JP4173796B2 - 伝送装置およびトークンフレーム構成方法 - Google Patents

伝送装置およびトークンフレーム構成方法 Download PDF

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本発明は、LAN(ローカルエリアネットワーク)等に適用されるループ型ネットワークやメトロポリタンネットワークにおいて、特に伝送路上で非同期通信を行なうときの伝送路帯域の管理を行なう際に用いて好適の、トークンフレーム構成方法および伝送装置に関するものである。
近年、LAN(ローカルエリアネットワーク)等に適用されるループ型ネットワークやメトロポリタンネットワークにおいて、伝送路上において非同期通信を行なう場合においては、データの衝突を抑制して通信の信頼性を確保しながら、ネットワークの伝送帯域(通信速度ないし回線容量)を効率的に使用することが求められている。
従来のループ型ネットワークやメトロポリタンネットワークにおいて、伝送路上において非同期通信を行なう場合においては、トポロジがリング状の場合には、リングを一周するまでパケットを消去しない方式や、ポイント・ツー・ポイント通信によって、宛先ノードでいったん伝送路データを全て引き込み、該当パケットを削除し、自ノード発パケットを中継データに多重して伝送する方式がある。
前者の方式に相当するものとしては、例えば下記の特許文献1における図20に示すトークンリング方式があるが、この方式においては、リング上を周回する単一のトークンを受信したノードのみが送信可能であって、送信データを受信したノードにおいては、受信確認のためにコピービットを付した送信データを送信元のノードに返信している。従って、2つのノード間の通信のためにネットワーク1周分の帯域を占有してしまい、伝送帯域の効率化には支障を来たす。
また、後者の方式に相当するものとしては、この特許文献1における図21に示すアーリートークンリング方式があるが、この方式においても、各ノードにおいては、ネットワークの状況等の判断を行なうとができないため、高優先のQoS(Quality of Service)クラスの送信データが自身において多発する場合には、この送信データを優先するために、伝送路データ(中継データ)の廃棄が生じたり、もしくは伝送路データを大きく遅延させたりしていた。
これに対し、この特許文献1においては、端局ノードで送信権調停を行なって、中間局では予約済み送信権に従ったデータパケットの送信を行なったり、パケットトレーラにおける終端部分に空き領域がある場合にはその空き領域を獲得して無予約でデータパケットを送信できるようにしたりするようにしている(特許文献1における図10参照)。更には、各中間局において自局宛のデータパケットを受信すると、そのデータパケットを破棄し、そのデータパケットが占有していた領域を空き領域にして下方の中間局に渡すようにして、伝送路の有効利用を図っている。
換言すれば、上述の特許文献1に記載された技術においては、例えば、本願の図26に示すようなノード100A〜100Cからなるリングネットワーク100において、ノード100Aではノード100Cからのトークンフレーム111を受信し、受信したトークンフレーム111に多重されている自局宛のデータパケットA1を削除して、このデータパケットA1が占有していた領域111aを、終端部分の領域111bとともに空領域とすることができるものである。
特開2002−171268号公報
しかしながら、上述の特許文献1に記載された技術においては、一つのパケットトレーラ内にまとまった一群の空領域を形成することができず、一つのパケットトレーラ内の空帯域としては大きくても、空領域が分断されているので比較的大きなデータサイズのパケットについては挿入することができない場合が生じる。
図26の場合においては、ノード100Aにおいて、いずれも領域111aに収まらないデータサイズを持つノード100B宛てデータパケットB2およびノード100C宛てデータパケットC2をアドパケットとして多重しようとするときは、空領域111aにデータパケットを多重することができず、終端部分の空領域111bを使用することになる。即ち、データパケットB2,C2が多重されたトークンフレーム111′においては、空領域がサイズの比較的小さい領域111a,111b′に分断されてしまうことになる。ゆえに、ノード100Bにおいてはアドパケットとして領域111a又は領域111b′よりもデータサイズの大きいものを挿入することができない。
したがって、このように一つのパケットトレーラ内の空領域が分断されてしまう場合には、伝送路の有効利用に支障を来たすほか、伝送遅延も生じるという課題がある。
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、無駄な帯域の継続的な使用の防止を図るとともに、伝送路遅延の発生を抑制することができるようにした、トークンフレーム構成方法および伝送装置を提供することを目的とする。
このため、本発明の伝送装置は、トークンパケットと、該トークンパケットに後続してデータパケットを伝送するためのトークントレーラとからなるトークンフレームがネットワーク上を伝送されて該ネットワークをなす複数の伝送装置が相互に通信を行なうネットワークシステムにおける伝送装置であって、該トークンパケット、該ネットワーク上に挿入すべきデータパケット、および、該中継すべきデータパケットの順で多重処理することにより、当該伝送装置から伝送すべきトークンフレームを構成するフレーム構成部と、該フレーム構成部にて構成されたトークンフレームをなすトークンパケットに、該ネットワークに挿入すべきデータパケットと、中継すべきデータパケットとについてのデータ量の累計値を、送信宛て先毎に書き込む累計値書込部と、をそなえて構成されたことを特徴としている。
また、好ましくは、該ネットワーク上の他の伝送装置において構成されたトークンフレームを受信する受信部と、該受信部にて受信されたトークンフレームにおけるトークンパケットの内容から、該ネットワーク上に挿入するデータパケットとして該トークントレーラに挿入可能な領域についての帯域を算出する挿入可能帯域算出部と、該挿入可能帯域算出部における算出結果をもとに、該ネットワーク上に挿入すべきデータパケットを選択制御する選択制御部とをそなえ、該フレーム構成部が、該トークンパケット、該選択制御部で選択制御されたデータパケット、および、該中継すべきデータパケットの順で多重処理するように構成され、かつ、該累計値書込部が、該挿入可能帯域算出部での算出結果および選択制御部における上記選択制御の結果をもとにして、該フレーム構成部で構成されたトークンフレームをなすトークンパケットに、該累計値を、送信宛て先毎に該トークンパケットに書き込むように構成することもできる。
さらに、好ましくは、該選択制御部においては、該ネットワークに挿入すべきデータパケットと該中継すべきデータパケットとを多重した場合に、該トークンフレームの帯域を越える場合には、上記多重した場合に該トークンフレームに収まる帯域となるように、該選択制御したデータパケットについてフラグメント処理を行なうフラグメント処理部をそなえて構成することとしてもよい。
また、本発明のトークンフレーム構成方法は、トークンパケットと、該トークンパケットに後続してデータパケットを伝送するためのトークントレーラとからなるトークンフレームがネットワーク上を伝送されることにより、該ネットワークをなす複数の伝送装置が相互に通信を行なうネットワークシステムにおける各伝送装置のトークンフレーム構成方法であって、該トークンパケット、該ネットワーク上に挿入すべきデータパケット、および、該中継すべきデータパケットの順で多重処理することにより、当該伝送装置から伝送すべきトークンフレームを構成するフレーム構成ステップと、該フレーム構成ステップにて構成されたトークンフレームをなすトークンパケットに、該ネットワークに挿入すべきデータパケットと、中継すべきデータパケットとについてのデータ量の累計値を、送信宛て先毎に書き込む累計値書込ステップと、をそなえて構成されたことを特徴としている。
この場合においては、該ネットワーク上の他の伝送装置で構成されたトークンフレームを受信する受信ステップと、該受信ステップにて受信されたトークンフレームにおけるトークンパケットの内容から、当該伝送装置から該ネットワーク上に挿入するデータパケットとして該トークントレーラに挿入可能な領域についての帯域を算出する挿入可能帯域算出ステップと、該挿入可能帯域算出ステップにおける算出結果をもとに、該ネットワーク上に挿入すべきデータパケットを選択制御する選択制御ステップとをそなえ、該フレーム構成ステップにおいては、該トークンパケット、該選択制御ステップで選択制御されたデータパケット、および、該中継すべきデータパケットの順で多重処理することにより、当該伝送装置から伝送すべきトークンフレームを構成し、該累計値書込ステップにおいては、該挿入可能帯域算出ステップでの算出結果および選択制御ステップにおいて該ネットワーク上に挿入すべきデータパケットの選択制御の結果をもとにして、該フレーム構成ステップにて構成されたトークンフレームをなすトークンパケットに、該累計値を、送信宛て先毎に書き込むこととしてもよい。
このように、本発明によれば、フレーム構成部において、トークンパケット、ネットワーク上に挿入すべきデータパケット、および、中継すべきデータパケットの順で多重処理することで当該伝送装置から伝送すべきトークンフレームを構成し、累計値書込部において、上記構成されたトークンフレームをなすトークンパケットに、ネットワークに挿入すべきデータパケットと、中継すべきデータパケットとについてのデータ量の累計値を、送信宛て先毎にトークンパケットに書き込むことができるので、ネットワーク上の使用帯域をデータ通信に必要な伝送装置間のみで使用するようにできるので、帯域の有効利用が可能となる。又、ネットワークからドロップする帯域とアドする帯域と予約された帯域とを管理/制御することにより、ネットワーク上のパケットの生存を補償するとともに、遅延時間を1トークン時間内に抑えることができる利点がある。
また、本発明によれば、フラグメント処理部により、伝送装置でネットワーク上に挿入すべく選択制御するデータパケットと、中継すべきデータパケットとを多重した場合に、トークントレーラの帯域(1トークン時間での帯域)を越える場合には、ネットワーク上に挿入するデータパケットを、1トークン時間での帯域に収まるようにフラグメント(分断)処理を行なって挿入できるようにしているので、トークンフレームをまたがるようにパケット送信できるようにして、トークンレイヤの帯域使用率を飛躍的に向上させることができる利点がある。
以下、図面を参照することにより、本発明の実施の形態について説明する。
[a]第1実施形態の説明
[a−1]ネットワークシステムの概要の説明
まず、第1実施形態にかかる伝送装置が適用されるネットワークシステム1の概要について説明する。
図1は本発明の第1実施形態にかかる伝送装置が適用されるネットワークシステム1について示す図である。この図1に示すネットワークシステム1は、複数の伝送装置として例えば3つのノード(伝送装置)2A〜2Cが光ファイバ等の伝送路3R,3Lによってリング状に接続されてなるものである。尚、伝送路3Rはデータが図中右回りに伝送される伝送路として構成され、伝送路3Lはデータが図中左周りに伝送される伝送路として構成される。
また、このネットワークシステム1においても、トークンパケットがネットワークシステム1上を周回することによって、各ノード2A〜2Cでのデータ送信権を制御することができるようになっているが、本実施形態におけるノード2A〜2Cは、後述する本願発明の特徴的な構成をそなえているので、トークンパケットの直後に、各ノード2A〜2Cでアドすべきデータパケットを挿入するようにしているので、無駄な帯域の継続的な使用の防止を図るとともに、伝送路遅延の発生を抑制するようにしている。
そして、図1のネットワークシステム1においては、ノード2Cにそれぞれ右回り/左回りの伝送路のためのトークンフレームを生成する端局機能をそなえており、ノード2A,2Bはともに右回り/左回り伝送路における中継局機能を有するようになっている。尚、これらの端局又は中継局の機能は、いずれのノード2A〜2Cにおいても、RAS(Reliability Availability Serviceability)機能によって動的に切り替えることができるようになっている。
ここで、ノード2Cの端局処理部2CRは右回り伝送路3Rに対するトークンパケットを周期的に生成し出力するもので、端局処理部2CLは左回り伝送路3Lに対するトークンパケットを周期的に生成し出力するものである。これにより、端局処理部2CR,2CLから出力されたトークンパケットは右回り伝送路3R又は左回り伝送路3L上を周回することができるようになっている。
そして、各ノード2A〜2Cにおいては、このように伝送路3R,3L上を周回するトークンパケットに続けて、次のトークンパケットを送信すべき時間まで、通信する内容となるデータパケットを伝送することができるようになっている。尚、一つのトークンパケットを送信してから次の周期のトークンパケットを送信するまでの時間を1トークン時間といい、この1トークン時間に相当するデータパケット伝送用の領域をトークントレーラと、一つのトークンパケットおよびそのトークンパケットに続くトークントレーラをまとめてトークンフレームと呼ぶ。
すなわち、トークンパケットと、トークンパケットに後続してデータパケットを伝送するためのトークントレーラとからなるトークンフレームがネットワーク1上を伝送されることにより、ネットワーク1をなす複数の伝送装置2A〜2Cが相互に通信を行なう。
具体的には、端局処理部2CR,R系中継処理部2AR,2BRにより、それぞれ、自身のノード2C,2A,2Bが収容するローカル回線4C,4A,4Bからの送信データパケットを、右回り伝送路3Rを伝送されるトークントレーラに挿入(アド)する一方、右回り伝送路3Rを伝送されるトークントレーラに含まれる自局ノード2C,2A,2B宛てのデータパケットを分岐(ドロップ)するとともに、ローカル回線4C,4A,4Bに出力する。
同様に、端局処理部2CL,L系中継処理部2AL,2BLにより、それぞれ、自身のノード2C,2A,2Bが収容するローカル回線4C,4A,4Bからの送信データパケットを、左回り伝送路3Lを伝送されるトークントレーラに挿入(アド)する一方、左回り伝送路3Lを伝送されるトークントレーラに含まれる自局ノード2C,2A,2B宛てのデータパケットを分岐(ドロップ)するとともに、ローカル回線4C,4A,4Bに出力する。
[a−2]各ノードにおけるトークンフレームの送受信態様の概要説明
次に、各ノード2A〜2Cにおけるトークンフレームの送受信態様の概要について説明する。
図2は第1実施形態における各ノード2A〜2Cによるトークンフレームの送受信の一例を示す図である。まず、端局となるノード2Cの端局処理部2CR(図1参照)では、パケットの制御用に生成したトークンパケットTPを先頭に、ノード2C配下のローカル回線4Cからの送信パケットをトークントレーラに挿入(アド)して、これをトークンフレーム5−1として右回り伝送路3Rを介してノード2Aに送信する。
たとえば、図3に示すように、ノード2Cでは、左回り伝送路3Lを通じて伝送されてきたトークンパケットに含まれている送信予約情報に従って、送信権調停を行なうとともに、調停結果としての送信制御情報を含むトークンパケットを生成する。
そして、ローカル回線4Cとしてのイーサネット(登録商標)を通じて接続されている映像配信端末4C−1等からのノード2A宛てのデータパケットA1(〔1〕参照)と、ユーザ端末4C−1等からのノード2B宛てのデータパケットB1(〔2〕参照)とを、トークントレーラの先頭部分に挿入して(〔3〕参照)、生成されたトークンパケットと多重し、これをトークンフレーム5−1(〔4〕参照)として、WAN(Wide Area Network)としての右回り伝送路3Rに送信するのである。尚、4C−3はローカル回線4Cを通じて接続されたモニタである。
つぎに、ノード2Cからのトークンフレーム5−1をノード2Aの中継処理部2ARで受信すると、このノード2Aの中継処理部2ARでは、自局宛てのデータパケットA1をドロップするとともに、ノード2Aは以下のローカル回線4Aからの送信パケットを、トークンパケットTPの直後、換言すればトークントレーラの先頭に挿入し、トークンフレーム5−2として(フレーム構成ステップ)右回り伝送路3Rを介してノード2Bに送信する。
たとえば、図4に示すように、ノード2Aにおいて、一例としてローカル回線4Aとしてのイーサネット(登録商標)を通じて接続されている映像配信端末4A−1等からのノード2B宛てのデータパケットB2(〔1〕参照)と、ユーザ端末4A−2等からのノード2C宛てのデータパケットC2(〔2〕参照)とが、送信待ち状態にあるとする。
ついで、ノード2Cからのトークンフレーム5−1をノード2Aで受信すると、自局宛てのデータパケットA1をドロップすることにより(〔3〕参照)、ローカル回線4Aを通じて接続されたモニタ4A−3で映像を再生することができる(〔4〕参照)。又、ノード2Aでは、送信待ち状態であったデータパケットB2,C2をトークンパケットTPの直後に挿入し(〔5〕参照)、トークンフレーム5−2として右回り伝送路3Rへ送信する(〔6〕参照)。
このとき、ドロップしたデータパケットA1に相当する領域よりも、挿入するデータパケットB2,C2が占有する領域の方が大きい場合は、ノード2Aでは、ドロップパケットA1の次の(中継すべき)データパケットB1を後述する中継バッファ30でバッファリングすることにより遅延させて、B2,C2を挿入する。換言すれば、トークンパケットと、中継すべきデータパケットB1との間に、挿入すべきデータパケットが空き領域が生ずることなく収まるように、データパケットB1を遅延させている。
これにより、前述の従来の技術の場合と比べて、一つのまとまった空き領域5Vをトークントレーラ5−2の最後尾に確保することができる。尚、後述する各ノード2A,2Bの構成により、中継データパケットの遅延は、1トークン時間以内に制限することができるので、パケットのゆらぎを防止してリアルタイムパケットの低遅延伝送を実現する。
ところで、ノード2Bの中継処理部2BRでは、上述のトークンフレーム5−2を受信するが、このノード2Bの中継処理部2BRでは、受信したトークンフレーム5−2における自局宛てのデータパケットB1,B2をドロップするとともに、ノード2C宛ての送信データパケットC3を、トークンパケットTPの直後(トークントレーラの先頭部分)に挿入して、トークンフレーム5−3として右回り伝送路3Rを介してノード2Cに伝送する。
すなわち、図5に示すように、自ノード2B配下のユーザ端末4B−1等からのノード2C宛てのデータパケットC3が、ノード2Bにおいて送信待ち状態にあるとする(〔1〕参照)。このときに、トークンフレーム5−2をノード2Aから受信すると、このトークンフレーム5−2に多重されている当該ノード2B宛てのデータパケットB1,B2をドロップする(〔2〕,〔3〕参照)。これにより、自ノード2B配下のモニタ4B−2を通じて、受信データパケットB1,B2の内容をモニタすることができる。
このとき、中継すべきデータパケットC2については、バッファリングしておく。そして、送信待ち状態にあるデータパケットC3をトークンパケットの直後に挿入するとともに、データパケットC3に続いて、中継すべきデータパケットC2を多重することにより、トークンフレーム5−3を構成し、右回り伝送路3Rを介してノード2Cに送信する(〔7〕参照)。
さらに、ノード2Cの端局処理部2CLでは、上述の図2に示すトークンフレーム5−3を受信するが、このノード2Cの端局処理部2CLでは、受信したトークンフレーム5−3における自局宛てのデータパケットC2,C3をドロップすることにより(図6の〔1〕,〔3〕参照)、自ノード2C配下のユーザ端末4C−2等ではデータパケットC2,C3の内容を取り込むことができる(図6の〔2〕,〔4〕参照)。尚、上述のごとくノード2Cの端局処理部2CRから右回り伝送路3Rを通じて伝送されたトークンフレーム5−3は、このノード2Cの端局処理部2CLにおいて終端される。
また、図7〜図10は第1実施形態における各ノード2A〜2Cによるトークンフレームの送受信の第2例を示す図である。端局となるノード2Cの端局処理部2CR(図1参照)では、図7に示すように、生成したトークンパケットTPを先頭に、ノード2C配下のローカル回線4Cに接続された映像配信端末4C−1等からの送信データパケットA1(宛て先はノード2A)およびユーザ端末4C−2等からの送信データパケットB1,C1(宛て先はそれぞれノード2B,2C)をトークントレーラに挿入(アド)して、これをトークンフレーム5−4として右回り伝送路3Rを介してノード2Aに送信する。
つぎに、図8に示すように、ノード2Cからのトークンフレーム5−1をノード2Aの中継処理部2ARで受信すると、このノード2Aの中継処理部2ARでは、自局宛てのデータパケットA1をドロップすることにより(〔3〕参照)、ローカル回線4Aを通じて接続されたモニタ4A−3で映像を再生することができる(〔4〕参照)。
また、ノード2Aでは、送信待ち状態であった、映像配信端末4A−1等からのデータパケットB2およびユーザ端末4A−2等からのデータパケットC2をトークンパケットTPの直後に挿入し(〔5〕参照)、トークンフレーム5−5として右回り伝送路3Rへ送信する(〔6〕参照)。
このとき、ドロップしたデータパケットA1が占有していた領域よりも、挿入するデータパケットB2,C2が占有する領域の方が小さい場合は、中継すべき次のパケットB1が到着するまで空データ情報(ダミー情報)を挿入する。この領域は、トークンフレーム5−2における領域5V−1に相当する。これにより、次のパケットB1については、トークンフレーム5−5として、トークンフレーム5−4で挿入されていた配置と実質的に同一の配置で送信することができる。
さらに、図9に示すように、ノード2Bの中継処理部2BRでは、上述のトークンフレーム5−5を受信するが、このノード2Bの中継処理部2BRにおいても、受信したトークンフレーム5−5における自局宛てのデータパケットB1,B2をドロップするとともに(〔2〕,〔3〕,〔4〕,〔6〕参照)、ノード2C宛ての送信データパケットC3を、トークンパケットTPの直後(トークントレーラの先頭部分)に挿入して、トークンフレーム5−6として右回り伝送路3Rを介してノード2Cに伝送する(〔7〕参照)。
このとき、ドロップしたデータパケットB2が占有していた領域は、トークンパケットTP直後の領域であるが、この領域が、挿入すべきデータパケットC3が占有する領域よりも小さい場合には、ドロップしたデータパケットB2に続く中継データパケットC2をバッファリングにより遅延させることにより、データパケットC3がトークンパケットTPの直後に挿入できるようにしている。
換言すれば、自身のノード2Bから挿入するデータパケットC3が、ドロップしたデータパケットB2と中継データパケットC2および空領域5V−1の総和よりも大きい場合には、トークンフレーム5−2においてデータパケットC2,B1間に存在していた当該空領域5V−1を削除して、トークントレーラの帯域をより有効に使用することが可能である。即ち、このトークンフレーム5−6のように、空領域5V−1が削除されてデータパケットC3,C2,C1を連続して多重することができるのである。
さらに、図10に示すように、ノード2Cの端局処理部2CLでは、トークンフレーム5−6を受信するが、このノード2Cの端局処理部2CLでは、受信したトークンフレーム5−3における自局宛てのデータパケットC1〜C3をドロップする(〔1〕,〔2〕参照)。尚、上述のごとくノード2Cの端局処理部2CRから右回り伝送路3Rを通じて伝送されたトークンフレーム5−6は、このノード2Cの端局処理部2CLにおいて終端される。
なお、上述の図2〜図10に示すトークンフレームの送受信の例においては、各ノード2A〜2Cにおいてやりとりされるユニキャストのパケットのみを扱っているが、マルチキャストのパケット(例えば図11に示すノード2CからのパケットM1)を扱うこともできる。
すなわち、この図11に示すように、ノード2Cから送信されたマルチキャスト送信用のデータパケットM1は、図11中の太線矢印に従い、トークンフレームを通じて、マルチキャストグループにエントリするノード2A,2Bに配信される。マルチキャストグループの中継点にあたるノード2Aでは、データパケットM1のコピーを行ない、コピーされたパケットをノード2A配下のローカル回線4Aに出力する。そして、マルチキャストグループの終端点にあたるノード2Bでは、このマルチキャストのデータパケットM1を完全にドロップする。尚、マルチキャストグループの中継点か終端点にあたるかは、装置に組み込まれたルーティングプロトコルで伝達される。
[a−3]トークンパケットのフォーマットの説明
図12は第1実施形態における右回り伝送路3Rまたは左回り伝送路3Lで周回するトークンパケットのフォーマットを示す図であり、この図12に示すように、トークンパケット6は、例えば先頭からフラグ領域6a(例えば2バイト),長さ領域6b(例えば2バイト),フォーマット領域6c(例えば1バイト),クラス領域6d(例えば1バイト),送信制御情報領域6e(例えば114バイト),トークンシーケンス領域(TKNSEQ)6f(例えば1バイト),未定義のRSV(reserve)領域6g(例えば1バイト),CRC(Cyclic Redundancy Check)領域6h(例えば2バイト),およびフラグ領域6i(例えば2バイト)により構成されている。
ここで、フラグ領域6a,6iにはトークンパケット区切りのための固定値が挿入され、長さ領域6bにはネットワーク上のノード数に応じた固定値が挿入され、フォーマット領域6cにはネットワーク上のノード数に応じた固定値が挿入され、クラス領域6dには「00」等の固定値が挿入され、トークンシーケンス領域6fにはトークンフレームのカウント値が挿入され、CRC領域6hにはトークンフレームのCRC演算値が挿入されるようになっている。
また、送信制御情報領域6eは、宛て先ノードごとの予約制御情報〔送信予約された帯域(送信権調停された帯域)に関する情報および送信を予約する帯域に関する情報〕について記憶するための宛て先対応領域6e−1〜6e−16(例えば各7バイト)をそなえるとともに、予約されていない空領域についての情報を記憶する未予約領域6e−17をそなえて構成されている。
第1実施形態におけるネットワークシステム1においては、3つのノード2A〜2Cが構成要素となるが、このトークンパケット6のフォーマットによれば、宛て先対応領域を適宜追加することで任意数のノードをネットワークシステムにおける構成要素とすることができるようになっている。
さらに、各宛て先対応領域6e−1〜6e−16により、該当宛て先ノードにおいてQoSに応じた上述の予約制御情報とともに、後続するトークントレーラで伝送されている宛て先ごとの(データパケットの)送信バイト数累計値についても格納できるようになっている。
具体的には、宛て先対応領域6e−1は、当該領域に予約制御情報が記憶される宛て先ノードを識別するためのノード番号の領域6ea(8ビット),「クラス0」(最優先クラス)の予約制御情報を記憶する領域6eb,「クラス1」(優先クラス)の予約制御情報を記憶する領域6ec,「クラス2」(非優先クラス)の予約制御情報を記憶する領域6edおよび該当宛て先ノードへのデータパケットの送信バイト数の累計値を記憶する領域6eeにより構成されている。
なお、本実施形態においては、後述するように、各中継ノード2A,2Bにおいて送信待ちのデータパケットがある場合において、受信されたトークンフレームに空きがある場合には、前述の特許文献1の場合と同様に、帯域の予約/非予約にかかわらず、当該空き領域を使用してデータパケットを挿入することができるようになっている。上述の領域6eeには、上述の予約された帯域を用いて挿入されたデータパケットとともに、未予約であった空き領域に挿入されたデータパケットについても、その宛て先ごとに累計値を書き込むことができるようになっている。
また、ノード番号の領域6eaは、ノードの有効無効の識別子としてのNAI(Node Alive Identifier)6ea−1(1ビット),DPL領域6ea−2(1ビット)およびノードID(Identifier)領域6ea−3(6ビット)により構成されている。このNAI領域6ea−1により、ネットワーク上において動作状態のノードに関する送信権情報等について取り出すことができるようになっている。
たとえば、宛て先対応領域6e−1〜6e−3はそれぞれ、本実施形態におけるノード2A〜2Cを宛て先とする際の送信権情報および送信バイト数累計値について記憶することができる。この場合においては、これら宛て先対応領域6e−1〜6e−3におけるNAI領域6ea−1にノード有効を示すビットを、宛て先対応領域6e−4〜6e−16におけるNAI領域6ea−1にはノード無効を示すビットを、それぞれ書き込んでおく。そして、宛て先対応領域6e−1〜6e−3のノードID領域6ea−3には対応するノード2A〜2CのIDを、それぞれ書き込んでおく。
ノード2A,2Bにおいては、後述するように、上述のトークンパケットを受信すると、後続するトークントレーラに含まれる自ノード宛ての送信バイト数累計値を、対応する送信権領域6e−1〜6e−16における領域6eeから取り出すことにより、自ノード宛てのデータパケットが占有していた領域を再利用してパケット伝送を行なうことができ、前述の図2〜図10に示すような帯域有効利用を図ったトークンフレームを構成することができるのである。
[a−4]ノード2A,2Bにおける中継処理部およびノード2Cにおける端局処理部の構成の説明
ノード2A,2Bは、上述のごときトークンフレーム構成機能を有するため、以下に示す本発明にかかる特徴的構成を有する中継処理部2AR,2AL,2BR,2BLをそなえている。尚、以下においては、ノード2Aにおける中継処理部2ARに着目して説明するが、他の中継処理部2AL,2BR,2BLについても、ネットワークシステム1でのそれぞれの配置に応じたほぼ同様の機能をそなえて構成されている。
図13は中継処理部2ARの構成を示すブロック図である。中継処理部2ARは、この図13に示すように、トークンフレーム終端部21,トークンパケット解析部22,送信パケット選択制御部23,QoSクラス判定部25,QoSクラスごとのパケットバッファ26−1〜26−3,QoSクラスごとのバッファ蓄積監視部27−1〜27−3,カレント送信パケット多重部28,受信パケットフィルタ部29,リレーバッファ部30,ダミーデータ生成部31,送信パケット多重部32および制御情報組込部33をそなえて構成されている。
ここで、受信部としてのトークンフレーム終端部21は、ネットワーク上の隣接するノードからトークンフレームを受信して、このトークンフレームにおけるパケット送受信制御用のトークンパケットの同期とデータの正常性の確認を行なうとともに(終端処理)、このトークンパケットから、上述の予約制御情報送信制御情報を切り出すものである。この場合においては、端局処理部2CLからのトークンフレームのトークンパケットの送信制御情報領域(図12の符号6e参照)から、送信制御情報を切り出す。
また、トークンパケット解析部22は、トークンパケット解析部22は、トークンパケットの内容から、ネットワーク上に挿入するデータパケットとしてトークントレーラに挿入可能な領域についての帯域を算出する挿入可能帯域算出部として機能する。
さらに、トークンパケット解析部22は、自身宛ての分岐するデータパケットが占有する領域を、トークントレーラにデータパケットとして挿入可能な領域として帯域を算出するようになっている。換言すれば、上述のトークントレーラ終端部21からの送信制御情報から、予約調停済み(送信権確保済み)の領域および未予約領域の各バイト数とともに、再利用領域のバイト数を抽出するものである。
具体的には、図12に示す未予約領域6e−17に記載された内容から未予約領域の帯域(バイト数)を抽出し、宛て先対応領域6e−1における領域6eb〜6edに記載された内容から、予約調停済み領域とそのバイト数とを抽出し、領域6eeに記載された内容から、再利用領域として、受信トークントレーラにおいて自ノード2A宛てのデータパケットが多重された領域とそのバイト数とを抽出する。
すなわち、トークンパケット解析部22では、領域6eeに記載された内容から、当該トークンフレームにおける自ノード2A宛てユニキャスト数を抽出し、更に、自ノード2A宛てのデータパケットのデータ量を自ノード宛て払い出し領域のバイト数として抽出する。これらの領域のバイト数を抽出するに当たっては、領域が分断されていれば、分断された領域ごとにバイト数を抽出する。
さらに、送信パケット選択制御部23は、上述のトークンパケット解析部22での算出結果をもとに、ネットワーク上に挿入すべきデータパケットを選択制御する選択制御部として機能する。
具体的には、送信パケット選択制御部23は、上述のトークンパケット解析部22にて抽出された未予約領域のバイト数および自ノード宛て払い出しバイト数とともに、後述のQoSクラスごとのバッファ蓄積監視部27−1〜27−3からのQoSごとの送信待ちデータパケットの量から、ノード2Aから挿入すべきデータパケットについて選択制御するものである。
また、QoSクラス判定部25は、ローカル回線4Aから右回り伝送路3Rを通じて伝送すべきデータパケットを入力されて、これら入力されるデータパケットごとに付与されているQoSクラスについて判定するとともに、判定されたQoSクラスに応じて、出力先のパケットバッファ26−1〜26−3を振り分けるようになっている。
すなわち、パケットバッファ26−1〜26−3は、QoSクラス判定部25での振り分けに従って、優先順位のついた送信待ちデータパケットを蓄積するものである。即ち、最優先クラスのデータパケットは最優先クラスパケットバッファ26−1に、最優先クラスに次ぐ優先クラスのデータパケットは優先クラスパケットバッファ26−2に、非優先クラスのパケットバッファは非優先クラスパケットバッファ26−3に、それぞれ蓄積される。
そして、上述の送信パケット選択制御部23による制御を受けて、各クラスのパケットバッファ26−1〜26−3に保持されているデータパケットが出力されるようになっている。
また、バッファ蓄積監視部27−1〜27−3は、それぞれ、QoSクラスごとのパケットバッファ26−1〜26−3に蓄積されているデータ量を監視するもので、各バッファ蓄積監視部27−1〜27−3からの監視内容は、上述の送信パケット選択制御部23に対して出力される。
さらに、カレント送信パケット多重部28は、バッファ26−1〜26−3から出力されたデータパケットを多重して、後段の送信パケット多重部32に出力するものである。
また、受信パケットフィルタ部29は、受信されたトークンフレームにおいて、入力されるトークンフレームにおける自ノード宛てのユニキャストのデータパケットおよび自ノードが最終ノードにあたるマルチキャストのデータパケットについて検出し、カレント受信パケットとしてローカル回線4A側に出力するとともに、残りをWAN側データとしてリレーバッファ部30に出力するものである。換言すれば、受信パケットフィルタ部29においては、自ノード宛てのデータパケットをドロップ(分岐)するようになっている。
すなわち、受信されたトークンフレームのうちで、自ノード宛てデータパケットを除き、トークンパケットと(他ノード宛ての)中継すべきデータパケットとを後段のリレーバッファ30に出力する。
また、リレーバッファ30は、受信パケットフィルタ部29からのパケットを一旦蓄積しておくものであり、挿入可能帯域算出部としてのトークンパケット解析部22における解析結果をもとに、中継すべきデータパケットを、フレーム構成部での上記多重処理用にバッファリングする中継バッファとして機能する。
また、ダミーデータ生成部31は、トークントレーラにおける余剰帯域用にダミーデータを生成するものであり、各ノード2A〜2Cでは、ダミーデータ生成部31で生成されたダミーデータは、空データとして扱うことができるようになっている。
さらに、送信パケット多重部32は、送信パケット選択制御部23にて選択制御された内容をもとに、カレント送信パケット多重部28からのデータパケットおよびリレーバッファ部30からのデータパケットとともに、必要であればダミーデータ生成部31からのダミーデータを多重するものである。
具体的には、送信パケット多重部32においては、送信トークンフレームに挿入すべきデータパケットが選択制御されている場合には、リレーバッファ30からのトークンパケットが先行し、直後に、上述の選択制御されたデータパケットとして、カレント送信パケット多重部28からのデータパケットを多重し、後続して他ノード宛ての中継すべきデータパケットを多重する。一方、送信トークンフレームに挿入すべきデータパケットが選択制御されていない場合には、リレーバッファ30からのトークンパケットが先行し、後続して他ノード宛ての中継すべきデータパケットを多重する。尚、図2に示すノード2Bから送信するトークンフレームにおけるデータパケットC3,C2間の領域のような余剰領域の帯域については、ダミーデータ生成部31からのダミーデータを多重する。
また、制御情報組込部33は、送信パケット選択制御部23にて選択制御されたデータパケットを反映して、トークンパケットを生成(更新)するものである。即ち、自ノード宛て以外の中継すべきデータパケットの情報とともに、送信パケット選択制御部23にて選択されたデータパケットの情報をもとに、宛て先ごとのデータパケットの送信バイト数を計算して、計算結果をノード2B宛てのトークンパケットに書き込むとともに、その他の制御情報を書き込むようになっている。
換言すれば、送信パケット多重部32により、トークンパケット、ネットワーク上に挿入すべきデータパケット、および、中継すべきデータパケットの順で多重処理することにより、当該ノードから伝送すべきトークンフレームを構成するフレーム構成部として機能し、制御情報組込部33は、ネットワークに挿入すべきデータパケットと、中継すべきデータパケットとについてのデータ量の累計値を、送信宛て先毎にトークンパケットに書き込む累計値書込部として機能する。
ところで、ノード2Cの端局処理部2CRは、左回り伝送路3Lからのトークンフレームを終端し、右回り伝送路3Rへ向けたトークンパケットを生成して、自ノード2Cからアドするデータパケットをトークントレーラに挿入したトークンフレームを送出するものである。又、端局処理部2CLは、右回り伝送路3Rからのトークンフレームを終端し、右回り伝送路3Rへ向けたトークンパケットを生成して、自ノード2Cからアドするデータパケットをトークントレーラに挿入したトークンフレームを送出するものである。
これらの端局処理部2CR,2CLは基本的に同様の構成を有している。端局処理部2CRに着目すれば、例えば図14に示すような構成を有している。即ち、端局処理部2CRにおいては、前述の図13に示す中継処理部2ARに比して、リレーバッファ部30をそなえずに、トークンパケット生成部24をそなえている点が異なっている。尚、図14中、図13と同一の構成については同様の符号を付している。
ここで、端局処理部2CRのトークンパケット生成部24は、トークンパケット終端部21で終端された左回り伝送路3Lからのトークンパケットの内容をもとに送信権調停を行なって、右回り伝送路3Rへ送出するためのトークンパケットを生成するものである。又、受信パケットフィルタ部29においては、左周り伝送路3Lを通じて伝送されてきたトークントレーラ内の自ノード2C宛てデータパケットをドロップするものである。即ち、ノード2Cは左周り伝送路3Lおよび右周り伝送路3Rの端局として機能するので、データパケットの中継機能は有していない。
上述の構成により、本発明の第1実施形態における伝送装置においては、以下に示すように動作する。
たとえば、前述の図2に示すように、ネットワークシステム1においてデータパケットの伝送が行なわれる場合には、ノード2Cにおいてトークンフレーム5−1を伝送する。このとき、ノード2Cから他のノード2A,2Bに宛てたデータパケットA1,B2は、トークントレーラの先頭部分、換言すればトークンパケットの直後に挿入される。
すなわち、このノード2Cで構成されるトークンフレームは、トークンパケット,ノード2Cからネットワーク上に挿入するデータパケットおよび空データとしてのダミーデータの順で多重されて構成される(トークンフレーム構成ステップ)。また、このトークンパケットには、上述の宛て先ごとにデータパケットの累計値が書き込まれる(累計値書込ステップ)。
すなわち、図15に示すように、ノード2Cでは、トークンパケット累計値として、トークンパケット6における宛て先対応領域6e−1の領域6eeにノード2A宛ての送信バイト数累計値「A1」を、宛て先対応領域6e−2の領域6eeにノード2B宛ての送信バイト数累計値「B1」を、それぞれ書き込む。
そして、ノード2Cからのトークンフレームをノード2Aの中継処理部2ARにおいて受信すると(受信ステップ)、この中継処理部2ARの受信パケットフィルタ部29においては、自ノード2A宛てのトークンパケットをドロップし、受信トークンパケットと、ノード2B宛ての中継すべきデータパケットB1をリレーバッファ部30に出力する。尚、受信トークントレーラにおけるデータパケットB1以降の空き領域は、この受信パケットフィルタ部29で破棄する(図16のS1参照)。
すなわち、リレーバッファ部30には、トークンパケットTPと中継されるユーザパケットとしてのデータパケット(この場合はデータパケットB1)が蓄積され、自ノード2A宛てのユニキャストパケットやダミーデータは書き込まれない(図16のS2参照)。
また、トークンパケット解析部22においては、上述のごとくドロップした自ノード2A宛てデータパケットの送信バイト数「A1」を、受信トークンパケット6の宛て先対応領域6e−1の領域6eeから抽出する。そして、このドロップしたデータパケットが占有していた領域を、自身のノード2Aからのデータパケットをネットワーク上に挿入する際に使用できるようにして、改めて空領域の帯域を計算する。
すなわち、受信ステップにて受信されたトークンフレームにおけるトークンパケットの内容から、当該伝送装置2Aからネットワーク上に挿入するデータパケットとしてトークントレーラに挿入可能な領域についての帯域を算出する(挿入可能帯域算出ステップ)。このとき、当該ノード2A宛ての分岐するデータパケットA1が占有する領域を、当該ノード2Aからネットワーク上にデータパケットの挿入可能な領域として帯域を算出するのである。
そして、送信パケット選択制御部23では、挿入可能帯域算出ステップにおける算出結果をもとに、ネットワーク上に挿入すべきデータパケットをパケットバッファ26−1〜26−3に蓄積されている送信待ちデータパケットの中から選択制御する(選択制御ステップ)。
その後、送信パケット多重部32においては、挿入(アド)するデータパケットB2,C2はトークンパケットTPの直後となるように多重する(図16のS3)。即ち、トークンパケットTP、挿入するデータパケットB2,C2、および、中継すべきデータパケットB1の順でトークンフレームを構成する。
そして、制御情報組込部33において、トークンパケットの内容を更新した上で(図16のS4参照)、送信トークンフレーム5−2として送信する。トークンパケットの内容の更新は、上述の挿入するデータパケットB2,C2、中継すべきデータパケットB1とについてのデータ量の累計値を、宛て先ごとにトークンパケットに書き込むことにより行なう。
この場合においては、制御情報組込部33では、ノード2B宛てのトークンフレームを構成するトークンパケットにおける各宛て先対応領域6e−2,6e−3の領域6eeの内容を更新する。具体的には、図15に示すように、宛て先対応領域6e−2の領域6eeの内容について、ノード2B宛ての送信バイト数の累計値「B1+B2」とし、宛て先対応領域6e−3の領域6eeの内容について、ノード2C宛ての送信バイト数の累計値「C2」とする。
なお、ノード2Bにおいても、ノード2Aの場合と同様に、当該ノード2BでドロップしたデータパケットB2が占有していた領域に、データパケットC3が挿入されて、トークンフレームが構成されるが、データパケットB2が占有していた領域はデータパケットC3が占有する領域よりも大きいので、パケットC3を挿入してから後続するパケットC2が到着するまでに余剰帯域が生じる。送信パケット多重部32では、この余剰帯域については、ダミーデータ生成部31からのダミーデータを用いてパケット多重処理を行なう。
また、ノード2Bの制御情報組込部33では、トークンパケット6における宛て先対応領域6e−3の領域6eeにノード2C宛ての送信バイト数累計値「C2+C3」を書き込み、トークンフレーム5−3として伝送する。
なお、第1実施形態においては、上述の各ノード2A〜2Cの送信パケット選択制御部23においては、ネットワーク上にアドすべく選択制御するデータパケットと、中継すべきデータパケットとを多重しても、トークントレーラの帯域(1トークン時間での帯域)を越えないように、ネットワークに挿入すべきデータパケットを選択制御するようにしている。
すなわち、トークンパケット解析部22において、入力されるトークンパケットの領域6eeの内容から、ネットワークシステム1上の帯域を管理し、ドロップするデータパケットと未予約帯域と自ノードに対する割り当て帯域にしたがって、伝送路帯域を越えないようにデータパケットをアドすることで、いったん伝送路上に送信されたデータパケットの帯域保証とトークントレーラ以内の遅延時間を保証する。
また、前述したように、図15におけるデータパケットの伝送に際しては、各ノード2A〜2Cの送信パケット選択制御部23においては、予約調停済み領域と、未予約領域と、再利用領域としてのドロップした自ノード宛てのデータパケットの領域と、これらの領域の帯域(バイト数)を用いてアドするデータパケットを選択制御している。
この図15に示す場合においては、ノード2Cにおいてアドするデータパケットのために使用可能なバイト数は、ノード2C用に予約調停済みの帯域(予約済C)と、未予約の帯域(未予約)との和になる。
また、ノード2Aにおいてアドするデータパケットのために使用可能なバイト数は、ノード2A用に予約調停済みの帯域(予約済A)と、未予約の帯域(未予約)と、ドロップしたデータパケットの領域の帯域(A1)との和になる。同様に、ノード2Bにおいてアドするデータパケットのために使用可能なバイト数は、ノード2B用に予約調停済みの帯域(予約済B)と、未予約の帯域(未予約)と、ドロップしたデータパケットの領域の帯域(B1+B2)との和になる。
各ノード2A〜2Cにおいては、上述のごとくデータパケット挿入のために使用可能な領域を管理しておくことにより、従来よりの予約済みおよび未予約のトラフィックに加えて、ユニキャストのトラフィック管理しているので、帯域の利用効率を更に向上させている。
図17は、中間ノード2A,2Bを構成するトークンパケット解析部22において、受信されたトークンフレームにおけるトークンパケットから、当該ノード2A,2Bにおいて挿入可能なデータパケットの帯域を、品質クラスごとに上位の品質クラスから優先的に算出し、送信パケット選択制御部23において、トークンパケット解析部22での上述の算出結果をもとに、パケットバッファ26−1〜26−3に蓄積されているデータパケットのうちで、優先度の高いものから優先的に選択制御して、トークントレーラの帯域を割り当てる動作例を示す図である。
たとえば、ノード2Aにおける中継処理部2ARのトークンパケット解析部22においては、受信トークンパケットの未予約領域6e−17から未予約領域41を、宛て先対応領域6e−1の領域6eeから、自ノード宛てのデータパケットが占有していた領域のバイト数(ドロップバイト数)42を抽出すると、まず、これらの未予約領域とドロップバイト数42との和を、最優先クラスに対する帯域割り当て前の空き領域43とする。
そして、この割り当て前の空き領域43に、トークンパケット6の領域6ebから抽出されたQoSクラス0(最優先クラス)用の送信予約調停済みの割り当て領域のバイト数44を加えた値45が、最優先クラスで使用可能なバイト数となる。
さらに、この値45から、パケットバッファ26−1から取り出されるデータパケットのバイト数46を引いた値を、優先クラスに対する帯域割り当て前の空き領域47とする。そして、割り当て前の空き領域47に、トークンパケット6の領域6ecから抽出されたQoSクラス1(優先クラス)用に予め送信予約調停済みの割り当て領域のバイト数48を加えた値49が、優先クラスでの使用可能なバイト数となる。
さらに、この値49から、パケットバッファ26−2から取り出されるデータパケットのバイト数50を引いた値を、優先クラスに対する帯域割り当て前の空き領域51とする。そして、割り当て前の空き領域51に、トークンパケット6の領域6edから抽出されたQoSクラス2(非優先クラス)用に予め送信予約調停済みの割り当て領域のバイト数52を加えた値53が、非優先クラスでの使用可能なバイト数となる。
なお、この値53から、パケットバッファ26−3から取り出されるデータパケットのバイト数54を引いた値が、最終的な当該トークントレーラにおける空き領域の帯域55となる。
また、制御情報組込部33においては、トークンパケット6の領域6eeの値について、ドロップバイト数42を減算するとともに、各QoSクラスのパケットバッファ26−1〜26−3から取り出されたバイト数56〜58を加算する。
このように、本発明の第1実施形態によれば、ノード2Aおよび2Bの制御情報組込部33において、ネットワークに挿入すべきデータパケットと、中継すべきデータパケットとについてのデータ量の累計値を、送信宛て先毎に該トークンパケットに書き込み、送信パケット多重部32および制御情報組込部33において、累計値が書き込まれたトークンパケット、ネットワーク上に挿入すべきデータパケット、および、中継すべきデータパケットの順で多重処理することにより、当該ノード2A,2Bから伝送すべきトークンフレームを構成することができるので、ネットワーク上の使用帯域をデータ通信に必要なノード間のみで使用するようにできるので、帯域の有効利用が可能となる。又、ネットワークからドロップする帯域とアドする帯域と予約された帯域とを管理/制御することにより、ネットワーク上のパケットの生存を補償するとともに、遅延時間を1トークン時間内に抑えることができる利点がある。
なお、上述の第1実施形態においては、ネットワークシステム1を構成する伝送装置としてのノードは、3つのノード2A〜2Cにより構成しているが、本発明によればこれに限定されず、3つ以上のノードにより構成されたリングネットワークとすることとしてもよい。
[b]第2実施形態の説明
図18は本発明の第2実施形態にかかるネットワークシステム61を論理的に図示したものである。この図18に示すネットワークシステム61においても、前述の第1実施形態の場合と同様、リングネットワークにより構成されているが、伝送装置として5つのノード62A〜62Eがリング状に接続されるようになっている。
ここで、ノード62Aにおいては伝送路63Rの端局処理部62ARおよび伝送路63Lの端局処理部62ALをそなえるとともに、ノード62B〜62Eはそれぞれ、伝送路63R上のデータパケットを中継処理するための中継処理部62BR〜62ERをそなえるとともに、伝送路63L上のデータパケットを中継処理するための中継処理部62BL〜62ELをそなえて構成されている。
端局処理部62AR,62ALはそれぞれ、前述の第1実施形態における端局処理部2CR,2CLと同様の構成をそなえ、ノード62B〜62Eにおける中継処理部62BR〜62ER,62BL〜62ELは、前述の第1実施形態におけるノード2Aの中継処理部2AR,2ALと基本的に同様の構成を有している。
このような構成により、第2実施形態におけるネットワークシステム61においては、例えばこの図18に示すような態様で伝送路63R上のデータパケットの中継処理が行なわれる。
この図18において、65A〜65Eはそれぞれ、ノード62A〜62Eから送出されるトークンフレームを、トークンフレーム65A〜65E中の「TP」はトークンパケットが占有する領域を、「A」〜「E」はそれぞれ宛て先ノード62A〜62Eのデータパケットが占有する領域を、「MC」はマルチキャストのデータパケットが占有する領域を、「A」〜「E」および「MC」に付された数字は、当該データパケットが占有する領域の大きさ(帯域)を示している。なお、図18で扱っているMCマルチキャストパケットが占有する領域は、全ノードで使用するため、再利用を行なうことはできない。
第2実施形態における各中継処理部62BR〜62ERにおいても、トークンパケットとともに伝送路データパケットの有効パケットのみをリレーバッファ部30に書き込み、伝送路データ(中継すべきデータパケット)が存在しないときは、ダミーデータを多重する。
このとき、自ノード宛のデータパケットをドロップ(削除)して、自ノード発のデータパケットをアドする場合、ドロップしたデータパケットの方が、アドするデータパケットより大きい場合には、ダミーデータを書き込むこととなる。このダミーデータの書き込みが、複数ノードで発生すると、有効データパケットがトークントレーラに虫食い状態で格納されることとなる。
しかしながら、第2実施形態によれば、アドするパケット位置をトークンパケットの直後にすることにより、上述のごとき虫食い状態になった場合でもアドするデータパケット量が増加して、伝送路帯域上限まで達するときは、付加したダミーデータを全て排除して、伝送路帯域を有効に使用することが出来る。
たとえば、この図18に示す符号65B′〜65E′は、ノード62BR〜62ERでそれぞれ受信したトークンフレームについて、自ノード62B〜62E宛てのデータパケットをドロップしたものであるが、これらのトークンフレーム65B′〜65E′のように、余剰領域が虫食い状態で生じた場合においても、トークンパケットの直後の位置にデータパケットをアドすることにより、虫食いが最小限に排除されたトークンフレーム65B〜65Eとすることができるのである。
[c]第3実施形態の説明
上述の第1,第2実施形態におけるノード2A〜2C(62A〜62E)において、送信パケット選択制御部23において自ノード2A〜2Cからアドする送信待ち状態のデータパケットを選択する際には、それぞれのノード2A〜2Cでネットワーク上にアドすべく選択制御するデータパケットと、中継すべきデータパケットとを多重しても、トークントレーラの帯域(1トークン時間での帯域)を越えないように、ネットワークに挿入すべきデータパケットを選択制御するようにしている。
この場合には、ノード62Bにおいて、例えば図19に示す(ノード62D宛ての)データパケット「D」が送信待ち状態にある場合には、当該データパケット「D」の帯域が、トークンフレーム65−1,65−3の空き領域のサイズよりも大きく、トークンフレーム65−2には空き領域がないため、結局トークンフレーム65−4をノード62Bから伝送するときまで、データパケット「D」のアドを待機しなければならない。
これに対して、第3実施形態におけるノード72A〜72D(図20参照)においては、それぞれのノード72A〜72Dでネットワーク上にアドすべく選択制御するデータパケットと、中継すべきデータパケットとを多重した場合に、トークントレーラの帯域(1トークン時間での帯域)を越える場合には、ネットワーク上にアドするデータパケットを、1トークン時間での帯域に収まるようにフラグメント(分断)処理を行なって挿入できるようにしている。
図20は本発明の第3実施形態にかかるネットワークシステム71を論理的に図示したものである。この図20に示すネットワークシステム71においても、前述の第1,第2実施形態の場合と同様、リングネットワークにより構成されているが、伝送装置として4つのノード72A〜72Dがリング状に接続されるようになっている。
そして、このノード72A〜72Dは、前述の各実施形態の場合と同様に伝送路73R,73Lによって接続されて、端局としてのノード72Aは端局処理部72AR,72ALをそなえ、中間局としてのノード72B〜72Dはそれぞれ中継処理部72BR〜72DR,72BL〜72DLをそなえている。
第3実施形態における中継処理部は、ノード72Bの中継処理部72BRに着目すると、前述の図13に示すものの構成に加え、図21に示すように、各パケットバッファ26−1〜26−3とカレント送信パケット多重部28との間にフラグメント制御部(フラグメント処理部)34−1〜34−3をそなえることにより、送信データパケットについてフラグメント処理を行なってアドするとともに、受信パケットフィルタ部29のドロップ出力側にデフラグメント処理部35をそなえて構成されている。
なお、端局処理部72AR,72ALについては、図14の構成に加え、上述の中継処理部72BRの場合と同様の位置にフラグメント制御部34−1〜34−3およびデフラグメント処理部35と同様の機能部をそなえて構成することができる。
ここで、中継処理部72BRに着目すると、フラグメント処理部34−1〜34−3は、例えば図20に示すように、ノード72D宛てのデータパケット「D」をトークントレーラに挿入する際に、2つのデータパケット「D−1」,「D−2」に分断するとともに、これら分断されたデータパケット「D−1」,「D−2」に、もとのデータパケットに対する相対的な位置をあらわすフレームヘッダ「FH」を個別に付すものである。
送信パケット選択制御部23では品質クラスに基づく優先度に応じてネットワーク上にアドすべきデータパケットを、パケットバッファ26−1〜26−3のいずれかに蓄積されている送信待ち状態のデータパケットから選択する。このとき、選択されたデータパケットの品質に対応するフラグメント処理部34−1〜34−3においては、周期的に伝送されるトークンフレーム75−1〜75−3の空き領域の帯域に応じて、パケットバッファ26−1〜26−3から入力されてくるデータパケットについてフレームヘッダFHを付して分断するようになっている。
そして、送信待ち状態のデータパケットDを分断するサイズは、当該分断されたデータパケットと後述のごとく固定長のフレームヘッダ「FH」とをあわせた帯域が、ノード72Cへ送出すべきトークンフレームの空き領域の帯域に収まるような帯域とする。換言すれば、フラグメント処理部34−1〜34−3においては、フラグメント用ヘッダ分の帯域使用分を考慮してデータパケットを分断するサイズを決定する。
すなわち、データパケットDが入力されたフラグメント処理部34−1〜34−3においては、トークンパケット解析部22にて解析されたトークンフレーム75−1〜75−3の空き領域に応じたデータサイズに当該データパケットを分断し、フレームヘッダ「FH」が付されたデータパケット「D−1」についてはトークンフレーム75−1におけるトークンパケットTPの直後の領域76−1に挿入し、フレームヘッダ「FH」が付されたデータパケット「D−2」についてはトークンフレーム75−3におけるトークンパケットTPの直後の領域76−3に挿入する。
なお、トークンフレーム75−2のように、空き領域のないものにはデータパケットは挿入せずに、中継すべきデータパケットの確実な伝送を保証する。即ち、フラグメントされたデータパケットは、いくつかのトークンフレーム分離れて伝送されることもある。
図22は、上述の分断されたデータパケットに付されるフレームヘッダ77のフレームフォーマットを示す図である。この図22に示すように、フレームヘッダ77は、例えば1バイトのSFP(Start of Fragment Packet)領域77a,例えば1バイトのEFP(End of Fragment Packet)領域77b,例えば5バイトのFLG_SEQ(Fragment Packet Sequence Number)領域77c,例えば1バイト未定義のRSV(reserve)領域77dおよび受信したデータが正しいかどうかをチェックするための例えば8バイトのFCS(Frame Check Sequence)領域77eにより構成されている。
ここで、SFP77aは、「1」とした場合に後続のパケットが先頭部分のフラグメントパケットであることをあらわすもので、EFP77bは、「1」とした場合に後続のパケットが終了部分のフラグメントパケットであることをあらわすもので、FLG_SEQ77cは、フラグメントパケットのシーケンス番号で、パケットの連続性を保証するためのものである。
これにより、例えば図23に示すように、フラグメント処理部34−1〜34−3では、データパケット78を4つのフラグメントパケット78−1〜78−4に分断して、各フラグメントパケット78−1〜78−4には、その相対位置に応じたフレームヘッダ77−1〜77−4を付すことができるようになっている。
すなわち、フラグメントパケット78−1に付されるフレームヘッダ77−1のSFP77aには「1」が、EFP77bには「0」が、FLG_SEQ77cには「0」が、それぞれ書き込まれて、フラグメントパケット78−1がデータパケット78の先頭部分であることをあらわす。
同様に、フラグメントパケット78−2,78−3に付されるフレームヘッダ77−2,77−3のSFP77aおよびEFP77bにはともに「0」が、FLG_SEQ77cにはそれぞれ「1」,「2」が書き込まれて、フラグメントパケット78−2がデータパケット78の2番目で、フラグメントパケット78−3がデータパケットの3番目であることをあらわす。
さらに、フラグメントパケット78−4に付されるフレームヘッダ77−4のSFP77aには「0」が、EFP77bには「1」が、FLG_SEQ77cには「3」が、それぞれ書き込まれて、フラグメントパケット78−4がデータパケット78の最終部分であって、データパケット78は4つに分断されていることをあらわす。
なお、データパケット78に続いてデータパケット79についてフラグメント処理を行なう場合には、フラグメント処理部34−1〜34−3においては、FLG_SEQ77cの値としては、リセットすることなく、データパケット78のフラグメントパケット78−1〜78−4に付していた番号に連続した番号を使用する。この番号は例えば「0」〜「31」の間で循環させる。即ち、データパケット79のフラグメントパケット79−1に対するフレームヘッダ77−5のFLG_SEQ77cには「4」を、フラグメントパケット79−2に対するフレームヘッダ77−6のFLG_SEQ77cには「5」を、それぞれ書き込む。これにより、データパケット間での連続性をフラグメントパケットのレベルで保証している。
また、上述のフラグメント処理部34−1〜34−3におけるフラグメント処理は、アービタの動作如何によっては、同一ノード72Bの異種クラス間において、時間差的に同一トークンフレームに多重するデータパケットのために行なわれることも想定される。
また、デフラグメント処理部35は、図21に示すように、ヘッダチェック部35aおよびm個のデフラグ用バッファ35b−1〜35b−mからなるデフラグ用バッファ部35bをそなえて構成されている。
ここで、ヘッダチェック部35aは、受信パケットフィルタ部29から自ノードあてにドロップすべきデータパケットについて、トークンパケットの内容に応じてフラグメントパケットを後段のデフラグ用バッファ35b−1〜35b−mに振り分けるとともに、更にフラグメントパケットに付されたフレームヘッダの内容についてチェックして、デフラグ用バッファ35b−1〜35b−mに蓄積されているパケットの出力制御を行なうようになっている。
デフラグ用バッファ35b−1〜35b−mの個数としては、ネットワーク上においてフラグメントされる可能性のあるデータパケットのデフラグに全て対応するために、(ネットワーク上のノード数〔この場合は4〕)×(品質クラス数〔この場合は3〕)としている。
これにより、各デフラグ用バッファ35b−1〜35b−mにおいては、SFP=1のヘッダを有するフラグメントパケットが入力されてから、EFP=1のヘッダを有する該当フラグメントパケットが入力されるまではフラグメントパケットを蓄積するとともに、EFP=1のヘッダを有する該当フラグメントパケットが入力された場合にはヘッダチェック部35aからの出力制御により、フラグメントパケットが結合されたもとの形式でデータパケットを出力することができるようになっている。
上述の構成により、本発明の第3実施形態におけるネットワークシステム71のノード72A〜72Dにおいては、以下に示すようなフラグメント処理を行なってデータパケットをアドするとともに、以下に示すようなデフラグメント処理をドロップすべきデータパケットについて行なう。
まず、上述の図20におけるノード72Bの中継処理部72BRのように、フラグメント処理を行なう場合においては、送信パケット選択制御部23においては、トークンパケット解析部22からのトークンパケットの空き領域の帯域についての算出結果をもとに、フラグメント処理を行なう際の十分な帯域が空き領域として存在するかを判断して、このように十分な空き帯域がある場合に、分断されたフラグメントパケットを、先頭部分から順番にフレームヘッダ77(図22参照)を付して挿入していく。
すなわち、例えば図24のフローチャートに示すように、トークンパケット解析部22における空き領域の帯域の算出の結果、例えば64バイト以上のように一定以上のバイト数の帯域を有する空き領域がトークントレーラに見つかった場合には、送信パケット選択制御部23においては、いずれかの品質クラスにかかるパケットバッファ26−1〜26−3に蓄積されている送信待ちデータパケットを選択的に出力するとともに、フラグメント制御部34−1〜34−3での分断サイズについて制御する。
すなわち、フラグメント制御部34−1〜34−3では、パケットバッファ26−1〜26−3から入力されたデータパケットについて、フレームヘッダ77の帯域と併せて分断されたフラグメントパケットが適切に収まるサイズとなるよう、先頭部分から分断処理を行なう。そして、その相対位置に応じた内容のフレームヘッダ(SFP=1,EFP=0,FLG_SEQ=0)77を付してトークントレーラにアドする(ステップA1のYESルートからステップA3)。
そして、送信パケット選択制御部23において、先頭部分に続く部分についても、例えば64バイト以上の帯域を有する空き領域を探し、フラグメント制御部34−1〜34−3において、見つかった空き領域のサイズに応じて分断サイズを制御し、その相対位置に応じた内容のフレームヘッダ77(SFP=0,EFP=0,FLG_SEQ=1)77を付してトークントレーラにアドする(ステップA4のYESルートからステップA6)。
さらに、残りの最終部分についても、例えば64バイト以上の帯域を有する空き領域を探し、フラグメント制御部34−1〜34−3において、見つかった空き領域のサイズに応じて分断サイズを残りの最終部分とし、その相対位置に応じた内容のフレームヘッダ77(SFP=0,EFP=1,FLG_SEQ=2)77を付してトークントレーラにアドする(ステップA7のYESルートからステップA9)。
なお、トークンパケット解析部22における空き領域の帯域の算出の結果、空き帯域であるが例えば64バイト以上の帯域を有していないものが見つかった場合には、送信パケット多重部32を制御して、ダミーデータ生成部31からのダミーデータを多重してトークンフレームを構成する(ステップA1,A4,A7のNOルートからステップA2,A5,A8)。
また、上述の図24の場合においては、データパケットについて3つのフラグメントパケットに分断して伝送する場合について説明しているが、2つのフラグメントパケットに分断して伝送する場合には、図中処理はステップA1〜A6で完結し、4つ以上のフラグメントパケットに分断して伝送する場合には、図中ステップA4〜A6に即した処理が適宜繰り返して行なわれる。
さらに、上述の図20におけるノード72Dの中継処理部72DRのように、ノード72A〜72Dにおいてデフラグメント処理を行なう場合においては、ヘッダチェック部35a受信パケットフィルタ29からのドロップすべきフラグメントパケットについてフレームヘッダをチェックする。
まず、ヘッダチェック部35aにおいて、FLG_SEQに書き込まれた値がエラー値である場合には、当該フラグメントパケットを破棄するとともに、レジスタに状態を書き込む(ステップB1のYESルートからステップB2)。
また、ヘッダチェック部35aにおいて、先頭のフラグメントパケットにあたるSFP=1がフレームヘッダに書き込まれたフラグメントパケットを受信したとき、該当するデフラグ用バッファ35−1〜35−mに蓄積データが存在する場合には、当該蓄積データをクリアしてから、デフラグ用バッファ35−1〜35−mに受信フラグメントパケットを蓄積する(ステップB3のYESルートからステップB4,B5)。該当するデフラグ用バッファ35−1〜35−mに蓄積データが存在しない場合には、デフラグ用バッファ35−1〜35−mにそのまま受信フラグメントパケットを蓄積する(ステップB3のNOルートからステップB5)。
そして、ヘッダチェック部35aでは、一定時間、蓄積したフラグメントパケットにおけるヘッダのFLG_SEQの値に続くべきフラグメントパケットの入力を待ち(ステップB6)、次のフラグメントパケットを時間内に受信した場合には(ステップB6のNOルートからステップB8)、そのヘッダのSEQに書き込まれた値の順序整合性をチェックして(ステップB9)、正常であると判定された場合には、当該フラグメントパケットを、該当するデフラグ用バッファ35b−1〜35b−mに蓄積する(ステップB9のNOルートからステップB11)。
なお、上述のステップB6において、一定時間、蓄積したフラグメントパケットにおけるヘッダのFLG_SEQの値に続くべきフラグメントパケットの入力がない場合には、タイムアウト処理として、デフラグ用バッファ35b−1〜35b−mに蓄積されていた該当フラグメントパケットをクリアして、レジスタに状態を書き込む(ステップB6のYESルートからステップB7)。
また、上述のステップB9において、ヘッダのSEQに書き込まれた値の順序整合性のチェックの結果、エラーであると判定された場合には、当該入力されたフラグメントパケットを破棄するとともに、レジスタに状態を書き込む(ステップB9のYESルートからステップB10)。
以降、EFP=1とする該当フラグメントパケットがヘッダチェック部35aに入力されるまで、デフラグ用バッファ35b−1〜35b−mにフラグメントパケットを順次蓄積していく(ステップB12のNOルート,ステップB13の“0”ルートからステップB6)。
なお、途中において、他のトークンフレームにかかるフラグメントパケットを受信した場合においても、並行してヘッダの内容をチェックして、正常であれば対応するデフラグ用バッファ35b−1〜35b−mに蓄積していく(ステップB13の“1”ルートからステップB1)。
その後、EFP=1とするヘッダが付されたフラグメントパケットがヘッダチェック部35aに入力された場合には、そのフラグメントパケットを該当デフラグ用バッファ35b−1〜35b−mに蓄積したのち、そのデフラグ用バッファ35b−1〜35b−mを出力制御することにより、デフラグされた(蓄積されたフラグメントパケットが順序正しく結合された)データパケットとして図示しないローカル回線に出力される(ステップB14)。
これにより、各デフラグ用バッファ35b−1〜35b−mにおいては、ヘッダチェック部35aにおいて、SFP=1のヘッダを有するフラグメントパケットが入力されてから、EFP=1のヘッダを有する該当フラグメントパケットが入力されるまではフラグメントパケットを蓄積するとともに、EFP=1のヘッダを有する該当フラグメントパケットが入力された場合にはヘッダチェック部35aからの出力制御により、フラグメントパケットが結合されたもとの形式でデータパケットを出力することができるのである。
このように、本発明の第3実施形態によれば、前述の第1実施形態の場合と同様の利点があるほか、フラグメント制御部34−1〜34−3およびデフラグメント処理部35をそなえたことにより、それぞれのノード72A〜72Dでネットワーク上にアドすべく選択制御するデータパケットと、中継すべきデータパケットとを多重した場合に、トークントレーラの帯域(1トークン時間での帯域)を越える場合には、ネットワーク上にアドするデータパケットを、1トークン時間での帯域に収まるようにフラグメント(分断)処理を行なって挿入できるようにしているので、トークンフレームをまたがるようにパケット送信できるようにして、トークンレイヤの帯域使用率を飛躍的に向上させることができる利点がある。
とくに、隣接するノードへのユニキャストのデータパケットが比較的多く発生する場合には、上述のごときフラグメント処理が発生する頻度が比較的高くなるため、このようなユニキャストパケットのトラフィックが比較的多いネットワークにおいて本発明を適用すれば、帯域使用効率についても一層顕著に向上することが期待される。
[d]その他
上述の各実施形態におけるネットワークシステム1,61,71は、いずれもリングネットワークにより構成されているが、本発明によればこれに限定されるものではなく、右周り伝送路3R,63R,73Rの端局処理部および左回り伝送路3L,63L,73Lの端局処理部としての機能を、異なるノードに設けるようにすれば、例えばリニアネットワーク等のリング以外のトポロジを有するネットワークに適用することも、もちろん可能である。
また、上述の各実施形態においては、右回り伝送路3R,63R,73R上を伝送するトークンフレームに着目して各ノード2A〜2C,62A〜62E,72A〜72Eの機能について説明しているが、左周り伝送路3L,63L,73L上を伝送するトークンフレームについても同様に伝送することができることはいうまでもない。
[e]付記
(付記1) トークンパケットと、該トークンパケットに後続してデータパケットを伝送するためのトークントレーラとからなるトークンフレームがネットワーク上を伝送されることにより、該ネットワークをなす複数の伝送装置が相互に通信を行なうネットワークシステムにおける各伝送装置のトークンフレーム構成方法であって、
該トークンパケット、該ネットワーク上に挿入すべきデータパケット、および、該中継すべきデータパケットの順で多重処理することにより、当該伝送装置から伝送すべきトークンフレームを構成するフレーム構成ステップと、
該フレーム構成ステップにて構成されたトークンフレームをなすトークンパケットに、該ネットワークに挿入すべきデータパケットと、中継すべきデータパケットとについてのデータ量の累計値を、送信宛て先毎に書き込む累計値書込ステップと、
をそなえて構成されたことを特徴とする、トークンフレーム構成方法。
(付記2) 該ネットワーク上の他の伝送装置で構成されたトークンフレームを受信する受信ステップと、
該受信ステップにて受信されたトークンフレームにおけるトークンパケットの内容から、当該伝送装置から該ネットワーク上に挿入するデータパケットとして該トークントレーラに挿入可能な領域についての帯域を算出する挿入可能帯域算出ステップと、
該挿入可能帯域算出ステップにおける算出結果をもとに、該ネットワーク上に挿入すべきデータパケットを選択制御する選択制御ステップとをそなえ、
該フレーム構成ステップにおいては、該トークンパケット、該選択制御ステップで選択制御されたデータパケット、および、該中継すべきデータパケットの順で多重処理することにより、当該伝送装置から伝送すべきトークンフレームを構成し、
該累計値書込ステップにおいては、該挿入可能帯域算出ステップでの算出結果および選択制御ステップにおいて該ネットワーク上に挿入すべきデータパケットの選択制御の結果をもとにして、該フレーム構成ステップにて構成されたトークンフレームをなすトークンパケットに、該累計値を、送信宛て先毎に書き込むことを特徴とする、付記1記載のトークンフレーム構成方法。
(付記3) 該挿入可能帯域算出ステップにおいては、当該伝送装置宛ての分岐するデータパケットが占有する領域を、当該伝送装置から該ネットワーク上にデータパケットを挿入可能な領域として帯域を算出することを特徴とする、付記2記載のトークンフレーム構成方法。
(付記4) 該フレーム構成ステップにおいて、該トークンフレームを構成するにあたり、
該挿入可能帯域算出ステップにおける算出結果をもとに、上記中継すべきデータパケットを上記多重処理用にバッファリングする一方、
該トークントレーラにおける余剰帯域については、ダミーデータを用いて上記多重処理を行なうことを
特徴とする、付記3記載のトークンフレーム構成方法。
(付記5) 該挿入可能帯域算出ステップにおいて、該受信ステップにて受信されたトークンフレームにおけるトークンパケットから、当該伝送装置において挿入可能なデータパケットの帯域を、品質クラスごとに上位の品質クラスから優先的に算出し、
該選択制御ステップにおいて、該挿入可能帯域算出ステップにおける上記算出結果をもとに、該フレーム構成ステップで上記多重処理するための、該ネットワーク上に挿入すべきデータパケットを、品質クラスの上位のものから優先的に選択制御することを特徴とする、付記2記載のトークングレーム構成方法。
(付記6) 該選択制御ステップにおいては、選択制御するデータパケットと該中継すべきデータパケットとを多重しても該トークントレーラの帯域を越えないように、該ネットワークに挿入すべきデータパケットを選択制御することを特徴とする、付記2記載のトークンフレーム構成方法。
(付記7) 該選択制御ステップにおいては、選択された該ネットワークに挿入すべきデータパケットと該中継すべきデータパケットとを多重すると該トークンフレームの帯域を越える場合には、上記多重した場合に該トークンフレームに収まる帯域となるように、該選択制御したデータパケットについてフラグメント処理を行なうことを特徴とする、付記2記載のトークンフレーム構成方法。
(付記8) 該フラグメント処理を行なう際には、フラグメント処理前のパケットに対するフラグメント位置を示す識別子を、フラグメント処理後の各パケットに付与することを特徴とする、付記7記載のトークンフレーム構成方法。
(付記9) トークンパケットと、該トークンパケットに後続してデータパケットを伝送するためのトークントレーラとからなるトークンフレームがネットワーク上を伝送されて該ネットワークをなす複数の伝送装置が相互に通信を行なうネットワークシステムにおける伝送装置であって、
該トークンパケット、該ネットワーク上に挿入すべきデータパケット、および、該中継すべきデータパケットの順で多重処理することにより、当該伝送装置から伝送すべきトークンフレームを構成するフレーム構成部と、
該フレーム構成部にて構成されたトークンフレームをなすトークンパケットに、該ネットワークに挿入すべきデータパケットと、中継すべきデータパケットとについてのデータ量の累計値を、送信宛て先毎に書き込む累計値書込部と、
をそなえて構成されたことを特徴とする、伝送装置。
(付記10) 該ネットワーク上の他の伝送装置において構成されたトークンフレームを受信する受信部と、
該受信部にて受信されたトークンフレームにおけるトークンパケットの内容から、該ネットワーク上に挿入するデータパケットとして該トークントレーラに挿入可能な領域についての帯域を算出する挿入可能帯域算出部と、
該挿入可能帯域算出部における算出結果をもとに、該ネットワーク上に挿入すべきデータパケットを選択制御する選択制御部とをそなえ、
該フレーム構成部が、該トークンパケット、該選択制御部で選択制御されたデータパケット、および、該中継すべきデータパケットの順で多重処理するように構成され、
かつ、該累計値書込部が、該挿入可能帯域算出部での算出結果および選択制御部における上記選択制御の結果をもとにして、該フレーム構成部にて構成されたトークンフレームをなすトークンパケットに、該累計値を、送信宛て先毎に書き込むように
構成されたことを特徴とする、付記9記載の伝送装置。
(付記11) 該挿入可能帯域算出部が、自身宛ての分岐するデータパケットが占有する領域を、該トークントレーラにデータパケットとして挿入可能な領域として帯域を算出するように構成されたことを特徴とする、付記10記載の伝送装置。
(付記12) 該挿入可能帯域算出部における解析結果をもとに、上記中継すべきデータパケットを、該フレーム構成部での上記多重処理用にバッファリングする中継バッファと、
該トークントレーラにおける余剰帯域用にダミーデータを生成するダミーデータ生成部とをそなえ、
該トークン構成部が、該累計値書込部からのトークンパケット、該選択制御部にて選択制御されたデータパケット、および該中継バッファでバッファリングされているデータパケットの順序でトークンフレームを構成する一方、該余剰帯域についてはダミーデータ生成部からのダミーデータを挿入するように構成されたことを
特徴とする、付記11記載の伝送装置。
(付記13) 該累計値書込部が、該ネットワークに挿入すべきデータパケットと、中継すべきデータパケットとについてのデータ量の累計値を、送信宛て先毎に品質クラスに応じて該トークンパケットに書き込むように構成され、
該挿入可能帯域算出部が、該受信部にて受信されたトークンフレームにおけるトークンパケットから、当該伝送装置において挿入可能なデータパケットの帯域を、品質クラスごとに上位の品質クラスから優先的に算出するように構成され、
かつ、該選択制御部が、該挿入可能帯域算出部における上記算出結果をもとに、該ネットワーク上に挿入すべきデータパケットを、品質クラスの上位のものから優先的に選択制御すべく構成されたことを特徴とする、付記10記載の伝送装置。
(付記14) 該選択制御部が、該中継すべきデータパケットと多重した場合に該トークントレーラの帯域を越えないような帯域を有するデータパケットを、該ネットワークに挿入すべきデータパケットとして選択制御すべく構成されたことを特徴とする、付記10記載の伝送装置。
(付記15) 該選択制御部においては、該ネットワークに挿入すべきデータパケットと該中継すべきデータパケットとを多重した場合に、該トークンフレームの帯域を越える場合には、上記多重した場合に該トークンフレームに収まる帯域となるように、該選択制御したデータパケットについてフラグメント処理を行なうフラグメント処理部をそなえて構成されたことを特徴とする、付記10記載の伝送装置。
(付記16) 該受信部が、他の伝送装置からのトークンフレームを受信するとともに、該受信されたトークンフレームに上記フラグメント処理が行なわれたデータパケットが含まれている場合には、上記フラグメント処理が行なわれたデータパケットについてデフラグメント処理を行なうデフラグメント処理部をそなえて構成されたことを特徴とする、付記15記載の伝送装置。
本発明の第1実施形態にかかる伝送装置が適用されるネットワークシステムについて示す図である。 第1実施形態における各ノードによるトークンフレームの送受信の一例を示す図である。 第1実施形態における各ノードによるトークンフレームの送受信の一例を示す図である。 第1実施形態における各ノードによるトークンフレームの送受信の一例を示す図である。 第1実施形態における各ノードによるトークンフレームの送受信の一例を示す図である。 第1実施形態における各ノードによるトークンフレームの送受信の一例を示す図である。 第1実施形態における各ノードによるトークンフレームの送受信の第2の例を示す図である。 第1実施形態における各ノードによるトークンフレームの送受信の第2の例を示す図である。 第1実施形態における各ノードによるトークンフレームの送受信の第2の例を示す図である。 第1実施形態における各ノードによるトークンフレームの送受信の第2の例を示す図である。 第1実施形態における各ノードによるマルチキャストパケットを多重したトークンフレームについての送受信の例を示す図である。 第1実施形態における右回り伝送路または左回り伝送路で周回するトークンパケットのフォーマットを示す図である。 第1実施形態における中継処理部の構成を示すブロック図である。 第1実施形態における端局処理部の構成を示すブロック図である。 第1実施形態におけるトークンパケットに、宛て先ごとにデータパケットの累計値が書き込まれることを説明する図である。 第1実施形態におけるトークンフレームを構成する機能部の動作を説明する図である。 挿入可能なデータパケットの帯域を、品質クラスごとに上位の品質クラスから優先的に算出する態様について説明する図である。 本発明の第2実施形態にかかるネットワークシステムを論理的に図示したものである。 第3実施形態における効果を説明するための図である。 本発明の第3実施形態にかかるネットワークシステムを論理的に図示したものである。 第3実施形態の中継処理部の構成を示すブロック図である。 第3実施形態における分断されたデータパケットに付されるフレームヘッダのフレームフォーマットを示す図である。 第3実施形態におけるフラグメント処理の態様について説明するための図である。 第3実施形態におけるフラグメント処理について説明するためのフローチャートである。 第3実施形態におけるデフラグメント処理について説明するためのフローチャートである。 従来技術を説明する図である。
符号の説明
1,61,71 ネットワークシステム
2A〜2C,62A〜62E,72A〜72E,100A〜100C ノード(伝送装置)
2AR,2AL,2BR,2BL,62BR〜62ER,62BL〜62EL,72BR〜72DR,72BL〜72DL 中継処理部
2CR,2CL,62AR,62AL,72AR,72AL 端局処理部
3R,63R,73R 右回り伝送路
3L,63L,73L 左回り伝送路
4A〜4C ローカル回線
4A−1,4C−1 映像配信端末
4A−2,4B−1,4C−2 ユーザ端末
4A−3,4B−2 モニタ
5−1〜5−6,65A〜65E,65B′,65E′,65−1〜65−4,75−1〜75−3 トークンフレーム
5V,5V−1 空き領域
6 トークンパケット
6a フラグ領域
6b 長さ領域
6c フォーマット領域
6d クラス領域
6e 送信制御情報領域
6e−1〜6e−16 宛て先対応領域
6e−17 未予約領域
6ea ノード番号の領域
6eb〜6ed 予約制御情報を記憶する領域
6ee 送信バイトの累計値を記憶する領域
6ea−1 NAI
6ea−2 DPL領域
6ea−3 ノードID領域
6f トークンシーケンス領域
6g RSV領域
6h CRC領域
6i フラグ領域
21 トークンパケット終端部
22 トークンパケット解析部
23 送信パケット選択制御部
24 トークンパケット生成部
25 QoSクラス判定部
26−1〜26−3 パケットバッファ
27−1〜27−3 蓄積監視部
28 カレント送信パケット多重部
29 受信パケットフィルタ部
30 リレーバッファ部
31 ダミーデータ生成部
32 送信パケット多重部
33 制御情報組込部
34−1〜34−3 フラグメント制御部
35 デフラグメント処理部
35a ヘッダチェック部
35b デフラグ用バッファ部
35b−1〜35b−m デフラグ用バッファ
41 未予約領域
42 ドロップバイト数
43 最優先クラスに対する帯域割り当て前の空き領域
44 QoSクラス0用の送信予約調停済みの割り当て領域のバイト数
45 最優先クラスで使用可能なバイト数
46 パケットバッファ26−1から取り出されるデータパケットのバイト数
47 優先クラスに対する帯域割り当て前の空き領域
48 QoSクラス1用に予め送信予約調停済みの割り当て領域のバイト数
49 優先クラスでの使用可能なバイト数
50 パケットバッファ26−2から取り出されるデータパケットのバイト数
51 優先クラスに対する帯域割り当て前の空き領域
52 QoSクラス2用に予め送信予約調停済みの割り当て領域のバイト数
53 非優先クラスでの使用可能なバイト数
54 パケットバッファ26−3から取り出されるデータパケットのバイト数
55 最終的な当該トークントレーラにおける空き領域の帯域
56〜58 パケットバッファ26−1〜26−3から取り出されたバイト数
76−1〜76−3 領域
77,77−1〜77−6 フレームヘッダ
77a SFP領域
77b EFP領域
77c FLG_SEQ領域
77d RSV領域
77e FCS領域
78,79 データパケット
78−1〜78−4,79−1,79−2 フラグメントパケット
100 リングネットワーク
111,111′ トークンフレーム
111a,111b,111b′ 領域

Claims (5)

  1. トークンパケットと、該トークンパケットに後続してデータパケットを伝送するためのトークントレーラとからなるトークンフレームがネットワーク上を伝送されて該ネットワークをなす複数の伝送装置が相互に通信を行なうネットワークシステムにおける伝送装置であって、
    該トークンパケット、該ネットワーク上に挿入すべきデータパケット、および、該中継すべきデータパケットの順で多重処理することにより、当該伝送装置から伝送すべきトークンフレームを構成するフレーム構成部と、
    該フレーム構成部にて構成されたトークンフレームをなすトークンパケットに、該ネットワークに挿入すべきデータパケットと、中継すべきデータパケットとについてのデータ量の累計値を、送信宛て先毎に書き込む累計値書込部と、
    をそなえて構成されたことを特徴とする、伝送装置。
  2. 該ネットワーク上の他の伝送装置において構成されたトークンフレームを受信する受信部と、
    該受信部にて受信されたトークンフレームにおけるトークンパケットの内容から、該ネットワーク上に挿入するデータパケットとして該トークントレーラに挿入可能な領域についての帯域を算出する挿入可能帯域算出部と、
    該挿入可能帯域算出部における算出結果をもとに、該ネットワーク上に挿入すべきデータパケットを選択制御する選択制御部とをそなえ、
    該フレーム構成部が、該トークンパケット、該選択制御部で選択制御されたデータパケット、および、該中継すべきデータパケットの順で多重処理するように構成され、
    かつ、該累計値書込部が、該挿入可能帯域算出部での算出結果および選択制御部における上記選択制御の結果をもとにして、該フレーム構成部で構成されたトークンフレームをなすトークンパケットに、該累計値を、送信宛て先毎に該トークンパケットに書き込むように構成されたことを特徴とする、請求項1記載の伝送装置。
  3. 該選択制御部においては、該ネットワークに挿入すべきデータパケットと該中継すべきデータパケットとを多重した場合に、該トークンフレームの帯域を越える場合には、上記多重した場合に該トークンフレームに収まる帯域となるように、該選択制御したデータパケットについてフラグメント処理を行なうフラグメント処理部をそなえて構成されたことを特徴とする、請求項2記載の伝送装置。
  4. トークンパケットと、該トークンパケットに後続してデータパケットを伝送するためのトークントレーラとからなるトークンフレームがネットワーク上を伝送されることにより、該ネットワークをなす複数の伝送装置が相互に通信を行なうネットワークシステムにおける各伝送装置のトークンフレーム構成方法であって、
    該トークンパケット、該ネットワーク上に挿入すべきデータパケット、および、該中継すべきデータパケットの順で多重処理することにより、当該伝送装置から伝送すべきトークンフレームを構成するフレーム構成ステップと、
    該フレーム構成ステップにて構成されたトークンフレームをなすトークンパケットに、該ネットワークに挿入すべきデータパケットと、中継すべきデータパケットとについてのデータ量の累計値を、送信宛て先毎に書き込む累計値書込ステップと、
    をそなえて構成されたことを特徴とする、トークンフレーム構成方法。
  5. 該ネットワーク上の他の伝送装置で構成されたトークンフレームを受信する受信ステップと、
    該受信ステップにて受信されたトークンフレームにおけるトークンパケットの内容から、当該伝送装置から該ネットワーク上に挿入するデータパケットとして該トークントレーラに挿入可能な領域についての帯域を算出する挿入可能帯域算出ステップと、
    該挿入可能帯域算出ステップにおける算出結果をもとに、該ネットワーク上に挿入すべきデータパケットを選択制御する選択制御ステップとをそなえ、
    該フレーム構成ステップにおいては、該トークンパケット、該選択制御ステップで選択制御されたデータパケット、および、該中継すべきデータパケットの順で多重処理することにより、当該伝送装置から伝送すべきトークンフレームを構成し、
    該累計値書込ステップにおいては、該挿入可能帯域算出ステップでの算出結果および選択制御ステップにおいて該ネットワーク上に挿入すべきデータパケットの選択制御の結果をもとにして、該フレーム構成ステップにて構成されたトークンフレームをなすトークンパケットに、該累計値を、送信宛て先毎に書き込むことを特徴とする、請求項4記載のトークンフレーム構成方法。
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