JP2012016042A

JP2012016042A - データ送信装置

Info

Publication number: JP2012016042A
Application number: JP2011181404A
Authority: JP
Inventors: Mitsuru Sato; 充佐藤
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2011-08-23
Filing date: 2011-08-23
Publication date: 2012-01-19

Abstract

【課題】ハードウェアを用いてネットワーク通信における再送処理を行う。
【解決手段】第１のバッファ１１は、送信データを一時的に記憶する。第２のバッファ１２は、第１のバッファ１１から送出された送信データを一時的に記憶する。データ送出回路１３は、第１のバッファ１１もしくは第２のバッファ１２に記憶されている送信データを選択的にネットワーク３０へ送出する。送出制御回路１４は、ネットワーク３０経由でポーズフレームを検出すると、第２のバッファ１２に記憶されている送信データをネットワーク３０へ送出するようにデータ送出回路１３を制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ネットワークを介してデータを送信するデータ送信装置に関する。

近年、ネットワーク環境の急速な発展とコンピュータ普及に伴って、情報通信ネットワークでは、多種多様なサービスが提供されている。情報通信ネットワークでは、コンピュータ間の通信データを確実に相手側に届ける必要があり、届いていないデータがある場合には送信側からデータを再送することによって届いていないデータを補完している。最近になって規格化されたネットワークは、ハードウェアによってこの再送制御を行い、データを確実に到達させる仕組みを実現しているものが多い。

しかし、情報通信ネットワークの中には、旧来の考え方に基づいて規格が作成されたネットワークが存在している。このようなネットワークにおいては、相手側のハードウェアに再送制御機能が用意されているかわからないため、ホストコンピュータのソフトウェア処理によって再送制御を行わなくてはならない。ソフトウェアによる再送処理の最も簡単なものの例としては、データを１つずつ送り、データをどこまで送れたか確認を取りながらデータ通信を行うものが挙げられる。

このようなソフトウェアを用いた再送処理を行うときに広く用いられている通信規格としてＴＣＰ／ＩＰ（Transmission Control Protocol/Internet Protocol）がある。その他に、再送処理が規定されていないＵＤＰ／ＩＰ（User Datagram Protocol/Internet Protocol）上に専用のプロトコルを組み立てて、そのプロトコル上で再送処理を行う仕組みをソフトウェアで作り上げたデータ送信装置が提案されている（特許文献１参照）。また、上記データ送信装置を拡張し、ＵＤＰ／ＩＰを用いずに同様の再送処理を行う仕組みをソフトウェアで作り上げたデータ送信装置が提案されている（特許文献２参照）。

特開２０００−１３４２６３号公報特開２００２−１３５３０２号公報

しかし、近年の情報通信ネットワークの広帯域化によってネットワーク通信の通信データは急速に増大しており、ソフトウェアを用いた再送処理によるコンピュータの処理の負荷が大きくなってきている。したがって、ソフトウェアを用いて再送処理を行うと、通信処理などの再送処理以外の処理に用いるリソースが減少してしまい、システム全体における性能が低下してしまうという問題があった。さらに再送処理のためにハードウェアとソフトウェアの間で何度もデータのやり取りを行うため、再送処理そのものが遅くなってしまうという問題もある。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、ハードウェアを用いてネットワーク通信における再送処理を行うデータ送信装置を提供することを目的とする。

ネットワークにデータを送信するデータ送信装置であって、前記ネットワークに送信されるデータを記憶する第１のバッファと、前記第１のバッファから前記ネットワークに送信されたデータのコピーを記憶する第２のバッファと、前記ネットワークを介して、データの送信先からポーズフレームを受信したか否かを検出する検出部と、前記検出部による検出の結果、前記ポーズフレームを受信していない場合には前記第１のバッファに記憶されたデータを前記ネットワークに送信し、前記ポーズフレームを受信した場合には前記第２のバッファに記憶されたデータを前記ネットワークに送信するデータ送出部と、を有することを特徴とするデータ送信装置が提供される。

本発明のデータ送信装置によれば、ネットワークへ送出した送信データが通信相手に受信されなかった可能性をネットワーク経由でやり取りされる通信情報を元に独自に判断し、送信データが通信相手に受信されなかった可能性があると判断すると、第２のバッファに記憶されている送信データをネットワークへ送出するようにデータ送出回路を制御することによって、ハードウェアを用いてネットワーク通信における再送処理を行うことができる。そのため、ハードウェアで再送制御を行うように構成されていない旧来の考え方に基づいて作られたネットワーク装置を通信相手としていても、コンピュータに処理負荷をかけずにネットワーク通信の信頼性を向上させることが可能となる。

本実施の形態に適用される発明の概念図である。本実施の形態に係るシステム構成例を示す図である。データ送受信装置の処理機能を示す図である。データ送受信装置によるデータ送信制御処理の手順を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本実施の形態に適用される発明の概念図である。図１に示すように、データ送信装置１０は、コンピュータ２０がネットワーク３０を介したデータの送信を行うためのネットワークインタフェイスである。データ送信装置１０は、第１のバッファ１１、第２のバッファ１２、データ送出回路１３、および送出制御回路１４を備えている。

コンピュータ２０は、データ送信装置１０とネットワーク３０を介してデータ通信を行う。詳しくは、コンピュータ２０によって生成され、通信相手に対して送信されるデータが、第１のバッファ１１に一時的に記憶される。

第２のバッファ１２は、第１のバッファ１１からデータ送出回路１３に出力され、ネットワーク３０へ送出される送信データを、データ送出回路１３からネットワーク３０へ送出されると同時に第１のバッファ１１から受け取り一時的に記憶する。また、第２のバッファ１２は、ＦＩＦＯ（First In First Out）バッファであり、第１のバッファ１１から受け取ったデータによって記憶領域がデータで満たされると、先に記憶したデータから消去し、新たに受け取ったデータを最後尾に記憶する。

データ送出回路１３は、制御信号に基づいて、第１のバッファ１１に記憶されている送信データと第２のバッファ１２に記憶されている送信データのいずれか一方を取得して、取得した送信データをネットワーク３０へ送出する。

ネットワーク３０は、イーサネット（登録商標）と呼ばれるネットワークである。なおイーサネットは、ＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronic Engineers）８０２．３委員会によって標準化されたネットワークの総称である。

送出制御回路１４は、第１のバッファ１１に送信データが記憶された旨の通知信号を受信すると、第１のバッファ１１に記憶されている送信データをネットワーク３０へ送出するようにデータ送出回路１３に制御信号を出力する。

データ送出回路１３は、制御信号に基づいて第１のバッファ１１に記憶されている送信データを取得し、ネットワーク３０へ送出する。このとき、第２のバッファ１２には、ネットワーク３０へ送出された送信データが記憶される。

また、送出制御回路１４は、ネットワーク３０を経由してやり取りする通信情報を常に監視しており、通信情報からネットワーク３０へ送出した送信データが通信相手に受信されなかった可能性を検出すると、第２のバッファ１２に記憶されている送信データをネットワーク３０へ送出するようにデータ送出回路１３に対して制御信号を出力する。

データ送出回路１３は、制御信号に基づいて第２のバッファ１２に記憶されている送信データをネットワーク３０に対して送出する。送出制御回路１４は、第２のバッファ１２に記憶されている送信データがなくなった旨の通知信号を第２のバッファ１２から受信すると、改めて第１のバッファ１１に記憶されているデータをネットワーク３０に対して送出するようにデータ送出回路１３を制御する。

このように、ネットワーク３０へ送出した送信データが通信相手に受信されなかった可能性をネットワーク３０を介してやり取りする通信情報を監視することにより独自に検出し、再送の必要性を検出すると、第２のバッファ１２に記憶されている送信データをネットワーク３０へ送出するようにデータ送出回路１３を制御することによって、ソフトウェアを用いることなく再送処理を実現することができるようになるので、コンピュータのＣＰＵ（Central Processing Unit）に負荷をかけずにネットワーク通信の信頼性を向上させることが可能となる。

また、判断信号によってデータ送信装置１０が単独で送信データが通信相手に受信されなかった可能性があると判断して第２のバッファ１２に記憶されている送信データをネットワーク３０へ送出するようにデータ送出回路１３を制御するので、ネットワーク通信の通信相手が再送処理の機能を有していない可能性がある場合であっても通信相手の機能によらず再送処理を行うことができるので、ネットワーク通信の信頼性を向上させることが可能となる。

次に、データ送信装置をデータ送受信装置に適用した場合の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図２は、本実施の形態に係るシステム構成例を示す図である。図２に示すように、コンピュータ２００とコンピュータ２０１がスイッチ３００を介して接続されている。コンピュータ２００は、データ送受信装置１００ａを備えている。コンピュータ２０１は、データ送受信装置１００ｂを備えている。また、スイッチ３００は、たとえば６ポートのスイッチであり、それぞれのポートにデータ送受信装置１００ｃ、１００ｄ、１００ｅ、１００ｆ、１００ｇ、および１００ｈを備えている。また、どのポートからどのポートへデータを送信するかを制御するセレクタ３１０を備えている。

たとえば、コンピュータ２００からコンピュータ２０１に対してデータが送信されるとき、コンピュータ２００が生成したデータがデータ送受信装置１００ａを介してスイッチ３００に出力される。スイッチ３００は、データ送受信装置１００ａから出力されたデータをデータ送受信装置１００ｃが受け付け、セレクタ３１０とデータ送受信装置１００ｅを介してコンピュータ２０１へ出力する。コンピュータ２０１は、データ送受信装置１００ｅから出力されたデータをデータ送受信装置１００ｂが受け付ける。

つまり、データ送受信装置１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄ、１００ｅ、１００ｆ、１００ｇ、および１００ｈ（以下、総称して「データ送受信装置１００」という）は、情報通信ネットワークにおける各ノード間を行き来するデータを送受信する装置である。以下、一例としてデータ送受信装置１００をコンピュータ２００のネットワークインタフェイスとして適用した場合について詳細に説明する。

図３は、データ送受信装置の処理機能を示す図である。図３に示すように、データ送受信装置１００は、コンピュータ２００がネットワーク４００を介したデータの送受信を行うためのネットワークインタフェイスである。

データ送受信装置１００は、送信バッファ１１０、セレクタ１２０、再送バッファ１３０、受信バッファ１４０、送信バッファ制御回路１５０、セレクタ制御回路１６０、およびポーズ検出回路１７０を備えている。

コンピュータ２００は、データ送受信装置１００とネットワーク４００を介してコンピュータ２０１とデータ通信を行う。詳しくは、コンピュータ２００によって生成され、コンピュータ２０１に対して送信されるデータが、送信バッファ１１０に一時的に記憶される。

再送バッファ１３０は、送信バッファ１１０からセレクタ１２０に出力され、ネットワーク４００へ送出される送信データを、セレクタ１２０からネットワーク４００へ送出されると同時に送信バッファ１１０から受け取り一時的に記憶する。また、再送バッファ１３０は、ＦＩＦＯバッファであり、送信バッファ１１０から受け取ったデータによって記憶領域がデータで満たされると、先に記憶したデータから消去し、新たに受け取ったデータを最後尾に記憶する。

セレクタ１２０は、制御信号に基づいて、送信バッファ１１０に記憶されている送信データと再送バッファ１３０に記憶されている送信データのいずれか一方を取得し、ネットワーク４００を介してコンピュータ２０１に送信する。

また、コンピュータ２００に対して送信されるデータは、ネットワーク４００を介して受信バッファ１４０に一時的に記憶され、コンピュータ２００に送信される。また、受信バッファ１４０は、ネットワーク４００を介して受け取ったデータをコンピュータ２００へ出力すると同時にポーズ検出回路１７０に対しても出力する。

ネットワーク４００は、イーサネットと呼ばれるネットワークである。なおイーサネットは、ＩＥＥＥ８０２．３委員会によって標準化されたネットワークの総称である。
送信バッファ制御回路１５０は、送信バッファ１１０に記憶されている送信データのデータ量を検出し、送信バッファ１１０に送信データが記憶されたことを検出すると、検出した旨の通知信号をセレクタ制御回路１６０に出力する。

セレクタ制御回路１６０は、送信バッファ１１０に送信データが記憶されたことを検出したことを示す通知信号を受信すると、送信バッファ１１０に記憶されている送信データをネットワーク４００へ送出するようにセレクタ１２０を制御する。

また、送信バッファ制御回路１５０は、送信バッファ１１０に記憶されている送信データのデータ量を検出し、コンピュータ２００から送信バッファ１１０に対して出力される送信データのデータ量を制御する。たとえば、送信バッファ１１０に記憶されている送信データのデータ量が一定量を超えたことが検出されたときは、コンピュータ２００に対して送信バッファ１１０に出力するデータ量を減らすように、もしくは送信データの送信バッファ１１０に対する出力を停止するように指示を行う。また、送信バッファ１１０に記憶されている送信データのデータ量が一定量以下になったことが検出されたときは、コンピュータ２００に対して送信バッファ１１０に出力するデータ量を増やすように、もしくは送信データの送信バッファ１１０に対する出力を開始するように指示を行う。

セレクタ制御回路１６０は、ポーズ検出回路１７０が受信バッファ１４０がネットワーク４００を介して受け取ったデータの中から、ＩＥＥＥ８０２．３ｘのオプションとして規定されているポーズフレームと呼ばれるデータ送信停止信号を検出し、ポーズ検出回路１７０からポーズフレームを検出した旨の通知信号を受け取ると、セレクタ１２０に対してネットワーク４００にデータを送出しないように指示信号を出力する。

ポーズ検出回路１７０は、ポーズフレームを検出した旨の通知信号をセレクタ制御回路１６０に出力すると、検出したポーズフレームに設定されている、データの送出を中断する中断時間を計時する。そして、中断時間が経過するとその旨をセレクタ制御回路１６０に対して通知する。

セレクタ制御回路１６０は、ポーズ検出回路１７０から中断時間が経過した旨の通知を受けると、再送バッファ１３０に記憶されているデータをコンピュータ２０１に対して送信するようにセレクタ１２０を制御する。そして、再送バッファ１３０に記憶されているデータのデータ量を検出し、再送バッファ１３０に記憶されているデータがなくなったとき、改めて送信バッファ１１０に記憶されているデータをコンピュータ２０１に対して送信するようにセレクタ１２０を制御する。

以上のような機能を有しているデータ送受信装置１００により、以下の処理が行われる。
図４は、データ送受信装置によるデータ送信制御処理の手順を示すフローチャートである。以下、図４に示す処理をステップ番号に沿って説明する。

〔ステップＳ１１〕ポーズ検出回路１７０は、送信バッファ１１０に記憶されている送信データのネットワーク４００への送出が開始されると、ポーズフレームを受信したか否かを判断する。ポーズフレームを受信した場合には、処理をステップＳ１２へ進め、ポーズフレームを受信していない場合には、処理をステップＳ１６へ進める。

〔ステップＳ１２〕ポーズ検出回路１７０は、セレクタ制御回路１６０に対してデータ送出停止信号を出力する。セレクタ制御回路１６０は、データ送出停止信号を受け取ると、データがネットワーク４００へ送出されないようにセレクタ１２０を制御する。

〔ステップＳ１３〕ポーズ検出回路１７０は、ポーズフレームに設定されている中断時間を読み出す。また、ポーズフレームを受け取ってからの経過時間を計時し、ポーズフレームから読み出した中断時間が経過するとセレクタ制御回路１６０に対してデータ送出再開信号を出力する。

〔ステップＳ１４〕セレクタ制御回路１６０は、再送バッファ１３０内に記憶されているデータがネットワーク４００へ送出されるようにセレクタ１２０を制御する。
〔ステップＳ１５〕セレクタ制御回路１６０は、再送バッファ１３０に記憶されているデータのデータ量を検出し、再送バッファ１３０内のデータが送出されたことにより空になったか否かを判断する。再送バッファ１３０が空になった場合には、送信バッファ制御回路１５０に対して空になった旨を通知し、処理をステップＳ１６へ進める。また、再送バッファ１３０が空になっていない場合には、処理をステップＳ１４へ進める。

〔ステップＳ１６〕送信バッファ制御回路１５０は、送信バッファ１１０に記憶されているデータのデータ量を検出し、送信バッファ制御回路１５０内にデータがあるか否かを判断する。送信バッファ１１０にデータがある場合には、処理をステップＳ１７へ進め、送信バッファ１１０にデータがない場合には、処理をステップＳ１１へ進める。

〔ステップＳ１７〕送信バッファ制御回路１５０は、セレクタ制御回路１６０に対して送信バッファ１１０に記憶されているデータをネットワーク４００へ送出するようにセレクタ１２０を制御するように指示する。セレクタ制御回路１６０は、その指示を受けると、送信バッファ１１０内に記憶されているデータがネットワーク４００へ送出されるようにセレクタ１２０を制御する。

このように、ポーズフレームを受け付けたときに、再送バッファ１３０に記憶されている送信データを再送することにより、もしポーズフレームが出力された原因が受信側のオーバフローであって、オーバフローしたときに受信側が送信データを受信し損ねていた場合、送信元から再送された送信データによって受信し損ねた送信データを補完することが可能となる。

また、ネットワークの規格に存在するポーズフレームによってデータ送受信装置１００が単独で送信データが通信相手に受信されなかった可能性があると判断して再送バッファ１３０に記憶されている送信データをネットワーク４００へ送出するようにセレクタ１２０を制御するので、ネットワーク通信の通信相手が再送処理の機能を有していない可能性がある場合であっても通信相手の機能によらず再送処理を行うことができるので、安価な装置でネットワーク通信の信頼性を向上させることが可能となる。

また、ハードウェアによって再送処理を行うことにより、高速なネットワークを介して送受信されるデータ通信において、コンピュータの処理負荷を大きくすることなく再送処理を行うことが可能となる。

なお、ポーズ検出回路１７０が中断時間を計時する旨の説明を行ったが、セレクタ制御回路１６０にポーズフレームを送り、ポーズフレームを受け取ったら停止、ポーズフレーム内に設定されている中断時間を計時して再送バッファ１３０のデータを送出するようにしてもよい。

また、ポーズフレームを受信したときに、受信側が送信データを受信し損ねた可能性があると判断する旨の説明を行ったが、受信側が送信データを受信し損ねた可能性を判断する材料は受信側が送信データを受信し損ねた可能性がありさえすればポーズフレームに限らなくてもよい。

１０データ送信装置
１１第１のバッファ
１２第２のバッファ
１３データ送出回路
１４送出制御回路
２０コンピュータ
３０ネットワーク

Claims

ネットワークにデータを送信するデータ送信装置であって、
前記ネットワークに送信されるデータを記憶する第１のバッファと、
前記第１のバッファから前記ネットワークに送信されたデータのコピーを記憶する第２のバッファと、
前記ネットワークを介して、データの送信先からポーズフレームを受信したか否かを検出する検出部と、
前記検出部による検出の結果、前記ポーズフレームを受信していない場合には前記第１のバッファに記憶されたデータを前記ネットワークに送信し、前記ポーズフレームを受信した場合には前記第２のバッファに記憶されたデータを前記ネットワークに送信するデータ送出部と、
を有することを特徴とするデータ送信装置。
前記データ送出部は、前記第２のバッファに記憶された前記データのコピーが全て送出されると、前記第１のバッファに記憶された前記データを前記ネットワークへ送出する、
ことを特徴とする請求項１記載のデータ送信装置。