JP4330140B2 - Communication network system - Google Patents

Communication network system Download PDF

Info

Publication number
JP4330140B2
JP4330140B2 JP2004105712A JP2004105712A JP4330140B2 JP 4330140 B2 JP4330140 B2 JP 4330140B2 JP 2004105712 A JP2004105712 A JP 2004105712A JP 2004105712 A JP2004105712 A JP 2004105712A JP 4330140 B2 JP4330140 B2 JP 4330140B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
packet
header
station
counter
repeater
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2004105712A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2005295100A (en
Inventor
和彦 森村
淳 川島
健一 森川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2004105712A priority Critical patent/JP4330140B2/en
Publication of JP2005295100A publication Critical patent/JP2005295100A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4330140B2 publication Critical patent/JP4330140B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)

Description

本発明は、通信ネットワークシステムにおける末端で送受信するステーション装置と、通信を中継するスイッチ、ルータ等の中継装置とに係り、特に、リアルタイムデータの送受信に関する。
The present invention relates to a station device that transmits and receives at a terminal in a communication network system and a relay device such as a switch or a router that relays communication, and more particularly to transmission and reception of real-time data.

リアルタイムデータを伝送する従来の技術として、RTP(Real Time Protcol)が広く使われている(たとえば、非特許文献1、非特許文献2参照)。   As a conventional technique for transmitting real-time data, RTP (Real Time Protocol) is widely used (for example, see Non-Patent Document 1 and Non-Patent Document 2).

「RTPパケット」は、通常、トランスポート層プロトコル(UDPやTCP)等の上のレイヤを用いて伝送されるプロトコルであり、リアルタイムデータを伝送するRTPと、QoSの監視やセッションの開始/終了を制御するRTCP(RTP Control Protcol)とによって構成されている。   The “RTP packet” is a protocol that is normally transmitted using an upper layer such as a transport layer protocol (UDP or TCP), and is used to monitor RTP that transmits real-time data, QoS monitoring, and session start / end. RTCP (RTP Control Protocol) to be controlled.

RTPは、あるストリームのペイロードフォーマットの変換を行うトランスレータと、複数のストリームのペイロードフォーマットを、1つのペイロードフォーマットに組み合わせるミキサとが想定されている。   RTP is assumed to be a translator that converts the payload format of a stream and a mixer that combines the payload formats of a plurality of streams into one payload format.

図7は、RTPにおけるフォーマットを示す図である。   FIG. 7 is a diagram showing a format in RTP.

RTPでは、図7に示すフォーマットを使用している。   RTP uses the format shown in FIG.

このフォーマットで示すSSRC(Synchnonization Source Identifer:同期送信元識別子)は、ストリームの送信元を示す識別子である。また、CSRC(Contributing Source Identifier:寄与送信元識別子)は、ストリームに寄与した送信元のリストである。トランスレータを経由した場合、CSRCに、トランスレータの識別子を追加し、ミキサを経由した場合は、以前のSSRCをCSRCに追加し、ミキサの識別子が新たなSSRCになる。   SSRC (Synchronization Source Identifier) shown in this format is an identifier indicating the transmission source of the stream. A CSRC (Contributing Source Identifier) is a list of transmission sources contributing to the stream. When passing through the translator, the identifier of the translator is added to the CSRC. When passing through the mixer, the previous SSRC is added to the CSRC, and the identifier of the mixer becomes a new SSRC.

「シーケンス番号」は、あるストリームデータに割り当てられたランダムな数値であり、後に続くパケットに対して、「1」ずつ単調に増加される。   The “sequence number” is a random numerical value assigned to a certain stream data, and is monotonously increased by “1” for subsequent packets.

「タイムスタンプ」は、送信元のパケットが送信される時刻を、相対的な値で、32Bit与える。このようにして作成したRTPパケットを、一般的には、UDP(User Data Protcol)を用いて送信する。このプロトコルは、ステーション間のメッセージの送受信が最小になる代わりに、信頼性のない転送の可能性や、メッセージの重複の可能性が生じる。このことから、UDP上のRTPを用いたリアルタイムデータの転送は、データの信頼性や、データの転送に必要なトラヒックの確保という制御をしていない。   The “time stamp” gives 32 bits as a relative value of the time at which the source packet is transmitted. The RTP packet created in this way is generally transmitted using UDP (User Data Protocol). This protocol introduces the possibility of unreliable transfer and the possibility of duplicate messages, instead of minimizing the transmission and reception of messages between stations. For this reason, the real-time data transfer using RTP over UDP does not control the reliability of data or the securing of traffic necessary for the data transfer.

このために、RFC2205(たとえば、非特許文献3参照)において、帯域制御プロトコルRSVP(Resource Reservation Protcol:リソース予約プロトコル)が策定されている。RSVPがリソースを予約する際には、一連のストリームに対して行う。   For this reason, a bandwidth control protocol RSVP (Resource Reservation Protocol) is established in RFC 2205 (see, for example, Non-Patent Document 3). When RSVP reserves a resource, it performs it on a series of streams.

図8は、RSVPに使用されるHostと、Routerとの構成を示す図である。   FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration of a host and a router used for RSVP.

図8において、アプリケーションがRSVPProcessに対して優先権を主張するポリシ制御と、認証(AdmissionControl)とが行われると、アプリケーションから発生したリアルタイムストリームに対するパケットクラシファイアにおけるパラメータが、設定パケットスケジューラの設定を完了する。   In FIG. 8, when policy control in which the application claims priority to RSVP Process and authentication (AdmissionControl) are performed, the parameters in the packet classifier for the real-time stream generated from the application complete the setting of the setting packet scheduler. .

これらのプロセスをホスト→ルータ→・・・→ルータ→ホストの送信から、受信までの一連の通信路のリソースの確保が行われる。上記のように、RSVPは、ホスト・ホスト間の一連の通信路に対して、QoSが設定され、帯域が確保される。
IETF標準 RFC1889 Internet<URL:http://www.ietf.org/rfc/rfc1889.txt?number=1889> IETF標準 RFC1890 Internet<URL:http://www.ietf.org/rfc/rfc1889.txt?number=1890> Internet<URL:http://www.ietf.org/rfc/rfc2205.txt?number=2205>
In these processes, a series of communication path resources from transmission of host → router →... → router → host to reception are secured. As described above, in RSVP, QoS is set for a series of communication paths between a host and a host, and a bandwidth is secured.
IETF Standard RFC1889 Internet <URL: http://www.ietf.org/rfc/rfc1889.txt?number=1889> IETF Standard RFC1890 Internet <URL: http://www.ietf.org/rfc/rfc1889.txt?number=1890> Internet <URL: http://www.ietf.org/rfc/rfc2205.txt?number=2205>

しかし、上記従来のリアルタイム通信方式では、ストリーム、ストリーム間の同期をとることは、ある程度の精度でできるが、時刻を保証した上で、プロセスを実行する保証はできない。すなわち、RTPを用いてストリームデータを送信した場合、受信側での再生時刻を制御することができないという問題がある。   However, in the above-described conventional real-time communication method, synchronization between streams can be achieved with a certain degree of accuracy, but it cannot be guaranteed that the process is executed after the time is guaranteed. That is, when stream data is transmitted using RTP, there is a problem that the playback time on the receiving side cannot be controlled.

本発明は、リアルタイム通信方式において、時刻を保証した上で、プロセスを実行することを保証することができ、すなわち、RTPを用いてストリームデータを送信した場合、受信側での再生時刻を制御することができる通信ネットワークシステムを提供することを目的とするものである。
In the real-time communication method, the present invention can guarantee that the process is executed after guaranteeing the time. That is, when stream data is transmitted using RTP, the reproduction time on the receiving side is controlled. It is an object of the present invention to provide a communication network system that can be used.

本発明は、パケットを送信する送信ステーションと、上記送信ステーションと異なる経路を介して接続する複数の受信ステーションと、上記送信ステーションと上記各受信ステーション間の各伝送路上の複数の中継器とを有し、上記複数の中継器はレイヤ2ヘッダの情報を用いてパケットの中継を行う第1の中継器と、レイヤ2ヘッダとレイヤ3ヘッダの情報を用いてパケットの中継を行う第2の中継器とを含み、上記複数の受信ステーションは、上記第2の中継器を介して上記送信ステーションと接続する受信ステーションと、上記第2の中継器を介さずに上記送信ステーションと接続する受信ステーションとを含む通信ネットワークシステムであって、上記第1、第2の中継器は、受信したパケットのカウンタ情報を、該パケットを受信してから送信するまでの滞留時間を減算してパケットを中継し、上記第1の中継器は、上記滞留時間を減算したカウンタ情報をレイヤ2ヘッダに付加して中継し、上記第2の中継器は、上記滞留時間を減算したカウンタ情報をレイヤ2ヘッダとレイヤ3ヘッダ間で移動させて付加して中継することにより、各受信ステーションまでの各伝送路での遅延時間を反映させたカウンタ情報を持つパケットを各受信ステーションに中継し、各受信ステーションは、上記中継器から中継されたパケットのカウンタ情報が所定の値になるまでカウントすると、所定のプロセスを起動することにより、各受信ステーションでの上記所定のプロセスの起動を同期させることを特徴とする通信ネットワークシステムである。
The present invention is used, the number a transmission station for transmitting a packet, and a plurality of receiving stations connected via different routes and the transmitting station, and a plurality of repeaters each transmission path between the transmitting station and the respective receiving station The plurality of repeaters are a first repeater that relays packets using information of the layer 2 header, and a second repeater that relays packets using information of the layer 2 header and the layer 3 header The plurality of receiving stations include: a receiving station connected to the transmitting station via the second repeater; and a receiving station connected to the transmitting station not via the second repeater. a communication network system comprising said first, second repeater, the counter information of the received packet, receiving the packet Relays a packet by subtracting the residence time before sending it, the first repeater, the counter information obtained by subtracting the residence time relays in addition to the layer 2 header, the second repeater Counter information that reflects the delay time in each transmission line to each receiving station by adding and relaying the counter information obtained by subtracting the residence time between the layer 2 header and the layer 3 header. Relay each packet to each receiving station, and when each receiving station counts until the counter information of the packet relayed from the repeater reaches a predetermined value, a predetermined process is started to start the process at each receiving station. A communication network system that synchronizes activation of the predetermined process.

本発明によれば、送信ステーションから異なるネットワークの複数の受信ステーションに送信が行われても、複数の受信ステーションのプロセスを同期制御することができるので、複数の受信ステーションに対する時刻情報が正確なメディアの配信、機械の制御等を行うことができるという効果を奏する。 According to the present invention, even if transmission is performed from a transmitting station to a plurality of receiving stations in different networks, the processes of the plurality of receiving stations can be controlled synchronously, so that time information for the plurality of receiving stations is accurate. It is possible to perform distribution of machines, control of machines, and the like.

発明を実施するための最良の形態は、次の実施例である。   The best mode for carrying out the invention is the following embodiment.

図1は、本発明の実施例1である通信ネットワークシステム100を構成するステーション内部におけるネットワークインタフェースブロックの詳細を示す図である。   FIG. 1 is a diagram showing details of a network interface block inside a station constituting the communication network system 100 according to the first embodiment of the present invention.

ネットワークインタフェースブロックは、カウントレジスタ、カウンタヘッダの初期値を保存するカウントレジスタ101と、送信用FIFO102と、ヘッダ、およびペイロード部分のCRC32をFrameCheckSequence(FCS)として算出するブロック103と、送信FIFO102から出力されるヘッダ、ペイロードとともに、FCS103を付加するフレーム生成ブロック104と、MII/GMIIインタフェースに変換するブロック105とを有する。また、PHY116を通して通信媒体であるMEDIUMに出力される。   The network interface block is output from the count register 101, the count register 101 that stores the initial value of the counter header, the transmission FIFO 102, the block 103 that calculates the CRC32 of the header and payload part as FrameCheckSequence (FCS), and the transmission FIFO 102. A frame generation block 104 to which the FCS 103 is added together with a header and a payload, and a block 105 for conversion to an MII / GMII interface. Further, the data is output to MEDIAUM as a communication medium through the PHY 116.

次に、入力側について説明する。   Next, the input side will be described.

MEDIUMからPHY116が受信したデータは、MII/GMII受信インタフェース106を通して、フレーム解析ブロック107に入力される。フレーム解析の結果、FIFO108が、カウントヘッダのカウント値を抽出し、カウンタ109に入力される。カウンタ109は、残量をカウントした後に、イベントの発生を、内部バス115を通じて、CPU114に通知する。一方、データのその他のヘッダ、ペイロード部分は、受信FIFO110に入力され、内部バスへ出力される。   Data received by the PHY 116 from the MEDIUM is input to the frame analysis block 107 through the MII / GMII reception interface 106. As a result of the frame analysis, the FIFO 108 extracts the count value of the count header and inputs it to the counter 109. After counting the remaining amount, the counter 109 notifies the CPU 114 of the occurrence of an event through the internal bus 115. On the other hand, the other header and payload portions of the data are input to the reception FIFO 110 and output to the internal bus.

図2は、本発明の実施例1であるネットワークシステムを構成するノード装置の中で、同一ネットワークのステーションを相互に接続するスイッチ装置におけるネットワークインタフェースブロックを示す図である。   FIG. 2 is a diagram illustrating a network interface block in a switch apparatus that interconnects stations of the same network among the node apparatuses constituting the network system according to the first embodiment of the present invention.

このブロックにおいて、スイッチ装置201は、任意のMACから任意のMACへフレーム単位で情報の交換を行うスイッチ装置であり、第1のMACブロック202と、第1のPHY203と、第2のMACブロック204と、第2のPHY205と、第N番目のMACブロック206と、第N番目のPHY212とが設けられている。   In this block, the switch device 201 is a switch device that exchanges information in units of frames from an arbitrary MAC to an arbitrary MAC, and includes a first MAC block 202, a first PHY 203, and a second MAC block 204. A second PHY 205, an Nth MAC block 206, and an Nth PHY 212 are provided.

MEDIUMから入力されたフレームは、MII/GMIIインタフェースブロック213を通して、フレーム解析し、通常のフレームであれば、そのまま受信FIFOに入力され、カウンタヘッダ付のフレームが入力された場合、カウンタ値を一意に定まるID値に書き換えた後に、スイッチ装置201に入力される。   Frames input from MEDIUM are analyzed through the MII / GMII interface block 213. If they are normal frames, they are input to the receive FIFO as they are. If a frame with a counter header is input, the counter value is uniquely set. After rewriting to a fixed ID value, it is input to the switch device 201.

カウンタ216に分離されたカウンタ値は、スイッチングされている間、カウントを継続する。   The counter value separated by the counter 216 continues counting while being switched.

次に、スイッチ装置201からMEDIUMへ出力される場合、まず、送信FIFO207に蓄積された後に、ID付のフレームであれば、フレーム内のIDを符合したカウンタ216で計時されたカウント値に付け替え、フレーム生成ブロック210に入力される。ここで、再構成されたフレームのFCS(CRC−32)を再度計算し、その計算結果を新しいFCSとして付け替え、MII/GMIIインタフェース211を介して、PHY212へ出力される。   Next, when output from the switching device 201 to MEDIUM, first, if it is a frame with an ID after being stored in the transmission FIFO 207, it is changed to the count value counted by the counter 216 that matches the ID in the frame, Input to the frame generation block 210. Here, the FCS (CRC-32) of the reconstructed frame is calculated again, the calculation result is replaced as a new FCS, and is output to the PHY 212 via the MII / GMII interface 211.

MACの他にも、PHYの状態を監視/制御するMDIOと呼ばれるインタフェースを制御するために、MDIORegister220、MDIOController218、MDIOInterfaceを介して、各々のPHYがコントロールされる。なお、上記MDIOInterfaceは、MDIOController218とPHY212とを接続している線と、PHY203と205とを接続し「MDIO」と記述されている線と、PHY205と212とを接続し「MDIO」と記述されている線とである。   In addition to the MAC, each PHY is controlled via the MDIORegister 220, the MDIOController 218, and the MDIOInterface in order to control an interface called MDIO that monitors / controls the state of the PHY. The MDIO Interface is described as “MDIO” connecting the line connecting the MDIOController 218 and the PHY 212, connecting the PHY 203 and 205 with “MDIO”, and connecting the PHY 205 and 212 with each other. It is with the line.

次に、実施例1における上記ネットワークシステムの動作について説明する。   Next, the operation of the network system in the first embodiment will be described.

図3は、本実施例におけるネットワークシステムの一構成例を示す図である。   FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of the network system in the present embodiment.

図3に示す構成例において、ネットワーク上にステーションとして、Terminal1〜3が接続され、同一ネットワーク内のステーションを相互に接続する手段として、SW1〜SW4が使用されている。図3に示す例において、図示していないが、これらのTerminal以外にも、ステーションが存在すると考えてもよい。   In the configuration example shown in FIG. 3, Terminals 1 to 3 are connected as stations on the network, and SW1 to SW4 are used as means for connecting the stations in the same network to each other. In the example shown in FIG. 3, although not shown, it may be considered that there are stations other than these Terminals.

図3に示す例において、Terminal1から、同期フレームと呼ばれるパケットが各ステーションに出力される。   In the example shown in FIG. 3, a packet called a synchronization frame is output from each terminal to each station.

図4(a)は、IEEE802.3で定義されているMACフレーム構造を示す図である。   FIG. 4A is a diagram showing a MAC frame structure defined in IEEE 802.3.

フレームの最初のフィールドは、Preambleと呼ばれる物理層に用いられるヘッダであり、フレームの最初を示す64bitの“1”と“0”とが、交互に繰り返されるパターンである(ただし、最後の2bitだけは“11”である)。   The first field of the frame is a header used in a physical layer called “Preamble”, and is a pattern in which “1” and “0” of 64 bits indicating the beginning of the frame are alternately repeated (however, only the last 2 bits) Is “11”).

次に、48bit送信元のアドレスを示すSourceAddressフィールドであり、続いて、48bitの宛先アドレスであるDistinationAddressフィールドである。   Next, a Source Address field indicating a 48-bit transmission source address, followed by a Destination Address field that is a 48-bit destination address.

イーサネット(登録商標)フレームの次のフィールドは、Type/Lengthフィールドである。ここには、ペイロードの種別または長さ情報が格納されている。Type/Lengthフィールドに、0x600(16進)以上の値が入っているときは、Typeフィールドとして認識される。   The next field of the Ethernet frame is the Type / Length field. Here, the type or length information of the payload is stored. If the Type / Length field contains a value greater than or equal to 0x600 (hexadecimal), it is recognized as a Type field.

たとえば、上位層にIPを使用していれば、0x800(16進)が格納される。また、VLAN(IEEE標準802.1Q参照)では、0x8100(16進)が格納されている(図4(b))。   For example, if IP is used for the upper layer, 0x800 (hexadecimal) is stored. In the VLAN (see IEEE standard 802.1Q), 0x8100 (hexadecimal) is stored (FIG. 4B).

Typeフィールドに、0x8100が設定されると、次の2バイトに、VLANタグ制御情報が入っていることを表し、続いて、ペイロード、FCSと続く。このType/Lengthフィールドの管理を、米国IEEE802委員会が行い、公に使用されているフィールドは、インターネット<http://standards.ieee.org/regauth/ethertype/type-pub.html>で知ることができる。   When 0x8100 is set in the Type field, it indicates that VLAN tag control information is contained in the next two bytes, followed by payload and FCS. Management of this Type / Length field is performed by the IEEE 802 committee, and publicly used fields can be found on the Internet <http://standards.ieee.org/regauth/ethertype/type-pub.html> Can do.

図4(c)は、実施例1における同期フレーム形式を示す図である。   FIG. 4C is a diagram illustrating a synchronization frame format according to the first embodiment.

図1に示す通信ネットワークシステム100によれば、通常のフレーム形式におけるDistinationAddressと、Type/Lengthフィールドとが、TxFIFO102に蓄積され、event発生とともに、図4(c)に示すように、ユニークなCounter拡張Tagを挿入し、これに続いて、Counter値を付加する。   According to the communication network system 100 shown in FIG. 1, the Destination Address and the Type / Length field in the normal frame format are accumulated in the Tx FIFO 102, and when an event occurs, as shown in FIG. Tag is inserted, and then a counter value is added.

このCounter値は、ある時間粒度をもち、送出先のステーションに、指定の時間に、任意のプロセスを実行させるための値である。   The Counter value has a certain time granularity, and is a value for causing a destination station to execute an arbitrary process at a specified time.

さらに、誤り検出符号であるCRC32を、フレーム全体に渡って算出し、算出した値を、フレームの最後に付加する。   Further, the CRC 32 that is an error detection code is calculated over the entire frame, and the calculated value is added to the end of the frame.

上記のようにして、送出フレームが作成され、ステーションから発行される。   As described above, a transmission frame is created and issued from the station.

図3に示す実施例によれば、Terminal1から送出されたフレームは、スイッチング装置であるSW1によって受信される。図2に示すスイッチング装置によれば、MEDIUMから受信されたフレーム情報は、物理層ブロックPHY(203、205、212等)等で受信され、MACブロックに送られる。たとえば、MAC−Nブロックに送出された場合、フレーム情報のうちで、Preamble部が除去された状態で、MAC−NブロックのMII/GMIIRxInterface213で受信され、Type/Length部等によって、フレーム解析214が行われる。
According to the embodiment shown in FIG. 3, the frame transmitted from Terminal 1 is received by SW 1 that is a switching device. According to the switching device shown in FIG. 2, the frame information received from MEDIUM is received by the physical layer block PHY (203, 205, 212, etc.) and sent to the MAC block. For example, when transmitted to the MAC-N block, it is received by the MII / GMIRxInterface 213 of the MAC-N block with the preamble part removed from the frame information. Done.

この結果、Counter拡張Tagが付加されている場合、Counter値は、Counter群216のいずれかのCounterに保持され、保持されたCounerに対応するID値を、フレームのCouner部に付与する。その後に、受信FIFO217に一旦保存されたフレームは、SWFabric201によって、DistinationAddress先へスイッチングされる。   As a result, when the Counter extension Tag is added, the Counter value is held in any Counter of the Counter group 216, and the ID value corresponding to the held Counter is given to the Counter portion of the frame. After that, the frame once stored in the reception FIFO 217 is switched to the Destination Address destination by the SW Fabric 201.

スイッチング先が、MAC−Nであれば、送信FIFO207に蓄積されているフレーム情報は、ID符合Counter付与ブロック208において、Counter拡張Tagを持っているフレームの場合に、CounterIDと合致したIDを持つCounter値を、CounterIDと置換し、フレーム生成部210へ送出する。   If the switching destination is MAC-N, the frame information stored in the transmission FIFO 207 is a counter having an ID that matches the CounterID in the case of a frame having a counter extension tag in the ID code counter grant block 208. The value is replaced with the Counter ID and sent to the frame generation unit 210.

Counter群216は、フレームが送受信FIFOに蓄積している時間や、SWFab.に滞留している時間も含めて、Counter群をカウントダウンさせているので、これらの時間を正確に計時することができる。   The Counter group 216 includes the time during which frames are accumulated in the transmission / reception FIFO, SWFab. Since the Counter group is counted down, including the time of staying in, the time can be accurately measured.

図4(c)に示すように、フレーム情報内のCounter拡張Tagに続くCounterを、Counter’に置き換えた後に、FCSを計算し直した値に更新した後に、MII/GMIITxInterface211を経由し、フレームの先頭にPreambleが付けられてPHYからMEDIUMへ送出される。   As shown in FIG. 4 (c), the counter following the counter extension tag in the frame information is replaced with the counter ', and then updated to a value obtained by recalculating the FCS, and then passed through the MII / GMITxInterface 211. Preamble is added to the head and the data is sent from PHY to MEDIUM.

ここまでの動作によって、Terminal1から送出されたCounter拡張Tag付フレームは、SW1を経由することによって、SW1で生じた遅延時間D1が、Counterに、情報として付加され、スイッチング装置SW2へ送出される。 The operation so far, the Counter extension Tag with frame sent from Terminal1, by way of SW1, the delay time D1 caused by SW1 is, the Counter, is added as the information is sent to the switching device SW2.

これと同様に、Terminal1からTerminal3へ、Counter拡張Tag付フレームを送出した場合、SW1→SW2→SW3を経由し、Terminal3へ送出されるので、当初付与されたCounter値から、SWにおける遅延値TD123=D1+D2+D3が減算され、この減算結果を、Terminal3が受信する。   Similarly, when a frame with a counter extension tag is sent from Terminal 1 to Terminal 3, it is sent to Terminal 3 via SW1 → SW2 → SW3. Therefore, from the initially assigned Counter value, the delay value TD123 = SW D1 + D2 + D3 is subtracted, and this subtraction result is received by Terminal3.

また、ネットワークを越えて通信するTerminal1から、Terminal4へ、同期フレーム送出する場合、Routerを介して、通信されるので、Routerでは、RouterがもつMACアドレスを、SourceAddressに書き換え、送出する。   In addition, when a synchronous frame is transmitted from Terminal 1 that communicates over the network to Terminal 4, communication is performed via the Router. Therefore, the Router rewrites and transmits the MAC address of the Router to Source Address.

Router内では、スイッチング装置と同様に、L2ヘッダであるCouter拡張Tagの有無を検出し、Counter拡張Tagが検出された場合、ルーティングのためにかかった時間を計時し、ペイロード内のCounter情報を更新し、次のスイッチ装置やルータ装置に送出する。   In the Router, as with the switching device, the presence or absence of the Counter extension Tag, which is an L2 header, is detected. When the Counter extension Tag is detected, the time taken for routing is counted and the Counter information in the payload is updated. Then, the data is sent to the next switch device or router device.

上記のように、宛先ステーションにおいて受信されたフレーム情報は、物理層ヘッダが、PHY116によって取り除かれた後に、MII/GMIIRxInterface106において受信され、フレーム解析される。Counter拡張Tag付ヘッダが確認されると、Counter値が抽出され、残りのCounter値が、受信ステーション内のCounterにおいて減算される。   As described above, frame information received at the destination station is received at the MII / GMIRxInterface 106 and frame analyzed after the physical layer header is removed by the PHY 116. When the header with the counter extension tag is confirmed, the counter value is extracted, and the remaining counter value is subtracted in the counter in the receiving station.

指定カウント数になると、eventが受信された旨を、システムに通知し、所望のプロセスを起動することができる。   When the specified count is reached, the system is notified that the event has been received, and a desired process can be started.

上記のように、実施例1において、フレーム内に拡張Tagと拡張Tagとに付随するCounter値を付加し、さらにフレームの途中経路であるSW/Routerから、スイッチング等にかかる遅延時間を減算することによって、同一ネットワーク内において、フレーム送付先のステーションに、フレーム送出元の指定する任意の時間に、特定の処理を行うことを指示することができる。
As described above, in the first embodiment, the extension tag and the counter value associated with the extension tag are added to the frame, and the delay time required for switching or the like is subtracted from the SW / Router that is the midway path of the frame. Thus, in the same network, it is possible to instruct a frame destination station to perform a specific process at an arbitrary time designated by the frame transmission source.

図5は、本発明の実施例2であるネットワークシステムの構成例を示す図である。   FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration example of a network system that is Embodiment 2 of the present invention.

実施例2は、図3に示すネットワークシステムに、スイッチ装置SW5と、Terminal4とによって構成されるネットワークが追加され、ネットワークを相互に接続するために、Router1とRouter2とを使用している。Router1およびRouter2はWANを介して接続されている。これらを接続するネットワーク機器においては図2に示した、本発明の請求項1の概念に基づくノード装置が用いられているものとする。   In the second embodiment, a network constituted by the switch device SW5 and Terminal 4 is added to the network system shown in FIG. 3, and Router 1 and Router 2 are used to connect the networks to each other. Router1 and Router2 are connected via a WAN. It is assumed that a node device based on the concept of claim 1 of the present invention shown in FIG. 2 is used in a network device that connects them.

実施例1と同様に、Terminal1からTerminal4へ同期フレームを送出した場合、Terminal1とTerminal4は別のネットワークに属するため、Terminal1から送出されるヘッダ構成は、L2ヘッダの宛先MACアドレスにおいてはRouter1のMACアドレス、L3ヘッダの宛先IPアドレスにおいてはTerminal4のIPアドレスが付与される。Router同士の通信においても同様の通信がなされ、Router2はTerminal4の宛先のパケットが到着すると、L2ヘッダの宛先アドレスをTerminal4のMACアドレスに書き換えてパケットを送出する。このようにしてRouterを超える通信においては、L2ヘッダが書き換えられるために、実施例1においてL2ヘッダ上に時刻情報を示すようなオプション情報を付与しても、書き換えられてしまう可能性がある。そこでIP−Routerを超える必要がある場合、もしくはIP情報を元にスイッチングを行うL3スイッチを使用して通信する場合においては、L3ヘッダ(IPヘッダ)上に時刻情報を付加することで問題点を解決することが出来る。   As in the first embodiment, when a synchronization frame is transmitted from Terminal 1 to Terminal 4, since Terminal 1 and Terminal 4 belong to different networks, the header configuration transmitted from Terminal 1 is the MAC address of Router 1 in the destination MAC address of the L2 header. In the destination IP address of the L3 header, the IP address of Terminal 4 is given. The same communication is performed in the communication between Routers, and when a destination 4 destination packet arrives, Router 2 rewrites the destination address of the L2 header to the MAC address of Terminal 4 and sends the packet. In this way, in communication exceeding Router, the L2 header is rewritten, so even if option information indicating time information is added to the L2 header in the first embodiment, it may be rewritten. Therefore, when it is necessary to exceed the IP-Router, or when communication is performed using an L3 switch that performs switching based on IP information, the problem can be solved by adding time information on the L3 header (IP header). It can be solved.

図6は、L3ヘッダのオプション情報として時刻情報を付加したフォーマット例である。   FIG. 6 is a format example in which time information is added as option information of the L3 header.

図6(a)は、代表的なL3ヘッダを含んだフレームの例である。L3ヘッダには様々なIPに関する情報が記述されており、その中のHeader Length(H.len)部にL3ヘッダのヘッダ長が記述されている。このヘッダ長を長く定義し直すことでL3ヘッダにCounter情報を付加したものが図6(b)である。図6(b)では、Header LengthがCounterを含んだヘッダ長に書き換えられ、宛先IPアドレスであるDistinatio IP Adrsの後に、Counter情報として16bit付加されている。   FIG. 6A shows an example of a frame including a typical L3 header. Information regarding various IPs is described in the L3 header, and the header length of the L3 header is described in the header length (H. len) portion thereof. FIG. 6B is a diagram in which Counter information is added to the L3 header by redefining this header length. In FIG. 6B, Header Length is rewritten to the header length including Counter, and 16 bits are added as Counter information after Distination IP Address which is the destination IP address.

これらをふまえて、Terminal1からTerminal4へ、あるCounter値を付けた同期フレームを出力した場合、まず、Router1に到着した同期パケットには、Terminal1からRouter1までのL2スイッチによる初期のCounter値から、遅延情報[D1+D2]が減算され、更新されたCounter値が、L2ヘッダに存在している。Terminal1が所属しているネットワークのゲートウェイであるRouter1においては、これまでのL2ヘッダ上の遅延情報をL3ヘッダ上に載せ替えた上で新しい遅延情報[D1+D2+DR1]が減算されたCounter値に更新される。さらに、Router2では、Router2までの減算された遅延情報は[D1+D2+DR1+DNW]がL3ヘッダ上に有り、Router2での遅延情報[D1+D2+DR1+DNW+DR2]をL2ヘッダに移し替えてSW5あてに送出する。   Based on these, when a synchronization frame with a certain Counter value is output from Terminal 1 to Terminal 4, first, the synchronization packet arriving at Router 1 is delayed from the initial Counter value by the L2 switch from Terminal 1 to Router 1. [D1 + D2] is subtracted, and the updated Counter value is present in the L2 header. In Router1, which is a gateway of the network to which Terminal1 belongs, the delay information on the L2 header so far is replaced on the L3 header, and updated to the counter value obtained by subtracting the new delay information [D1 + D2 + DR1]. . Further, in Router2, the delay information subtracted up to Router2 has [D1 + D2 + DR1 + DNW] on the L3 header, and the delay information [D1 + D2 + DR1 + DNW + DR2] on Router2 is transferred to the L2 header and sent to SW5.

上記動作により、Terminal1から送出された同期パケット出力は、L2上のCounterヘッダ上に遅延情報が書き込まれて、Terminal4において受信される。   With the above operation, the synchronous packet output transmitted from Terminal 1 is received at Terminal 4 with delay information written on the Counter header on L2.

このようにして、実施例2においては、L3ヘッダ(IPヘッダ)上に遅延情報を付加することで、ネットワークを超えた通信であった場合においても、遅延情報を扱うレイヤを適宜移動させることにより適切な遅延情報が別ネットワーク間で送信できる。
In this way, in the second embodiment, by adding delay information on the L3 header (IP header), even when the communication is beyond the network, the layer handling the delay information is moved appropriately. Appropriate delay information can be transmitted between different networks.

本発明の実施例1および実施例2である通信ネットワークシステム100を構成するステーション内部におけるネットワークインタフェースブロックの詳細を示す図である。It is a figure which shows the detail of the network interface block in the station which comprises the communication network system 100 which is Example 1 and Example 2 of this invention. 本発明の実施例1および実施例2であるネットワークシステムを構成するノード装置の中で、同一ネットワークのステーションを相互に接続するスイッチ装置におけるネットワークインタフェースブロックを示す図である。It is a figure which shows the network interface block in the switch apparatus which mutually connects the station of the same network in the node apparatus which comprises the network system which is Example 1 and Example 2 of this invention. 本発明の実施例1におけるネットワークシステムの一構成例を示す図である。It is a figure which shows the example of 1 structure of the network system in Example 1 of this invention. IEEE802.3で定義されているフレーム構造および本発明の実施例1および実施例2で使用するフレーム構造を示す図である。It is a figure which shows the frame structure defined by IEEE802.3 and the frame structure used in Example 1 and Example 2 of this invention. 本発明の実施例2におけるネットワークシステムの一構成例を示す図である。It is a figure which shows one structural example of the network system in Example 2 of this invention. 本発明の実施例2におけるレイヤ3のパケットフォーマットの例である。It is an example of the packet format of the layer 3 in Example 2 of this invention. RTPにおけるフォーマットを示す図である。It is a figure which shows the format in RTP. RSVPに使用されるHostとRouterとの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of Host and Router used for RSVP.

符号の説明Explanation of symbols

100…通信ネットワークシステム、
101…カウントレジスタ、
102…送信用FIFO、
103…ブロック、
104…フレーム生成ブロック、
105…変換ブロック、
106…インタフェース、
107…フレーム解析ブロック、
108…FIFO、
109…カウンタ、
110…受信FIFO。
100: communication network system,
101: Count register,
102 ... FIFO for transmission,
103 ... Block,
104 ... Frame generation block,
105 ... conversion block,
106 ... interface,
107: Frame analysis block,
108 ... FIFO,
109 ... Counter,
110: Receive FIFO.

Claims (2)

パケットを送信する送信ステーションと、上記送信ステーションと異なる経路を介して接続する複数の受信ステーションと、上記送信ステーションと上記各受信ステーション間の各伝送路上の複数の中継器とを有し、上記複数の中継器はレイヤ2ヘッダの情報を用いてパケットの中継を行う第1の中継器と、レイヤ2ヘッダとレイヤ3ヘッダの情報を用いてパケットの中継を行う第2の中継器とを含み、上記複数の受信ステーションは、上記第2の中継器を介して上記送信ステーションと接続する受信ステーションと、上記第2の中継器を介さずに上記送信ステーションと接続する受信ステーションとを含む通信ネットワークシステムであって、
上記第1、第2の中継器は、受信したパケットのカウンタ情報を、該パケットを受信してから送信するまでの滞留時間を減算してパケットを中継し、上記第1の中継器は、上記滞留時間を減算したカウンタ情報をレイヤ2ヘッダに付加して中継し、上記第2の中継器は、上記滞留時間を減算したカウンタ情報をレイヤ2ヘッダとレイヤ3ヘッダ間で移動させて付加して中継することにより、各受信ステーションまでの各伝送路での遅延時間を反映させたカウンタ情報を持つパケットを各受信ステーションに中継し、
各受信ステーションは、上記中継器から中継されたパケットのカウンタ情報が所定の値になるまでカウントすると、所定のプロセスを起動することにより、各受信ステーションでの上記所定のプロセスの起動を同期させることを特徴とする通信ネットワークシステム。
A transmission station for transmitting a packet, and a plurality of receiving stations connected via different routes and the transmitting station, and a plurality of repeaters each transmission line between said transmission station and said each receiving station, said plurality Includes a first relay that relays a packet using information of the layer 2 header, and a second relay that relays a packet using information of the layer 2 header and the layer 3 header, The plurality of receiving stations include a receiving station connected to the transmitting station via the second repeater and a receiving station connected to the transmitting station without going through the second repeater. Because
The first and second repeaters relay the packet by subtracting the dwell time from reception of the packet to transmission from the counter information of the received packet, and the first repeater The counter information obtained by subtracting the dwell time is added to the layer 2 header and relayed. The second repeater adds the counter information obtained by subtracting the dwell time by moving between the layer 2 header and the layer 3 header. By relaying, relay packets with counter information reflecting the delay time in each transmission path to each receiving station to each receiving station,
When each receiving station counts until the counter information of the packet relayed from the repeater reaches a predetermined value, the predetermined process is started to synchronize the start of the predetermined process at each receiving station. A communication network system.
上記中継器は、パケットを受信してから計時を開始し、当該パケットを出力するまでの計時結果を、受信したパケットのカウンタ情報から減算したカウンタ情報を、出力するパケットに書き込むものであることを特徴とする請求項1に記載の通信ネットワークシステム。
The repeater starts counting time after receiving a packet, and writes the counter information obtained by subtracting the timing result until the packet is output from the counter information of the received packet to the output packet. The communication network system according to claim 1, wherein:
JP2004105712A 2004-03-31 2004-03-31 Communication network system Expired - Fee Related JP4330140B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004105712A JP4330140B2 (en) 2004-03-31 2004-03-31 Communication network system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004105712A JP4330140B2 (en) 2004-03-31 2004-03-31 Communication network system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2005295100A JP2005295100A (en) 2005-10-20
JP4330140B2 true JP4330140B2 (en) 2009-09-16

Family

ID=35327567

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004105712A Expired - Fee Related JP4330140B2 (en) 2004-03-31 2004-03-31 Communication network system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4330140B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JP2005295100A (en) 2005-10-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Finn et al. Deterministic networking architecture
US7639682B2 (en) Communication quality management and apparatus
EP2477357B1 (en) Traceroute delay diagnostic command
JP4551804B2 (en) Transmission system, relay device, and control method
US20180226993A1 (en) Efficient recovery of lost packets using double parity forward error correction
US7564876B2 (en) Method of resynchronizing streams benefiting from circuit emulation services, for use in a packet-switched communications network
EP3216143A1 (en) Transmitting residence time information in a network
US7408879B2 (en) Router, terminal apparatus, communication system and routing method
JP3593921B2 (en) Packet transfer method and apparatus
JP7178502B2 (en) Mobile radio communication system and method for forwarding Ethernet frames by a time dependent networking Ethernet bridge provided by a mobile radio communication system arrangement
WO2007071153A1 (en) A method, a data network system and a network node for transmitting data packets
WO2017208633A1 (en) Ultra-low transmission latency for sporadic network traffic
EP3547690B1 (en) Real-time video transmission method of multipath network
JPH10190733A (en) Ip switch, interface circuit and atm switch used for the ip switch and ip switch network system
US11245635B2 (en) Feedback loop for frame maximization
US8238369B2 (en) Coexistence of data streams
JP3688525B2 (en) Packet flow control method and router apparatus
WO2011144135A1 (en) Method, device, and system for processing clock message
US8386600B2 (en) Performance monitoring of E-tree service
WO2015176242A1 (en) Data transmission method and device, and network system
Teener IEEE 802 Time-Sensitive Networking: Extending Beyond AVB
JP4330140B2 (en) Communication network system
Finn et al. RFC 8655: Deterministic Networking Architecture
JP2004312725A5 (en)
JP2006050433A (en) Traffic monitoring apparatus, communication network traffic monitoring system and monitoring method

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070319

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20081118

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20081128

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090126

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20090306

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090406

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20090525

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20090612

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20090615

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120626

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120626

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130626

Year of fee payment: 4

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R3D03

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees