JP3439037B2 - 通信インターフェース - Google Patents

通信インターフェース

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JP3439037B2
JP3439037B2 JP21153596A JP21153596A JP3439037B2 JP 3439037 B2 JP3439037 B2 JP 3439037B2 JP 21153596 A JP21153596 A JP 21153596A JP 21153596 A JP21153596 A JP 21153596A JP 3439037 B2 JP3439037 B2 JP 3439037B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、情報処理装置に係
り、特に、他の情報処理装置とパケット通信を行う際、
通信プロトコルを処理する通信制御装置の機能を拡張し
て、アプリケーションプログラムにサービスを提供する
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】通信回線の仕様としてイーサネットを用
い、通信プロトコルにTCP/IPを使ったクライアン
ト/サーバ型LANが普及している。OSにUNIXを
使う情報機器の場合、例えばそれがサーバの機能を果た
すのであれば、クライアントからの接続要求を受け付け
る準備として通信チャネルをオープンし、あるウエルノ
ウンアドレスにおいてクライアントからの要求が来るの
を待つ。一方、クライアントは、通信チャネルをオープ
ンしてある特定のホスト即ちサーバのウエルノウンアド
レスに接続し、しかる後、サーバにサービスの要求を送
り、応答を受け取る。クライアントとサーバがお互いの
通信チャネルを認識して結んだ論理的な通信路をコネク
ションと呼び、このようにコネクションを確立してから
行う通信をコネクション型の通信と呼ぶ。TCPはコネ
クション型の通信を行うプロトコルである。また、TC
P/IPを採用する情報機器では、OSがUNIXでな
くともほぼ同じ様に、上述した手順で通信を行ってい
る。
【0003】そして、クライアントにおいて通信を行お
うとするプロセスは、送るべきデータが入ったバッファ
をTCPに引き渡す。TCPはそのデータにTCPヘッ
ダを付加して下層のIPに引き渡す。IPはさらにIP
ヘッダを付加してIPパケットとし、下層のデータリン
ク層に引き渡すので、データリンク層ではイーサネット
の規約に従ってデータを送受する。
【0004】尚、本明細書では、IPが相手ホストのI
Pと送受するデータをIPパケット又はデータグラムと
呼び、TCPが相手ホストのTCPと送受するデータを
単にパケットと呼ぶことにする。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】TCPは、パケットの
破壊や消失について保証している。しかし、パケットサ
イズの制約や通信速度の制約から、下層のIPは一つの
パケットを複数に分割して送受することもあるので、そ
れを渡されたTCPは、プロセスが求めるサイズのデー
タを一度に上位プロセスに引き渡すところまでは保証し
ていない。そのため、TCPを使って通信を行おうとす
るプロセスは、所望サイズのデータを受け取るまで何度
もTCPに受信要求を繰り返す必要があった。また、非
同期で送られてくるパケットを効率よく受け取るために
は、周期的に受信要求を出して常にパケットを取り込む
ようにする必要があった。この為、プログラムの構成が
複雑になるとともに、そのプロセスがCPUを独占しが
ちになる弊害もあった。
【0006】さらに、クライアントプロセスが受け取る
パケットは、必ずしもクライアントにとって既知のサイ
ズであるとは限らない。例えば、STX(16進数で0
2、以下02Hと表記)で始まるデータ列は、その最終
バイトがETX(03H)で終端する場合、データのサ
イズは送り側が決定するので受け側にとっては不定であ
る。従って、クライアントプロセスは常に最大サイズで
パケットの受信を要求するか、逆に小さなサイズで受信
要求しておいて受信したパケット毎に最終バイトを検査
する必要があった。前者の場合、サーバプロセスが最大
サイズに満たないデータしか送ってこなかったとき、ク
ライアントプロセスはいつまでも待たされる事態も生じ
かねない。また、後者の場合、頻繁に受信要求を繰り返
すことになり、前述したような問題が発生する。
【0007】本願は、パケット通信に伴う複雑な受信処
理からプロセスを開放し、且つ、効率的な受信を可能に
してメインCPUの負荷を低減することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、相手装置とデ
ータの送受信を行うプロトコル処理手段と、アプリケー
ションプログラムからの要求に応じて前記プロトコル処
理手段に通信処理を要求する要求処理手段とを有する通
信インターフェースであって、相手装置とのデータの送
受信に関するユーザが変更可能な条件を記述したテーブ
ルを備え、前記要求処理手段は、前記テーブルに記述さ
れた条件に基づいて前記プロトコル処理手段に通信処理
を要求するようにし、アプリケーションプログラムから
の1回の受信要求に応じて前記テーブルに記述された条
件のデータを受信して前記アプリケーションプログラム
にその受信データを返すようにして、上記課題を解決す
るものである。
【0009】
【実施例】図8は、本願発明の通信インターフェース87
を備えた計算機80(以下、ホストと呼ぶ)の機能ブロッ
ク図である。このホスト80は、イーサネット回線86を介
して他のホストコンピュータとLAN接続されている。
ホスト同士は相互にクライアントにもサーバにもなるこ
とが出来るが、本実施例では設定によってそのホストが
クライアントとして動作するか、サーバとして動作する
かを予めユーザが決めておく構成である。
【0010】図に示すように、ホスト80には、通信を行
おうとするアプリケーションプログラム85からの要求を
受け付けるアプリケーションプログラム要求処理部81
と、TCP/IPプロトコルを実行して相手ホストとデ
ータを送受するプロトコル処理部82と、イーサネットの
規約に従って実際に物理的にデータをイーサネット回線
86に送信し、また受信するデータ送受信手段83と、通信
に関するパラメータを記憶するパラメータテーブル90と
がある。
【0011】そして、アプリケーションプログラム要求
処理部81は、そのパラメータテーブル90の内容に応じて
プロトコル処理部82に対し、後述するタイムアウト値や
パケットサイズを通知するとともに、通信処理を要求す
る。また、プロトコル処理部82は通信時間を計測するた
めの計時手段84を備えていて、指定されたサイズのパケ
ット受信時だけでなく、設定された時間の経過時にも、
上位のアプリケーションプログラム要求処理部81に通知
するようにしている。ここでは、設定時間が経過するこ
とをタイムアウトと呼ぶことにする。また、アプリケー
ションプログラム85のことを、以下、プロセスと呼ぶ場
合もある。
【0012】図9はパラメータテーブル90の内容を示
し、C/Sモード91はそのホストがクライアントのモー
ドで動作するか、サーバのモードで動作するかを示すフ
ラグである。ホスト名92はそのホストがクライアントモ
ードで動作する場合に接続すべきサーバの名前である。
サーバが複数存在する場合には、アプリケーションプロ
グラム85から直接指示されたサーバ名を優先させること
ができる。接続時タイムアウト値93は、クライアントの
アプリケーションプログラム要求処理部81がホストとの
通信を要求され、通信チャネルをオープンしてサーバに
コネクションを要求した後、サーバから応答が返るまで
の最大の待ち時間である。つまり、クライアント/サー
バ間のコネクションを確立する為に使える最大許容時間
である。
【0013】受信時タイムアウト値94は、クライアント
からサーバに対してデータの送信を要求したとき、要求
を送ってから最初のデータグラムを受信するまでの待ち
時間の最大値である。また、パケットタイムアウト値95
は、最初のデータグラムを受信してからそのデータグラ
ムを含む完全なパケットを受信するまでの時間を規定す
る。完全なパケットとは、後述する条件に該当するパケ
ットであって、指定されたサイズのバイトデータを有す
るパケットである。
【0014】本実施例ではパラメータテーブル90のこと
をプロトコルアジャストテーブルと呼び、以下PATと
略称する。図10は、上記パラメータを設定するための
基本仕様設定画面10の表示例である。モード11はクライ
アントなら「1」を、サーバーなら「2」を設定する。
接続ホスト名12は既知のサーバ名を設定する。この例で
は「NET-HOST」がサーバ名である。接続タイムアウト13
と受信タイムアウト14及び1パケットの受信時間15は、
何れも0.1秒から600秒の範囲で設定が可能であ
る。そのうち1パケットの受信時間15は、受信処理の効
率を考えて数秒以下に設定するのがよい。
【0015】図9に戻って、先頭データ96乃至最大サイ
ズ99は受信するパケットの条件を指定する。即ち、受信
したパケットの先頭のバイトデータが、先頭データ96に
示されたバイトデータに一致する場合、そのパケットの
サイズ(本実施例ではバイト数)は、最大サイズ99で示
された大きさが期待されることを示している。又は、そ
のパケットの最後尾のデータが末尾データ(1)97また
は末尾データ(2)98に一致すれば、最大サイズ99によ
らずそのパケットは完成したことを示すものである。従
って、最大サイズ99に一致しないパケットであっても、
先頭と末尾のデータが条件を満たせば、前に述べた完全
なパケットとして扱い得ることを指示するものである。
【0016】図11は、これら条件を設定する受信仕様
設定画面20の表示例である。先頭データ21から最大サイ
ズ24迄の4個の条件の組み合わせを10組まで登録する
ことができる。例えば、符号25で示す組みは、先頭デ
ータ21が02H即ちSTX、末尾データ(1)22が03
H即ちETX、そして、最大サイズ24が1024バイト
のパケットを規定している。これは、受信したデータグ
ラムの先頭バイトがSTXであるとき、最後尾のデータ
がETXであるか、又は、受信したデータが全部で10
24バイトになったとき、そのパケットは完成したもの
として上位のプロセス85に引き渡すことを指示するもの
である。
【0017】また、符号26で示す組みは、先頭データ
21がENQの場合で、これは1バイトで意味を成すデー
タなので最大サイズ24は1バイト、末尾データは設定無
しである。つまり、ENQを受信したなら直ちにその1
バイトを上位のプロセス85に引き渡すことを指示するも
のである。
【0018】また、符号27で示す組みは、先頭データ
21は何でもよいが末尾のデータがCRまたはLFである
とき、上位プロセス85にそのパケットを引き渡すことを
指示するものである。この場合も、CR又はLFが来る
前に130バイトのデータを受信したならば、その時点
でパケットを引き渡すことを指示している。このように
本実施例では、先頭データとして「**」を総称的な指
定を表わす文字、所謂ワイルドカード文字として使用可
能である。
【0019】尚、その他のデータとして、最大サイズ24
だけを1024バイトに指定したパケットを予め規定し
ている。これは、符号27で示す様な条件をPAT90内
にユーザが設定しなかった場合に有効である。
【0020】図10及び図11に示した画面は、通信条
件を設定するための図8に示すアプリケーションプログ
ラム85によって表示される。そして、ユーザが画面上で
設定した値がPAT90に反映されるようになっている。
アプリケーションプログラム要求処理部81はPAT90を
参照し、その条件に基づいてプロトコル処理部82に通信
条件を指定し、処理を依頼する。
【0021】次に、図1乃至図7の流れ図を参照しなが
ら、実施例の動作を説明する。アプリケーションプログ
ラム要求処理部81は、アプリケーションプログラム85
(上位プロセス)からシステムコールの形で通信の開始
や、データの送信、受信の指示を受け、次のように動作
する。<コネクションの確立>アプリケーションプログ
ラム要求処理部81は、次のようにしてサーバとのコネク
ションを確立する。
【0022】即ち、図1(a)に示すように、先ずPA
T90からパラメータを読み出して自身のメモリに写し
(ステップS101)、プロトコル処理部82に対して通信ポ
ートの確保を要求して(同S102)応答を待つ。同時に、
呼び出しを行ったプロセス85をブロックしてスリープ状
態とし、他のプロセス85に制御を譲渡する。一方、プロ
トコル処理部82は、通信ポート(ソケット)を確保して
その結果を返す。
【0023】図1(b)に示すように、プロトコル処理
部82の応答から、アプリケーションプログラム要求処理
部81はソケットが確保できたか否かを判断し、確保でき
なかった場合(同S103;No)、上位プロセス85に対して
その旨エラーを返す。一方、ソケットを確保できた場合
は、PAT90に定義された接続タイムアウト値をプロト
コル処理部82に送って設定し(同S104)、同じくPAT
90に定義されたホスト名92を持つサーバとのコネクショ
ンを要求して(同S105)応答を待つ。プロトコル処理部
82は、内部の計時手段84を用いて計時し、先に設定され
た接続タイムアウト値の範囲内でサーバとのコネクショ
ンの確立を試み、その結果を返す。
【0024】図1(c)に示すように、アプリケーショ
ンプログラム要求処理部81はプロトコル処理部82の応答
がタイムアウトか否かを判断し(同S106)、タイムアウ
トの場合、上位プロセス85に対してその旨エラーを返
す。一方、タイムアウトでない場合は、コネクションが
確立したか否かを判断し(同S107)、確立していなけれ
ば上位プロセス85に対してその旨エラーを返す。コネク
ションが確立していれば正常終了して上位プロセス85に
制御を返す。
【0025】尚、サーバは、システム起動時に図7に示
す処理を実行して、常にクライアントからの接続要求を
受け付けられるようにしている。即ち、通信ポートを確
保し(同S701)、確保できたならば(同S702;Yes)、ク
ライアントの接続要求を受け付ける(同S703)。UNI
Xマシンであれば、これは通常、accept()システムコー
ルで終了する。 <データの受信>アプリケーションプログラム要求処理
部81は、次のようにしてサーバからのデータを受信す
る。
【0026】即ち、図2に示すように、先ず、PAT90
に記述された受信タイムアウト値をプロトコル処理部82
に送って設定する(同S201)。そして本実施例では、何
でもよいからデータを受信したならばその先頭バイトを
返すように、1バイトの受信をプロトコル処理部82に要
求する(同S203)。
【0027】但し、上位プロセス85から受信バイト数を
明示して呼び出しを受けた場合には、ステップS202
から端子Aに進み、図5に示すように、指定されたバイ
ト数のデータの受信を要求し(同S501)、応答を待つ。
このように、上位プロセス85が求めるバイト数の受信デ
ータを返すように、プロトコル処理部82に要求するのが
従来のやり方である。しかし、本願発明では、最初に受
信したデータグラムの先頭の1バイトが何であるかを知
るために、先ず1バイトのデータを返すようにプロトコ
ル処理部82に要求するのである。
【0028】以下、1バイトの受信を要求した場合の動
作を説明する。プロトコル処理部82は、内部の計時手段
84を用いて計時し、先に設定された受信タイムアウト値
の範囲内でデータグラムの到着を待ち、その結果を返
す。即ち、データグラムが到着すればその先頭の1バイ
トを返し、そうでなければタイムアウトのエラーを返
す。
【0029】図3に示すように、アプリケーションプロ
グラム要求処理部81はプロトコル処理部82の応答がタイ
ムアウトか否かを判断し(同S301)、タイムアウトの場
合、上位プロセス85に対してその旨エラーを返す。一
方、タイムアウトでない場合は、受け取った1バイトの
データによってPAT90の先頭データを検索し、対応す
る末尾データと最大サイズを取得する(同S302)。図1
1の例でいくと、プロトコル処理部82から受け取った1
バイトがSTXならば、末尾データはETX、最大サイ
ズは1024である。また、先頭データがENQならば
末尾データは指定無しで、最大サイズは1である。それ
以外のデータが先頭データの場合はすべて、末尾データ
はCRまたはLFで、最大サイズが130である。
【0030】そこで、アプリケーションプログラム要求
処理部81は、既に取得済みの先頭1バイトを最大サイズ
から差し引いて残りのサイズを計算する(同S303)。そ
の結果、残りサイズが0ならば(同S304;Yes)、データ
の受信は終了なので受信パケットを上位プロセス85に返
して正常終了する。例えば、受信データがENQなら
ば、その1バイトを返して直ちに終了するのである。
【0031】一方、残りサイズが0でなければ(同S30
4;No)、引き続いて送られてくるはずの残りのデータ
を受信するために、プロトコル処理部82に先ずタイムア
ウト値100msを設定し(同S305)、PAT90のパケ
ットタイムアウト値95からその100msを減算してお
く(同S306)。そして、残りサイズを指定してデータの
受信をプロトコル処理部82に要求する(同S307)。この
100msという値は、先頭の1バイトを既に受信して
いるということから、最初のデータグラムは到着済みで
あると考えられるので、2バイト目以降の残りのデータ
を早めに取り込むために、短めに設定している。
【0032】図11に示す例では、先頭データ21がST
Xの場合、パケットの最大サイズ24は1024バイトで
あるが、最初のデータグラムの末尾データがETXであ
れば、1024バイトの到着を待たずに上位プロセス85
に受信パケットを返すことができる。そこで、先頭1バ
イトを受信した直後は、短めのタイムアウト値ですぐに
結果を上位プロセス85に返せるようにしているのであ
る。
【0033】図4は2バイト目以降の受信処理を示して
いる。上で述べたように、プロトコル処理部82は、10
0ms経過するとその時点で受信済みのデータグラムを
返すので、アプリケーションプログラム要求処理部81
は、受信データが有れば(ステップS401;Yes)、その末
尾のバイトデータが末尾データ(1)97又は(2)98と
一致するか比較する(同S402)。一致すればそのパケッ
トは完成なのでそれを上位プロセス85に返して正常終了
する。一方、末尾データ(1)97又は(2)98のいずれ
とも一致しなかった場合(同S403;No )、今回受け取っ
たデータグラムのバイト数を残りサイズから差し引いて
残りサイズを再計算する(同S404)。その結果、残りサ
イズが0ならば、所定サイズのデータの受信は終了なの
で、受信パケットを上位プロセス85に返して正常終了す
る。
【0034】一方、残りサイズが0でなければ、PAT
90のパケットタイムアウト値95の残りが0以上か否か検
査する(同S406)。もし0であれば、設定時間内に完全
なパケットが受信できなかったということなので、現在
受信済みのデータを上位プロセス85に返すとともにタイ
ムアウトエラーを通知する。PAT90のパケットタイム
アウト値95の残りが0以上であれば(同S406;Yes)、引
き続いて送られてくるはずの残りのデータを受信するた
めに、プロトコル処理部82に今度はタイムアウト値30
0msを設定し(同S407)、PAT90のパケットタイム
アウト値95からその300msを減算しておく(同S40
8)。そして、残りサイズを指定してデータの受信をプ
ロトコル処理部82に要求する(同S409)。この要求に対
するプロトコル処理部82からの応答があったときは、ア
プリケーションプログラム要求処理部81は再びステップ
S401から処理を再開するようになっている。
【0035】尚、ステップS401で受信データが無し
の場合、同S406に跳んでパケットタイムアウトの検
査を実行する。そして、その際、プロトコル処理部82に
タイムアウト値として300msを設定している。これ
は、最初のデータグラム受信でパケットが完成しなかっ
たことから、パケットが二つ以上に分割されていること
は明らかなので、送信側の処理時間を考えて、図3に示
した初回の設定値100msより大きくして、当該プロ
セスがCPUを独占しないように配慮している。
【0036】以上説明したとおり、データの受信に際し
ては、アプリケーションプログラム85は受信要求を一回
発行すればよい。その一回の受信要求に応じて、アプリ
ケーションプログラム要求処理部81からは、PAT90に
定義された条件に一致するパケットを受信したときか、
同じくPAT90に定義された時間を経過してタイムアウ
トエラーになったときにアプリケーションプログラム85
に通知される。その間、PAT90に定義された条件やタ
イムアウトの検査は総べて、アプリケーションプログラ
ム要求処理部81とプロトコル処理部82が行うので、アプ
リケーションプログラム85は一切なにもしなくてもよ
い。
【0037】ところで、上位プロセス85が受信バイト数
を明示して受信要求した場合には、アプリケーションプ
ログラム要求処理部81は図5の処理の後、図6の処理を
実行する。これは図4に示した処理から、末尾バイトを
比較するステップS402と同S403を省略したもの
であり、それ以外の処理は全く一致する。
【0038】
【発明の効果】本発明によれば、アプリケーションプロ
グラム85は一回の受信要求だけで所望のパケットを受け
取ることができるので、処理が単純化でき、プログラム
作成が容易になる。又、所望のデータが送信されてこな
いときは、所定の時間でタイムアウトエラーとなって返
ってくるので、いつまでも待たされることがなく、それ
に応じた適切な対応をとることが可能になる。そして、
頻繁にパケットの到着を確認する必要が無いので、その
アプリケーションがCPUを独占することがなくなり、
システム全体の効率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例におけるクライアントの通信開始の処理
手順を示す流れ図である。
【図2】実施例における1バイト受信指示の処理手順を
示す流れ図である。
【図3】実施例における先頭1バイト受信後の処理手順
を示す流れ図である。
【図4】実施例における2バイト目以降の受信処理の処
理手順を示す流れ図である。
【図5】実施例における指定バイトの受信指示の処理手
順を示す流れ図である。
【図6】実施例における2バイト目以降の受信処理の処
理手順を示す流れ図である。
【図7】実施例におけるサーバの通信開始処理の手順を
示す流れ図である。
【図8】実施例の通信インターフェースを含む情報処理
装置の構成を示すブロック図である。
【図9】実施例におけるパラメータテーブルの構成例を
示す図である。
【図10】実施例における基本仕様設定画面の表示例を
示す図である。
【図11】実施例における受信仕様設定画面の表示例を
示す図である。
【符号の説明】 10 基本仕様設定画面 20 受信仕様設定画面 80 情報機器 81 アプリケーションプログラム要求処理部 82 プロトコル処理部 83 データ送受信手段 84 計時手段 85 アプリケーションプログラム 86 イーサネット回線 87 通信インターフェース 90 パラメータテーブル

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 相手装置とデータの送受信を行うプロト
    コル処理手段と、アプリケーションプログラムからの要
    求に応じて前記プロトコル処理手段に通信処理を要求す
    る要求処理手段とを有する通信インターフェースであっ
    て、相手装置とのデータの送受信に関するユーザが変更
    可能な条件を記述したテーブルを備え、該テーブルは少
    なくとも1パケットの受信時間を記述するものであり、
    前記要求処理手段は、前記テーブルに記述された条件に
    基づいて前記プロトコル処理手段に通信処理を要求する
    ものであって、前記1パケットの受信時間より短い時間
    を指定して前記プロトコル処理手段にデータの受信を繰
    り返し要求し、前記プロトコル処理手段は計時手段を備
    え、前記要求処理手段から指定された時間が経過する
    と、その時点で受信済みのデータを返すようにし、前記
    要求処理手段は、アプリケーションプログラムからの1
    回の受信要求に応じて前記テーブルに記述された条件の
    データを受信して前記アプリケーションプログラムにそ
    の受信データを返すようにしたことを特徴とする通信イ
    ンターフェース。
  2. 【請求項2】 前記テーブルにはさらに1パケットのサ
    イズを記述するようにし、前記要求処理手段は、前記1
    パケットの受信時間内に前記1パケットのサイズに等し
    いデータを受信したならば、要求元のアプリケーション
    プログラムにそのデータと共に肯定応答を返し、一方、
    前記1パケットの受信時間内に前記1パケットのサイズ
    に等しいデータを受信しなかったならば、要求元のアプ
    リケーションプログラムにエラーを返すことを特徴とす
    請求項1記載の通信インターフェース。
  3. 【請求項3】 前記テーブルにはさらに、パケットの先
    頭データと末尾データとを記述可能にし、前記要求処理
    手段は、前記1パケットの受信時間内に受信したデータ
    の先頭と末尾のデータが共に前記テーブルに記述された
    先頭データと末尾データにそれぞれ一致したとき、要求
    元のアプリケーションプログラムにそのデータと共に肯
    定応答を返し、一方、前記1パケットの受信時間内に一
    致しなかったならば、要求元のアプリケーションプログ
    ラムにエラーを返すようにしたことを特徴とする請求項
    記載の通信インターフェース。
  4. 【請求項4】 前記先頭データは、ワイルドカード文字
    が使用可能であることを特徴とする請求項3記載の通信
    インターフェース。
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