JP2664838B2 - パケット通信方法及び装置ならびにその送信装置及び受信装置 - Google Patents

パケット通信方法及び装置ならびにその送信装置及び受信装置

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JP2664838B2 JP4175297A JP17529792A JP2664838B2 JP 2664838 B2 JP2664838 B2 JP 2664838B2 JP 4175297 A JP4175297 A JP 4175297A JP 17529792 A JP17529792 A JP 17529792A JP 2664838 B2 JP2664838 B2 JP 2664838B2
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    • H04L69/30Definitions, standards or architectural aspects of layered protocol stacks
    • H04L69/32Architecture of open systems interconnection [OSI] 7-layer type protocol stacks, e.g. the interfaces between the data link level and the physical level

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、パケット通信方法お
よびこの通信方法に用いる送信装置および受信装置に関
し、とくにネットワークからのデータを効率よく受信す
るためのプロトコール、およびネットワークとコンピュ
ータとのインタフェース装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図1に、従来のプロトコールおよび通信
インタフェース装置による通信機構の構成を示す。通信
インタフェース装置1は、システム・バス2を経由して
コンピュータ3に接続されており、また直接、ネットワ
ーク通信媒体4に接続されている。通信インタフェース
装置1内部には、内部バス5によって相互に接続された
DMA(ダイレクト・メモリ・アクセス)機構6、およ
び、通信制御機構7が設けられている。DMA機構6お
よび通信機構7の内部には制御レジスタ8および9があ
り、コンピュータ3がこれらレジスタ8および9をシス
テム・バス2を介してアクセスを行い、通信インタフェ
ース装置1の動作を制御する。DMA機構6がシステム
・バス2を介してコンピュータ3の主記憶10と直接や
りとりし、送信データを用意し、また受信データをスト
アする。通信制御機構7は、通信媒体4を駆動し、パケ
ットの送受信を行う。なお11はコンピュータ3のCP
Uである。
【0003】つぎにパケットの送信処理について説明す
る。通常、通信すべきデータは、コンピュータ3の主記
憶10の複数の部分に分散して配置された要素データか
らなる。通信インタフェース装置1は、DMA機構6に
よって要素データを収集し、単一のパケットに組み立て
てから送出する。図2の例では、プロトコール階層に応
じた2つのパケット・ヘッダ13、16と、3つの利用
者データ12、14、15とが収集されて送出されてい
る。すなわち、送信すべきデータは5つの要素データか
らなる。
【0004】構成要素の収集を行うために、通信制御プ
ログラムは、主記憶10上にコマンド・キューを作成
し、その先頭番地をDMA機構6の制御レジスタ8にセ
ットする。図3に、図2のデータを送出するために必要
なコマンド・キューの構造を示す。コマンド・キュー中
の要素コマンド17が、一つの要素データに対応する。
DMA機構6が起動された後、転送開始命令が通信制御
機構7の制御レジスタ9に与えられると転送が開始され
る。DMA機構6はコマンド・キュー中の各要素コマン
ド中にある番地部および長さ部を読みとり、主記憶中よ
りデータを読み出し、内部バス5を経由して通信制御機
構7にデータを転送する。通信制御機構7は、このデー
タからパケットを作成し、通信媒体4に送出する。
【0005】つぎに受信側の処理について説明する。受
信側では、パケットが到着する以前に、あらかじめソフ
トウェアが、受信すべきバッファを決め、DMA機構6
を起動しておく。複数のパケットを連続して受信できる
ように、複数の受信バッファを割り当てておく。これ
は、各受信バッファごとの番地と長さを含む要素コマン
ドを複数連結してDMAコマンド・キューを作成するこ
とにより実現される。各受信バッファの大きさは、最大
長のパケットを保持できるように設定する。
【0006】通信制御機構7は、パケットを受信した
後、DMA機構6に転送する。DMA機構6は、DMA
コマンド・キューから要素コマンドを一つ取り出し、記
入されている番地から開始される受信バッファにそのデ
ータを転送する。一つのパケットは、一つの受信バッフ
ァに保持される。通信制御ソフトウェアは、パケットの
内容を分析してヘッダを読みとり、要素データの数およ
び長さの情報を得る。この情報は、送信側において、D
MAコマンド・キューによって送信側ソフトウェアから
DMA機構6に与えられた情報と同一である。ソフトウ
ェアは、構成要素の各々に新たに主記憶領域を割り当
て、データを受信バッファからコピーすることによって
構成要素に分解する。使用済みの受信バッファは、受信
側のDMAコマンド・キューに連結することにより、再
利用される。
【0007】なおこの発明と関連する特許文献として
は、特開昭62−278843号公報がある。この公報
には、異種ネットワークの間のゲートウェイにおいてプ
ロトコール変換を行う際に、DMAを用いている。そし
てこのとき第1回のDMAの転送回数を計数し、この計
数値に基づいて2回目のDMA転送を容易に行うように
している。しかしDMA情報をパケット中に含ませて転
送することについてはなんら記載がない。本件発明はプ
ロトコール上要求されない情報、すなわち組み立て用の
情報をパケットに挿入するという、まったく奇抜な着想
に基づくものである。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】従来の方式では、コン
ピュータ・メモリ上の複数の領域に分散して配置された
データをハードウェアによって収集することはできた
が、受信側で分割することはソフトウェアが行ってい
た。このため、中間的な受信バッファ領域の割り当て、
および、そこへのデータコピーが必要となっており、メ
モリ利用効率、および性能上問題があった。この発明
は、この分割作業を、受信側のDMA機構が直接行える
ようにすることにより、通信システムの性能を向上する
ことを目的としたものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、通信パケット
中に、受信側DMA機構が直接利用可能な制御情報を付
加することにより、ソフトウェアの介入なしにハードウ
ェアが直接分割作業を行えるようにするものである。送
信側のDMA機構は、コンピュータ・メモリ上のデータ
を通信制御装置に転送するに先だって、DMAコマンド
・キューの内容自体を通信制御装置に転送する。この情
報は、パケットの先頭に付加されて、受信側に渡され
る。受信側のDMA機構は、この情報、および、受信側
のDMAコマンド・キュー中の情報の双方を利用して、
パケット全体を単一の受信バッファに転送するのではな
く、要素データごとに別々の受信バッファにデータ転送
を行う。通信ソフトウェアは、これを他の領域にコピー
することなく、各受信バッファをそのまま利用する。
【0010】
【作用】この発明では、受信側処理において、従来、ソ
フトウェアによって行われていた、パケットの内容分
析、および、各構成要素に対する主記憶領域の割り当て
を、 DMA機構によってパケット受信時に一時に行う
ことを可能にする。
【0011】
【実施例】以下この発明の実施例について説明する。な
おこの実施例の通信機構全体の構成は、図1に示した従
来方式と同一である。DMA機構6の仕様、およびパケ
ットの構造が変更される。以下では、実施例に適用可能
な範囲で図1も参照する。
【0012】まず送信側処理について説明する。図4
は、送信側DMA機構6に与えるコマンド・キューの要
素コマンド20を示す。送信すべき要素データの番地、
長さの他に、受信側DMA機構6に与える、受信バッフ
ァ割当に関する指定情報21が付加できるように要素コ
マンド20拡張する。他の点は図3の従来の要素コマン
ド17と同様である。送信側のソフトウェアは、コマン
ド・キューを作成し、その先頭番地をDMA機構6の制
御レジスタ8にセットした後、通信制御機構7を起動す
る。DMA機構6は、要素データの転送を開始するに先
だって、コマンド・キューの全内容を内部レジスタ24
(後に詳述する)に転送する。さらに、このコマンド・
キューに記入されている情報のうち、要素データの長さ
および受信バッファ割当情報を通信制御機構7に転送す
る。この後、要素データの転送を行う。従来方式と同様
に、通信制御機構7は、DMA機構6から転送されたデ
ータからパケットを作成して送出する。これにより、パ
ケットの構造は、図5のようになる。転送制御情報22
が、新たに、ヘッダとして付加されている。これには、
受信側でこの部分のみを単独で誤り検査が可能なよう
に、専用の誤り訂正符号23が付加されている。
【0013】つぎに受信処理について説明する。受信側
において、通信制御機構7がパケットを受信すると、そ
の先頭にある転送制御情報22を、誤りのチェックを行
った後にDMA機構6に転送する。従来方式と同様に、
複数の受信バッファがコマンド・チェインとしてあらか
じめDMA制御レジスタ8にセットしてある。ただし、
DMA機構6の制御レジスタ8を複数用意し、複数種類
のコマンド・チェインを実現することにより、長さ等の
異なる複数種類の受信バッファを用いることができるよ
うにしてある点が従来の方式と異なる。転送制御情報2
2中の受信バッファ割当情報は、受信バッファの選択、
および、転送モード指定に用いられる。転送モードとし
て、受信バッファを割り当て、そこへ要素データを転送
するモード、および、受信バッファの割当のみを行うモ
ードがある。
【0014】つぎに図6を参照してDMA機構6の要部
を説明する。パケットの受信に際して、DMA機構6は
転送制御情報22を内部レジスタ24に一時保持する。
ここから先頭要素を取り出し、その長さ部分をデータ転
送部25のDMA転送カウンタ・レジスタ26にセット
する。受信バッファ割当情報21中の受信バッファ番号
に対応する番号を持つコマンド・チェインから要素を一
つ取り出してDMA番地レジスタ27にセットする。こ
れによってDMAが開始され、パケット中の要素データ
が主記憶10中に転送される。また、その番地を内部レ
ジスタ24に保持しておく。これを、転送制御情報22
が無くなるまで繰り返すことにより、パケットの内容が
すべて主記憶10上に転送される。なお28はDMA制
御部である。
【0015】転送終了後に、DMA機構6は、転送制御
情報22を保持した内部レジスタ24の内容を主記憶中
に転送する。これを、通信ソフトウェアが参照すること
により、パケットの内容がどの領域に分散して配置され
たかがわかる。制御ソフトウェアは、パケットの内容分
析、主記憶領域の割当、および、データ転送をおこなわ
ずに受信したデータを要素データごとに個別に利用でき
る。そこで、再度コピーを行うことなく、そのまま利用
する。利用がすんだものは、DMA機構6のコマンド・
キューにつなぐことにより再利用される。
【0016】本発明は、たとえば、主記憶中のページ枠
を転送しようとするとき、顕著な利点を有する。主記憶
装置は、4kバイト程度の長さを持ち、4kバイト単位
の番地から開始されるページ枠に区切られて利用されて
いる。これをコンピュータ間で転送しようとするとき、
受信側では、パケット中の一要素であるデータを、4k
バイト単位の開始番地を持つページ枠に格納しなければ
ならない。従来の方式では、パケット全体が一つの連続
したバッファ領域に保持されるために、このような、開
始番地に制限を持つ領域に要素データを転送するために
は、受信バッファからページ枠にデータを転送すること
が不可欠であった。本発明によれば、あらかじめ、ペー
ジ枠を受信バッファとしてDMAコマンド・チェインに
登録しておくことにより、受信したデータをコピーせず
に直接ページ枠に転送することが可能になる。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、通信ネットワークの受信処理において、ソフトウェ
アの介入なしに、パケットの各構成要素への分解、およ
び、主記憶領域の割当が行えるようにしている。これに
より、受信側のソフトウェアの処理量を減らし、また、
主記憶領域の消費も減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 通信インタフェース装置を付加したコンピュ
ータ・システムの全体構造(従来例)を示すブロック図
である。
【図2】 図1の構成における、主記憶上に配置された
要素データ、および、そこから作成されたパケットの例
を示す図である。
【図3】 図1の構成における、DMAの実行を指示す
るためのコマンド・チェインの構造例を示す図である。
【図4】 この発明の実施例で用いるDMAコマンド・
チェインの要素コマンドの構造を示す図である。
【図5】 この発明の実施例で用いるパケットの構造を
示す図である。
【図6】 この発明の実施例のDMA機構6の構成を示
すブロック図である。
【符号の説明】
1・・・通信インタフェース装置、3・・・コンピュー
タ、4・・・通信媒体、6・・・DMA機構、7・・・
通信制御機構、10・・・主記憶、20・・・要素コマ
ンド、21・・・受信バッファ割当情報、22・・・転
送情報、24・・・内部レジスタ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 根岸 康 東京都千代田区三番町5−19 日本ア イ・ビー・エム株式会社 東京基礎研究 所内 (72)発明者 干場 美佳子 東京都千代田区三番町5−19 日本ア イ・ビー・エム株式会社 東京基礎研究 所内 (56)参考文献 特開 平2−233041(JP,A) 特開 昭63−212242(JP,A) 特開 平1−241243(JP,A) 特開 昭62−233951(JP,A) 特開 昭63−250245(JP,A) 特開 平4−87440(JP,A) 特開 昭55−33319(JP,A) 特開 平2−108348(JP,A) 情報処理学会研究報告 92−OS−55 −5 (1992.6.8)

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】所定のプロトコルに従って任意の大きさの
    複数の要素データ・ブロックを含むパケットを通信媒体
    を介して送受信する通信システムに用いるパケット送信
    装置において、 上記所定のプロトコルに従って上記複数の要素データ・
    ブロックを含む1のパケットを組み立てる手段と、 上記1のパケットを上記複数の要素データ・ブロック
    分解し、当該分割された要素データ・ブロックの各々に
    対する、受信装置内の受信バッファの選択を指示するた
    めの制御情報を上記1のパケットに挿入する手段と、 上記制御情報を含むパケットを上記通信媒体に送信する
    手段とを有するパケット送信装置。
  2. 【請求項2】所定のプロトコルに従って任意の大きさの
    複数の要素データ・ブロックを含むパケットを通信媒体
    を介して送受信する通信システムに用いるパケット受信
    装置において、 1の上記パケットを上記複数の要素データ・ブロック
    分解し、当該分割された要素データ・ブロックの各々に
    対する受信バッファの選択を指示するための制御情報を
    含むパケットを受信する手段と、 受信した上記パケットに含まれる制御情報を利用して上
    記1のパケットを上記複数の要素データ・ブロック
    解し、分解した状態で指示された受信バッファに格納す
    る手段とを有するパケット受信装置。
  3. 【請求項3】所定のプロトコルに従って任意の大きさの
    複数の要素データ・ブロックを含むパケットを通信媒体
    を介して送受信するパケット通信方法において、 上記プロトコルに従って上記複数の要素データ・ブロッ
    クを1のパケットに組み立てるステップと、 上記1のパケットを上記複数の要素データ・ブロックに
    各々の大きさを保持しつつ分解し、当該分割された要素
    データ・ブロックの各々に対する、受信装置における受
    信バッファの選択を指示するための制御情報を上記1の
    パケットに挿入するステップと、 上記制御情報を含むパケットを上記通信媒体に送信する
    ステップと、 上記制御情報を含むパケットを上記通信媒体から受信す
    るステップと、 受信した上記1のパケットに含まれる上記制御情報を利
    用して上記1のパケットを上記複数の要素データ・ブロ
    ックに各々の大きさを保持しつつ分解し、分解した状態
    指示された受信バッファに格納するステップとを含む
    パケット通信方法。
  4. 【請求項4】所定のプロトコルに従って任意の大きさの
    複数の要素データ・ブロックを含むパケットを通信媒体
    を介して送受信するパケット通信装置において、 上記プロトコルに従って上記複数の要素データ・ブロッ
    クを1のパケットに組み立てる組立手段と、 上記1のパケットを上記複数の要素データ・ブロック
    分解し、当該分割された要素データ・ブロックの各々に
    対する、受信側のパケット通信装置の受信バッファの選
    択を指示するための制御情報を上記1のパケットに挿入
    する手段と、 上記制御情報を含むパケットを上記通信媒体に送信する
    手段と、 上記制御情報を含むパケットを上記通信媒体から受信す
    る手段と、 受信した上記1のパケットに含まれる上記制御情報を利
    用して上記1のパケットを上記複数の要素データ・ブロ
    ック分解し、分解した状態で指示された受信バッファ
    格納する分解格納手段とを有するパケット通信装置。
  5. 【請求項5】所定のプロトコルに従って任意の大きさの
    複数のデータ・ブロックを含むパケットを通信媒体を介
    して送受信するパケット通信装置を具備するコンピュー
    タからなるコンピュータ・ネットワークにおいて、 上記パケット通信装置の各々が、 上記プロトコルに従って上記複数のデータ・ブロックを
    1のパケットに組み立てる手段と、 上記1のパケットを上記複数のデータ・ブロックに分解
    し、当該分割された要素データ・ブロックの各々に対
    し、受信側のパケット通信装置の受信バッファの選択を
    指示するための制御情報を上記1のパケットに挿入する
    手段と、 上記制御情報を含むパケットを上記通信媒体に送信する
    手段と、 上記制御情報を含むパケットを上記通信媒体から受信す
    る手段と、 受信した上記1のパケットに含まれる上記制御情報を利
    用して上記パケットを上記複数のデータ・ブロックに分
    解し、指示された受信バッファに格納する手段とを含む
    コンピュータ・ネットワーク。
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