JP2007067502A - トークン移譲方法及び情報伝送システム - Google Patents

Abstract

【課題】トークン移譲のタイミングをブロードキャストデータ格納時間の最も掛かる局の待ち時間を最大待ち時間として固定に使用するのでなく、移譲先のブロードキャストデータ受信状況に則した時間を用いることにより伝送スループットを向上させる。
【解決手段】
トークンにブロードキャストデータを付加することのできるトークンパッシングにより構成される情報ネットワークにおいて、トークン移譲先のブロードキャストデータ受信の有無を予めテーブル情報として設定しておき、この情報に基づいて受信しない場合は即座にトークン移譲する方法を用いる。
【選択図】図1

Description

本発明は、トークンにブロードキャストデータを付加することのできるトークンパッシングにより構成される情報ネットワークにおいて、トークンの移譲を効率的に行うことができるトークン移譲方法及び情報伝送システム
に関する。

トークンパッシングにより構成される情報ネットワークにおいて伝送効率の向上方式として、例えば特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１に記載された伝送効率の向上方式では、トークンフレームにブロードキャストデータを付加し送信権の移譲時に複数の局に同時にデータを送信することにより伝送効率の向上を可能としている。
特開昭５９−１６１９５３号公報

従来技術においては、送信権の移譲時にブロードキャストデータを付加し同報送信することによる伝送効率の向上に主眼が置かれており、そのため、トークン移譲を効率的に行う点について課題が残されている。
図２は、従来のシステムにおけるブロードキャスト付きトークンフレームの各局間での送受信タイムチャートを示した図である。また、図３はトークン移譲の順番、図４はトークンフレームの構成図、図５はブロードキャストデータの格納有無を設定したブローキャスト受信テーブルを、それぞれ説明した図である。図４において各フレーム中のＳＤ（Start Delimiter）はフレームの始まりを表し、ＥＤ（End Delimiter）はフレームの終わりを表す。ＦＣ（Frame Control）はフレームの種別を表し、ＦＣＳ（Frame Check Sequence）は誤りチェックのための情報が記載されるフィールドである。ＤＡ（Destination Address）は宛先局アドレス、ＳＡ（Source Address）は送信元局アドレス、ＢＣＴ（Broadcast Transmission）はこのフレームに付加されたブロードキャストデータを表す。図２〜図５を用いて従来のシステムにおけるトークンフレームの移譲の一例を、以下に説明する。

始めに、移譲方法の全体の流れを説明する。フレームを受信した各局（以降、自局）は、受信したフレームのＤＡが自局のアドレスと一致するか確認する。一致するときは、ＦＣの内容を確認することでフレームの種類がブロードキャストデータ付のトークンフレーム（図４参照）であるかどうかを判別する。次に、ブロードキャストデータを格納するかどうかを、受信したフレームのＳＡに対応するテーブルの設定情報（図５参照）から判断する。格納処理する／しないの処理終了後、ブロードキャストデータ格納に必要な最大待ち時間（ＷｔＭＡＸ）が経過しているときは、即時にトークンを送信し、経過していないときは、経過を待ってトークンを送信する。即ち、いずれのときも最大待ち時間（ＷｔＭＡＸ）経過後にトークンを送信することになる。ここで最大待ち時間（ＷｔＭＡＸ）とは、ブロードキャストデータを受信からメモリ等に格納するまでの処理に掛かる時間である。この処理に必要な時間は、各局の情報伝送装置により差があるため、最大時間を要する装置の処理時間を最大値として用いるのが通例である。

ネットワークに接続される各局は、他局が送信するフレーム中のＳＡやＤＡの情報を傍受することにより、自局を含むネットワークに接続されている他局の局アドレス（局番号）及び次にトークンを移譲する局のアドレスを認識している。また、次にトークンを移譲する局のブロードキャストデータの受信設定テーブルは、ネットワークに参加時及び局構成が変化（局の脱落、挿入）時に、伝送手段を使って対応する局から受信する。
次に、実際の移譲タイミングについて具体的に説明する。図２では、各局で送受信されるフレーム情報と内部処理に掛かる時間及び送受信の関係を、横軸に経過時間、縦軸に送受信の関係を示す片矢印で示している。ここでＴＦとはトークンフレーム、ＴＦ（ＢＣＴ付き）とはブロードキャスト付きトークンフレームであり、内部処理とはブロードキャスト付きトークンフレームを受信し、メモリ等に格納する処理を指す。そこで、ＴＦ（ＢＣＴ付き）と内部処理を合わせた時間は、各局における待ち時間となりＷｔと局名で表す。ここでは局Ｂが最も待ち時間が掛かるので、ＷｔＭＡＸはＷｔＢとして予め設定されているものとする。また局Ｄは、局Ｂのブロードキャストデータを格納しなく、これ以外のブロードキャストデータは全ての局で受信する設定がブロードキャストデータの受信設定テーブルに設定されているものとする。

図３で示すように、トークンパッシングにより構成されるネットワークＮ上に、局Ａ〜Ｄが接続されており、ＴＦが局Ａから局Ｄまで移譲されていく様相を図２を用いて以下に説明する。
1)ｔ０の時点で、局Ａから局Ｂにブロードキャスト付きトークンフレームを送信する。局Ｃ、局Ｄに対してもブロードキャストデータを同報配信する。
2)微小な伝送遅延後のｔ１の時点で、局Ｂはブロードキャスト付きトークンフレームを受信開始する。局Ｃ、局Ｄにおいてもブロードキャストデータが届く。局Ｃ、局Ｄのブロードキャストデータの受信設定テーブルは、局Ａのブロードキャストデータを格納する設定なので、受信開始する。
3)ｔ１からＷｔＣ時間経過したｔ２の時点で、局Ｃで受信及びブロードキャストデータの格納処理が完了する。
4)ｔ１からＷｔＤ時間経過したｔ３の時点で、局Ｄで受信及びブロードキャストデータの格納処理が完了する。
5)ｔ１からＷｔＢ時間経過したｔ４の時点で、局Ｂで受信及びブロードキャストデータの格納処理が完了する。経過したＷｔＢ時間は、最大待ち時間（ＷｔＭＡＸ）に相当するので、局Ｂから局Ｃにブロードキャスト付きトークンフレームを送信する。局Ａ、局Ｄに対してもブロードキャストデータを同報配信する。
6)微小な伝送遅延後のｔ５の時点で、局Ｃはトークンを受信開始する。局Ａ、局Ｄにおいてもブロードキャストデータが届く。局Ａのブロードキャストデータの受信設定テーブルは、局Ｂのブロードキャストデータを格納する設定なので、受信開始する。一方で、局Ｄのブロードキャストデータの受信設定テーブルは、局Ｂのブロードキャストデータを格納しない設定なので、受信しない。
7)ｔ５からＷｔＡ時間経過したｔ６の時点で、局Ａで受信及びブロードキャストデータの格納処理が完了する。
8)ｔ５からＷｔＣ時間経過したｔ７の時点で、局Ｃで受信及びブロードキャストデータの格納処理が完了する。経過したＷｔＣ時間は、最大待ち時間（ＷｔＭＡＸ）を経過していないので待機する。
9)ｔ５から最大待ち時間（ＷｔＭＡＸ）時間経過したｔ9の時点で、局Ｃから局Ｄにトークンフレームを送信する。
10)微小な伝送遅延後、局Ｄはトークンフレームを受信開始する。ｔ１０時点で、局Ａから局Ｄまでトークン移譲が完了する。

このように従来の方法では、自局宛のブロードキャスト付トークンフレームを受信し、次の局にトークンを渡す場合、他局がブロードキャストデータの格納処理を終了するのに必要な最大待ち時間（ＷｔＭＡＸ）経過後トークンを渡している。これは、ブロードキャストデータの格納処理を行っている間にトークンを送出することを防止するためである。格納に必要な時間は、各局の情報伝送装置により差があるため最大待ち時間（ＷｔＭＡＸ）にする必要があり、トークン移譲に無駄な時間が発生する。そのため、結果的にネットワークのスループットを低下させることになる。上記第１の制御方法においても、同様である。
本発明は、予め用意するブロードキャスト受信テーブルにより、移譲先のブロードキャストデータの受信状態を判断し、トークン移譲のときに生じる無駄な時間を改善するトークン移譲方法及び情報伝送システムを提供することを目的とする。

上記の課題を解決する手段として、本発明は以下のように構成する。
第１に、トークンパッシングにより構成される情報ネットワークのトークンフレーム移譲方法において、前記ネットワークに接続される各局のいずれかで、トークンフレームにブロードキャストデータを付加して送信し、ブロードキャストデータ付きトークンフレームを受信した各局は、自局のメモリへ該ブロードキャストデータを格納する／しないの情報に基づき該ブロードキャストデータを格納し、トークンを移譲された局は、該トークンフレームを次に受信する局のメモリへ該ブロードキャストデータを格納する／しないの情報を参照し、格納する場合は該ブロードキャストデータ格納に必要な待ち時間経過時後に該トークンフレームを送信し、格納しない場合は前記待ち時間経過を待たずに該トークンフレームを送信する。

第２に、トークンパッシング方式のネットワークを構成する情報伝送システムにおいて、前記ネットワークに接続される各局が、トークンフレームにブロードキャストデータを付加する手段と、受信した該ブロードキャストデータを自局のメモリへ格納する／しないの第１の情報を予め設定しておく手段と、少なくとも前記トークンフレームを次に送る相手局のメモリに前記ブロードキャストデータを格納する／しないの第２の情報を予めに設定しておく手段と、前記第２の情報に基づいて、前記相手局に前記トークンフレームを渡す待ち時間を調整する手段と、を機能させるように構成する。

本発明により、トークンフレーム送出までの時間待ちの要否を判断することでトークンフレームを効率的に移譲し、その結果、伝送スループットの向上が図られる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明におけるトークン移譲のタイムチャートの一例を示す説明図であり、図２で示した従来のトークン移譲のタイムチャートの一例と同様に、図３のトークン移譲の順番、図４のトークンフレームの構成図、図５のブロードキャストデータの格納有無を設定したブローキャスト受信テーブルと同じ設定を用いるので、対応する部分の説明は割愛する。
始めに、移譲方法の全体の流れの相違点を説明する。従来の方法と異なる点は、自局が次にトークンを移譲する局のブロードキャスト受信テーブルを参照し、その内容によっては最大待ち時間（ＷｔＭＡＸ）を待たずにトークンを送信する点にある。
（１）自局がトークンを格納する設定がされているとき
格納処理を実行する。格納処理を終了後、次にトークンを移譲する局のブロードキャスト受信テーブルを参照する。

・当該局がこのブロードキャストデータを格納する設定がされているときで、ブロードキャストデータ格納に必要な最大待ち時間（ＷｔＭＡＸ）が経過しているときは、直ちにトークンを送信し、経過していないときは、経過を待ってトークンを送信する。即ち、いずれのときも最大待ち時間（ＷｔＭＡＸ）経過後にトークンを送信することになる。
・当該局がＳＡに対応するブロードキャストデータを格納する設定がされていないときは、直ちにトークンフレームを送信する。
（２）自局がトークンを格納する設定がされていないとき
・次にトークンを移譲する局が、このブロードキャストデータを格納する設定がされているときは、前記最大待ち時間（ＷｔＭＡＸ）の経過を待ってトークンを送信する。
・次にトークンを移譲する局が、このブロードキャストデータを格納する設定がされていないときは、直ちにトークンを送信する。

次に、実際の移譲タイミングについて相違点を説明する。図１の例では、先に説明した従来の方法の1)〜7)まで
とほぼ同様な処理になるが、自局が次にトークンを移譲する局のブロードキャスト受信テーブルを参照する点において、5)や8)の処理が異なる。ｔ７以降の時点において、従来の方法と異なる結果となる。そこで本発明の5)及び8)以降の処理について以下に説明する。
5)ｔ１からＷｔＢ時間経過したｔ４の時点で、局Ｂで受信及びブロードキャストデータの格納処理が完了する。次にトークンを移譲する局Ｃのブロードキャスト受信テーブルを参照する。局Ｃのブロードキャストデータの受信設定テーブルは、局Ｂのブロードキャストデータを格納する設定で、経過したＷｔＢ時間は、最大待ち時間（ＷｔＭＡＸ）に相当するので、局Ｂから局Ｃにブロードキャスト付きトークンフレームを直ちに送信する。局Ａ、局Ｄに対してもブロードキャストデータを同報配信する。
8)ｔ５からＷｔＣ時間経過したｔ７の時点で、局Ｃで受信及びブロードキャストデータの格納処理が完了する。次にトークンを移譲する局Ｄのブロードキャスト受信テーブルを参照する。局Ｄのブロードキャストデータの受信設定テーブルは、局Ｂのブロードキャストデータを格納しない設定なので、局Ｃから局Ｄに直ちにトークンフレームを送信する。
9)微小な伝送遅延後、局Ｄはトークンフレームを受信開始する。ｔ８時点で、局Ａから局Ｄまでトークン移譲が完了する。

以上、本発明は従来の方法と比較すると、最大待ち時間（ＷｔＭＡＸ）とＷｔＣの時間差の処理速度向上を実現している。ここでは説明を簡便にするために、局数を少なくしているが、局数が多い場合やトークンの格納の有無の設定よっては、大きな伝送スループットの向上が見込まれる。
説明したような方法は実施方法を限定するものではなく、例えばブロードキャスト受信テーブルは設定されてあれば良く、自局内ではなく特定の局が情報を集中管理していても構わない。また各局が、受信バッファ等を設けており、受信作業を妨げずに送信可能な構成な場合、格納処理の終了を待たずして、次にトークンを移譲する局のブロードキャスト受信テーブルを参照しても構わない。

本発明におけるトークン移譲のタイムチャートの一例を示す説明図 従来におけるトークン移譲のタイムチャートの一例を示す説明図 トークンフレームの移譲順序の一例を示す説明図 ブロードキャスト付きトークンフレームの説明図 ブロードキャストデータの受信設定テーブルの説明図

符号の説明

Ｎ…ネットワーク

Claims (2)

1. トークンパッシングにより構成される情報ネットワークのトークンフレーム移譲方法において、
   前記ネットワークに接続される各局のいずれかで、トークンフレームにブロードキャストデータを付加して送信し、
   ブロードキャストデータ付きトークンフレームを受信した各局は、自局のメモリへ該ブロードキャストデータを格納する／しないの情報に基づき該ブロードキャストデータを格納し、
   トークンを移譲された局は、該トークンフレームを次に受信する局のメモリへ該ブロードキャストデータを格納する／しないの情報を参照し、格納する場合は該ブロードキャストデータ格納に必要な待ち時間経過時後に該トークンフレームを送信し、格納しない場合は前記待ち時間経過を待たずに該トークンフレームを送信する、
   ことを特徴とするトークンフレーム移譲方法。
2. トークンパッシング方式のネットワークを構成する情報伝送システムにおいて、
   前記ネットワークに接続される各局が、トークンフレームにブロードキャストデータを付加する手段と、
   受信した該ブロードキャストデータを自局のメモリへ格納する／しないの第１の情報を予め設定しておく手段と、
   少なくとも前記トークンフレームを次に送る相手局のメモリに前記ブロードキャストデータを格納する／しないの第２の情報を予めに設定しておく手段と、
   前記第２の情報に基づいて、前記相手局に前記トークンフレームを渡す待ち時間を調整する手段と、
   を備えることを特徴とする情報伝送システム。

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