JP5036041B2

JP5036041B2 - Ｒｓｔｐ処理方式

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Publication number: JP5036041B2
Application number: JP2007115389A
Authority: JP
Inventors: 蒋偉
Original assignee: Azbil Corp
Current assignee: Azbil Corp
Priority date: 2007-04-25
Filing date: 2007-04-25
Publication date: 2012-09-26
Anticipated expiration: 2027-04-25
Also published as: WO2008133250A1; KR20090123892A; CN101663863A; JP2008271480A; KR101025529B1; CN101663863B; US20100128732A1; US8213339B2

Description

本発明は、ＩＥＥＥ８０２.３に準拠した複数のノードが所定の伝送線路によって接続されてリング型のトポロジを構成したネットワークにおけるＲＳＴＰ処理方式に係り、特にネットワークに生じた障害から極めて高速に復旧するに最適なＲＳＴＰ処理方式に関する。

従来、ＩＥＥＥ８０２．３に準拠したイーサネット（登録商標：以下、同じ）等のＬＡＮ（ローカル・エリア・ネットワーク）におけるパケットのスイッチングを行うスイッチング・ハブが広く用いられている。この種のスイッチング・ハブは、ＩＥＥＥ８０２．１Ｄ／ｗによって規定されたスパニングツリープロトコルに基づいたＢＰＤＵ（Bridge Protocol Data Unit）の送受信を行い、ループの発生を防止する機能を備える。

しかしながら、スイッチング・ハブによるスイッチングが継続したまま、このスイッチング・ハブを制御するＣＰＵ（中央処理装置）の処理が停止すると、スパニングツリープロトコルが正しく機能せず、ネットワークにループが形成されてしまうことがある。このような不具合を防止するため、パケットスイッチ装置およびスパニングツリートポロジの安定化方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

この装置および方法は、ハードウエアでパケットのスイッチを行う装置にスパニングツリープロトコルを実装する場合、パケットスイッチを行う回路にＢＰＤＵの送信を監視する回路を組み込み、スパニングツリープロトコルで規定された時間内にＢＰＤＵの送信が行われない場合には、パケットスイッチを停止することによってネットワークトポロジにループが発生することを抑制し、ネットワークを安定化させている。

ところでＩＥＥＥ８０２．３に準拠したネットワークは、オフィスや家庭にも幅広く適用され、さらには、工業システムやビルシステムへの適用も試みられている。そしてオフィスに適用されるネットワークは、その利便性から配線方式としてスター型のトポロジが採用されている。一方、工業システムやビルシステムにおけるネットワークの形態は、一般に伝送線路の配線長が長くなることが否めず、そのため複数の制御機器（以下、ノードと称することがある）間に亘る、渡り配線方式を適用することが好ましい。具体的には、図１７に示すように複数のノードＮ１，Ｎ２，・・・，Ｎｎにそれぞれスイッチング・ハブＳ１，Ｓ２，・・・，Ｓｎを装備し、これらスイッチング・ハブＳ１，Ｓ２，・・・，Ｓｎが備えるポートのうちの２ポートをそれぞれ異なるノードに伝送線路１を介して接続し、リング型トポロジを構成する。そして、複数のスイッチング・ハブＳ１，Ｓ２，・・・，Ｓｎには、ＩＥＥＥ８０２．１ｗのＲＳＴＰ（Rapid Spanning Tree Protocol）を搭載しておく。

本来、ＲＳＴＰは、ネットワーク内においてパケットが無限に循環することを防止するものである。図１７に示したようにＲＳＴＰの機能を利用することで、リング状にネットワークを構成したとしても、ネットワークの一箇所が論理的に切断（ブロッキング）された状態を維持するので、パケットがネットワーク内を無限にループすることがない。
このように構成されたネットワークにおいて、伝送線路１の断線やノードの電源ダウン等のネットワークに生じる障害を検出するには、所定の時間毎に予め定めたパケット、具体的にはＢＰＤＵをネットワークに送出し、その健全性を確かめるヘルシ・チェックを実施する。そして一定時間以内にＢＰＤＵを受信できない場合、各ノードは、障害が発生したことを認識する。するとスイッチング・ハブＳ１，Ｓ２，・・・，Ｓｎは、ネットワークのブロッキングを解除し、新しい通信ルートを形成する。このようにすることで、ネットワークに生じた障害が回避され正常な通信機能を維持することができる（リカバリ）。

より詳しくはスイッチング・ハブＳ１，Ｓ２，・・・，Ｓｎは、図１８に示すように、２つのポート２Ａ，２Ｂに伝送線路１がそれぞれ接続され、ＯＳＩ参照モデルの物理層に係る処理をそれぞれ実行する２つのＰＨＹ部３Ａ，３Ｂと、これらＰＨＹ部にそれぞれ接続されて、前記ＯＳＩ参照モデルのデータリンク層の下位副層に係る処理をそれぞれ実行する２つのＭＡＣ部４Ａ，４Ｂと、これらＭＡＣ部４Ａ，４ＢとＣＰＵ５との間で相互にデータを授受すると共に、２つのＭＡＣ部４Ａ，４Ｂ間でデータを受け渡すバッファ／転送回路部６を備えて構成される。

ＣＰＵ５は、スイッチング・ハブＳ１，Ｓ２，・・・，Ｓｎが処理するデータリンク層より上位層（アプリケーション層およびネットワーク層）の処理を実行する。このＣＰＵ５は、前述したＲＳＴＰ処理をソフトウエアで実行するＲＳＴＰアルゴリズム７を備える。またＰＨＹ部３Ａ，３Ｂには、検出したネットワークの障害をバッファ／転送回路部６に伝えるＬｉｎｋライン８Ａ，８Ｂがそれぞれ設けられている。

このように構成されたネットワークでは、ＢＰＤＵを所定の時間（一般には、２秒毎）に送出し、ネットワークにおける健全性の確認（ヘルシ・チェック）が行われている。この場合、ＲＳＴＰアルゴリズムは、ソフトウエアによる処理であり、それ故、障害発生からリカバリ完了まで数秒程度の時間（リカバリ時間）がかかる。
ところで工業システムやビルシステムのようなリアルタイム伝送処置が要求されるネットワークの伝送周期は、極めて短く例えば１０ms程度が望ましい。したがって、この伝送周期の範囲内でリカバリを完了することが要求されている。
特開２００５−１０９８４６号公報

しかしながら、上述した構成をとるネットワークは、リカバリ時間に数秒程度を要するため、工業システムやビルシステムのようなリアルタイム伝送処理が要求されるネットワークには適用できないという問題がある。
ちなみにリカバリ時間を短縮するために、Ｌｉｎｋライン８Ａ，８Ｂを介して、物理層レベルにおける障害を検出することも可能であり、その場合は、リカバリ時間を５０msにまで短縮することが可能ではあるものの、伝送周期が短い上述した工業システムやビルシステムには、適用できないという問題がある。

本発明は、このような従来の事情を考慮してなされたものであり、その目的とするところは、ＩＥＥＥ８０２.３に準拠した複数のノードが所定の伝送線路によって接続されてリング型のトポロジを構成したネットワークにおけるＲＳＴＰ処理を極めて短い時間で処理し、リアルタイム伝送処理の要求を満たすリカバリ時間を実現するＲＴＳＰ処理方式を提供することにある。

上述した目的を達成するため、本発明のＲＳＴＰ処理方式は、ＩＥＥＥ８０２.３に準拠した複数のノードが所定の伝送線路によって接続されてリング型のトポロジを構成したネットワーク・システムにおけるＲＳＴＰ処理方式であって、特に、
前記ノードは、前記伝送線路にそれぞれ接続されて、ＯＳＩ参照モデルの物理層に係る処理をそれぞれ実行する２つのＰＨＹ部と、これらＰＨＹ部にそれぞれ接続されて、前記ＯＳＩ参照モデルのデータリンク層の下位副層に係る処理をそれぞれ実行する２つのＭＡＣ部と、これらＭＡＣ部に接続されて、ラピッド・スパニング・ツリー・プロトコルを処理するＲＳＴＰ処理部と、前記各ＭＡＣ部にそれぞれ設けられて、前記ラピッド・スパニング・ツリー・プロトコルにおけるＢＰＤＵデータの送受をそれぞれ行うＢＰＤＵ送受信バッファと、これらＢＰＤＵ送受信バッファと前記ＲＳＴＰ処理部との間で前記ＢＰＤＵデータを相互に受け渡す２つのＢＰＤＵデータバスとを具備し、
前記ＲＳＴＰ処理部は、一方の前記ＰＨＹ部が前記ネットワークから受信し、このＰＨＹ部に接続された一方の前記ＭＡＣ部における前記ＢＰＤＵ送受信バッファに蓄積されたＢＰＤＵデータを、このＭＡＣ部と接続された前記ＢＰＤＵデータバスを介して受け取り、この受け取ったＢＰＤＵデータを解読して、所定の処理を実行した後、他方の前記ＭＡＣ部と接続された前記ＢＰＤＵデータバスを介して所定のＢＰＤＵデータを他方の前記ＢＰＤＵ送受信バッファに転送し、この他方のＭＡＣ部に接続された他方の前記ＰＨＹ部から前記ネットワークに該ＢＰＤＵデータを送出することを特徴としている。

すなわち、一方のＭＡＣ部のＢＰＤＵ送受信バッファに蓄積されたＢＰDＵデータをＢＰDＵデータバスを介して受け取り、このＢＰＤＵデータを解読し、所定の処理を実行した後、他方のＭＡＣ部に接続されたＢＰDＵデータバスを介して他方のＭＡＣ部およびＰＨＹ部からＢＰＤＵデータを送出する一連の処理をソフトウエアによることなくＲＳＴＰ処理部のハードウエアによって実行する。

好ましくは前記ＰＨＹ部は、前記ＲＳＴＰ処理部に前記物理層レベルの障害を通知するリンク信号ラインを有し、前記ＲＳＴＰ処理部は、一方の前記ＰＨＹ部の前記リンク信号ラインから前記物理層レベルの障害が通知されたとき、他方のＰＨＹ部に接続された他方の前記ＭＡＣ部が有する前記ＢＰＤＵ送受信バッファから前記ネットワークに前記他方のＰＨＹ部を介して通報ＢＰＤＵデータを送出することが望ましい。

より好ましくは前記ＲＳＴＰ処理部は、２つの前記ＭＡＣ部のＢＰＤＵ送受信バッファをそれぞれ制御する２つのポート制御モジュールと、前記ネットワークにおける自ノードの優先順位を判定する優先順位制御モジュールとを備え、２つの前記ＭＡＣ部のＢＰＤＵ送受信動作は、並列処理で動作することが望ましい。
また前記各ＭＡＣ部は、ＯＳＩ参照モデルの上位層のプロトコルを司るＣＰＵと互いに送受信データを受け渡す上位層データバスと、この上位層データバスとＢＰＤＵ送受信バッファとのいずれか一方を前記ＰＨＹ部に対する接続に切り換えるスイッチ部と、前記ＲＳＴＰ処理部からの制御を受けて前記スイッチ部における接続先を切り換えるＢＰＤＵ送受信処理モジュール部とをそれぞれ具備し、
前記ポート制御モジュールは、前記ＰＨＹ部から前記ＭＡＣ部に与えられる受信データまたは前記ＭＡＣ部から前記ＰＨＹ部へ与える送信データが前記ＢＰＤＵデータであるとき、前記ＢＰＤＵ送受信処理モジュール部に前記スイッチ部を前記ＢＰＤＵ送受信バッファ側に切り換える指令を与える一方、前記受信データまたは送信データが前記ＢＰＤＵデータでないとき、前記スイッチ部を前記上位層データバス側に切り換える指令を与えることを特徴としている。

上述したＲＳＴＰ処理方式によれば、ＲＳＴＰ処理をデータリンク層においてハードウエアで高速に処理し、１０ms以下のＲＳＴＰリカバリ時間を実現する。

本発明の請求項１に記載のＲＳＴＰ処理方式によれば、ＲＳＴＰを処理するＲＳＴＰ処理部をデータリンク層にハードウエアとして組み込み、このＲＳＴＰ処理部とＭＡＣ部のＢＰＤＵ送受信バッファとをＢＰＤＵデータバスで接続し、ＲＳＴＰ処理をハードウエア上で実行しているので、ソフトウエアの処理を介在することなく極めて高速にＢＰＤＵの処理が可能となる。

またＰＨＹ部が検出した物理層レベルの障害をリンク信号によってＲＴＳＰ処理部に通知する一方、このリンク信号によって障害の通知を受けたＲＳＴＰ処理部は、他方のＰＨＹ部に接続された他方のＭＡＣ部のＢＰＤＵ送受信バッファからネットワークにＢＰＤＵデータを送出しているので、極めて少ない伝送遅延時間でＢＰＤＵデータを転送することができる。

本発明の請求項２又は３に記載のＲＳＴＰ処理方式によれば、ＲＳＴＰ処理部に自ノードの優先順位を判定する優先順位制御モジュールを備えているので、リカバリ時におけるノードの優先順位の切り換え（すなわち、ＲｏｏｔとＤｅｓｉｇｎａｔｅｄの切り換え）を高速に行うことができ、さらに、２つのＭＡＣ部はハードウエアによりリング型ネットワーク上の隣り合う複数ノードへのＢＰＤＵデータの送信時間を並列処理できるので、短時間のうちに障害からのネットワークの復旧システムを実現することができる。

本発明の請求項４に記載のＲＳＴＰ処理方式によれば、ＭＡＣ部にスイッチ部を設け、ＣＰＵとＢＰＤＵ送受信バッファへの経路を切り換るように構成され、ＲＳＴＰ処理部は、ＰＨＹ部からＭＡＣ部に与えられる受信データがＢＰＤＵデータであるとき、スイッチ部をＢＰＤＵ送受信バッファ側に切り換える指令を与える一方、受信データがＢＰＤＵデータでないとき、ＢＰＤＵ送受信処理モジュール部にスイッチ部を上位層データバス側に切り換える指令を与えることと、また同様に他方、送信すべきデータがＢＰＤＵデータでない場合にはＢＰＤＵ送受信モジュール部のスイッチ部を上位層データバス側に切り換える指令を与えることで、障害からのネットワークの復旧と上位層との通信を両方実行することができる等の実用上多大なる効果を奏する。

以下、本発明のＲＳＴＰ処理方式について図面を参照しながら説明する。なお、図１〜図１６は、本発明の一実施形態に係るＲＳＴＰ処理方式を説明するための図であって、これらの図によって本発明が限定されるものではない。また、これらの図において図１７，１８と同一の符号を付した部分は同一物を表しているので、その説明を略述する。
さて、図１，２は、各ノードＮ１，Ｎ２，・・・，Ｎｎにそれぞれ装備されたスイッチング・ハブＳ１，Ｓ２，・・・，Ｓｎのスイッチング・ハブの構成を示すものである。詳細は後述するがこの図に示したスイッチング・ハブＳ１，Ｓ２，・・・，Ｓｎが従来のスイッチング・ハブを示す図１８と異なるところは、２つのＭＡＣ部４Ａ，４Ｂにそれぞれにバッファ／転送回路部６とは別にラピッド・スパニング・ツリー・プロトコルにおけるＢＰＤＵデータの送受をそれぞれ行うＢＰＤＵ送受信バッファ１０Ａ，１０Ｂを新たに設け、さらにＢＰＤＵ送受信バッファ１０Ａ，１０Ｂまたはバッファ／転送回路部６とＰＨＹ部３Ａ，３Ｂとの間でデータの接続を切り換えるスイッチ部１１Ａ，１１Ｂ、このスイッチ部１１Ａ，１１Ｂの切り換えを制御するＢＰＤＵ送受信処理モジュール部１２Ａ，１２Ｂ、ＲＳＴＰ処理をソフトウエアの介在なしに、ハードウエアで実行するＲＳＴＰ処理部２０、およびこのＲＳＴＰ処理部２０とＢＰＤＵ送受信バッファ１０Ａ，１０Ｂとの間でデータを相互に受け渡すＢＰＵＤデータバス１３Ａ，１３Ｂをそれぞれ設けた点にある。

ＲＳＴＰ処理部２０は、ＢＰＤＵデータバス１３Ａ，１３Ｂを介してＢＰＤＵ送受信バッファ１０Ａ，１０Ｂとデータを相互に送受するほか、ＢＰＤＵ送受信処理モジュール部１２Ａ，１２Ｂに対する制御指令を行うポート制御モジュール２１Ａ，２１Ｂを備えている。
これら２つのポート制御モジュール２１Ａ，２１Ｂは、それぞれ接続されたＭＡＣ部４Ａ，４Ｂに対して一方のポート制御モジュール２１Ａ，２１Ｂから他方のポート制御モジュール２１Ｂ，２１Ａに対して互いに送信要求（送信ＲＥＱ）とその確認応答（送信ＡＣＫ）を実行する。

またＢＰＤＵデータバス１３Ａ，１３Ｂは、６４バイトのＢＰＤＵデータを一度に（１クロックで）相互に受け渡しができるようＢＰＤＵデータのサイズに合わせた６４バイトのデータ幅を有している。つまりポート制御モジュール２１Ａ，２１ＢとＢＰＤＵ送受信バッファ１０Ａ，１０Ｂとの間のＢＰＤＵデータの受け渡し（リード／ライト）は、１クロックで完了する。

また２つのポート制御モジュール２１Ａ，２１Ｂは、それぞれが制御するＭＡＣ部４Ａ，４Ｂから伝えられる自ノードの優先順位を制御する優先順位制御モジュール２２を備える。この優先順位制御モジュール２２は、ＲＳＴＰアルゴリズムにおける優先順位、すなわちＲｏｏｔとＤｅｓｉｇｎａｔｅｄを定めるものであって、ポート制御モジュール２１Ａ，２１Ｂからの優先順位変更要求（変更ＲＥＱ）を受け、その要求に対するＩＤ情報（ＲｏｏｔＩＤ）を返す役割を担っている。

このように構成された本発明のＲＳＴＰ処理方式におけるリカバリ時間短縮の効果について、より詳細に説明する。
この検討は、図３に示すように５つのノードＮ１〜Ｎ５のそれぞれにスイッチング・ハブＳ１〜Ｓ５を備え、各スイッチング・ハブＳ１〜Ｓ５の２つのノードを順に隣接するノードに伝送線路１を用いて接続してリング状のトポロジを形成する。ここではノード番号が小さい方が優先度が高いものとする。つまり、ノードＮ１の優先度が最も高くマスタ（Ｒｏｏｔ）の役割を担い、他のノードＮ２〜Ｎ５は、ノードＮ１より優先度が低くスレーブ（Ｄｅｓｉｇｎａｔｅｄ）の役割が与えられるものとする。また各スイッチング・ハブＳ１〜Ｓ５が有する２つのポートを、それぞれポートＰ１およびポートＰ２とする。ここでは図３に示した５つのスイッチング・ハブＳ１〜Ｓ５において向かって左側をポートＰ１、右側をポートＰ２とする。

するとマスタの役割を担うＲｏｏｔスイッチング・ハブ（以下、Ｒｏｏｔと称することがある）は、優先度が最も高いノードＮ１に自動的に決められる。そしてネットワークが正常に動作しているとき、ＲｏｏｔであるノードＮ１は、２つのポート（Ｐ１およびＰ２）から他のノードＮ５，Ｎ２にヘルシ・チェック用のＢＰＤＵを所定の時間毎（一般に２秒毎）に送信する。このＢＰＤＵを受け取ったノードＮ２およびノードＮ５は、それぞれ隣り合うノードに対して、受け取ったＢＰＤＵを転送する。つまりノードＮ２は、ポートＰ２からノードＮ３のポートＰ１に、ノードＮ５は、ポートＰ１からノードＮ４のポートＰ２にＢＰＤＵをそれぞれ転送する。

次いでノードＮ３は、同様にポートＰ２からノードＮ４のポートＰ１にＢＰＤＵを転送し、ノードＮ４は、ポートＰ１からノードＮ３のポートＰ２へＢＰＤＵを転送しようとする。このときノードＮ３およびノードＮ４は、それぞれノードＮ３のポートＰ２とノードＮ４のポートＰ１との間の通信を論理的にブロックする（ブロッキング）。このようにしてノード間の通信をブロッキングすることによってパケットがネットワーク内でループされることを防ぐ。

このようにブロッキングがなされているとき図４に示すようにノードＮ１とノードＮ２の伝送線路１にケーブル断障害が発生した場合（ＳＴ１）、ノードＮ２はポートＰ１のＰＨＹ部３Ａのリンク信号によって障害を検知する（ＳＴ２）。するとノードＮ２は、新Ｒｏｏｔ（ＮｅｗＲｏｏｔ）として作動する（ＳＴ３：新Ｒｏｏｔ生成）。ノードＮ２は、ＮｅｗＲｏｏｔとして作動を開始した旨を、他のノード（Ｄｅｓｉｇｎａｔｅｄ）に通報するために、ポートＰ２から「通報ＢＰＤＵ」（以下、「通報」と称する）を送信する（ＳＴ４）。このときノードＮ２のポート制御モジュール２１Ａ，２１Ｂは、相互に送信ＲＥＱおよび送信ＡＣＫをやり取りしてＢＰＤＵを確実に受け渡す。

この「通報」を受信したノードＮ３は、「通報」を受けたことノードＮ２に通知するためポートＰ１から「ＡＣＫＢＰＤＵ」（以下、「ＡＣＫ」と称する）を返信する（ＳＴ５）。ノードＮ３は、ポートＰ２から「通報」をノードＮ４に送信する（ＳＴ６）。以下、同様にノードＮ４，Ｎ５は、「通報」、「ＡＣＫ」を相互に送信する（ＳＴ８〜ＳＴ１０）。このときノードＮ４は、ノードＮ３からの「通報」を受信するとネットワークに障害が発生したと認識し、ブロッキングを解除する（ＳＴ７）。

そうしてノードＮ５のポートＰ２からノードＮ１のポートＰ１に「通報」が到着する（ＳＴ１１）。するとノードＮ１は、優先度がノードＮ２より高いのでＲｏｏｔとしてその機能を継続する。次いでノードＮ１は、図５に示すようにＲｏｏｔで作動中であることをノードＮ２に通知する（ＳＴ１２’）とともに、他の全ノードＮ５〜Ｎ２に「トポロジが変更された」ことを通知するため、「Ｒｅ：通報ＢＰＤＵ」（以下「Ｒｅ：通報」）を順次転送する（ＳＴ１２）。この「Ｒｅ：通報」を受け取った各ノードは、この応答として「ＡＣＫ／Ｒｅ：通報」を順次返信する（ＳＴ１３〜ＳＴ２０）。

このようにして、各ノードが順次「Ｒｅ:通報」を受け取り、「ＡＣＫ／Ｒｅ：通報」を順次返信すると最後にノードＮ２に「Ｒｅ:通報」が到着する。するとノードＮ２の優先順位制御モジュール２２は、ＮｅｗＲｏｏｔの作動をやめてＤｅｓｉｇｎａｔｅｄの動作に戻る（ＳＴ１９）。このようにしてリカバリ動作は、完了し、新通信ルートが形成される。

なお、各ノードＮ１〜Ｎ５は、「通報」、「ＡＣＫ」と「Ｒｅ：通報」のどちらかを受信した場合、トポロジが変更されたと認識し、自ノードが保持する「ポートＭＡＣアドレス・テーブル」の内容を消去する。この「ポートＭＡＣアドレス・テーブル」とは、ポートの接続先のノードのＭＡＣアドレスの情報を保持しているものである。
ここで、図４，５の中のＳＴ１〜ＳＴ２０までの動作時間の合計が、リカバリ時間となる。さらに、障害（図４ではノードＮ１とノードＮ２との間）が解消された場合には、同様な動作が実行され、再び正常動作時の状態（初期状態）に復帰する。

さて、このようなリカバリ動作を実行するネットワーク・システムにおいて本発明のリカバリに要する時間を算定する。このリカバリ動作におけるリカバリ時間は、次の各要素によって定まる。
（a）各ノードＮ１〜Ｎ５のＲＳＴＰ処理時間とＢＰＤＵの伝搬時間
（b）障害発生箇所
（c）接続ノードの台数
（d）各ノードＮ１〜Ｎ５の通信状況
そこで、前述したＲＳＴＰ動作原理を踏まえると、各ノードにおけるＲＳＴＰ処理時間とＢＰＤＵの伝搬時間は、主に次の５つの要素に大別することができる。

（１）ＲＴ１：ノードが障害の発生を検出し、隣接するノードに対して「通報」の送信が完了するまでの時間（図４の場合は、ノードＮ２が該当する）
（２）ＲＴ２：「通報」を受信したノードが「ＡＣＫ」を返信するとともに、他のポートから「通報」を送信し終えるまでの時間（図４の場合、ノードＮ３〜Ｎ５が該当する）
（３）ＲＴ３：「通報」を受信してから、両ポートに対し「Ｒｅ：通報」を送信完了するまでの時間（図４および図５の場合、ノードＮ１が該当する）
（４）ＲＴ４：「Ｒｅ：通報」を受信してから「ＡＣＫ」を返信すると共に、他のポートから「Ｒｅ：通報」を送信し終えるまでの時間（図５の場合、例、ノードＮ３、Ｎ４、Ｎ５が該当する）
（５）ＲＴ５：障害検出ノードが「Ｒｅ：通報」を受信してから「ＡＣＫ」の送信が完了するまでの時間（図５の場合、ノードＮ２が該当する）
そこでこれら５つの要素時間について本発明の計算モデルを作って計算する。

＜計算モデル（１）ＲＴ１について＞
まず伝搬時間ＲＴ１についてその所要時間を算出する。図６、図７に示すように障害が発生してからＰＨＹ部３Ａ（または３Ｂ）がこの障害（Ｌｉｎｋ障害）を検出するまでの時間をｔ１、ＰＨＹ部３Ａ（または３Ｂ）がＬｉｎｋ障害を検出してからＲＳＴＰ処理部２０が処理を完了するまでの時間をｔ２、他方のＭＡＣ部４Ｂ（または４Ａ）に「通報」データの送信処理に要する時間をｔ３、このＭＡＣ部４Ｂ（または４Ａ）が「通報」データをＭＩＩ（Media Independent Interface）に出力するまでの時間をｔ４、ＰＨＹ部３Ｂ（または３Ａ）が転送に要する時間（転送遅延時間）をｔ５、伝送線路（ケーブル）伝搬時間をｔ６とする。

なお、これらの時間を算出する条件として、「通報」データのフレーム長は７２バイト、ネットワークはケーブル（伝送線路）にＴＩＡ／ＥＩＡ−５６８−Ａ−５に準拠したカテゴリ５のケーブル１００ｍを用い、伝送速度１００Mbpsで伝送するＩＥＥＥ８０２.３で規定される１００ＢＡＳＥ−ＴＸであるとし、ＰＨＹ部３Ａ，３ＢおよびＭＡＣ部４Ａ，４Ｂの動作クロックはそれぞれ２５MHzおよび５０MHzであるとする。

すると、上述した各時間は、ｔ１＝２０μｓ以下（実測値）、ｔ２＝０.１４μｓ（７クロック）、ｔ３＝０.２μｓ（５クロック）、ｔ４＝５.７６μｓ（フレーム長７２バイト）、ｔ５＝７０ｎｓ（７ＢＴ：Bit Time）、ｔ６＝５３８ｎｓとなる。
したがって、伝搬時間ＲＴ１は、
ＲＴ１＝ｔ１＋ｔ２＋ｔ３＋ｔ４＋ｔ５＋ｔ６
＝２０＋０.１４＋０.２＋５.７６＋０.０７＋０.５３８＝２６.７０８μｓ
と求まる（内訳時間の詳細を図７に示す）。

＜計算モデル（２）ＲＴ２について＞
次に伝搬時間ＲＴ２についてその所要時間を算出する。図８、図９に示すようにＰＨＹ部３Ａ（または３Ｂ）が転送に要する時間（転送遅延時間）をｔ７，ｔ１３，ｔ１７、ＭＡＣ部４Ａ（または４Ｂ）が「通報」を受信する時間（ＭＩＩからのデータ入力時間）をｔ８、ＭＡＣ部４Ａ（または４Ｂ）による「通報」データの受信処理時間をｔ９、ＲＳＴＰ処理部２０におけるハードウエア処理時間をｔ１０、ＭＡＣ部４Ａ（または４Ｂ）が「ＡＣＫ」データを処理する時間をｔ１１、ＭＡＣ部４Ａ（または４Ｂ）が「ＡＣＫ」データをＭＩＩに出力する時間をｔ１２、伝送線路（ケーブル）伝搬時間をｔ１４，ｔ１８、他方のＭＡＣ部４Ｂ（または４Ａ）が「通報」データの送信を処理する時間をｔ１５、このＭＡＣ部４Ｂ（または４Ａ）が「通報」データをＭＩＩに出力する時間をｔ１６とする。

なお、伝搬時間ＲＴ２を算出するための条件は、前述した伝搬時間ＲＴ１を算出したときの条件と同一であり、また「ＡＣＫ」のフレーム長は７２バイトである。
すると、これらの時間は、ｔ７＝ｔ１３＝ｔ１７＝７０ｎｓ（７ＢＴ）、ｔ８＝５.７６μｓ、ｔ９＝０.２８μｓ（７クロック）、ｔ１０＝０.５２μｓ（２６クロック）、ｔ１１＝０.２μｓ（５クロック）、ｔ１２＝５.７６μｓ、ｔ１４＝ｔ１８＝５３８ｎｓ、ｔ１５＝０.２μｓ（５クロック）、ｔ１６＝５.７６μｓとなる。

ちなみにＭＡＣ部４Ａ（または４Ｂ）が「通報」を受信する時間（ＭＩＩからのデータ入力時間）ｔ８は、伝搬時間ＲＴ１を算出した前述の計算式の時間ｔ４と同じＢＰＤＵの送受信時間であり、伝搬時間ＲＴ２には含まない。当該ｔ４およびｔ８にかかる「通報」データを送信および受信する処理は各ノードで同時に実行されるものだからである。また、上記時間の［ｔ１１＋ｔ１２＋ｔ１３＋ｔ１４］と［ｔ１５＋ｔ１６＋ｔ１７＋ｔ１８］は、２つのＭＡＣ部のハードウエア並列処理により同時に実行される。したがって、どちらか一方の時間を用いて伝搬時間ＲＴ２を算出すればよい。計算数値上はどちらも等価だが、ここでは、次のノードにおける処理時間の連結に着目し、後者を採用する。

よって伝搬時間ＲＴ２は、
ＲＴ２＝ｔ７＋ｔ９＋ｔ１０＋ｔ１５＋ｔ１６＋ｔ１７＋ｔ１８
＝０.０７＋０.２８＋０.５２＋０.２＋５.７６＋０.０７＋０.５３８
＝７.４３８μｓ
と求まる（内訳時間の詳細を図９に示す）。

＜計算モデル（３）ＲＴ３について＞
次に伝搬時間ＲＴ３についてその所要時間を算出する。図１０、図１１に示すようにＰＨＹ部３Ａ（または３Ｂ）が転送に要する時間（転送遅延時間）をｔ１９，ｔ２５，ｔ２９、ＭＡＣ部４Ａ（または４Ｂ）が「通報」をＭＩＩから入力する時間をｔ２０、ＭＡＣ部４Ａ（または４Ｂ）による「通報」データの受信処理時間をｔ２１、ＲＳＴＰ処理部２０におけるハードウエア処理時間をｔ２２、ＭＡＣ部４Ａ（または４Ｂ）が「Ｒｅ：通報」データを送信処理する時間をｔ２３、ＭＡＣ部４Ａ（または４Ｂ）が「Ｒｅ：通報」データをＭＩＩに出力する時間をｔ２４、伝送線路（ケーブル）伝搬時間をｔ２６，ｔ３０、他方のＭＡＣ部４Ｂ（または４Ａ）が「Ｒｅ：通報」データの送信を処理する時間をｔ２７、このＭＡＣ部４Ｂ（または４Ａ）が「Ｒｅ：通報」データをＭＩＩに出力する時間をｔ２８とする。

なお、伝搬時間ＲＴ３を算出するための条件は、前述した伝搬時間ＲＴ１，ＲＴ２を算出したときの条件と同一であり、また「Ｒｅ：通報」のフレーム長は７２バイトである。
ちなみに伝搬時間ＲＴ２の計算と同様にＭＡＣ部４Ａ（または４Ｂ）が「通報」をＭＩＩから入力する時間ｔ２０は、伝搬時間ＲＴ２の前述計算式中の時間ｔ１６と同時に発生するので伝搬時間ＲＴ３の計算に含まない。また、上記時間の［ｔ２３＋ｔ２４＋ｔ２５＋ｔ２６］と［ｔ２７＋ｔ２８＋ｔ２９＋ｔ３０］は、ハードウエア並列処理のため同時に実行される。したがって、どちらか一方の時間を用いて伝搬時間ＲＴ３を算出すれば足りる。ここでは、次のノードにおける処理時間の連結に着目し、前者を採用する。

よって、伝搬時間ＲＴ３は、
ＲＴ３＝ｔ１９＋ｔ２１＋ｔ２２＋ｔ２３＋ｔ２４＋ｔ２５＋ｔ２６
＝０.０７＋０.２８＋０.３２＋０.２＋５.７６＋０.０７＋０.５３８
＝７.２３８μｓ
と求まる（内訳時間の詳細を図１１に示す）。

＜計算モデル（４）ＲＴ４について＞
次に伝搬時間ＲＴ４についてその所要時間を算出する。図１２、図１３に示すようにＰＨＹ部３Ａ（または３Ｂ）が転送に要する時間（転送遅延時間）をｔ３１，ｔ３７，ｔ４１、ＭＡＣ部４Ａ（または４Ｂ）が「Ｒｅ：通報」をＭＩＩから入力する時間をｔ３２、ＭＡＣ部４Ａ（または４Ｂ）による「Ｒｅ：通報」データの受信処理時間をｔ３３、ＲＳＴＰ処理部２０におけるハードウエア処理時間をｔ３４、ＭＡＣ部４Ａ（または４Ｂ）が「ＡＣＫ」データを送信処理する時間をｔ３５、ＭＡＣ部４Ａ（または４Ｂ）が「ＡＣＫ」データをＭＩＩに出力する時間をｔ３６、伝送線路（ケーブル）伝搬時間をｔ３８，ｔ４２、他方のＭＡＣ部４Ｂ（または４Ａ）が「Ｒｅ：通報」データの送信を処理する時間をｔ３９、このＭＡＣ部４Ｂ（または４Ａ）が「Ｒｅ：通報」データをＭＩＩに出力する時間をｔ４０とする。

なお、伝搬時間ＲＴ４を算出するための条件は、前述した伝搬時間ＲＴ１〜ＲＴ３を算出したときの条件と同一である。
ちなみに伝搬時間ＲＴ２，ＲＴ３の計算と同様にＭＡＣ部４Ａ（または４Ｂ）が「Ｒｅ：通報」をＭＩＩから入力する時間をｔ３２は、伝搬時間ＲＴ３の前述計算式中の時間ｔ２８と同時に発生するので伝搬時間ＲＴ４の計算には含まない。また、上記時間の［ｔ３５＋ｔ３６＋ｔ３７＋ｔ３８］と［ｔ３９＋ｔ４０＋ｔ４１＋ｔ４２］は、ハードウエア並列処理のため同時に実行される。したがって、どちらか一方の時間を用いて伝搬時間ＲＴ４を算出すれば足りる。ここでは、次のノードにおける処理時間の連結に着目するので、後者を採用する。

よって、伝搬時間ＲＴ４は、
ＲＴ４＝ｔ３１＋ｔ３３＋ｔ３４＋ｔ３９＋ｔ４０＋ｔ４１＋ｔ４２
＝０.０７＋０.２８＋０.４＋０.２＋５.７６＋０.０７＋０.５３８
＝７.３１８μｓ
と求まる（内訳時間の詳細を図１３に示す）。

＜計算モデル（５）ＲＴ５について＞
最後に、伝搬時間ＲＴ５についてその所要時間を算出する。図１４、図１５に示すようにＰＨＹ部３Ａ（または３Ｂ）が転送に要する時間（転送遅延時間）をｔ４３，ｔ４９、ＭＡＣ部４Ａ（または４Ｂ）が「Ｒｅ：通報」をＭＩＩから入力する時間をｔ４４、ＭＡＣ部４Ａ（または４Ｂ）による「Ｒｅ：通報」データの受信処理時間をｔ４５、ＲＳＴＰ処理部２０におけるハードウエア処理時間をｔ４６、ＭＡＣ部４Ａ（または４Ｂ）が「ＡＣＫ」データを送信処理する時間をｔ４７、ＭＡＣ部４Ａ（または４Ｂ）が「ＡＣＫ」データをＭＩＩに出力する時間をｔ４８、伝送線路（ケーブル）伝搬時間をｔ５０とする。

なお、伝搬時間ＲＴ５を算出するための条件は、前述した伝搬時間ＲＴ１〜ＲＴ４を算出したときの条件と同一である。
ちなみに伝搬時間ＲＴ２〜ＲＴ４の計算と同様にＭＡＣ部４Ａ（または４Ｂ）が「Ｒｅ：通報」をＭＩＩから入力する時間をｔ４４は、伝搬時間ＲＴ４の前述計算式中の時間ｔ４０と同時に発生するので伝搬時間ＲＴ５の計算には含まない。

よって、伝搬時間ＲＴ５は、
ＲＴ５＝ｔ４３＋ｔ４５＋ｔ４６＋ｔ４７＋ｔ４８＋ｔ４９＋ｔ５０
＝０.０７＋０.２８＋０.５２＋０.２＋５.７６＋０.０７＋０.５３８
＝７.４３８μｓ
と求まる（内訳時間の詳細を図１５に示す）。

＜総合計算モデルについて＞
これらの伝搬時間ＲＴ１〜５に基づき、図３に示した５つのノードＮ１〜Ｎ５で構成されたネットワークにおけるリカバリ時間ＲＴ（最大値）を求めると次式に示すようになる。
ＲＴ＝ＲＴ１（ノードＮ２）＋ＲＴ２（ノードＮ３）＋ＲＴ２（ノードＮ４）
＋ＲＴ２（ノードＮ５）＋ＲＴ３（ノードＮ１）＋ＲＴ４（ノードＮ５）
＋ＲＴ４（ノードＮ４）＋ＲＴ４（ノードＮ３）＋ＲＴ５（ノードＮ２）
＝ＲＴ１＋３×ＲＴ２＋ＲＴ３＋３×ＲＴ４＋ＲＴ５
＝２６.７０８＋３×７.４３８＋７.２３８＋３×７.３１８＋７.４３８
＝８５.６５２μｓ
ただし、この計算式で求められるリカバリ時間は、各ノードがＲＳＴＰ処理に係るデータ以外を送信していない状態（ゼロ負荷と称する）のときである。

またこの計算式に基づいて、ｎ台のノードでリング状のトポロジを構成した場合、リカバリ時間ＲＴ（最大値）を求める計算式を次式に示すように得ることができる。
ＲＴ＝ＲＴ１＋（ｎ−２）×ＲＴ２＋ＲＴ３＋（ｎ−２）×ＲＴ４＋ＲＴ５
＝２６.７１＋（ｎ−２）×７.４３８＋７.２３８＋（ｎ−２）×７.３１８
＋７.４３８
＝２６.６２８＋（ｎ−１）×１４．７５６μｓ
よって１００台のノードを用いて構成した場合のリカバリ時間ＲＴ（最大値）は、約１.４８７msとなる。

逆に工業システムやビルシステムのようなリアルタイム伝送処置が要求されるネットワークでリカバリ時間を１０ms以内に抑えたい場合、上記式を変形してノードの最大数を求めればよく、そのノードは６７６台となる。
次にＩＥＥＥ８０２.３が規定する各ノードがネットワークに一度に出力できるフレームの最大長である１５２６バイトのフレームを出力したと仮定したとき、同様に伝搬時間ＲＴ１〜ＲＴ５を求める（これを絶対最大負荷と称する）。１００ＢＡＳＥ−ＴＸにおいて１５２６バイトのフレームを出力するのに必要な時間は、１２２.０８μｓであるから、この時間を上記ＲＴ１〜ＲＴ５のそれぞれに加えればよい。具体的には、上述したＭＩＩに出力する時間ｔ４，ｔ１６，ｔ２８，ｔ４０，ｔ４８にそれぞれ１２２.０８μｓを加えればよい。

このようにして各ノードが１５２６バイトのデータをそれぞれ任意に送出するものとして求めた伝搬時間ＲＴ１〜ＲＴ５は、それぞれ次のようになる。
ＲＴ１＝１４８.７８８μｓ
ＲＴ２＝１２９.５１８μｓ
ＲＴ３＝１２９.３１８μｓ
ＲＴ４＝１２９.３９８μｓ
ＲＴ５＝１２９.５１８μｓ
よって、５つのノードが絶対最大負荷のときのリカバリ時間ＲＴ（最大値）は、上記式を用いれば、
ＲＴ＝１１８４.３７２μｓ
と求まる。また、ｎ台のノードがある場合のリカバリ時間ＲＴ（最大値）は、
ＲＴ＝１４８.７０８＋（ｎ−１）×２５８.９１６μｓ
となる。したがってこの場合、リカバリ時間を１０ms以内に抑えるには、ノードの台数を３９台以下にすればよい。

次に工業システムやビルシステムのようなリアルタイム伝送処置が要求されるネットワークにおいて各ノードは、２００バイト程度のデータを送受するのが一般的である（これを実際最大負荷と称する）。そこで各ノードが２００バイトのデータをそれぞれ任意に送出するものとして伝搬時間ＲＴ１〜ＲＴ５を再計算する。１００ＢＡＳＥ−ＴＸの場合、２００バイトのデータを送信するのに要する時間は１６μｓであるから、上述したＭＩＩに出力する時間ｔ４，ｔ１６，ｔ２８，ｔ４０，ｔ４８に１６μｓを加えればよい。

このようにして求めた伝搬時間ＲＴ１〜ＲＴ５は、それぞれ次のようになる。
ＲＴ１＝４２.７０８μｓ
ＲＴ２＝２３.４３８μｓ
ＲＴ３＝２３.２３８μｓ
ＲＴ４＝２３.３１８μｓ
ＲＴ５＝２３.４３８μｓ
よって、５つのノードが実際最大負荷のときのリカバリ時間ＲＴ（最大値）は、上記式を用いれば、
ＲＴ＝２２９.６５２μｓ
と求まる。また、ｎ台のノードがある場合のリカバリ時間ＲＴ（最大値）は、
ＲＴ＝４２.６２８＋（ｎ−１）×４６.７５６μｓ
となる。したがってこの場合、１０msのリカバリ時間内を満たすノードの台数は、最大２１３台まで可能となる。

このようにして求められたノード台数とリカバリ時間の関係を図示すると図１６のグラフが得られる。このグラフに示されるように本発明のＲＴＳＰ処理方式は、リアルタイムシステムにも充分適用できることが確かめられた。
かくして本発明のＲＳＴＰ処理方式は、ＲＳＴＰを処理するＲＳＴＰ処理部２０をデータリンク層にハードウエアとして組み込み、このＲＳＴＰ処理部２０とＭＡＣ部４Ａ，４ＢのＢＰＤＵ送受信バッファ１０Ａ，１０ＢとをＢＰＤＵデータバス１３Ａ，１３Ｂで接続し、ＲＳＴＰ処理をハードウエア上で実行しているので、ソフトウエアの処理を介在することなく極めて高速にＢＰＤＵの処理ができる。

また本発明のＲＳＴＰ処理方式は、ＰＨＹ部３Ａ，３Ｂが検出した物理層レベルの障害をリンク信号によってＲＴＳＰ処理部２０に通知する一方、このリンク信号によって障害の通知を受けたＲＳＴＰ処理部２０は、他方のＰＨＹ部３Ｂ，３Ａに接続された他方のＭＡＣ部４Ｂ，４ＡのＢＰＤＵ送受信バッファ１０Ｂ，１０ＡからネットワークにＢＰＤＵデータを送出するので、極めて少ない伝送遅延時間でＢＰＤＵデータを転送することができる。

さらに本発明のＲＳＴＰ処理方式は、ＲＳＴＰ処理部２０に自ノードの優先順位を判定する優先順位制御モジュール２２を備えているので、リカバリ時におけるノードの優先順位の切り換え（すなわち、ＲｏｏｔとＤｅｓｉｇｎａｔｅｄの切り換え）を高速に行うことができ、短時間のうちにネットワークの復旧ができる。
また本発明のＲＳＴＰ処理方式は、ＭＡＣ部４Ａ，４Ｂにスイッチ部１１Ａ，１１Ｂを設け、ＣＰＵとＢＰＤＵ送受信バッファ１０Ａ，１０Ｂへの経路を切り換るように構成され、ＲＳＴＰ処理部２０が、ＰＨＹ部３Ａ，３ＢからＭＡＣ４Ａ，４Ｂ部に与えられる受信データがＢＰＤＵデータであるとき、スイッチ部１１Ａ，１１ＢをＢＰＤＵ送受信バッファ１０Ａ，１０Ｂに切り換える指令を与える一方、受信データがＢＰＤＵデータでないとき、ＢＰＤＵ送受信処理モジュール部１２Ａ，１２Ｂにスイッチ部を上位層データバスに切り換える指令を与えているので、ノード間の上位層における通信を実行しつつ短時間のうちに障害からのネットワークの復旧と再構成を実行することができる等の実用上多大なる効果を奏する。

なお、本発明のＲＳＴＰ処理方式は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加えてもかまわない。

本発明の一実施形態に係るノードおよびスイッチング・ハブの要部構成を示すブロック図。図１のスイッチング・ハブの構成の詳細構成を示すブロック図。複数のノードが伝送線路によってリング状のトポロジを構成するネットワークにおけるＢＰＤＵデータの流れを示す図。図３に示すネットワークでケーブル断障害が発生したときの通報およびＡＣＫの転送手順を示した図。図４の通報に対する返信およびそのＡＣＫの転送手順を示した図。ノードが障害の発生を検出し、隣接するノードに対して通報の送信が完了するまでの時間を示した図。図６に示した内訳時間の定義、時間および条件を示した図。通報を受信したノードがＡＣＫを返信するとともに、他のポートから通報を送信し終えるまでの時間を示した図。図８に示した内訳時間の定義、時間および条件を示した図。通報を受信してから、両ポートに対しその返信を送信完了するまでの時間を示した図。図１０に示した内訳時間の定義、時間および条件を示した図。通報に対する返信を受信してからＡＣＫを返信すると共に、他のポートから通報に対する応答を送信し終えるまでの時間を示した図。図１２に示した内訳時間の定義、時間および条件を示した図。障害検出ノードが通報に対する返信を受信してからＡＣＫの送信が完了するまでの時間を示した図。図１４に示した内訳時間の定義、時間および条件を示した図。ノードの台数とリカバリ時間との関係を示したグラフ。複数のノードが伝送線路によってリング状のトポロジを構成したネットワークの概略構成を示すブロック図。従来のノードおよびスイッチング・ハブの要部構成を示すブロック図。

符号の説明

１伝送線路
２Ａ，２Ｂポート
３Ｂ，３ＡＰＨＹ部
４Ｂ，４ＡＭＡＣ部
５ＣＰＵ
６バッファ／転送回路部
８Ａ，８ＢＬｉｎｋライン
９上位層データバス
１０Ａ，１０ＢＢＰＤＵ送受信バッファ
１１Ａ，１１Ｂスイッチ部
１２Ａ，１２ＢＢＰＤＵ送受信処理モジュール部
１３Ａ，１３Ｂデータバス
２０ＲＳＴＰ処理部
２１Ａ，２１Ｂポート制御モジュール
２２優先順位制御モジュール
Ｎ１，Ｎ２，・・・，Ｎｎノード
Ｓ１，Ｓ２，・・・，Ｓｎスイッチング・ハブ

Claims

ＩＥＥＥ８０２.３に準拠した複数のノードが所定の伝送線路によって接続されてリング型のトポロジを構成したネットワーク・システムにおけるＲＳＴＰ処理方式であって、
前記ノードは、前記伝送線路にそれぞれ接続されて、ＯＳＩ参照モデルの物理層に係る処理をそれぞれ実行する２つのＰＨＹ部と、
これらＰＨＹ部にそれぞれ接続されて、前記ＯＳＩ参照モデルのデータリンク層の下位副層に係る処理をそれぞれ実行する２つのＭＡＣ部と、
これらＭＡＣ部に接続されて、ラピッド・スパニング・ツリー・プロトコルを処理するＲＳＴＰ処理部と、
前記各ＭＡＣ部にそれぞれ設けられて、前記ラピッド・スパニング・ツリー・プロトコルにおけるＢＰＤＵデータの送受をそれぞれ行うＢＰＤＵ送受信バッファと、
これらＢＰＤＵ送受信バッファと前記ＲＳＴＰ処理部との間で前記ＢＰＤＵデータを相互に受け渡す２つのＢＰＤＵデータバスとを具備し、
前記ＰＨＹ部は、前記ＲＳＴＰ処理部に前記物理層レベルの障害を通知するリンク信号ラインを有し、
前記ＲＳＴＰ処理部は、一方の前記ＰＨＹ部が前記ネットワークから受信し、このＰＨＹ部に接続された一方の前記ＭＡＣ部における前記ＢＰＤＵ送受信バッファに蓄積されたＢＰＤＵデータを、このＭＡＣ部と接続された前記ＢＰＤＵデータバスを介して受け取り、この受け取ったＢＰＤＵデータを解読して、所定の処理を実行した後、他方の前記ＭＡＣ部と接続された前記ＢＰＤＵデータバスを介して所定のＢＰＤＵデータを他方の前記ＢＰＤＵ送受信バッファに転送し、この他方のＭＡＣ部に接続された他方の前記ＰＨＹ部から前記ネットワークに該ＢＰＤＵデータを送出し、さらに、一方の前記ＰＨＹ部の前記リンク信号ラインから前記物理層レベルの障害が通知されたとき、他方のＰＨＹ部に接続された他方の前記ＭＡＣ部が有する前記ＢＰＤＵ送受信バッファから前記ネットワークに前記他方のＰＨＹ部を介して通報ＢＰＤＵデータを送出することを特徴とするＲＳＴＰ処理方式。
ＩＥＥＥ８０２.３に準拠した複数のノードが所定の伝送線路によって接続されてリング型のトポロジを構成したネットワーク・システムにおけるＲＳＴＰ処理方式であって、
前記ノードは、前記伝送線路にそれぞれ接続されて、ＯＳＩ参照モデルの物理層に係る処理をそれぞれ実行する２つのＰＨＹ部と、
これらＰＨＹ部にそれぞれ接続されて、前記ＯＳＩ参照モデルのデータリンク層の下位副層に係る処理をそれぞれ実行する２つのＭＡＣ部と、
これらＭＡＣ部に接続されて、ラピッド・スパニング・ツリー・プロトコルを処理するＲＳＴＰ処理部と、
前記各ＭＡＣ部にそれぞれ設けられて、前記ラピッド・スパニング・ツリー・プロトコルにおけるＢＰＤＵデータの送受をそれぞれ行うＢＰＤＵ送受信バッファと、
これらＢＰＤＵ送受信バッファと前記ＲＳＴＰ処理部との間で前記ＢＰＤＵデータを相互に受け渡す２つのＢＰＤＵデータバスとを具備し、
前記ＲＳＴＰ処理部は、一方の前記ＰＨＹ部が前記ネットワークから受信し、このＰＨＹ部に接続された一方の前記ＭＡＣ部における前記ＢＰＤＵ送受信バッファに蓄積されたＢＰＤＵデータを、このＭＡＣ部と接続された前記ＢＰＤＵデータバスを介して受け取り、この受け取ったＢＰＤＵデータを解読して、所定の処理を実行した後、他方の前記ＭＡＣ部と接続された前記ＢＰＤＵデータバスを介して所定のＢＰＤＵデータを他方の前記ＢＰＤＵ送受信バッファに転送し、この他方のＭＡＣ部に接続された他方の前記ＰＨＹ部から前記ネットワークに該ＢＰＤＵデータを送出し、
さらに、前記ＲＳＴＰ処理部は、２つの前記ＭＡＣ部のＢＰＤＵ送受信バッファをそれぞれ制御する２つのポート制御モジュールと、前記ネットワークにおける自ノードの優先順位を判定する優先順位制御モジュールとを備え、２つの前記ＭＡＣ部のＢＰＤＵ送受信動作は、並列処理で動作することを特徴とするＲＳＴＰ処理方式。
前記ＲＳＴＰ処理部は、２つの前記ＭＡＣ部のＢＰＤＵ送受信バッファをそれぞれ制御する２つのポート制御モジュールと、前記ネットワークにおける自ノードの優先順位を判定する優先順位制御モジュールとを備え、２つの前記ＭＡＣ部のＢＰＤＵ送受信動作は、並列処理で動作することを特徴とする請求項１に記載のＲＳＴＰ処理方式。
前記各ＭＡＣ部は、ＯＳＩ参照モデルの上位層のプロトコルを司るＣＰＵと互いに送受信データを受け渡す上位層データバスと、
この上位層データバスとＢＰＤＵ送受信バッファとのいずれか一方を前記ＰＨＹ部に対する接続に切り換えるスイッチ部と、
前記ＲＳＴＰ処理部からの制御を受けて前記スイッチ部における接続先を切り換えるＢＰＤＵ送受信処理モジュール部とをそれぞれ具備し、
前記ポート制御モジュールは、前記ＰＨＹ部から前記ＭＡＣ部に与えられる受信データまたは前記ＭＡＣ部から前記ＰＨＹ部へ与える送信データが前記ＢＰＤＵデータであるとき、前記ＢＰＤＵ送受信処理モジュール部に前記スイッチ部を前記ＢＰＤＵ送受信バッファ側に切り換える指令を与える一方、前記受信データまたは送信データが前記ＢＰＤＵデータでないとき、前記スイッチ部を前記上位層データバス側に切り換える指令を与えることを特徴とする請求項２又は３に記載のＲＳＴＰ処理方式。