JP4938875B2 - Communication node and token ring communication method - Google Patents
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Description
この発明は、イーサネット(登録商標)をリング状に接続して通信を行うイーサネット(登録商標)ベースのリング状通信システムで使用される通信ノードと、その通信システムでマスタレスなトークンリング通信を行うためのリング状通信システムのトークンリング通信方法に関するものである。 The present invention relates to a communication node used in an Ethernet (registered trademark) -based ring communication system that performs communication by connecting Ethernet (registered trademark) in a ring shape, and to perform masterless token ring communication in the communication system. The present invention relates to a token ring communication method of the ring communication system.
従来、FDDI(Fiber-Distributed Data Interface)で通信端末(以下、通信ノードという)間を接続してネットワークを構築する形態が知られている(たとえば、非特許文献1参照)。このFDDIでは、一般的に通信ノードをリング状に接続するようにネットワークが構築される。FDDIを利用したネットワークでは、正常時にデータの送信が行われる第1のループと、第1のループを構成するケーブルの切断や通信ノードの故障などの異常が生じた場合に、その異常箇所をネットワークから切り離すようにループバックを行って正常な部分で通信可能なように構成するための第2のループと、からなる2重ループ構造がとられる。 2. Description of the Related Art Conventionally, a form in which a network is constructed by connecting communication terminals (hereinafter referred to as communication nodes) using FDDI (Fiber-Distributed Data Interface) is known (see, for example, Non-Patent Document 1). In this FDDI, a network is generally constructed to connect communication nodes in a ring shape. In a network using FDDI, when an abnormality such as a disconnection of a cable constituting the first loop or a failure of a communication node occurs in the first loop in which data is transmitted in a normal state, the abnormal portion is networked. A double loop structure comprising a second loop configured to perform communication in a normal part by performing loop back so as to be separated from the loop is adopted.
また、FDDIでは、トークンと呼ばれる送信権データを用いて、ネットワークに接続される通信ノード間で送信されるデータの衝突が発生しないように制御するトークンパッシング方式が採用されている。このトークンパッシング方式は、トークンが第1のループ上に流されており、データを送信したい通信ノードは、このトークンを捉えて取り込み、代わりに自分が送信したいデータを流し、送信が終わると再びトークンをネットワークに解放することで、常に一度に一台の端末がケーブルを利用するようにしたものである。 Further, FDDI employs a token passing system for controlling transmission of data transmitted between communication nodes connected to a network by using transmission right data called a token. In this token passing method, the token is flowed on the first loop, and the communication node that wants to transmit data captures and captures this token, and instead flows the data that it wants to transmit. Is released to the network, so that one terminal always uses a cable at a time.
ところで、現在では、イーサネット(登録商標)で通信ノード間を接続してネットワークを構築する形態が普及している。このイーサネット(登録商標)は、イーサネット(登録商標)に接続される通信ノードがデータを送信する際に、衝突を回避しながら通信権を確保し、全ての接続通信ノードへデータを伝搬するCSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection)方式を採用している。この方式を機能させるために、イーサネット(登録商標)における通信ノードの接続形態には、幹線となる1本のケーブルを中心として、そこから適当な間隔をあけてブランチケーブルを延ばし、複数の通信ノードを配置することによって構成されるバストポロジと、一つの制御装置(ハブ)を中心として放射線状に複数の通信ノードを配置することによって構成されるスタートポロジの2つのトポロジがある。 By the way, at present, a configuration in which communication nodes are connected by Ethernet (registered trademark) to construct a network is widespread. This Ethernet (registered trademark) secures a communication right while avoiding a collision when a communication node connected to the Ethernet (registered trademark) transmits data, and propagates data to all connected communication nodes. CD (Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection) method is adopted. In order to make this system function, the connection form of communication nodes in Ethernet (registered trademark) includes a single cable serving as a trunk line, a branch cable extending from the cable at an appropriate interval, and a plurality of communication nodes. There are two topologies: a bus topology configured by arranging a plurality of communication nodes and a star topology configured by radiating a plurality of communication nodes around a single control device (hub).
しかしながら、イーサネット(登録商標)では、ネットワークに接続されている端末機器がイーサネット(登録商標)フレームの終端(廃棄)を行う方式であるために、上述したバストポロジとスタートポロジは存在したが、リングトポロジは存在しないという問題点があった。そのため、たとえばイーサネット(登録商標)で構築したリングトポロジのネットワークにおいて、トークンリング通信を行う場合のトークン発行方法や、トークンリング通信方法は、従来存在していなかった。 However, in Ethernet (registered trademark), since the terminal device connected to the network performs termination (discard) of the Ethernet (registered trademark) frame, the bus topology and the star topology described above exist, but the ring topology There was a problem that the topology did not exist. For this reason, for example, in a ring topology network constructed by Ethernet (registered trademark), a token issuing method and a token ring communication method for performing token ring communication have not existed conventionally.
この発明は上記に鑑みてなされたもので、イーサネット(登録商標)で構築したリングトポロジでトークンリング通信を行うための通信ノードを得ることを目的とする。また、イーサネット(登録商標)ベースのリング状通信システムでトークンフレームの発行を規定し、イーサネット(登録商標)ベースのリング状通信システムでトークンパッシング方式の通信を行う方法を規定するリング状通信システムのトークンリング通信方法を得ることも目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object thereof is to obtain a communication node for performing token ring communication in a ring topology constructed by Ethernet (registered trademark). Further, the ring communication system of the ring communication system that defines the issuance of token frames in the Ethernet (registered trademark) -based ring communication system and the method of performing the token passing method communication in the Ethernet (registered trademark) based ring communication system. Another object is to obtain a token ring communication method.
上記目的を達成するため、この発明にかかる通信ノードは、イーサネット(登録商標)によって接続された複数の通信ノードがリング状に接続された通信システムを構成する通信ノードであって、トークンフレームを取得して通信権を獲得すると、前記トークンフレームの送信元通信ノードを宛先とするトークン受信完了通知フレームを送信し、データフレームの送信処理が終了すると前記トークンフレームを解放する通信権獲得処理手段と、通信権を獲得すると、自通信ノード内の論理的な接続を切断する送信モードと、自通信ノード宛のトークン受信完了通知フレームを受信すると、自通信ノード内の論理的な接続の切断を終了するリピートモードと、の状態を切り替える論理的リング状態制御手段と、データフレームの送受信を行うデータフレーム通信処理手段と、を備え、前記データフレーム通信処理手段は、送信モードの状態の場合には受信したフレームをすべて廃棄し、リピートモードの状態の場合には受信したフレームを転送することを特徴とする。 To achieve the above object, a communication node according to the present invention is a communication node constituting a communication system in which a plurality of communication nodes connected by Ethernet (registered trademark) are connected in a ring shape, and obtains a token frame. Acquiring a communication right, a token reception completion notification frame destined to the transmission source communication node of the token frame is transmitted, and when the data frame transmission process is completed, a communication right acquisition processing means for releasing the token frame; When the communication right is acquired, when the transmission mode for disconnecting the logical connection in the own communication node and the token reception completion notification frame addressed to the own communication node are received, the disconnection of the logical connection in the own communication node is terminated. Logical ring state control means for switching the state between repeat mode and data frame transmission / reception. Data frame communication processing means, wherein the data frame communication processing means discards all received frames in the transmission mode state and transfers the received frames in the repeat mode state. Features.
この発明によれば、各通信ノードに対して、通信権を獲得した通信ノードにはその通信ノード内で論理的にリングを切断する送信モードと、通信権を獲得していない通信ノードには受信したフレームを転送するリピートモードと、を設けるようにしたので、通信権を獲得した通信ノードが自通信ノード発のフレームを、断片化を発生させずに廃棄することができるという効果を有する。 According to the present invention, for each communication node, a communication node that has acquired a communication right receives a transmission mode in which the ring is logically disconnected within the communication node, and a communication node that has not acquired the communication right. Since the repeat mode for transferring the frame is provided, there is an effect that the communication node that has acquired the communication right can discard the frame originating from the own communication node without causing fragmentation.
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる通信ノードおよびトークンリング通信方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、これらの実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。以下では、各実施の形態に共通するこの発明の構成の概略について説明し、その後に、各実施の形態についての説明を行う。 Exemplary embodiments of a communication node and a token ring communication method according to the present invention will be explained below in detail with reference to the accompanying drawings. Note that the present invention is not limited to these embodiments. In the following, the outline of the configuration of the present invention common to the respective embodiments will be described, and thereafter, the respective embodiments will be described.
図1は、この発明にかかるイーサネット(登録商標)ベースのリング状通信システムの概略構成を模式的に示す図である。このリング状通信システムは、イーサネット(登録商標)によって1対1で接続された複数の通信ノード(通信機器、図中、ノードと表記)10−1〜10−4がリング状に接続される構成を有する。ここで、通信ノード10−1〜10−4間を接続するイーサネット(登録商標)ケーブルは、実線で示される図中のリング状通信システム内で右回りにフレームを運ぶ正規系リング1と、点線で示される同じく左回りにフレームを運ぶ待機系リング2との、物理的に2本のリングによって二重化されている。正規系リング1は、リング状通信システムを構成する通信ノード10−1〜10−4とケーブルが正常状態のときに使用されるリングである。また、待機系リング2は、リング状通信システムを構成する通信ノード10−1〜10−4とケーブルのうちいずれかに異常が発生した場合に、後述するようにその異常箇所をループバック処理によってシステムから分離するために使用されるリングである。
FIG. 1 is a diagram schematically showing a schematic configuration of an Ethernet (registered trademark) -based ring communication system according to the present invention. This ring communication system has a configuration in which a plurality of communication nodes (communication devices, denoted as nodes in the figure) 10-1 to 10-4 connected one-to-one by Ethernet (registered trademark) are connected in a ring shape. Have Here, the Ethernet (registered trademark) cable connecting the communication nodes 10-1 to 10-4 is connected to the
図2は、図1のリング状通信システムを構成する通信ノードの構成を模式的に示すブロック図である。この通信ノード10は、隣接する通信ノードとの間でイーサネット(登録商標)ケーブルを接続するための2つのポート11,14と、ポート11,14から受信したフレームの処理や他の通信ノード間での経路確立を行うための処理を行う通信処理部17と、を備える。
FIG. 2 is a block diagram schematically showing a configuration of a communication node constituting the ring communication system of FIG. The
ポートは、Aポート(図中、PortAと表記。)11とBポート(図中、PortBと表記。)14の2つのポートから構成される。Aポート11は、正規系リング1からのフレームを受信する正規系入力部12と、待機系リング2へフレームを送信する待機系出力部13と、を備える。また、Bポート14は、正規系リング1へフレームを送信する正規系出力部16と、待機系リング2からのフレームを受信する待機系入力部15と、を備える。
The port is composed of two ports, an A port (indicated as Port A in the figure) 11 and a B port (indicated as Port B in the figure) 14. The
通信処理部17は、Aポート11の正規系入力部で受信した正規系リング1からのフレームを一端読み込み、必要がある場合には所定の処理を行ってからBポート14の正規系出力部から正規系リング1に送信する一方、Bポート14の待機系入力部で受信した待機系リング2からのフレームは読み込まずにそのままAポート11の待機系出力部へと送信する。より具体的には、正常時においてBポート14から出力するフレームに対してのみ、必要がある場合には所定の処理を行い、通信ノード内でBポート14からAポート11に流すれるフレームについては何の処理も行われない。
The
このようなイーサネット(登録商標)ベースのリング状通信システムが構築されると、システムを構成するそれぞれの通信ノード10−1〜10−4は、自身が属するネットワークがリング状の経路を構成しているかを確認するためのリング確立確認処理を行う。リング確立の確認処理が終了した後、システムを構成するそれぞれの通信ノード10−1〜10−4は、そのネットワークの構成情報を作成するために必要な自通信ノードの局情報を互いに行き渡るように送信し、それぞれの通信ノード10−1〜10−4の位置関係やネットワークを構成する通信ノード10−1〜10−4の台数を含むネットワーク構成情報の作成処理を行う。これによって、イーサネット(登録商標)ベースのリング状通信システムにおいて通常の通信を行うことができる状態となる。以下の実施の形態では、リング確立確認処理とネットワーク構成情報の作成処理が終了したネットワークでの処理を前提とするものである。また、以下の実施の形態では、イーサネット(登録商標)ベースのリング状通信システムが、トークンパッシング方式でデータ通信を行うことを前提とする。 When such an Ethernet (registered trademark) -based ring communication system is constructed, each communication node 10-1 to 10-4 constituting the system is configured such that the network to which it belongs constitutes a ring-shaped route. A ring establishment confirmation process is performed to confirm whether or not After the ring establishment confirmation process is completed, the communication nodes 10-1 to 10-4 constituting the system distribute the station information of the own communication nodes necessary for creating the network configuration information to each other. The network configuration information including the positional relationship between the communication nodes 10-1 to 10-4 and the number of communication nodes 10-1 to 10-4 configuring the network is transmitted. As a result, normal communication can be performed in the Ethernet (registered trademark) -based ring communication system. The following embodiments are premised on processing in a network in which ring establishment confirmation processing and network configuration information creation processing have been completed. In the following embodiments, it is assumed that an Ethernet (registered trademark) -based ring communication system performs data communication by the token passing method.
以上が、各実施の形態に共通するイーサネット(登録商標)ベースのリング状通信システムの概要である。以下、この内容に基づいて、各実施の形態の説明を行う。なお、以下の説明では、通信ノード10−1,10−2,10−3,10−4をそれぞれ1局、2局、3局、4局と表記する。 The above is the outline of the Ethernet (registered trademark) -based ring communication system common to the embodiments. Hereinafter, each embodiment will be described based on this content. In the following description, the communication nodes 10-1, 10-2, 10-3, and 10-4 are represented as 1 station, 2 stations, 3 stations, and 4 stations, respectively.
また、この明細書では、説明の簡略化のため、リング状通信システムが4台の通信ノード10−1〜10−4によって構成される場合を例に挙げて説明するが、複数台の通信ノードがイーサネット(登録商標)でリング状に接続される構成のものであれば、この発明の以下の実施の形態を適用することができる。 Also, in this specification, for the sake of simplicity of explanation, a case where the ring communication system is configured by four communication nodes 10-1 to 10-4 will be described as an example. The following embodiments of the present invention can be applied as long as the network is configured to be connected in a ring shape by Ethernet (registered trademark).
実施の形態1.
この実施の形態1では、イーサネット(登録商標)ベースのリング状通信システムにおいて、リング確立確認処理とネットワーク構成情報の作成処理が終了した後に、どの通信ノードがトークンリング通信を行うためのトークンフレームを発行するかを決めるトークン発行方法について説明する。
In the first embodiment, in the Ethernet (registered trademark) -based ring communication system, after the ring establishment confirmation process and the network configuration information creation process are finished, which communication node performs the token frame for performing the token ring communication. A token issuing method for determining whether to issue will be described.
図3は、この実施の形態1による通信ノードの機能構成を模式的に示すブロック図である。この実施の形態1の通信ノード10の通信処理部17は、トークン開始権獲得処理部21と、トークン開始処理部22と、を備える。なお、上述した説明と同一の構成要素には、同一の符号を付して、その説明を省略している。
FIG. 3 is a block diagram schematically showing a functional configuration of the communication node according to the first embodiment. The
トークン開始権獲得処理部21は、上述したリング確立確認処理とネットワーク構成情報の作成処理が終了した後に、トークンフレームを発行するためのトークン開始権を獲得するための処理を行う。この実施の形態1では、MAC(Media Access Control)アドレスなどの世界で唯一である(重複が発生しない)固有情報を用いて、ネットワークを構成する通信ノードのうち最も小さい値を有する固有情報が付与された通信ノードに、トークン開始権を与える場合を示す。
The token start right
この場合には、トークン開始権獲得処理部21は、リング確立の確認処理とネットワーク構成情報の作成処理が終了した後に、自通信ノードの固有情報を埋め込んだトークン開始権獲得フレームを所定の時間間隔で送出する。また、他の通信ノードから受信したトークン開始権獲得フレーム中の固有情報と、自通信ノードの固有情報とを比較し、自通信ノードの方が小さい場合にはトークン開始権獲得フレームを送出し続けるとともに、比較した対象のトークン開始権獲得フレームを破棄する。また、自通信ノードの方が大きい場合にはトークン開始権獲得フレームの送出を停止するとともに、比較した対象のトークン開始権獲得フレームを送出する。自通信ノードのトークン開始権獲得フレームの送出を停止した時点で、その通信ノードは、トークン開始権の獲得ができなかったことを意味する。さらに、トークン開始権獲得処理部21は、自通信ノードのトークン開始権獲得フレームが戻ってきた場合には、トークン開始権を獲得したことを意味し、トークン開始権獲得フレームの送出を停止する。
In this case, after completing the ring establishment confirmation process and the network configuration information creation process, the token start right
トークン開始処理部22は、トークン開始権を獲得した場合に、ネットワーク(リング)上のすべての通信ノードに対してトークンフレームの送信を開始することを示すトークン開始通知フレームを所定の時間間隔で送出する。また、自身で送出したトークン開始通知フレームがリングを巡回して戻ってくると、そのトークン開始通知フレームを廃棄するとともに、トークン開始通知フレームの送出を停止して、トークンパッシング方式で通信を行うためのトークンフレームを送出する。
When the token
図4−1〜図4−15は、リング状通信システムにおけるトークン開始権獲得処理の手順の一例を模式的に示す図である。まず、リング確立確認処理とネットワーク構成情報の作成処理が終了すると、図4−1に示されるように、各局(1局〜4局)10−1〜10−4の通信処理部17−1〜17−4のトークン開始権獲得処理部21は、所定の時間間隔で各局の固有情報を埋め込んだ第1のトークン開始権獲得フレーム301−1〜304−1を送出する。しかし、このとき1局10−1から送出された第1のトークン開始権獲得フレーム301−1が1局10−1と2局10−2との間の伝送路上で何らかの原因によって消失したものとする。 FIGS. 4-1 to 4-15 are diagrams schematically illustrating an example of a procedure of token start right acquisition processing in the ring communication system. First, when the ring establishment confirmation process and the network configuration information creation process are completed, as shown in FIG. 4A, the communication processing units 17-1 to 17-1 of the stations (1 station to 4 stations) 10-1 to 10-4. The token start right acquisition processing unit 21-4 sends out the first token start right acquisition frames 301-1 to 304-1 in which the unique information of each station is embedded at predetermined time intervals. However, at this time, the first token start right acquisition frame 301-1 transmitted from the first station 10-1 has disappeared for some reason on the transmission path between the first station 10-1 and the second station 10-2. To do.
つぎに、図4−2に示されるように、トークン開始権獲得フレームを送出した通信ノードが他局からのトークン開始権獲得フレームを受信すると、その通信処理部17のトークン開始権獲得処理部21は、自通信ノードの固有情報と受信したトークン開始権獲得フレーム中の送信元通信ノードの固有情報との大小比較を行う。なお、この例では、各局の固有情報には、1局<2局<3局<4局の大小関係があるものとする。
Next, as shown in FIG. 4B, when the communication node that has transmitted the token start right acquisition frame receives the token start right acquisition frame from another station, the token start right
自局の固有情報よりも小さい固有情報を持った通信ノードからのトークン開始権獲得フレームを受信した3局10−3と4局10−4の通信処理部17−3,17−4のトークン開始権獲得処理部21は、受信した第1のトークン開始権獲得フレーム302−1,303−1をそれぞれ転送するとともに、自局からのトークン開始権獲得フレームの送信を停止する。つまり、3局10−3と4局10−4はともに、トークン開始権を獲得することができず負けたことになる。
Token start of the communication processing units 17-3 and 17-4 of the third station 10-3 and the fourth station 10-4 that have received the token start right acquisition frame from the communication node having unique information smaller than the unique information of the own station The right
また、自局の固有情報よりも大きい固有情報を持った通信ノードからのトークン開始権獲得フレームを受信した1局10−1の通信処理部17−1のトークン開始権獲得処理部21は、受信した4局10−4が発行した第1のトークン開始権獲得フレーム304−1を廃棄し、自局からのトークン開始権獲得フレームの送信処理を継続して行う。
The token start right
なお、伝送路上で消失した1局10−1が発行した第1のトークン開始権獲得フレーム301−1を受信しなかった2局10−2は、固有情報の大小比較を行うことができないので、何の処理も行わない。 Note that the two stations 10-2 that did not receive the first token start right acquisition frame 301-1 issued by the first station 10-1 that disappeared on the transmission path cannot compare the size of the specific information. No processing is performed.
つぎに、図4−3に示されるように、ネットワーク上の負けなかった通信ノードは、所定の時間が経過すると、再びトークン開始権獲得フレームを送出し、負けた通信ノードは、受信した他の通信ノードのトークン開始権獲得フレームを転送する。ここでは、1局10−1と2局10−2は、負けなかった通信ノードに属するので、第2のトークン開始権獲得フレーム301−2,302−2を送出する。また、3局10−3と4局10−4は、負けた通信ノードであるので、それぞれ2局10−2と3局10−3がそれぞれ発行した第1のトークン開始権獲得フレーム302−1,303−1を転送する。 Next, as shown in FIG. 4-3, when a predetermined time has elapsed, the communication node that has not lost on the network sends out a token start right acquisition frame again, and the losing communication node receives other received communication nodes. Transfer the token start right acquisition frame of the communication node. Here, since the first station 10-1 and the second station 10-2 belong to the communication node that has not lost, the second token start right acquisition frames 301-2 and 302-2 are transmitted. Further, since the third station 10-3 and the fourth station 10-4 are losing communication nodes, the first token start right acquisition frames 302-1 issued by the second station 10-2 and the third station 10-3, respectively. , 303-1.
つぎに、図4−4に示されるように、各通信ノードがつぎのトークン開始権獲得フレームを受信すると、図4−2で説明したように固有情報の大小比較を行う。ここでは、2局10−2が新たに負けた状態となる。その結果、図4−5に示されるように、1局10−1は、3局10−3が発行した第1のトークン開始権獲得フレーム303−1を廃棄するとともに、第3のトークン開始権獲得フレーム301−3を送出し、2局10−2、3局10−3、4局10−4はそれぞれ1局10−1、2局10−2、2局10−2が発行した第2のトークン開始権獲得フレーム301−2、第2のトークン開始権獲得フレーム302−2、第1のトークン開始権獲得フレーム302−1を転送する。 Next, as shown in FIG. 4-4, when each communication node receives the next token-start-right acquisition frame, the unique information is compared in size as described with reference to FIG. Here, the second station 10-2 is newly lost. As a result, as shown in FIG. 4-5, the # 1 station 10-1 discards the first token start right acquisition frame 303-1 issued by the # 3 station 10-3, and the third token start right The acquisition frame 301-3 is transmitted, and the second station 10-2, the third station 10-3, and the fourth station 10-4 are the second issued by the first station 10-1, the second station 10-2, and the second station 10-2, respectively. The token start right acquisition frame 301-2, the second token start right acquisition frame 302-2, and the first token start right acquisition frame 302-1 are transferred.
なお、ここで、トークン開始権獲得フレームは、所定の時間間隔で連続して送出されるため、偶発的に何らかの原因でトークン開始権獲得フレームが消失したとしても、後続のトークン開始権獲得フレームがリング上を巡回する。その結果、以前に1局10−1が発行した第1のトークン開始権獲得フレーム301−1を受信できなかった2局10−2も、その後に1局10−1が発行したトークン開始権獲得フレーム301−2を受信することになり、自通信ノードの固有情報とトークン開始権獲得フレームの送信元通信ノードの固有情報との大小比較を行うことができる。 Here, since the token start right acquisition frame is continuously transmitted at a predetermined time interval, even if the token start right acquisition frame is accidentally lost for some reason, the subsequent token start right acquisition frame is Cycle around the ring. As a result, the second station 10-2 that has not received the first token start right acquisition frame 301-1 previously issued by the first station 10-1 also acquires the token start right issued by the first station 10-1 thereafter. The frame 301-2 is received, and the size comparison between the unique information of the own communication node and the unique information of the transmission source communication node of the token start right acquisition frame can be performed.
また、トークン開始権獲得フレームの送信を停止した通信ノード(3局10−3、4局10−4)は、他の通信ノードからのトークン開始権獲得フレームを受信するごとに自局の固有情報とトークン開始権獲得フレームの送信元局の固有情報との大小比較を行って、受信したトークン開始権獲得フレームを廃棄するか、転送するかの判断を行う。 Further, each time the communication node (3 station 10-3, 4 station 10-4) that has stopped transmitting the token start right acquisition frame receives the token start right acquisition frame from another communication node, the communication node own information And the unique information of the transmission source station of the token start right acquisition frame are compared, and it is determined whether the received token start right acquisition frame is discarded or transferred.
同様にして、図4−6〜図4−9に示されるように、トークン開始権獲得フレームが巡回して各局で受信されるたびに、自通信ノードの固有情報と受信したトークン開始権獲得フレームの送信元局の固有情報との大小比較を行う。そして、自局の固有情報よりも小さい固有情報のトークン開始権獲得フレームを受信した2局10−2、3局10−3、4局10−4は、そのトークン開始権獲得フレームを転送し、自局の固有情報よりも大きい固有情報のトークン開始権獲得フレームを受信した1局10−1はそのトークン開始権獲得フレームを廃棄するとともに、新たなトークン開始権獲得フレームを発行する。つまり、トークン開始権獲得フレームがリング上を巡回するにしたがって、トークン開始権獲得フレームを送出する通信ノードは、固有情報が最も小さい通信ノード(1局10−1)のみに限定される。 Similarly, as shown in FIG. 4-6 to FIG. 4-9, each time the token start right acquisition frame circulates and is received at each station, the unique information of the own communication node and the received token start right acquisition frame The size is compared with the unique information of the source station. Then, the second station 10-2, the third station 10-3, and the fourth station 10-4 that have received the token start right acquisition frame having unique information smaller than the unique information of the own station transfer the token start right acquisition frame, The first station 10-1 that has received the token start right acquisition frame having unique information larger than the unique information of its own station discards the token start right acquisition frame and issues a new token start right acquisition frame. That is, as the token start right acquisition frame circulates on the ring, the communication nodes that transmit the token start right acquisition frame are limited to only the communication node (one station 10-1) with the smallest unique information.
その後、図4−10に示されるように、固有情報が最も小さい1局10−1の通信処理部17−1のトークン開始権獲得処理部21は、自局が発行した第2のトークン開始権獲得フレーム301−2を受信すると、その時点以降のトークン開始権獲得フレームの送出を停止する。また、自局が発行したトークン開始権獲得フレーム301−2を取得したことによって、1局10−1がトークン開始権を獲得した(勝った)通信ノードとなり、以後の処理では、トークン発行局となる。
Thereafter, as shown in FIG. 4-10, the token start right
ついで、図4−11に示されるように、トークン開始権を獲得した1局10−1の通信処理部17−1のトークン開始処理部22は、トークン開始通知フレーム311−1を所定の時間間隔で送出し始める。その後、図4−12〜図4−14に示されるように、トークン開始通知フレーム311−1〜311−2を受信した通信ノード(2局10−2、3局10−3)は、そのトークン開始通知フレーム311−1〜311−2を転送するとともに、トークンパッシングに備える。また、1局10−1は自身が発行したトークン開始権獲得フレーム301−4を廃棄する。
Next, as shown in FIG. 4-11, the token
その後、図4−15に示されるように、トークン開始通知フレームを送出している1局10−1の通信処理部17−1のトークン開始処理部22は、リングを巡回して自局にトークン開始通知フレーム311−1が戻ってきたことで、リング上にはトークン開始権獲得フレームがすべてなくなった(廃棄された)ことを確認し、トークンパッシングを開始する。以上により、イーサネット(登録商標)ベースのリング状通信システムにおけるトークン発行方法が終了する。
Thereafter, as shown in FIG. 4-15, the token
なお、上述した説明は一例であり、たとえばネットワークを構成する通信ノード10−1〜10−4のうち最も大きい値を有する固有情報が付与された通信ノードにトークン開始権を与えるようにしてもよい。 The above description is an example, and for example, a token start right may be given to a communication node to which unique information having the largest value among communication nodes 10-1 to 10-4 constituting the network is assigned. .
ところで、上記の説明でトークン発行局となった1局10−1が、すぐにトークンを発行せずにトークン開始通知フレーム311を出力する理由について説明する。各通信ノード10−1〜10−4は、後述する実施の形態で示すようにネットワークのフレームを監視する図示しないフレーム監視機能を搭載している。そして、このフレーム監視機能によって、タイムアウトが発生した場合に、トークンフレームが消失したと判断し、トークン開始権獲得フレームの送信を開始する。このとき、トークン開始権獲得フレームを発行した通信ノード10以外の通信ノードは、トークン開始権獲得フレームを受信することで、通常の通信状態(トークンパッシング状態)からトークン開始権獲得処理状態へと切り替わり、上述した工程と同様に再度トークン発行局を決定する。ここで、トークン開始通知フレームを発行せずに、トークン発行局を決める工程で、通信ノード10がトークン開始権を獲得できずに負けた場合に、すぐにトークンパッシングに備える状態にしてしまうと、そのトークン発行局を決める工程が完了せずトークン発行局がまだ決まっていない状態にある場合には、他の通信ノード10が発行したトークン開始権獲得フレームを受信することになり、トークン開始権獲得処理状態へと遷移してしまう。そうすると、負けた通信ノード10は、再びトークン開始権獲得フレームを送出し始め、トークン発行局を決める工程が収束しなくなってしまうことになる。そこで、このような状況を防ぐために、ここでは、トークン発行局を決める工程の途中で、負けた通信ノード10がトークンパッシング状態へと切り替わるように設定せずに、トークン開始通知フレーム311を受信してからトークンパッシング状態に備えるようにしている。
Now, the reason why the first station 10-1 that has become the token issuing station in the above description outputs the token start notification frame 311 without immediately issuing a token will be described. Each of the communication nodes 10-1 to 10-4 is equipped with a frame monitoring function (not shown) for monitoring a network frame, as shown in an embodiment described later. Then, by this frame monitoring function, when a timeout occurs, it is determined that the token frame has disappeared, and transmission of the token start right acquisition frame is started. At this time, communication nodes other than the
この実施の形態1によれば、異なるベンダによって製造された通信ノード10でリングが構成されるマルチベンダ環境下においても、通信ノード10に対してユニークに付与された固有情報の大小に基づいて、トークンフレームを発行するトークン発行局が一意に決定されるという効果を有する。また、固有情報としてMACアドレスを用いることによって、ユーザが設定した固有情報とは異なり、重複が発生しないので、必ず一意に一台のトークン発行局が決定されるという効果も有する。
According to the first embodiment, even in a multi-vendor environment in which a ring is configured by
さらに、各通信ノード10は、トークン開始権が獲得できないと判定されるまで、トークン開始権獲得フレームを所定の時間間隔で発行するようにしているので、ネットワーク上の何らかの原因によってトークン開始権獲得フレームが消失したとしても、後に発行されるトークン開始権獲得フレームを用いてトークン開始権を獲得するための判定を行うことができるという効果も有する。また、ネットワーク上に不要なフレームがなくなり、受信したフレームの誤認識を防ぐこともできるという効果を有する。
Further, each
実施の形態2.
この実施の形態2では、何らかの不確定要因によってトークンフレームが消失してしまった場合のトークン発行処理について説明する。
In the second embodiment, a token issuing process when a token frame is lost due to some uncertain factor will be described.
図5は、この実施の形態2による通信ノードの機能構成を模式的に示すブロック図である。この実施の形態2の通信ノードの通信処理部17は、フレーム監視部31をさらに備える。このフレーム監視部31は、リングが通常の通信状態にある場合に、リング上に流れるフレームを監視し、トークンフレームと他のフレームがリング上を所定の時間の間、流れない状態が継続した場合に、トークンフレームが消失したと判定する。
FIG. 5 is a block diagram schematically showing a functional configuration of the communication node according to the second embodiment. The
また、トークン開始権獲得処理部21は、フレーム監視部31によってトークンフレームが消失したと判定されると、トークン開始権獲得フレームの送出を開始する。しかし、トークンパッシング状態にある通信ノードが他の通信ノードからのトークン開始権獲得フレームを受信した場合には、そのトークン開始権獲得フレームの送信元通信ノードの固有情報が自通信ノードの固有情報よりも大きいときだけ、受信したトークン開始権獲得フレームを廃棄し、自通信ノードからのトークン開始権獲得フレームを送出する処理を開始する。なお、その他の構成は上述した説明と同一であり、上述した説明と同一の構成要素には、同一の符号を付して、その説明を省略している。
When the
図6−1〜図6−17は、リング状通信システムにおけるトークン開始権獲得処理の手順の一例を模式的に示す図である。まず、通常のトークンリング方式の通信状態から何らかの不確定要因によってトークンフレームが消失してしまったとする。その後、図6−1に示されるように、3局10−3の通信処理部17−3のフレーム監視部31が、最初にトークンフレームの消失を検出すると、トークン開始権獲得処理部21は、トークン開始権獲得フレーム303−1を所定の時間間隔で送出し始める。
FIGS. 6-1 to 6-17 are diagrams schematically illustrating an example of a procedure of a token start right acquisition process in the ring communication system. First, it is assumed that the token frame is lost due to some uncertain factor from the normal token ring communication state. After that, as shown in FIG. 6A, when the
その後、図6−2に示されるように、トークンパッシング中の4局10−4が、3局10−3が発行したトークン開始権獲得フレーム303−1を受信すると、その通信処理部17−4のトークン開始権獲得処理部21は、自局の固有情報とトークン開始権獲得フレーム303−1の送信元通信ノード(3局10−3)の固有情報とを大小比較する。なお、ここでも実施の形態1と同様に各局の固有情報には、1局<2局<3局<4局の大小関係があるものとする。その結果、4局10−4は、自局の固有情報よりも小さい固有情報を持った通信ノードからのトークン開始権獲得フレームを受信したことになるので、トークン開始権を得られず、負けた状態になる。そして、図6−3に示されるように、4局10−4は、トークンパッシングを停止し、受信したトークン開始権獲得フレーム303−1をそのまま転送する。
Thereafter, as shown in FIG. 6B, when the 4th station 10-4 during token passing receives the token start right acquisition frame 303-1 issued by the 3rd station 10-3, the communication processing unit 17-4 The token start right
一方、図6−4〜図6−5に示されるように、トークン開始権獲得フレーム303−1はつぎに1局10−1に到達する。1局10−1でも同様にトークン開始権獲得フレームの送信元通信ノード(3局10−3)の固有情報と自局の固有情報との大小比較が行われる。自局の固有情報よりも大きい固有情報を持った通信ノードからのトークン開始権獲得フレームを受信した1局10−1の通信処理部17−1のトークン開始権獲得処理部21は、トークンパッシングを停止するとともに、受信した3局10−3のトークン開始権獲得フレーム303−1を廃棄し、自局からトークン開始権獲得フレーム301−1を所定の時間間隔で送出し始める。図6−6〜図6−7に示されるように、トークン開始権獲得フレームが巡回して、つぎのトークン開始権獲得フレームを受信した1局10−1、2局10−2、4局10−4でも同様の処理が行われる。この過程で、自局の固有情報よりも小さい固有情報を有するトークン開始権獲得フレーム301−1を受信した2局10−2もトークン開始権を得られない負けた状態となる。
On the other hand, as shown in FIGS. 6-4 to 6-5, the token start right acquisition frame 303-1 next reaches the first station 10-1. Similarly, the first station 10-1 compares the unique information of the transmission source communication node (third station 10-3) of the token start right acquisition frame with the unique information of the own station. The token start right
その後、図6−8〜図6−9に示されるように、最初にトークン開始権獲得フレーム303−1を送出した3局10−3が、1局10−1からのトークン開始権獲得フレーム301−1を受信すると、その通信処理部17−3のトークン開始権獲得処理部21は、自局の固有情報とトークン開始権獲得フレーム301−1中の送信元通信ノード(1局10−1)の固有情報との大小比較を行う。ここでは、3局10−3は、自局の固有情報よりも小さい固有情報を有する1局10−1からのトークン開始権獲得フレーム301−1を受信しているので、トークン開始権を得られず負けた状態となる。そして、受信した1局10−1のトークン開始権獲得フレーム301−1を転送するとともに、自局からのトークン開始権獲得フレームの送出処理を停止する。
After that, as shown in FIGS. 6-8 to 6-9, the third station 10-3 that first sent out the token start right acquisition frame 303-1 transmits the token start right acquisition frame 301 from the first station 10-1. -1 is received, the token start right
なお、このときも、自局の固有情報よりも大きい固有情報を持った通信ノードからのトークン開始権獲得フレームを受信した通信ノード(1局10−1)は、受信したトークン開始権獲得フレームを破棄し、自通信ノードからのトークン開始権獲得フレームの送信を継続する。 At this time, the communication node (1 station 10-1) that has received the token start right acquisition frame from the communication node having the unique information larger than the unique information of the own station also receives the received token start right acquisition frame. Discard and continue to transmit the token start right acquisition frame from its own communication node.
ついで、図6−10〜図6−11に示されるように、トークン開始権獲得フレーム301−1,301−2がリング上を巡回するにしたがって、トークン開始権獲得フレームを送出する通信ノードが、固有情報の最も小さい通信ノード(1局10−1)のみに限定される。 Next, as shown in FIGS. 6-10 to 6-11, as the token start right acquisition frames 301-1 and 301-2 circulate on the ring, the communication node that transmits the token start right acquisition frame It is limited only to the communication node (one station 10-1) with the smallest specific information.
その後、図6−12に示されるように、固有情報の最も小さい1局10−1の通信処理部17−1のトークン開始権獲得処理部21は、自局が発行したトークン開始権獲得フレーム303−1を最初に受信すると、その時点以降のトークン開始権獲得フレームの送出を停止する。また、自局が発行したトークン開始権獲得フレーム303−1を獲得したことによって、1局10−1はトークン開始権を獲得した(勝った)通信ノードとなり、以後の処理では、トークン発行局となる。
After that, as shown in FIG. 6-12, the token start right
ついで、図6−13に示されるように、トークン開始権を獲得した1局10−1の通信処理部17−1のトークン開始処理部22は、トークン開始通知フレーム311−1を所定の時間間隔で送出し始める。その後、図6−14〜図6−17に示されるように、トークン開始通知フレーム311−1〜311−4を受信した2局10−2〜4局10−4は、そのトークン開始通知フレーム311−1〜311−4を転送するとともに、トークンパッシングに備える。また、1局10−1は自身が発行したトークン開始権獲得フレーム301−2を廃棄する。
Next, as shown in FIG. 6-13, the token
その後、図6−17に示されるように、トークン開始通知フレーム311−1〜311−4を送出している1局10−1の通信処理部17−1のトークン開始処理部22は、自局にトークン開始通知フレーム311−1が戻ってきたことで、リング上にはトークン開始権獲得フレームがすべてなくなった(廃棄された)ことを確認し、トークンパッシングを開始する。以上により、トークン発行方法が終了する。
Thereafter, as shown in FIG. 6-17, the token
なお、上述した説明は一例であり、たとえばネットワークを構成する通信ノード10−1〜10−4のうち最も大きい値を有する固有情報が付与された通信ノードにトークン開始権を与えるようにしてもよい。 The above description is an example, and for example, a token start right may be given to a communication node to which unique information having the largest value among communication nodes 10-1 to 10-4 constituting the network is assigned. .
この実施の形態2によれば、全通信ノードがトークンフレームの消失を即座に検知し、検知した通信ノードが、トークンパッシング状態からトークン開始権獲得状態に移るようにしたので、速やかにトークンパッシングの再開を行うことが可能となる。また、ネットワーク上に不要なフレームがなくなり、受信したフレームの誤認識を防ぐこともできるという効果を有する。 According to the second embodiment, all the communication nodes immediately detect the disappearance of the token frame, and the detected communication node shifts from the token passing state to the token start right acquisition state. It is possible to resume. Further, unnecessary frames are eliminated on the network, and it is possible to prevent erroneous recognition of received frames.
実施の形態3.
この実施の形態3では、イーサネット(登録商標)ベースのリング状通信システムにおいてトークンパッシング方式で通信を行う場合について説明する。
In the third embodiment, a case where communication is performed using a token passing system in an Ethernet (registered trademark) -based ring communication system will be described.
図7は、この実施の形態3による通信ノードの機能構成を模式的に示すブロック図である。この通信ノード10の通信処理部17は、通信権獲得処理部41、論理的リング状態制御部42およびデータフレーム通信処理部43を備える。なお、上述した説明と同一の構成要素には、同一の符号を付してその説明を省略する。
FIG. 7 is a block diagram schematically showing a functional configuration of the communication node according to the third embodiment. The
通信権獲得処理部41は、自通信ノードがデータの送信を行いたい場合に、リング上を流れているトークンフレームを取得して通信権を獲得するとともに、トークンフレームを取得したことを示すトークン受信完了通知フレーム(以下、トークンAckフレームという)を、トークンフレームを解放した通信ノード宛に送信する。また、通信権獲得処理部41は、データフレーム通信処理部43によってデータフレームの送信が終了するとトークンフレームを解放する。
The communication right
論理的リング状態制御部42は、通信権獲得処理部41によって通信権が獲得された場合に、自通信ノード内のリングを論理的に切断して自通信ノードで受信されるすべてのフレームを転送しないで廃棄する送信モードと、他通信ノードからトークンAckフレームを受信した場合に、論理的なリングの切断を終了して自通信ノードで受信されるすべてのフレームを転送するリピートモードと、の状態を切り分ける制御を行う。
When the communication right is acquired by the communication right
データフレーム通信処理部43は、通信権が獲得されると、送信したいデータをデータフレームとして送信し、自通信ノードが送信する。このとき通信されるデータフレームの構造は、通常のイーサネット(登録商標)フレームと同じであり、宛先MACアドレスや送信元MACアドレスが含まれる。また、データフレーム通信処理部43は、他通信ノードから自通信ノード宛のデータフレームを受信する処理する処理を行う。なお、データフレーム通信処理部43は、自通信ノードが送信モードにある場合には、受信したすべてのフレームを転送せずに廃棄し、自通信ノードがリピートモードにある場合には、受信したすべてのフレームを転送する。
When the communication right is acquired, the data frame
図8−1〜図8−5は、イーサネット(登録商標)ベースのリング状通信システムにおけるトークンパッシング方式での通信処理手順の一例を示す図である。なお、ここでは、通信伝文として送信されるデータフレームはブロードキャストでリング上の全通信ノードを宛先とする場合を例に挙げる。 FIGS. 8-1 to 8-5 are diagrams illustrating an example of a communication processing procedure in the token passing system in the Ethernet (registered trademark) -based ring communication system. Here, a case where a data frame transmitted as a communication message is broadcast and destined for all communication nodes on the ring will be described as an example.
まず、既にトークンフレーム320を獲得している1局10−1は、その通信処理部17−1の論理的リング状態制御部42によって自局内のリングが論理的に切断された送信モードの状態にあり、データフレーム通信処理部43による通信伝文(以下、データフレームという)321の送出と、自局が発行したデータフレーム321に対する終端処理(廃棄処理)を行う。また、データフレーム通信処理部43によるすべてのデータフレーム321の送出が完了すると、通信権獲得処理部41はトークンフレーム320を送信する。なお、トークンフレーム320を送信した後も、1局10−1は送信モード状態のままである(図8−1)。なお、この図8−1の2局10−2〜4局10−4に示されるように、Aポート11−2〜11−4からBポート14−2〜14−4に実線が延びている状態がリピートモードを示しており、1局10−1のように、Aポート11−1からBポート14−1に実線が延びていない状態がリングが論理的に切断された送信モードを示している。
First, the # 1 station 10-1 that has already acquired the
ついで、トークンフレーム320を受信した2局10−2は、その通信処理部17−2の通信権獲得処理部41でトークンフレーム320を終端(取得)する。そして、通信権獲得処理部41は、1局10−1からトークンフレーム320を受信したので、トークAckフレーム331をトークン解放局である1局10−1宛てに送信する。また、論理的リング状態制御部42は、自局内のリングを論理的に切断して、送信モードへと遷移する。そして、データフレーム通信処理部43によるデータフレーム322の送出と、自局が発行したデータフレーム322に対する終端処理が行われる。データフレーム通信処理部43によるすべてのデータフレーム322の送出が完了すると、通信権獲得処理部41はトークンフレーム320を送信する。なお、トークンフレーム320を送信した後も、2局10−2は送信モード状態のままである(図8−2)。
Next, the second station 10-2 that has received the
その後、フレームが巡回し、1局10−1は、自身で発行したデータフレーム321を受信する。このとき、1局10−1は送信モードにあるので、そのデータフレーム通信処理部43は受信したデータフレーム321を廃棄する(図8−3)。
Thereafter, the frame circulates and the # 1 station 10-1 receives the
続いて、1局10−1は、自局宛のトークンAckフレーム331を受信する。このとき、1局10−1は、送信モードにあるので、そのデータフレーム通信処理部43は受信したトークンAckフレーム331を廃棄するとともに、論理的リング状態制御部42は、トークンAckフレーム331を受信したことによって、自局の状態を送信モードから論理的なリングの切断を終了したリピートモードへと遷移させる(図8−4)。その後は、1局10−1のAポート11−1から受信したフレームはすべて転送されるようになる(図8−5)。以上の図8−1〜図8−5に示される処理を各局が行うことによって、トークンパッシング方式の通信が行われる。
Subsequently, the # 1 station 10-1 receives the
この実施の形態3によれば、各通信ノード10に対して、通信権を獲得した通信ノード10にはその通信ノード10内で論理的にリングを切断する送信モードと、通信権を獲得していない通信ノード10には受信したフレームを転送するリピートモードと、を設けるようにしたので、通信権を獲得した通信ノード10が自通信ノード10発のフレームを、断片化を発生させずに廃棄することができるという効果を有する。
According to the third embodiment, for each
また、トークンフレームを取得して通信権を獲得した通信ノード10が、トークンAckフレームをトークンフレームの送出元通信ノードに送信するようにしたので、このトークンAckフレームを用いて、送信モードからリピートモードへの切換を行うことができるという効果を有する。これにより、自通信ノード10が発行したフレームとトークンAckフレームとをリング内から除去することができ、不要なフレームをリング上に滞留させることを防ぐことができる。
In addition, since the
実施の形態4.
実施の形態3では、トークンフレームを解放して送信モード状態にある通信ノード(以下、トークン解放通信ノードという)は、つぎにトークンフレームを獲得した通信ノード(以下、トークン獲得通信ノードという)からの自局宛のトークンAckフレームを受信することによって、送信モードからリピートモードへと状態を遷移させるようにしていた。しかし、この場合、トークン獲得通信ノードから送出されたトークンAckフレームが何らかの原因によって消失してしまう場合もある。この実施の形態4では、トークンAckフレームがトークン解放通信ノードに到達する前に消失してしまった場合のトークンパッシング方式の通信方法について説明する。
In the third embodiment, a communication node that releases a token frame and is in a transmission mode state (hereinafter referred to as a token release communication node) receives a communication from the communication node that acquired the token frame (hereinafter referred to as a token acquisition communication node). By receiving the token Ack frame addressed to the own station, the state is changed from the transmission mode to the repeat mode. However, in this case, the token Ack frame transmitted from the token acquisition communication node may be lost for some reason. In the fourth embodiment, a communication method using the token passing method when the token Ack frame disappears before reaching the token release communication node will be described.
この実施の形態4における通信ノードの機能構成は実施の形態3の図7と同一である。しかし、この実施の形態4では、図7の通信処理部17の論理的リング状態制御部42は、送信モード状態にある場合に、自通信ノード宛のトークンAckフレームを受信する前に、他の通信ノード(トークン獲得通信ノード)が送信したデータフレームを受信した場合には、リピートモードに遷移する機能をさらに備えている。
The functional configuration of the communication node in the fourth embodiment is the same as that in FIG. 7 of the third embodiment. However, in the fourth embodiment, when the logical ring
図9−1〜図9−3は、イーサネット(登録商標)ベースのリング状通信システムにおけるトークンパッシング方式での通信処理手順の一例を示す図である。まず、実施の形態3の図8−1〜図8−2で説明したように、2局10−2は、データフレーム321を送出してトークンフレーム320を解放した1局10−1からトークンフレーム320を取得し、トークン解放通信ノードである1局10−1宛のトークンAckフレーム331と、データフレーム322とをリング上に送出する。
FIG. 9A to FIG. 9C are diagrams illustrating an example of a communication processing procedure in the token passing system in the Ethernet (registered trademark) -based ring communication system. First, as described with reference to FIGS. 8A to 8B of the third embodiment, the second station 10-2 transmits the
その後、フレームが巡回し、1局10−1は、自身で発行したデータフレーム321を受信する。このとき、1局10−1は送信モードにあるので、そのデータフレーム通信処理部43は受信したデータフレーム321を廃棄する。また、このとき4局10−4と1局10−1の間のリング上で不確定要因によってトークンAckフレーム331が消失したものとする(図9−1)。
Thereafter, the frame circulates and the # 1 station 10-1 receives the
その後、1局10−1は、自局宛のトークンAckフレーム331を受信することなく、他局(2局10−2)が発行したデータフレーム322を受信する(図9−2)。1局10−1の通信処理部17−1の論理的リング状態制御部42は、トークンAckフレーム331を受信しないで他局のデータフレーム322を受信したことを検知し、自局の状態を送信モードからリピートモードへと切り替え、1局10−1内の論理的なリングの切断を終了させる。これによって、1局10−1の通信処理部17−1のデータフレーム通信処理部43は、受信した2局10−2からのデータフレーム322をそのまま転送するとともに、以後受信するフレームのすべても転送する(図9−3)。
Thereafter, the first station 10-1 receives the
この実施の形態4によれば、トークンAckフレームの後にはデータフレームが届くことを利用して、トークンAckフレームが消失してしまった場合でも、トークン解放通信ノードを送信モードからリピートモードへと状態を遷移させることができる。その結果、トークンAckフレームが消失してしまった場合でも、その後に続くフレームが不用意に廃棄されることがないという効果を有する。 According to the fourth embodiment, using the fact that the data frame arrives after the token Ack frame, even if the token Ack frame disappears, the token release communication node is changed from the transmission mode to the repeat mode. Can be transitioned. As a result, even when the token Ack frame is lost, there is an effect that a subsequent frame is not inadvertently discarded.
実施の形態5.
実施の形態4では、トークン解放通信ノードは、自局宛のトークンAckフレームが消失してしまった場合でも、その後に受信するデータフレームの受信によって、送信モードからリピートモードへと状態を遷移させるようにしていた。しかし、この場合、トークン獲得通信ノードから送出されたトークンAckフレームに加えて、データフレームも何らかの原因によって消失してしまう場合もある。この実施の形態5では、トークン獲得通信ノードによって発行されたトークンAckフレームとデータフレームがトークン解放通信ノードに到達する前に消失してしまった場合のトークンパッシング方式の通信方法について説明する。
Embodiment 5 FIG.
In the fourth embodiment, the token release communication node shifts the state from the transmission mode to the repeat mode by receiving the data frame received thereafter even when the token Ack frame addressed to itself is lost. I was doing. However, in this case, in addition to the token Ack frame transmitted from the token acquisition communication node, the data frame may be lost for some reason. In the fifth embodiment, a token passing communication method when a token Ack frame and a data frame issued by a token acquisition communication node are lost before reaching the token release communication node will be described.
この実施の形態5における通信ノードの機能構成は実施の形態3の図7と同一である。しかし、この実施の形態5では、図7の通信処理部17の論理的リング状態制御部42は、送信モードの状態で、自通信ノード宛のトークンAckフレームを受信する前に他通信ノード(トークン獲得通信ノード)が送信したデータフレームを受信した場合、または自通信ノード宛のトークンAckフレームと他通信ノード(トークン獲得通信ノード)が発行したデータフレームを受信する前に、さらに別の通信ノードが発行した他通信ノード宛のトークンAckフレームを受信した場合には、リピートモードに遷移する機能をさらに備えている。
The functional configuration of the communication node in the fifth embodiment is the same as that in FIG. 7 of the third embodiment. However, in the fifth embodiment, the logical ring
図10−1〜図10−2は、イーサネット(登録商標)ベースのリング状通信システムにおけるトークンパッシング方式での通信処理手順の一例を示す図である。まず、実施の形態3の図8−1〜図8−2で説明したように、2局10−2は、データフレーム321を送出してトークンフレーム320を解放した1局10−1からトークンフレーム320を取得し、トークン解放通信ノードである1局10−1宛のトークンAckフレーム331と、データフレーム322とをリング上に送出し、その後トークンフレーム320を解放する。その後、実施の形態4の図9−1で説明したように、フレームが巡回し、1局10−1は、自身で発行したデータフレーム321を受信すると、そのデータフレーム321を廃棄する。また、このとき3局10−3がトークンフレーム320を取得し、4局10−4と1局10−1の間のリング上で不確定要因によってトークンAckフレーム331が消失したものとする。
FIG. 10A to FIG. 10B are diagrams illustrating an example of a communication processing procedure in the token passing system in the Ethernet (registered trademark) -based ring communication system. First, as described with reference to FIGS. 8A to 8B of the third embodiment, the second station 10-2 transmits the
さらに、フレームが巡回するが、2局10−2が発行したデータフレーム322も4局10−4と1局10−1の間の伝送路上で消失したものとする。一方、トークンフレーム320を取得した3局10−3の通信権獲得処理部41は、トークンフレーム320の送信元である2局10−2を宛先とするトークンAckフレーム332を送信する。その後、3局10−3のデータフレーム通信処理部43は、データフレーム323を送信する(図10−1)。
Further, although the frame circulates, it is assumed that the
その後、1局10−1は、自局宛のトークンAckフレーム331と他局(2局10−2)が発行したはずのデータフレーム322を受信することなく、3局10−3が発行した2局10−2宛のトークンAckフレーム332を受信する。1局10−1の通信処理部17−1の論理的リング状態制御部42は、自局宛のトークンAckフレーム331と2局10−2が発行したデータフレーム322を受信しないで、3局10−3が発行した2局10−2宛のトークンAckフレーム332を受信したことを検知し、自局の状態を送信モードからリピートモードへと切り替え、1局10−1内の論理的なリングの切断を終了させる。これによって、1局10−1の通信処理部17−1のデータフレーム通信処理部43は、受信した3局10−3が発行した2局10−2宛のトークンAckフレーム332をそのまま転送するとともに、以後受信するフレームもすべて転送する(図10−2)。
Thereafter, the first station 10-1 receives the
この実施の形態5によれば、トークンAckフレームの後にはデータフレーム(データフレーム)が届き、データフレームの後には他の通信ノードが発行した他局宛のトークンAckフレームが届くことを利用して、トークンAckフレームやデータフレームが消失してしまった場合でも、トークン解放通信ノードを送信モードからリピートモードへと状態を遷移させることができる。その結果、トークンAckフレームやデータフレームが消失してしまった場合でも、その後に続くフレームが不用意に廃棄されることがないという効果を有する。 According to the fifth embodiment, a data frame (data frame) arrives after the token Ack frame, and a token Ack frame addressed to another station issued by another communication node arrives after the data frame. Even when the token Ack frame or the data frame is lost, the token release communication node can change the state from the transmission mode to the repeat mode. As a result, even when the token Ack frame or the data frame is lost, there is an effect that a subsequent frame is not inadvertently discarded.
実施の形態6.
実施の形態5では、トークン解放通信ノードは、自通信ノード宛のトークンAckフレームとそれに続くデータフレームが消失してしまった場合でも、その後に受信する他局が発行したその他通信ノード宛のトークンAckフレームの受信によって、送信モードからリピートモードへと状態を遷移させるようにしていた。この実施の形態6では、さらに、他通信ノードが発行したその他の通信ノード宛のトークンAckフレームやデータフレームなども消失してしまい、自通信ノード宛のトークンAckフレームを受信するはずだった通信ノードが、トークンAckフレームやデータフレームを受け取ることなくトークンフレームを受信した場合のトークンパッシング方式の通信方法について説明する。
Embodiment 6 FIG.
In the fifth embodiment, even when the token Ack frame addressed to the own communication node and the subsequent data frame are lost, the token release communication node receives the token Ack addressed to the other communication node issued by the other station received thereafter. The state is changed from the transmission mode to the repeat mode by receiving the frame. In the sixth embodiment, the token Ack frame and data frame addressed to other communication nodes issued by other communication nodes are also lost, and the communication node that should have received the token Ack frame addressed to the own communication node. However, a description will be given of a token passing communication method when a token frame is received without receiving a token Ack frame or a data frame.
この実施の形態6における通信ノードの機能構成は実施の形態3の図7と同一である。しかし、この実施の形態6では、図7の通信処理部17の通信権獲得処理部41は、送信モードの状態で、自通信ノード宛のトークンAckフレームのほか、他通信ノードの発行したデータフレームや他通信ノード宛のトークンAckフレームを受信することなく、再びトークンフレームを受信した場合には、トークンフレームを取得し、トークンフレームの発行元通信ノードにトークンAckフレームを送信する機能をさらに備え、データフレーム通信処理部43は、自通信ノード宛のトークンAckフレームを受信する前に受信した自通信ノードが発行したデータフレームを再び送信する機能をさらに備えている。
The functional configuration of the communication node in the sixth embodiment is the same as that in FIG. 7 of the third embodiment. However, in the sixth embodiment, the communication right
図11−1〜図11−5は、イーサネット(登録商標)ベースのリング状通信システムにおけるトークンパッシング方式での通信処理手順の一例を示す図である。まず、実施の形態3の図8−1〜図8−2で説明したように、2局10−2は、データフレーム321を送出してトークンフレーム320を解放した1局10−1からトークンフレーム320を取得し、トークン解放通信ノードである1局10−1宛のトークンAckフレーム331と、データフレーム322とをリング上に送出した後トークンフレームを解放する。
11-1 to 11-5 are diagrams illustrating an example of a communication processing procedure using a token passing system in an Ethernet (registered trademark) -based ring communication system. First, as described with reference to FIGS. 8A to 8B of the third embodiment, the second station 10-2 transmits the
その後、フレームが巡回し、1局10−1は、自身で発行したデータフレーム321を受信する。このとき、1局10−1は送信モードにあるので、そのデータフレーム通信処理部43は受信したデータフレーム321を廃棄する。また、このとき、3局10−3はトークンフレーム320を取得して通信権を獲得し、4局10−4と1局10−1の間のリング上で不確定要因によって1局10−1宛てのトークンAckフレーム331が消失したものとする(図11−1)。
Thereafter, the frame circulates and the # 1 station 10-1 receives the
さらに、フレームが巡回するが、2局10−2が発行したデータフレーム322と、3局10−3がトークンフレーム320を取得した際に2局10−2宛に発行したトークンAckフレーム332も、4局10−4と1局10−1の間のリング上で不確定要因によって消失したものとする。このとき、3局10−3は、データフレーム323を送出した後、トークンフレーム320を解放する(図11−2)。
Furthermore, although the frame circulates, the
さらにフレームが巡回し、4局10−4がトークンフレーム320を取得して通信権を獲得する。また、3局10−3が発行したデータフレーム323と、4局10−4がトークンフレーム320を発行した際に3局10−3宛に発行したトークンAckフレーム333も、4局10−4と1局10−1の間のリング上で不確定要因によって消失したものとする(図11−3)。
Further, the frame circulates, and the fourth station 10-4 acquires the
ついで、4局10−4がデータフレーム324を送信してトークンフレーム320を解放する。このとき、4局10−4が発行したデータフレーム324も、4局10−4と1局10−1の間のリング上で不確定要因によって消失したものとする(図11−4)。その後、1局10−1は4局10−4で解放されたトークンフレーム320を受信する。1局10−1の通信権獲得処理部41は、先に自局で発行したデータフレーム321を受信した後、自通信ノード宛のトークンAckフレーム331や他局のデータフレーム322〜324や他局宛のトークンAckフレーム332,333をまったく受信しない状態で再びトークンフレーム320を受信したので、受信したトークンフレーム320を取得し、通信権を獲得する。ついで、通信権獲得処理部41は、トークン解放通信ノードである4局10−4にトークンAckフレーム334を送信する(図11−5)。また、データフレーム通信処理部43は、図8−1で送信したデータフレーム321を再び送信した後、トークンフレーム320を解放する。なお、論理的リング状態制御部42は、1局10−1がトークンフレーム320を受信した際に既に送信モードであるので、状態の切換を行わない。
Next, the fourth station 10-4 transmits the
なお、この後、2局10−2以降の通信ノード(3局10−3と4局10−4)は、フレームの消失が起こらなければ、1局10−1が送信した4局10−4宛のトークンAckフレーム334を用いて、実施の形態5で説明したように送信モードからリピートモードへの状態の切換が行われる。
After this, the communication nodes (3 station 10-3 and 4 station 10-4) after the 2 station 10-2 will receive the 4 station 10-4 transmitted by the 1 station 10-1 unless the frame disappears. Using the addressed
この実施の形態6によれば、自局宛のトークンAckフレームを受信するはずだった通信ノードが、トークンAckフレームやデータフレームを受け取ることなくトークンフレームを受信した場合には、そのトークンフレームを取得し、自局宛のトークンAckフレームを受信する前に受信したデータフレームと同じデータフレームを送信するようにしたので、データを確実に宛先通信ノードに届けることができるという効果を有する。 According to the sixth embodiment, when a communication node that should have received a token Ack frame addressed to itself receives a token frame without receiving a token Ack frame or a data frame, the token frame is acquired. In addition, since the same data frame as the received data frame is transmitted before receiving the token Ack frame addressed to the own station, there is an effect that the data can be surely delivered to the destination communication node.
実施の形態7.
この実施の形態7では、トークンパッシング方式での通信中に、トークンフレームが不確定要因によって消失してしまった場合における、トークンフレームの再生成処理について説明する。
Embodiment 7 FIG.
In the seventh embodiment, a token frame regeneration process when a token frame is lost due to an indeterminate factor during communication using the token passing system will be described.
図12は、この実施の形態7による通信ノードの機能構成を模式的に示すブロック図である。この通信ノード10は、実施の形態2の図5と実施の形態3の図7を組み合わせた構成を有するものである。つまり、この通信ノード10の通信処理部17は、トークン開始権の獲得処理を行うトークン開始権獲得処理部21と、トークン開始権を獲得した通信ノードがリング上のすべての通信ノードに対してトークンパッシング方式での通信を開始する通知を行うトークン開始処理部22と、リング中を流れるトークンフレーム、トークンAckフレームおよびデータフレームを監視するフレーム監視部31と、トークンパッシング方式での通信が開始された状態で、通信権を獲得する処理を行う通信権獲得処理部41と、通信ノード内のリングを論理的に切断された状態と論理的に接続された状態との間で切換える制御を行う論理的リング状態制御部42と、データフレームの通信処理を行うデータフレーム通信処理部43と、を備える。
FIG. 12 is a block diagram schematically showing a functional configuration of the communication node according to the seventh embodiment. This
ここで、フレーム監視部31は、リング上に流れるトークンフレーム、トークンAckフレームおよびデータフレームを含むすべてのフレームを監視し、所定の時間以上フレームがリング上に流れない場合にトークンが消失したことを検出する。
Here, the
図13−1〜図13−4は、トークンフレームの消失によるトークンフレームの再生処理の手順の一例を模式的に示す図である。なお、これらの図で各局10−1〜10−4のAポート11−1〜11−4の上に付されている黒丸は、通信処理部17−1〜17−4に設けられるフレーム監視部31−1〜31−4を示している。まず、1局10−1がトークンフレーム320を取得して、データフレーム321を送信した後、トークンフレーム320を解放する。その後、不確定要因によってトークンフレーム320が1局10−1と2局10−2との間のリング上で消失したものとする(図13−1)。このとき、データフレーム321を送出した1局10−1のみが送信モードであり、2局10−2〜4局10−4はリピートモードである。
FIGS. 13A to 13D are schematic diagrams illustrating an example of a procedure of token frame reproduction processing due to loss of a token frame. In these figures, black circles attached to the A ports 11-1 to 11-4 of the stations 10-1 to 10-4 are frame monitoring units provided in the communication processing units 17-1 to 17-4. 31-1 to 31-4 are shown. First, the # 1 station 10-1 acquires the
1局10−1が発行したデータフレーム321が巡回して、再び1局10−1に戻って受信されると、1局10−1は送信モードにあるので、受信したデータフレーム321を廃棄する(図13−2)。また、2局10−2のフレーム監視部31−2は、最後にデータフレーム321を受信し、転送してから所定の時間以上フレームを受信しないこと(リング上にフレームが流れないこと)を検出する(図13−3)。つまり、フレーム監視部31−2は、トークンフレーム320が消失したことを検出する。これにより、2局10−2の通信処理部17−2のトークン開始権獲得処理部21は、実施の形態2で説明したトークン開始権の獲得処理を実施してトークンフレーム320を再生成する処理を開始する(図13−4)。ここでは、2局10−2がトークン開始権獲得フレーム302−1を所定の時間間隔で送出した状態が示されている。
When the
なお、図13−3において、2局10−2が最初にトークンフレーム320が消失したことを検出するのは、トークンフレーム320が消失した位置の下流側に位置する通信ノードのうち、トークンフレーム320が消失した位置に最も近い通信ノードだからである。この場合には、トークンフレーム320が消失したと判定するための時間(タイマ値)はリング上のすべての通信ノード10−1〜10−4で一定であることを前提としている。
In FIG. 13C, the second station 10-2 first detects that the
この実施の形態7によれば、トークンパッシング方式の通信を行っている最中に、トークンフレームが消失した場合でも、その消失を検出することができるので、速やかにトークンフレームを再生成することができる。その結果、トークンフレームの消失から自動的に復旧することができるという効果を有する。 According to the seventh embodiment, even when the token frame is lost during the token passing communication, the loss can be detected, so that the token frame can be quickly regenerated. it can. As a result, the token frame can be automatically recovered from being lost.
以上のように、この発明にかかるイーサネット(登録商標)ベースのリング状通信システムは、複数の通信ノードから構成されるネットワークに有用である。 As described above, the Ethernet (registered trademark) -based ring communication system according to the present invention is useful for a network including a plurality of communication nodes.
10,10−1〜10−4 通信ノード
11,11−1〜11−4 Aポート
12,12−1〜12−4 Bポート
17,17−1〜17−4 通信処理部
21 トークン開始権獲得処理部
22 トークン開始処理部
31 フレーム監視部
41 通信権獲得処理部
42 論理的リング状態制御部
43 データフレーム通信処理部
10, 10-1 to 10-4
Claims (6)
トークンフレームを取得して通信権を獲得すると、前記トークンフレームの送信元通信ノードを宛先とするトークン受信完了通知フレームを送信し、データフレームの送信処理が終了すると前記トークンフレームを解放する通信権獲得処理手段と、
通信権を獲得すると、自通信ノード内の論理的な接続を切断する送信モードと、自通信ノード宛のトークン受信完了通知フレームを受信すると、自通信ノード内の論理的な接続の切断を終了するリピートモードと、の状態を切り替える論理的リング状態制御手段と、
データフレームの送受信を行うデータフレーム通信処理手段と、
を備え、
前記データフレーム通信処理手段は、送信モードの状態の場合には受信したフレームをすべて廃棄し、リピートモードの状態の場合には受信したフレームを転送することを特徴とする通信ノード。 A communication node constituting a communication system in which a plurality of communication nodes connected by Ethernet (registered trademark) are connected in a ring shape,
When a token frame is acquired and a communication right is acquired, a token reception completion notification frame destined for the token frame transmission source communication node is transmitted, and when the data frame transmission process is completed, the token frame is released. Processing means;
When the communication right is acquired, when the transmission mode for disconnecting the logical connection in the own communication node and the token reception completion notification frame addressed to the own communication node are received, the disconnection of the logical connection in the own communication node is terminated. A logical ring state control means for switching the state between repeat mode;
Data frame communication processing means for transmitting and receiving data frames;
With
The data frame communication processing means discards all received frames when in the transmission mode, and forwards the received frames when in the repeat mode.
トークンフレームを取得して通信権を獲得すると、前記トークンフレームの送信元通信ノードを宛先とするトークン受信完了通知フレームを送信する通信権獲得工程と、
通信権を獲得すると、自通信ノード内の論理的な接続を切断し自通信ノードを送信モードに切換える送信モード切換工程と、
所望の宛先の通信ノードにデータフレームを送信するデータフレーム送信工程と、
送信するデータフレームの送信処理が終了すると前記トークンフレームを解放するトークンフレーム解放工程と、
自通信ノード宛のトークン受信完了通知フレームを受信するまでに受信したフレームをすべて廃棄し、自通信ノード宛のトークン受信完了通知フレームを受信すると、自通信ノード内の論理的な接続の切断を終了し自通信ノードをリピートモードに切換え、以後に受信するフレームの転送を行うリピートモード切替工程と、
を含むことを特徴とするトークンリング通信方法。 A token ring communication method for performing communication by a token passing method in a communication system in which a plurality of communication nodes connected by Ethernet (registered trademark) are connected in a ring shape,
Acquiring a token frame and acquiring a communication right, a communication right acquisition step of transmitting a token reception completion notification frame addressed to the transmission source communication node of the token frame;
When acquiring the communication right, a transmission mode switching step of disconnecting the logical connection in the communication node and switching the communication node to the transmission mode;
A data frame transmission step of transmitting a data frame to a communication node of a desired destination;
A token frame releasing step of releasing the token frame when transmission processing of the data frame to be transmitted is completed;
Discards all frames received before receiving the token reception completion notification frame addressed to the local communication node and terminates the logical connection disconnection within the local communication node when receiving the token reception completion notification frame addressed to the local communication node Then, the own communication node is switched to the repeat mode, and a repeat mode switching step for transferring a frame received thereafter,
Including a token ring communication method.
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