ網に適用される前記スイッチングハブである。
ここで、本発明の特徴とするところは、自ポートに接続されている伝送路の伝送容量を管理する手段を備え、この管理する手段は、通信要求元端末から通信要求フレームを受信すると、当該通信要求フレームに含まれる通信要求先端末の方路に相当する出力ポートに接続された伝送路に、予約されているが未使用の伝送路についても使用中とみなして要求された伝送容量に相当する空きがあるか否かを検索し、空きがあるときには、前記通信要求元端末および前記通信要求先端末のＭＡＣアドレスの組と同じ予約が無ければ時間制限付きで当該要求された伝送容量を予約すると共に前記通信要求フレームを前記通信要求先端末の方路に相当する前記出力ポートへ送信する手段と、前記通信要求先端末から前記通信要求フレームに対する応答フレームを受信すると前記予約した伝送容量を確保すると共に当該応答フレームを前記通信要求元端末へ送信する手段と、前記時間制限を超える時間が経過しても未だ前記通信要求元端末と前記通信要求先端末との間の通信が確立しないときには、前記通信要求元端末および前記通信要求先端末のＭＡＣアドレスに対応した伝送容量の予約を開放する手段と、前記ＭＡＣアドレス学習手段により学習した前記通信要求先端末のＭＡＣアドレスをエイジングにより消去するときには、当該通信要求先端末のＭＡＣアドレスに対応する経路上で予約または確保した伝送容量を開放する手段と、前記通信要求元端末または前記通信要求先端末が通信終了に伴い送信する切断要求フレームに対応する伝送容量を予約もしくは確保しているときには、その伝送容量を開放する手段とを備えたところにある（請求項１９）。
また、前記通信要求元端末と前記通信要求先端末との間における伝送容量を保証した通信中に、前記通信要求元端末から通信中の伝送容量変更を要求する通信要求フレームを受信すると、当該通信要求フレームに含まれる前記通信要求先端末の方路に相当する出力ポートに接続された伝送路に、予約されているが未使用の伝送路についても使用中とみなして変更要求された伝送容量に相当する空きがあるか否かを検索し、空きがあるときには、前記通信要求元端末および前記通信要求先端末のＭＡＣアドレスの組と同じ予約が無ければ時間制限付きで当該変更要求された伝送容量を予約すると共に前記通信要求フレームを前記通信要求先端末の方路に相当する前記出力ポートへ送信する手段と、前記通信要求先端末から前記変更要求を受け入れ可能であることを示す応答フレームを受信すると前記予約した伝送容量を確保すると共に当該応答フレームを前記通信要求元端末へ送信する手段と、前記時間制限を超える時間が経過しても未だ前記通信要求元端末と前記通信要求先端末との間の伝送容量変更が確立しないときには、前記通信要求元端末および前記通信要求先端末のＭＡＣアドレスに対応した伝送容量変更の予約を開放する手段とを備えることができる（請求項２０）。
また、前記通信要求元端末から通信を双方向に行うために割当てを要求する往路および復路の伝送容量の情報を含む通信要求フレームを受信すると、当該通信要求フレームに含まれる前記通信要求先端末の方路に相当する出力ポートに接続された伝送路および前記通信要求元端末の方路に相当する入力ポートに接続された伝送路に、予約されているが未使用の伝送路についても使用中とみなして要求された伝送容量に相当する空きがあるか否かを検索し、空きがあるときには、前記通信要求元端末および前記通信要求先端末のＭＡＣアドレスの組と同じ予約が無ければ時間制限付きで当該要求された伝送容量を予約すると共に前記通信要求フレームを前記通信要求先端末の方路に相当する前記出力ポートへ送信する手段を備えることができる（請求項２１）。
本発明の第五の観点は、ＭＡＣアドレス学習手段と、このＭＡＣアドレス学習手段によりＭＡＣアドレス学習済みである送信先の情報を含み優先表示がある伝送容量を保証したフレームを優先処理する手段とを備えたスイッチングハブと、容量保証通信を行うフレームを優先表示して送信する手段を備えた端末と、この端末と前記スイッチングハブとを結ぶ伝送路とを通信経路に含むＥｔｈｅｒｎｅｔ網の前記端末に適用されるプログラムである。
ここで、本発明の特徴とするところは、情報処理装置にインストールすることにより、その情報処理装置に、通信要求先端末に対し自端末および当該通信要求先端末のＭＡＣアドレスと当該通信を行うために割当てを要求する伝送容量の情報とを含む通信要求フレームを送信する機能と、通信要求元端末からの通信要求フレームを受信すると、自己が通信可能である場合は前記通信要求元端末に対して応答フレームを送信する機能と、通信要求先端末から送信される応答フレームを受信すると伝送容量を保証した通信が確立されたと認識し通信要求したフレームレート以下で優先表示したデータフレームの送信を開始する機能と、通信要求先端末から前記応答フレームを一定時間内に受信しないときには通信不可を認識し通信開始を保留する機能と、通信確立中には前記スイッチングハブのＭＡＣアドレス学習手段におけるエイジング以内の間隔で通信要求元端末に対して少なくとも１フレームのデータフレームを送信する機能と、通信終了時に切断要求フレームを通信要求先端末または通信要求元端末へ送信する機能とを実現させるところにある（請求項２２）。
また、伝送容量を保証した通信中に、通信要求先端末に対し自端末および当該通信要求先端末のＭＡＣアドレスと当該通信に割当てられた伝送容量の変更を行うために再割当てを要求する伝送容量の情報とを含む伝送容量変更要求としての通信要求フレームを送信する機能と、通信要求元端末からの通信要求フレームを受信すると、自己が伝送容量変更可能である場合は前記通信要求元端末に対して応答フレームを送信する機能と、通信要求先端末から送信される応答フレームを受信すると伝送容量の変更が確立されたと認識し変更要求したフレームレート以下で優先表示したデータフレームの送信を開始する機能と、通信要求先端末から前記応答フレームを一定時間内に受信しないときには伝送容量の変更不可を認識し伝送容量の変更を保留する機能とを実現させることができる（請求項２３）。
また、通信要求先端末に対し自端末および当該通信要求先端末のＭＡＣアドレスと当該通信を双方向に行うために割当てを要求する往路および復路の伝送容量の情報とを含む通信要求フレームを送信する機能を実現させることができる（請求項２４）。
また、前記通信要求元端末と前記通信要求先端末との間で、前記通信要求フレームの送受信に先立って、当該端末のＭＡＣアドレス学習のためのフレームを交換する機能を実現させることができる（請求項２５）。
あるいは、本発明のプログラムは、ＭＡＣアドレス学習手段と、このＭＡＣアドレス学習手段によりＭＡＣアドレス学習済みである送信先の情報を含み優先表示がある伝送容量を保証したフレームを優先処理する手段とを備えたスイッチングハブと、容量保証通信を行うフレームを優先表示して送信する手段を備えた端末と、この端末と前記スイッチングハブとを結ぶ伝送路とを通信経路に含むＥｔｈｅｒｎｅｔ網の前記スイッチングハブに適用されるプログラムである。
ここで、本発明の特徴とするところは、情報処理装置にインストールすることにより、その情報処理装置に、自ポートに接続されている伝送路の伝送容量を管理する機能を実現させ、この管理する機能として、通信要求元端末から通信要求フレームを受信すると、当該通信要求フレームに含まれる通信要求先端末の方路に相当する出力ポートに接続された伝送路に、予約されているが未使用の伝送路についても使用中とみなして要求された伝送容量に相当する空きがあるか否かを検索し、空きがあるときには、前記通信要求元端末および前記通信要求先端末のＭＡＣアドレスの組と同じ予約が無ければ時間制限付きで当該要求された伝送容量を予約すると共に前記通信要求フレームを前記通信要求先端末の方路に相当する前記出力ポートへ送信する機能と、前記通信要求先端末から前記通信要求フレームに対する応答フレームを受信すると前記予約した伝送容量を確保すると共に当該応答フレームを前記通信要求元端末へ送信する機能と、前記時間制限を超える時間が経過しても未だ前記通信要求元端末と前記通信要求先端末との間の通信が確立しないときには、前記通信要求元端末および前記通信要求先端末のＭＡＣアドレスに対応した伝送容量の予約を開放する機能と、前記ＭＡＣアドレス学習手段により学習した前記通信要求先端末のＭＡＣアドレスをエイジングにより消去するときには、当該通信要求先端末のＭＡＣアドレスに対応する経路上で予約または確保した伝送容量を開放する機能と、前記通信要求元端末または前記通信要求先端末が通信終了に伴い送信する切断要求フレームに対応する伝送容量を予約もしくは確保しているときには、その伝送容量を開放する機能とを実現させるところにある（請求項２６）。
また、前記通信要求元端末と前記通信要求先端末との間における伝送容量を保証した通信中に、前記通信要求元端末から通信中の伝送容量変更を要求する通信要求フレームを受信すると、当該通信要求フレームに含まれる前記通信要求先端末の方路に相当する出力ポートに接続された伝送路に、予約されているが未使用の伝送路についても使用中とみなして変更要求された伝送容量に相当する空きがあるか否かを検索し、空きがあるときには、前記通信要求元端末および前記通信要求先端末のＭＡＣアドレスの組と同じ予約が無ければ時間制限付きで当該変更要求された伝送容量を予約すると共に前記通信要求フレームを前記通信要求先端末の方路に相当する前記出力ポートへ送信する機能と、前記通信要求先端末から前記変更要求を受け入れ可能であることを示す応答フレームを受信すると前記予約した伝送容量を確保すると共に当該応答フレームを前記通信要求元端末へ送信する機能と、前記時間制限を超える時間が経過しても未だ前記通信要求元端末と前記通信要求先端末との間の伝送容量変更が確立しないときには、前記通信要求元端末および前記通信要求先端末のＭＡＣアドレスに対応した伝送容量変更の予約を開放する機能とを実現させることができる（請求項２７）。
また、前記通信要求元端末から通信を双方向に行うために割当てを要求する往路および復路の伝送容量の情報を含む通信要求フレームを受信すると、当該通信要求フレームに含まれる前記通信要求先端末の方路に相当する出力ポートに接続された伝送路および前記通信要求元端末の方路に相当する入力ポートに接続された伝送路に、予約されているが未使用の伝送路についても使用中とみなして要求された伝送容量に相当する空きがあるか否かを検索し、空きがあるときには、前記通信要求元端末および前記通信要求先端末のＭＡＣアドレスの組と同じ予約が無ければ時間制限付きで当該要求された伝送容量を予約すると共に前記通信要求フレームを前記通信要求先端末の方路に相当する前記出力ポートへ送信する機能を実現させることができる（請求項２８）。
本発明の第六の観点は、本発明のプログラムが記録された前記情報処理装置読取可能な記録媒体である（請求項２９）。本発明のプログラムは本発明の記録媒体に記録されることにより、前記情報処理装置は、この記録媒体を用いて本発明のプログラムをインストールすることができる。あるいは、本発明のプログラムを保持するサーバからネットワークを介して直接前記情報処理装置に本発明のプログラムをインストールすることもできる。
これにより、汎用の情報処理装置を用いて、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ網において伝送容量保証するＥｎｄ−ｔｏ−Ｅｎｄの端末間で通信開始前に行う呼処理（シグナリング）により、ＲＳＶＰのようなルーチングや割当伝送容量の情報交換を各ノードでする必要が無く伝送容量保証した通信を確立でき、また、容量保証したデータ伝送を今までＯＳＩ参照モデルで表されるネットワーク層（ＩＰアドレス）で処理していたことをデータリンク層（ＭＡＣアドレス）で行うことにより、各ノードではフレームを高速処理することができる端末およびスイッチングハブを実現することができる。
本発明によれば、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ網において伝送容量保証するＥｎｄ−ｔｏ−Ｅｎｄの端末間で通信開始前に行う呼処理（シグナリング）により、ＲＳＶＰのようなルーチングや割当伝送容量の情報交換を各ノードでする必要が無く伝送容量保証した通信を確立できる。また、容量保証したデータ伝送を今までＯＳＩ参照モデルで表されるネットワーク層（ＩＰアドレス）で処理していたことをデータリンク層（ＭＡＣアドレス）で行うことにより、各ノードではフレームを高速処理することができる。
（第一実施例）
図１は本発明の実施例を示すブロック図である。１−１〜１−８は端末、２−１〜２−７はスイッチングハブ、３−１〜３−１４はＥｔｈｅｒｎｅｔ伝送路（以下、単に伝送路と記す）で構成されている。
この網に配置される各スイッチングハブは図２に示す送信元ＭＡＣアドレス、その送信元ＭＡＣアドレスが接続されているポートおよびエイジング（テーブル上において登録された情報を保持する時間）で構成されるＭＡＣアドレス学習テーブル（ＩＥＥＥ８０２．１Ｄ）と、図３に示す要求元ＭＡＣアドレス（以下ＲＳＡ）、要求先アドレス（以下ＲＤＡ）、このＥｎｄ−ｔｏ−Ｅｎｄに割当てる割当伝送容量、タイムアウト時間およびＥｎｄ−ｔｏ−Ｅｎｄにおける割当伝送容量を確保したことを示す印（本実施例では記号「＊」を用いる）で構成される容量割当管理テーブルと、図４に示す各スイッチングハブのポート番号、その各ポートに接続されている伝送路の最大伝送容量および現在割当られている使用伝送容量で構成されるポート伝送容量管理テーブルとを持つ。ここで、各スイッチングハブに搭載されるＭＡＣアドレステーブル、容量割当管理テーブル、ポート伝送容量管理テーブルの動作を図２から図６を用いて説明する。なお、図における各種伝送容量の単位はＭｂｐｓであり、各種時間の単位はｓｅｃである。
図２に示すＭＡＣアドレステーブルについて説明する。ＭＡＣアドレステーブルはスイッチングハブがフレームを受信すると、その受信したフレームに記載されている送信元ＭＡＣアドレスとそのフレームを受信したポートを記憶（学習）するために使用する。これにより、スイッチングハブはＭＡＣアドレステーブルを参照することにより学習済みＭＡＣアドレス宛てに送られてきたフレームをＭＡＣアドレステーブルに記載されたポートへ転送することができる。
ただし、ＭＡＣアドレステーブルにおいて未学習のＭＡＣアドレス宛てに送られてきたフレームに対しては、フラッディング（受信したポート以外の全てのポートへ転送）する。また、学習したＭＡＣアドレスを保持する時間であるエイジングタイマ（デフォルトで３００ｓｅｃ）を備えている。このエイジングタイマが経過すると学習した送信元ＭＡＣアドレスをＭＡＣアドレステーブルから削除する。
次に、図３に示す容量割当管理テーブルについて説明する。この容量割当管理テーブルは、伝送容量を保証した通信を確立させるため、端末から送信される要求元ＭＡＣアドレスと要求先ＭＡＣアドレス、およびこのＥｎｄ−ｔｏ−Ｅｎｄにおいて伝送容量保証したい割当伝送容量を含む通信要求フレームとその通信要求に対して応答する応答フレーム、および通信要求を解除するために用いられる切断要求フレームおよびタイムアウト時間により管理（容量割当管理テーブルへの登録および削除）する。
スイッチングハブは通信要求フレームを受信すると容量割当管理テーブルへ送信元ＭＡＣアドレス、宛先ＭＡＣアドレスおよびこのＥｎｄ−ｔｏ−Ｅｎｄに割当てる割当伝送容量を登録する。その際、通信要求フレームにより要求した伝送容量をポート転送容量管理テーブルで予約できた場合のみ、その通信要求フレームの受信により容量割当管理テーブルへ登録した情報を保持する時間であるタイムアウト時間のカウントを開始する。ここで、スイッチングハブで通信要求に対する割当伝送容量を予約できた場合における容量割当管理テーブルおよびポート伝送容量管理テーブルの状態の例を図５に示す。
次に図４に示すポート伝送容量管理テーブルについて説明する。スイッチングハブが容量割当管理テーブルに登録された伝送容量を対応するポートにおいて予約する際、ポート伝送容量管理テーブルに問い合わせる。ポート伝送容量管理テーブルは、スイッチングハブにおける各ポートに直接接続される伝送路で容量保証通信に配分する最大伝送容量（残りの伝送容量は非優先フレーム（ベストエフォート型）に配分）、現在割当てられている伝送容量の合計と予約されている伝送容量の合計により構成される。
容量割当管理テーブルからポート伝送容量管理テーブルへ伝送容量割当要求があった場合には、ポート伝送容量管理テーブルは各ポートにおいて、割当伝送容量の合計が最大伝送容量を超えない範囲（使用伝送容量＋予約伝送容量≦最大伝送容量）で容量割当管理テーブルから要求された伝送容量を予約する。その後、スイッチングハブがこの通信要求に対応する応答フレームを受信すると、この通信要求に対応する予約された伝送容量を割当てる。
ポート伝送容量管理テーブルで通信要求に対する伝送容量を確保した場合には、容量割当管理テーブルから要求された伝送容量を割当てたことを示す印（＊）を容量割当管理テーブル上の割当てた伝送容量に対応する欄に記載する。Ｅｎｄ−ｔｏ−Ｅｎｄにおける割当伝送容量を確保したことを示す印（＊）は、タイムアウト時間内に要求元ＭＡＣアドレス、要求先アドレス、このＥｎｄ−ｔｏ−Ｅｎｄに割当てる割当伝送容量が割当てられた場合にのみ記載する。タイムアウト時間が経過した場合には、これらの記載された情報は容量割当管理テーブルから削除される。ここで、スイッチングハブで通信要求に対する割当伝送容量を確保できた場合における容量割当管理テーブルおよびポート伝送容量管理テーブルの状態の例を図６に示す。
伝送容量を割当てる際に、最大伝送容量を超える場合はその要求に対する伝送容量を割当てることができないので、それに対応する情報を容量割当管理テーブル上から削除する。また、容量割当管理テーブルがポート伝送容量管理テーブルへ割当伝送容量を開放するように問い合わせる場合には、ポート伝送容量管理テーブルは開放する伝送容量を現在ポートに割当てている総割当伝送容量より引いた伝送容量（ポート伝送容量管理テーブル上の使用伝送容量−容量割当管理テーブル上の割当伝送容量）を記憶する。
以上のように、各スイッチングハブはＭＡＣアドレステーブル、容量割当管理テーブル、ポート伝送容量管理テーブルにより通信要求に対するＥｎｄ−ｔｏ−Ｅｎｄの最大伝送容量の割当管理をする（請求項１、７、１３、１９）。
次に、図１におけるＥｔｈｅｒｎｅｔ網において、端末１−１が端末１−８と伝送容量３０Ｍｂｐｓを保証したＥｎｄ−ｔｏ−Ｅｎｄの通信を確立させ、通信を切断するまでの一連の動作を図１から図２３用いて説明する。
はじめに、呼処理（シグナリング）として用いるフレーム（通信要求フレーム、応答フレーム、切断要求フレーム）について説明する。
シグナリングとして用いるフレームを定義する手段として、フレーム内にシグナリングを表すｂｉｔフィールドを割当てる。この例を以下に示す。
ＥｔｈｅｒｎｅｔフレームではそのＥｔｈｅｒｎｅｔフレームのタイプあるいはＥｔｈｅｒｎｅｔフレームの長さを図７に示すタイプフィールドにより表す。このタイプフィールドはＩＥＥＥ８０２．３，ＲＦＣ１０１０で定義されている。例えば、インターネット標準であるＩＰ（Internet Protocol）は０ｘ８０００，ＶＬＡＮタグをＥｔｈｅｒｎｅｔフレームに付加する場合は０ｘ８１００と定義されている。このＥｔｈｅｒｎｅｔフレームにあるタイプフィールドにより、シグナリングに用いるフレームを定義する。これにより、各スイッチングハブは図８に示すシグナリングのフレーム（通信要求フレーム、応答フレーム、切断要求フレーム）を図９に示すように解釈し、以下に説明するように処理する。他のフレームは通常行われるフレームの転送に従う。なお、図の一点鎖線はＭＡＣアドレス学習テーブルへの処理を示し、点線は容量割当管理テーブルへの処理を示し、破線はポート伝送容量管理テーブルへの処理を示す。
また、ＴＣＩタグの優先制御フィールド（３ｂｉｔ）で定義することも可能である。これは最高優先度のタイプ、ネットワーク管理、音声、ビデオ、制御された付加、エクセレントエフォート、ベストエフォート、予備、バックグラウンドの最低優先度の８タイプに分類されている。この８タイプのうちの１タイプである「予備」にシグナリングとして用いるフレームを定義する。
端末１−１が端末１−８と３０Ｍｂｐｓの伝送容量を保証したＥｎｄ−ｔｏ−Ｅｎｄの通信を確立させるため、端末１−１は図１０および図１１に示されるように端末１−８へ要求元ＭＡＣアドレス（端末１−１のＭＡＣアドレス）、要求先ＭＡＣアドレス（端末１−８のＭＡＣアドレス）、このＥｎｄ−ｔｏ−Ｅｎｄにおける経路において割当てる伝送容量（本実施例の場合は３０Ｍｂｐｓ）を含んだ通信要求フレームを送信する。
その後、図１２に示されるようにある一定時間（例えば３００ｓｅｃ）要求先端末から送信される応答フレームもしくは切断要求フレームを受信するまで待機する。端末１−１がこの通信要求フレームを送信すると、端末１−１が直接接続されているスイッチングハブ２−４がその通信要求フレームを受信する。
ここで、通信要求フレームを受信したスイッチングハブの動作を図２〜図４および図９および図１３を用いて説明する。
通信要求フレームを受信したスイッチングハブは図２に示すようにＭＡＣアドレステーブルを参照することにより図９のように出力ポートを決定し、通信要求フレームをそのポートへ転送する。
次にスイッチングハブは通信要求に対する伝送容量をスイッチングハブに直接接続されている伝送路に割当てることが可能か否かを図４に示すポート伝送容量管理テーブルに問い合わせる。このポート伝送容量管理テーブルにおいて、各ポートに直接接続されている伝送路において、通信要求に対する伝送容量を予約することができる場合は、図３に示す容量割当管理テーブルに受信した通信要求フレームに記載されている要求元ＭＡＣアドレス、要求先ＭＡＣアドレス、このＥｎｄ−ｔｏ−Ｅｎｄの経路に割当てたい伝送容量を登録し、タイムアウト時間のカウントを開始する。
通信要求に対する伝送容量を予約することができない場合は、スイッチングハブはその通信要求フレームを破棄する。ここで、要求先ＭＡＣアドレスの未学習の場合は、その通信要求フレームをフラッディングするので通信要求を受信したポート以外の全てのポートに対して伝送容量を調べ、予約することができるポートのみ伝送容量を予約することになる。また、スイッチングハブは伝送容量を予約したポートに接続されている伝送路にのみ通信要求フレームを転送する。
以上の動作により図１３に示される通信要求フレームを受信した各スイッチングハブにおいて、通信要求に対する伝送容量をポートに予約した後、スイッチングハブは図１４に示されるように要求先ＭＡＣアドレスのＭＡＣアドレス学習済みによる要求先ＭＡＣアドレスが接続されているポートもしくは通信要求フレームを受信したポート以外の伝送容量を予約したポートへ通信要求フレームを端末１−１から端末１−８へ転送する。図１４の太線矢印は通信要求フレームの転送伝送路を示す。
通信要求フレームを受信した端末１−８は図１５に示されるように端末１−１からの通信要求を受け入れる場合に、図１０および図１４に示される通信要求に対する確認応答である応答フレームを端末１−１へ送信する。この応答フレームを端末１−８から端末１−１へ送信することで、図１６に示されるＥｔｈｅｒｎｅｔ網における端末１−１と端末１−８との間に配置される各スイッチングハブ（２−７、２−３、２−１、２−２、２−４）は端末１−８のＭＡＣアドレスを学習する。図１６の太線矢印は通信要求に対する応答フレームを受信し、資源確保した伝送路を示し、端末１−８から１−１に向かう１本の破線矢印は通信要求に対する応答フレームの経路を示し、その他の短い破線矢印は一定時間内に通信要求に対する応答フレームを受信せず、予約を開放する伝送路を示す。
また、各スイッチングハブにおいて、要求先端末のＭＡＣアドレスの学習を維持するため、要求先端末はスイッチングハブのエイジング時間（デフォルトで３００ｓｅｃ）に合わせた周期内に少なくとも１フレームを要求元端末へ送信する。これにより、端末１−１と端末１−８との間の単一経路が設定される。
スイッチングハブはＭＡＣアドレス学習により学習した要求先ＭＡＣアドレスをアドレス学習テーブル上のエイジングにより消去する場合に、図１７に示されるようにこの要求先ＭＡＣアドレスに対応する経路上で確保した伝送容量を容量割当管理テーブルの要求先ＭＡＣアドレスから検索し、もし要求先ＭＡＣアドレスに対応する割当伝送容量が容量割当管理テーブル上で予約もしくは確保されている場合は、それに対応する全ての割当伝送容量をポート伝送容量管理テーブル上の使用伝送容量の欄から引き、その要求先ＭＡＣアドレスに対応する情報を全て容量割当管理テーブルより削除する。これにより、各スイッチングハブ上で割当られていた割当伝送容量を開放する。その後、要求先ＭＡＣアドレスをアドレス学習テーブルから消去する。もし、図１５および図１８、図１９のようにこの通信要求を受け入れない場合は切断要求フレームを端末１−１へ送信する。図１９の太線矢印は通信要求フレームの転送伝送路を示し、破線矢印は通信要求に対して切断要求フレームを転送する伝送路を示す。
ここで、スイッチングハブが応答フレームを受信した際の動作を図２０を用いて説明する。図２０に示される応答フレームを受信したスイッチングハブはポート伝送容量管理テーブルにその通信要求（端末１−１から端末１−８へ３０Ｍｂｐｓの通信要求）に対応した通信要求フレームにより予約されている伝送容量を確保（通信要求に対する予約された割当伝送容量をポート伝送容量管理テーブルの使用伝送容量に加え、予約伝送容量に記載されていた割当伝送容量を消去する）し、容量割当管理テーブルから要求された伝送容量を割当て済みを示す印（＊）を容量割当管理テーブル上の割当てた伝送容量に対応する欄に記載し、スイッチングハブ上のタイムアウト時間を停止する。その後、受信した応答フレームを次のノードへ送信する。もし、受信した応答フレームに対応する情報が容量割当管理テーブル上で予約されていない場合は、その受信した応答フレームを破棄する。以上のように要求先端末から送信される応答フレームは図１６のように各スイッチングハブにより通信要求元端末（端末１−１）へ転送される。
次に、スイッチングハブが切断要求フレームを受信した際の動作について図２１を用いて説明する。通信要求により伝送容量予約および伝送容量割当てしたＥｎｄ−ｔｏ−Ｅｎｄの要求元ＭＡＣアドレスと要求先ＭＡＣアドレスに対応する情報を含む切断要求フレームを受信したスイッチングハブは伝送容量を開放するＥｎｄ−ｔｏ−Ｅｎｄの要求元ＭＡＣアドレスと要求先ＭＡＣアドレスに対応する情報を容量割当管理テーブルから検索する。そのＥｎｄ−ｔｏ−Ｅｎｄの通信に関する情報が容量割当管理テーブルに登録されている場合には、スイッチングハブはそのＥｎｄ−ｔｏ−Ｅｎｄに割当ている伝送容量をポート伝送容量管理テーブルから開放（通信要求に対応する容量割当管理テーブルに記載されている割当伝送容量をその通信要求に対応するポート伝送容量管理テーブルに記載されている使用伝送容量から引く）し、さらに容量割当管理テーブルからそれらに対応する情報を削除する。その後、スイッチングハブは切断要求フレームを次のノード（要求元ＭＡＣアドレスもしくは要求先ＭＡＣアドレス方向）へ中継する。これにより、スイッチングハブは通信要求フレームにより容量割当管理テーブルへ登録された情報を削除し、ポート伝送容量管理テーブルに割当てていた伝送容量を開放することができる。
また、要求元端末から送信される通信要求フレームをフラッディングにより転送したスイッチングハブが要求先端末から送信される切断要求フレームを受信した場合には、切断要求フレームを受信したポートに予約されている伝送容量のみを開放するのではなく、通信要求フレームのフラッディングにより伝送容量を予約した他のポートにおいても、予約された伝送容量を開放することができる。
すなわち、図２１における「ＲＳＡ，ＲＤＡに対応する情報を容量割当管理テーブルから検索する」というステップでは、当該検索は、切断要求フレームの入力ポートのみならず、ＭＡＣ学習で決まる切断要求フレームの送信要求元端末の接続されたポートの全てについて行ってもよい。こうすることにより、スイッチングハブでの処理は増加するが、フラッディング状態での予約中の容量があればタイムアウトを待たないで早く開放できる長所がある。
以上のように図１における網に配置された各スイッチングハブは通信要求フレームを受信すると各スイッチングハブに直接接続された伝送路に通信要求に対する伝送容量を割当てながら、図１４に示されるように端末１−１→スイッチングハブ２−４→２−２→２−１→２−３→２−７→端末１−８へ端末１−１から送出された通信要求フレームを端末１−８まで転送する。また、図９および図１４に示されるように要求先ＭＡＣアドレスの未学習により生じるフラッディングによるこれ以外の経路に予約された割当伝送容量は各スイッチングハブに搭載される容量割当管理テーブル上のタイムアウトにより削除される。その後、通信要求フレームを受信した端末１−８は図１６に示されるように端末１−１へ応答フレームを送信し、端末１−１がその応答フレームを受信すると伝送容量保証された通信が端末１−１と端末１−８との間で確立する。
この応答フレームを受信した要求元端末は図２２に示すように通信要求により割当てた伝送容量に基づくフレームレート以下で優先表示付きのデータフレームを要求先端末へ送信開始することができる。もし、図１２に示されるように要求元端末がある一定時間経過後に要求先端末から送信される応答フレームもしくは切断要求フレームを受信しない場合は、通信要求の再送をすることができる。
さらに、図１０および図１８に示される伝送容量を保証した通信を切断する場合には、図２３に示される伝送容量を保証した通信を切断する端末が通信相手端末へ切断要求フレームを送信することによりＥｔｈｅｒｎｅｔ網上に割当てられた伝送容量を図１９および図２１のように開放することができる。この切断要求フレームを受信したスイッチングハブの動作は上記で説明したのでここでは省略する。また、この切断要求フレームを受信した端末は図２４に示されるように伝送容量を保証したデータの送受信を止める。
ここで、伝送容量を保証した通信を切断する場合はどちらの端末（通信要求元もしくは通信要求先端末）から行ってもよい。
（第二実施例）
第一実施例で示した通信確立までの通信シーケンスを用いて双方向で伝送容量保証する通信が確立されることを図１と図１０および図２５から図３０を用いて説明する。
図１におけるＥｔｈｅｒｎｅｔ網において、端末１−１と端末１−８が伝送容量３０Ｍｂｐｓを保証したＥｎｄ−ｔｏ−Ｅｎｄの双方向通信を確立させる場合について説明する（請求項３、４、９、１０、１５、１６）。
図２５に示されるように第一実施例で示した通信シーケンスを要求元端末（端末１−１）および要求先端末（端末１−８）の双方から行うことにより、伝送容量保証する双方向通信が確立される。また、往路、復路は要求元端末と要求先端末のＭＡＣアドレスが逆になるので、スイッチングハブ内での処理を分離できる。
次に異なる手段として、第一実施例における通信シーケンスにおいて、通信要求先端末から通信要求元端末へ応答フレームを送信する際、図２６に示される通信要求先端末が通信要求元端末への通信要求を応答フレームに含めることにより、もしくは図２７に示されるように応答フレームのシグナリングタイプに通信要求を含ませることにより図２５で示される呼処理（通信要求元および通信要求先端末からの通信要求により双方向通信を確立する）を図１０に示される呼処理（通信要求元端末からのみの通信要求で双方向通信を確立する）で双方向通信を確立させる動作を図２８と図２９を用いて説明する。ここで、応答フレームに関する動作以外の動作は第一実施例で示した手段と同様なので説明を省略する。
要求先端末が要求元端末から送信される通信要求フレームに対する応答フレームを送信する際、要求先端末も伝送容量保証したデータを送信する場合に、図２８に示すように応答フレームにより割当てたい伝送容量を要求することができる。その応答フレームを受信したスイッチングハブは応答フレームに通信要求先端末（端末１−８）が通信要求元端末（端末１−１）へ通信要求をしているか否かを調べる。もし、通信要求先端末が応答フレームにより通信要求元端末（端末１−１）へ通信要求する場合には、スイッチングハブはポート伝送容量管理テーブルに応答フレームにより通信要求（端末１−８から端末１−１への通信要求）に対応した伝送容量を予約できるか調べる。もし予約できる場合には、スイッチングハブはその応答フレームによる通信要求（端末１−８から端末１−１への通信要求）を図２９に示すように容量割当管理テーブルへ登録する。これにより、各スイッチングハブ上の容量割当管理テーブルは端末１−１から端末１−８および端末１−８から端末１−１へのデータ送信のための伝送容量を管理する。その後、スイッチングハブはポート転送容量管理テーブルにおいて、それらの通信要求（端末１−１から端末１−８への通信要求および端末１−８から端末１−１への通信要求の２つ）に対応した伝送容量を確保し、通信要求元端末（端末１−１）へ応答フレームを転送する。
もし、ポート伝送容量管理テーブルにおいて応答フレームによる通信要求に対する伝送容量を予約できない場合には、通信要求フレームによる通信要求（端末１−１から端末１−８への通信要求）に対応した伝送容量のみを確保する。
ここで、伝送容量保証する通信要求に対する優先度は応答フレームによって通信要求する端末（端末１−８）より通信要求フレームを送信した端末（端末１−１）の方が高い。
以上の動作により、第一実施例における通信シーケンスにおいて、通信要求先端末から通信要求元端末へ応答フレームを送信する際、通信要求先端末が通信要求元端末への通信要求を応答フレームに含めることにより伝送容量保証した双方向通信を確立することができる。
また、通信要求に対する往路（端末１−１から端末１−８へ）および復路（端末１−８から端末１−１へ）における割当伝送容量は同一伝送容量でなくてよい。
さらに、第一実施例で説明した動作をそのまま適用し、図３０に示す通信要求フレームを用いることにより伝送容量を保証した双方向通信が可能である。ただし、全二重伝送路の場合は上り／下りの伝送容量を、半二重伝送路の場合はその伝送路の伝送容量の１／２までの伝送容量を予約し、確保する必要がある。この場合は往路、復路ともに通信要求により割当てられた同一伝送容量となる。
伝送容量保証された通信確立後、各スイッチングハブにおいて要求先端末のＭＡＣアドレスの学習を維持する必要がある。このため第一実施例で説明したとおり要求元端末から通信要求を受信した要求先端末は応答フレームを要求元端末へ送信した後、要求先端末はスイッチングハブのエイジング時間（デフォルトで３００ｓｅｃ）に合わせた周期内に少なくとも１フレームを要求元端末へ送信する必要がある。双方向通信では要求先端末がそのスイッチングハブのエイジング時間周期内に少なくとも１フレームを相互に送信する必要がある。
（第三実施例）
第一および第二実施例において、伝送容量保証通信中に通信要求もしくは通信要求先端末から第一実施例の手順を再度行うことにより通信中において割当てられた伝送容量の増減をすることが可能であることを図１から図４と図３１を用いて説明する。ここで、伝送容量保証する通信確立までの動作は第一および第二実施例と同様なので説明を省略する（請求項２、８、１４、２０）。
図１におけるＥｔｈｅｒｎｅｔ網において、端末１−１が端末１−８と３０Ｍｂｐｓの伝送容量を保証したＥｎｄ−ｔｏ−Ｅｎｄの通信を確立させた後、端末１−１が通信要求により割当てた伝送容量を３０Ｍｂｐｓから３５Ｍｂｐｓへ変更する。そのとき、端末１−１は端末１−８へ送信元ＭＡＣアドレス（端末１−１のＭＡＣアドレス）、宛先ＭＡＣアドレス（端末１−８のＭＡＣアドレス）、および変更後の伝送容量（３５Ｍｂｐｓ）を含んだ通信要求フレームを送信する。端末１−１がこの通信要求フレームを送信すると、端末１−１が直接接続されているスイッチングハブ２−４がその通信要求フレームを受信する。
ここで、通信要求フレームを受信したスイッチングハブの動作を図２から図４と図３１を用いて説明する。
はじめに、容量割当管理テーブルの管理として、容量割当管理テーブルに予約伝送容量の欄を追加する。
図３１に示されるように従来の容量割当管理テーブル（要求元ＭＡＣアドレス、要求先アドレス、このＥｎｄ−ｔｏ−Ｅｎｄに割当てる割当伝送容量、タイムアウト時間およびＥｎｄ−ｔｏ−Ｅｎｄにおける割当伝送容量を確保したことを示す印（本実施例では記号「＊」を用いる）で構成）に加え、通信要求された割当伝送容量をポート伝送容量管理テーブルで予約できた際に追加した予約伝送容量の欄に記載する。これにより、通信要求に対する伝送容量を割当てることができる場合には、割当伝送容量を予約伝送容量に記載される伝送容量に更新する。割当伝送容量の更新後、予約伝送容量を消去し、割当伝送容量を確保したことを示す印（＊）を付ける。
Ｅｎｄ−ｔｏ−Ｅｎｄで伝送容量保証した通信確立後に通信要求フレームを受信したスイッチングハブは図３に示す容量割当管理テーブルに受信した通信要求フレームに記載されている要求元ＭＡＣアドレス、要求先ＭＡＣアドレス、このＥｎｄ−ｔｏ−Ｅｎｄの経路に割当てたい伝送容量を参照する。そのとき、要求元ＭＡＣアドレスと要求先ＭＡＣアドレスの組に対する情報が登録されていない場合は第一実施例で示したスイッチングハブが通信要求を受信した場合と同様の動作なので説明を省略する。
もし、送信元ＭＡＣアドレスと宛先ＭＡＣアドレスの組に対する情報が登録されている場合には、その通信要求フレームは通信要求の再送、もしくは既に割当てている伝送容量の変更であるので、受信した通信要求フレームに記載の伝送容量と容量割当管理テーブルに記載の伝送容量とを比較する。同一伝送容量の場合には、出力ポートから次のノードへ通信要求フレームを送信する。
受信した通信要求フレームに記載の伝送容量と容量割当管理テーブルに記載の伝送容量とを比較した際、両伝送容量（通信要求フレームに記載されている割当伝送容量と通信要求に対する容量割当管理テーブルに記載されている割当伝送容量）とが異なる場合には、図３１に示すようにスイッチングハブは通信要求に対する伝送容量をスイッチングハブに直接接続されている伝送路に予約することが可能か否かをポート伝送容量管理テーブルに問い合わせる。
このポート伝送容量管理テーブルにおいて、通信要求に対する伝送容量の変更ができる場合は、その通信要求に対する伝送容量をポート伝送容量管理テーブルにおいて変更したことを容量割当管理テーブルへ通知する。
通信要求に対する伝送容量を変更することができない場合には、通信要求に対する要求元ＭＡＣアドレスおよび要求先ＭＡＣアドレスの組における伝送容量がポート伝送容量管理テーブルにおいて既に割当てられている場合はそのままの状態を保つ。
また、通信要求に対する送信元ＭＡＣアドレスおよび宛先ＭＡＣアドレスの組における伝送容量がポート伝送容量管理テーブルにおいて既に割当てられていない場合には、スイッチングハブはその通信要求に対する要求元ＭＡＣアドレスと要求先ＭＡＣアドレスとに対応する情報をタイムアウト時間により容量割当管理テーブルから削除する。
次に割当てた伝送容量を減少する動作について説明する。
割当てた伝送容量を減少する場合には、割当てた伝送容量の増加と同様の動作により行われる。ただし、割当てた伝送容量を減少したい端末は図３２に示すように現在送信中のデータレートを変更したい現在割当てられている伝送容量より小さい伝送容量に相当するデータレートに下げた後、割当伝送容量を変更するための通信要求フレームを要求先端末へ送信しなければならない。
以上より図３１および図３２に示される通信要求フレームを受信したスイッチングハブを用いることにより、伝送容量保証通信中に通信要求元もしくは通信要求先端末から第一実施例で示した動作を再度行うことにより通信中において割当てられた伝送容量の増減をすることが可能である。
（第四実施例）
第一実施例において、伝送容量保証した通信を開始するにあたり、図３３に示す要求元端末が通信要求フレームを送信する前に要求元端末および要求先端末間でフレーム（これはシグナリングフレームではないが、シグナリングに含ませてもよい）の交換を行うことにより、要求元端末および要求先端末間に配置された各スイッチングハブに両端末（要求元端末および要求先端末）のＭＡＣアドレスを学習させ、Ｅｎｄ−ｔｏ−Ｅｎｄの通信経路を決定することで図３４に示すフラッディングの発生しないスイッチングハブでの資源予約をすることができる（請求項６、１２、１８）。図３３の太線矢印はフレームの交換経路を示す。図３４の太線矢印は通信要求フレームの転送伝送路を示す。
また、この要求元端末および要求先端末間におけるフレーム交換を用いることで、通信相手とのネゴシエーションと伝送容量確保（ＱｏＳ確保）するためのシグナリングの動作と分離できる。図３５はシグナリングを開始する前にフレーム交換する場合の通信シーケンスを示す図であるが、要求先端末が要求元端末からのネゴシエーションを受け入れる場合には、要求元端末は伝送容量を確保するためのシグナリング（通信要求フレーム）を要求先端末へ送信し、上記に述べたようにＥｎｄ−ｔｏ−Ｅｎｄにおける伝送路の伝送容量を確保する。もし、要求先端末が要求元端末からのネゴシエーションを拒否する場合は伝送容量を保証するためのシグナリングを行わない。
各スイッチングハブでの動作は第一実施例で説明したのでここでは省略する。また、呼処理（シグナリング）の開始前にＥｎｄ−ｔｏ−Ｅｎｄの端末間に配置された各スイッチングハブに要求元ＭＡＣアドレスおよび要求先ＭＡＣアドレスを学習させ、単一経路を決定させることにより、各スイッチングハブは通信要求フレームおよび応答フレームを通信要求に対する伝送容量の予約もしくは確保するよりも先に転送し、Ｅｎｄ−ｔｏ−Ｅｎｄの端末において相手端末の通信要求の受け入れを容量確保よりも先に知ることができることを説明する。
第一実施例において用いられる呼処理（シグナリング）において、通信要求フレームを受信したスイッチングハブが割当伝送容量を予約してから次のノードへ通信要求フレームを送信し、予約した割当伝送容量を応答フレームにより確保する（図１４および図１６）のではなく、Ｅｎｄ−ｔｏ−Ｅｎｄ端末におけるシグナリングを容量確保よりも先に終了させることにより、要求元端末が要求する通信に対して要求先端末が受け入れるか否かを要求元端末が第一実施例に示すシグナリングよりも先に知ることができる（図３６）動作を図３７および図３８を用いて説明する。ここで、スイッチングハブが通信要求フレームおよび応答フレームを受信した場合の動作以外は第一実施例と同様なので説明は省略する。図３６の破線矢印は通信要求フレームの転送経路を示し、太線矢印は応答フレームの転送経路を示す。
要求元端末から送信される通信要求フレームを受信したスイッチングハブの動作について説明する。
図３７に示される通信要求フレームを受信したスイッチングハブはＭＡＣアドレステーブルを参照することにより出力ポートを決定し、通信要求フレームをそのポートへ転送した後、容量割当管理テーブルに受信した通信要求フレームに記載されている送信元ＭＡＣアドレス、宛先ＭＡＣアドレス、このＥｎｄ−ｔｏ−Ｅｎｄの経路に割当てたい伝送容量を登録する。
これらの情報を容量割当管理テーブルに登録後、出力ポートから通信要求フレームを送信する。通信要求フレームを送信した後、スイッチングハブは通信要求に対する伝送容量をスイッチングハブに直接接続されている伝送路に割当てることが可能か否かをポート伝送容量管理テーブルに問い合わせる。
このポート伝送容量管理テーブルにおいて、各ポートに直接接続されている伝送路で通信要求に対する伝送容量を割当てることができる場合には、その通信要求に対する伝送容量を予約したことを容量割当管理テーブルへ通知し、タイムアウト時間のカウントを開始し、通信要求フレームを中継する。
通信要求に対する伝送容量を予約することができない場合には、スイッチングハブは要求元端末へ通信要求する伝送容量を予約できなかったことを先に知らせるため、その通信要求に対する要求元ＭＡＣアドレスおよび要求先ＭＡＣアドレスへ切断要求フレームを送信してもよい。その場合には、スイッチングハブは要求元ＭＡＣアドレスおよび要求先ＭＡＣアドレスに対応する情報を容量割当管理テーブルから削除する。
以上の動作により図３７に示される通信要求フレームを受信した各スイッチングハブは、伝送路に割当てたい伝送容量を予約することができれば、要求元ＭＡＣアドレス、要求先ＭＡＣアドレス、割当てたい伝送容量を容量管理データベースに登録し、次のノードへ通信要求フレームを中継する。
次に、スイッチングハブが応答フレームを受信した際の動作を図３８を用いて説明する。図３８に示される応答フレームを受信したスイッチングハブはＭＡＣアドレステーブルを参照することにより出力ポートを決定し、応答フレームをそのポートへ転送した後、容量割当管理テーブルに受信した応答フレームに記載されている要求元ＭＡＣアドレス、要求先ＭＡＣアドレスを検索する。登録されていない場合はその応答フレームを破棄し、登録されている場合は出力ポートから受信した応答フレームを送信する。
ここで、要求元ＭＡＣアドレスおよび要求先ＭＡＣアドレスが容量割当管理テーブルに登録されており、応答フレームを送信した後、ポート伝送容量管理テーブルに通信要求フレームにより予約されている伝送容量がある場合のみ伝送容量を確保し、容量割当管理テーブルから要求された伝送容量を割当てたことを示す印（＊）を容量割当管理テーブル上の割当てた伝送容量に対応する欄に記載する。
このように要求先端末から送信される応答フレームは図３６のように各スイッチングハブにより通信要求元端末（端末１−１）へ転送される。
以上のように、各スイッチングハブは通信要求フレームおよび応答フレームを伝送容量を予約もしくは確保するよりも先に転送することにより、Ｅｎｄ−ｔｏ−Ｅｎｄの端末において、相手端末の通信要求の受け入れを容量確保よりも先に知ることができる。
ここで、Ｅｎｄ−ｔｏ−Ｅｎｄの端末によるシグナリングで通信確立しても、Ｅｎｄ−ｔｏ−Ｅｎｄの端末間に配置された各スイッチングハブにおいて、通信要求に対する伝送容量を確保できない場合には、図３７および図３８に示されるようにスイッチングハブは要求元端末および要求先端末方向へ切断要求フレームを送信することにより切断する。図３９の太線矢印は切断要求フレームの転送伝送路を示す。
（第五実施例）
第四実施例に示す伝送容量保証した通信を開始するにあたり、図３３に示す要求元端末が通信要求フレームを送信する前に要求元端末および要求先端末間でフレームの交換を行った後、第二実施例で示した図３０に示す双方向通信要求を含む通信要求フレームを用いることにより伝送容量を保証した双方向通信を確立する（請求項５、１１、１７、２１）。ただし、全二重伝送路の場合は上り／下りの伝送容量を、半二重伝送路の場合は通信要求に対して伝送路の伝送容量の１／２までを予約し、確保する必要がある。
これは上記で説明したとおり、要求元端末および要求先端末間の配置された各スイッチングハブに両端末（要求元端末および要求先端末）のＭＡＣアドレスを学習させ、双方向で容量予約ができた場合にのみ通信要求フレームを中継することでＥｎｄ−ｔｏ−Ｅｎｄの通信経路を決定するので、図３４に示すフラッディングの発生しないスイッチングハブでの双方向通信のための資源予約および確保をすることができる。
（第六実施例）
本発明は、汎用の情報処理装置にインストールすることにより、その情報処理装置に本発明の端末およびスイッチングハブに相応する機能を実現させるプログラムとして実現することができる（請求項２２〜２８）。このプログラムは、記録媒体に記録されて情報処理装置にインストールされ（請求項２９）、あるいは通信回線を介して情報処理装置にインストールされることにより当該情報処理装置に、端末およびスイッチングハブにそれぞれ相応する機能を実現させることができる。
本発明によれば、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ網において伝送容量保証するＥｎｄ−ｔｏ−Ｅｎｄの端末間で通信開始前に行う呼処理（シグナリング）により、ＲＳＶＰのようなルーチングや割当伝送容量の情報交換を各ノードでする必要が無く伝送容量保証した通信を確立できる。また、容量保証したデータ伝送を今までＯＳＩ参照モデルで表されるネットワーク層（ＩＰアドレス）で処理していたことをデータリンク層（ＭＡＣアドレス）で行うことにより、各ノードではフレームを高速処理することができる。
これにより、伝送容量保証した通信を行いながら、網資源の有効利用を図ることができるため、網の管理者あるいは網のユーザの利便性あるいはサービス品質を向上させることができる。
本発明の実施例を示す網構成図。 スイッチングハブに搭載されるＭＡＣアドレステーブルを示す図。 スイッチングハブに搭載される容量割当管理テーブルを示す図。 スイッチングハブに搭載されるポート伝送容量管理テーブルを示す図。 スイッチングハブで通信要求に対する容量予約できた場合における容量割当管理テーブルとポート伝送容量管理テーブルの状態の例を示す図。 スイッチングハブで通信要求に対する容量確保できた場合における容量割当管理テーブルとポート伝送容量管理テーブルの状態の例を示す図。 Ｅｔｈｅｒｎｅｔフレーム構造を示す図。 シグナリングフレーム構造を示す図。 スイッチングハブがシグナリングとして定義されたＥｔｈｅｒｎｅｔフレームを処理するフローチャート。 最大伝送容量を保証した通信を確立させる場合における通信シーケンスを示す図。 端末が通信要求フレームを送信する場合の動作を示すフローチャート。 端末が通知要求フレーム送信後の処理を示すフローチャート。 スイッチングハブが通信要求元端末から送信される通信要求フレームを受信した際の動作を示すフローチャート。 図１０における通信要求が網内を伝送する場合における状況を示す図。 端末が通知要求フレームを受信した場合の動作を示すフローチャート。 図１０における通信シーケンスにより伝送容量保証した通信が確立する場合における状況を示す図。 スイッチングハブがＭＡＣアドレス学習により学習した要求先ＭＡＣアドレスをアドレス学習テーブル上のエイジングにより消去する際における動作を示す図。 切断要求により最大伝送容量を保証した通信要求を拒否する場合における通信シーケンスを示す図。 図１７における要求先端末が要求元端末からの通信要求に対し、拒否する場合における状況を示す図。 スイッチングハブが要求先端末から送信される応答フレームを受信した場合における動作を示すフローチャート。 スイッチングハブが切断要求フレームを受信した場合における動作を示すフローチャート。 端末が応答フレームを受信した場合の動作を示すフローチャート。 端末が切断要求フレームを送信する場合の動作を示すフローチャート。 端末が切断要求フレームを受信した場合の動作を示すフローチャート。 伝送容量を保証した双方向通信を確立する場合における通信シーケンスの一例を示す図。 応答フレームに通信要求を含めた場合のシグナリングフレーム構造を示す図。 応答フレームのシグナリングタイプに応答と通信要求とを表した構造を持つ応答フレームを示す図。 最大伝送容量を保証した双方向通信を確立するために通信要求先端末が割当てたい伝送容量を含む応答フレームを送信し、その応答フレームを受信したスイッチングハブの動作を示すフローチャート。 スイッチングハブが通信要求先端末が割当てたい伝送容量を含む応答フレームを受信した場合における容量割当管理テーブルを示す図。 同一伝送容量の双方向通信を確立させるために送信する通信要求フレームを示す図。 伝送容量を保証した通信を確立後、伝送路に割当てた伝送容量を変更するために送信される通信要求フレームをスイッチングハブが受信した場合における動作を示すフローチャート。 伝送容量を保証した通信確立中の端末が、現在割当てている伝送容量を変更するための通信要求を送信する際の動作を示す図。 要求元端末が通信要求フレームを送信する前に要求元端末および要求先端末間でフレームの交換を行うことにより、Ｅｎｄ−ｔｏ−Ｅｎｄの通信経路を決定する場合を示す図。 図３１における通信要求が網内を伝送する場合における状況を示す図。 シグナリングを開始する前にフレーム交換する場合の通信シーケンスを示す図。 通信要求フレームおよび応答フレームを容量予約および確保よりも先に転送する場合における状況を示す図。 スイッチングハブが通信要求元端末から送信される通信要求フレームを受信し、容量予約よりも先に要求先端末へ転送する場合におけるフローチャートを示す図。 スイッチングハブが通信要求先端末から送信される応答フレームを受信し、容量確保よりも先に要求元端末へ転送する場合における動作を示すフローチャート。 図２９において、Ｅｎｄ−ｔｏ−Ｅｎｄのシグナリングでは通信確立したが、ノードで通信要求に対する伝送容量を確保できず、切断要求フレームを要求元および要求先端末へ送信することにより、通信確立を切断する図。
符号の説明
１−１〜１−８ 端末
２−１〜２−７ スイッチングハブ
３−１〜３−１４ 伝送路

Claims (29)

  1. ＭＡＣアドレス学習手段と、このＭＡＣアドレス学習手段によりＭＡＣアドレス学習済みである送信先の情報を含み優先表示がある伝送容量を保証したフレームを優先処理する手段とを備えたスイッチングハブと、容量保証通信を行うフレームを優先表示して送信する手段を備えた端末と、この端末と前記スイッチングハブとを結ぶ伝送路とを通信経路に含むＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）網において、
    通信要求元端末は、通信要求先端末に対し当該通信要求元端末および当該通信要求先端末のＭＡＣアドレスと当該通信を行うために割当てを要求する伝送容量の情報とを含む通信要求フレームを送信する手段を備え、
    前記スイッチングハブは、自ポートに接続されている伝送路の伝送容量を管理する手段を備え、
    この管理する手段は、前記通信要求元端末から前記通信要求フレームを受信すると、当該通信要求フレームに含まれる前記通信要求先端末の方路に相当する出力ポートに接続された伝送路に、予約されているが未使用の伝送路についても使用中とみなして要求された伝送容量に相当する空きがあるか否かを検索し、空きがあるときには、前記通信要求元端末および前記通信要求先端末のＭＡＣアドレスの組と同じ予約が無ければ時間制限付きで当該要求された伝送容量を予約すると共に前記通信要求フレームを前記通信要求先端末の方路に相当する前記出力ポートへ送信する手段を備え、
    前記通信要求先端末は、前記通信要求フレームを受信すると、自己が通信可能である場合は前記通信要求元端末に対して応答フレームを送信する手段を備え、
    前記管理する手段は、前記通信要求先端末から前記応答フレームを受信すると前記予約した伝送容量を確保すると共に当該応答フレームを前記通信要求元端末へ送信する手段を備え、
    前記通信要求元端末は、
    前記通信要求先端末から送信される前記応答フレームを受信すると伝送容量を保証した通信が確立されたと認識し通信要求したフレームレート以下で優先表示したデータフレームの送信を開始する手段と、
    前記通信要求先端末から前記応答フレームを一定時間内に受信しないときには通信不可を認識し通信開始を保留する手段と
    を備え、
    前記通信要求先端末は、通信確立中には前記スイッチングハブのＭＡＣアドレス学習手段におけるエイジング以内の間隔で前記通信要求元端末に対して少なくとも１フレームのデータフレームを送信する手段を備え、
    前記管理する手段は、
    前記時間制限を超える時間が経過しても未だ前記通信要求元端末と前記通信要求先端末との間の通信が確立しないときには、前記通信要求元端末および前記通信要求先端末のＭＡＣアドレスに対応した伝送容量の予約を開放する手段と、
    前記ＭＡＣアドレス学習手段により学習した前記通信要求先端末のＭＡＣアドレスをエイジングにより消去するときには、当該通信要求先端末のＭＡＣアドレスに対応する経路上で予約または確保した伝送容量を開放する手段と
    を備え、
    前記通信要求元端末または前記通信要求先端末は、通信終了時に切断要求フレームを前記通信要求先端末または前記通信要求元端末へ送信する手段を備え、
    前記管理する手段は、前記切断要求フレームに対応する伝送容量を予約もしくは確保しているときには、その伝送容量を開放する手段を備えた
    ことを特徴とするＥｔｈｅｒｎｅｔ網。
  2. 前記通信要求元端末と前記通信要求先端末との間における伝送容量を保証した通信中に、
    前記通信要求元端末は、通信要求先端末に対し当該通信要求元端末および当該通信要求先端末のＭＡＣアドレスと当該通信に割当てられた伝送容量の変更を行うために再割当てを要求する伝送容量の情報とを含む伝送容量変更要求としての通信要求フレームを送信する手段を備え、
    前記管理する手段は、前記通信要求元端末から前記通信要求フレームを受信すると、当該通信要求フレームに含まれる前記通信要求先端末の方路に相当する出力ポートに接続された伝送路に、予約されているが未使用の伝送路についても使用中とみなして変更要求された伝送容量に相当する空きがあるか否かを検索し、空きがあるときには、前記通信要求元端末および前記通信要求先端末のＭＡＣアドレスの組と同じ予約が無ければ時間制限付きで当該変更要求された伝送容量を予約すると共に前記通信要求フレームを前記通信要求先端末の方路に相当する前記出力ポートへ送信する手段を備え、
    前記通信要求先端末は、前記通信要求フレームを受信すると、自己が伝送容量変更可能である場合は前記通信要求元端末に対して応答フレームを送信する手段を備え、
    前記管理する手段は、前記通信要求先端末から前記応答フレームを受信すると前記予約した伝送容量を確保すると共に当該応答フレームを前記通信要求元端末へ送信する手段を備え、
    前記通信要求元端末は、
    前記通信要求先端末から送信される前記応答フレームを受信すると伝送容量の変更が確立されたと認識し変更要求したフレームレート以下で優先表示したデータフレームの送信を開始する手段と、
    前記通信要求先端末から前記応答フレームを一定時間内に受信しないときには伝送容量の変更不可を認識し伝送容量の変更を保留する手段と
    を備え、
    前記管理する手段は、前記時間制限を超える時間が経過しても未だ前記通信要求元端末と前記通信要求先端末との間の伝送容量変更が確立しないときには、前記通信要求元端末および前記通信要求先端末のＭＡＣアドレスに対応した伝送容量変更の予約を開放する手段を備えた
    請求項１記載のＥｔｈｅｒｎｅｔ網。
  3. 前記端末には、前記通信要求元端末および前記通信要求先端末の各手段が共通に設けられ、
    前記通信要求元端末と前記通信要求先端末とがその立場を反転させることにより双方向で伝送容量を保証する通信を確立させる手段を備えた
    請求項１または２記載のＥｔｈｅｒｎｅｔ網。
  4. 前記通信要求先端末は、前記通信要求元端末に対する前記応答フレームに双方向通信のための通信要求フレームを含ませる手段を備えた請求項３記載のＥｔｈｅｒｎｅｔ網。
  5. 前記通信要求元端末は、通信要求先端末に対し当該通信要求元端末および当該通信要求先端末のＭＡＣアドレスと当該通信を双方向に行うために割当てを要求する往路および復路の伝送容量の情報とを含む通信要求フレームを送信する手段を備え、
    前記管理する手段は、前記通信要求元端末から前記通信要求フレームを受信すると、当該通信要求フレームに含まれる前記通信要求先端末の方路に相当する出力ポートに接続された伝送路および前記通信要求元端末の方路に相当する入力ポートに接続された伝送路に、予約されているが未使用の伝送路についても使用中とみなして要求された伝送容量に相当する空きがあるか否かを検索し、空きがあるときには、前記通信要求元端末および前記通信要求先端末のＭＡＣアドレスの組と同じ予約が無ければ時間制限付きで当該要求された伝送容量を予約すると共に前記通信要求フレームを前記通信要求先端末の方路に相当する前記出力ポートへ送信する手段を備えた
    請求項１記載のＥｔｈｅｒｎｅｔ網。
  6. 前記通信要求元端末と前記通信要求先端末との間で、前記通信要求フレームの送受信に先立って、当該端末のＭＡＣアドレス学習のためのフレームを交換する手段を備えた請求項１記載のＥｔｈｅｒｎｅｔ網。
  7. ＭＡＣアドレスを学習しＭＡＣアドレス学習済みである送信先の情報を含み優先表示がある伝送容量を保証したフレームを優先処理するスイッチングハブと、容量保証通信を行うフレームを優先表示して送信する端末と、この端末と前記スイッチングハブとを結ぶ伝送路とを通信経路に含むＥｔｈｅｒｎｅｔ網に適用される伝送容量保証通信方法において、
    通信要求元端末は、通信要求先端末に対し当該通信要求元端末および当該通信要求先端末のＭＡＣアドレスと当該通信を行うために割当てを要求する伝送容量の情報とを含む通信要求フレームを送信するステップを実行し、
    自ポートに接続されている伝送路の伝送容量を管理するスイッチングハブは、前記通信要求元端末から前記通信要求フレームを受信すると、当該通信要求フレームに含まれる前記通信要求先端末の方路に相当する出力ポートに接続された伝送路に、予約されているが未使用の伝送路についても使用中とみなして要求された伝送容量に相当する空きがあるか否かを検索し、空きがあるときには、前記通信要求元端末および前記通信要求先端末のＭＡＣアドレスの組と同じ予約が無ければ時間制限付きで当該要求された伝送容量を予約すると共に前記通信要求フレームを前記通信要求先端末の方路に相当する前記出力ポートへ送信するステップを実行し、
    前記通信要求先端末は、前記通信要求フレームを受信すると、自己が通信可能である場合は前記通信要求元端末に対して応答フレームを送信するステップを実行し、
    前記スイッチングハブは、前記通信要求先端末から前記応答フレームを受信すると前記予約した伝送容量を確保すると共に当該応答フレームを前記通信要求元端末へ送信するステップを実行し、
    前記通信要求元端末は、
    前記通信要求先端末から送信される前記応答フレームを受信すると伝送容量を保証した通信が確立されたと認識し通信要求したフレームレート以下で優先表示したデータフレームの送信を開始するステップと、
    前記通信要求先端末から前記応答フレームを一定時間内に受信しないときには通信不可を認識し通信開始を保留するステップと
    を実行し、
    前記通信要求先端末は、通信確立中には前記スイッチングハブのＭＡＣアドレス学習におけるエイジング以内の間隔で前記通信要求元端末に対して少なくとも１フレームのデータフレームを送信するステップを実行し、
    前記スイッチングハブは、
    前記時間制限を超える時間が経過しても未だ前記通信要求元端末と前記通信要求先端末との間の通信が確立しないときには、前記通信要求元端末および前記通信要求先端末のＭＡＣアドレスに対応した伝送容量の予約を開放するステップと、
    前記ＭＡＣアドレス学習により学習した前記通信要求先端末のＭＡＣアドレスをエイジングにより消去するときには、当該通信要求先端末のＭＡＣアドレスに対応する経路上で予約または確保した伝送容量を開放するステップと
    を実行し、
    前記通信要求元端末または前記通信要求先端末は、通信終了時に切断要求フレームを前記通信要求先端末または前記通信要求元端末へ送信するステップを実行し、
    前記スイッチングハブは、前記切断要求フレームに対応する伝送容量を予約もしくは確保しているときには、その伝送容量を開放するステップを実行する
    ことを特徴とする伝送容量保証通信方法。
  8. 前記通信要求元端末と前記通信要求先端末との間における伝送容量を保証した通信中に、
    前記通信要求元端末は、通信要求先端末に対し当該通信要求元端末および当該通信要求先端末のＭＡＣアドレスと当該通信に割当てられた伝送容量の変更を行うために再割当てを要求する伝送容量の情報とを含む伝送容量変更要求としての通信要求フレームを送信するステップを実行し、
    前記スイッチングハブは、前記通信要求元端末から前記通信要求フレームを受信すると、当該通信要求フレームに含まれる前記通信要求先端末の方路に相当する出力ポートに接続された伝送路に、予約されているが未使用の伝送路についても使用中とみなして変更要求された伝送容量に相当する空きがあるか否かを検索し、空きがあるときには、前記通信要求元端末および前記通信要求先端末のＭＡＣアドレスの組と同じ予約が無ければ時間制限付きで当該変更要求された伝送容量を予約すると共に前記通信要求フレームを前記通信要求先端末の方路に相当する前記出力ポートへ送信するステップを実行し、
    前記通信要求先端末は、前記通信要求フレームを受信すると、自己が伝送容量変更可能である場合は前記通信要求元端末に対して応答フレームを送信するステップを実行し、
    前記スイッチングハブは、前記通信要求先端末から前記応答フレームを受信すると前記予約した伝送容量を確保すると共に当該応答フレームを前記通信要求元端末へ送信するステップを実行し、
    前記通信要求元端末は、
    前記通信要求先端末から送信される前記応答フレームを受信すると伝送容量の変更が確立されたと認識し変更要求したフレームレート以下で優先表示したデータフレームの送信を開始するステップと、
    前記通信要求先端末から前記応答フレームを一定時間内に受信しないときには伝送容量の変更不可を認識し伝送容量の変更を保留するステップと
    を実行し、
    前記スイッチングハブは、前記時間制限を超える時間が経過しても未だ前記通信要求元端末と前記通信要求先端末との間の伝送容量変更が確立しないときには、前記通信要求元端末および前記通信要求先端末のＭＡＣアドレスに対応した伝送容量変更の予約を開放するステップを実行する
    請求項７記載の伝送容量保証通信方法。
  9. 前記端末には、前記通信要求元端末および前記通信要求先端末の各機能が共通に設けられ、
    前記通信要求元端末と前記通信要求先端末とがその立場を反転させることにより双方向で伝送容量を保証する通信を確立させるステップを実行する
    請求項７または８記載の伝送容量保証通信方法。
  10. 前記通信要求先端末は、前記通信要求元端末に対する前記応答フレームに双方向通信のための通信要求フレームを含ませるステップを実行する請求項９記載の伝送容量保証通信方法。
  11. 前記通信要求元端末は、通信要求先端末に対し当該通信要求元端末のＭＡＣアドレスおよび当該通信要求先端末のＭＡＣアドレスと当該通信を双方向に行うために割当てを要求する往路および復路の伝送容量の情報とを含む通信要求フレームを送信するステップを実行し、
    前記スイッチングハブは、前記通信要求元端末から前記通信要求フレームを受信すると、当該通信要求フレームに含まれる前記通信要求先端末の方路に相当する出力ポートに接続された伝送路および前記通信要求元端末の方路に相当する入力ポートに接続された伝送路に、予約されているが未使用の伝送路についても使用中とみなして要求された伝送容量に相当する空きがあるか否かを検索し、空きがあるときには、前記通信要求元端末および前記通信要求先端末のＭＡＣアドレスの組と同じ予約が無ければ時間制限付きで当該要求された伝送容量を予約すると共に前記通信要求フレームを前記通信要求先端末の方路に相当する前記出力ポートへ送信するステップを実行する
    請求項７記載の伝送容量保証通信方法。
  12. 前記通信要求元端末と前記通信要求先端末との間で、前記通信要求フレームの送受信に先立って、当該端末のＭＡＣアドレス学習のためのフレームを交換するステップを実行する請求項７記載の伝送容量保証通信方法。
  13. ＭＡＣアドレス学習手段と、このＭＡＣアドレス学習手段によりＭＡＣアドレス学習済みである送信先の情報を含み優先表示がある伝送容量を保証したフレームを優先処理する手段とを備えたスイッチングハブと、容量保証通信を行うフレームを優先表示して送信する手段を備えた端末と、この端末と前記スイッチングハブとを結ぶ伝送路とを通信経路に含むＥｔｈｅｒｎｅｔ網に適用される前記端末において、
    通信要求先端末に対し自端末および当該通信要求先端末のＭＡＣアドレスと当該通信を行うために割当てを要求する伝送容量の情報とを含む通信要求フレームを送信する手段と、
    通信要求元端末からの通信要求フレームを受信すると、自己が通信可能である場合は前記通信要求元端末に対して応答フレームを送信する手段と、
    通信要求先端末から送信される応答フレームを受信すると伝送容量を保証した通信が確立されたと認識し通信要求したフレームレート以下で優先表示したデータフレームの送信を開始する手段と、
    通信要求先端末から前記応答フレームを一定時間内に受信しないときには通信不可を認識し通信開始を保留する手段と、
    通信確立中には前記スイッチングハブのＭＡＣアドレス学習手段におけるエイジング以内の間隔で通信要求元端末に対して少なくとも１フレームのデータフレームを送信する手段と、
    通信終了時に切断要求フレームを通信要求先端末または通信要求元端末へ送信する手段と
    を備えたことを特徴とする端末。
  14. 伝送容量を保証した通信中に、
    通信要求先端末に対し自端末および当該通信要求先端末のＭＡＣアドレスと当該通信に割当てられた伝送容量の変更を行うために再割当てを要求する伝送容量の情報とを含む伝送容量変更要求としての通信要求フレームを送信する手段と、
    通信要求元端末からの通信要求フレームを受信すると、自己が伝送容量変更可能である場合は前記通信要求元端末に対して応答フレームを送信する手段と、
    通信要求先端末から送信される応答フレームを受信すると伝送容量の変更が確立されたと認識し変更要求したフレームレート以下で優先表示したデータフレームの送信を開始する手段と、
    通信要求先端末から前記応答フレームを一定時間内に受信しないときには伝送容量の変更不可を認識し伝送容量の変更を保留する手段と
    を備えた請求項１３記載の端末。
  15. 通信要求元端末および通信要求先端末の各手段が共通に設けられ、
    前記通信要求元端末と前記通信要求先端末とがその立場を反転させることにより双方向で伝送容量を保証する通信を確立させる手段を備えた
    請求項１３または１４記載の端末。
  16. 通信要求元端末に対する応答フレームに双方向通信のための通信要求フレームを含ませる手段を備えた請求項１５記載の端末。
  17. 通信要求先端末に対し自端末および当該通信要求先端末のＭＡＣアドレスと当該通信を双方向に行うために割当てを要求する往路および復路の伝送容量の情報とを含む通信要求フレームを送信する手段を備えた
    請求項１３記載の端末。
  18. 前記通信要求元端末と前記通信要求先端末との間で、前記通信要求フレームの送受信に先立って、当該端末のＭＡＣアドレス学習のためのフレームを交換する手段を備えた請求項１３記載の端末。
  19. ＭＡＣアドレス学習手段と、このＭＡＣアドレス学習手段によりＭＡＣアドレス学習済みである送信先の情報を含み優先表示がある伝送容量を保証したフレームを優先処理する手段とを備えたスイッチングハブと、容量保証通信を行うフレームを優先表示して送信する手段を備えた端末と、この端末と前記スイッチングハブとを結ぶ伝送路とを通信経路に含むＥｔｈｅｒｎｅｔ網に適用される前記スイッチングハブにおいて、
    自ポートに接続されている伝送路の伝送容量を管理する手段を備え、
    この管理する手段は、
    通信要求元端末から通信要求フレームを受信すると、当該通信要求フレームに含まれる通信要求先端末の方路に相当する出力ポートに接続された伝送路に、予約されているが未使用の伝送路についても使用中とみなして要求された伝送容量に相当する空きがあるか否かを検索し、空きがあるときには、前記通信要求元端末および前記通信要求先端末のＭＡＣアドレスの組と同じ予約が無ければ時間制限付きで当該要求された伝送容量を予約すると共に前記通信要求フレームを前記通信要求先端末の方路に相当する前記出力ポートへ送信する手段と、
    前記通信要求先端末から前記通信要求フレームに対する応答フレームを受信すると前記予約した伝送容量を確保すると共に当該応答フレームを前記通信要求元端末へ送信する手段と、
    前記時間制限を超える時間が経過しても未だ前記通信要求元端末と前記通信要求先端末との間の通信が確立しないときには、前記通信要求元端末および前記通信要求先端末のＭＡＣアドレスに対応した伝送容量の予約を開放する手段と、
    前記ＭＡＣアドレス学習手段により学習した前記通信要求先端末のＭＡＣアドレスをエイジングにより消去するときには、当該通信要求先端末のＭＡＣアドレスに対応する経路上で予約または確保した伝送容量を開放する手段と、
    前記通信要求元端末または前記通信要求先端末が通信終了に伴い送信する切断要求フレームに対応する伝送容量を予約もしくは確保しているときには、その伝送容量を開放する手段と
    を備えたことを特徴とするスイッチングハブ。
  20. 前記通信要求元端末と前記通信要求先端末との間における伝送容量を保証した通信中に、
    前記通信要求元端末から通信中の伝送容量変更を要求する通信要求フレームを受信すると、当該通信要求フレームに含まれる前記通信要求先端末の方路に相当する出力ポートに接続された伝送路に、予約されているが未使用の伝送路についても使用中とみなして変更要求された伝送容量に相当する空きがあるか否かを検索し、空きがあるときには、前記通信要求元端末および前記通信要求先端末のＭＡＣアドレスの組と同じ予約が無ければ時間制限付きで当該変更要求された伝送容量を予約すると共に前記通信要求フレームを前記通信要求先端末の方路に相当する前記出力ポートへ送信する手段と、
    前記通信要求先端末から前記変更要求を受け入れ可能であることを示す応答フレームを受信すると前記予約した伝送容量を確保すると共に当該応答フレームを前記通信要求元端末へ送信する手段と、
    前記時間制限を超える時間が経過しても未だ前記通信要求元端末と前記通信要求先端末との間の伝送容量変更が確立しないときには、前記通信要求元端末および前記通信要求先端末のＭＡＣアドレスに対応した伝送容量変更の予約を開放する手段と
    を備えた請求項１９記載のスイッチングハブ。
  21. 前記通信要求元端末から通信を双方向に行うために割当てを要求する往路および復路の伝送容量の情報を含む通信要求フレームを受信すると、当該通信要求フレームに含まれる前記通信要求先端末の方路に相当する出力ポートに接続された伝送路および前記通信要求元端末の方路に相当する入力ポートに接続された伝送路に、予約されているが未使用の伝送路についても使用中とみなして要求された伝送容量に相当する空きがあるか否かを検索し、空きがあるときには、前記通信要求元端末および前記通信要求先端末のＭＡＣアドレスの組と同じ予約が無ければ時間制限付きで当該要求された伝送容量を予約すると共に前記通信要求フレームを前記通信要求先端末の方路に相当する前記出力ポートへ送信する手段を備えた請求項１９記載のスイッチングハブ。
  22. ＭＡＣアドレス学習手段と、このＭＡＣアドレス学習手段によりＭＡＣアドレス学習済みである送信先の情報を含み優先表示がある伝送容量を保証したフレームを優先処理する手段とを備えたスイッチングハブと、容量保証通信を行うフレームを優先表示して送信する手段を備えた端末と、この端末と前記スイッチングハブとを結ぶ伝送路とを通信経路に含むＥｔｈｅｒｎｅｔ網の前記端末に適用されるプログラムにおいて、
    情報処理装置にインストールすることにより、その情報処理装置に、
    通信要求先端末に対し自端末および当該通信要求先端末のＭＡＣアドレスと当該通信を行うために割当てを要求する伝送容量の情報とを含む通信要求フレームを送信する機能と、
    通信要求元端末からの通信要求フレームを受信すると、自己が通信可能である場合は前記通信要求元端末に対して応答フレームを送信する機能と、
    通信要求先端末から送信される応答フレームを受信すると伝送容量を保証した通信が確立されたと認識し通信要求したフレームレート以下で優先表示したデータフレームの送信を開始する機能と、
    通信要求先端末から前記応答フレームを一定時間内に受信しないときには通信不可を認識し通信開始を保留する機能と、
    通信確立中には前記スイッチングハブのＭＡＣアドレス学習手段におけるエイジング以内の間隔で通信要求元端末に対して少なくとも１フレームのデータフレームを送信する機能と、
    通信終了時に切断要求フレームを通信要求先端末または通信要求元端末へ送信する機能と
    を実現させることを特徴とするプログラム。
  23. 伝送容量を保証した通信中に、
    通信要求先端末に対し自端末および当該通信要求先端末のＭＡＣアドレスと当該通信に割当てられた伝送容量の変更を行うために再割当てを要求する伝送容量の情報とを含む伝送容量変更要求としての通信要求フレームを送信する機能と、
    通信要求元端末からの通信要求フレームを受信すると、自己が伝送容量変更可能である場合は前記通信要求元端末に対して応答フレームを送信する機能と、
    通信要求先端末から送信される応答フレームを受信すると伝送容量の変更が確立されたと認識し変更要求したフレームレート以下で優先表示したデータフレームの送信を開始する機能と、
    通信要求先端末から前記応答フレームを一定時間内に受信しないときには伝送容量の変更不可を認識し伝送容量の変更を保留する機能と
    を実現させる請求項２２記載のプログラム。
  24. 通信要求先端末に対し自端末および当該通信要求先端末のＭＡＣアドレスと当該通信を双方向に行うために割当てを要求する往路および復路の伝送容量の情報とを含む通信要求フレームを送信する機能を実現させる
    請求項２２記載のプログラム。
  25. 前記通信要求元端末と前記通信要求先端末との間で、前記通信要求フレームの送受信に先立って、当該端末のＭＡＣアドレス学習のためのフレームを交換する機能を実現させる請求項２２記載のプログラム。
  26. ＭＡＣアドレス学習手段と、このＭＡＣアドレス学習手段によりＭＡＣアドレス学習済みである送信先の情報を含み優先表示がある伝送容量を保証したフレームを優先処理する手段とを備えたスイッチングハブと、容量保証通信を行うフレームを優先表示して送信する手段を備えた端末と、この端末と前記スイッチングハブとを結ぶ伝送路とを通信経路に含むＥｔｈｅｒｎｅｔ網の前記スイッチングハブに適用されるプログラムにおいて、
    情報処理装置にインストールすることにより、その情報処理装置に、
    自ポートに接続されている伝送路の伝送容量を管理する機能を実現させ、
    この管理する機能として、
    通信要求元端末から通信要求フレームを受信すると、当該通信要求フレームに含まれる通信要求先端末の方路に相当する出力ポートに接続された伝送路に、予約されているが未使用の伝送路についても使用中とみなして要求された伝送容量に相当する空きがあるか否かを検索し、空きがあるときには、前記通信要求元端末および前記通信要求先端末のＭＡＣアドレスの組と同じ予約が無ければ時間制限付きで当該要求された伝送容量を予約すると共に前記通信要求フレームを前記通信要求先端末の方路に相当する前記出力ポートへ送信する機能と、
    前記通信要求先端末から前記通信要求フレームに対する応答フレームを受信すると前記予約した伝送容量を確保すると共に当該応答フレームを前記通信要求元端末へ送信する機能と、
    前記時間制限を超える時間が経過しても未だ前記通信要求元端末と前記通信要求先端末との間の通信が確立しないときには、前記通信要求元端末および前記通信要求先端末のＭＡＣアドレスに対応した伝送容量の予約を開放する機能と、
    前記ＭＡＣアドレス学習手段により学習した前記通信要求先端末のＭＡＣアドレスをエイジングにより消去するときには、当該通信要求先端末のＭＡＣアドレスに対応する経路上で予約または確保した伝送容量を開放する機能と、
    前記通信要求元端末または前記通信要求先端末が通信終了に伴い送信する切断要求フレームに対応する伝送容量を予約もしくは確保しているときには、その伝送容量を開放する機能と
    を実現させることを特徴とするプログラム。
  27. 前記通信要求元端末と前記通信要求先端末との間における伝送容量を保証した通信中に、
    前記通信要求元端末から通信中の伝送容量変更を要求する通信要求フレームを受信すると、当該通信要求フレームに含まれる前記通信要求先端末の方路に相当する出力ポートに接続された伝送路に、予約されているが未使用の伝送路についても使用中とみなして変更要求された伝送容量に相当する空きがあるか否かを検索し、空きがあるときには、前記通信要求元端末および前記通信要求先端末のＭＡＣアドレスの組と同じ予約が無ければ時間制限付きで当該変更要求された伝送容量を予約すると共に前記通信要求フレームを前記通信要求先端末の方路に相当する前記出力ポートへ送信する機能と、
    前記通信要求先端末から前記変更要求を受け入れ可能であることを示す応答フレームを受信すると前記予約した伝送容量を確保すると共に当該応答フレームを前記通信要求元端末へ送信する機能と、
    前記時間制限を超える時間が経過しても未だ前記通信要求元端末と前記通信要求先端末との間の伝送容量変更が確立しないときには、前記通信要求元端末および前記通信要求先端末のＭＡＣアドレスに対応した伝送容量変更の予約を開放する機能と
    を実現させる請求項２６記載のプログラム。
  28. 前記通信要求元端末から通信を双方向に行うために割当てを要求する往路および復路の伝送容量の情報を含む通信要求フレームを受信すると、当該通信要求フレームに含まれる前記通信要求先端末の方路に相当する出力ポートに接続された伝送路および前記通信要求元端末の方路に相当する入力ポートに接続された伝送路に、予約されているが未使用の伝送路についても使用中とみなして要求された伝送容量に相当する空きがあるか否かを検索し、空きがあるときには、前記通信要求元端末および前記通信要求先端末のＭＡＣアドレスの組と同じ予約が無ければ時間制限付きで当該要求された伝送容量を予約すると共に前記通信要求フレームを前記通信要求先端末の方路に相当する前記出力ポートへ送信する機能を実現させる請求項２６記載のプログラム。
  29. 請求項２２ないし２８のいずれかに記載のプログラムが記録された前記情報処理装置読み取り可能な記録媒体。
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