JP4558094B2 - 通信システム及び管理装置及び通信装置及びコンピュータプログラム - Google Patents
通信システム及び管理装置及び通信装置及びコンピュータプログラム Download PDFInfo
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Description
また、リング型ネットワークにおける時刻合わせの方法としては、単純に基準となるノード装置の時刻を送信し、その時刻に合わせる方法が考えられる。
また、リング型ネットワークにおいて処理の同期をとる方法も提案されている(例えば、特許文献1)。
また、単純に時刻を送信して、その時刻に合わせるだけの時刻合わせの方法では、伝送遅延や中継遅延などの影響により、リング内のノード装置の位置によって、設定した時刻に差が生じる。
また、特許文献1のようなリング型ネットワークにおける処理の同期方法においては、遅延を考慮して同期予定時刻を求めているが、各ノード装置の内部クロックの時刻自体のずれについては考慮されていない。
前記マスタノード装置は、
計測パケットを、パケット転送順序において送信先となるスレーブノード装置に対して送信し、前記複数のスレーブノード装置を巡回した前記計測パケットを受信し、
前記基準クロックの計時に従い、前記計測パケットの送信時刻と、前記計測パケットの受信時刻を記憶し、
前記計測パケットの送信時刻及び前記計測パケットの受信時刻が示される計測結果通知パケットを生成し、
パケット転送順序において送信先となるスレーブノード装置に対して、生成した前記計測結果通知パケットを送信し、
各スレーブノード装置は、
パケット転送順序において受信元となるノード装置から前記計測パケットを受信し、受信した前記計測パケットを、パケット転送順序において送信先となるノード装置に対して送信し、
内部クロックの計時に従い、前記計測パケットの受信時刻及び前記計測パケットの送信時刻の少なくともいずれかを記憶し、
パケット転送順序において受信元となるノード装置から前記計測結果通知パケットを受信し、受信した前記計測結果通知パケットに示される前記計測パケットの送信時刻及び前記計測パケットの受信時刻と、記憶している前記計測パケットの受信時刻及び前記計測パケットの送信時刻の少なくともいずれかと、ノード装置の総数と、パケット転送順序における当該スレーブノード装置とマスタノード装置との順序差とを用いて、時刻補正値を算出し、算出した時刻補正値を用いて、内部クロックの時刻を補正することを特徴とする。
内部クロックの計時に従い、前記計測パケットの受信時刻を記憶し、
記憶している前記計測パケットの受信時刻と、受信した前記計測結果通知パケットに示される前記計測パケットの送信時刻及び前記計測パケットの受信時刻と、ノード装置の総数と、パケット転送順序における当該スレーブノード装置とマスタノード装置との順序差とを用いて、時刻補正値を算出し、算出した時刻補正値を用いて、内部クロックの時刻を補正することを特徴とする。
ノード装置の総数のカウントのためのノード数カウント値が含まれる構成確認パケットを、パケット転送順序において送信先となるスレーブノード装置に対して送信し、
前記複数のスレーブノード装置を巡回した前記構成確認パケットを受信し、
受信した前記構成確認パケットに含まれるノード数カウント値をノード装置の総数として前記計測パケット及び前記計測結果通知パケットの少なくともいずれかに含ませて、前記計測パケット及び前記計測結果通知パケットを、パケット転送順序において送信先となるスレーブノード装置に対して送信し、
各スレーブノード装置は、
パケット転送順序において受信元となるノード装置から前記構成確認パケットを受信し、前記構成確認パケットに含まれているノード数カウント値をカウントアップし、カウントアップ後のノード数カウント値を含む前記構成確認パケットを、パケット転送順序において送信先となるノード装置に対して送信することを特徴とする。
前記マスタノード装置は、
計測パケットを、パケット転送順序において送信先となるスレーブノード装置に対して送信し、前記複数のスレーブノード装置を巡回した前記計測パケットを受信し、
前記基準クロックの計時に従い、前記計測パケットの送信時刻と、前記計測パケットの受信時刻を記憶し、
前記複数のスレーブノード装置における中継遅延時間の総和を取得するための遅延計算パケットを、パケット転送順序において送信先となるスレーブノード装置に対して送信し、前記複数のスレーブノード装置を巡回した前記遅延計算パケットを受信し、
受信した前記遅延計算パケットに示される前記複数のスレーブノード装置における中継遅延時間の総和と、記憶している前記計測パケットの送信時刻及び前記計測パケットの受信時刻と、ノード装置の総数とに基づいて、ノード装置間の伝送遅延時間を算出し、
記憶している前記計測パケットの送信時刻及び算出したノード装置間の伝送遅延時間が示される計算結果通知パケットを生成し、
生成した前記計算結果通知パケットを、パケット転送順序において送信先となるスレーブノード装置に対して送信し、
各スレーブノード装置は、
パケット転送順序において受信元となるノード装置から前記計測パケットを受信し、受信した前記計測パケットを、パケット転送順序において送信先となるノード装置に対して送信し、
内部クロックの計時に従い、前記計測パケットの受信時刻及び前記計測パケットの送信時刻を記憶し、
パケット転送順序において受信元となるノード装置から前記遅延計算パケットを受信し、前記遅延計算パケットに含まれているパケット転送順序において先行する他のスレーブノード装置の中継遅延時間の累積値を取得し、取得した中継遅延時間の累積値を記憶し、
記憶している前記計測パケットの受信時刻と前記計測パケットの送信時刻との差の時間を前記遅延計算パケットに含まれている中継遅延時間の累積値に加算して新たな中継遅延時間の累積値とし、新たな中継遅延時間の累積値が含まれる遅延計算パケットを、パケット転送順序において送信先となるノード装置に対して送信し、
パケット転送順序において受信元となるノード装置から前記計算結果通知パケットを受信し、受信した前記計算結果通知パケットに示される前記計測パケットの送信時刻及びノード装置間の伝送遅延時間と、記憶している前記計測パケットの受信時刻及び前記計測パケットの送信時刻のいずれかと、記憶している中継遅延時間の累積値と、パケット転送順序における当該スレーブノード装置とマスタノード装置との順序差とを用いて、時刻補正値を算出し、算出した時刻補正値を用いて、内部クロックの時刻を補正することを特徴とする。
記憶している前記計測パケットの受信時刻と、前記計算結果通知パケットに示される前記計測パケットの送信時刻及びノード装置間の伝送遅延時間と、記憶している中継遅延時間の累積値と、パケット転送順序における当該スレーブノード装置とマスタノード装置との順序差とを用いて、時刻補正値を算出することを特徴とする。
計測パケットを、パケット転送順序において送信先となる通信装置に対して送信する計測パケット送信部と、
前記複数の通信装置を巡回した前記計測パケットを受信する計測パケット受信部と、
前記基準クロックの計時に従い、前記計測パケット送信部による前記計測パケットの送信時刻と、前記計測パケット受信部による前記計測パケットの受信時刻を記憶する時刻記憶部と、
前記時刻記憶部に記憶されている前記計測パケットの送信時刻と前記計測パケットの受信時刻とが示される計測結果通知パケットを生成する計測結果通知パケット生成部と、
前記計測結果通知パケット生成部により生成された前記計測結果通知パケットを、パケット転送順序において送信先となる通信装置に対して送信する計測結果通知パケット送信部とを有することを特徴とする。
計測パケットを、パケット転送順序において送信先となる通信装置に対して送信する計測パケット送信部と、
前記複数の通信装置を巡回した前記計測パケットを受信する計測パケット受信部と、
前記基準クロックの計時に従い、前記計測パケット送信部による前記計測パケットの送信時刻と、前記計測パケット受信部による前記計測パケットの受信時刻を記憶する時刻記憶部と、
前記複数の通信装置における中継遅延時間の総和を取得するための遅延計算パケットを、パケット転送順序において送信先となる通信装置に対して送信する遅延計算パケット送信部と、
前記巡回経路に含まれる前記複数の通信装置を巡回し、各々の通信装置の中継遅延時間が累積され前記複数の通信装置における中継遅延時間の総和が示される前記遅延計算パケットを、受信する遅延計算パケット受信部と、
前記遅延計算パケット受信部により受信された前記遅延計算パケットに示される前記複数の通信装置における中継遅延時間の総和と、前記時刻記憶部に記憶されている前記計測パケットの送信時刻及び前記計測パケットの受信時刻と、前記巡回経路に含まれる装置の総数とに基づいて、通信装置間の伝送遅延時間を算出する伝送遅延時間算出部と、
前記時刻記憶部に記憶されている前記計測パケットの送信時刻及び前記伝送遅延時間算出部により算出された通信装置間の伝送遅延時間が示される計算結果通知パケットを生成する計算結果通知パケット生成部と、
前記計算結果通知パケット生成部により生成された前記計算結果通知パケットを、パケット転送順序において送信先となる通信装置に対して送信する計算結果通知パケット送信部とを有することを特徴とする。
前記管理装置から送信された計測パケットを、パケット転送順序において受信元となる装置から受信する計測パケット受信部と、
前記計測パケット受信部により受信された前記計測パケットを、パケット転送順序において送信先となる装置に対して送信する計測パケット送信部と、
前記内部クロックの計時に従い、前記計測パケット受信部による前記計測パケットの受信時刻及び前記計測パケット送信部による前記計測パケットの送信時刻の少なくともいずれかを記憶する時刻記憶部と、
前記管理装置の前記基準クロックの計時に従って前記管理装置における前記計測パケットの送信時刻を示すとともに前記巡回経路を巡回した前記計測パケットの前記管理装置における受信時刻を示す計測結果通知パケットを、受信する計測結果通知パケット受信部と、
前記計測結果通知パケットに示される前記計測パケットの送信時刻及び前記計測パケットの受信時刻と、前記時刻記憶部に記憶されている前記計測パケットの受信時刻及び前記計測パケットの送信時刻の少なくともいずれかと、前記巡回経路に含まれる装置の総数と、パケット転送順序における前記管理装置との順序差とを用いて、時刻補正値を算出する時刻補正値算出部と、
前記時刻補正値算出部により算出された前記時刻補正値を用いて、前記内部クロックの時刻を補正するクロック制御部とを有することを特徴とする。
前記内部クロックの計時に従い、前記計測パケット受信部による前記計測パケットの受信時刻を記憶し、
前記時刻補正値算出部は、
前記時刻記憶部に記憶されている前記計測パケットの受信時刻と、前記計測結果通知パケットに示される前記計測パケット送信時刻及び前記計測パケット受信時刻と、前記巡回経路に含まれる装置の総数と、パケット転送順序における前記管理装置との順序差とを用いて、時刻補正値を算出することを特徴とする。
前記管理装置から送信された計測パケットを、パケット転送順序において受信元となる装置から受信する計測パケット受信部と、
前記計測パケット受信部により受信された前記計測パケットを、パケット転送順序において送信先となる装置に対して送信する計測パケット送信部と、
前記内部クロックの計時に従い、前記計測パケット受信部による前記計測パケットの受信時刻及び前記計測パケット送信部による前記計測パケットの送信時刻を記憶する時刻記憶部と、
パケット転送順序において先行する他の通信装置の中継遅延時間の累積値が含まれる遅延計算パケットを、パケット転送順序において受信元となる装置から受信する遅延計算パケット受信部と、
前記遅延計算パケット受信部により受信された前記遅延計算パケットに含まれている前記中継遅延時間の累積値を取得し、取得した前記中継遅延時間の累積値を記憶する中継遅延時間記憶部と、
前記時刻記憶部に記憶されている前記計測パケットの受信時刻と前記計測パケットの送信時刻との差の時間を前記遅延計算パケットに含まれている中継遅延時間の累積値に加算して新たな中継遅延時間の累積値とし、新たな中継遅延時間の累積値を前記遅延計算パケットに格納する遅延計算パケット更新部と、
前記遅延計算パケット更新部により新たな中継遅延時間の累積値が格納された遅延計算パケットを、パケット転送順序において送信先となる装置に対して送信する遅延計算パケット送信部と、
前記管理装置の前記基準クロックの計時に従って前記管理装置における前記計測パケットの送信時刻を示すとともに通信装置間の伝送遅延時間を示す計算結果通知パケットを、受信する計算結果通知パケット受信部と、
前記計算結果通知パケットに示される前記計測パケットの送信時刻及び通信装置間の伝送遅延時間と、前記時刻記憶部に記憶されている前記計測パケットの受信時刻及び前記計測パケットの送信時刻の少なくともいずれかと、前記中継遅延時間記憶部に記憶されている前記中継遅延時間の累積値と、前記巡回経路に含まれる装置の総数と、パケット転送順序における前記管理装置との順序差とを用いて、時刻補正値を算出する時刻補正値算出部と、
前記時刻補正値算出部により算出された前記時刻補正値を用いて、前記内部クロックの時刻を補正するクロック制御部とを有することを特徴とする。
前記内部クロックの計時に従い、前記計測パケット受信部による前記計測パケットの受信時刻を記憶し、
前記時刻補正値算出部は、
前記時刻記憶部に記憶されている前記計測パケットの受信時刻と、前記計算結果通知パケットに示される前記計測パケットの送信時刻及び通信装置間の伝送遅延時間と、前記中継遅延時間記憶部に記憶されている前記中継遅延時間の累積値と、前記巡回経路に含まれる装置の総数と、パケット転送順序における前記管理装置との順序差とを用いて、時刻補正値を算出することを特徴とする。
計測パケットを、パケット転送順序において送信先となる通信装置に対して送信する計測パケット送信処理と、
前記複数の通信装置を巡回した前記計測パケットを受信する計測パケット受信処理と、
前記基準クロックの計時に従い、前記計測パケット送信処理による前記計測パケットの送信時刻と、前記計測パケット受信処理による前記計測パケットの受信時刻を記憶する時刻記憶処理と、
前記時刻記憶処理により記憶されている前記計測パケットの送信時刻と前記計測パケットの受信時刻とが示される計測結果通知パケットを生成する計測結果通知パケット生成処理と、
前記計測結果通知パケット生成処理により生成された前記計測結果通知パケットを、パケット転送順序において送信先となる通信装置に対して送信する計測結果通知パケット送信処理とを実行させることを特徴とする。
計測パケットを、パケット転送順序において送信先となる通信装置に対して送信する計測パケット送信処理と、
前記複数の通信装置を巡回した前記計測パケットを受信する計測パケット受信処理と、
前記基準クロックの計時に従い、前記計測パケット送信処理による前記計測パケットの送信時刻と、前記計測パケット受信処理による前記計測パケットの受信時刻を記憶する時刻記憶処理と、
前記複数の通信装置における中継遅延時間の総和を取得するための遅延計算パケットを、パケット転送順序において送信先となる通信装置に対して送信する遅延計算パケット送信処理と、
前記巡回経路に含まれる前記複数の通信装置を巡回し、各々の通信装置の中継遅延時間が累積され前記複数の通信装置における中継遅延時間の総和が示される前記遅延計算パケットを、受信する遅延計算パケット受信処理と、
前記遅延計算パケット受信処理により受信された前記遅延計算パケットに示される前記複数の通信装置における中継遅延時間の総和と、前記時刻記憶処理により記憶されている前記計測パケットの送信時刻及び前記計測パケットの受信時刻と、前記巡回経路に含まれる装置の総数とに基づいて、通信装置間の伝送遅延時間を算出する伝送遅延時間算出処理と、
前記時刻記憶処理により記憶されている前記計測パケットの送信時刻及び前記伝送遅延時間算出処理により算出された通信装置間の伝送遅延時間が示される計算結果通知パケットを生成する計算結果通知パケット生成処理と、
前記計算結果通知パケット生成処理により生成された前記計算結果通知パケットを、パケット転送順序において送信先となる通信装置に対して送信する計算結果通知パケット送信処理とを実行させることを特徴とする。
前記管理装置から送信された計測パケットを、パケット転送順序において受信元となる装置から受信する計測パケット受信処理と、
前記計測パケット受信処理により受信された前記計測パケットを、パケット転送順序において送信先となる装置に対して送信する計測パケット送信処理と、
前記内部クロックの計時に従い、前記計測パケット受信処理による前記計測パケットの受信時刻及び前記計測パケット送信処理による前記計測パケットの送信時刻の少なくともいずれかを記憶する時刻記憶処理と、
前記管理装置の前記基準クロックの計時に従って前記管理装置における前記計測パケットの送信時刻を示すとともに前記巡回経路を巡回した前記計測パケットの前記管理装置における受信時刻を示す計測結果通知パケットを、受信する計測結果通知パケット受信処理と、
前記計測結果通知パケットに示される前記計測パケットの送信時刻及び前記計測パケットの受信時刻と、前記時刻記憶処理により記憶されている前記計測パケットの受信時刻及び前記計測パケットの送信時刻の少なくともいずれかと、前記巡回経路に含まれる装置の総数と、パケット転送順序における前記管理装置との順序差とを用いて、時刻補正値を算出する時刻補正値算出処理と、
前記時刻補正値算出処理により算出された前記時刻補正値を用いて、前記内部クロックの時刻を補正するクロック制御処理とを実行させることを特徴とする。
前記管理装置から送信された計測パケットを、パケット転送順序において受信元となる装置から受信する計測パケット受信処理と、
前記計測パケット受信処理により受信された前記計測パケットを、パケット転送順序において送信先となる装置に対して送信する計測パケット送信処理と、
前記内部クロックの計時に従い、前記計測パケット受信処理による前記計測パケットの受信時刻及び前記計測パケット送信処理による前記計測パケットの送信時刻を記憶する時刻記憶処理と、
パケット転送順序において先行する他の通信装置の中継遅延時間の累積値が含まれる遅延計算パケットを、パケット転送順序において受信元となる装置から受信する遅延計算パケット受信処理と、
前記遅延計算パケット受信処理により受信された前記遅延計算パケットに含まれている前記中継遅延時間の累積値を取得し、取得した前記中継遅延時間の累積値を記憶する中継遅延時間記憶処理と、
前記時刻記憶処理により記憶されている前記計測パケットの受信時刻と前記計測パケットの送信時刻との差の時間を前記遅延計算パケットに含まれている中継遅延時間の累積値に加算して新たな中継遅延時間の累積値とし、新たな中継遅延時間の累積値を前記遅延計算パケットに格納する遅延計算パケット更新処理と、
前記遅延計算パケット更新処理により新たな中継遅延時間の累積値が格納された遅延計算パケットを、パケット転送順序において送信先となる装置に対して送信する遅延計算パケット送信処理と、
前記管理装置の前記基準クロックの計時に従って前記管理装置における前記計測パケットの送信時刻を示すとともに通信装置間の伝送遅延時間を示す計算結果通知パケットを、受信する計算結果通知パケット受信処理と、
前記計算結果通知パケットに示される前記計測パケットの送信時刻及び通信装置間の伝送遅延時間と、前記時刻記憶処理により記憶されている前記計測パケットの受信時刻及び前記計測パケットの送信時刻の少なくともいずれかと、前記中継遅延時間記憶処理により記憶されている前記中継遅延時間の累積値と、前記巡回経路に含まれる装置の総数と、パケット転送順序における前記管理装置との順序差とを用いて、時刻補正値を算出する時刻補正値算出処理と、
前記時刻補正値算出処理により算出された前記時刻補正値を用いて、前記内部クロックの時刻を補正するクロック制御処理とを実行させることを特徴とする。
図1及び図2は、本実施の形態に係る時刻同期装置100の構成例を示す図である。
本実施の形態では、複数の時刻同期装置100が、図3に示すように接続され、リング型ネットワークを構成する。
つまり、本実施の形態で対象にする通信システムは、図3に示すように、管理装置たるマスタノード装置と、通信装置たる複数のスレーブノード装置とがリング接続されるリング型ネットワークである。マスタノード装置、スレーブノード装置は、それぞれ時刻同期装置100である。
各ノード装置から送信されるパケットは、図3に示すように、常に一定方向に送信される。このような制約はハードウェア上の制約のみではなく、送信方向を制御する手段を持たない上位層で時刻同期の制御を行う場合にも現れる。
また、図3から明らかなように、各ノード装置には、パケット転送順序が定められており、図3の例では、マスタノード装置−スレーブノード装置A−スレーブノード装置B−マスタノード装置というパケット転送順序にてパケットが転送され、複数のノード装置間でパケットが巡回する。図3に示すリング型ネットワークを巡回経路ともいう。
マスタノード装置として動作する場合、スレーブノード装置として動作する場合のいずれも、時刻同期装置100の構成自体は同じであるが、マスタノード装置として動作する場合、スレーブノード装置として動作する場合のそれぞれにおいて各構成要素の役割、処理内容が異なるため、説明の便宜のために、別の図として示している。
しかし、時刻同期装置100の構成自体は、マスタノード装置として動作する場合、スレーブノード装置として動作する場合でも同じ構成であるため、同じ時刻同期装置100が、マスタノード装置及びスレーブノード装置のいずれになることも可能である。
以下では、各構成要素について、マスタノード装置、スレーブノード装置に共通する役割、処理内容を説明した後で、マスタノード装置に特有の役割、処理内容、スレーブノード装置に特有の役割、処理内容を説明する。
なお、以下、マスタノード装置を単にマスタ又はマスタノードともいい、スレーブノード装置を単にスレーブ又はスレーブノードともいう。
受信データ処理部2は、伝送路からの受信データの処理を行う手段であり、例えばCPUまたはASIC(Application Specific Integrated Circuit)などの回路である、
送信データ生成部3は、伝送路から送信する送信データを生成する手段であり、CPUまたはASICなどの回路である。
内部クロック4は、内部発振器などの時間経過を計測する手段を備えた回路である。
クロック制御部5は、内部クロック4、受信部6、送信部8とそれぞれ接続し、データ送受信のタイムスタンプ取得を制御する手段であり、例えばASICなどの回路である。
受信部6は、伝送路からのデータ受信を行う手段である。
リピータ7は、伝送路からの受信データをバッファリングし高速に送信するための手段である。
送信部8は、伝送路への送信を行う手段である。
また、マスタノードは、計測パケットの送信時刻及び計測パケットの受信時刻が示される計測結果通知パケットを生成し、パケット転送順序において送信先となるスレーブノードに対して、生成した計測結果通知パケットを送信する。
内部クロック4は、リング型ネットワークに含まれる複数のノード装置間の時刻同期の基準となる基準クロックとして機能する。
また、送信部8は、計測パケット及び計測結果通知パケットを、パケット転送順序において送信先となるスレーブノード(通信装置)に対して送信する。送信部8は、計測パケット送信部及び計測結果通知パケット送信部の例となる。
受信部6は、複数のスレーブノードを巡回した計測パケット及び計測結果通知パケットを受信する。受信部6は、計測パケット受信部の例となる。
時刻同期処理制御部1は、基準クロックたる内部クロック4の計時に従い、送信部8による計測パケットの送信時刻と、受信部6による計測パケットの受信時刻を記憶する。時刻同期処理制御部1は、時刻記憶部の例となる。
送信データ生成部3は、時刻同期処理制御部1に記憶されている計測パケットの送信時刻と計測パケットの受信時刻とが示される計測結果通知パケットを生成する。送信データ生成部3は、計測結果通知パケット生成部の例となる。
また、各スレーブノードは、パケット転送順序において受信元となるノード装置から計測結果通知パケットを受信し、受信した計測結果通知パケットに示される計測パケットの送信時刻及び計測パケットの受信時刻と、記憶している計測パケットの受信時刻及び計測パケットの送信時刻の少なくともいずれかと、ノード装置の総数と、パケット転送順序における当該スレーブノードとマスタノードとの順序差とを用いて、時刻補正値を算出し、算出した時刻補正値を用いて、内部クロックの時刻を補正する。
受信部6は、マスタノード(管理装置)から送信された計測パケット及び計測結果通知パケットを、パケット転送順序において受信元となるノード装置から受信する。受信部6は、計測パケット受信部及び計測結果通知パケット受信部の例となる。
送信部8は、受信部6により受信された計測パケット及び計測結果通知パケットを、パケット転送順序において送信先となるノード装置に対して送信する。送信部8は、計測パケット送信部の例となる。
時刻同期処理制御部1は、内部クロック4の計時に従い、受信部6による計測パケットの受信時刻及び送信部8による計測パケットの送信時刻の少なくともいずれかを記憶する。
また、時刻同期処理制御部1は、計測結果通知パケットに示されるマスタノードにおける計測パケットの送信時刻及び計測パケットの受信時刻と、記憶している当該スレーブノードにおける計測パケットの受信時刻及び計測パケットの送信時刻の少なくともいずれかと、巡回経路に含まれるノード装置の総数と、パケット転送順序における当該スレーブノードとマスタノードとの順序差とを用いて、時刻補正値を算出する。時刻同期処理制御部1は、時刻記憶部及び時刻補正値算出部の例となる。
クロック制御部5は時刻同期処理制御部1により算出された時刻補正値を用いて、内部クロック4の時刻を補正する。
図4は、図3におけるマスタ、スレーブA、およびスレーブBの間のパケット交換を時系列で示すため、リング構造をマスタの位置で展開し横方向に記し、縦方向に時系列を示したものである。
したがって、図4で右端と左端に記されている「マスタ」は同一のノードを示す。
時刻同期の処理は、たとえば、マスタのタイマにより、一定時間ごとに実行する。
時刻同期の処理が開始すると、まず、マスタは、計測パケットを送出し、その送信時刻T01を採取して保存する。
スレーブでは、計測パケットを受信すると、リピータを介して次のノードへ高速に計測パケットをリピート送信するとともに、データの読み込みを行う。このとき、スレーブは受信時刻又は送信時刻を採取し、保存する。なお、以降では、スレーブは計測パケットの受信時刻を採取し、保存する例を説明する。
図4において、スレーブAにおいては、パケット受信時刻T11を、スレーブBにおいては、パケット受信時刻T21を採取する。
次に、マスタが、リングを一周してきた計測パケットを受信すると、その受信時刻T02を採取する。
次に、マスタは、自ノードで採取した、T01、T02の値を、計測結果通知パケットに格納して送信し、各スレーブに通知する。
各スレーブは、計測結果通知パケットにより受信したT01、T02の値と、自ノードで採取した、送信時刻、受信時刻から、それぞれの内部クロックが示す時刻の補正値を算出する。
ここでは、各スレーブにおける内部クロックの、マスタの内部クロック(基準クロック)から見たオフセット、すなわち、スレーブにおける内部クロックの補正値を算出する。
ここで、計測パケットを送受信した際の各ノード間の遅延時間は等しいものとして、時刻補正値を計算する。
すると、図4において各ノード間の遅延時間は、リング1周の遅延時間(T02−T01)をノード数で割った時間となる。
また、マスタの送信時刻T01からの各ノードにおける受信時刻の遅延は、この値に、マスタからスレーブに至る経路上の自ノードを含むスレーブノード数(マスタノードとスレーブノード間のパケット転送順序の順序差)を乗算した値となる。
ΔT1=T01+(T02−T01)/3−T11
また、スレーブBの内部クロックの補正値ΔT2は、
ΔT2=T01+(T02−T01)×2/3−T21
となる。
図5は、マスタとして動作する際の時刻同期装置100処理フローである。
計測パケットの形式の一例を図6に示す。
図6において、送信元アドレス、および、宛先アドレスは、リング型ネットワークで各ノードを識別するアドレスである。
計測パケットにおいて、宛先は全ノードであるため、宛先アドレスはブロードキャストアドレスを指定する。
ブロードキャストアドレスは、たとえば、アドレス長が1バイトの場合、16進数でFFなどをあらかじめ予約しておく。
パケット種別は、その値により、パケットの種別を表す。
本実施の形態では、計測パケット、計測結果通知パケットの2種のための値が予約される。
シーケンス番号は、一連のパケットを関連付けるために使用する。
図4において、一連の計測パケット、計測結果通知パケットのシーケンス番号フィールドに同じ値を格納することにより、受信側で、一連のパケットを関係付ける。
シーケンス番号は、一連のパケットの識別が出来れば、どのように割り振ってもよいが、たとえば、マスタで計測パケットを送信するたびに1ずつカウントアップし、関連する計測結果通知パケットに同じ値を格納するようにすればよい。
送信データ生成部3は、命令を受けると、計測パケットを生成し、送信部8に送る。
送信部8は計測パケットを伝送路に送出し、送信のタイミングでタイミング信号をクロック制御部5に送る。
クロック制御部5は、タイミング信号を受けると、内部クロック4が示す時刻を取得する。
一方、送信部8での送信処理が完了し、送信データ生成部3を経由して時刻同期処理制御部1に制御が戻ると、時刻同期処理制御部1は、送信部8での計測パケット送信のタイミングで取得した時刻をクロック制御部5から取得し、計測パケット送信時刻として、シーケンス番号と対応付けて保存する。
このとき、受信時刻を採取し、計測パケット受信時刻として保持しておく(S2)。
このとき、受信部6からのタイミング信号により、クロック制御部5は、内部クロック4の時刻を取得する。
同時に、受信部6で受信した計測パケットのデータは、受信データ処理部2に伝達され、受信データ処理部2においてパケット種別が判別され、計測パケット受信のイベントとして時刻同期処理制御部1に通知される。
時刻同期処理制御部1は、計測パケット受信のイベントを受けると、クロック制御部から、受信部6におけるパケット受信のタイミングで取得した時刻を取得し、計測パケット受信時刻として、シーケンス番号と対応付け、保存する。
送信データ生成部3は計測パケット送信時刻、および、計測パケット受信時刻を、それぞれ、計測結果通知パケットのマスタ送信時刻、およびマスタ受信時刻のフィールドに格納した、計測結果通知パケットを生成する。
計測結果通知パケットの形式の一例を図7に記す。
送信データ生成部3で生成されたパケットは、送信部8から伝送路に送出する。
図8は、スレーブにおける処理フローの一例である。
まず、計測パケットを受信部6が受信する。
このとき、受信部6は、パケット受信のタイミング信号をクロック制御部5に送る。
タイミング信号を受けたクロック制御部5は、内部クロック4の示す時刻を取得し保存する。
また、受信したパケットは、受信部6からリピータ7に伝えるとともに、受信データ処理部2に取り込む。
リピータ7に送られたパケットは、バッファリングされ、そのまま変更せずに送信部8に送るか、あるいは、データリンク層のヘッダおよびトレーラを変更して、送信部8に送る。
送信部8は、リピータ7から受け取ったパケットを伝送路に送出する。
一方、受信部6から計測パケットのデータを取り込んだ受信データ処理部2では、パケット種別を識別し、計測パケット受信イベントを時刻同期処理制御部1に通知する。
イベントを受けた時刻同期処理制御部1では、クロック制御部5から、受信部6での計測パケット受信のタイミングで取得した時刻を取得し、計測パケットのシーケンス番号と関連付けて保存する。
まず、計測結果通知パケットを受信部6が受信する。
受信したパケットは、受信部6からリピータ7に伝えるとともに、受信データ処理部2に取り込む。
リピータ7に送られたパケットは、バッファリングされ、そのまま変更せずに送信部8に送るか、あるいは、データリンク層のヘッダおよびトレーラを変更して、送信部8に送る。
送信部8は、リピータ7から受け取ったパケットを伝送路に送出する。
また一方、受信部6から計測結果通知パケットのデータを取り込んだ受信データ処理部2では、パケット種別を識別し、計測結果通知パケット受信イベントを時刻同期処理制御部1に通知する。
このとき、それぞれの受信時刻データ、送信時刻データの対応づけは、各パケットのシーケンス番号により対応付ける。
時刻の補正値の算出式は、図4のケースにて先に示した通りであるが、より一般化した形で記述すると次のようになる。
今、マスタで測定した計測パケット送信時刻をTMS、計測パケット受信時刻をTMR、スレーブで測定した計測パケット受信時刻をTSRとし、リング内のノード数をn、また、当該スレーブが、マスタから数えてm番目であるとすると、スレーブにおける時刻の補正値ΔTは、
ΔT=TMS+(TMR−TMS)×m/n−TSR
となる。
クロック制御部5は、内部クロック調整命令を受けると、内部クロック4の現在時刻に補正値ΔTを加算する処理を実行する。以上の処理で、スレーブの内部クロックをマスタの内部クロック(基準クロック)に同期させる時刻同期処理が完了する。
この場合のパケットの交換手順の例を図9に示す。
この手順は、時刻同期のたびごとに実施する必要はなく、ネットワークの構成変更があったときのみに実施すればよい。
ノード数カウンタのフィールドは、リング型ネットワーク内のノード数をカウントするためのもので、マスタから送信するときには、1を格納し、各スレーブでは、構成確認パケットを受信し、次のノードに送信するたびに1を加算する。
このようにした場合、各スレーブが構成確認パケットを受信したときにノード数カウンタフィールドに格納されている値が、そのスレーブにおけるmの値であり、マスタが、1周して帰ってきた構成確認パケットを受信したときにノード数カウンタフィールドに格納されている値が、リング内のノードの総数nである。
nの値をマスタから各スレーブに通知するためには、その通知のための専用のパケットをマスタから送信しても良いが、nの値はマスタ側に保存しておき、時刻同期における計測パケットまたは、計測結果通知パケットに格納して送信するようにしても良い。
また、スレーブにおける時刻同期処理を統一しており、単純化できる。
(a)第1の伝送路に対する受信手段および送信手段、
(b)内部クロック、
(c)上記受信手段および送信手段におけるパケット受信、およびパケット送信のタイミングで、上記内部クロックに基づく時刻を採取し、保存する手段、
(d)上記時刻情報を他のノードと交換し、時刻補正値を算出し、内部クロックの時刻調整を行う制御手段。
(a)計測パケットを送信し、送信時刻を採取する手段、
(b)計測パケットを受信し、受信時刻を採取する手段、
(c)上記送信時刻、および、受信時刻を計測結果通知パケットに格納し、送信する手段。
(a)計測パケットを受信し、受信時刻を採取する手段、
(b)計測結果通知パケットを受信し、マスタ送信時刻、およびマスタ受信時刻を取り出す手段、
(c)マスタ送信時刻、マスタ受信時刻、スレーブ受信時刻、リング内のノード数、マスタからスレーブに至る経路上のノード数を使用して時刻補正値を算出する手段、
(d)算出した時刻補正値を使用して、内部クロックの時刻を調整する手段。
以上の実施の形態1では、スレーブにおける中継処理時間を含めた測定値から時刻補正値を算出するようにしていたが、次に、各スレーブで受信時刻、および送信時刻を測定し、スレーブにおける中継処理時間を含まない測定値で時刻補正値を算出する場合の時刻同期方法を示す。
本実施の形態では、マスタおよびスレーブは、それぞれ、計測パケットの受信時刻、および送信時刻を採取し、パケットがリングを1周するときの遅延時間の実測値から、全スレーブ内の中継処理時間の合計、すなわち、各スレーブにおける計測パケット受信時刻と送信時刻との差の合計を差し引いて、各ノード間の伝送遅延の合計を求め、これをリング内のノード数で除算した平均値を各ノード間の伝送遅延として、各ノードにおける時刻補正値を算出する。
図11及び図12に示す構成は、実施の形態1で示した図1及び図2の構成と同じであるが、実施の形態1と比べて、いくつかの構成要素の役割、処理内容が異なるため、図11及び図12を用いて実施の形態2に係る各構成要素を説明する。
図11は、マスタノード装置としての時刻同期装置100の構成例を示す図であり、図12は、スレーブノード装置としての時刻同期装置100の構成例を示す図である。
実施の形態1で説明したように、マスタノード装置として動作する場合、スレーブノード装置として動作する場合のいずれも、時刻同期装置100の構成自体は同じであるが、マスタノード装置として動作する場合、スレーブノード装置として動作する場合において各構成要素の役割、処理内容が異なるため、説明の便宜のために、別の図として示している。
しかし、時刻同期装置100の構成自体は、マスタノード装置として動作する場合、スレーブノード装置として動作する場合でも同じ構成であるため、同じ時刻同期装置100が、マスタノード装置及びスレーブノード装置のいずれになることも可能である。
また、マスタノードは、複数のスレーブノードにおける中継遅延時間の総和を取得するための遅延計算パケットを、パケット転送順序において送信先となるスレーブノードに対して送信し、複数のスレーブノードを巡回した遅延計算パケットを受信する。遅延計算パケットは、巡回経路に含まれる複数のスレーブノードを巡回し、各々のスレーブノードの中継遅延時間が累積され複数のスレーブノードにおける中継遅延時間の総和が示される。
また、マスタノードは、受信した遅延計算パケットに示される複数のスレーブノードにおける中継遅延時間の総和と、記憶している計測パケットの送信時刻及び計測パケットの受信時刻と、ノード装置の総数とに基づいて、ノード装置間の伝送遅延時間を算出し、記憶している計測パケットの送信時刻及び算出したノード装置間の伝送遅延時間が示される計算結果通知パケットを生成し、生成した計算結果通知パケットを、パケット転送順序において送信先となるスレーブノードに対して送信する。
内部クロック4は、実施の形態1と同様に、リング型ネットワークに含まれる複数のノード装置間の時刻同期の基準となる基準クロックとして機能する。
送信部8は、計測パケット、遅延計算パケット及び計算結果通知パケットを、パケット転送順序において送信先となるスレーブノードに対して送信する。送信部8は、計測パケット送信部、遅延計算パケット送信部及び計算結果通知パケット送信部の例となる。
受信部6は、複数のスレーブノードを巡回した計測パケット、遅延計算パケット及び計算結果通知パケットを受信する。受信部6は、計測パケット受信部、遅延計算パケット受信部の例となる。
時刻同期処理制御部1は、基準クロックの計時に従い、送信部8による計測パケットの送信時刻と、受信部6による計測パケットの受信時刻を記憶する。また、時刻同期処理制御部1は、受信部6により受信された遅延計算パケットに示される複数のスレーブノードにおける中継遅延時間の総和と、記憶している計測パケットの送信時刻及び計測パケットの受信時刻と、巡回経路に含まれるノード装置の総数とに基づいて、ノード装置間の伝送遅延時間を算出する。時刻同期処理制御部1は、時刻記憶部及び伝送遅延時間算出部の例となる。
送信データ生成部3は、時刻同期処理制御部1に記憶されている計測パケットの送信時刻及び時刻同期処理制御部1により算出されたノード装置間の伝送遅延時間が示される計算結果通知パケットを生成する。送信データ生成部3は、計算結果通知パケット生成部の例となる。
また、各スレーブノードは、パケット転送順序において受信元となるノード装置から遅延計算パケットを受信し、遅延計算パケットに含まれているパケット転送順序において先行する他のスレーブノードの中継遅延時間の累積値を取得し、取得した中継遅延時間の累積値を記憶する。
更に、各スレーブノードは、記憶している計測パケットの受信時刻と計測パケットの送信時刻との差の時間を遅延計算パケットに含まれている中継遅延時間の累積値に加算して新たな中継遅延時間の累積値とし、新たな中継遅延時間の累積値が含まれる遅延計算パケットを、パケット転送順序において送信先となるノード装置に対して送信し、パケット転送順序において受信元となるノード装置から計算結果通知パケットを受信し、受信した計算結果通知パケットに示される計測パケットの送信時刻及びノード装置間の伝送遅延時間と、記憶している計測パケットの受信時刻及び計測パケットの送信時刻のいずれかと、記憶している中継遅延時間の累積値と、パケット転送順序における当該スレーブノードとマスタノードとの順序差とを用いて、時刻補正値を算出し、算出した時刻補正値を用いて、内部クロックの時刻を補正する。
受信部6は、マスタノードから送信された計測パケット、遅延計算パケット及び計算結果通知パケットを、パケット転送順序において受信元となるノード装置から受信する。受信部6は、計測パケット受信部、遅延計算パケット受信部及び計算結果通知パケット受信部の例となる。
送信部8は、受信部6により受信された計測パケット及び計算結果通知パケットを、パケット転送順序において送信先となるノード装置に対して送信する。また、送信部8は、送信データ生成部3により新たな中継遅延時間の累積値が格納された遅延計算パケットを、パケット転送順序において送信先となるノード装置に対して送信する。送信部8は、計測パケット送信部及び遅延計算パケット送信部の例となる。
時刻同期処理制御部1は、内部クロックの計時に従い、受信部6による計測パケットの受信時刻及び送信部8による計測パケットの送信時刻を記憶する。また、時刻同期処理制御部1は、受信部6により受信された遅延計算パケットに含まれている中継遅延時間の累積値を取得し、取得した中継遅延時間の累積値を記憶する。また、時刻同期処理制御部1は、記憶している計測パケットの受信時刻と計測パケットの送信時刻との差の時間を遅延計算パケットに含まれている中継遅延時間の累積値に加算して新たな中継遅延時間の累積値として算出する。更に、時刻同期処理制御部1は、計算結果通知パケットに示される計測パケットの送信時刻及びノード装置間の伝送遅延時間と、記憶している計測パケットの受信時刻及び計測パケットの送信時刻の少なくともいずれかと、記憶している中継遅延時間の累積値と、巡回経路に含まれるノード装置の総数と、パケット転送順序における当該スレーブノードとマスタノードとの順序差とを用いて、時刻補正値を算出する。時刻同期処理制御部1は、時刻記憶部、中継遅延時間記憶部及び時刻補正値算出部の例となる。
送信データ生成部3は、時刻同期処理制御部1により算出された新たな中継遅延時間の累積値を遅延計算パケットに格納する。送信データ生成部3は、遅延計算パケット更新部の例となる。
クロック制御部5は、時刻同期処理制御部1により算出された時刻補正値を用いて、内部クロック4の時刻を補正する。
まず、マスタの動作について説明する。
図14は、マスタの処理フローの例である。
まず、マスタは、計測パケットを送信し、送信時刻を採取する(S9)。
次に、マスタは、リングを1周してきた計測パケットを受信し、受信時刻を採取する(S10)。
以上の処理は、実施の形態1に示した通りであり、マスタ内部では、時刻同期処理制御部1が、計測パケットの送信時刻、受信時刻及び計測パケットのシーケンス番号を記憶する。
遅延計算パケットは、時刻同期処理制御部1からの指示に基づき、送信データ生成部3が生成し、送信部8が次のスレーブに対して送信する。
遅延計算パケットの形式の一例を図15に示す。
図15において中継遅延加算値には、マスタから送出されるときには0を格納し、スレーブを経由する毎に各スレーブにおける中継処理の時間、すなわち、計測パケットにおいて実測した、送信時刻と受信時刻の差を加算する。
遅延計算パケットは各スレーブで中継遅延加算値の加算処理を行うため、ブロードキャストではなく、次のノードのみに宛てて送信する。
このとき、遅延計算パケットの中継遅延加算値には、スレーブにおける中継処理時間の全ノード分の合計値が格納されている。
次に、マスタは、この中継処理時間の合計値を使用して、ノード間の伝送遅延時間を算出する(S13)。
今、マスタにおける計測パケットの送信時刻をTMS、計測パケットの受信時刻をTMR、中継処理時間の合計値をTS、リング内のノード数をnとしたとき、ノード間の伝送遅延時間の平均値TDは、
TD=(TMR−TMS−TS)/n
となる。
マスタ内部では、受信部6により受信された遅延計算パケットは受信データ処理部2を介して時刻同期処理制御部1に入力され、時刻同期処理制御部1が上記の計算式によりノード間の伝送遅延時間を算出する。
マスタ内部では、時刻同期処理制御部1が、記憶している計測パケットの送信時刻及び計算した伝送遅延時間を送信データ生成部3に通知し、送信データが計算結果通知パケットを生成する。
計算結果通知パケットの形式の一例を図16に示す。
次に、マスタは、計算結果通知パケットを受信して(S15)、処理を終了する。
図17は、スレーブの処理フロー例である。
まず、スレーブは計測パケットを受信する(S16)。受信した計測パケットは、スレーブ内でリピータを経由して次のノードにリピート送信する。このとき、受信時刻、および、送信時刻を採取し、それぞれ保存する。
この処理は、実施の形態1と同様であり、スレーブ内部では、時刻同期処理制御部1が、計測パケットの受信時刻と計測パケットのシーケンス番号を記憶する。
このとき、スレーブは、受信した遅延計算パケットの中継遅延加算値に格納された値を取り出し、保存する。
スレーブ内部では、受信部6により受信された遅延計算パケットは受信データ処理部2を介して時刻同期処理制御部1に入力され、時刻同期処理制御部1は、遅延計算パケットの中継遅延時間の値を取り出し、保存する。
スレーブは、自ノードで採取した、計測パケットの送信時刻から同じく計測パケットの受信時刻を減算した値を、S17で受信した遅延計算パケットの中継遅延加算値のフィールドに格納された値に加算する。すなわち、スレーブで採取した計測パケットの受信時刻をTSR、計測パケットの送信時刻をTSSとすると、中継遅延加算値に加算する値は、
TSS−TSR
である。
つまり、時刻同期処理制御部1が、記憶している計測パケットの受信時刻と計測パケットの送信時刻との差の時間を遅延計算パケットに含まれている中継遅延加算値(中継遅延時間の累積値)に加算して新たな中継遅延加算値(新たな中継遅延時間の累積値)として算出する。
スレーブ内部では、送信データ生成部3が、時刻同期処理制御部1により算出された新たな中継遅延加算値を遅延計算パケットに格納し、送信部8が、更新された中継遅延加算値が示される遅延計算パケットを次のスレーブに対して送信する。
計算結果通知パケットを受信すると、次に、スレーブは、自ノードの時刻補正値の算出を行う(S21)。
スレーブがS16において測定した計測パケット受信時刻をTSR、スレーブがS17で受信した遅延計算パケットの中継遅延加算値をTSD、S20で受信した計算結果通知パケットのマスタ送信時刻に格納されていた値をTMS、ノード間遅延時間に格納されていた値をTDとし、当該スレーブはマスタから数えてm番目のスレーブであったとすると、当該スレーブにおける時刻補正値ΔTは、
ΔT=TMS+TSD+mTD−TSR
となる。
スレーブ内部では、受信部6により受信された計算結果通知パケットは受信データ処理部2を介して時刻同期処理制御部1に入力され、時刻同期処理制御部1は、計算結果通知パケットのマスタ送信時刻、ノード間遅延時間を取り出し、上記の計算式に従って、時刻補正値を算出する。
内部クロックの調整は、任意のタイミングで、内部クロックの時刻にΔTを加算することにより完了する。
スレーブの内部処理では、時刻同期処理制御部1が、時刻補正値ΔTを使用して、クロック制御部5に対して、内部クロック調整命令を発行する。クロック制御部5は、内部クロック調整命令を受けると、内部クロック4の現在時刻に補正値ΔTを加算する処理を実行する。
以上の処理で、スレーブの内部クロックをマスタの内部クロック(基準クロック)に同期させる時刻同期処理が完了する。
(a)計測パケットを送信し、送信時刻を採取する手段、
(b)計測パケットを受信し、受信時刻を採取する手段、
(c)遅延計算パケットを送信する手段、
(d)遅延計算パケットを受信し、中継遅延加算値を取り出す手段、
(e)上記送信時刻、受信時刻、中継遅延加算値、リング内のノード数を使用して、ノード間の伝送遅延時間平均値を算出する手段、
(c)上記送信時刻、および、ノード間の伝送遅延時間平均値を計算結果通知パケットに格納し、送信する手段。
(a)計測パケットを受信し、次のノードにリピート送信し、受信時刻、および送信時刻を採取する手段、
(b)遅延計算パケットを受信し、中継遅延加算値を取り出し、保存する手段、
(c)中継遅延加算値に上記送信時刻と受信時刻の差を加算する手段、
(d)上記加算した中継遅延加算値を遅延計算パケットに格納し、送信する手段、
(e)計算結果通知パケットを受信し、マスタ送信時刻とノード間遅延時間を取り出す手段、
(f)マスタ送信時刻、中継遅延加算値、ノード間遅延時間、マスタから自ノードまでの経路上のノード数、および、自ノードで採取した計測パケット受信時刻から、自ノードにおける時刻補正値を算出する手段、
(g)上記算出した時刻補正を使用して自ノードの内部クロックの調整を行う手段。
図18は、実施の形態1、2に示す時刻同期装置100のハードウェア資源の一例を示す図である。なお、図18の構成は、あくまでも時刻同期装置100のハードウェア構成の一例を示すものであり、時刻同期装置100のハードウェア構成は図18に記載の構成に限らず、他の構成であってもよい。
RAM914は、揮発性メモリの一例である。ROM913、FDD904、CDD905、磁気ディスク装置920の記憶媒体は、不揮発性メモリの一例である。これらは、記憶装置あるいは記憶部の一例である。
通信ボード915、キーボード902、スキャナ装置907、FDD904などは、入力部、入力装置の一例である。
また、通信ボード915、表示装置901、プリンタ装置906などは、出力部、出力装置の一例である。
磁気ディスク装置920には、オペレーティングシステム921(OS)、ウィンドウシステム922、プログラム群923、ファイル群924が記憶されている。プログラム群923のプログラムは、CPU911、オペレーティングシステム921、ウィンドウシステム922により実行される。
ファイル群924には、実施の形態1、2の説明において、「〜の判断」、「〜の計算」、「〜の算出」、「〜の比較」、「〜の採取」、「〜の更新」、「〜の設定」、「〜の登録」等として説明している処理の結果を示す情報やデータや信号値や変数値やパラメータが、「〜ファイル」や「〜データベース」の各項目として記憶されている。「〜ファイル」や「〜データベース」は、ディスクやメモリなどの記録媒体に記憶される。ディスクやメモリになどの記憶媒体に記憶された情報やデータや信号値や変数値やパラメータは、読み書き回路を介してCPU911によりメインメモリやキャッシュメモリに読み出され、抽出・検索・参照・比較・演算・計算・処理・編集・出力・印刷・表示などのCPUの動作に用いられる。抽出・検索・参照・比較・演算・計算・処理・編集・出力・印刷・表示のCPUの動作の間、情報やデータや信号値や変数値やパラメータは、メインメモリ、レジスタ、キャッシュメモリ、バッファメモリ等に一時的に記憶される。
また、実施の形態1、2で説明しているフローチャートの矢印の部分は主としてデータや信号の入出力を示し、データや信号値は、RAM914のメモリ、FDD904のフレキシブルディスク、CDD905のコンパクトディスク、磁気ディスク装置920の磁気ディスク、その他光ディスク、ミニディスク、DVD等の記録媒体に記録される。また、データや信号は、バス912や信号線やケーブルその他の伝送媒体によりオンライン伝送される。
Claims (10)
- 基準クロックを備えるマスタノード装置と各々が内部クロックを備える複数のスレーブノード装置とがリング接続され、各ノード装置に定められているパケット転送順序に従ってパケットを転送して複数のノード装置間でパケットを巡回させる通信システムであって、
前記マスタノード装置は、
計測パケットを、パケット転送順序において送信先となるスレーブノード装置に対して送信し、前記複数のスレーブノード装置を巡回した前記計測パケットを受信し、
前記基準クロックの計時に従い、前記計測パケットの送信時刻と、前記計測パケットの受信時刻を記憶し、
前記複数のスレーブノード装置における中継遅延時間の総和を取得するための遅延計算パケットを、パケット転送順序において送信先となるスレーブノード装置に対して送信し、前記複数のスレーブノード装置を巡回した前記遅延計算パケットを受信し、
受信した前記遅延計算パケットに示される前記複数のスレーブノード装置における中継遅延時間の総和と、記憶している前記計測パケットの送信時刻及び前記計測パケットの受信時刻と、ノード装置の総数とに基づいて、ノード装置間の伝送遅延時間を算出し、
記憶している前記計測パケットの送信時刻及び算出したノード装置間の伝送遅延時間が示される計算結果通知パケットを生成し、
生成した前記計算結果通知パケットを、パケット転送順序において送信先となるスレーブノード装置に対して送信し、
各スレーブノード装置は、
パケット転送順序において受信元となるノード装置から前記計測パケットを受信し、受信した前記計測パケットを、パケット転送順序において送信先となるノード装置に対して送信し、
内部クロックの計時に従い、前記計測パケットの受信時刻及び前記計測パケットの送信時刻を記憶し、
パケット転送順序において受信元となるノード装置から前記遅延計算パケットを受信し、前記遅延計算パケットに含まれているパケット転送順序において先行する他のスレーブノード装置の中継遅延時間の累積値を取得し、取得した中継遅延時間の累積値を記憶し、
記憶している前記計測パケットの受信時刻と前記計測パケットの送信時刻との差の時間を前記遅延計算パケットに含まれている中継遅延時間の累積値に加算して新たな中継遅延時間の累積値とし、新たな中継遅延時間の累積値が含まれる遅延計算パケットを、パケット転送順序において送信先となるノード装置に対して送信し、
パケット転送順序において受信元となるノード装置から前記計算結果通知パケットを受信し、受信した前記計算結果通知パケットに示される前記計測パケットの送信時刻及びノード装置間の伝送遅延時間と、記憶している前記計測パケットの受信時刻及び前記計測パケットの送信時刻のいずれかと、記憶している中継遅延時間の累積値と、パケット転送順序における当該スレーブノード装置とマスタノード装置との順序差とを用いて、時刻補正値を算出し、算出した時刻補正値を用いて、内部クロックの時刻を補正することを特徴とする通信システム。 - 各スレーブノード装置は、
記憶している前記計測パケットの受信時刻と、前記計算結果通知パケットに示される前記計測パケットの送信時刻及びノード装置間の伝送遅延時間と、記憶している中継遅延時間の累積値と、パケット転送順序における当該スレーブノード装置とマスタノード装置との順序差とを用いて、時刻補正値を算出することを特徴とする請求項1に記載の通信システム。 - 前記マスタノード装置は、
記憶している前記計測パケットの送信時刻をT MS 、記憶している前記計測パケットの受信時刻をT MR 、受信した前記遅延計算パケットに示される前記複数のスレーブノード装置における中継遅延時間の総和をT S 、ノード装置の総数をnとしたとき、ノード装置間の伝送遅延時間T D を、
T D =(T MR −T MS −T S )/n
により算出し、
各スレーブノード装置は、
記憶している前記計測パケットの受信時刻をT SR 、記憶している中継遅延時間の累積値をT SD 、前記計算結果通知パケットに示される前記計測パケットの送信時刻をT MS 、前記計算結果通知パケットに示されるノード装置間の伝送遅延時間をT D とし、パケット転送順序における当該スレーブノード装置とマスタノード装置との順序差をmとしたとき、時刻補正値ΔTを、
ΔT=T MS +T SD +mT D −T SR
により算出することを特徴とする請求項2に記載の通信システム。 - 複数の通信装置とともにパケットの巡回経路を構成し、各装置に定められているパケット転送順序に従って前記巡回経路においてパケットを巡回させる、基準クロックを備える管理装置であって、
計測パケットを、パケット転送順序において送信先となる通信装置に対して送信する計測パケット送信部と、
前記複数の通信装置を巡回した前記計測パケットを受信する計測パケット受信部と、
前記基準クロックの計時に従い、前記計測パケット送信部による前記計測パケットの送信時刻と、前記計測パケット受信部による前記計測パケットの受信時刻を記憶する時刻記憶部と、
前記複数の通信装置における中継遅延時間の総和を取得するための遅延計算パケットを、パケット転送順序において送信先となる通信装置に対して送信する遅延計算パケット送信部と、
前記巡回経路に含まれる前記複数の通信装置を巡回し、各々の通信装置の中継遅延時間が累積され前記複数の通信装置における中継遅延時間の総和が示される前記遅延計算パケットを、受信する遅延計算パケット受信部と、
前記遅延計算パケット受信部により受信された前記遅延計算パケットに示される前記複数の通信装置における中継遅延時間の総和と、前記時刻記憶部に記憶されている前記計測パケットの送信時刻及び前記計測パケットの受信時刻と、前記巡回経路に含まれる装置の総数とに基づいて、通信装置間の伝送遅延時間を算出する伝送遅延時間算出部と、
前記時刻記憶部に記憶されている前記計測パケットの送信時刻及び前記伝送遅延時間算出部により算出された通信装置間の伝送遅延時間が示される計算結果通知パケットを生成する計算結果通知パケット生成部と、
前記計算結果通知パケット生成部により生成された前記計算結果通知パケットを、パケット転送順序において送信先となる通信装置に対して送信する計算結果通知パケット送信部とを有することを特徴とする管理装置。 - 前記伝送遅延時間算出部は、
前記時刻記憶部に記憶されている前記計測パケットの送信時刻をT MS 、前記時刻記憶部に記憶されてい前記計測パケットの受信時刻をT MR 、前記遅延計算パケット受信部により受信された前記遅延計算パケットに示される前記複数の通信装置における中継遅延時間の総和をT S 、前記巡回経路に含まれる装置の総数をnとしたとき、通信装置間の伝送遅延時間T D を、
T D =(T MR −T MS −T S )/n
により算出することを特徴とする請求項4に記載の管理装置。 - 基準クロックを備える管理装置及び一つ以上の他の通信装置とともにパケットの巡回経路を構成し、各装置に定められているパケット転送順序に従って前記巡回経路においてパケットを巡回させる、内部クロックを備える通信装置であって、
前記管理装置から送信された計測パケットを、パケット転送順序において受信元となる装置から受信する計測パケット受信部と、
前記計測パケット受信部により受信された前記計測パケットを、パケット転送順序において送信先となる装置に対して送信する計測パケット送信部と、
前記内部クロックの計時に従い、前記計測パケット受信部による前記計測パケットの受信時刻及び前記計測パケット送信部による前記計測パケットの送信時刻を記憶する時刻記憶部と、
パケット転送順序において先行する他の通信装置の中継遅延時間の累積値が含まれる遅延計算パケットを、パケット転送順序において受信元となる装置から受信する遅延計算パケット受信部と、
前記遅延計算パケット受信部により受信された前記遅延計算パケットに含まれている前記中継遅延時間の累積値を取得し、取得した前記中継遅延時間の累積値を記憶する中継遅延時間記憶部と、
前記時刻記憶部に記憶されている前記計測パケットの受信時刻と前記計測パケットの送信時刻との差の時間を前記遅延計算パケットに含まれている中継遅延時間の累積値に加算して新たな中継遅延時間の累積値とし、新たな中継遅延時間の累積値を前記遅延計算パケットに格納する遅延計算パケット更新部と、
前記遅延計算パケット更新部により新たな中継遅延時間の累積値が格納された遅延計算パケットを、パケット転送順序において送信先となる装置に対して送信する遅延計算パケット送信部と、
前記管理装置の前記基準クロックの計時に従って前記管理装置における前記計測パケットの送信時刻を示すとともに通信装置間の伝送遅延時間を示す計算結果通知パケットを、受信する計算結果通知パケット受信部と、
前記計算結果通知パケットに示される前記計測パケットの送信時刻及び通信装置間の伝送遅延時間と、前記時刻記憶部に記憶されている前記計測パケットの受信時刻及び前記計測パケットの送信時刻の少なくともいずれかと、前記中継遅延時間記憶部に記憶されている前記中継遅延時間の累積値と、パケット転送順序における前記管理装置との順序差とを用いて、時刻補正値を算出する時刻補正値算出部と、
前記時刻補正値算出部により算出された前記時刻補正値を用いて、前記内部クロックの時刻を補正するクロック制御部とを有することを特徴とする通信装置。 - 前記時刻記憶部は、
前記内部クロックの計時に従い、前記計測パケット受信部による前記計測パケットの受信時刻を記憶し、
前記時刻補正値算出部は、
前記時刻記憶部に記憶されている前記計測パケットの受信時刻と、前記計算結果通知パケットに示される前記計測パケットの送信時刻及び通信装置間の伝送遅延時間と、前記中継遅延時間記憶部に記憶されている前記中継遅延時間の累積値と、パケット転送順序における前記管理装置との順序差とを用いて、時刻補正値を算出することを特徴とする請求項6に記載の通信装置。 - 前記時刻補正値算出部は、
前記時刻記憶部に記憶されている前記計測パケットの受信時刻をT SR 、前記中継遅延時間記憶部に記憶されている前記中継遅延時間の累積値をT SD 、前記計算結果通知パケットに示される前記計測パケットの送信時刻をT MS 、前記計算結果通知パケットに示される通信装置間の伝送遅延時間をT D とし、パケット転送順序における前記管理装置との順序差をmとしたとき、時刻補正値ΔTを、
ΔT=T MS +T SD +mT D −T SR
により算出することを特徴とする請求項7に記載の通信装置。 - 複数の通信装置とともにパケットの巡回経路を構成し、各装置に定められているパケット転送順序に従って前記巡回経路においてパケットを巡回させる、基準クロックを備える管理装置に、
計測パケットを、パケット転送順序において送信先となる通信装置に対して送信する計測パケット送信処理と、
前記複数の通信装置を巡回した前記計測パケットを受信する計測パケット受信処理と、
前記基準クロックの計時に従い、前記計測パケット送信処理による前記計測パケットの送信時刻と、前記計測パケット受信処理による前記計測パケットの受信時刻を記憶する時刻記憶処理と、
前記複数の通信装置における中継遅延時間の総和を取得するための遅延計算パケットを、パケット転送順序において送信先となる通信装置に対して送信する遅延計算パケット送信処理と、
前記巡回経路に含まれる前記複数の通信装置を巡回し、各々の通信装置の中継遅延時間が累積され前記複数の通信装置における中継遅延時間の総和が示される前記遅延計算パケットを、受信する遅延計算パケット受信処理と、
前記遅延計算パケット受信処理により受信された前記遅延計算パケットに示される前記複数の通信装置における中継遅延時間の総和と、前記時刻記憶処理により記憶されている前記計測パケットの送信時刻及び前記計測パケットの受信時刻と、前記巡回経路に含まれる装置の総数とに基づいて、通信装置間の伝送遅延時間を算出する伝送遅延時間算出処理と、
前記時刻記憶処理により記憶されている前記計測パケットの送信時刻及び前記伝送遅延時間算出処理により算出された通信装置間の伝送遅延時間が示される計算結果通知パケットを生成する計算結果通知パケット生成処理と、
前記計算結果通知パケット生成処理により生成された前記計算結果通知パケットを、パケット転送順序において送信先となる通信装置に対して送信する計算結果通知パケット送信処理とを実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。 - 基準クロックを備える管理装置及び一つ以上の他の通信装置とともにパケットの巡回経路を構成し、各装置に定められているパケット転送順序に従って前記巡回経路においてパケットを巡回させる、内部クロックを備える通信装置に、
前記管理装置から送信された計測パケットを、パケット転送順序において受信元となる装置から受信する計測パケット受信処理と、
前記計測パケット受信処理により受信された前記計測パケットを、パケット転送順序において送信先となる装置に対して送信する計測パケット送信処理と、
前記内部クロックの計時に従い、前記計測パケット受信処理による前記計測パケットの受信時刻及び前記計測パケット送信処理による前記計測パケットの送信時刻を記憶する時刻記憶処理と、
パケット転送順序において先行する他の通信装置の中継遅延時間の累積値が含まれる遅延計算パケットを、パケット転送順序において受信元となる装置から受信する遅延計算パケット受信処理と、
前記遅延計算パケット受信処理により受信された前記遅延計算パケットに含まれている前記中継遅延時間の累積値を取得し、取得した前記中継遅延時間の累積値を記憶する中継遅延時間記憶処理と、
前記時刻記憶処理により記憶されている前記計測パケットの受信時刻と前記計測パケットの送信時刻との差の時間を前記遅延計算パケットに含まれている中継遅延時間の累積値に加算して新たな中継遅延時間の累積値とし、新たな中継遅延時間の累積値を前記遅延計算パケットに格納する遅延計算パケット更新処理と、
前記遅延計算パケット更新処理により新たな中継遅延時間の累積値が格納された遅延計算パケットを、パケット転送順序において送信先となる装置に対して送信する遅延計算パケット送信処理と、
前記管理装置の前記基準クロックの計時に従って前記管理装置における前記計測パケットの送信時刻を示すとともに通信装置間の伝送遅延時間を示す計算結果通知パケットを、受信する計算結果通知パケット受信処理と、
前記計算結果通知パケットに示される前記計測パケットの送信時刻及び通信装置間の伝送遅延時間と、前記時刻記憶処理により記憶されている前記計測パケットの受信時刻及び前記計測パケットの送信時刻の少なくともいずれかと、前記中継遅延時間記憶処理により記憶されている前記中継遅延時間の累積値と、パケット転送順序における前記管理装置との順序差とを用いて、時刻補正値を算出する時刻補正値算出処理と、
前記時刻補正値算出処理により算出された前記時刻補正値を用いて、前記内部クロックの時刻を補正するクロック制御処理とを実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
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