JP3392599B2 - パケット送信装置及びパケット送受信システム - Google Patents

パケット送信装置及びパケット送受信システム

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JP3392599B2
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  • Small-Scale Networks (AREA)
  • Communication Control (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術】この発明は、情報通信機器のパケ
ット送受信装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来方式において、図2に示すような複
数の情報通信機器A、B、C…、Xによって形成され、
それぞれの装置は互いに情報を送受信することができる
ネットワークでは、以下のような方法でパケットの送受
信が行なわれる。
【0003】今、Xを送信者とし、すべての装置群の中
から送信先を選び、図3で示すようなパケット構造を持
つパケットによって情報を送信することを考える。パケ
ットにはデータ部4とヘッダ部3がある。ヘッダ部3は
2つのアドレスを含み、1つは送信先アドレス5で他は
送信元アドレス6である。通常のネットワークにおいて
は、このパケットが送信されるとヘッダ部3に付与され
たアドレス先へ送られ、受信装置は受信パケットのヘッ
ダを見て、アドレスが自分のアドレスならば受信でき
る。
【0004】ここで、送信先が1つの場合、送信先が装
置Aであるとすれば、前記のように送信先アドレスとし
て装置Aの装置アドレスを付加して送信することが可能
である。
【0005】送信先が複数の場合における従来からの方
法のいくつかを例にあげる。1つは上記の送信先が1つ
の時と同様に、すべての送信先アドレスとして各々の機
器アドレスを付加して送信する、1対1通信を繰り返す
方法である。これは、同報機能がないため、送信先の数
が多くなると送信するパケット数が増加し、送信までの
手続きが繰り返されるため、送信に時間がかかるという
問題があった。
【0006】別の方法としては、送受信者間でネゴシエ
ーションをとりマルチキャストアドレスを設定する方法
である。受信装置は、機器A、B、Cとする。Xは受信
装置にマルチキャストアドレス設定要求を出す。送信装
置Xによって決められたマルチキャストアドレスは受信
側で設定され、受信装置はそれぞれackを返す。送信
側装置XはA、B、Cすべてからマルチキャストアドレ
ス設定完了のackを受けとると、同報通信できる。例
えば、IPアドレスのクラスDがこれにあたり、マルチ
キャストアドレスとして28ビットのグループ番号が設
けられている。この方法によると、1パケットで送信す
ることができ、送信先が常に決まった装置群へ同報する
場合有利な方法といえる。しかしながら、この方法は、
ネゴシエーションを取るための要求パケットを、送信側
装置はすべての送信先に対し各々のアドレス、またはブ
ロードキャストアドレスを付与して設定要求を出さなけ
ればならない。また、送信相手が変わる度にマルチキャ
ストアドレスを変更しなければならないので、新しい送
信相手とのマルチキャストアドレスを決定するためのネ
ゴシエーションをとらなければならないので、実際にデ
ータが送出されるまでのロスタイムが大きいなどの問題
があった。
【0007】1パケットで送信でき、ネゴシエーション
を必要としない方法としては、すべての送信先の装置ア
ドレスを1パケットのヘッダに付加し送信する方法があ
る。しかし、この方法では送信先が増えるとパケットヘ
ッダが長くなり、オーバヘッドが大きくなるため、実行
スループットが減少してしまう問題点があった。
【0008】1パケットで送信でき、ネゴシエーション
を必要としない別の方法としては、ブロードキャストア
ドレスを用いる方法である。この方法は始めにブロード
キャストアドレスを決めておけば、送信先の装置台数に
かかわらず、固定のヘッダ長で、同報通信可能な全ての
装置群全部へ送信することができるので、オーバーヘッ
ドの心配はない。しかし、この方法では、装置群の中か
ら特定の複数の装置と通信することはできない。この場
合、結局、前述の方法を繰り返すことになるという問題
があった。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来のパ
ケット送受信方法では、マルチキャストアドレスを送受
信側に設定してから、送信するため送信元装置では送信
先装置とネゴシエーションが必要で、一方受信側装置に
おいてもマルチキャストアドレスの設定が必要で、手続
きが繁雑で時間を有していた。また、すべての宛先を並
べて宛先とする場合、その数が増えるとパケットヘッダ
長が大きくなり、オーバーヘッドが大きくなるという問
題があった。
【0010】本発明は、上記の欠点を除去するもので、
送信可能なすべての装置群のアドレスと送信したい相手
先のアドレスから計算される同報アドレスをパケットヘ
ッダに付与して送信し、受信側では、自機器のアドレス
のみを記憶しておけば、自分宛情報かどうかの判断をし
情報を受信することができるので、ネゴシエーションの
手間と時間を省くので効率的である。また、1パケット
で送信できるので、トラフィックの増大も起こさない。
送信先が1台の時に送信先アドレスを機器アドレスのま
まで送信することにより、アドレス計算を省くことがで
き、送信設定の時間をさらに短縮することができる。
【0011】
【0012】
【0013】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のパケット送受信装置は、固定長のアドレス
フィールドを持つ自機器の情報送信先の論理機器アド
レスを少なくとも記憶するアドレス記憶部と、アドレス
記憶部の論理アドレス情報を用いて、送信パケットの固
定長のアドレスフィールドを持った送信アドレスを決定
する送信アドレス演算部と、前記送信アドレスが複数の
送信先を示す送信アドレスであったときの該送信アドレ
スと、少なくとも該送信アドレスによって示される複数
の送信先を示すグループ名との対応を格納するグループ
アドレス格納部と、前記送信アドレス演算部で作成され
た送信先アドレスまたは前記グループアドレス格納部か
ら得られた送信先アドレスをヘッダに付与したパケット
を生成するパケット生成部と、を備え、パケットを送信
するときに、通信対象となる機器群のすべて、またはそ
の一部の機器アドレスと自機器アドレスによって前記送
信アドレス演算部が計算するマルチキャストアドレス、
または送信先が前記グループ名で与えられたときには前
記グループアドレス格納部に格納されたグループ名に対
応するマルチキャストアドレスを送信先アドレスに設定
することを特徴としたパケット送信装置を提供する。
【0014】
【0015】
【0016】
【0017】このように構成されたものにおいては、以
下のように作用する。図2で示されるようなネットワー
ク上で、送信元を装置Xとする。送信可能なすべての装
置群の中から装置Xは、装置A、B、Cにデータを送信
しようとする。ただし、各装置は自機器アドレスととも
に他機器アドレスも知っている。装置Xは、他機器アド
レスと自機器アドレスからマルチキャストアドレスを計
算し、このマルチキャストアドレス、必要ならば送信元
アドレスを固定長のパケットヘッダに付与して送信す
る。このようなパケット送受信装置より出力されるパケ
ットを受けて、下位層の装置で宛先を付けて送信する場
合、この宛先はブロードキャストアドレスを設定し送信
される。
【0018】送信先が1ヶ所の場合、計算されるマルチ
キャストアドレスを送信先の機器アドレスに設定し、マ
ルチキャストアドレスを計算する手間を省くことができ
る。下位層の装置で宛先を付けて送信する場合、下位層
での宛先はブロードキャストアドレスを設定し送信され
る。
【0019】一方、受信側では送られてきたパケットを
受けとり、受信パケットヘッダに付与されたマルチキャ
ストアドレスと自機器アドレス、必要ならば送信元のア
ドレスから自装置宛のデータかどうかを判別する。これ
により、送信者は各装置のアドレスを用いた演算のみで
得られるマルチキャストアドレスの付与により、1パケ
ットでしかもネゴシエーションなしに複数の装置宛に同
報通信することができる。受信時には、受信パケットの
ヘッダのマルチキャストアドレスと自機器アドレスを用
いた演算のみで自装置宛のパケットを選択受信すること
で、効率的なマルチキャスト情報転送を行なうことが可
能となる。
【0020】また、通信可能な機器台数が、マルチキャ
ストアドレスを記述するアドレスフィールドでは足りな
くなった時には、同時に通信可能な最大数分のアドレス
フィールドを確保し、上記と同様の方法でマルチキャス
トアドレスを計算する。受信側では、受信パケットヘッ
ダに記述されたアドレスフィールド長とマルチキャスト
アドレス等から、上記の方法で自装置宛のパケットを選
択受信することができる。
【0021】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施例を説明す
る。 (実施例1)本発明を実施する装置の働きを述べる。図
1に装置の構成を示す。
【0022】図6は実施例2における送信時のフローチ
ャート、図7は受信時のフローチャートである。パケッ
ト送受信部100は、送信先のアドレスを計算し決定す
る送信アドレス演算部110、図5で示すような自論理
機器アドレス、他論理機器アドレスを格納する機器アド
レス管理テーブル210、マルチキャスト通信できる機
器の組を表す機器グループ名とそれを構成する装置名、
必要ならば送信アドレス演算部110で計算されたグル
ープアドレスを格納するグループアドレス管理テーブル
220を持ったアドレス記憶部120、送信指示を受け
データにパケットヘッダとして送信先アドレス、必要な
らば自機器アドレスを付与し、また自装置宛のパケット
の受信指示を行なうパケット管理部130、送られてき
たパケットのアドレスを受け、アドレスフィルタリング
マスクを設け、受信パケットが自装置宛か否かを判断す
る受信アドレス識別部140、ネットワークと実際に送
受信を行なう送受信部150から成る。
【0023】上記のような送受信可能な情報通信機器が
複数、X1、A,B,C…(A+B+C+…+X=n)
2のn台の装置が集まり、図4に示すようなネットワー
クを形成する。このネットワークで、特願平6−757
57号によって識別された通信可能な端末のうち、送信
装置をXとし、Xは送信先としてA、B、Dを選択する
とする。ただし、少なくとも各装置は図5に示されるネ
ットワークで一意な論理機器アドレスMadd(N)、
N=A,B,…Xを持つ。
【0024】A、B、Dに同報通信するようにパケット
管理部120へ送信指示が出されると(s1)、パケッ
ト管理部120は、送信アドレス演算部110へマルチ
キャストアドレスを設定する命令を出す(s2)。送信
アドレス演算部110では、アドレス記憶部120の機
器アドレス管理テーブル210に格納されている装置群
A、B、…2の中から送信相手A、B、Dを選び、送信
先論理機器アドレスMadd(A)、Madd(B)、
Madd(D)、必要ならば自論理機器アドレスMad
d(X)を送信アドレス演算部110へ出力する。
【0025】送信アドレス演算部110は、Madd
(N)から Gadd(X,A,B,D)=f(Madd(X),M
add(A),Madd(B),Madd(D)) を満たすようなマルチキャストアドレスGadd(X,
A,B,D)を計算し、このGadd(X,A,B,
D)を送信先アドレスとする(s4)。そして、このマ
ルチキャストアドレスGadd(X,A,B,D)、自
機器アドレスMadd(X)を宛先ヘッダとして送信デ
ータに付与し(s5)、生成されたパケットを送受信部
150よりネットワークへ送出する(s6)。
【0026】また、グループアドレス管理テーブル22
0にあらかじめA、B、Dの組をグループG1として登
録しておけば、パケット管理部へ120はG1というグ
ループ名で送信指示を出すことができる。パケット管理
部120は、送信アドレス演算部110へG1でマルチ
キャストアドレスを設定する命令を出すと、送信アドレ
ス演算部110では、アドレス記憶部120のグループ
アドレス格納テーブル220に格納されているグループ
名G1,…からG1を探し、G1のメンバA、B、Dを
選び、以下、同様の方法で送信することができる。
【0027】さらに、マルチキャストアドレスGadd
(X,A,B,D)を設定した際に、Gadd(X,
A,B,D)をグループG1のマルチキャストアドレス
としてアドレス記憶部120のグループアドレス格納テ
ーブル220に格納しておけば(図5)、次にA、B、
Dを指定するか、もしくはグループG1を指定した場合
には、この記憶された同報アドレスGadd(X,A,
B,D)がアドレス記憶部120からパケット生成部1
30に送られ、マルチキャストアドレスの計算を省くこ
とも可能である(s3)。
【0028】一方、ネットワークから送られてきたパケ
ットは受信アドレス識別部140に出力される(s1
1)。ここでは受信者がAであるとする。受信アドレス
識別部140は、送られてきたマルチキャストアドレス
Gadd(X,A,B,D)とアドレス記憶部120の
自論理機器アドレスMadd(A)から、送られたパケ
ットが自装置宛のものかどうかを判別するために、g
(A)=h(Gadd(X,A,B,D),Madd
(A))を設定する(s12)(s13)。今、このg
(A)によって、自装置宛のものならばデータをパケッ
ト管理部120へ出力し(s15)、自装置宛でない場
合は廃棄する(s14)。
【0029】(実施例2)実施例1の装置のもとで行な
われるパレット送受信方法の例を示す。各装置は図8に
示される論理機器アドレスMadd(N)、N=A,
B,…,Xを持ち、 Gadd(X,A,B,D)=MMadd(A) MM
add(B) MMadd(D) とする。ここで、ビット機器アドレスMMadd(N)
は各論理機器アドレスの左から数えた数字の桁数にビッ
トフラグを立てたものである。図9に論理機器アドレス
から、ビット機器アドレスへの変換の例を示す。これを
ビット毎の論理和をとったものがGadd(X,A,
B,D)となる。
【0030】一方、受信側で、アドレスフィルタリング
のための関数g(A)として、 g(A)=Gadd(X,A,B,D) MMadd
(A) とする。すなわち、受信パケットに付与されたマルチキ
ャストアドレスGadd(X,A,B,D)=1101
00…とフィルタリングマスクとしてAのビット機器ア
ドレスMMadd(A)=1000…とのビット毎の論
理積をとり、自装置宛ならば自機器アドレスのフラグが
立っている桁でg(A)=1にビットマスクされるよう
にする。本実施例によると、AがGadd(X,A,
B,D)を受信すると、g(A)=1となり、A宛であ
ることが分かる(図10)。
【0031】(実施例3)実施例1の装置のもとで行な
われるパケット送受信方法で、送信先が1ヶ所だけの場
合である請求項2の例を示す。図12に実施例3におけ
る送信時のフローチャートを、図13に受信時のフロー
チャートを示す。
【0032】送信アドレスの設定の指示が出されると、
送信先が複数かどうかを判断する(s23)。複数なら
実施例2と同じ方法でマルチキャストアドレスGadd
(X,A,B,D)を設定し、送信先が1ヶ所の時(A
だけに送信する場合)は、送信先アドレスとして送信先
の論理機器アドレスMadd(A)を設定し(s2
8)、それぞれパケット管理部120でパケットヘッダ
3の生成を行なう(s25)。このときのヘッダフォー
マットは図11のように、宛先数が複数であるかどうか
を示す宛先機器数識別フラグ7の領域を設け、送信先が
1ヶ所の場合はフラグを立てるようにする。
【0033】一方、受信側では、アドレスフィルタリン
グの際に、この宛先数識別フラグ7を見て(s33)、
複数なら実施例2と同様、送信先1ヶ所と見なされた場
合は、受信パケットに付与された送信先アドレスである
論理機器アドレスMadd(A)=1をアドレスの左か
ら数えた数字の桁数にビットフラグを立てたMMadd
(A)=1000000…に変換(s36)、実施例2
と同様のアドレスフィルタリングを行なう(s34)。
もしくは、フィルタリングマスクをMMadd(A)か
ら論理機器アドレスMadd(A)に変換した後、送信
先アドレスとフィルタリングマスクが一致しているかど
うか比べることにより、アドレスフィルタリングを行な
うこともできる。
【0034】(実施例4)実施例1〜3のようなパケッ
ト送受信装置より出力されるパケットを受けて、宛先を
付与して送信する請求項3記載の下位層装置における例
を示す。この上下の装置の関係は、例えば、IP(In
ternet Protocol)に対するMAC(M
edia Access Control)ドライバ
や、TCP(TransmissionControl
Protocol)とIPである。図14に、実施例
4における下位層装置の構成を示す。図16に、実施例
4におけるパケットの構成図を示し、図17に、下位層
が特にイーサネットのMACドライバである時のパケッ
トの構成図を示す。
【0035】下位層パケット送受信部500は、上位層
であるパケット送受信部100との入出力を行なうパケ
ット管理部510、送信先のアドレスを計算、決定する
送信アドレス演算部520、図15で示すような論理機
器アドレスとそれに対応する下位層機器アドレスを格納
するアドレス管理テーブル530、送られてきたパケッ
トのアドレスを受け、アドレスフィルタリングマスクを
設け、受信パケットが自装置宛か否かを判断する受信ア
ドレス識別部540、ネットワークと実際に送受信を行
なう送受信部550から成る。
【0036】パケット送受信部100よりパケット管理
部510パケット送信指示が届くと、パケットヘッダ生
成部510では、上位層の送信ヘッダに付与された宛先
数識別フラグ7を見て、送信先が複数かどうかを判断
し、アドレス管理テーブル530から下位層でのパケッ
トヘッダ8を付与する。ここで、送信先アドレス9とし
て、宛先数が1ヶ所の場合は、機器アドレスに対応した
下位層のユニキャストアドレスを設定するが、複数の場
合は、ブロードキャストアドレスを設定する。また、パ
ケット管理部510がパケットの送信指示と同時に宛先
情報も受けとる場合には、その宛先情報から宛先が複数
は1つか判断し、アドレス管理テーブル530から下位
層でのパケットヘッダ8を上記と同じ手順で付与しても
よい。
【0037】受信側では、送受信部500で受けた情報
を受信アドレス識別部540で自分宛か判断し、自分宛
の情報なら、パケットヘッダを削除して、ペイロード部
分をパケット管理部510に渡し、受信指示をパケット
送受信部100へ出す。以後の手続きは、実施例3と同
様である。
【0038】(実施例5)実施例4において、上位層で
下位層アドレスを付与する場合である。図18に装置の
構成図を示す。
【0039】上位より送信情報と共にパケット送信指示
が届くと、パケット管理部120では、宛先情報が送信
情報内ヘッダに付与されずに本装置に到着した場合に
は、自装置内で管理する自層のアドレスを送信アドレス
演算部110から獲得して、パケットヘッダに付与す
る。パケット管理部120から送信情報を受けた下位層
アドレス演算部160では、送信先が複数かどうかを判
断し、宛先数が1ヶ所の場合は、機器アドレスに対応し
た下位層のユニキャストアドレスを、複数の場合は、ブ
ロードキャストアドレスをアドレス記憶部130から獲
得して、下位層パケットヘッダに付与する。または、付
加情報として、パケット本体とは別に管理する。そし
て、上記送信情報と必要ならば付加情報を、送受信部1
50を通じて下位層パケット送受信部500へ送出す
る。
【0040】受信側では、送受信部150で受けた情報
を受信アドレス識別部140で自分宛か判断し、自分宛
の情報なら、パケットヘッダを削除して、ペイロード部
分をパケット管理部120に渡し、受信指示を出す。
【0041】(実施例6)互いに送受信できる装置の数
が、アドレスフィールドのビット長(実施例2ではn
台)を越え、nからn+k(k=1,2,3,…)にな
った時の例を示す。
【0042】図19に実施例6における装置構成を示
す。ここで、機器認識部400は、特願平6−7575
7号に示されるような方法で互いの装置を認識する。同
時通信可能台数決定部300は、機器認識部400で認
識された装置の最大数を決定する。
【0043】パケット管理部120では送信指示が来る
と、同時通信可能台数決定部300を見て、同時通信で
きる装置の台数を知る。ここでは、n+k台になったこ
とになる。そこで送信先アドレスフィールドの長さをn
ビットからn+kビットに変更するため、これを図20
のパケットヘッダ3のアドレスフィールド11に書き込
み、一方、この長さのアドレスフィールドでマルチキャ
ストアドレス9、フィルタリングマスクを設定するよう
送信アドレス演算部110受信アドレス識別部140を
書き換える。以後、送信先アドレスの決定方法、受信方
法は実施例2に従う。
【0044】(実施例7)互いに送受信できる装置の数
が、nからn−k(n>k)になった時の例を示す。
【0045】図19は実施例7における装置構成であ
る。ここで、同時通信可能台数決定部300は、機器認
識部400で認識された装置の最小数を決定し、送信パ
ケットのヘッダ3のアドレスフィールド長11に装置の
最小数を書き込む(図20)。その他は実施例6と同様
である。
【0046】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ネ
ットワーク通信において、送信側では送信可能なすべて
の装置群のアドレスから計算されるマルチキャストアド
レスを設定して送信し、受信側ではそれと自己アドレス
から設定される新たな関数を用いてパケットを選択受信
することができ、不特定の複数の受信可能者に対する情
報の送受信を効率的に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の装置における第1の実施例を示す図
【図2】 ネットワークの概観図
【図3】 パケット構造の概観図
【図4】 第1の実施例におけるネットワーク概観図
【図5】 第1の実施例におけるアドレス管理テーブル
の図
【図6】 第1の実施例における送信時のフローチャー
【図7】 第1の実施例における受信時のフローチャー
【図8】 第2の実施例におけるアドレス管理テーブル
の図
【図9】 第2の実施例におけるMadd(N)からM
Madd(N)への変換の図
【図10】 第2の実施例におけるアドレスフィルタリ
ング計算の図
【図11】 第3の実施例における送信パケットのパケ
ットヘッダ構成の図
【図12】 第3の実施例における送信時のフローチャ
ート
【図13】 第3の実施例における受信時のフローチャ
ート
【図14】 第4の実施例における装置の構成図
【図15】 第4の実施例におけるアドレス管理テーブ
ルの図
【図16】 第4の実施例におけるパケット構成の図
【図17】 第4の実施例におけるEthernetフ
レームフォーマットの図
【図18】 第5の実施例における装置の構成図
【図19】 第6、第7の実施例における装置の構成図
【図20】 第6、第7の実施例における送信パケット
のパケットヘッダの図
【符号の説明】
100…パケット送受信部 110…送信アドレス演算部 120…パケット管理部 130…アドレス記憶部 140…受信アドレス識別部 150…送受信部 210…機器アドレス管理テーブル 220…グループアドレス管理テーブル 230…下位層アドレス管理テーブル 300…同時通信可能台数決定部 400…機器認識部 500…下位層パケット送受信部 510…パケット管理部 520…送信アドレス演算部 530…アドレス管理テーブル 540…受信アドレス識別部 550…送受信部 1…情報通信機器(送信元) 2…情報通信機器 3…ヘッダ部 4…データ部 5…送信先アドレス 6…送信元アドレス 7…宛先数識別フラグ 8…下位層ヘッダ部 9…送信先アドレス 10…送信元アドレス 11…アドレスフィールド長 12…可変長送信先アドレス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−227180(JP,A) 特開 平5−347623(JP,A) 特開 昭63−308434(JP,A) 特開 昭63−94734(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04L 12/28 200

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】固定長のアドレスフィールドを持つ自機器
    の情報と送信先の論理機器アドレスを少なくとも記憶す
    るアドレス記憶部と、 アドレス記憶部の論理アドレス情報を用いて、送信パケ
    ットの固定長のアドレスフィールドを持った送信アドレ
    スを決定する送信アドレス演算部と、 前記送信アドレスが複数の送信先を示す送信アドレスで
    あったときの該送信アドレスと、少なくとも該送信アド
    レスによって示される複数の送信先を示すグループ名と
    の対応を格納するグループアドレス格納部と、 前記送信アドレス演算部で作成された送信先アドレスま
    たは前記グループアドレス格納部から得られた送信先ア
    ドレスをヘッダに付与したパケットを生成するパケット
    生成部と、 を備え、 パケットを送信するときに、通信対象となる機器群のす
    べて、またはその一部の機器アドレスと自機器アドレス
    によって前記送信アドレス演算部が計算するマルチキャ
    ストアドレス、または送信先が前記グループ名で与えら
    れたときには前記グループアドレス格納部に格納された
    グループ名に対応するマルチキャストアドレスを送信先
    アドレスに設定することを特徴としたパケット送信装
    置。
  2. 【請求項2】パケットを受信するときに、受信パケット
    に付与されたマルチキャストアドレスと、送信元アドレ
    スおよび自機器が保持する自機器アドレスの全部または
    一部を用いて、到着したパケットが自機器宛かどうかを
    判別する受信アドレス識別部を備えたパケット受信装置
    と、請求項1に記載の パケット送信装置と、 を備えたことを特徴とするパケット送受信システム。
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