JP5426228B2 - ネットワークシステム、ホストコンピュータ、ｈｕｂ装置、ｎｉｃ装置、及び通信方法 - Google Patents

ネットワークシステム、ホストコンピュータ、ｈｕｂ装置、ｎｉｃ装置、及び通信方法 Download PDF

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Description

本発明は、通信速度が向上したネットワークシステム、ホストコンピュータ、ＨＵＢ装置、ＮＩＣ装置、及び通信方法に関する。
今日の社会では、インターネットで接続される膨大な数の情報処理端末を利用して、情報の活用が図られている。これらインターネットで接続される情報処理端末として使用されるパーソナルコンピュータや携帯電子端末は、通信技術の発達等に伴って、飛躍的に増加した。また、これらパーソナルコンピュータや携帯電子端末において、動画等の情報が扱われることが多くなり、これらの情報処理端末間で大容量の情報を短時間に伝送したいという要求が高まっている。
この要求に対して、例えば光ファイバを情報伝送媒体として利用することによって、従来のメタリックケーブルよりも高速に情報が伝送されることが実現している。
また、情報処理端末に情報を提供するサーバシステムにおいては、半導体製造技術の発達によって情報処理能力が飛躍的に向上し、情報処理速度が各サーバ間の情報伝送速度を越えるようになった。
このため、サーバシステムから情報処理端末に対してさらに高速に情報を提供するためには、このサーバシステム内における情報伝送速度を高速化させることが不可欠となっている。
一方、近年、学術研究等における高度な計算処理を行うために、ＨＰＣ（Ｈｉｇｈ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ）と呼ばれるスーパーコンピュータが知られており、そのＨＰＣに関して種々の研究・開発が進められている。
このＨＰＣとは、複数のノードコンピュータをネットワークで結合して、１つのシステムに統合したものである。これら複数のノードコンピュータは何らかの媒体によって双方向の通信できるように接続され、全体として１つのコンピュータとして扱えるように制御される。そして、ＨＰＣ全体で各ノードコンピュータの処理速度を超える速い処理速度を得るのである。なお、ノードコンピュータとは、ＨＰＣ内のネットワークに接続されたコンピュータやＨＵＢ等の機器である。
このＨＰＣでは、本願出願時においては、一般的に１Ｇ（１０の９乗）ビット／秒の「イーサネット（登録商標）」又は「ミリネット」（Ｍｙｒｉｃｏｍ社製のネットワークシステム）等の特殊なネットワークが採用されており、最大４Ｇビット／秒（理論最大値、双方向通信を実現した場合）を実現することが主流となっている。
ＨＰＣを構成する上記「イーサネット（登録商標）」や「ミリネット」の情報伝送速度は、本願出願時においては、各ノードコンピュータの演算速度よりも速かったため、上記「イーサネット（登録商標）」や「ミリネット」を採用することによって、各ノードコンピュータの演算能力が十分に活用できたのである。
しかし、近年、例えばＡＭＤ社のＯｐｔｅｒｏｎ等の、従来よりも演算速度が劇的に向上したプロセッサが開発され、このプロセッサがＳＭＰシステムのノードコンピュータに搭載されるようになった。この結果、各ノードコンピュータの演算速度がネットワークの通信速度を越えるようになり、ネットワークの通信速度が、ＳＭＰシステム全体の性能にとってボトルネックとなる場合が生じるようになった。なお、ＳＭＰシステムとは、Ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ Ｍｕｌｔｉ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ システムの略であり、システム内に実装された全てのＣＰＵに対して均一に処理を分担させるＨＰＣである。
このネットワークの通信速度の問題は、ＳＭＰシステムの処理速度をさらに高速化させる上で深刻な問題であり、ＳＭＰシステムを構成するネットワークの高性能化が急務となっている。
そこで、従来のネットワークよりもさらに高速に通信を行うことを目的とした種々の研究・開発が、近年活発になされている。
ネットワークの高速化に関する先行特許文献を挙げる。
下記特許文献１には、ＰＣＩバスインターフェースが、高速ネットワークのボトルネックにならないようにするための技術が開示されている。
また、下記特許文献２には、データ転送システムにおいて、ルート・コンプレックスが、サーチメッセージをツリー構造の下位に向けてブロードキャストし、スイッチが、サーチメッセージであることを確認すると、ポートに関する所定情報、具体的にはデバイス番号などを当該サーチメッセージのデータペイロード部分に付加して、ツリー構造の下位に向けて送信し、エンド・ポイントがサーチメッセージを受信すると、エンド・ポイントはルート・コンプレックスに向けてリプライメッセージを返信する技術が開示されている。
さらに、下記特許文献３には、データ転送システムにおいて、デバイスに各々上流側のスイッチに接続される複数のエンド・ポイントを持たせ、当該システム内のデバイス接続状態、各々のデバイスから取得される各デバイス機能に関する情報、エンド・ポイントに関する情報に基づき木構造中で最適となるデバイス間の経路を決定し、各デバイスに決定された当該経路情報を書き込み設定し、各々のアービタが使用するエンド・ポイントを調停する技術が開示されている。
特開２００３−０５８３９５号公報 特開２００６−２１１５３２号公報 特開２００５−１５１４４８号公報
しかしながら、特許文献２に記載のデータ転送システムでは、ルート・コンプレックスが、サーチメッセージをツリー構造の下位に向けてブロードキャストし、最下位のエンド・ポイントがその通過点の情報をリプライメッセージとしてルート・コンプレックスに返信するので、エンド・ポイントとエンド・ポイントの間で通信を行うことができない。また、ルート・コンプレックスとエンド・ポイント間において非同期で通信を行うので、ルート・コンプレックスと他のルート・コンプレックスとの間の通信を行う場合、データの転送経路の競合が生じ、転送効率が低下してしまうという課題があった。
また、特許文献３に記載のデータ転送システムでは、デバイスに各々上流側のスイッチに接続される複数のエンド・ポイントを持たせるので、デバイスの数を増やすに従って、エンド・ポイントの数を増やす必要があり、装置構成が複雑化し、結果的に製造費用が高くなるという課題があった。
本願発明者は、上述した背景の下、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ規格に準拠した拡張インターフェースを利用してサーバシステムやコンピュータクラスタにおけるノードコンピュータ間の相互通信を実現し、これを一般的なネットワークとして稼働させることを考察した。
本願発明は、上記で述べたような考えを基礎としてなされたものであり、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ規格に準拠した簡易な装置構成で、データの転送経路の競合が生じさせることなく、ノードコンピュータ間における高速データ通信を可能にするネットワークシステム、ホストコンピュータ、ＨＵＢ装置、ＮＩＣ装置、及び通信方法を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明に係るホストコンピュータの第１の特徴は、複数のＮＩＣ装置それぞれに対応する複数のコンピュータと複数のＮＩＣ装置を介して接続されたＨＵＢ装置に接続されるＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ規格準拠のホストコンピュータであって、複数のＮＩＣ装置及びＨＵＢ装置を一意に識別する仮想アドレスを生成するアドレス生成部と、アドレス生成部により生成された仮想アドレスを記憶するアドレス記憶部と、記憶された仮想アドレスに基づいて、タイマー割り込みに基づいた所定の時間間隔で複数のＮＩＣ装置へのデータの送信を順次許可する順次送信許可信号をＨＵＢ装置に送信するタイムスロット制御部と、を備えることにある。
上記目的を達成するため、本発明に係るＨＵＢ装置の第１の特徴は、複数のＮＩＣ装置それぞれに対応する複数のコンピュータと複数のＮＩＣ装置を介して接続されると共に、タイマー割り込みに基づいた所定の時間間隔で複数のＮＩＣ装置のうちいずれか１つへのデータの送信を順次許可するホストコンピュータと接続されるＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ規格準拠のＨＵＢ装置であって、ホストコンピュータによって割り当てられた複数のＮＩＣ装置を一意に識別する仮想アドレスと、複数のＮＩＣ装置が接続されたポート番号を一意に識別するためのデバイス情報と、複数のコンピュータを一意に識別するネットワークアドレスとを関連づけてデバイス関連情報として記憶するデバイス関連情報記憶部と、複数のコンピュータのうちいずれか１つから、送信先コンピュータとして他の１又は複数のコンピュータへのデータの送信を要求する要求信号と共に、送信先コンピュータのネットワークアドレスを含むデータを受信した場合に、デバイス関連情報記憶部に記憶されたデバイス関連情報を読み出し、この読み出したデバイス関連情報と受信したネットワークアドレスとに基づいて、送信先コンピュータに対応する１又は複数のポート番号を決定するポート番号決定部と、ホストコンピュータから、タイマー割り込みに基づいた所定の時間間隔で仮想アドレスが示すＮＩＣ装置へのデータ送信を順次許可する順次送信許可信号を受信した場合に、決定されたポート番号が示すポートに接続された１又は複数のＮＩＣ装置のうち、順次送信許可信号が示す仮想アドレスに対応するＮＩＣ装置へデータを送信するデータ送信部と、を備えたことにある。
上記目的を達成するため、本発明に係るＨＵＢ装置の第２の特徴は、ポート番号決定部により決定されたポート番号が示すポートに接続された１又は複数のＮＩＣ装置それぞれに備えられた受信バッファに空き領域があるか否かを判定する受信バッファ状態判定部と、を更に備え、データ送信部は、受信バッファに空き領域があると判定された場合、かつホストコンピュータからタイマー割り込みに基づいた所定の時間間隔で仮想アドレスが示すＮＩＣ装置へのデータ送信を順次許可する順次送信許可信号を受信した場合に、受信バッファに空き領域があると判定された１又は複数のＮＩＣ装置のうち、順次送信許可信号が示す仮想アドレスに対応するＮＩＣ装置へデータを送信することにある。
上記目的を達成するため、本発明に係るＨＵＢ装置の第３の特徴は、複数のコンピュータのうちいずれか１つにより生成されたクロック信号に基づいて、このコンピュータに対応するＮＩＣ装置が初期化されたことを検出した場合に、この初期化が検出されたＮＩＣ装置のデバイス情報をホストコンピュータへ送信し、ホストコンピュータから受信した初期化が検出されたＮＩＣ装置のデバイス関連情報をデバイス関連情報記憶部に記憶させると共に、当該ＨＵＢ装置、及び初期化が検出されたＮＩＣ装置の仮想アドレスを初期化が検出されたＮＩＣ装置へ送信する初期化処理部と、を更に備えたことにある。
上記目的を達成するため、本発明に係るＨＵＢ装置の第４の特徴は、複数のコンピュータのうちいずれか１つにより生成されたクロック信号に基づいて、このコンピュータに対応するＮＩＣ装置が停止されたことを検出した場合に、この停止が検出されたＮＩＣ装置のデバイス情報をホストコンピュータへ送信すると共に、デバイス関連情報記憶部から停止が検出されたＮＩＣ装置に対応するデバイス関連情報を削除する切断処理部と、を更に備えたことにある。
上記目的を達成するため、本発明に係るホスト側ＮＩＣ装置の第１の特徴は、複数のＮＩＣ装置それぞれに対応する複数のコンピュータと複数のＮＩＣ装置を介して接続されたＨＵＢ装置と接続されると共に、ホストコンピュータと接続されるＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ規格準拠のホスト側ＮＩＣ装置であって、ホストコンピュータから供給された複数のＮＩＣ装置を一意に識別する仮想アドレスと、この仮想アドレスに対応する複数のコンピュータを一意に識別するネットワークアドレスとを含むデバイス関連情報を記憶すると共に、ホストコンピュータから供給された複数のＮＩＣ装置のうちいずれか１つへのデータの送信を順次許可する順次送信許可信号を記憶する送信バッファと、送信バッファに記憶されたデバイス関連情報、又は順次送信許可信号をＨＵＢ装置へ送信する送信制御部と、を備えることにある。
上記目的を達成するため、本発明に係るＮＩＣ装置の第１の特徴は、コンピュータと接続されると共に、ホストコンピュータと接続されたＨＵＢ装置に接続されるＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ規格準拠のＮＩＣ装置であって、ＨＵＢ装置から受信したホストコンピュータによって割り当てられたＨＵＢ装置、及び当該ＮＩＣ装置を一意に識別する仮想アドレスを記憶すると共に、ホストコンピュータによりＨＵＢ装置に送信された順次送信許可信号に基づいてＨＵＢ装置から所定の時間間隔で送信されたデータを記憶する受信バッファと、コンピュータの割り込み処理により、ＨＵＢ装置に送信するデータを記憶する送信バッファと、受信バッファにデータが記憶された場合に、このデータに含まれる当該ＮＩＣ装置の仮想アドレスを、コンピュータにより割り当てられたノード側仮想アドレスに変換し、この変換後のデータを割り込み処理によりコンピュータに送信すると共に、ＨＵＢ装置から、ＨＵＢ装置へデータの送信を許可する送信許可信号を受信した場合に、送信バッファに記憶されたデータに含まれるノード側仮想アドレスを当該ＮＩＣ装置の仮想アドレスに変換し、この変換後のデータをＨＵＢ装置の仮想アドレスに基づいてＨＵＢ装置に送信する送信制御部と、を備えたことにある。
上記目的を達成するため、本発明に係るネットワークシステムの第１の特徴は、複数のコンピュータとそれぞれ接続された複数のＮＩＣ装置と、この複数のＮＩＣ装置と接続されたＨＵＢ装置と、このＨＵＢ装置にホスト側ＮＩＣ装置を介して接続されたホストコンピュータとを備えるＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ規格準拠のネットワークシステムであって、ホストコンピュータは、複数のＮＩＣ装置及びＨＵＢ装置を一意に識別する仮想アドレスを生成するアドレス生成部と、アドレス生成部により生成された仮想アドレスを記憶するアドレス記憶部と、記憶された仮想アドレスに基づいて、タイマー割り込みに基づいた所定の時間間隔で複数のＮＩＣ装置へのデータの送信を順次許可する順次送信許可信号をＨＵＢ装置に送信するタイムスロット制御部と、を有し、ＨＵＢ装置は、ホストコンピュータによって割り当てられた複数のＮＩＣ装置を一意に識別する仮想アドレスと、複数のＮＩＣ装置が接続されたポート番号を一意に識別するためのデバイス情報と、複数のコンピュータを一意に識別するネットワークアドレスとを関連づけてデバイス関連情報として記憶するデバイス関連情報記憶部と、複数のコンピュータのうちいずれか１つから、送信先コンピュータとして他の１又は複数のコンピュータへのデータの送信を要求する要求信号と共に、送信先コンピュータのネットワークアドレスを含むデータを受信した場合に、デバイス関連情報記憶部に記憶されたデバイス関連情報を読み出し、この読み出したデバイス関連情報と受信したネットワークアドレスとに基づいて、送信先コンピュータに対応する１又は複数のポート番号を決定するポート番号決定部と、ホストコンピュータから、順次送信許可信号を受信した場合に、決定されたポート番号が示すポートに接続された１又は複数のＮＩＣ装置のうち、順次送信許可信号が示す仮想アドレスに対応するＮＩＣ装置へデータを送信するデータ送信部と、を有し、複数のＮＩＣ装置は、ＨＵＢ装置から受信したホストコンピュータによって割り当てられたＨＵＢ装置、及び当該ＮＩＣ装置を一意に識別する仮想アドレスを記憶すると共に、ホストコンピュータによりＨＵＢ装置に送信された順次送信許可信号に基づいてＨＵＢ装置から、所定の時間間隔で送信されたデータを記憶する受信バッファと、コンピュータの割り込み処理により、ＨＵＢ装置に送信するデータを記憶する送信バッファと、受信バッファにデータが記憶された場合に、このデータに含まれる当該ＮＩＣ装置の仮想アドレスを、コンピュータにより割り当てられたノード側仮想アドレスに変換し、この変換後のデータを割り込み処理によりコンピュータに送信すると共に、ＨＵＢ装置から、ＨＵＢ装置へデータの送信を許可する送信許可信号を受信した場合に、送信バッファに記憶されたデータに含まれるノード側仮想アドレスを当該ＮＩＣ装置の仮想アドレスに変換し、この変換後のデータをＨＵＢ装置の仮想アドレスに基づいてＨＵＢ装置に送信する送信制御部と、を有することにある。
上記目的を達成するため、本発明に係るネットワークシステムの第２の特徴は、複数のＮＩＣ装置それぞれに対応する複数のコンピュータと複数のＮＩＣ装置を介して接続されたＨＵＢ装置と、このＨＵＢ装置にホスト側ＮＩＣ装置を介して接続されたホストコンピュータとを備えるＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ規格準拠のネットワークシステムであって、ホストコンピュータは、複数のＮＩＣ装置及びＨＵＢ装置を一意に識別する仮想アドレスを生成するアドレス生成部と、アドレス生成部により生成された仮想アドレスを記憶するアドレス記憶部と、記憶された仮想アドレスに基づいて、タイマー割り込みに基づいた所定の時間間隔で複数のＮＩＣ装置へのデータの送信を順次許可する順次送信許可信号をＨＵＢ装置に送信するタイムスロット制御部と、を有し、ＨＵＢ装置は、ホストコンピュータによって割り当てられた複数のＮＩＣ装置を一意に識別する仮想アドレスと、複数のＮＩＣ装置が接続されたポート番号を一意に識別するためのデバイス情報と、複数のコンピュータを一意に識別するネットワークアドレスとを関連づけてデバイス関連情報として記憶するデバイス関連情報記憶部と、複数のコンピュータのうちいずれか１つから、送信先コンピュータとして他の１又は複数のコンピュータへのデータの送信を要求する要求信号と共に、送信先コンピュータのネットワークアドレスを含むデータを受信した場合に、デバイス関連情報記憶部に記憶されたデバイス関連情報を読み出し、この読み出したデバイス関連情報と受信したネットワークアドレスとに基づいて、送信先コンピュータに対応する１又は複数のポート番号を決定するポート番号決定部と、ホストコンピュータから、順次送信許可信号を受信した場合に、決定されたポート番号が示すポートに接続された１又は複数のＮＩＣ装置のうち、順次送信許可信号が示す仮想アドレスに対応するＮＩＣ装置へデータを送信するデータ送信部と、を有することにある。
上記目的を達成するため、本発明に係るネットワークシステムの第３の特徴は、複数のコンピュータとそれぞれ接続された複数のＮＩＣ装置と、この複数のＮＩＣ装置と接続される共に、タイマー割り込みに基づいた所定の時間間隔で複数のＮＩＣ装置のうちいずれか１つへのデータの送信を順次許可するホストコンピュータと接続されたＨＵＢ装置とを備えるＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ規格準拠のネットワークシステムであって、ＨＵＢ装置は、ホストコンピュータによって割り当てられた複数のＮＩＣ装置を一意に識別する仮想アドレスと、複数のＮＩＣ装置が接続されたポート番号を一意に識別するためのデバイス情報と、複数のコンピュータを一意に識別するネットワークアドレスとを関連づけてデバイス関連情報として記憶するデバイス関連情報記憶部と、複数のコンピュータのうちいずれか１つから、送信先コンピュータとして他の１又は複数のコンピュータへのデータの送信を要求する要求信号と共に、送信先コンピュータのネットワークアドレスを含むデータを受信した場合に、デバイス関連情報記憶部に記憶されたデバイス関連情報を読み出し、この読み出したデバイス関連情報と受信したネットワークアドレスとに基づいて、送信先コンピュータに対応する１又は複数のポート番号を決定するポート番号決定部と、ホストコンピュータから、タイマー割り込みに基づいた所定の時間間隔で仮想アドレスが示すＮＩＣ装置へのデータ送信を順次許可する順次送信許可信号を受信した場合に、決定されたポート番号が示すポートに接続された１又は複数のＮＩＣ装置のうち、順次送信許可信号が示す仮想アドレスに対応するＮＩＣ装置へデータを送信するデータ送信部と、を有し、複数のＮＩＣ装置は、ＨＵＢ装置から受信したホストコンピュータによって割り当てられたＨＵＢ装置、及び当該ＮＩＣ装置を一意に識別する仮想アドレスを記憶すると共に、ホストコンピュータによりＨＵＢ装置に送信された順次送信許可信号に基づいてＨＵＢ装置から、所定の時間間隔で送信されたデータを記憶する受信バッファと、コンピュータの割り込み処理により、ＨＵＢ装置に送信するデータを記憶する送信バッファと、受信バッファにデータが記憶された場合に、このデータに含まれる当該ＮＩＣ装置の仮想アドレスを、コンピュータにより割り当てられたノード側仮想アドレスに変換し、この変換後のデータを割り込み処理によりコンピュータに送信すると共に、ＨＵＢ装置から、ＨＵＢ装置へデータの送信を許可する送信許可信号を受信した場合に、送信バッファに記憶されたデータに含まれるノード側仮想アドレスを当該ＮＩＣ装置の仮想アドレスに変換し、この変換後のデータをＨＵＢ装置の仮想アドレスに基づいてＨＵＢ装置に送信する送信制御部と、を有することにある。
上記目的を達成するため、本発明に係るネットワークシステムの第４の特徴は、ＨＵＢ装置は、ポート番号決定部により決定されたポート番号が示すポートに接続された１又は複数のＮＩＣ装置それぞれに備えられた受信バッファに空き領域があるか否かを判定する受信バッファ状態判定部と、を更に備え、データ送信部は、受信バッファに空き領域があると判定された場合、かつホストコンピュータからタイマー割り込みに基づいた所定の時間間隔で仮想アドレスが示すＮＩＣ装置へのデータ送信を順次許可する順次送信許可信号を受信した場合に、受信バッファに空き領域があると判定された１又は複数のＮＩＣ装置のうち、順次送信許可信号が示す仮想アドレスに対応するＮＩＣ装置へデータを送信することにある。
上記目的を達成するため、本発明に係るネットワークシステムの第５の特徴は、ＨＵＢ装置は、複数のコンピュータのうちいずれか１つにより生成されたクロック信号に基づいて、このコンピュータに対応するＮＩＣ装置が初期化されたことを検出した場合に、この初期化が検出されたＮＩＣ装置のデバイス情報をホストコンピュータへ送信し、ホストコンピュータから受信した初期化が検出されたＮＩＣ装置のデバイス関連情報をデバイス関連情報記憶部に記憶させると共に、当該ＨＵＢ装置、及び初期化が検出されたＮＩＣ装置の仮想アドレスを初期化が検出されたＮＩＣ装置へ送信する初期化処理部と、を更に備えたことにある。
上記目的を達成するため、本発明に係るネットワークシステムの第６の特徴は、ＨＵＢ装置は、複数のコンピュータのうちいずれか１つにより生成されたクロック信号に基づいて、このコンピュータに対応するＮＩＣ装置が停止されたことを検出した場合に、この停止が検出されたＮＩＣ装置のデバイス情報をホストコンピュータへ送信すると共に、デバイス関連情報記憶部から停止が検出されたＮＩＣ装置に対応するデバイス関連情報を削除する切断処理部と、を更に備えたことにある。
上記目的を達成するため、本発明に係るホストコンピュータの第２の特徴は、複数のＮＩＣ装置それぞれに対応する複数のコンピュータと複数のＮＩＣ装置を介して接続された第１のＨＵＢ装置と、この第１のＨＵＢ装置と同一構成を有する第２のＨＵＢ装置とが、第１のＨＵＢ装置を上流側としてディジーチェーン接続されるＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ規格準拠のホストコンピュータであって、第１のＨＵＢ装置、又は第２のＨＵＢ装置に接続された複数のＮＩＣ装置、第１のＨＵＢ装置、並びに第２のＨＵＢ装置を一意に識別する仮想アドレスを生成するアドレス生成部と、アドレス生成部により生成された仮想アドレスを記憶するアドレス記憶部と、記憶された仮想アドレスに基づいて、タイマー割り込みに基づいた所定の時間間隔で複数のＮＩＣ装置へのデータの送信を順次許可する順次送信許可信号を第１のＨＵＢ装置に送信するタイムスロット制御部と、を備えることにある。
上記目的を達成するため、本発明に係る第１のＨＵＢ装置の第１の特徴は、複数のＮＩＣ装置それぞれに対応する複数のコンピュータと複数のＮＩＣ装置を介して接続されると共に、ディジーチェーン接続により当該第１のＨＵＢ装置の上流端に、複数のＮＩＣ装置のうちいずれか１つへのデータの送信をタイマー割り込みに基づいた所定の時間間隔で順次許可するホストコンピュータが接続され、当該第１のＨＵＢ装置の下流側に、当該第１のＨＵＢ装置と同一構成を有する第２のＨＵＢ装置が接続されるＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ規格準拠の第１のＨＵＢ装置であって、当該第１のＨＵＢ装置に接続された複数のＮＩＣ装置のうち、ホストコンピュータによって割り当てられた複数のＮＩＣ装置を一意に識別する仮想アドレスと、複数のＮＩＣ装置が接続されたポート番号を一意に識別するためのデバイス情報と、当該第１のＨＵＢ装置に接続された複数のコンピュータを一意に識別するネットワークアドレスとを関連づけてデバイス関連情報として記憶するデバイス関連情報記憶部と、第２のＨＵＢ装置に接続された複数のコンピュータのうちいずれか１つから、送信先コンピュータとして１又は複数のコンピュータへのデータの送信を要求する要求信号と共に、送信先コンピュータのネットワークアドレスを含むデータを受信した場合に、デバイス関連情報記憶部に記憶された仮想アドレス関連情報に基づいて、受信したネットワークアドレスが、当該第１のＨＵＢ装置に接続されたコンピュータに対応するか否かを判定する配下判定部と、配下判定部により当該第１のＨＵＢ装置に接続されたコンピュータに対応しないと判定された場合に、受信した要求信号とネットワークアドレスを含むデータとを、ディジーチェーン接続により上流側に接続されたホストコンピュータ又は他のＨＵＢ装置に転送するデータ転送部と、配下判定部により当該第１のＨＵＢ装置に接続されたコンピュータに対応すると判定された場合に、読み出したデバイス関連情報と受信したネットワークアドレスとに基づいて、送信先コンピュータに対応する１又は複数のポート番号を決定するポート番号決定部と、ホストコンピュータから、タイマー割り込みに基づいた所定の時間間隔で仮想アドレスが示すＮＩＣ装置へのデータの送信を順次許可する順次送信許可信号を受信した場合に、ポート番号決定部により決定されたポート番号が示すポートに接続された１又は複数のＮＩＣ装置のうち、順次送信許可信号が示す仮想アドレスに対応するＮＩＣ装置へデータを送信するデータ送信部と、を備えたことにある。
上記目的を達成するため、本発明に係る第１のＨＵＢ装置の第２の特徴は、ポート番号決定部により決定されたポート番号が示すポートに接続された１又は複数のＮＩＣ装置それぞれに備えられた受信バッファに空き領域があるか否かを判定する受信バッファ状態判定部と、を更に備え、データ送信部は、受信バッファ状態判定部により受信バッファに空き領域があると判定された場合、かつホストコンピュータからタイマー割り込み基づいた所定の時間間隔で仮想アドレスが示すＮＩＣ装置へのデータの送信を順次許可する順次送信許可信号を受信した場合に、受信バッファに空き領域があると判定された１又は複数のＮＩＣ装置のうち、順次送信許可信号が示す仮想アドレスに対応するＮＩＣ装置へデータを送信することにある。
上記目的を達成するため、本発明に係る第１のＨＵＢ装置の第３の特徴は、複数のコンピュータのうちいずれか１つにより生成されたクロック信号に基づいて、このコンピュータに対応するＮＩＣ装置が初期化されたことを検出した場合に、この初期化が検出されたＮＩＣ装置のデバイス情報をホストコンピュータへ送信し、ホストコンピュータから受信した初期化が検出されたＮＩＣ装置のデバイス関連情報をデバイス関連情報記憶部に記憶させると共に、当該第１のＨＵＢ装置、及び初期化が検出されたＮＩＣ装置の仮想アドレスを初期化が検出されたＮＩＣ装置へ送信する初期化処理部と、を更に備えたことにある。
上記目的を達成するため、本発明に係る第１のＨＵＢ装置の第４の特徴は、複数のコンピュータのうちいずれか１つにより生成されたクロック信号に基づいて、このコンピュータに対応するＮＩＣ装置が停止されたことを検出した場合に、この停止が検出されたＮＩＣ装置のデバイス情報をホストコンピュータへ送信すると共に、デバイス関連情報記憶部から停止が検出されたＮＩＣ装置に対応するデバイス関連情報を削除する切断処理部と、を更に備えたことにある。
上記目的を達成するため、本発明に係るネットワークシステムの第７の特徴は、複数のコンピュータとそれぞれ接続された複数のＮＩＣ装置と、この複数のＮＩＣ装置と接続された第１のＨＵＢ装置と、この第１のＨＵＢ装置と同一構成を有する第２のＨＵＢ装置と、第１のＨＵＢ装置を上流側としてディジーチェーン接続されるホストコンピュータとを備えるＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ規格準拠のネットワークシステムであって、ホストコンピュータは、第１のＨＵＢ装置、又は第２のＨＵＢ装置に接続された複数のＮＩＣ装置、第１のＨＵＢ装置、並びに第２のＨＵＢ装置を一意に識別する仮想アドレスを生成するアドレス生成部と、アドレス生成部により生成された仮想アドレスを記憶するアドレス記憶部と、記憶された仮想アドレスに基づいて、タイマー割り込みに基づいた所定の時間間隔で複数のＮＩＣ装置へのデータの送信を順次許可する順次送信許可信号を第１のＨＵＢ装置に送信するタイムスロット制御部と、を有し、第１のＨＵＢ装置は、当該第１のＨＵＢ装置に接続された複数のＮＩＣ装置のうち、ホストコンピュータによって割り当てられた複数のＮＩＣ装置を一意に識別する仮想アドレスと、複数のＮＩＣ装置が接続されたポート番号を一意に識別するためのデバイス情報と、当該第１のＨＵＢ装置に接続された複数のコンピュータを一意に識別するネットワークアドレスとを関連づけてデバイス関連情報として記憶するデバイス関連情報記憶部と、第２のＨＵＢ装置に接続された複数のコンピュータのうちいずれか１つから、送信先コンピュータとして１又は複数のコンピュータへのデータの送信を要求する要求信号と共に、送信先コンピュータのネットワークアドレスを含むデータを受信した場合に、デバイス関連情報記憶部に記憶された仮想アドレス関連情報に基づいて、受信したネットワークアドレスが、当該第１のＨＵＢ装置に接続されたコンピュータに対応するか否かを判定する配下判定部と、配下判定部により当該第１のＨＵＢ装置に接続されたコンピュータに対応しないと判定された場合に、受信した要求信号とネットワークアドレスを含むデータとを、ディジーチェーン接続により上流側に接続されたホストコンピュータ又は他のＨＵＢ装置に転送するデータ転送部と、配下判定部により当該第１のＨＵＢ装置に接続されたコンピュータに対応すると判定された場合に、読み出したデバイス関連情報と受信したネットワークアドレスとに基づいて、送信先コンピュータに対応する１又は複数のポート番号を決定するポート番号決定部と、ホストコンピュータから順次送信許可信号を受信した場合に、ポート番号決定部により決定されたポート番号が示すポートに接続された１又は複数のＮＩＣ装置のうち、順次送信許可信号が示す仮想アドレスに対応するＮＩＣ装置へデータを送信するデータ送信部と、を有し、第１のＨＵＢ装置に接続された複数のＮＩＣ装置は、第１のＨＵＢ装置受信したホストコンピュータによって割り当てられたＨＵＢ装置、及び当該ＮＩＣ装置を一意に識別する仮想アドレスを記憶すると共に、順次送信許可信号に基づいて第１のＨＵＢ装置から、所定の時間間隔で送信されたデータを記憶する受信バッファと、コンピュータの割り込み処理により、第１のＨＵＢ装置に送信するデータを記憶する送信バッファと、
受信バッファにデータが記憶された場合に、このデータに含まれる当該ＮＩＣ装置の仮想アドレスを、コンピュータにより割り当てられたノード側仮想アドレスに変換し、この変換後のデータを割り込み処理によりコンピュータに送信すると共に、第１のＨＵＢ装置から、第１のＨＵＢ装置へデータの送信を許可する送信許可信号を受信した場合に、送信バッファに記憶されたデータに含まれるノード側仮想アドレスを当該ＮＩＣ装置の仮想アドレスに変換し、この変換後のデータを第１のＨＵＢ装置の仮想アドレスに基づいて第１のＨＵＢ装置に送信する送信制御部と、を有することにある。
上記目的を達成するため、本発明に係るネットワークシステムの第８の特徴は、複数のコンピュータとそれぞれ接続された複数のＮＩＣ装置と接続された第１のＨＵＢ装置と、この第１のＨＵＢ装置と同一構成を有する第２のＨＵＢ装置と、第１のＨＵＢ装置を上流側としてディジーチェーン接続されるホストコンピュータとを備えるＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ規格準拠のネットワークシステムであって、ホストコンピュータは、第１のＨＵＢ装置、又は第２のＨＵＢ装置に接続された複数のＮＩＣ装置、第１のＨＵＢ装置、並びに第２のＨＵＢ装置を一意に識別する仮想アドレスを生成するアドレス生成部と、アドレス生成部により生成された仮想アドレスを記憶するアドレス記憶部と、記憶された仮想アドレスに基づいて、タイマー割り込みに基づいた所定の時間間隔で複数のＮＩＣ装置へのデータの送信を順次許可する順次送信許可信号を第１のＨＵＢ装置に送信するタイムスロット制御部と、を有し、第１のＨＵＢ装置は、当該第１のＨＵＢ装置に接続された複数のＮＩＣ装置のうち、ホストコンピュータによって割り当てられた複数のＮＩＣ装置を一意に識別する仮想アドレスと、複数のＮＩＣ装置が接続されたポート番号を一意に識別するためのデバイス情報と、当該第１のＨＵＢ装置に接続された複数のコンピュータを一意に識別するネットワークアドレスとを関連づけてデバイス関連情報として記憶するデバイス関連情報記憶部と、第２のＨＵＢ装置に接続された複数のコンピュータのうちいずれか１つから、送信先コンピュータとして１又は複数のコンピュータへのデータの送信を要求する要求信号と共に、送信先コンピュータのネットワークアドレスを含むデータを受信した場合に、デバイス関連情報記憶部に記憶された仮想アドレス関連情報に基づいて、受信したネットワークアドレスが、当該第１のＨＵＢ装置に接続されたコンピュータに対応するか否かを判定する配下判定部と、配下判定部により当該第１のＨＵＢ装置に接続されたコンピュータに対応しないと判定された場合に、受信した要求信号とネットワークアドレスを含むデータとを、ディジーチェーン接続により上流側に接続されたホストコンピュータ又は他のＨＵＢ装置に転送するデータ転送部と、配下判定部により当該第１のＨＵＢ装置に接続されたコンピュータに対応すると判定された場合に、読み出したデバイス関連情報と受信したネットワークアドレスとに基づいて、送信先コンピュータに対応する１又は複数のポート番号を決定するポート番号決定部と、ホストコンピュータから順次送信許可信号を受信した場合に、ポート番号決定部により決定されたポート番号が示すポートに接続された１又は複数のＮＩＣ装置のうち、順次送信許可信号が示す仮想アドレスに対応するＮＩＣ装置へデータを送信するデータ送信部と、を有することにある。
上記目的を達成するため、本発明に係るネットワークシステムの第９の特徴は、複数のコンピュータとそれぞれ接続された複数のＮＩＣ装置と、この複数のＮＩＣ装置と接続される共に、タイマー割り込みに基づいた所定の時間間隔で複数のＮＩＣ装置のうちいずれか１つへのデータの送信を順次許可する順次送信許可信号を送信するホストコンピュータと接続された第１のＨＵＢ装置と、この第１のＨＵＢ装置の下流側にディジーチェーン接続された第１のＨＵＢ装置と同一構成を有する第２のＨＵＢ装置とを備えるＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ規格準拠のネットワークシステムであって、第１のＨＵＢ装置は、当該第１のＨＵＢ装置に接続された複数のＮＩＣ装置のうち、ホストコンピュータによって割り当てられた複数のＮＩＣ装置を一意に識別する仮想アドレスと、複数のＮＩＣ装置が接続されたポート番号を一意に識別するためのデバイス情報と、当該第１のＨＵＢ装置に接続された複数のコンピュータを一意に識別するネットワークアドレスとを関連づけてデバイス関連情報として記憶するデバイス関連情報記憶部と、第２のＨＵＢ装置に接続された複数のコンピュータのうちいずれか１つから、送信先コンピュータとして１又は複数のコンピュータへのデータの送信を要求する要求信号と共に、送信先コンピュータのネットワークアドレスを含むデータを受信した場合に、デバイス関連情報記憶部に記憶された仮想アドレス関連情報に基づいて、受信したネットワークアドレスが、当該第１のＨＵＢ装置に接続されたコンピュータに対応するか否かを判定する配下判定部と、配下判定部により当該第１のＨＵＢ装置に接続されたコンピュータに対応しないと判定された場合に、受信した要求信号とネットワークアドレスを含むデータとを、ディジーチェーン接続により上流側に接続されたホストコンピュータ又は他のＨＵＢ装置に転送するデータ転送部と、配下判定部により当該第１のＨＵＢ装置に接続されたコンピュータに対応すると判定された場合に、読み出したデバイス関連情報と受信したネットワークアドレスとに基づいて、送信先コンピュータに対応する１又は複数のポート番号を決定するポート番号決定部と、ホストコンピュータから順次送信許可信号を受信した場合に、ポート番号決定部により決定されたポート番号が示すポートに接続された１又は複数のＮＩＣ装置のうち、順次送信許可信号が示す仮想アドレスに対応するＮＩＣ装置へデータを送信するデータ送信部と、を有し、第１のＨＵＢ装置に接続された複数のＮＩＣ装置は、第１のＨＵＢ装置から受信したホストコンピュータによって割り当てられた第１のＨＵＢ装置、及び当該ＮＩＣ装置を一意に識別する仮想アドレスを記憶すると共に、順次送信許可信号に基づいて第１のＨＵＢ装置から、所定の時間間隔で送信されたデータを記憶する受信バッファと、コンピュータの割り込み処理により、第１のＨＵＢ装置に送信するデータを記憶する送信バッファと、受信バッファにデータが記憶された場合に、このデータに含まれる当該ＮＩＣ装置の仮想アドレスを、コンピュータにより割り当てられたノード側仮想アドレスに変換し、この変換後のデータを割り込み処理によりコンピュータに送信すると共に、第１のＨＵＢ装置から、第１のＨＵＢ装置へデータの送信を許可する送信許可信号を受信した場合に、送信バッファに記憶されたデータに含まれるノード側仮想アドレスを当該ＮＩＣ装置の仮想アドレスに変換し、この変換後のデータを第１のＨＵＢ装置の仮想アドレスに基づいて第１のＨＵＢ装置に送信する送信制御部と、を有することにある。
上記目的を達成するため、本発明に係るネットワークシステムの第１０の特徴は、第１のＨＵＢ装置は、ポート番号決定部により決定されたポート番号が示すポートに接続された１又は複数のＮＩＣ装置それぞれに備えられた受信バッファに空き領域があるか否かを判定する受信バッファ状態判定部と、を更に備え、データ送信部は、受信バッファに空き領域があると判定された場合、かつホストコンピュータから順次送信許可信号を受信した場合に、受信バッファに空き領域があると判定された１又は複数のＮＩＣ装置のうち、順次送信許可信号が示す仮想アドレスに対応するＮＩＣ装置へデータを送信することにある。
上記目的を達成するため、本発明に係るネットワークシステムの第１１の特徴は、第１のＨＵＢ装置は、複数のコンピュータのうちいずれか１つにより生成されたクロック信号に基づいて、このコンピュータに対応するＮＩＣ装置が初期化されたことを検出した場合に、この初期化が検出されたＮＩＣ装置のデバイス情報をホストコンピュータへ送信し、ホストコンピュータから受信した初期化が検出されたＮＩＣ装置のデバイス関連情報をデバイス関連情報記憶部に記憶させると共に、当該ＨＵＢ装置、及び初期化が検出されたＮＩＣ装置の仮想アドレスを初期化が検出されたＮＩＣ装置へ送信する初期化処理部と、を更に備えたことにある。
上記目的を達成するため、本発明に係るネットワークシステムの第１２の特徴は、第１のＨＵＢ装置は、複数のコンピュータのうちいずれか１つにより生成されたクロック信号に基づいて、このコンピュータに対応するＮＩＣ装置が停止されたことを検出した場合に、この停止が検出されたＮＩＣ装置のデバイス情報をホストコンピュータへ送信すると共に、デバイス関連情報記憶部から停止が検出されたＮＩＣ装置に対応するデバイス関連情報を削除する切断処理部と、を更に備えたことにある。
上記目的を達成するため、本発明に係るホストコンピュータの第３の特徴は、ＮＩＣ装置を介してコンピュータに接続されるＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ規格準拠のホストコンピュータであって、ＮＩＣ装置を一意に識別する仮想アドレスを生成するアドレス生成部と、アドレス生成部により生成された仮想アドレスを記憶するアドレス記憶部と、記憶された仮想アドレスに基づいて、タイマー割り込みに基づいた所定の時間間隔でＮＩＣ装置へのデータの送信を順次許可する順次送信許可信号をＮＩＣ装置に送信するタイムスロット制御部と、を備えることにある。
上記目的を達成するため、本発明に係るＮＩＣ装置の第２の特徴は、コンピュータと接続されると共に、ホストコンピュータとホスト側ＮＩＣ装置を介して接続されるＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ規格準拠のＮＩＣ装置であって、ホスト側ＮＩＣ装置から受信したホストコンピュータによって割り当てられた当該ＮＩＣ装置を一意に識別する仮想アドレスを記憶すると共に、ホストコンピュータから所定の時間間隔で送信されたデータを記憶する受信バッファと、コンピュータの割り込み処理により、ホストコンピュータに送信するデータを記憶する送信バッファと、受信バッファにデータが記憶された場合に、このデータに含まれる当該ＮＩＣ装置の仮想アドレスを、コンピュータにより割り当てられたノード側仮想アドレスに変換し、この変換後のデータを割り込み処理によりコンピュータに送信すると共に、ホストコンピュータからタイマー割り込み基づいた所定の時間間隔でデータ送信を順次許可する順次送信許可信号を受信した場合に、送信バッファに記憶されたデータに含まれるノード側仮想アドレスを当該ＮＩＣ装置の仮想アドレスに変換し、この変換後のデータをホストコンピュータに送信する送信制御部と、を備えることにある。
上記目的を達成するため、本発明に係るネットワークシステムの第１３の特徴は、コンピュータとそれぞれ接続されたＮＩＣ装置と、このＮＩＣ装置にホスト側ＮＩＣ装置を介して接続されるホストコンピュータとを備えるＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ規格準拠のネットワークシステムであって、ホストコンピュータは、ＮＩＣ装置を一意に識別する仮想アドレスを生成するアドレス生成部と、アドレス生成部により生成された仮想アドレスを記憶するアドレス記憶部と、記憶された仮想アドレスに基づいて、タイマー割り込みに基づいた所定の時間間隔でＮＩＣ装置へのデータの送信を順次許可する順次送信許可信号をＮＩＣ装置に送信するタイムスロット制御部と、を有し、ＮＩＣ装置は、ホスト側ＮＩＣ装置から受信したホストコンピュータによって割り当てられた当該ＮＩＣ装置を一意に識別する仮想アドレスを記憶すると共に、ホストコンピュータから所定の時間間隔で送信されたデータを記憶する受信バッファと、コンピュータの割り込み処理により、ホストコンピュータに送信するデータを記憶する送信バッファと、受信バッファにデータが記憶された場合に、このデータに含まれる当該ＮＩＣ装置の仮想アドレスを、コンピュータにより割り当てられたノード側仮想アドレスに変換し、この変換後のデータを割り込み処理によりコンピュータに送信すると共に、ホストコンピュータから順次送信許可信号を受信した場合に、送信バッファに記憶されたデータに含まれるノード側仮想アドレスを当該ＮＩＣ装置の仮想アドレスに変換し、この変換後のデータをホストコンピュータに送信する送信制御部と、を有することにある。
上記目的を達成するため、本発明に係るネットワークシステムの第１４の特徴は、複数のコンピュータとＨＵＢ装置との間、及び／又はＨＵＢ装置とホストコンピュータとの間を接続するＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ規格準拠のケーブルに配置され、送信されるデータのデジタル信号をアナログ変換して得たアナログ信号からノイズ含む余剰信号を削除し、このノイズが削除されたアナログ信号を増幅し、この増幅されたアナログ信号をデジタル変換する強調回路と、を更に備えたことにある。
上記目的を達成するため、本発明に係るネットワークシステムの第１５の特徴は、複数のコンピュータとＨＵＢ装置との間、及び／又はＨＵＢ装置とホストコンピュータとの間を接続するＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ規格準拠のケーブルに配置されるノイズ除去回路であって、ケーブルの上流側に配置された上流側抵抗と、ケーブルの下流側において、ケーブルとグランドとを接続する下流側抵抗と、を備え、下流側抵抗の抵抗値が、ケーブルのインピーダンスの二乗を上流側抵抗の抵抗値で除した値であることにある。
上記目的を達成するため、本発明に係る通信方法の第１の特徴は、複数のコンピュータとそれぞれ接続された複数のＮＩＣ装置と、この複数のＮＩＣ装置と接続されたＨＵＢ装置と、このＨＵＢ装置にホスト側ＮＩＣ装置を介して接続されたホストコンピュータとを備えたネットワークシステムを用いて、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ規格に準拠した通信を行う通信方法であって、ホストコンピュータにより、複数のＮＩＣ装置及びＨＵＢ装置を一意に識別する仮想アドレスを生成するアドレス生成ステップと、アドレス生成ステップにより生成された仮想アドレスをアドレス記憶部に記憶させるアドレス記憶ステップと、記憶された仮想アドレスに基づいて、タイマー割り込みに基づいた所定の時間間隔で複数のＮＩＣ装置へのデータの送信を順次許可する順次送信許可信号をＨＵＢ装置に送信するタイムスロット制御ステップと、を有し、ＨＵＢ装置により、ホストコンピュータによって割り当てられた複数のＮＩＣ装置を一意に識別する仮想アドレスと、複数のＮＩＣ装置が接続されたポート番号を一意に識別するためのデバイス情報と、複数のコンピュータを一意に識別するネットワークアドレスとを関連づけてデバイス関連情報としてデバイス関連情報記憶部に記憶させるデバイス関連情報記憶ステップと、複数のコンピュータのうちいずれか１つから、送信先コンピュータとして他の１又は複数のコンピュータへのデータの送信を要求する要求信号と共に、送信先コンピュータのネットワークアドレスを含むデータを受信した場合に、デバイス関連情報記憶部に記憶されたデバイス関連情報を読み出し、この読み出したデバイス関連情報と受信したネットワークアドレスとに基づいて、送信先コンピュータに対応する１又は複数のポート番号を決定するポート番号決定ステップと、ホストコンピュータから、順次送信許可信号を受信した場合に、決定されたポート番号が示すポートに接続された１又は複数のＮＩＣ装置のうち、順次送信許可信号が示す仮想アドレスに対応するＮＩＣ装置へデータを送信するデータ送信ステップと、を有し、複数のＮＩＣ装置により、ＨＵＢ装置から受信したホストコンピュータによって割り当てられたＨＵＢ装置、及び当該ＮＩＣ装置を一意に識別する仮想アドレスを受信バッファに記憶させると共に、ホストコンピュータによりＨＵＢ装置に送信された順次送信許可信号に基づいてＨＵＢ装置から、所定の時間間隔で送信されたデータを受信バッファに記憶させる受信データ記憶ステップと、コンピュータの割り込み処理により、ＨＵＢ装置に送信するデータを送信バッファに記憶させる送信データ記憶ステップと、受信バッファにデータが記憶された場合に、このデータに含まれる当該ＮＩＣ装置の仮想アドレスを、コンピュータにより割り当てられたノード側仮想アドレスに変換し、この変換後のデータを割り込み処理によりコンピュータに送信すると共に、ＨＵＢ装置から、ＨＵＢ装置へデータの送信を許可する送信許可信号を受信した場合に、送信バッファに記憶されたデータに含まれるノード側仮想アドレスを当該ＮＩＣ装置の仮想アドレスに変換し、この変換後のデータをＨＵＢ装置の仮想アドレスに基づいてＨＵＢ装置に送信する送信制御ステップと、を有することにある。
上記目的を達成するため、本発明に係る通信方法の第２の特徴は、複数のコンピュータとそれぞれ接続された複数のＮＩＣ装置と、この複数のＮＩＣ装置と接続された第１のＨＵＢ装置と、この第１のＨＵＢ装置と同一構成を有する第２のＨＵＢ装置と、第１のＨＵＢ装置を上流側としてディジーチェーン接続されるホストコンピュータとを備えるネットワークシステムを用いて、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ規格に準拠した通信を行う通信方法であって、ホストコンピュータにより、第１のＨＵＢ装置、又は第２のＨＵＢ装置に接続された複数のＮＩＣ装置、第１のＨＵＢ装置、並びに第２のＨＵＢ装置を一意に識別する仮想アドレスを生成するアドレス生成ステップと、アドレス生成ステップにより生成された仮想アドレスをアドレス記憶部に記憶させるアドレス記憶ステップと、記憶された仮想アドレスに基づいて、タイマー割り込みに基づいた所定の時間間隔で複数のＮＩＣ装置へのデータの送信を順次許可する順次送信許可信号を第１のＨＵＢ装置に送信するタイムスロット制御ステップと、を有し、第１のＨＵＢ装置により、当該第１のＨＵＢ装置に接続された複数のＮＩＣ装置のうち、ホストコンピュータによって割り当てられた複数のＮＩＣ装置を一意に識別する仮想アドレスと、複数のＮＩＣ装置が接続されたポート番号を一意に識別するためのデバイス情報と、当該第１のＨＵＢ装置に接続された複数のコンピュータを一意に識別するネットワークアドレスとを関連づけてデバイス関連情報としてデバイス関連情報記憶部に記憶させるデバイス関連情報記憶ステップと、第２のＨＵＢ装置に接続された複数のコンピュータのうちいずれか１つから、送信先コンピュータとして１又は複数のコンピュータへのデータの送信を要求する要求信号と共に、送信先コンピュータのネットワークアドレスを含むデータを受信した場合に、デバイス関連情報記憶部に記憶された仮想アドレス関連情報に基づいて、受信したネットワークアドレスが、当該第１のＨＵＢ装置に接続されたコンピュータに対応するか否かを判定する配下判定ステップと、配下判定ステップにより当該第１のＨＵＢ装置に接続されたコンピュータに対応しないと判定された場合に、受信した要求信号とネットワークアドレスを含むデータとを、ディジーチェーン接続により上流側に接続されたホストコンピュータ又は他のＨＵＢ装置に転送するデータ転送ステップと、配下判定ステップにより当該第１のＨＵＢ装置に接続されたコンピュータに対応すると判定された場合に、読み出したデバイス関連情報と受信したネットワークアドレスとに基づいて、送信先コンピュータに対応する１又は複数のポート番号を決定するポート番号決定ステップと、ホストコンピュータから順次送信許可信号を受信した場合に、ポート番号決定ステップにより決定されたポート番号が示すポートに接続された１又は複数のＮＩＣ装置のうち、順次送信許可信号が示す仮想アドレスに対応するＮＩＣ装置へデータを送信するデータ送信ステップと、を有し、第１のＨＵＢ装置に接続された複数のＮＩＣ装置により、第１のＨＵＢ装置から受信したホストコンピュータによって割り当てられた第１のＨＵＢ装置、及び当該ＮＩＣ装置を一意に識別する仮想アドレスを受信バッファに記憶させると共に、ホストコンピュータにより送信された順次送信許可信号に基づいて第１のＨＵＢ装置から、所定の時間間隔で送信されたデータを受信バッファに記憶させる受信データ記憶ステップと、コンピュータの割り込み処理により、第１のＨＵＢ装置に送信するデータを送信バッファに記憶させる送信データ記憶ステップと、受信バッファにデータが記憶された場合に、このデータに含まれる当該ＮＩＣ装置の仮想アドレスを、コンピュータにより割り当てられたノード側仮想アドレスに変換し、この変換後のデータを割り込み処理によりコンピュータに送信すると共に、第１のＨＵＢ装置から、第１のＨＵＢ装置へデータの送信を許可する送信許可信号を受信した場合に、送信バッファに記憶されたデータに含まれるノード側仮想アドレスを当該ＮＩＣ装置の仮想アドレスに変換し、この変換後のデータを第１のＨＵＢ装置の仮想アドレスに基づいて第１のＨＵＢ装置に送信する送信制御ステップと、を有することにある。
上記目的を達成するため、本発明に係る通信方法の第３の特徴は、コンピュータとそれぞれ接続されたＮＩＣ装置と、このＮＩＣ装置にホスト側ＮＩＣ装置を介して接続されるホストコンピュータとを備えるネットワークシステムを用いて、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ規格に準拠した通信を行う通信方法であって、ホストコンピュータにより、ＮＩＣ装置を一意に識別する仮想アドレスを生成するアドレス生成ステップと、アドレス生成ステップにより生成された仮想アドレスをアドレス記憶部に記憶させるアドレス記憶ステップと、記憶された仮想アドレスに基づいて、タイマー割り込みに基づいた所定の時間間隔でＮＩＣ装置へのデータの送信を順次許可する順次送信許可信号をＮＩＣ装置に送信するタイムスロット制御ステップと、を有し、ＮＩＣ装置により、ホスト側ＮＩＣ装置から受信したホストコンピュータによって割り当てられた当該ＮＩＣ装置を一意に識別する仮想アドレスを受信バッファに記憶させると共に、ホストコンピュータから所定の時間間隔で送信されたデータを受信バッファに記憶させる受信データ記憶ステップと、コンピュータの割り込み処理により、ホストコンピュータに送信するデータを送信バッファに記憶させる送信データ記憶ステップと、受信バッファにデータが記憶された場合に、このデータに含まれる当該ＮＩＣ装置の仮想アドレスを、コンピュータにより割り当てられたノード側仮想アドレスに変換し、この変換後のデータを割り込み処理によりコンピュータに送信すると共に、ホストコンピュータから順次送信許可信号を受信した場合に、送信バッファに記憶されたデータに含まれるノード側仮想アドレスを当該ＮＩＣ装置の仮想アドレスに変換し、この変換後のデータをホストコンピュータに送信する送信制御ステップと、を有することにある。
以上述べたように、本発明に係るネットワークシステム、ホストコンピュータ、ＨＵＢ装置、ＮＩＣ装置、及び通信方法によれば、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ規格に準拠した簡易なネットワーク構成で、データの転送経路の競合が生じさせることなく、ノードコンピュータ間における高速データ通信を可能にすることができる。
本発明の実施例１であるネットワークシステムのブロック概念図である。 本発明の実施例１であるネットワークシステムにおける各装置と専用ＨＵＢ装置３０との接続についてより詳細に表した図である。 本発明の実施例１であるネットワークシステムのホストコンピュータ１の構成を示した構成図である。 本発明の実施例１であるネットワークシステムのホストコンピュータ１のメモリ５に記憶されたデバイス関連情報の一例を示した図である。 本発明の実施例１であるネットワークシステムのホスト側専用ＮＩＣ装置の構成を示した構成図である 本発明の実施例１であるネットワークシステムのホスト側専用ＮＩＣ装置の仕様を示す表である。 本発明の実施例１であるネットワークシステムのノード側専用ＮＩＣ装置の構成を示す構成図が示されている。 本発明の実施例１であるネットワークシステムのノード側専用ＮＩＣ装置の仕様を示す表が示されている。 本発明の実施例１であるネットワークシステムの専用ＨＵＢ装置の構成を示す構成図である。 本発明の実施例１であるネットワークシステムの専用ＨＵＢ装置の仕様を示す表が示されている。 本発明の実施例１であるネットワークシステムのシステム構成図である。 本発明の実施例１であるネットワークシステムにおいて、ノードコンピュータ間で通信する場合におけるネットワーク構成の概念を示した図である。 本発明の実施例１であるネットワークシステムにおいて、ノードコンピュータ間のパケット通信を行う際の、データパケットの例を示した図である。 本発明の実施例１であるネットワークシステムにおけるノード側専用ＮＩＣ装置１２の検出時の動作を示したシーケンス図である。 本発明の実施例１であるネットワークシステムにおけるノード側専用ＮＩＣ装置１２の切断時の動作を示したシーケンス図である。 本発明の実施例１であるネットワークシステムにおけるノードコンピュータ間で通信を行う場合の動作の概略を示したタイムチャートである。 本発明の実施例１であるネットワークシステムにおけるノードコンピュータ間で通信を行う場合の動作の詳細を示したシーケンス図である。 本発明の実施例１であるネットワークシステムにおけるノードコンピュータ間で通信を行う場合の動作の詳細を示したシーケンス図である。 本発明の実施例１であるネットワークシステムの専用ＨＵＢ装置における分割記憶処理の処理手順を示したフローチャートである。 本発明の実施例２であるネットワークシステムのシステム構成図である。 本発明の実施例２であるネットワークシステムの専用ＨＵＢ装置３０Ａの構成を示した構成図である。 本発明の実施例２であるネットワークシステムにおいて、ノードコンピュータ間のデータ通信の動作を示したシーケンス図である。 本発明の実施例２であるネットワークシステムにおいて、ノードコンピュータ間のデータ通信の動作を示したシーケンス図である。 本発明の実施例２であるネットワークシステムにおいて、ノードコンピュータ間のデータ通信の動作を示したシーケンス図である。 本発明の実施例２であるネットワークシステムの専用ＨＵＢ装置における分割記憶処理の処理手順を示したフローチャートである。 本発明の実施例３であるネットワークシステムにおいてノードコンピュータ間で通信する場合におけるネットワーク構成の概念を示した図である。 本発明の実施例４であるネットワークシステムのシステム構成図である。 本発明の実施例４であるネットワークシステムにおいて、ホストコンピュータとノードコンピュータとの間で通信を行う場合の動作の概略をしめしたタイムチャートである。 本発明の実施例４であるネットワークシステムにおいて、ホストコンピュータからノードコンピュータへデータを送信する場合におけるデータ通信の動作を示したシーケンス図である。 本発明の実施例５であるネットワークシステムに備えられた強調回路の構成を示す構成図である。 本発明の実施例６であるネットワークシステムに備えられたノイズ除去回路の構成を示す構成図である。
以下、本発明の好ましい形態を図面に基づいて説明する。
＜実施例１＞
本発明の実施例１であるネットワークシステムについて、説明する。
≪ネットワークシステムの概要≫
上述したように、本願発明者らは、コンピュータの拡張インターフェースをネットワークとして活用しうるシステムを開発した。コンピュータの拡張インターフェースでは、そのコンピュータのクロックに基づいてデータの伝送が行われる。
本願発明者らは、複数のコンピュータの各拡張インターフェース同士を接続するために、各コンピュータの間にバッファ手段を設けて、各コンピュータの拡張インターフェース同士を接続した。
本発明の実施例１であるネットワークシステムにおいては、高速な拡張インターフェースであるＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓをネットワークとして利用した。すなわち、本発明の実施例１では、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ規格に準拠した専用ＮＩＣ装置及び専用ＨＵＢ装置を新規に作成すると共に、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ規格に準拠したホストコンピュータを新規に作成し、これら専用ＮＩＣ装置と専用ＨＵＢ装置とホストコンピュータとを用いて、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓのネットワークを構成した。
図１には、本発明の実施例１であるネットワークシステム１００のブロック概念図が示されている。この図１に示すように、ノードコンピュータ１０の拡張インターフェース（ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ）には、ノード側専用ＮＩＣ装置１２が接続されている。また、図１中のノードコンピュータ２０の拡張インターフェース（ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ）には、ノード側専用ＮＩＣ装置２２が接続されており、ホストコンピュータ１の拡張インターフェース（ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ）には、ホスト側専用ＮＩＣ装置２が接続されている。
さらに、これらノード側専用ＮＩＣ装置１２、２２、及びホスト側専用ＮＩＣ装置２は、図１に示すように、それぞれ専用ＨＵＢ装置３０に接続されている。
この図１中の、ノードコンピュータ１０の拡張スロットにノード側専用ＮＩＣ装置１２が挿入され、ノードコンピュータ１０とノード側専用ＮＩＣ装置１２との間でＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ規格に基づいたデータ通信が行われる。また、図１中の、ノードコンピュータ２０の拡張スロットにノード側専用ＮＩＣ装置２２が挿入され、ノードコンピュータ２０とノード側専用ＮＩＣ装置２２との間でＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ規格に基づいた通信が行われる。さらに、ホストコンピュータ１の拡張スロットにホスト側専用ＮＩＣ装置２が挿入され、ホストコンピュータ１は、ホスト側専用ＮＩＣ装置２を介して、専用ＨＵＢ装置３０に、ノードコンピュータ１０，２０へのデータの送信を順次許可する。
また、図１中の、ノード側専用ＮＩＣ装置１２及び専用ＨＵＢ装置３０はＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓのケーブル３５ｃで接続されており、専用ＨＵＢ装置３０に対してデータが伝送される。また、図１中のノード側専用ＮＩＣ装置２２及び専用ＨＵＢ装置３０はＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓのケーブル３５ｄで接続されており、専用ＨＵＢ装置３０に対してデータが伝送される。さらに、図１中のホスト側専用ＮＩＣ装置２及び専用ＨＵＢ装置３０はＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓのケーブル３５ｅで接続されており、専用ＨＵＢ装置３０に対してデータが伝送される。
このような構成によれば、本発明の実施例１であるネットワークシステム１００を構成する各装置間において、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ規格に基づいたデータ伝送が可能となる。
≪ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓについて ≫
ここで、一般的に知られているＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ規格について説明する。
よく知られているように、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ規格では、差動信号によるシリアル通信を行っている。片方向の伝送路を１組用意し、双方向にしたものを「レーン」と呼ぶ。また、２つのデバイスを接続するＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓの伝送路を「リンク」と言う。１つのリンクは、最大３２のレーンから構成することができる。１レーンで構成されたリンクを「ＰＣＩｅ ｘ１」と表す。３２レーンで構成されたリンクは同様に「ＰＣＩｅ ｘ３２」と表す。
ここで、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ規格のデータ伝送帯域幅は、１レーンあたり、２５０Ｍバイト／秒であるので、１リンクあたり０．５Ｇバイト／秒であり、最大のレーン数であるＰＣＩｅ ｘ３２で構成されたとすると、理論上、１６Ｇバイト／秒でデータを伝送することが可能となる。
また、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ規格では、メモリやＣＰＵとルート・コンプレックスとを接続するデータ伝送路（バス）はエンベッデッドクロックと呼ばれるデータ自体にクロック信号を埋め込んだ状態でデータ転送が行われる。そして、データの伝送は、この動作周波数であるエンベッデッドクロックに基づき行われる。なお、エンベッデッドクロック以外にもリファレンスクロックと呼ばれるクロック信号のみの差動信号も利用される。ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ規格のＲｅｖｉｓｉｏｎ１．１では、このリファレンスクロックが１００ＭＨｚに規定されている。
≪専用ＨＵＢ装置との接続≫
図２は図１と同様の図であるが、各装置と専用ＨＵＢ装置３０との接続について、より詳細に表した図である。
この図２に示すように、専用ＨＵＢ装置３０は、上流側のチェーンポート３２ａ、下流側のチェーンポート３２ｂを有している。上流側のチェーンポート３２ａには、ディジーチェーン接続によって、ホスト側専用ＮＩＣ装置２を介してホストコンピュータ１や、別の専用ＨＵＢ装置を接続することができる。図２に示した例では、ホスト側専用ＮＩＣ装置２を介してホストコンピュータ１を接続している。このように、ディジーチェーン接続による専用ＨＵＢ装置の中で最上流に位置する専用ＨＵＢ装置の上流側のチェーンポートには、ホスト側専用ＮＩＣ装置２を介してホストコンピュータ１を接続する。
また、下流側のチェーンポート３２ｂには、ディジーチェーン接続によって、別の専用ＨＵＢ装置を接続することができる。図２に示した例では、下流側のチェーンポート３２ｂには何も接続していない。
また、この専用ＨＵＢ装置３０は、ノードポート３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄ、３４ｅ、３４ｆ、３４ｇ、３４ｈを有している。図２では、これらのうちノードポート３４ａに、ノードコンピュータ１０がノード側専用ＮＩＣ装置１２を介して接続され、ノードポート３４ｂに、ノードコンピュータ２０がノード側専用ＮＩＣ装置２２を介して接続されている。 さらに、図示しないが、ノードポート３４ｃ、３４ｄ、３４ｅ、３４ｆ、３４ｇ、３４ｈについても同様に、ノード側専用ＮＩＣ装置を介してノードコンピュータがそれぞれ接続されている。
なお、本発明の実施例１では、便宜上、図２中の各チェーンポート３２ａ、３２ｂでは、ＰＣＩｅ ｘ８に基づく通信が行われ、各ノードポート３４ａ〜３４ｈでは、ＰＣＩｅ ｘ４に基づく通信が行われている。もちろん他のレーン数を採用してもかまわない。
以上述べた構成によって、ノードコンピュータ１０及び２０は、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ拡張インターフェースを利用したネットワークで接続され、高速な通信を実現する。
≪ホストコンピュータの構成≫
次に、本発明の実施例１であるネットワークシステム１００のホストコンピュータ１について説明する。
図３は、本発明の実施例１であるネットワークシステム１００のホストコンピュータ１の構成を示した構成図である。
図３に示すように、ホストコンピュータ１は、ＣＰＵ３と、ルート・コンプレックス４と、メモリ５と、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓホストスイッチ６と、エンド・ポイント７と、拡張スロット８とを備えている。
ＣＰＵ３は、中央演算処理装置であり、ホストコンピュータ１の中枢的な制御を行う。
ルート・コンプレックス４は、Ｉ／Ｏ構造の最上位に位置し、ＣＰＵ３やメモリ５をＩ／Ｏに接続する。また、ルート・コンプレックス４は、１つ以上のＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓポートを持つ。なお、図３では、１つのＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓポートを持ち、このＰＣＩ ＥｘｐｒｅｓｓポートからＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓホストスイッチ６に接続されている。
メモリ５は、揮発性の半導体素子により構成され、ホストコンピュータ１が動作する上で必要な各種データを記憶すると共に、デバイス関連情報を記憶する。
図４は、ホストコンピュータ１のメモリ５に記憶されたデバイス関連情報の一例を示した図である。
図４に示すように、カラム名“デバイス番号”（符号２０１）と、カラム名“バス番号”（符号２０２）と、カラム名“スロット番号”（符号２０３）と、カラム名“仮想アドレス”（符号２０４）と、カラム名“ＩＰアドレス”（符号２０５）と、カラム名“ＭＡＣアドレス”（符号２０６）とが関連付けられてデバイス関連情報として記憶されている。
なお、ここでは、デバイス番号２０１と、バス番号２０２と、スロット番号２０３とをデバイス情報２０７といい、ＩＰアドレス２０５と、ＭＡＣアドレス２０６とをネットワークアドレスという。
仮想アドレス２０４は、ＣＰＵ３により生成される専用ＨＵＢ装置、及びノード側専用ＮＩＣ装置を一意に識別するアドレスであり、デバイス番号２０１と、バス番号２０２との組み合わせや、デバイス番号２０１と同一のものとしてもよい。
ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓホストスイッチ６は、２つ以上のポートを結合し、ポート間でのルート・コンプレックス４とエンド・ポイント７間と、ルート・コンプレックス４とスロット８間とのスイッチを行う。
エンド・ポイント７は、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ規格に準拠したＩ／Ｏ構造で末端に位置するデバイスである。
拡張スロット８は、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ規格に準拠したホスト側専用ＮＩＣ装置２を挿入するための拡張インターフェースである。
また、ＣＰＵ３は、その機能上、アドレス生成部３ａと、タイムスロット制御部３ｂを備えている。
アドレス生成部３ａは、専用ＨＵＢ装置、及びノード側専用ＮＩＣ装置を一意に識別する仮想アドレスを生成する。
タイムスロット制御部３ｂは、メモリ５に記憶されたデバイス関連情報の仮想アドレスに基づいて、タイマー割り込みに基づいた所定の時間間隔で、専用ＨＵＢ装置３０に接続されたノード側専用ＮＩＣ装置へのデータの送信を順次許可する順次送信許可信号を専用ＨＵＢ装置３０に送信する。
≪ホスト専用ＮＩＣ装置の構成≫
本発明の実施例１であるネットワークシステム１００のホストコンピュータ１の拡張スロット８に挿入されるホスト側専用ＮＩＣ 装置２の構成について説明する。
ホストコンピュータ１のＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓインターフェースでは、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ規格に準拠してパケット通信が行われるため、ホストコンピュータ１と専用ＨＵＢ装置３０と接続して互いに通信を行うために、パケットを保管する何らかの手段が必要である。 具体的には、専用ＨＵＢ装置３０から送信されたデータを記憶したり、ホストコンピュータ１から供給されたデータを記憶する必要がある。
さらに、ホストコンピュータ１のタイムスロット制御部３ｂは、メモリ５に記憶された仮想アドレスに基づいて、専用ＨＵＢ装置３０に接続されたノード側専用ＮＩＣ装置へのデータの送信を順次許可する順次送信許可信号を所定の時間間隔で専用ＨＵＢ装置３０に送信する。そのため、この順次送信許可信号を記憶する必要がある。
そこで、本発明の実施例１では、送信用バッファ、受信用バッファ、及びＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓスイッチチップを備えたホスト側専用ＮＩＣ装置２を新規に作成した。
以下、図５及び図６に基づいて、ホスト側専用ＮＩＣ装置２の構成について説明する。
まず、図５は、本発明の実施例１であるネットワークシステム１００におけるホスト側専用ＮＩＣ装置２のブロック図であり、図６は、ホスト側専用ＮＩＣ装置２の仕様を示す表である。
図５に示すように、ホスト側専用ＮＩＣ装置２は、１個のカードエッジ４１ａを備えている。このカードエッジ４１ａは、ホストコンピュータ１の拡張スロット８に挿入され、ホストコンピュータ１との間でＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ規格に基づく通信が行われる。
また、この図５に示すように、ホスト側専用ＮＩＣ装置２には、１個のＨＵＢ接続コネクタ４１ｂが備えられている。このＨＵＢ接続コネクタ４１ｂには、専用ＨＵＢ装置３０と繋がるネットワークケーブルが接続される。この結果、専用ＨＵＢ装置３０との間において、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ規格に基づく通信が行われる。なお、ネットワークケーブルは、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ規格に準拠したケーブルを用いる。
さらに、図５に示すように、ホスト側専用ＮＩＣ装置２には、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓスイッチチップ４４が搭載されている。このＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓスイッチチップ４４は、図５に示すように、バス配線４５ａ、バス配線４５ｂを備えており、それぞれＨＵＢ接続コネクタ４１ｂ、カードエッジ４１ａに接続されている。
このＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓスイッチチップ４４は、ホストコンピュータ１から専用ＨＵＢ装置３０に対して送信されたデータのパケット、及びホストコンピュータ１が専用ＨＵＢ装置３０から受信するデータのパケットのスイッチングを行う。また、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓスイッチチップ４４は、その機能上、送信バッファ４２ａに記憶されたデバイス関連情報等のデータや順次送信許可信号を専用ＨＵＢ装置３０へ送信し、受信バッファ４２ｂに記憶されたデータをホストコンピュータ１へ送信する送信制御部４４ａを備えている。
さらに、図５に示すように、ホスト側専用ＮＩＣ装置２には、送信用バッファ４２ａが搭載されている。この送信用バッファ４２ａは、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓスイッチチップ４４に接続されている。この送信用バッファ４２ａは、送信用のデータの一時記憶部としての役割を担っている。具体的には、ホストコンピュータ１が専用ＨＵＢ装置３０に対して所定のデータを送信する場合において、まず、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓスイッチチップ４４の送信制御部４４ａが、ホストコンピュータ１からデータを受信し、送信用バッファ５０ａにデータを一時的に記憶する。
次に、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓスイッチチップ４４の送信制御部４４ａは、送信用バッファ４２ａに記憶したデータを所定のタイミングで読み取り、専用ＨＵＢ装置３０に対してデータを送信する。
また、送信用バッファ４２ａは、ホストコンピュータ１から供給された専用ＨＵＢ装置３０、及び各ノードコンピュータに接続されたノード側専用ＮＩＣ装置を一意に識別する仮想アドレスと、この仮想アドレスに対応するコンピュータを一意に識別するネットワークアドレスとを含むデバイス関連情報を一時的に記憶する。
そして、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓスイッチチップ４４の送信制御部４４ａは、送信用バッファ４２ａに記憶したデバイス関連情報を所定のタイミングで読み取り、専用ＨＵＢ装置３０に対してデバイス関連情報を送信する。
さらに、送信用バッファ４２ａは、ホストコンピュータ１から供給された、専用ＨＵＢ装置３０に接続されたノード側専用ＮＩＣ装置のうちいずれか１つへのデータの送信を順次許可する順次送信許可信号を一時的に記憶する。
そして、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓスイッチチップ４４の送信制御部４４ａは、送信用バッファ４２ａに記憶した順次送信許可信号を所定のタイミングで読み取り、専用ＨＵＢ装置３０に対して読み出した順次送信許可信号を送信する。
このような構成によれば、ホストコンピュータ１から専用ＨＵＢ装置３０に対してデータを送信する動作を実行することができ、また、ホストコンピュータ１は、専用ＨＵＢ装置３０に各ノードコンピュータへのデータ送信を順次許可することができる。
また、図５に示すように、ホスト側専用ＮＩＣ装置２には、受信用バッファ４２ｂが搭載されている。この受信用バッファ４２ｂは、図５に示すように、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓスイッチチップ４４に接続されており、受信用のデータの一時記憶部としての役割を担っている。具体的には、専用ＨＵＢ装置３０から、ホストコンピュータ１に対して、所定のデータが送られてきた際に、まず、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓスイッチチップ４４の送信制御部４４ａが受信データを受信用バッファ４２ｂに一時的に記憶する。
次に、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓスイッチチップ４４の送信制御部４４ａは、この受信用バッファ４２ｂに記憶されたデータを所定のタイミングで読み取り、ホストコンピュータ１に対して送信する。
このような構成によれば、ホストコンピュータ１は、専用ＨＵＢ装置３０から送られてきたデータを受信することができる。
なお、このホスト側専用ＮＩＣ装置２自体は、従来の例えばイーサネット（登録商標）のＮＩＣ（ネットワークインターフェースカード）と同様のインターフェースカードとしてホストコンピュータ１に認識される。例えば、ホストコンピュータ１のアプリケーションプログラムからは、一般的なイーサネット（登録商標）に対してデータパケットを送信するのと同様にデータを送信することができる。
≪ノード側専用ＮＩＣ装置の構成≫
上述したように、本発明の実施例１では、複数のコンピュータの各拡張インターフェース（ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ）同士を接続して、ネットワークを構成するために、ノード側専用ＮＩＣ装置を新規に作成した。
各コンピュータのＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓインターフェースでは、パケット通信が行われるため、各コンピュータのＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ拡張インターフェース同士を接続して互いに通信を行うために、パケットを保管する何らかの手段が必要である。
また、各ノードコンピュータは、接続されたノード側専用ＮＩＣ装置を一意に識別するために、接続されたノード側専用ＮＩＣ装置の仮想アドレス（以下、ノード側仮想アドレスという）を割り当て、各ノードコンピュータは、この割り当てられたノード側仮想アドレスに基づいて、接続されたノード側専用ＮＩＣ装置との間でデータを送受信する。
一方、専用ＨＵＢ装置３０は、ホストコンピュータ１が割り当てた仮想アドレスに基づいて、各ノードコンピュータに接続されたノード側専用ＮＩＣ装置との間でデータを送受信する。
そのため、ノード側専用ＮＩＣ装置は、ホストコンピュータ１が割り当てた仮想アドレスと、ノード側仮想アドレスとをアドレス変換する必要がある。
以下、図７及び図８に基づいて、ノード側専用ＮＩＣ装置の構成について説明する。
まず、図７には、本発明の実施例１におけるノード側専用ＮＩＣ装置１２のブロック図が示されている。そして、図８には、ノード側専用ＮＩＣ装置１２の仕様を示す表が示されている。なお、専用ＨＵＢ装置３０に接続された全てのノード側専用ＮＩＣ装置は、ノード側専用ＮＩＣ装置１２と同一の構成を有するので、説明を省略する。
図７に示すように、ノード側専用ＮＩＣ装置１２は、１個のカードエッジ４０ａを備えている。このカードエッジ４０ａは、ノードコンピュータ１０の拡張スロットに挿入され、ノードコンピュータ１０との間でＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ規格に基づく通信が行われる。
また、この図７に示すように、ノード側専用ＮＩＣ装置１２には、１個のＨＵＢ接続コネクタ４０ｂが備えられている。このＨＵＢ接続コネクタ４０ｂには、専用ＨＵＢ装置３０と繋がるネットワークケーブルが接続される。この結果、専用ＨＵＢ装置３０との間では、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ規格に基づく通信が行われる。なお、ネットワークケーブルは、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ規格に対応したケーブルを用いる。
次に、この図７に示すように、ノード側専用ＮＩＣ装置１２には、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓスイッチチップ４３が搭載されている。このＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓスイッチチップ４３は、図７に示すように、バス配線５５ａ、バス配線５５ｂを備えており、それぞれＨＵＢ接続コネクタ４０ｂ、カードエッジ４０ａに接続されている。
ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓスイッチチップ４３は、ノードコンピュータ１０からノードコンピュータ１０の外部に対して送信されたデータのパケット、及びノードコンピュータ１０がノードコンピュータ１０の外部から受信するデータのパケットのスイッチングを行う。
また、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓスイッチチップ４３は、その機能上、送信制御部４３ａを備えている。
送信制御部４３ａは、ノードコンピュータ１０からＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓで伝送されるデータに含まれるノード側仮想アドレスを読み込み、読み込んだノード側仮想アドレスをホストコンピュータ１が割り当てた仮想アドレスに変換し、変換後のデータを専用ＨＵＢ装置３０に送信する。また、送信制御部４３ａは、専用ＨＵＢ装置３０からＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓで伝送されるデータに含まれるホストコンピュータ１が割り当てた仮想アドレスを読み込み、読み込んだ仮想アドレスをノード側仮想アドレスに変換し、変換後のデータをノードコンピュータ１０に送信する。
さらに、図７に示すように、ノード側専用ＮＩＣ装置１２には、送信用バッファ５０ａが搭載されている。この送信用バッファ５０ａは、図７に示すように、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓスイッチチップ４３に接続されている。この送信用バッファ５０ａは、送信用の一時記憶部としての役割を担っている。具体的には、ノードコンピュータ１０がノードコンピュータ２０に対して所定のデータを送信する場合において、まず、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓスイッチチップ４３が、ノードコンピュータ１０からデータを受信し、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓスイッチチップ４３が、この送信用バッファ５０ａにデータを一時的に記憶する。
次に、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓスイッチチップ４３の送信制御部４３ａは、専用ＨＵＢ装置３０から、専用ＨＵＢ装置３０へデータの送信を許可する送信許可信号を受信した場合に、送信用バッファ５０ａに記憶されたデータに含まれるノード側仮想アドレスをホストコンピュータ１が割り当てた仮想アドレスに変換し、この変換後のデータを専用ＨＵＢ装置３０に送信する。
このような構成によれば、ノードコンピュータ１０から専用ＨＵＢ装置３０に対して（最終的には送信先の相手のコンピュータに対して）ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ規格に準拠してデータを送信する動作を実行することができる。
また、図７に示すように、ノード側専用ＮＩＣ装置１２には、受信用バッファ５０ｂが搭載されている。この受信用バッファ５０ｂは、図７に示すように、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓスイッチチップ４３に接続されており、受信用の記憶部としての役割を担っている。
具体的には、ノードコンピュータ２０から、専用ＨＵＢ装置３０を介して、ノードコンピュータ１０に対して、所定のデータが送られてきた際に、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓスイッチチップ４３の送信制御部４３ａが前記受信データを受信用バッファ５０ｂに一時的に記憶する。
次に、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓスイッチチップ４３の送信制御部４３ａは、受信用バッファ５０ｂにデータが記憶された場合に、このデータに含まれるホストコンピュータ１が割り当てられた仮想アドレスを、ノードコンピュータ１０により割り当てられたノード側仮想アドレスに変換し、この変換後のデータを割り込み処理によりノードコンピュータ１０に送信する。
また、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓスイッチチップ４３の送信制御部４３ａは、専用ＨＵＢ装置３０から専用ＨＵＢ装置３０、及びノード側専用ＮＩＣ装置１２を一意に識別する仮想アドレスを受信すると、この受信した仮想アドレスを受信用バッファ５０ｂに記憶する。
このような構成によれば、ノードコンピュータ１０は、他のノードコンピュータ（例えばノードコンピュータ２０）から送られてきたデータを受信することができる。
なお、このノード側専用ＮＩＣ装置１２自体は、従来の例えばイーサネット（登録商標）のＮＩＣ（ネットワークインターフェースカード）と同様のインターフェースカードとしてノードコンピュータ１０に認識される。例えば、ノードコンピュータ１０のアプリケーションプログラムからは、一般的なイーサネット（登録商標）に対してデータパケットを送信するのと同様にデータを送信することができる。
≪専用ＨＵＢ装置の構成≫
上述したように、本発明の実施例１では、複数のコンピュータの各拡張インターフェース（ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ）同士を接続するために、専用ＨＵＢ装置３０を新規に作成した。この専用ＨＵＢ装置３０は、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓデバイススイッチを備えており、このＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓデバイススイッチによって、複数のノードコンピュータを、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓを利用したネットワークで接続する。
以下、図９及び図１０に基づいて、本発明の実施例１のネットワークシステム１００における専用ＨＵＢ装置３０の構成について説明する。図９には、専用ＨＵＢ装置３０のブロックダイヤグラムが示されている。また、図１０には、専用ＨＵＢ装置３０の仕様を示す表が示されている。
この図９に示すように、専用ＨＵＢ装置３０には、２個のチェーンポート３２ａ、３２ｂが備えられている。これらのチェーンポート３２ａ、３２ｂには、別の専用ＨＵＢ装置を接続することができる。なお、下流側のチェーンポート３２ｂには、何も接続しないが、上流側チェーンポート３２ａには、ホスト側専用ＮＩＣ装置２を介してホストコンピュータ１を接続する。
さて、専用ＨＵＢ装置３０には、８個のノードポート３４ａ〜３４ｈが備えられている。これらのノードポート３４ａ〜３４ｈには、各ノードコンピュータに繋がるネットワークケーブルを接続する。
次に、この図９に示すように、専用ＨＵＢ装置３０は、１個のＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓデバイススイッチ６０を備えている。
このＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓデバイススイッチ６０は、図９に示すように、２個のチェーンポート３２ａ、３２ｂ、及び８個のノードポート３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄ、３４ｅ、３４ｆ、３４ｇ、３４ｈに接続されている。
また、図９に示すように、このＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓデバイススイッチ６０は、１個のＥＥＰＲＯＭ７０と１個の中継用バッファ７２とが接続されている。ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓデバイススイッチ６０は、専用ＨＵＢ装置３０に接続されたノードコンピュータからデータを受信し、所定のタイミングで、そのデータを他のノードコンピュータに送信するスイッチング動作を行う。
また、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓデバイススイッチ６０は、その機能上、ポート番号決定部６０ａと、受信バッファ状態判定部６０ｂと、データ送信部６０ｃと、初期化処理部６０ｆと、切断処理部６０ｇとを備えている。
ポート番号決定部６０ａは、接続されたノードコンピュータのうちいずれか１つから、送信先コンピュータとして他の１又は複数のノードコンピュータへのデータの送信を要求する要求信号と共に、送信先コンピュータのネットワークアドレスを含むデータを受信した場合に、ＥＥＰＲＯＭ７０に記憶されたデバイス関連情報を読み出し、この読み出したデバイス関連情報と受信したネットワークアドレスとに基づいて、送信先コンピュータに対応する１又は複数のポート番号を決定する。
受信バッファ状態判定部６０ｂは、ポート番号決定部６０ａにより決定されたポート番号が示すポートに接続された１又は複数のノード側専用ＮＩＣ装置それぞれに備えられた受信バッファに空き領域があるか否かを判定する。
データ送信部６０ｃは、受信バッファ状態判定部６０ｂにより受信バッファに空き領域があると判定された場合、かつホストコンピュータ１からタイマー割り込みに基づいた所定の時間間隔で仮想アドレスが示すノード側専用ＮＩＣ装置へのデータ送信を順次許可する順次送信許可信号を受信した場合に、受信バッファに空き領域があると判定された１又は複数のノード側専用ＮＩＣ装置のうち、受信した順次送信許可信号が示す仮想アドレスに対応するノード側専用ＮＩＣ装置へデータを送信する。
初期化処理部６０ｆは、複数のコンピュータのうちいずれか１つにより生成されたクロック信号に基づいて、このコンピュータに対応するノード側専用ＮＩＣ装置が初期化されたことを検出した場合に、この初期化が検出されたノード側専用ＮＩＣ装置のデバイス情報をホストコンピュータ１へ送信し、ホストコンピュータ１から受信した初期化が検出されたノード側専用ＮＩＣ装置のデバイス関連情報をＥＥＰＲＯＭ７０に記憶させると共に、専用ＨＵＢ装置、及び初期化が検出されたノード側専用ＮＩＣ装置の仮想アドレスを初期化が検出されたノード側専用ＮＩＣ装置へ送信する。
切断処理部６０ｇは、接続されたノードコンピュータのうちいずれか１つにより生成されたクロック信号に基づいて、このコンピュータに対応するノード側専用ＮＩＣ装置が停止されたことを検出した場合に、この停止が検出されたノード側専用ＮＩＣ装置のデバイス情報をホストコンピュータ１へ送信すると共に、ＥＥＰＲＯＭ７０から停止が検出されたノード側専用ＮＩＣ装置に対応するデバイス関連情報を削除する。
ＥＥＰＲＯＭ７０は、専用ＨＵＢ装置３０に接続されたノード側専用ＮＩＣ装置のデバイス関連情報を記憶する。
このデバイス関連情報は、ホストコンピュータ１から送信されたものであり、図４に示したホストコンピュータ１のメモリ５に記憶したデバイス関連情報と同一であるので、説明を省略する。
中継用バッファ７２は、ノードポート３４ａ〜３４ｈに接続する各ノードコンピュータから専用ＨＵＢ装置３０に対して送られてきたデータを一時的に記憶する一時記憶部であり、高速な半導体メモリによって構成される。なお、実際の一時記憶する動作は、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓデバイススイッチ６０によって行われる。
≪ネットワークシステムのシステム構成≫
次に、本発明の実施例１であるネットワークシステム１００のシステム構成について説明する。
図１１は、本発明の実施例１であるネットワークシステム１００のシステム構成図である。
図１１に示すように、本発明の実施例１であるネットワークシステム１００は、ホストコンピュータ１と、ホスト側専用ＮＩＣ装置２と、ノードコンピュータ１０，２０，２１ａ，２１ｂ，２１ｃと、ノード側専用ＮＩＣ装置２２，２３ａ，２３ｂ，２３ｃと、専用ＨＵＢ装置３０と、ネットワークケーブルとを備えている。
専用ＨＵＢ装置３０のチェーンポート３２ａには、ホストコンピュータ１が、ホスト側専用ＮＩＣ装置２を介して所定のネットワークケーブルによって接続されている。この専用ＨＵＢ装置３０の構成は、上で説明したとおりである。
また、専用ＨＵＢ装置３０のノードポート３４ａには、ノードコンピュータ１０が、ノード側専用ＮＩＣ装置１２を介して、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ規格に準拠したケーブルによって接続されている。
同様に、専用ＨＵＢ装置３０のノードポート３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ，３４ｅには、ノードコンピュータ２０、２１ａ、２１ｂ、２１ｃが、それぞれノード側専用ＮＩＣ装置２２，２３ａ，２３ｂ，２３ｃを介して、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ規格に準拠したケーブルによって接続されている。
また、ノードコンピュータ２０に接続されたノード側専用ＮＩＣ装置２２は、ノード側専用ＮＩＣ装置１２と同様の構成をしている。すなわち、図１１に示すように、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓスイッチチップ７５、送信用バッファ８０ａ、受信用バッファ８０ｂを備えている。
このような構成において、本発明の実施例１であるネットワークシステムは、ホストコンピュータ１とホスト側専用ＮＩＣ装置２との間、ホスト側専用ＮＩＣ装置２と専用ＨＵＢ装置３０との間、専用ＨＵＢ装置と各ノード側専用ＮＩＣ装置との間、各ノードコンピュータと各ノードコンピュータに接続されたノード側専用ＮＩＣ装置との間において、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ規格に準拠して通信を行うことによって、各ノードコンピュータ間の通信を実現している。
≪ノードコンピュータ間の通信におけるネットワーク構成の概念≫
ここで、本発明の実施例１であるネットワークシステム１００において、ノードコンピュータ１０からノードコンピュータ２０に対してデータが伝送される場合のネットワーク構成の概念について説明する。
図１２は、ノードコンピュータ１０とノードコンピュータ２０との間で通信する場合におけるネットワーク構成の概念を示した図である。
図１２に示すように、本発明の実施例１であるネットワークシステム１００は、その概念上、レイヤ１〜レイヤ５の５つの階層に分けられたレイヤ構造としており、同一のレイヤ間で通信を行う。
図１２に示すレイヤ１はノード側専用ＮＩＣ装置のＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓスイッチチップを示している。また、レイヤ２は各ノードコンピュータから各ドライバソフトウェアがインストールされ、ノード側専用ＮＩＣ装置のＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓスイッチチップが、このドライバソフトウェアに基づいて動作することによって実現する。さらに、レイヤ３〜５は、各ノードコンピュータに各ソフトウェアがインストールされ、ノードコンピュータのＣＰＵがこのソフトウェアに基づいて動作することによって実現する。
このように、レイヤ１〜レイヤ５の５つの階層に分けられたレイヤ構造によりノードコンピュータ間の通信を行うことにより、ノードコンピュータは、既存のネットワークプロトコルを変更することなく、ノード側専用ＮＩＣ装置がノードコンピュータの拡張スロットに挿入され、このノード側専用ＮＩＣ装置を動作させるための各種ドライバがインストールされることにより、ノードコンピュータ間の通信を実現することができる。
このようなレイヤ構造において、以下に、ノードコンピュータ１０からノードコンピュータ２０に対してデータを伝送する場合のデータの流れについて説明する。
ノードコンピュータ１０からノードコンピュータ２０に対してデータを伝送する場合、ノードコンピュータ１０のＣＰＵが、ユーザアプリケーションプログラムに基づいて、ノードコンピュータ２０に送信するデータパケットを生成する。
そして、生成されたデータパケットは、レイヤ４において、ＴＣＰプロトコルやＵＤＰプロトコルに準拠して通信するためのプログラムに基づいて、ＴＣＰヘッダやＵＤＰヘッダが付加され、レイヤ３に供給される。
次に、レイヤ３に供給されたデータパケットは、ＩＰプロトコルに準拠して通信するためのプログラムに基づいて、ＩＰヘッダが付加されてレイヤ２に供給される。
レイヤ２に供給されたデータパケットは、ノード側専用ＮＩＣ装置ドライバに基づいて、ノード側仮想アドレスがホストに割り当てられた仮想アドレスに変換された後、仮想アドレスが付加され、また、ノード側専用ＮＩＣ装置１２のＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓスイッチチップドライバに基づいてＭＡＣアドレスが付加されて、ＴＬＰパケット（Transaction Layer Packet）としてレイヤ１に供給される。
そして、レイヤ２から供給されたＴＬＰパケットをノード側専用ＮＩＣ装置１２のＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓスイッチチップ４３が、送信する。
ノード側専用ＮＩＣ装置１２から送信されたＴＬＰパケットを受信したノード側ＮＩＣ２２は、ノード側専用ＮＩＣ装置２２のＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓスイッチチップドライバ２０５に基づいて、ＭＡＣアドレスを読み出し、ノード側専用ＮＩＣ装置ドライバに基づいて、ホストに割り当てられた仮想アドレスをノード側仮想アドレスに変換した後、書き換えて、ＴＬＰパケットをレイヤ３へ供給する。
レイヤ３に供給されたデータパケットは、ＩＰプロトコルに準拠して通信するためのプログラムに基づいて、ＩＰヘッダが読み出され、レイヤ４に供給される。
さらに、レイヤ４に供給されたデータパケットは、ＴＣＰプロトコルやＵＤＰプロトコルに準拠して通信するためのプログラムに基づいて、ＴＣＰヘッダやＵＤＰヘッダが読み出され、レイヤ５に供給される。
そして、レイヤ５において、ノードコンピュータ２０のＣＰＵは、供給されたデータパケットのペイロード分を読み出し、アプリケーションプログラムに基づいて、各種処理を実行する。
このように、本発明の実施例１であるネットワークシステムでは、レイヤ構造によりノードコンピュータ間の通信を行うことにより、ノード側専用ＮＩＣ装置がノードコンピュータの拡張スロットに挿入され、このノード側専用ＮＩＣ装置を動作させるための各種ドライバがインストールされることにより、既存のＴＣＰ／ＩＰプロトコル等のネットワークプロトコルを変更することなく、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ規格に準拠したノードコンピュータ間のパケット通信を実現することができる。
≪パケットの構造≫
図１３は、本発明の実施例１であるネットワークシステムにおいてノードコンピュータ間のパケット通信を行う際の、ＴＬＰパケットの例を示した図である。図１３（ａ）は、ノードコンピュータとノード側専用ＮＩＣ装置との間において送受信するＴＬＰパケット、又は初期化後にノード側専用ＮＩＣ装置と専用ＨＵＢ装置との間において送受信するＴＬＰパケットを示しており、図１３（ｂ）は、初期化時に、ノード側専用ＮＩＣ装置と専用ＨＵＢ装置との間において送受信するＴＬＰパケットを示している。
ノードコンピュータ１０からノード側専用ＮＩＣ装置１２へデータを送信する場合は、ＭＳＩ（Message Sending Interrupt）による割り込み処理によって、図１３（ａ）に示すようなＴＬＰパケットにより送信する。
図１３（ａ）においては、複数のノードコンピュータにデータを送信する場合のデータパケットを示している。宛先ＭＡＣアドレス１３１ａ、送信元ＭＡＣアドレス１３１ｂ、宛先ＩＰアドレス１３１ｃ、送信先ＩＰアドレス１３１ｄ、及びＴＣＰヘッダを含むペイロード１３１ｅは、１つのノードコンピュータへ送信する１組のデータ単位を示しており、送信するノードコンピュータの数に応じて同様のデータ単位を繋げることができる。
これにより、各ノードコンピュータと、各ノードコンピュータに接続されたノード側専用ＮＩＣ装置との間において、データの送受信を行うことができる。また、ホストコンピュータ１とホスト側専用ＮＩＣ装置２との間においても、同様にデータの送受信を行うことができる。
また、各ノード側専用ＮＩＣ装置と専用ＨＵＢ装置３０との間において、データを送受信する場合は、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ規格に準拠したＳＳＣ（Spread Spectrum Clocking）モードにより専用ＨＵＢ装置３０へ送信する。ここで、ＳＳＣモードとは、初期化時にのみ、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ規格のＴＬＰパケットヘッダであるＦｒａｍ、Ｓｅｑ、ＨＤＲを付加して送信し、その後のデータ通信には、このＴＬＰヘッダを省略してデータを送信するモードのことをいう。
図１３（ｂ）に示すように、初期化時には、Ｆｒａｍ１３３ａと、Ｓｅｑ１３３ｂと、ＨＤＲ１３３ｃとをデータの先頭に付加し、宛先ＭＡＣアドレス１３４ａ、送信元ＭＡＣアドレス１３４ｂ、宛先ＩＰアドレス１３４ｃ、送信先ＩＰアドレス１３４ｄ、及びＴＣＰヘッダを含むペイロード１３４ｅを１つのノードコンピュータへ送信する１組のデータ単位として送信する。ここで、ＨＤＲ１３３ｃには、仮想アドレスが含まれる。
そして、次回のデータ送信時には、Ｆｒａｍ１３３ａと、Ｓｅｑ１３３ｂと、ＨＤＲ１３３ｃとをデータの先頭に付加することなく、宛先ＭＡＣアドレス１３４ａ、送信元ＭＡＣアドレス１３４ｂ、宛先ＩＰアドレス１３４ｃ、送信先ＩＰアドレス１３４ｄ、及びＴＣＰヘッダを含むペイロード１３４ｅを１つのノードコンピュータへ送信する１組のデータ単位として送信する。
これにより、各ノード側専用ＮＩＣ装置と専用ＨＵＢ装置との間において、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ規格に準拠して通信を行うことができる。また、ホスト側専用ＮＩＣ装置２と専用ＨＵＢ装置３０との間の通信についても同様である。
≪ノード側専用ＮＩＣ装置の検出時の動作≫
次に、本発明の実施例１であるネットワークシステム１００におけるノード側専用ＮＩＣ装置の検出時の動作について説明する。
図１４は、本発明の実施例１であるネットワークシステム１００におけるノード側専用ＮＩＣ装置１２の検出時の動作を示したシーケンス図である。なお、他のノード側専用ＮＩＣ装置の検出時の動作は、ノード側専用ＮＩＣ装置１２の検出時の動作と同一であるので、説明を省略する。
まず、ノード側専用ＮＩＣ装置１２が、ネットワークシステム１００に接続されると、ノード側専用ＮＩＣ装置１２は、バスの初期化が行われ（ステップＳ１０１）、専用ＨＵＢ装置３０のＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓデバイススイッチ６０の初期化処理部６０ｆは、ノード側専用ＮＩＣ装置１２から送信されるクロック信号をバスの初期化信号として検出する（ステップＳ１０２）。
次に、専用ＨＵＢ装置３０は、ノード側専用ＮＩＣ装置１２のデバイス情報を中継用バッファ７２に記憶した後（ステップＳ１０３）、ホストコンピュータ１にノード側専用ＮＩＣ装置１２のデバイス情報を送信する（ステップＳ１０４）。具体的には、専用ＨＵＢ装置３０のＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓデバイススイッチ６０の初期化処理部６０ｆが、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ規格のＴＬＰパケットとしてホスト側専用ＮＩＣ装置２へ送信する。
ＴＬＰパケットを受信したホスト側専用ＮＩＣ装置２は、受信したＴＬＰパケットをホストコンピュータ１へ供給し、ホストコンピュータ１のＣＰＵ３は、ノード側専用ＮＩＣ装置１２の仮想アドレスを割り当てる（ステップＳ１０５）。また、このとき、ホストコンピュータ１が、ＤＨＣＰ（Dynamic Host Configuration Protocol）機能が有効となるように設定されていれば、ノードコンピュータ１０にＩＰアドレスを割り当てる。さらに、ホストコンピュータ１のＣＰＵ３は、例えば、ＡＲＰ（Address Resolution Protocol）等のプロトコルにより、ノードコンピュータ１０からＭＡＣアドレスを取得する。
そして、ホストコンピュータ１のＣＰＵ３は、ステップＳ１０５において、割り当てた仮想アドレスと、ＩＰアドレスと、取得したＭＡＣアドレスと、受信したデバイス情報とを関連づけてデバイス関連情報としてメモリ５に記憶する（ステップＳ１０６）。
さらに、ホストコンピュータ１のＣＰＵ３は、ステップＳ１０６において記憶したノード側専用ＮＩＣ装置１２のデバイス関連情報を専用ＨＵＢ装置３０へ送信する（ステップＳ１０７）。
次に、デバイス関連情報を受信した専用ＨＵＢ装置３０のＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓデバイススイッチ６０の初期化処理部６０ｆは、受信したデバイス関連情報をＥＥＰＲＯＭ７０に記憶する（ステップＳ１０８）。
そして、専用ＨＵＢ装置３０のＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓデバイススイッチ６０の初期化処理部６０ｆは、ＥＥＰＲＯＭ７０に記憶されたデバイス情報に基づいて、ノード側専用ＮＩＣ装置１２の仮想アドレスと、専用ＨＵＢ装置３０の仮想アドレスとを、ノード側専用ＮＩＣ装置１２へ送信する（ステップＳ１０９）。
次に、ノード側専用ＮＩＣ装置１２の仮想アドレスと専用ＨＵＢ装置３０の仮想アドレスとを受信したノード側専用ＮＩＣ装置１２は、これらを受信用バッファ４２ｂに記憶した後、専用ＨＵＢ装置３０へＳＳＣモードの要求を行う（ステップＳ１１０）。
ＳＳＣモードが要求された専用ＨＵＢ装置３０の初期化処理部６０ｆは、ＳＳＣモードを許可するＳＳＣモード許可信号をノード側専用ＮＩＣ装置１２へ送信する（ステップＳ１１１）。
以上のように、ノード側専用ＮＩＣ装置１２が、ネットワークシステムに接続されると、ホストコンピュータ１は、ノード側専用ＮＩＣ装置１２のデバイス関連情報をメモリ５に記憶し、専用ＨＵＢ装置３０は、自装置に接続されたノード側専用ＮＩＣ装置１２のデバイス関連情報をＥＥＰＲＯＭ７０に記憶する。
また、ＳＳＣモードが許可されたことにより、ノード側専用ＮＩＣ装置１２と専用ＨＵＢ装置３０との間の通信において、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ規格のＴＬＰパケットヘッダであるＦｒａｍ、Ｓｅｑ、ＨＤＲを省略してデータをＴＬＰパケットとして送受信することができる。
≪ノード側専用ＮＩＣ装置の切断時の動作≫
次に、本発明の実施例１であるネットワークシステム１００におけるノード側専用ＮＩＣ装置の切断時の動作について説明する。
図１５は、本発明の実施例１であるネットワークシステム１００におけるノード側専用ＮＩＣ装置１２の切断時の動作を示したシーケンス図である。なお、他のノード側専用ＮＩＣ装置の切断時の動作は、ノード側専用ＮＩＣ装置１２の切断時の動作と同一であるので、説明を省略する。
まず、ノード側専用ＮＩＣ装置１２が、何らかの理由でネットワークから切断されると、専用ＨＵＢ装置３０のＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓデバイススイッチ６０の切断処理部６０ｇは、ノード側専用ＮＩＣ装置１２からクロック信号の送信が途切れたことにより、ノード側専用ＮＩＣ装置１２が切断されたことを検出する（ステップＳ２０２）。
そして、ノード側専用ＮＩＣ装置１２が切断されたことを検出した切断処理部６０ｇは、ＥＥＰＲＯＭ７０に記憶されたデバイス関連情報の中から、ノード側専用ＮＩＣ装置１２に対応するデバイス関連情報を削除する（ステップＳ２０３）。
次に、切断処理部６０ｇは、ノード側専用ＮＩＣ装置１２が切断されたことを示す停止信号と共にノード側専用ＮＩＣ装置１２の仮想アドレスをホストコンピュータに送信する（ステップＳ２０４）。
そして、ホストコンピュータ１のＣＰＵ３は、停止信号と共にノード側専用ＮＩＣ装置１２の仮想アドレスを受信すると（ステップＳ２０５）、この受信した仮想アドレスに関連づけられたデバイス関連情報をメモリ５から削除する（ステップＳ２０６）。
以上のように、ノード側専用ＮＩＣ装置１２が、ネットワークシステムから切断されると、ホストコンピュータ１は、ノード側専用ＮＩＣ装置１２のデバイス関連情報をメモリ５から削除し、専用ＨＵＢ装置３０は、自装置から切断されたノード側専用ＮＩＣ装置１２のデバイス関連情報をＥＥＰＲＯＭ７０から削除する。これにより、通信可能なノード側専用ＮＩＣ装置のデバイス関連情報がホストコンピュータ１に記憶され、専用ＨＵＢ装置３０に接続されたノード側専用ＮＩＣ装置のデバイス関連情報が専用ＨＵＢ装置３０に記憶されることとなる。
≪ノードコンピュータ同士の通信に係る動作≫
次に、初期化後に、ノードコンピュータ１０及び２０との間で通信を行う場合の動作の概略を、図１６のタイムチャートを用いて説明する。
（１）まず、ノードコンピュータ１０が、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓスイッチチップ４３に対して、宛先のノードコンピュータ２０のネットワークアドレスと所定のデータとを含むＴＬＰパケットを送信する。これは図１６の（１）で表される。
（２）次に、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓスイッチチップ４３は、このＴＬＰパケットを送信用バッファ５０ａに記憶する。この動作が、図１６中の（２）に示されている。
（３）次に、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓスイッチチップ４３は、送信用バッファ５０ａに記憶されたＴＬＰパケットを読み取り、所定のタイミングで、専用ＨＵＢ装置３０に送信する。この動作が、図１６中の（３）に示されている。
（４）専用ＨＵＢ装置３０のＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓデバイススイッチ６０は、ノード側専用ＮＩＣ装置１２から送信されてきたＴＬＰパケットを、中継用バッファ７２に一時的に記憶する。この動作は、図１６中の（４）に示されている。
（５）次に、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓデバイススイッチ６０は、上記（４）で記憶したＴＬＰパケットに含まれるネットワークアドレスを抽出し、ＥＥＰＲＯＭ７０に保存されているデバイス関連情報を検索し、宛先（ノードコンピュータ２０及びその場所など）を特定する。そして、ノードコンピュータ２０のノード側専用ＮＩＣ装置２２が接続するノードポートに関する情報を取得する。この動作は、図１６中の（５）に示されている。
（６）次に、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓデバイススイッチ６０は、上記（４）で中継用バッファ７２に保存した前記データを読み取り、前記データをノード側専用ＮＩＣ装置２２に送信する。この動作は、図１６中の（６）に示されている。
（７）次に、ノード側専用ＮＩＣ装置２２内のＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓスイッチチップ７５は、上記（６）で送信されてきたＴＬＰパケットを、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓスイッチチップ７５が備える受信用バッファ８０ｂに保存する。この動作が、図１６中の（７）に示されている。
（８）次に、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓスイッチチップ７５は、上記（８）で受信用バッファ８０ｂに記憶されたＴＬＰパケットを、所定のタイミングで読み取り、ノードコンピュータ２０に対して送信する。この動作は、図１６中の（８）に示されている。
以上（１）から（８）で述べた動作によって、ノードコンピュータ１０からノードコンピュータ２０に対して、ＴＬＰパケットを送信することができる。
また、上記で述べた（１）から（８）の動作と同様の動作を行うことによって、ノードコンピュータ２０からノードコンピュータ１０に対して、ＴＬＰパケットを送信することができる。すなわち、ノードコンピュータ１０とノードコンピュータ２０との間で双方向の通信を行うことができる。
また、上記で述べた（１）から（８）の動作において、ノードコンピュータ１０は、宛先のネットワークアドレス（ＩＰアドレスやデバイス番号、ＭＡＣアドレスなど、アプリケーションによって種々のものを利用することができる）。
この結果、アプリケーションプログラムを何ら変更せずに、従来の同様のＩＰアドレス等による通信をそのまま行うことができる。
また、上記で述べた（１）から（８）で述べた動作によって、ノードコンピュータ１０、２０、２１ａ、２１ｂ、２１ｃのいずれの間においても、双方向の通信を行うことができる。
次に、ノードコンピュータ１０からノードコンピュータ２０へデータを送信する場合におけるデータ通信の動作について詳細に説明する。
図１７、及び図１８は、本発明の実施例１であるネットワークシステム１００において、ノードコンピュータ１０からノードコンピュータ２０へデータを送信する場合におけるデータ通信の動作を示したシーケンス図である。
まず、ノードコンピュータ１０は、ノードコンピュータ２０へ送信するデータをノード側専用ＮＩＣ装置１２の送信用バッファ５０ａに記憶した後（ステップＳ３０１）、ＭＳＩ（Message Sending Interrupt）による割り込み処理によって、送信用バッファ５０ａに記憶したことを示す記憶完了信号をノード側専用ＮＩＣ装置１２のＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓスイッチチップ４３に送信する（ステップＳ３０２）。
記憶完了信号を受信したノード側専用ＮＩＣ装置１２のＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓスイッチチップ４３の送信制御部４３ａは、ノードコンピュータ１０により割り当てられたノード側専用ＮＩＣ装置１２のノード側仮想アドレスを、ホストコンピュータ１により割り当てられたノード側ＮＩＣ装置１２のホスト側の仮想アドレスに変換する（ステップＳ３０３）。
次に、ノード側専用ＮＩＣ装置１２のＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓスイッチチップ４３は、専用ＨＵＢ装置３０の受信状態を問い合わせる（ステップＳ３０４）。具体的には、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓスイッチチップ４３は、ノードコンピュータ２０へ送信するデータを含むＴＬＰパケットを専用ＨＵＢ装置３０が受信可能か否かを問い合わせるためのＴＬＰパケットを送信する。
そして、専用ＨＵＢ装置３０のＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓデバイススイッチ６０は、ステップＳ３０４において送信されたＴＬＰパケットを受信すると、ノードコンピュータ２０へ送信するデータを含むＴＬＰパケットを受信可能か否かを判定する（ステップＳ３０５）。具体的には、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓデバイススイッチ６０が、内部に備えられたレジスタに記憶されたＦＣクレジット値に基づいて、中継用バッファ７２にＴＬＰパケットを受信するために十分な空き領域があるか否かを判定する。
ステップＳ３０５において、ＴＬＰパケットを受信可能と判定された場合は、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓデバイススイッチ６０は、送信が可能であることを示す送信許可信号をノード側専用ＮＩＣ装置１２へ送信する（ステップＳ３０６）。
ノード側専用ＮＩＣ装置１２は、ステップ３０６において送信された送信許可信号を受信すると、ステップＳ３０１において記憶されたデータをＴＬＰパケットとして、ＳＳＣ（Spread Spectrum Clocking）モードにより専用ＨＵＢ装置３０へ送信する（ステップＳ３０７）。
ＴＬＰパケットを受信した専用ＨＵＢ装置３０のＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓデバイススイッチ６０は、受信したＴＬＰパケットの分割記憶処理を実行する（ステップＳ３０８）。
図１９は、ステップＳ３０８における分割記憶処理の処理手順を示したフローチャートである。
まず、専用ＨＵＢ装置３０のＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓデバイススイッチ６０は、受信したＴＬＰパケットを宛先ＩＰアドレス毎に分割する（ステップＳ４０１）。
そして、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓデバイススイッチ６０は、変数Ｎに分割した宛先ＩＰアドレス毎のＴＬＰパケットの数を代入し、変数ｉに“１”を代入する（ステップＳ４０２）。
次に、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓデバイススイッチ６０は、変数ｉの値が変数Ｎの値以下であるか否かを判定し（ステップＳ４０３）、変数ｉの値が変数Ｎの値以下であれば、処理をステップＳ４０４に移行し、変数ｉの値が変数Ｎの値を超えていれば、処理を終了する。
ステップＳ４０３において、変数ｉの値が変数Ｎの値以下と判定された場合、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓデバイススイッチ６０は、ＥＥＰＲＯＭ７０からデバイス関連情報を読み出し、この読み出したデバイス関連情報に基づいて、ｉ番目の分割されたＴＬＰパケットのＩＰアドレスに対応するデバイス情報（バス番号、スロット番号、デバイス番号）を抽出する（ステップＳ４０４）。
そして、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓデバイススイッチ６０は、ｉ番目の分割されたＴＬＰパケットに、ステップＳ４０４において抽出されたデバイス情報を関連づけて宛先別ＴＬＰパケットを生成する（ステップＳ４０５）。
次に、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓデバイススイッチ６０は、ステップＳ４０５において生成された宛先別ＴＬＰパケットを、この宛先別ＴＬＰパケットに含まれるデバイス情報により一意に定められるポートに対応する中継用バッファ７２の記憶領域に記憶する（ステップＳ４０６）。
そして、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓデバイススイッチ６０は、変数ｉの値を“１”だけ加算した後（ステップＳ４０７）、処理をステップＳ４０３へ移行する。
以上により、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓデバイススイッチ６０は、宛先ＩＰアドレス毎に分割されたＴＬＰパケットを、このＩＰアドレスに対応するデバイス情報とを関連づけて、それぞれポートに対応する記憶領域に記憶することができる。
次に、全ての宛先別ＴＬＰパケットを記憶したＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓデバイススイッチ６０は、図１８に示すように、ノードコンピュータ２０が受信可能か否かを判定する（ステップＳ３０９）。具体的には、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓデバイススイッチ６０の受信バッファ状態判定部６０ｂは、内部に備えられたレジスタに記憶されたＦＣクレジット値に基づいて、送信先のノード側専用ＮＩＣ装置２２の受信用バッファ５０ｂに、ＴＬＰパケットを受信するために十分な空き領域があるか否かを判定する。
そして、ステップＳ３０９において、受信可能であると判定された場合は、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓデバイススイッチ６０は、ノード側専用ＮＩＣ装置２２に対応する仮想アドレスについてタイムスロットによる送信順位が到来したか否かを判定する（ステップＳ３１０）。
具体的には、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓデバイススイッチ６０のデータ送信部６０ｃは、ホストコンピュータ１からタイマー割り込みに基づいた所定の時間間隔でノード側専用ＮＩＣ装置へのデータの送信を順次許可する順次送信許可信号を受信したか否かを判定し、受信した場合にはタイムスロットによる送信順位が到来したと判定する。ここで、ホストコンピュータ１は、例えば、ピコ秒（10-12秒）の時間間隔で、仮想アドレスを切り替える順次送信許可信号を専用ＨＵＢ装置３０に送信しており、専用ＨＵＢ装置３０は、ホストコンピュータ１から順次送信許可信号を受け取るごとに、この順次送信許可信号により指定された仮想アドレスに対応するノード側専用ＮＩＣ装置を送信可能ＮＩＣ装置として切り替える。
ステップＳ３１０において、タイムスロットによる送信順位が到来したと判定された場合には、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓデバイススイッチ６０のデータ送信部６０ｃは、中継用バッファ７２のノード側専用ＮＩＣ装置２２に対応する記憶領域に記憶された宛先別ＴＬＰパケットを、この宛先別ＴＬＰパケットに対応する仮想アドレスを宛先として、ＳＳＣモードによりノード側専用ＮＩＣ装置２２へ送信する（ステップＳ３１１）。
次に、ノード側専用ＮＩＣ装置２２のＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓスイッチチップ７５の送信制御部は、ホストコンピュータ１により割り当てられたノード側専用ＮＩＣ装置２２のホスト側の仮想アドレスを、ノードコンピュータ２０により割り当てられたノード側専用ＮＩＣ装置２２のノード側仮想アドレスに変換する（ステップＳ３１２）。
そして、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓスイッチチップ７５の送信制御部は、ノードコンピュータ２０へ送信するデータをノードコンピュータ２０の備えられたメモリに記憶した後（ステップＳ３１３）、ＭＳＩによる割り込み処理によって、メモリに記憶したことを示す記憶完了信号をノードコンピュータ２０に送信する（ステップＳ３１４）。
以上のように、本発明の実施例１であるネットワークシステム１００によれば、ホストコンピュータ１によりタイマー割り込みに基づく所定の時間間隔でノード側専用ＮＩＣ装置へのデータの送信が許可された際に、専用ＨＵＢ装置３０が、ホストコンピュータ１により割り当てられた仮想アドレスに基づいて、許可されたノード側専用ＮＩＣ装置へデータを送信するので、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ規格に準拠した簡易な装置構成で、ネットワークの負荷状態に係わらずノードコンピュータ間における高速なデータ通信を実現することができる。
これにより、既存のネットワークプロトコルを変更することなく、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ規格に準拠した拡張インターフェースを用いてネットワークを構成でき、高速なネットワークシステムを簡便に構成することができる。また、そのネットワークを利用してコンピュータクラスタを構築でき、ひいては性能の向上したスーパーコンピュータを実現することができる。
＜実施例２＞
本発明の実施例１であるネットワークシステム１００では、ホストコンピュータ１と、ホスト側専用ＮＩＣ装置２と、ノードコンピュータ１０，２０，２１ａ，２１ｂ，２１ｃと、ノード側専用ＮＩＣ装置２２，２３ａ，２３ｂ，２３ｃと、専用ＨＵＢ装置３０と、ネットワークケーブルとを備えた構成とした。
本発明に係るネットワークシステムでは、専用ＨＵＢ装置をディジーチェーン接続することが可能である。
そこで、本発明の実施例２であるネットワークシステムでは、ホストコンピュータの下流側に２台の専用ＨＵＢ装置をディジーチェーン接続する構成とした。
≪ネットワークシステムのシステム構成≫
次に、本発明の実施例２であるネットワークシステム２００のシステム構成について説明する。
図２０は、本発明の実施例２であるネットワークシステム２００のシステム構成図である。
図２０に示すように、本発明の実施例２であるネットワークシステム２００は、ホストコンピュータ１と、ホスト側専用ＮＩＣ装置２と、ノードコンピュータ１０，２０と、ノード側専用ＮＩＣ装置１２，２２と、専用ＨＵＢ装置３０Ａと、専用ＨＵＢ装置３１Ａと、ネットワークケーブルとを備えている。
専用ＨＵＢ装置３０Ａのチェーンポート３２ａには、ホストコンピュータ１が、ホスト側専用ＮＩＣ装置２を介して所定のネットワークケーブルによって接続されており、チェーンポート３２ｂには、専用ＨＵＢ装置３１Ａが、所定のネットワークケーブルによって接続されている。
また、専用ＨＵＢ装置３０Ａのノードポート３４ａには、ノードコンピュータ１０が、ノード側専用ＮＩＣ装置１２を介して、所定のネットワークケーブルによって接続されている。
さらに、専用ＨＵＢ装置３１Ａのノードポート３４ａには、ノードコンピュータ２０が、ノード側専用ＮＩＣ装置２２を介して、所定のネットワークケーブルによって接続されている。
このような構成において、本発明の実施例２であるネットワークシステム２００は、ホストコンピュータ１とホスト側専用ＮＩＣ装置２との間、ホスト側専用ＮＩＣ装置２と専用ＨＵＢ装置３０Ａとの間、専用ＨＵＢ装置３０Ａと各ノード側専用ＮＩＣ装置との間、各ノードコンピュータと各ノードコンピュータに接続されたノード側専用ＮＩＣ装置との間、専用ＨＵＢ装置３０Ａと専用ＨＵＢ装置３１Ａとの間、専用ＨＵＢ装置３１Ａと各ノード側専用ＮＩＣ装置との間、各ノードコンピュータと各ノードコンピュータに接続されたノード側専用ＮＩＣ装置との間において、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ規格に準拠して通信を行うことによって、各ノードコンピュータ間の通信を実現している。
≪ホストコンピュータの構成≫
ホストコンピュータ１は、本発明の実施例１であるネットワークシステム１００のホストコンピュータ１と同一の構成を有するので、説明を省略する。
≪ノード側専用ＮＩＣ装置の構成≫
ノード側専用ＮＩＣ装置１２，２２は、本発明の実施例１であるネットワークシステム１００のノード側専用ＮＩＣ装置１２，２２の同一の構成を有するので、説明を省略する。
≪専用ＨＵＢ装置の構成≫
図２１は、本発明の実施例２であるネットワークシステム２００の専用ＨＵＢ装置３０Ａの構成を示した構成図である。なお、専用ＨＵＢ装置３１Ａは、専用ＨＵＢ装置３０Ａと同一の構成を有するので、説明を省略する。
図２１に示すように、専用ＨＵＢ装置３０Ａには、２個のチェーンポート３２ａ、３２ｂが備えられている。これらのチェーンポート３２ａ、３２ｂには、別の専用ＨＵＢ装置を接続することができる。上流側チェーンポート３２ａには、ホスト側専用ＮＩＣ装置２を介してホストコンピュータ１が接続されており、下流側のチェーンポート３２ｂには、専用ＨＵＢ装置３１Ａが接続されている。
専用ＨＵＢ装置３０Ａには、８個のノードポート３４ａ〜３４ｈが備えられている。これらのノードポート３４ａ〜３４ｈには、各ノードコンピュータに繋がるネットワークケーブルを接続する。
次に、この図２１に示すように、専用ＨＵＢ装置３０Ａは、１個のＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓデバイススイッチ６０Ａを備えている。
このＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓデバイススイッチ６０Ａは、図２１に示すように、２個のチェーンポート３２ａ、３２ｂ、及び８個のノードポート３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄ、３４ｅ、３４ｆ、３４ｇ、３４ｈに接続されている。
また、このＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓデバイススイッチ６０Ａは、図２１に示すように、１個のＥＥＰＲＯＭ７０と１個の中継用バッファ７２とを備えている。ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓデバイススイッチ６０Ａは、専用ＨＵＢ装置３０Ａに接続するノードコンピュータ１０からデータを受信し、所定のタイミングで、そのデータを他のノードコンピュータに送信するスイッチング動作を行う。
また、図２１に示すように専用ＨＵＢ装置３０Ａは、ＥＥＰＲＯＭ７０を備えている。
ＥＥＰＲＯＭ７０には、専用ＨＵＢ装置３０Ａに接続されたノード側専用ＮＩＣ装置のデバイス関連情報が記憶されている。
このデバイス関連情報は、ホストコンピュータ１から送信されたものであり、図４に示した本発明の実施例１であるネットワークシステム１００のホストコンピュータ１のメモリ５に記憶したデバイス関連情報と同一であるので、説明を省略する。
また、専用ＨＵＢ装置３０Ａは、中継用バッファ７２を備えている。この中継用バッファ７２は、ノードポート３４ａ〜３４ｈに接続する各ノードコンピュータから専用ＨＵＢ装置３０に対して送られてきたデータを一時的に記憶する一時記憶部であり、高速な半導体メモリによって構成される。なお、実際の一時記憶する動作は、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓデバイススイッチ６０によって行われる。
ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓデバイススイッチ６０Ａは、その機能上、ポート番号決定部６０ａと、受信バッファ状態判定部６０ｂと、データ送信部６０ｃと、配下判定部６０ｄと、データ転送部６０ｅと、初期化処理部６０ｆと、切断処理部６０ｇとを備えている。
配下判定部６０ｄは、専用ＨＵＢ装置３１Ａに接続されたノードコンピュータのうちいずれか１つから、送信先コンピュータとして１又は複数のノードコンピュータへのデータの送信を要求する要求信号と共に、送信先ノードコンピュータのネットワークアドレスを含むデータを受信した場合に、ＲＲＰＲＯＭ７０に記憶された仮想アドレス関連情報に基づいて、受信したネットワークアドレスが、専用ＨＵＢ装置３０Ａに接続されたノードコンピュータに対応するか否かを判定する。
データ転送部６０ｅは、配下判定部６０ｄにより専用ＨＵＢ装置３０Ａに接続されたノードコンピュータに対応しないと判定された場合に、受信した要求信号とネットワークアドレスを含むデータとを、ディジーチェーン接続により上流側に接続されたホストコンピュータ１又は他のＨＵＢ装置に転送する。
ポート番号決定部６０ａは、配下判定部６０ｄにより専用ＨＵＢ装置３０Ａに接続されたノードコンピュータに対応すると判定された場合に、読み出したデバイス関連情報と受信したネットワークアドレスとに基づいて、送信先ノードコンピュータに対応する１又は複数のポート番号を決定する。
受信バッファ状態判定部６０ｂは、ポート番号決定部ａにより決定されたポート番号が示すポートに接続された１又は複数のノード側専用ＮＩＣ装置それぞれに備えられた受信バッファに空き領域があるか否かを判定する。
データ送信部６０ｃは、受信バッファ状態判定部６０ｂにより受信バッファに空き領域があると判定された場合、かつホストコンピュータ１からタイマー割り込みに基づいた所定の時間間隔で仮想アドレスが示すノード側専用ＮＩＣ装置へのデータの送信を順次許可する順次送信許可信号を受信した場合に、受信バッファに空き領域があると判定された１又は複数のノード側専用ＮＩＣ装置のうち、順次送信許可信号が示す仮想アドレスに対応するノード側専用ＮＩＣ装置へデータを送信する。
初期化処理部６０ｆは、専用ＨＵＢ装置３０Ａに接続されたノードコンピュータのうちいずれか１つにより生成されたクロック信号に基づいて、このノードコンピュータに対応するノード側専用ＮＩＣ装置が初期化されたことを検出した場合に、この初期化が検出されたノード側専用ＮＩＣ装置のデバイス情報をホストコンピュータ１へ送信し、ホストコンピュータから受信した初期化が検出されたノード側専用ＮＩＣ装置のデバイス関連情報をＥＥＰＲＯＭ７０に記憶させると共に、専用ＨＵＢ装置３０、及び初期化が検出されたノード側専用ＮＩＣ装置の仮想アドレスを初期化が検出されたノード側専用ＮＩＣ装置へ送信する。
切断処理部６０ｇは、専用ＨＵＢ装置３０Ａに接続された複数のコンピュータのうちいずれか１つにより生成されたクロック信号に基づいて、このコンピュータに対応するノード側専用ＮＩＣ装置が停止されたことを検出した場合に、この停止が検出されたノード側専用ＮＩＣ装置のデバイス情報をホストコンピュータ１へ送信すると共に、ＥＥＰＲＯＭ７０から停止が検出されたノード側専用ＮＩＣ装置に対応するデバイス関連情報を削除する。
≪ノードコンピュータ同士の通信に係る動作≫
次に、ノードコンピュータ１０からノードコンピュータ２０へデータを送信する場合におけるデータ通信の動作について説明する。
図２２〜図２４は、本発明の実施例２であるネットワークシステム２００において、ノードコンピュータ１０からノードコンピュータ２０へデータを送信する場合におけるデータ通信の動作を示したシーケンス図である。
まず、ノードコンピュータ１０は、ノードコンピュータ２０へ送信するデータをノード側専用ＮＩＣ装置１２の送信用バッファ５０ａに記憶した後（ステップＳ５０１）、ＭＳＩ（Message Sending Interrupt）による割り込み処理によって、送信用バッファ５０ａに記憶したことを示す記憶完了信号をノード側専用ＮＩＣ装置１２のＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓスイッチチップ４３に送信する（ステップＳ５０２）。
記憶完了信号を受信したノード側専用ＮＩＣ装置１２のＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓスイッチチップ４３の送信制御部４３ａは、ノードコンピュータ１０により割り当てられたノード側専用ＮＩＣ装置１２のノード側仮想アドレスを、ホストコンピュータ１により割り当てられたノード側専用ＮＩＣ装置１２のホスト側の仮想アドレスに変換する（ステップＳ５０３）。
次に、ノード側専用ＮＩＣ装置１２のＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓスイッチチップ４３は、専用ＨＵＢ装置３０の受信状態を問い合わせる（ステップＳ５０４）。具体的には、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓスイッチチップ４３は、ノードコンピュータ９０へ送信するデータを含むＴＬＰパケットを専用ＨＵＢ装置３０が受信可能か否かを問い合わせるためのＴＬＰパケットを送信する。
そして、専用ＨＵＢ装置３０のＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓデバイススイッチ６０Ａは、ステップＳ５０４において送信されたＴＬＰパケットを受信すると、ノードコンピュータ９０へ送信するデータを含むＴＬＰパケットを受信可能か否かを判定する（ステップＳ５０５）。具体的には、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓデバイススイッチ６０Ａが、内部に備えられたレジスタに記憶されたＦＣクレジット値に基づいて、中継用バッファ７２にＴＬＰパケットを受信するために十分な空き領域があるか否かを判定する。
ステップＳ５０５において、ＴＬＰパケットを受信可能と判定された場合は、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓデバイススイッチ６０Ａは、送信が可能であることを示す送信許可信号をノード側専用ＮＩＣ装置１２へ送信する（ステップＳ５０６）。
ノード側専用ＮＩＣ装置１２は、ステップ５０６において送信された送信許可信号を受信すると、ステップＳ５０１において記憶されたデータをＴＬＰパケットとして、ＳＳＣ（Spread Spectrum Clocking）モードにより専用ＨＵＢ装置３０Ａへ送信する（ステップＳ５０７）。
ＴＬＰパケットを受信した専用ＨＵＢ装置３０ＡのＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓデバイススイッチ６０Ａは、受信したＴＬＰパケットの分割記憶処理を実行する（ステップＳ５０８）。
図２５は、ステップＳ５０８における分割記憶処理の処理手順を示したフローチャートである。
まず、専用ＨＵＢ装置３０ＡのＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓデバイススイッチ６０Ａは、受信したＴＬＰパケットを宛先ＩＰアドレス毎に分割する（ステップＳ６０１）。
そして、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓデバイススイッチ６０Ａは、変数Ｎに分割した宛先ＩＰアドレス毎のＴＬＰパケットの数を代入し、変数ｉに“１”を代入する（ステップＳ６０２）。
次に、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓデバイススイッチ６０Ａは、変数ｉの値が変数Ｎの値以下であるか否かを判定し（ステップＳ６０３）、変数ｉの値が変数Ｎの値以下であれば、処理をステップＳ６０４に移行し、変数ｉの値が変数Ｎの値を超えていれば、処理を終了する。
ステップＳ６０３において、変数ｉの値が変数Ｎの値以下と判定された場合、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓデバイススイッチ６０Ａは、ＥＥＰＲＯＭ７０からデバイス情報を読み出し、読み出したデバイス情報の中に、ｉ番目の分割されたＴＬＰパケットのＩＰアドレスが含まれるか否かを判定する（ステップＳ６０４）。
ステップＳ６０４において、ＩＰアドレスが含まれないと判定された場合、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓデバイススイッチ６０Ａは、専用ＨＵＢ装置３０Ａの上流側に接続された装置にｉ番目の分割されたＴＬＰパケットを送信する（ステップＳ６０５）。専用ＨＵＢ装置３０Ａでは、チェーンポート３２ａを介してホストコンピュータ１が接続されているので、ホストコンピュータ１が上流側に接続された装置となる。
一方、ステップＳ６０４において、ＩＰアドレスが含まれていると判定された場合、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓデバイススイッチ６０Ａは、読み出したＥＥＰＲＯＭ７０からデバイス関連情報を読み出し、この読み出したデバイス関連情報に基づいて、ｉ番目の分割されたＴＬＰパケットのＩＰアドレスに対応するデバイス情報（バス番号、スロット番号、デバイス番号）を抽出する（ステップＳ６０６）。
そして、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓデバイススイッチ６０Ａは、ｉ番目の分割されたＴＬＰパケットに、ステップＳ６０６において抽出されたデバイス情報を関連づけて宛先別ＴＬＰパケットを生成する（ステップＳ６０７）。
次に、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓデバイススイッチ６０Ａは、ステップＳ６０７において生成された宛先別ＴＬＰパケットを、この宛先別ＴＬＰパケットに含まれるデバイス情報により一意に定められるポートに対応する中継用バッファ７２の記憶領域に記憶する（ステップＳ６０８）。
そして、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓデバイススイッチ６０Ａは、変数ｉの値を“１”だけ加算した後（ステップＳ６０９）、処理をステップＳ６０３へ移行する。
次に、ステップＳ６０５において、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓデバイススイッチ６０Ａが、分割したＴＬＰパケットをホストコンピュータ１へ送信すると、図２２に示すように、ホストコンピュータ１は、この分割したＴＬＰパケットを受信する（ステップＳ５０９）。
次に、図２３に示すように、ホストコンピュータ１のＣＰＵ３は、受信したＴＬＰパケットのＩＰアドレスが自装置宛てか否かを判定する（ステップＳ５１０）。
ステップＳ５１０において、受信したＴＬＰパケットのＩＰアドレスが自装置宛てであると判定された場合、ＣＰＵ３は、受信したＴＬＰパケットをメモリ５に記憶する（ステップＳ５１１）。
一方、ステップＳ５１０において、受信したＴＬＰパケットのＩＰアドレスが自装置宛ではないと判定された場合、ＣＰＵ３は、ステップＳ５０９において受信したＴＬＰパケットを、ホストコンピュータ１の下流側に接続された装置へ転送する（ステップＳ５１２）。ホストコンピュータ１には、ノード側専用ＮＩＣ装置２を介して専用ＨＵＢ装置３０Ａが接続されているので、この専用ＨＵＢ装置３０Ａが下流側に接続された装置となる。
次に、ホストコンピュータ１からＴＬＰパケットを受信した専用ＨＵＢ装置３０ＡのＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓデバイススイッチ６０Ａの配下判定部６０ｄは、ＥＥＰＲＯＭ７０からデバイス関連情報を読み出し、この読み出したデバイス関連情報の中に、受信したＴＬＰパケットのＩＰアドレスが記憶されているか否かを判定する（ステップＳ５１３）。
ステップＳ５１３において、受信したＴＬＰパケットのＩＰアドレスが記憶されていないと判定された場合、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓデバイススイッチ６０Ａは、図２５に示したステップＳ６０４〜Ｓ６０８の処理を実行する（ステップＳ５１４）。
一方、ステップＳ５１３において、受信したＴＬＰパケットのＩＰアドレスが記憶されていないと判定された場合、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓデバイススイッチ６０Ａのデータ転送部６０ｅは、ホストコンピュータ１から受信したＴＬＰパケットを、専用ＨＵＢ装置３０Ａの下流側に接続された装置へ転送する（ステップＳ５１５）。専用ＨＵＢ装置３０Ａには、チェーンポート３２ｂを介して専用ＨＵＢ装置３１Ａが接続されているので、この専用ＨＵＢ装置３１Ａが下流側に接続された装置となる。
次に、専用ＨＵＢ装置３０ＡからＴＬＰパケットを受信した専用ＨＵＢ装置３１ＡのＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓデバイススイッチ６０Ａは、ＥＥＰＲＯＭ７０からデバイス関連情報を読み出し、この読み出したデバイス関連情報の中に、受信したＴＬＰパケットのＩＰアドレスが記憶されているか否かを判定する（ステップＳ５１６）。
ステップＳ５１６において、受信したＴＬＰパケットのＩＰアドレスが記憶されていないと判定された場合、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓデバイススイッチ６０Ａのデータ転送部６０ｅは、専用ＨＵＢ装置３０Ａから受信したＴＬＰパケットを、専用ＨＵＢ装置３１Ａの下流側に接続された装置へ転送する（ステップＳ５１７）。ここでは、専用ＨＵＢ装置３１Ａの下流側に装置が接続されていないので、このＴＬＰパケットを破棄する。
一方、ステップＳ５１６において、受信したＴＬＰパケットのＩＰアドレスが記憶されていると判定された場合、専用ＨＵＢ装置３１ＡのＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓデバイススイッチ６０Ａは、図２５に示したステップＳ６０４〜Ｓ６０８の処理を実行する（ステップＳ５１８）。
そして、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓデバイススイッチ６０Ａは、図２４に示すように、ノードコンピュータ２０が受信可能か否かを判定する（ステップＳ５１９）。具体的には、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓデバイススイッチ６０Ａの受信バッファ状態判定部６０ｂは、内部に備えられたレジスタに記憶されたＦＣクレジット値に基づいて、送信先のノード側専用ＮＩＣ装置２２の受信用バッファ８０ｂに、ＴＬＰパケットを受信するために十分な空き領域があるか否かを判定する。
そして、ステップＳ５１９において、受信可能であると判定された場合は、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓデバイススイッチ６０Ａは、ノード側専用ＮＩＣ装置２２に対応する仮想アドレスについてタイムスロットによる送信順位が到来したか否かを判定する（ステップＳ５２０）。
具体的には、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓデバイススイッチ６０Ａのデータ送信部６０ｃは、ホストコンピュータ１からタイマー割り込みに基づいた所定の時間間隔でノード側専用ＮＩＣ装置へのデータの送信を順次許可する順次送信許可信号を受信したか否かを判定し、受信した場合にはタイムスロットによる送信順位が到来したと判定する。ここで、ホストコンピュータ１は、例えば、ピコ秒（10-12秒）の時間間隔で、仮想アドレスを切り替える順次送信許可信号を専用ＨＵＢ装置３１Ａに送信しており、専用ＨＵＢ装置３１Ａは、ホストコンピュータ１から順次送信許可信号を受け取るごとに、この順次送信許可信号により指定された仮想アドレスに対応するノード側専用ＮＩＣ装置を送信可能ＮＩＣ装置として切り替える。
ステップＳ５２０において、タイムスロットによる送信順位が到来したと判定された場合には、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓデバイススイッチ６０Ａのデータ送信部６０ｃは、中継用バッファ７２のノード側専用ＮＩＣ装置２２に対応する記憶領域に記憶された宛先別ＴＬＰパケットを、この宛先別ＴＬＰパケットに対応する仮想アドレスを宛先として、ＳＳＣモードによりノード側専用ＮＩＣ装置２２へ送信する（ステップＳ５２１）。
次に、ノード側専用ＮＩＣ装置２２のＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓスイッチチップ７５は、ホストコンピュータ１により割り当てられたノード側専用ＮＩＣ装置２２のホスト側の仮想アドレスを、ノードコンピュータ２０により割り当てられたノード側専用ＮＩＣ装置２２のノード側仮想アドレスに変換する（ステップＳ５２２）。
そして、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓスイッチチップ７５の送信制御部は、ノードコンピュータ２０へ送信するデータをノードコンピュータ２０の備えられたメモリに記憶した後（ステップＳ５２３）、ＭＳＩによる割り込み処理によって、メモリに記憶したことを示す記憶完了信号をノードコンピュータ２０に送信する（ステップＳ５２４）。
以上のように、本発明の実施例２であるネットワークシステムによれば、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ規格に基づいて、送信先のノードコンピュータ２０が専用ＨＵＢ装置３０Ａに接続されていない場合であっても、専用ＨＵＢ装置３０Ａとディジーチェーンにて接続された専用ＨＵＢ装置３１Ａにノードコンピュータ２０が接続されている場合には、ノードコンピュータ１０からノードコンピュータ２０へ高速にデータ送信を行うことができる。
＜実施例３＞
本発明の実施例１であるネットワークシステム１００では、レイヤ１〜レイヤ５の５つのレイヤに階層化されたレイヤ構造によりノードコンピュータ間の通信を行うことにより、既存のＴＣＰ／ＩＰプロトコル等のネットワークプロトコルを変更することなく、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ規格に準拠したノードコンピュータ間のパケット通信を実現することができる。
本発明に係るネットワークシステムでは、ＴＣＰ／ＩＰプロトコル等の既存のネットワークプロトコルを用いることなく、利用者が作成したユーザプログラムによりＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ規格に準拠したノードコンピュータ間のパケット通信を実現することもできる。
本発明の実施例３であるネットワークシステム３００では、利用者が作成したユーザプログラムによりＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ規格に準拠したノードコンピュータ間のパケット通信を行う。
本発明の実施例３であるネットワークシステム３００において、ノードコンピュータ間においてデータが伝送される場合のネットワーク構成の概念について説明する。
図２６は、ノードコンピュータ１０とノードコンピュータ２０との間で通信する場合におけるネットワーク構成の概念を示した図である。
図２６に示すように、本発明の実施例３であるネットワークシステム３００は、その概念上、レイヤ１〜レイヤ３の３つの階層に分けられたレイヤ構造としており、同一のレイヤ間で通信を行う。
図２６に示すレイヤ１はノード側専用ＮＩＣ装置のＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓスイッチチップを示している。また、レイヤ２は各ノードコンピュータから各ドライバソフトウェアがインストールされ、ノード側専用ＮＩＣ装置のＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓスイッチチップが、このドライバソフトウェアに基づいて動作することによって実現する。さらに、レイヤ３は、各ノードコンピュータに利用者により作成されたユーザアプリケーションがインストールされ、ノードコンピュータのＣＰＵがこのユーザアプリケーションに基づいて動作することによって実現する。
このように、レイヤ１〜レイヤ３の３つの階層に分けられたレイヤ構造によりノードコンピュータ間の通信を行うことにより、利用者により作成されたユーザアプリケーションがインストールされたノードコンピュータは、ノード側専用ＮＩＣ装置がノードコンピュータの拡張スロットに挿入され、このノード側専用ＮＩＣ装置を動作させるための各種ドライバがインストールされることにより、ノードコンピュータ間の通信を実現することができる。
このようなレイヤ構造において、以下に、ノードコンピュータ１０からノードコンピュータ２０に対してデータを伝送する場合のデータの流れについて説明する。
ノードコンピュータ１０からノードコンピュータ２０に対してデータを伝送する場合、ノードコンピュータ１０のＣＰＵが、ユーザアプリケーションプログラムに基づいて、ノードコンピュータ２０に送信するデータパケットを生成する。
そして、生成されたデータパケットは、レイヤ３において、ユーザアプリケーションプログラムに基づいて、送信先を示す何らかのデータが付加されて、レイヤ２に供給される。
レイヤ２に供給されたデータパケットは、ノード側専用ＮＩＣ装置ドライバに基づいて、ノード側仮想アドレスがホストに割り当てられた仮想アドレスに変換された後、仮想アドレスが付加され、また、ノード側専用ＮＩＣ装置１２のＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓスイッチチップドライバに基づいてＭＡＣアドレスが付加されて、ＴＬＰパケットとしてレイヤ１に供給される。
そして、レイヤ２から供給されたＴＬＰパケットをノード側専用ＮＩＣ装置１２のＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓスイッチチップ４３が、送信する。
ノード側専用ＮＩＣ装置１２から送信されたＴＬＰパケットを受信したノード側ＮＩＣ２２は、ノード側専用ＮＩＣ装置２２のＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓスイッチチップドライバ２０５に基づいて、ＭＡＣアドレスを読み出し、ノード側専用ＮＩＣ装置ドライバに基づいて、ホストに割り当てられた仮想アドレスをノード側仮想アドレスに変換した後、書き換えて、ＴＬＰパケットをレイヤ３へ供給する。
レイヤ３に供給されたデータパケットは、ユーザアプリケーションプログラムに基づいて、ＣＰＵが、供給されたデータパケットのペイロード分を読み出し、各種処理を実行する。
このように、本発明の実施例３であるネットワークシステム３００では、レイヤ構造によりノードコンピュータ間の通信を行うことにより、利用者により作成されたユーザアプリケーションがインストールされたノードコンピュータは、ノード側専用ＮＩＣ装置がノードコンピュータの拡張スロットに挿入され、このノード側専用ＮＩＣ装置を動作させるための各種ドライバがインストールされることにより、ノードコンピュータ間の通信を実現することができる。
＜実施例４＞
本発明の実施例１〜実施例３では、少なくともホストコンピュータ１と、ノードコンピュータ１０，２０と、専用ＨＵＢ装置３０とを備えるネットワークシステムを説明したが、専用ＨＵＢ装置３０を用いずに、ノードコンピュータ同士を接続して、双方向の通信を行うことも好ましい。ただし、この場合、片方のノードコンピュータはホストとしての機能が備えられている必要がある。即ち、本発明の実施例４では、ホストコンピュータ１とノードコンピュータ２０とを接続して、双方向の通信を行うネットワークシステムについて説明する。
≪ネットワークシステムのシステム構成≫
図２７には、本発明の実施例４であるネットワークシステム４００のシステム概念図を示す。
図２７に示されている構成は、専用ＨＵＢ装置３０を介さずに、ホスト側専用ＮＩＣ装置２とノード側専用ＮＩＣ装置２２とがＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓの拡張インターフェースによって接続されている点を除けば、図１と同様の構成である。
≪ノードコンピュータ同士の通信に係る動作≫
次に、ホストコンピュータ１とノードコンピュータ２０との間で通信を行う場合の動作の概略を、図２８のタイムチャートを用いて説明する。
（Ａ）まず、ホストコンピュータ１は、宛先のネットワークアドレスと、所定のデータとを含むＴＬＰパケットを、ホスト側専用ＮＩＣ装置２に送信する。この動作が、図２９中の（Ａ）に示されている。
（Ｂ）次に、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓスイッチチップ４４は、ＴＬＰパケットを、送信用バッファ４２ａに保存する。この動作が、図２８中の（Ｂ）に示されている。
（Ｃ）次に、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓスイッチチップ４４は、保存したＴＬＰパケットを読み取り、相手先のノードコンピュータ２０（のノード側専用ＮＩＣ装置２２）に対して送信する。この動作が、図２８中の（Ｃ）に示されている。
（Ｄ）ノード側専用ＮＩＣ装置２２中のＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓスイッチチップ７５は、受信したＴＬＰパケットを、受信用バッファ８０ｂに記憶する。この動作が、図２９中の（Ｄ）に示されている。
（Ｅ）次に、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓスイッチチップ７５は、記憶したＴＬＰパケットを読み取り、ノードコンピュータ２０に対して送信する。この動作が、図２９中の（Ｅ）に示されている。
このように、上記（Ａ）から（Ｅ）で述べた動作を行うことによって、ホストコンピュータ１からノードコンピュータ２０に対して、ＴＬＰパケットを送信することができる。
また、上記（Ａ）から（Ｅ）で述べた動作と逆の動作を行うことによってノードコンピュータ２０からホストコンピュータ１に対してＴＬＰパケットを送信することができる。すなわち、ホストコンピュータ１とノードコンピュータ２０との間で、双方向の通信が行える。
次に、ノードコンピュータ１０からノードコンピュータ２０へデータを送信する場合におけるデータ通信の動作について詳細に説明する。
図２９は、本発明の実施例４であるネットワークシステムにおいて、ホストコンピュータ１からノードコンピュータ２０へデータを送信する場合におけるデータ通信の動作を示したシーケンス図である。
まず、ホストコンピュータ１は、ノードコンピュータ２０へ送信するデータをホスト側専用ＮＩＣ装置２の送信用バッファ４２ａに記憶した後（ステップＳ７０１）、ＭＳＩ（Message Sending Interrupt）による割り込み処理によって、送信用バッファ４２ａに記憶したことを示す記憶完了信号をホスト側専用ＮＩＣ装置２のＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓスイッチチップ４４に送信する（ステップＳ７０２）。
記憶完了信号を受信したホスト側専用ＮＩＣ装置２のＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓスイッチチップ４４の送信制御部４４ａは、ノードコンピュータ２０が受信可能か否かを判定する（ステップＳ７０３）。具体的には、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓスイッチチップ４４は、内部に備えられたレジスタに記憶されたＦＣクレジット値に基づいて、送信先のノード側専用ＮＩＣ装置２２の受信用バッファ５０ｂに、ＴＬＰパケットを受信するために十分な空き領域があるか否かを判定する。
そして、ステップＳ７０３において、受信可能であると判定された場合は、Ｅｘｐｒｅｓｓスイッチチップ４４は、ノード側専用ＮＩＣ装置２２に対応する仮想アドレスについてタイムスロットによる送信順位が到来したか否かを判定する（ステップＳ７０４）。
具体的には、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓスイッチチップ４４は、ホストコンピュータ１からタイマー割り込みに基づいた所定の時間間隔で送信先のノード側専用ＮＩＣ装置へのデータの送信を順次許可する順次送信許可信号を受信したか否かを判定し、受信した場合にはタイムスロットによる送信順位が到来したと判定する。ここで、ホストコンピュータ１は、例えば、ピコ秒（10-12秒）の時間間隔で、ノード側専用ＮＩＣ装置２２への送信の許可、又は不許可を切り替える順次送信許可信号を受信しており、ホスト側専用ＮＩＣ装置２は、ホストコンピュータ１からこの順次送信許可信号を受け取り、送信順位が到来したか否かを判定する。
ステップＳ７０４において、タイムスロットによる送信順位が到来したと判定された場合には、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓスイッチチップ４４は、送信用バッファ４２ａに記憶されたＴＬＰパケットを、ＳＳＣモードによりノード側専用ＮＩＣ装置２２へ送信する（ステップＳ７０５）。
次に、ノード側専用ＮＩＣ装置２２のＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓスイッチチップ７５の送信制御部は、ホストコンピュータ１により割り当てられたノード側専用ＮＩＣ装置２２のホスト側の仮想アドレスを、ノードコンピュータ２０により割り当てられたノード側専用ＮＩＣ装置２２のノード側仮想アドレスに変換する（ステップＳ７０６）。
そして、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓスイッチチップ７５の送信制御部は、ノードコンピュータ２０へ送信するデータをノードコンピュータ２０の備えられたメモリに記憶した後（ステップＳ７０７）、ＭＳＩによる割り込み処理によって、メモリに記憶したことを示す記憶完了信号をノードコンピュータ２０に送信する（ステップＳ７０８）。
以上のように、本発明の実施例４であるネットワークシステム４００によれば、ホストコンピュータ１により所定の時間間隔でノード側専用ＮＩＣ装置２２へのデータの送信が許可された際に、割り当てられた仮想アドレスに基づいて、ノード側専用ＮＩＣ装置２２へデータを送信するので、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ規格に準拠した簡易な装置構成で、ピアツーピアで、ノードコンピュータ１０からノードコンピュータ２０へデータを高速にデータ送信を行うことができる。
これにより、既存のネットワークプロトコルを変更することなく、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ規格に準拠した拡張インターフェースを用いてネットワークを構成でき、高速なネットワークシステムを簡便に構成することができる。また、そのネットワークを利用してコンピュータクラスタを構築でき、ひいては性能の向上したスーパーコンピュータを実現することができる。
＜実施例５＞
本発明の実施例１〜実施例４であるネットワークシステムによれば、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ規格に準拠した拡張インターフェースを用いて各装置を接続してネットワークを構成することで、簡易な装置構成で、ネットワークの負荷状態に係わらずノードコンピュータ間の高速通信が可能となる。
そこで、さらに、安定的にノードコンピュータ間の高速通信を実現するため、本発明の実施例１〜実施例４であるネットワークシステムの構成に加えて、各装置間を接続するＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓのケーブルに伝送される信号を強調する強調回路をさらに備える構成としてもよい。
本発明の実施例５であるネットワークシステムでは、強調回路を更に備えた構成とする。
本発明の実施例５であるネットワークシステムにおける強調回路は、例えば、ホストコンピュータ１とホスト側専用ＮＩＣ装置２との間、ホスト側専用ＮＩＣ装置２と専用ＨＵＢ装置３０との間、専用ＨＵＢ装置と各ノード側専用ＮＩＣ装置との間、各ノードコンピュータと各ノードコンピュータに接続されたノード側専用ＮＩＣ装置との間を接続するＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓのケーブル上に配置される。
図３０は、本発明の実施例５であるネットワークシステムに備えられた強調回路の構成を示す構成図である。
上述したように、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓは、差動信号によるシリアル通信を行っており、片方向の伝送路を１組用意し、双方向にしたものを「レーン」と呼んでおり、図３０に示した例では、片方向の伝送路に設置された強調回路を示している。
図３０に示すように、強調回路３０１は、差動伝送信号入力端３０２ａ，３０２ｂと、差動伝送ドライバ３０３と、イコライザ３０４と、アンプ３０５と、差動伝送ドライバ３０６と、差動伝送信号出力端３０７ａ，３０７ｂとを備えている。
差動伝送信号入力端３０２ａ，３０２ｂは、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓの１レーンの片方向分の差動信号の入力端である。
差動伝送ドライバ３０３は、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓの１レーンの片方向分の差動信号を、１つのアナログ信号に変換する。
イコライザ３０４は、アナログ信号の高周波数のノイズを含む余剰信号を削除する。その後、アナログ信号の低周波数のノイズを含む余剰信号を削除する。これにより、理想的なアナログ信号を抽出する。
アンプ３０５は、イコライザ３０４より抽出されたアナログ信号の電流を増幅し、より強調されたアナログ信号を出力する。
差動伝送ドライバ３０６は、アナログ信号からデジタル信号に変換し、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓの差動信号を生成する。
差動伝送信号出力端３０７ａ，３０７ｂは、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓの１レーンの片方向分の差動信号の出力端である。
以上のように、本発明の実施例５であるネットワークシステムによれば、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓのケーブル上に、強調回路３０１を備えるので、作動信号を強調することができ、安定的にノードコンピュータ間の高速通信を実現することができる。
＜実施例６＞
本発明の実施例１〜実施例５であるネットワークシステムによれば、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ規格に準拠した拡張インターフェースを用いて各装置を接続してネットワークを構成することで、簡易な装置構成で、ネットワークの負荷状態に係わらずノードコンピュータ間の高速通信が可能となる。
そこで、さらに、互いに平行して配線する差動伝送により生じるノイズを除去して安定的にノードコンピュータ間の高速通信を実現するため、本発明の実施例１〜実施例５であるネットワークシステムの構成に加えて、各装置間を接続するＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓのケーブルに伝送される信号からノイズを除去するノイズ除去回路をさらに備える構成としてもよい。
本発明の実施例６であるネットワークシステムでは、ノイズ除去回路を更に備えた構成とする。
本発明の実施例６であるネットワークシステムにおけるノイズ除去回路は、例えば、ホストコンピュータ１とホスト側専用ＮＩＣ装置２との間、ホスト側専用ＮＩＣ装置２と専用ＨＵＢ装置３０との間、専用ＨＵＢ装置と各ノード側専用ＮＩＣ装置との間、各ノードコンピュータと各ノードコンピュータに接続されたノード側専用ＮＩＣ装置との間を接続するＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓのケーブル上に配置される。
図３１は、本発明の実施例６であるネットワークシステムに備えられたノイズ除去回路の構成を示す構成図である。
図３１に示した例では、ノード側専用ＮＩＣ装置１２と専用ＨＵＢ装置３０を接続するＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓのケーブル上のうち、ノード側専用ＮＩＣ装置１２から専用ＨＵＢ装置３０へデータを伝送する１組の伝送路に設置されたノイズ除去回路を示している。
図３１に示すように、ノイズ除去回路４０１は、ノード側専用ＮＩＣ装置１２ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓスイッチチップ４３と、専用ＨＵＢ装置３０のＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓデバイススイッチ６０とがＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓケーブル４０６ａ，４０６ｂにより接続されており、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓケーブル４０６ａ，４０６ｂの上流端付近には、上流側抵抗４０３ａ，４０３ｂと、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓケーブル４０６ａ，４０６ｂの下流端付近には、下流側抵抗４０４ａ，４０４ｂとが配置されている。
そして、上流側抵抗４０３ａの抵抗値を“Ｒ１”、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓケーブル４０６ａのインピーダンスを“Ｚ１”、下流側抵抗４０４ａの抵抗値を“Ｒ２”とすると、下記数式１の条件を満たすように、上流側抵抗４０３ａの抵抗値“Ｒ１” 、又は下流側抵抗４０４ａの抵抗値“Ｒ２”を調整する。
Ｒ１／Ｚ＝Ｚ／Ｒ２ （数式１）
これにより、本発明の実施例６であるネットワークシステムにおけるノイズ除去回路は、互いに平行して配線する差動伝送により生じるノイズを除去することができる。
また、同様に、上流側抵抗４０３ｂの抵抗値を“Ｒ１”、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓケーブル４０６ｂのインピーダンスを“Ｚ１”、下流側抵抗４０４ｂの抵抗値を“Ｒ２”とした場合にも、上記数式１の条件を満たすように、上流側抵抗４０３ｂの抵抗値“Ｒ１” 、又は下流側抵抗４０４ｂの抵抗値“Ｒ２”を調整することで、ノイズを除去することができる。
以上のように、本発明の実施例６であるネットワークシステムによれば、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓのケーブル上に、ノイズ除去回路４０１を備えるので、互いに平行して配線する差動伝送により生じるノイズを除去して安定的にノードコンピュータ間の高速通信を実現することができる。
１…ホストコンピュータ
２…ホスト側専用ＮＩＣ装置（ホスト側ＮＩＣ装置）
３…ＣＰＵ
３ａ…アドレス生成部
３ｂ…タイムスロット制御部
４…ルート・コンプレックス
５…メモリ
６…Ｅｘｐｒｅｓｓホストスイッチ
７…エンド・ポイント
８…拡張スロット
１０，２０，２１ａ，２１ｂ，２１ｃ…ノードコンピュータ
１２，２２，２３ａ，２３ｂ，２３ｃ…ノード側専用ＮＩＣ装置（ＮＩＣ装置）
３０…専用ＨＵＢ装置（ＨＵＢ装置）
３０Ａ…専用ＨＵＢ装置（第１のＨＵＢ装置）
３１Ａ…専用ＨＵＢ装置（第２のＨＵＢ装置）
４２ａ，５０ａ…送信用バッファ
４２ｂ，５０ｂ…受信用バッファ
４３，４４，７５…Ｅｘｐｒｅｓｓスイッチチップ
４３ａ，４４ａ…送信制御部
６０，６０Ａ…Ｅｘｐｒｅｓｓデバイススイッチ
６０ａ…ポート番号決定部
６０ｂ…受信バッファ状態判定部
６０ｃ…データ送信部
６０ｄ…配下判定部
６０ｅ…データ転送部
６０ｆ…初期化処理部
６０ｇ…切断処理部
７０…ＥＥＰＲＯＭ
７２…中継用バッファ
８０ａ…送信用バッファ
８０ｂ…受信用バッファ
１００，２００，３００，４００…ネットワークシステム
３０１…強調回路
４０１…ノイズ除去回路

Claims (32)

  1. 複数のＮＩＣ装置それぞれに対応する複数のコンピュータと前記複数のＮＩＣ装置を介して接続されたＨＵＢ装置に接続されるＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ規格準拠のホストコンピュータであって、
    前記複数のＮＩＣ装置及び前記ＨＵＢ装置を一意に識別する仮想アドレスを生成するアドレス生成部と、
    前記アドレス生成部により生成された仮想アドレスを記憶するアドレス記憶部と、
    前記記憶された仮想アドレスに基づいて、タイマー割り込みに基づいた所定の時間間隔で前記複数のＮＩＣ装置へのデータの送信を順次許可する順次送信許可信号を前記ＨＵＢ装置に送信するタイムスロット制御部と、
    を備えることを特徴としたホストコンピュータ。
  2. 複数のＮＩＣ装置それぞれに対応する複数のコンピュータと前記複数のＮＩＣ装置を介して接続されると共に、タイマー割り込みに基づいた所定の時間間隔で前記複数のＮＩＣ装置のうちいずれか１つへのデータの送信を順次許可するホストコンピュータと接続されるＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ規格準拠のＨＵＢ装置であって、
    前記ホストコンピュータによって割り当てられた前記複数のＮＩＣ装置を一意に識別する仮想アドレスと、前記複数のＮＩＣ装置が接続されたポート番号を一意に識別するためのデバイス情報と、前記複数のコンピュータを一意に識別するネットワークアドレスとを関連づけてデバイス関連情報として記憶するデバイス関連情報記憶部と、
    前記複数のコンピュータのうちいずれか１つから、送信先コンピュータとして他の１又は複数のコンピュータへのデータの送信を要求する要求信号と共に、前記送信先コンピュータの前記ネットワークアドレスを含む前記データを受信した場合に、前記デバイス関連情報記憶部に記憶されたデバイス関連情報を読み出し、この読み出したデバイス関連情報と前記受信したネットワークアドレスとに基づいて、前記送信先コンピュータに対応する１又は複数のポート番号を決定するポート番号決定部と、
    前記ホストコンピュータから、タイマー割り込みに基づいた所定の時間間隔で前記仮想アドレスが示す前記ＮＩＣ装置へのデータ送信を順次許可する順次送信許可信号を受信した場合に、前記決定されたポート番号が示すポートに接続された前記１又は複数のＮＩＣ装置のうち、前記順次送信許可信号が示す仮想アドレスに対応するＮＩＣ装置へ前記データを送信するデータ送信部と、
    を備えたことを特徴とするＨＵＢ装置。
  3. 前記ポート番号決定部により決定されたポート番号が示すポートに接続された前記１又は複数のＮＩＣ装置それぞれに備えられた受信バッファに空き領域があるか否かを判定する受信バッファ状態判定部と、を更に備え、
    前記データ送信部は、
    前記受信バッファに空き領域があると判定された場合、かつ前記ホストコンピュータからタイマー割り込みに基づいた所定の時間間隔で前記仮想アドレスが示す前記ＮＩＣ装置へのデータ送信を順次許可する順次送信許可信号を受信した場合に、前記受信バッファに空き領域があると判定された１又は複数のＮＩＣ装置のうち、前記順次送信許可信号が示す仮想アドレスに対応するＮＩＣ装置へ前記データを送信する
    ことを特徴とする請求項２記載のＨＵＢ装置。
  4. 前記複数のコンピュータのうちいずれか１つにより生成されたクロック信号に基づいて、このコンピュータに対応する前記ＮＩＣ装置が初期化されたことを検出した場合に、この初期化が検出されたＮＩＣ装置の前記デバイス情報を前記ホストコンピュータへ送信し、前記ホストコンピュータから受信した前記初期化が検出されたＮＩＣ装置の前記デバイス関連情報を前記デバイス関連情報記憶部に記憶させると共に、当該ＨＵＢ装置、及び前記初期化が検出されたＮＩＣ装置の前記仮想アドレスを前記初期化が検出されたＮＩＣ装置へ送信する初期化処理部と、
    を更に備えたことを特徴とする請求項２、又は３記載のＨＵＢ装置。
  5. 前記複数のコンピュータのうちいずれか１つにより生成されたクロック信号に基づいて、このコンピュータに対応する前記ＮＩＣ装置が停止されたことを検出した場合に、この停止が検出されたＮＩＣ装置の前記デバイス情報を前記ホストコンピュータへ送信すると共に、前記デバイス関連情報記憶部から前記停止が検出されたＮＩＣ装置に対応する前記デバイス関連情報を削除する切断処理部と、
    を更に備えたことを特徴とする請求項２〜４のうちいずれか１項記載のＨＵＢ装置。
  6. 複数のＮＩＣ装置それぞれに対応する複数のコンピュータと前記複数のＮＩＣ装置を介して接続されたＨＵＢ装置と接続されると共に、ホストコンピュータと接続されるＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ規格準拠のホスト側ＮＩＣ装置であって、
    前記ホストコンピュータから供給された前記複数のＮＩＣ装置を一意に識別する仮想アドレスと、この仮想アドレスに対応する前記複数のコンピュータを一意に識別するネットワークアドレスとを含むデバイス関連情報を記憶すると共に、前記ホストコンピュータから供給された前記複数のＮＩＣ装置のうちいずれか１つへのデータの送信を順次許可する順次送信許可信号を記憶する送信バッファと、
    前記送信バッファに記憶されたデバイス関連情報、又は順次送信許可信号を前記ＨＵＢ装置へ送信する送信制御部と、
    を備えることを特徴とするホスト側ＮＩＣ装置。
  7. コンピュータと接続されると共に、ホストコンピュータと接続されたＨＵＢ装置に接続されるＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ規格準拠のＮＩＣ装置であって、
    前記ＨＵＢ装置から受信した前記ホストコンピュータによって割り当てられた前記ＨＵＢ装置、及び当該ＮＩＣ装置を一意に識別する仮想アドレスを記憶すると共に、前記ホストコンピュータにより前記ＨＵＢ装置に送信された順次送信許可信号に基づいて前記ＨＵＢ装置から所定の時間間隔で送信されたデータを記憶する受信バッファと、
    前記コンピュータの割り込み処理により、前記ＨＵＢ装置に送信するデータを記憶する送信バッファと、
    前記受信バッファにデータが記憶された場合に、このデータに含まれる当該ＮＩＣ装置の前記仮想アドレスを、前記コンピュータにより割り当てられたノード側仮想アドレスに変換し、この変換後のデータを割り込み処理により前記コンピュータに送信すると共に、前記ＨＵＢ装置から、前記ＨＵＢ装置へデータの送信を許可する送信許可信号を受信した場合に、前記送信バッファに記憶されたデータに含まれるノード側仮想アドレスを当該ＮＩＣ装置の前記仮想アドレスに変換し、この変換後のデータを前記ＨＵＢ装置の仮想アドレスに基づいて前記ＨＵＢ装置に送信する送信制御部と、
    を備えることを特徴とするＮＩＣ装置。
  8. 複数のコンピュータとそれぞれ接続された複数のＮＩＣ装置と、この複数のＮＩＣ装置と接続されたＨＵＢ装置と、このＨＵＢ装置にホスト側ＮＩＣ装置を介して接続されたホストコンピュータとを備えるＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ規格準拠のネットワークシステムであって、
    前記ホストコンピュータは、
    前記複数のＮＩＣ装置及び前記ＨＵＢ装置を一意に識別する仮想アドレスを生成するアドレス生成部と、
    前記アドレス生成部により生成された仮想アドレスを記憶するアドレス記憶部と、
    前記記憶された仮想アドレスに基づいて、タイマー割り込みに基づいた所定の時間間隔で前記複数のＮＩＣ装置へのデータの送信を順次許可する順次送信許可信号を前記ＨＵＢ装置に送信するタイムスロット制御部と、を有し、
    前記ＨＵＢ装置は、
    前記ホストコンピュータによって割り当てられた前記複数のＮＩＣ装置を一意に識別する仮想アドレスと、前記複数のＮＩＣ装置が接続されたポート番号を一意に識別するためのデバイス情報と、前記複数のコンピュータを一意に識別するネットワークアドレスとを関連づけてデバイス関連情報として記憶するデバイス関連情報記憶部と、
    前記複数のコンピュータのうちいずれか１つから、送信先コンピュータとして他の１又は複数のコンピュータへのデータの送信を要求する要求信号と共に、前記送信先コンピュータの前記ネットワークアドレスを含む前記データを受信した場合に、前記デバイス関連情報記憶部に記憶されたデバイス関連情報を読み出し、この読み出したデバイス関連情報と前記受信したネットワークアドレスとに基づいて、前記送信先コンピュータに対応する１又は複数のポート番号を決定するポート番号決定部と、
    前記ホストコンピュータから、前記順次送信許可信号を受信した場合に、前記決定されたポート番号が示すポートに接続された前記１又は複数のＮＩＣ装置のうち、前記順次送信許可信号が示す仮想アドレスに対応するＮＩＣ装置へ前記データを送信するデータ送信部と、を有し、
    前記複数のＮＩＣ装置は、
    前記ＨＵＢ装置から受信した前記ホストコンピュータによって割り当てられた前記ＨＵＢ装置、及び当該ＮＩＣ装置を一意に識別する仮想アドレスを記憶すると共に、前記ホストコンピュータにより前記ＨＵＢ装置に送信された順次送信許可信号に基づいて前記ＨＵＢ装置から、所定の時間間隔で送信されたデータを記憶する受信バッファと、
    前記コンピュータの割り込み処理により、前記ＨＵＢ装置に送信するデータを記憶する送信バッファと、
    前記受信バッファにデータが記憶された場合に、このデータに含まれる当該ＮＩＣ装置の前記仮想アドレスを、前記コンピュータにより割り当てられたノード側仮想アドレスに変換し、この変換後のデータを割り込み処理により前記コンピュータに送信すると共に、前記ＨＵＢ装置から、前記ＨＵＢ装置へデータの送信を許可する送信許可信号を受信した場合に、前記送信バッファに記憶されたデータに含まれるノード側仮想アドレスを当該ＮＩＣ装置の前記仮想アドレスに変換し、この変換後のデータを前記ＨＵＢ装置の仮想アドレスに基づいて前記ＨＵＢ装置に送信する送信制御部と、を有する
    ことを特徴とするネットワークシステム。
  9. 複数のＮＩＣ装置それぞれに対応する複数のコンピュータと前記複数のＮＩＣ装置を介して接続されたＨＵＢ装置と、このＨＵＢ装置にホスト側ＮＩＣ装置を介して接続されたホストコンピュータとを備えるＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ規格準拠のネットワークシステムであって、
    前記ホストコンピュータは、
    前記複数のＮＩＣ装置及び前記ＨＵＢ装置を一意に識別する仮想アドレスを生成するアドレス生成部と、
    前記アドレス生成部により生成された仮想アドレスを記憶するアドレス記憶部と、
    前記記憶された仮想アドレスに基づいて、タイマー割り込みに基づいた所定の時間間隔で前記複数のＮＩＣ装置へのデータの送信を順次許可する順次送信許可信号を前記ＨＵＢ装置に送信するタイムスロット制御部と、を有し、
    前記ＨＵＢ装置は、
    前記ホストコンピュータによって割り当てられた前記複数のＮＩＣ装置を一意に識別する仮想アドレスと、前記複数のＮＩＣ装置が接続されたポート番号を一意に識別するためのデバイス情報と、前記複数のコンピュータを一意に識別するネットワークアドレスとを関連づけてデバイス関連情報として記憶するデバイス関連情報記憶部と、
    前記複数のコンピュータのうちいずれか１つから、送信先コンピュータとして他の１又は複数のコンピュータへのデータの送信を要求する要求信号と共に、前記送信先コンピュータの前記ネットワークアドレスを含む前記データを受信した場合に、前記デバイス関連情報記憶部に記憶されたデバイス関連情報を読み出し、この読み出したデバイス関連情報と前記受信したネットワークアドレスとに基づいて、前記送信先コンピュータに対応する１又は複数のポート番号を決定するポート番号決定部と、
    前記ホストコンピュータから、前記順次送信許可信号を受信した場合に、前記決定されたポート番号が示すポートに接続された前記１又は複数のＮＩＣ装置のうち、前記順次送信許可信号が示す仮想アドレスに対応するＮＩＣ装置へ前記データを送信するデータ送信部と、を有する
    ことを特徴とするネットワークシステム。
  10. 複数のコンピュータとそれぞれ接続された複数のＮＩＣ装置と、この複数のＮＩＣ装置と接続される共に、タイマー割り込みに基づいた所定の時間間隔で前記複数のＮＩＣ装置のうちいずれか１つへのデータの送信を順次許可するホストコンピュータと接続されたＨＵＢ装置とを備えるＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ規格準拠のネットワークシステムであって、
    前記ＨＵＢ装置は、
    前記ホストコンピュータによって割り当てられた前記複数のＮＩＣ装置を一意に識別する仮想アドレスと、前記複数のＮＩＣ装置が接続されたポート番号を一意に識別するためのデバイス情報と、前記複数のコンピュータを一意に識別するネットワークアドレスとを関連づけてデバイス関連情報として記憶するデバイス関連情報記憶部と、
    前記複数のコンピュータのうちいずれか１つから、送信先コンピュータとして他の１又は複数のコンピュータへのデータの送信を要求する要求信号と共に、前記送信先コンピュータの前記ネットワークアドレスを含む前記データを受信した場合に、前記デバイス関連情報記憶部に記憶されたデバイス関連情報を読み出し、この読み出したデバイス関連情報と前記受信したネットワークアドレスとに基づいて、前記送信先コンピュータに対応する１又は複数のポート番号を決定するポート番号決定部と、
    前記ホストコンピュータから、タイマー割り込みに基づいた所定の時間間隔で前記仮想アドレスが示す前記ＮＩＣ装置へのデータ送信を順次許可する順次送信許可信号を受信した場合に、前記決定されたポート番号が示すポートに接続された前記１又は複数のＮＩＣ装置のうち、前記順次送信許可信号が示す仮想アドレスに対応するＮＩＣ装置へ前記データを送信するデータ送信部と、を有し、
    前記複数のＮＩＣ装置は、
    前記ＨＵＢ装置から受信した前記ホストコンピュータによって割り当てられた前記ＨＵＢ装置、及び当該ＮＩＣ装置を一意に識別する前記仮想アドレスを記憶すると共に、前記ホストコンピュータにより前記ＨＵＢ装置に送信された前記順次送信許可信号に基づいて前記ＨＵＢ装置から、所定の時間間隔で送信されたデータを記憶する受信バッファと、
    前記コンピュータの割り込み処理により、前記ＨＵＢ装置に送信するデータを記憶する送信バッファと、
    前記受信バッファにデータが記憶された場合に、このデータに含まれる当該ＮＩＣ装置の前記仮想アドレスを、前記コンピュータにより割り当てられたノード側仮想アドレスに変換し、この変換後のデータを割り込み処理により前記コンピュータに送信すると共に、前記ＨＵＢ装置から、前記ＨＵＢ装置へデータの送信を許可する送信許可信号を受信した場合に、前記送信バッファに記憶されたデータに含まれるノード側仮想アドレスを当該ＮＩＣ装置の前記仮想アドレスに変換し、この変換後のデータを前記ＨＵＢ装置の仮想アドレスに基づいて前記ＨＵＢ装置に送信する送信制御部と、を有する
    ことを特徴とするネットワークシステム。
  11. 前記ＨＵＢ装置は、
    前記ポート番号決定部により決定されたポート番号が示すポートに接続された前記１又は複数のＮＩＣ装置それぞれに備えられた受信バッファに空き領域があるか否かを判定する受信バッファ状態判定部と、を更に備え、
    前記データ送信部は、
    前記受信バッファに空き領域があると判定された場合、かつ前記ホストコンピュータからタイマー割り込みに基づいた所定の時間間隔で前記仮想アドレスが示す前記ＮＩＣ装置へのデータ送信を順次許可する順次送信許可信号を受信した場合に、前記受信バッファに空き領域があると判定された１又は複数のＮＩＣ装置のうち、前記順次送信許可信号が示す仮想アドレスに対応するＮＩＣ装置へ前記データを送信する
    ことを特徴とする請求項８〜１０のうちいずれか１項記載のネットワークシステム。
  12. 前記ＨＵＢ装置は、
    前記複数のコンピュータのうちいずれか１つにより生成されたクロック信号に基づいて、このコンピュータに対応する前記ＮＩＣ装置が初期化されたことを検出した場合に、この初期化が検出されたＮＩＣ装置の前記デバイス情報を前記ホストコンピュータへ送信し、前記ホストコンピュータから受信した前記初期化が検出されたＮＩＣ装置の前記デバイス関連情報を前記デバイス関連情報記憶部に記憶させると共に、当該ＨＵＢ装置、及び前記初期化が検出されたＮＩＣ装置の前記仮想アドレスを前記初期化が検出されたＮＩＣ装置へ送信する初期化処理部と、
    を更に備えたことを特徴とする請求項８〜１１のうちいずれか１項記載のネットワークシステム。
  13. 前記ＨＵＢ装置は、
    前記複数のコンピュータのうちいずれか１つにより生成されたクロック信号に基づいて、このコンピュータに対応する前記ＮＩＣ装置が停止されたことを検出した場合に、この停止が検出されたＮＩＣ装置の前記デバイス情報を前記ホストコンピュータへ送信すると共に、前記デバイス関連情報記憶部から前記停止が検出されたＮＩＣ装置に対応する前記デバイス関連情報を削除する切断処理部と、
    を更に備えたことを特徴とする請求項８〜１２のうちいずれか１項記載のネットワークシステム。
  14. 複数のＮＩＣ装置それぞれに対応する複数のコンピュータと前記複数のＮＩＣ装置を介して接続された第１のＨＵＢ装置と、この第１のＨＵＢ装置と同一構成を有する第２のＨＵＢ装置とが、前記第１のＨＵＢ装置を上流側としてディジーチェーン接続されるＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ規格準拠のホストコンピュータであって、
    前記第１のＨＵＢ装置、又は前記第２のＨＵＢ装置に接続された複数のＮＩＣ装置、前記第１のＨＵＢ装置、並びに前記第２のＨＵＢ装置を一意に識別する仮想アドレスを生成するアドレス生成部と、
    前記アドレス生成部により生成された仮想アドレスを記憶するアドレス記憶部と、
    前記記憶された仮想アドレスに基づいて、タイマー割り込みに基づいた所定の時間間隔で前記複数のＮＩＣ装置へのデータの送信を順次許可する順次送信許可信号を前記第１のＨＵＢ装置に送信するタイムスロット制御部と、
    を備えることを特徴としたホストコンピュータ。
  15. 複数のＮＩＣ装置それぞれに対応する複数のコンピュータと前記複数のＮＩＣ装置を介して接続されると共に、ディジーチェーン接続により当該第１のＨＵＢ装置の上流端に、前記複数のＮＩＣ装置のうちいずれか１つへのデータの送信をタイマー割り込みに基づいた所定の時間間隔で順次許可するホストコンピュータが接続され、当該第１のＨＵＢ装置の下流側に、当該第１のＨＵＢ装置と同一構成を有する第２のＨＵＢ装置が接続されるＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ規格準拠の第１のＨＵＢ装置であって、
    当該第１のＨＵＢ装置に接続された前記複数のＮＩＣ装置のうち、前記ホストコンピュータによって割り当てられた前記複数のＮＩＣ装置を一意に識別する仮想アドレスと、前記複数のＮＩＣ装置が接続されたポート番号を一意に識別するためのデバイス情報と、当該第１のＨＵＢ装置に接続された前記複数のコンピュータを一意に識別するネットワークアドレスとを関連づけてデバイス関連情報として記憶するデバイス関連情報記憶部と、
    前記第２のＨＵＢ装置に接続された複数のコンピュータのうちいずれか１つから、送信先コンピュータとして１又は複数のコンピュータへのデータの送信を要求する要求信号と共に、前記送信先コンピュータの前記ネットワークアドレスを含む前記データを受信した場合に、前記デバイス関連情報記憶部に記憶された仮想アドレス関連情報に基づいて、前記受信したネットワークアドレスが、当該第１のＨＵＢ装置に接続されたコンピュータに対応するか否かを判定する配下判定部と、
    前記配下判定部により当該第１のＨＵＢ装置に接続されたコンピュータに対応しないと判定された場合に、前記受信した要求信号とネットワークアドレスを含むデータとを、前記ディジーチェーン接続により上流側に接続された前記ホストコンピュータ又は他のＨＵＢ装置に転送するデータ転送部と、
    前記配下判定部により当該第１のＨＵＢ装置に接続されたコンピュータに対応すると判定された場合に、前記読み出したデバイス関連情報と前記受信したネットワークアドレスとに基づいて、前記送信先コンピュータに対応する１又は複数のポート番号を決定するポート番号決定部と、
    前記ホストコンピュータから、タイマー割り込みに基づいた所定の時間間隔で前記仮想アドレスが示す前記ＮＩＣ装置へのデータの送信を順次許可する順次送信許可信号を受信した場合に、前記ポート番号決定部により決定されたポート番号が示すポートに接続された前記１又は複数のＮＩＣ装置のうち、前記順次送信許可信号が示す仮想アドレスに対応するＮＩＣ装置へ前記データを送信するデータ送信部と、
    を備えたことを特徴とする第１のＨＵＢ装置。
  16. 前記ポート番号決定部により決定されたポート番号が示すポートに接続された前記１又は複数のＮＩＣ装置それぞれに備えられた受信バッファに空き領域があるか否かを判定する受信バッファ状態判定部と、を更に備え、
    前記データ送信部は、
    前記受信バッファ状態判定部により受信バッファに空き領域があると判定された場合、かつ前記ホストコンピュータからタイマー割り込み基づいた所定の時間間隔で前記仮想アドレスが示す前記ＮＩＣ装置へのデータの送信を順次許可する順次送信許可信号を受信した場合に、前記受信バッファに空き領域があると判定された１又は複数のＮＩＣ装置のうち、前記順次送信許可信号が示す仮想アドレスに対応するＮＩＣ装置へ前記データを送信する
    ことを特徴とする請求項１５記載の第１のＨＵＢ装置。
  17. 前記複数のコンピュータのうちいずれか１つにより生成されたクロック信号に基づいて、このコンピュータに対応する前記ＮＩＣ装置が初期化されたことを検出した場合に、この初期化が検出されたＮＩＣ装置の前記デバイス情報を前記ホストコンピュータへ送信し、前記ホストコンピュータから受信した前記初期化が検出されたＮＩＣ装置の前記デバイス関連情報を前記デバイス関連情報記憶部に記憶させると共に、当該第１のＨＵＢ装置、及び前記初期化が検出されたＮＩＣ装置の前記仮想アドレスを前記初期化が検出されたＮＩＣ装置へ送信する初期化処理部と、
    を更に備えたことを特徴とする請求項１５、又は１６記載の第１のＨＵＢ装置。
  18. 前記複数のコンピュータのうちいずれか１つにより生成されたクロック信号に基づいて、このコンピュータに対応する前記ＮＩＣ装置が停止されたことを検出した場合に、この停止が検出されたＮＩＣ装置の前記デバイス情報を前記ホストコンピュータへ送信すると共に、前記デバイス関連情報記憶部から前記停止が検出されたＮＩＣ装置に対応する前記デバイス関連情報を削除する切断処理部と、
    を更に備えたことを特徴とする請求項１５〜１７のうちいずれか１項記載の第１のＨＵＢ装置。
  19. 複数のコンピュータとそれぞれ接続された複数のＮＩＣ装置と、この複数のＮＩＣ装置と接続された第１のＨＵＢ装置と、この第１のＨＵＢ装置と同一構成を有する第２のＨＵＢ装置と、前記第１のＨＵＢ装置を上流側としてディジーチェーン接続されるホストコンピュータとを備えるＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ規格準拠のネットワークシステムであって、
    前記ホストコンピュータは、
    前記第１のＨＵＢ装置、又は前記第２のＨＵＢ装置に接続された複数のＮＩＣ装置、前記第１のＨＵＢ装置、並びに前記第２のＨＵＢ装置を一意に識別する仮想アドレスを生成するアドレス生成部と、
    前記アドレス生成部により生成された仮想アドレスを記憶するアドレス記憶部と、
    前記記憶された仮想アドレスに基づいて、タイマー割り込みに基づいた所定の時間間隔で前記複数のＮＩＣ装置へのデータの送信を順次許可する順次送信許可信号を前記第１のＨＵＢ装置に送信するタイムスロット制御部と、を有し、
    前記第１のＨＵＢ装置は、
    当該第１のＨＵＢ装置に接続された前記複数のＮＩＣ装置のうち、前記ホストコンピュータによって割り当てられた前記複数のＮＩＣ装置を一意に識別する仮想アドレスと、前記複数のＮＩＣ装置が接続されたポート番号を一意に識別するためのデバイス情報と、当該第１のＨＵＢ装置に接続された前記複数のコンピュータを一意に識別するネットワークアドレスとを関連づけてデバイス関連情報として記憶するデバイス関連情報記憶部と、
    前記第２のＨＵＢ装置に接続された複数のコンピュータのうちいずれか１つから、送信先コンピュータとして１又は複数のコンピュータへのデータの送信を要求する要求信号と共に、前記送信先コンピュータの前記ネットワークアドレスを含む前記データを受信した場合に、前記デバイス関連情報記憶部に記憶された仮想アドレス関連情報に基づいて、前記受信したネットワークアドレスが、当該第１のＨＵＢ装置に接続されたコンピュータに対応するか否かを判定する配下判定部と、
    前記配下判定部により当該第１のＨＵＢ装置に接続されたコンピュータに対応しないと判定された場合に、前記受信した要求信号とネットワークアドレスを含むデータとを、前記ディジーチェーン接続により上流側に接続された前記ホストコンピュータ又は他のＨＵＢ装置に転送するデータ転送部と、
    前記配下判定部により当該第１のＨＵＢ装置に接続されたコンピュータに対応すると判定された場合に、前記読み出したデバイス関連情報と前記受信したネットワークアドレスとに基づいて、前記送信先コンピュータに対応する１又は複数のポート番号を決定するポート番号決定部と、
    前記ホストコンピュータから前記順次送信許可信号を受信した場合に、前記ポート番号決定部により決定されたポート番号が示すポートに接続された前記１又は複数のＮＩＣ装置のうち、前記順次送信許可信号が示す仮想アドレスに対応するＮＩＣ装置へ前記データを送信するデータ送信部と、を有し、
    前記第１のＨＵＢ装置に接続された前記複数のＮＩＣ装置は、
    前記第１のＨＵＢ装置受信した前記ホストコンピュータによって割り当てられた前記ＨＵＢ装置、及び当該ＮＩＣ装置を一意に識別する前記仮想アドレスを記憶すると共に、前記順次送信許可信号に基づいて前記第１のＨＵＢ装置から、所定の時間間隔で送信されたデータを記憶する受信バッファと、
    前記コンピュータの割り込み処理により、前記第１のＨＵＢ装置に送信するデータを記憶する送信バッファと、
    前記受信バッファにデータが記憶された場合に、このデータに含まれる当該ＮＩＣ装置の前記仮想アドレスを、前記コンピュータにより割り当てられたノード側仮想アドレスに変換し、この変換後のデータを割り込み処理により前記コンピュータに送信すると共に、前記第１のＨＵＢ装置から、前記第１のＨＵＢ装置へデータの送信を許可する送信許可信号を受信した場合に、前記送信バッファに記憶されたデータに含まれるノード側仮想アドレスを当該ＮＩＣ装置の前記仮想アドレスに変換し、この変換後のデータを前記第１のＨＵＢ装置の仮想アドレスに基づいて前記第１のＨＵＢ装置に送信する送信制御部と、を有する
    ことを特徴とするネットワークシステム。
  20. 複数のコンピュータとそれぞれ接続された複数のＮＩＣ装置と接続された第１のＨＵＢ装置と、この第１のＨＵＢ装置と同一構成を有する第２のＨＵＢ装置と、前記第１のＨＵＢ装置を上流側としてディジーチェーン接続されるホストコンピュータとを備えるＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ規格準拠のネットワークシステムであって、
    前記ホストコンピュータは、
    前記第１のＨＵＢ装置、又は前記第２のＨＵＢ装置に接続された複数のＮＩＣ装置、前記第１のＨＵＢ装置、並びに前記第２のＨＵＢ装置を一意に識別する仮想アドレスを生成するアドレス生成部と、
    前記アドレス生成部により生成された仮想アドレスを記憶するアドレス記憶部と、
    前記記憶された仮想アドレスに基づいて、タイマー割り込みに基づいた所定の時間間隔で前記複数のＮＩＣ装置へのデータの送信を順次許可する順次送信許可信号を前記第１のＨＵＢ装置に送信するタイムスロット制御部と、を有し、
    前記第１のＨＵＢ装置は、
    当該第１のＨＵＢ装置に接続された前記複数のＮＩＣ装置のうち、前記ホストコンピュータによって割り当てられた前記複数のＮＩＣ装置を一意に識別する仮想アドレスと、前記複数のＮＩＣ装置が接続されたポート番号を一意に識別するためのデバイス情報と、当該第１のＨＵＢ装置に接続された前記複数のコンピュータを一意に識別するネットワークアドレスとを関連づけてデバイス関連情報として記憶するデバイス関連情報記憶部と、
    前記第２のＨＵＢ装置に接続された複数のコンピュータのうちいずれか１つから、送信先コンピュータとして１又は複数のコンピュータへのデータの送信を要求する要求信号と共に、前記送信先コンピュータの前記ネットワークアドレスを含む前記データを受信した場合に、前記デバイス関連情報記憶部に記憶された仮想アドレス関連情報に基づいて、前記受信したネットワークアドレスが、当該第１のＨＵＢ装置に接続されたコンピュータに対応するか否かを判定する配下判定部と、
    前記配下判定部により当該第１のＨＵＢ装置に接続されたコンピュータに対応しないと判定された場合に、前記受信した要求信号とネットワークアドレスを含むデータとを、前記ディジーチェーン接続により上流側に接続された前記ホストコンピュータ又は他のＨＵＢ装置に転送するデータ転送部と、
    前記配下判定部により当該第１のＨＵＢ装置に接続されたコンピュータに対応すると判定された場合に、前記読み出したデバイス関連情報と前記受信したネットワークアドレスとに基づいて、前記送信先コンピュータに対応する１又は複数のポート番号を決定するポート番号決定部と、
    前記ホストコンピュータから前記順次送信許可信号を受信した場合に、前記ポート番号決定部により決定されたポート番号が示すポートに接続された前記１又は複数のＮＩＣ装置のうち、前記順次送信許可信号が示す仮想アドレスに対応するＮＩＣ装置へ前記データを送信するデータ送信部と、を有する
    ことを特徴とするネットワークシステム。
  21. 複数のコンピュータとそれぞれ接続された複数のＮＩＣ装置と、この複数のＮＩＣ装置と接続される共に、タイマー割り込みに基づいた所定の時間間隔で前記複数のＮＩＣ装置のうちいずれか１つへのデータの送信を順次許可する順次送信許可信号を送信するホストコンピュータと接続された第１のＨＵＢ装置と、この第１のＨＵＢ装置の下流側にディジーチェーン接続された前記第１のＨＵＢ装置と同一構成を有する第２のＨＵＢ装置とを備えるＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ規格準拠のネットワークシステムであって、
    前記第１のＨＵＢ装置は、
    当該第１のＨＵＢ装置に接続された前記複数のＮＩＣ装置のうち、前記ホストコンピュータによって割り当てられた前記複数のＮＩＣ装置を一意に識別する仮想アドレスと、前記複数のＮＩＣ装置が接続されたポート番号を一意に識別するためのデバイス情報と、当該第１のＨＵＢ装置に接続された前記複数のコンピュータを一意に識別するネットワークアドレスとを関連づけてデバイス関連情報として記憶するデバイス関連情報記憶部と、
    前記第２のＨＵＢ装置に接続された複数のコンピュータのうちいずれか１つから、送信先コンピュータとして１又は複数のコンピュータへのデータの送信を要求する要求信号と共に、前記送信先コンピュータの前記ネットワークアドレスを含む前記データを受信した場合に、前記デバイス関連情報記憶部に記憶された仮想アドレス関連情報に基づいて、前記受信したネットワークアドレスが、当該第１のＨＵＢ装置に接続されたコンピュータに対応するか否かを判定する配下判定部と、
    前記配下判定部により当該第１のＨＵＢ装置に接続されたコンピュータに対応しないと判定された場合に、前記受信した要求信号とネットワークアドレスを含むデータとを、前記ディジーチェーン接続により上流側に接続された前記ホストコンピュータ又は他のＨＵＢ装置に転送するデータ転送部と、
    前記配下判定部により当該第１のＨＵＢ装置に接続されたコンピュータに対応すると判定された場合に、前記読み出したデバイス関連情報と前記受信したネットワークアドレスとに基づいて、前記送信先コンピュータに対応する１又は複数のポート番号を決定するポート番号決定部と、
    前記ホストコンピュータから前記順次送信許可信号を受信した場合に、前記ポート番号決定部により決定されたポート番号が示すポートに接続された前記１又は複数のＮＩＣ装置のうち、前記順次送信許可信号が示す仮想アドレスに対応するＮＩＣ装置へ前記データを送信するデータ送信部と、を有し、
    前記第１のＨＵＢ装置に接続された前記複数のＮＩＣ装置は、
    前記第１のＨＵＢ装置から受信した前記ホストコンピュータによって割り当てられた前記第１のＨＵＢ装置、及び当該ＮＩＣ装置を一意に識別する前記仮想アドレスを記憶すると共に、前記順次送信許可信号に基づいて前記第１のＨＵＢ装置から、所定の時間間隔で送信されたデータを記憶する受信バッファと、
    前記コンピュータの割り込み処理により、前記第１のＨＵＢ装置に送信するデータを記憶する送信バッファと、
    前記受信バッファにデータが記憶された場合に、このデータに含まれる当該ＮＩＣ装置の前記仮想アドレスを、前記コンピュータにより割り当てられたノード側仮想アドレスに変換し、この変換後のデータを割り込み処理により前記コンピュータに送信すると共に、前記第１のＨＵＢ装置から、前記第１のＨＵＢ装置へデータの送信を許可する送信許可信号を受信した場合に、前記送信バッファに記憶されたデータに含まれるノード側仮想アドレスを当該ＮＩＣ装置の前記仮想アドレスに変換し、この変換後のデータを前記第１のＨＵＢ装置の仮想アドレスに基づいて前記第１のＨＵＢ装置に送信する送信制御部と、を有する
    ことを特徴とするネットワークシステム。
  22. 前記第１のＨＵＢ装置は、
    前記ポート番号決定部により決定されたポート番号が示すポートに接続された前記１又は複数のＮＩＣ装置それぞれに備えられた受信バッファに空き領域があるか否かを判定する受信バッファ状態判定部と、を更に備え、
    前記データ送信部は、
    前記受信バッファに空き領域があると判定された場合、かつ前記ホストコンピュータから前記順次送信許可信号を受信した場合に、前記受信バッファに空き領域があると判定された１又は複数のＮＩＣ装置のうち、前記順次送信許可信号が示す仮想アドレスに対応するＮＩＣ装置へ前記データを送信する
    ことを特徴とする請求項１９〜２１のうちいずれか１項記載のネットワークシステム。
  23. 前記第１のＨＵＢ装置は、
    前記複数のコンピュータのうちいずれか１つにより生成されたクロック信号に基づいて、このコンピュータに対応する前記ＮＩＣ装置が初期化されたことを検出した場合に、この初期化が検出されたＮＩＣ装置の前記デバイス情報を前記ホストコンピュータへ送信し、前記ホストコンピュータから受信した前記初期化が検出されたＮＩＣ装置の前記デバイス関連情報を前記デバイス関連情報記憶部に記憶させると共に、当該ＨＵＢ装置、及び前記初期化が検出されたＮＩＣ装置の前記仮想アドレスを前記初期化が検出されたＮＩＣ装置へ送信する初期化処理部と、
    を更に備えたことを特徴とする請求項１９〜２２のうちいずれか１項記載のネットワークシステム。
  24. 前記第１のＨＵＢ装置は、
    前記複数のコンピュータのうちいずれか１つにより生成されたクロック信号に基づいて、このコンピュータに対応する前記ＮＩＣ装置が停止されたことを検出した場合に、この停止が検出されたＮＩＣ装置の前記デバイス情報を前記ホストコンピュータへ送信すると共に、前記デバイス関連情報記憶部から前記停止が検出されたＮＩＣ装置に対応する前記デバイス関連情報を削除する切断処理部と、
    を更に備えたことを特徴とする請求項１９〜２３のうちいずれか１項記載のネットワークシステム。
  25. ＮＩＣ装置を介してコンピュータに接続されるＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ規格準拠のホストコンピュータであって、
    前記ＮＩＣ装置を一意に識別する仮想アドレスを生成するアドレス生成部と、
    前記アドレス生成部により生成された仮想アドレスを記憶するアドレス記憶部と、
    前記記憶された仮想アドレスに基づいて、タイマー割り込みに基づいた所定の時間間隔で前記ＮＩＣ装置へのデータの送信を順次許可する順次送信許可信号を前記ＮＩＣ装置に送信するタイムスロット制御部と、
    を備えることを特徴としたホストコンピュータ。
  26. コンピュータと接続されると共に、ホストコンピュータとホスト側ＮＩＣ装置を介して接続されるＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ規格準拠のＮＩＣ装置であって、
    前記ホスト側ＮＩＣ装置から受信した前記ホストコンピュータによって割り当てられた当該ＮＩＣ装置を一意に識別する仮想アドレスを記憶すると共に、前記ホストコンピュータから所定の時間間隔で送信されたデータを記憶する受信バッファと、
    前記コンピュータの割り込み処理により、前記ホストコンピュータに送信するデータを記憶する送信バッファと、
    前記受信バッファにデータが記憶された場合に、このデータに含まれる当該ＮＩＣ装置の前記仮想アドレスを、前記コンピュータにより割り当てられたノード側仮想アドレスに変換し、この変換後のデータを割り込み処理により前記コンピュータに送信すると共に、前記ホストコンピュータからタイマー割り込み基づいた所定の時間間隔でデータ送信を順次許可する順次送信許可信号を受信した場合に、前記送信バッファに記憶されたデータに含まれるノード側仮想アドレスを当該ＮＩＣ装置の前記仮想アドレスに変換し、この変換後のデータを前記ホストコンピュータに送信する送信制御部と、
    を備えることを特徴とするＮＩＣ装置。
  27. コンピュータとそれぞれ接続されたＮＩＣ装置と、このＮＩＣ装置にホスト側ＮＩＣ装置を介して接続されるホストコンピュータとを備えるＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ規格準拠のネットワークシステムであって、
    前記ホストコンピュータは、
    前記ＮＩＣ装置を一意に識別する仮想アドレスを生成するアドレス生成部と、
    前記アドレス生成部により生成された仮想アドレスを記憶するアドレス記憶部と、
    前記記憶された仮想アドレスに基づいて、タイマー割り込みに基づいた所定の時間間隔で前記ＮＩＣ装置へのデータの送信を順次許可する順次送信許可信号を前記ＮＩＣ装置に送信するタイムスロット制御部と、を有し、
    前記ＮＩＣ装置は、
    前記ホスト側ＮＩＣ装置から受信した前記ホストコンピュータによって割り当てられた当該ＮＩＣ装置を一意に識別する仮想アドレスを記憶すると共に、前記ホストコンピュータから所定の時間間隔で送信されたデータを記憶する受信バッファと、
    前記コンピュータの割り込み処理により、前記ホストコンピュータに送信するデータを記憶する送信バッファと、
    前記受信バッファにデータが記憶された場合に、このデータに含まれる当該ＮＩＣ装置の前記仮想アドレスを、前記コンピュータにより割り当てられたノード側仮想アドレスに変換し、この変換後のデータを割り込み処理により前記コンピュータに送信すると共に、前記ホストコンピュータから前記順次送信許可信号を受信した場合に、前記送信バッファに記憶されたデータに含まれるノード側仮想アドレスを当該ＮＩＣ装置の前記仮想アドレスに変換し、この変換後のデータを前記ホストコンピュータに送信する送信制御部と、を有する
    ことを特徴とするネットワークシステム。
  28. 前記複数のコンピュータと前記ＨＵＢ装置との間、及び／又は前記ＨＵＢ装置と前記ホストコンピュータとの間を接続するＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ規格準拠のケーブルに配置され、送信される前記データのデジタル信号をアナログ変換して得たアナログ信号からノイズ含む余剰信号を削除し、このノイズが削除された前記アナログ信号を増幅し、この増幅されたアナログ信号をデジタル変換する強調回路と、
    を更に備えたことを特徴する請求項８〜１３、及び１９〜２４のうちいずれか１項記載のネットワークシステム。
  29. 前記複数のコンピュータと前記ＨＵＢ装置との間、及び／又は前記ＨＵＢ装置と前記ホストコンピュータとの間を接続するＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ規格準拠のケーブルに配置されるノイズ除去回路であって、
    前記ケーブルの上流側に配置された上流側抵抗と、
    前記ケーブルの下流側において、前記ケーブルとグランドとを接続する下流側抵抗と、を備え、
    前記下流側抵抗の抵抗値が、前記ケーブルのインピーダンスの二乗を前記上流側抵抗の抵抗値で除した値である
    ことを特徴とする請求項８〜１３、及び１９〜２４のうちいずれか１項記載のネットワークシステム。
  30. 複数のコンピュータとそれぞれ接続された複数のＮＩＣ装置と、この複数のＮＩＣ装置と接続されたＨＵＢ装置と、このＨＵＢ装置にホスト側ＮＩＣ装置を介して接続されたホストコンピュータとを備えたネットワークシステムを用いて、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ規格に準拠した通信を行う通信方法であって、
    前記ホストコンピュータにより、
    前記複数のＮＩＣ装置及び前記ＨＵＢ装置を一意に識別する仮想アドレスを生成するアドレス生成ステップと、
    前記アドレス生成ステップにより生成された仮想アドレスをアドレス記憶部に記憶させるアドレス記憶ステップと、
    前記記憶された仮想アドレスに基づいて、タイマー割り込みに基づいた所定の時間間隔で前記複数のＮＩＣ装置へのデータの送信を順次許可する順次送信許可信号を前記ＨＵＢ装置に送信するタイムスロット制御ステップと、を有し、
    前記ＨＵＢ装置により、
    前記ホストコンピュータによって割り当てられた前記複数のＮＩＣ装置を一意に識別する仮想アドレスと、前記複数のＮＩＣ装置が接続されたポート番号を一意に識別するためのデバイス情報と、前記複数のコンピュータを一意に識別するネットワークアドレスとを関連づけてデバイス関連情報としてデバイス関連情報記憶部に記憶させるデバイス関連情報記憶ステップと、
    前記複数のコンピュータのうちいずれか１つから、送信先コンピュータとして他の１又は複数のコンピュータへのデータの送信を要求する要求信号と共に、前記送信先コンピュータの前記ネットワークアドレスを含む前記データを受信した場合に、前記デバイス関連情報記憶部に記憶されたデバイス関連情報を読み出し、この読み出したデバイス関連情報と前記受信したネットワークアドレスとに基づいて、前記送信先コンピュータに対応する１又は複数のポート番号を決定するポート番号決定ステップと、
    前記ホストコンピュータから、前記順次送信許可信号を受信した場合に、前記決定されたポート番号が示すポートに接続された前記１又は複数のＮＩＣ装置のうち、前記順次送信許可信号が示す仮想アドレスに対応するＮＩＣ装置へ前記データを送信するデータ送信ステップと、を有し、
    前記複数のＮＩＣ装置により、
    前記ＨＵＢ装置から受信した前記ホストコンピュータによって割り当てられた前記ＨＵＢ装置、及び当該ＮＩＣ装置を一意に識別する仮想アドレスを受信バッファに記憶させると共に、前記ホストコンピュータにより前記ＨＵＢ装置に送信された順次送信許可信号に基づいて前記ＨＵＢ装置から、所定の時間間隔で送信されたデータを前記受信バッファに記憶させる受信データ記憶ステップと、
    前記コンピュータの割り込み処理により、前記ＨＵＢ装置に送信するデータを送信バッファに記憶させる送信データ記憶ステップと、
    前記受信バッファにデータが記憶された場合に、このデータに含まれる当該ＮＩＣ装置の前記仮想アドレスを、前記コンピュータにより割り当てられたノード側仮想アドレスに変換し、この変換後のデータを割り込み処理により前記コンピュータに送信すると共に、前記ＨＵＢ装置から、前記ＨＵＢ装置へデータの送信を許可する送信許可信号を受信した場合に、前記送信バッファに記憶されたデータに含まれるノード側仮想アドレスを当該ＮＩＣ装置の前記仮想アドレスに変換し、この変換後のデータを前記ＨＵＢ装置の仮想アドレスに基づいて前記ＨＵＢ装置に送信する送信制御ステップと、を有する
    ことを特徴とする通信方法。
  31. 複数のコンピュータとそれぞれ接続された複数のＮＩＣ装置と、この複数のＮＩＣ装置と接続された第１のＨＵＢ装置と、この第１のＨＵＢ装置と同一構成を有する第２のＨＵＢ装置と、前記第１のＨＵＢ装置を上流側としてディジーチェーン接続されるホストコンピュータとを備えるネットワークシステムを用いて、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ規格に準拠した通信を行う通信方法であって、
    前記ホストコンピュータにより、
    前記第１のＨＵＢ装置、又は前記第２のＨＵＢ装置に接続された複数のＮＩＣ装置、前記第１のＨＵＢ装置、並びに前記第２のＨＵＢ装置を一意に識別する仮想アドレスを生成するアドレス生成ステップと、
    前記アドレス生成ステップにより生成された仮想アドレスをアドレス記憶部に記憶させるアドレス記憶ステップと、
    前記記憶された仮想アドレスに基づいて、タイマー割り込みに基づいた所定の時間間隔で前記複数のＮＩＣ装置へのデータの送信を順次許可する順次送信許可信号を前記第１のＨＵＢ装置に送信するタイムスロット制御ステップと、を有し、
    前記第１のＨＵＢ装置により、
    当該第１のＨＵＢ装置に接続された前記複数のＮＩＣ装置のうち、前記ホストコンピュータによって割り当てられた前記複数のＮＩＣ装置を一意に識別する仮想アドレスと、前記複数のＮＩＣ装置が接続されたポート番号を一意に識別するためのデバイス情報と、当該第１のＨＵＢ装置に接続された前記複数のコンピュータを一意に識別するネットワークアドレスとを関連づけてデバイス関連情報としてデバイス関連情報記憶部に記憶させるデバイス関連情報記憶ステップと、
    前記第２のＨＵＢ装置に接続された複数のコンピュータのうちいずれか１つから、送信先コンピュータとして１又は複数のコンピュータへのデータの送信を要求する要求信号と共に、前記送信先コンピュータの前記ネットワークアドレスを含む前記データを受信した場合に、前記デバイス関連情報記憶部に記憶された仮想アドレス関連情報に基づいて、前記受信したネットワークアドレスが、当該第１のＨＵＢ装置に接続されたコンピュータに対応するか否かを判定する配下判定ステップと、
    前記配下判定ステップにより当該第１のＨＵＢ装置に接続されたコンピュータに対応しないと判定された場合に、前記受信した要求信号とネットワークアドレスを含むデータとを、前記ディジーチェーン接続により上流側に接続された前記ホストコンピュータ又は他のＨＵＢ装置に転送するデータ転送ステップと、
    前記配下判定ステップにより当該第１のＨＵＢ装置に接続されたコンピュータに対応すると判定された場合に、前記読み出したデバイス関連情報と前記受信したネットワークアドレスとに基づいて、前記送信先コンピュータに対応する１又は複数のポート番号を決定するポート番号決定ステップと、
    前記ホストコンピュータから前記順次送信許可信号を受信した場合に、前記ポート番号決定ステップにより決定されたポート番号が示すポートに接続された前記１又は複数のＮＩＣ装置のうち、前記順次送信許可信号が示す仮想アドレスに対応するＮＩＣ装置へ前記データを送信するデータ送信ステップと、を有し、
    前記第１のＨＵＢ装置に接続された前記複数のＮＩＣ装置により、
    前記第１のＨＵＢ装置から受信した前記ホストコンピュータによって割り当てられた前記第１のＨＵＢ装置、及び当該ＮＩＣ装置を一意に識別する前記仮想アドレスを受信バッファに記憶させると共に、前記ホストコンピュータにより送信された前記順次送信許可信号に基づいて前記第１のＨＵＢ装置から、所定の時間間隔で送信されたデータを前記受信バッファに記憶させる受信データ記憶ステップと、
    前記コンピュータの割り込み処理により、前記第１のＨＵＢ装置に送信するデータを送信バッファに記憶させる送信データ記憶ステップと、
    前記受信バッファにデータが記憶された場合に、このデータに含まれる当該ＮＩＣ装置の前記仮想アドレスを、前記コンピュータにより割り当てられたノード側仮想アドレスに変換し、この変換後のデータを割り込み処理により前記コンピュータに送信すると共に、前記第１のＨＵＢ装置から、前記第１のＨＵＢ装置へデータの送信を許可する送信許可信号を受信した場合に、前記送信バッファに記憶されたデータに含まれるノード側仮想アドレスを当該ＮＩＣ装置の前記仮想アドレスに変換し、この変換後のデータを前記第１のＨＵＢ装置の仮想アドレスに基づいて前記第１のＨＵＢ装置に送信する送信制御ステップと、を有する
    ことを特徴とする通信方法。
  32. コンピュータとそれぞれ接続されたＮＩＣ装置と、このＮＩＣ装置にホスト側ＮＩＣ装置を介して接続されるホストコンピュータとを備えるネットワークシステムを用いて、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ規格に準拠した通信を行う通信方法であって、
    前記ホストコンピュータにより、
    前記ＮＩＣ装置を一意に識別する仮想アドレスを生成するアドレス生成ステップと、
    前記アドレス生成ステップにより生成された仮想アドレスをアドレス記憶部に記憶させるアドレス記憶ステップと、
    前記記憶された仮想アドレスに基づいて、タイマー割り込みに基づいた所定の時間間隔で前記ＮＩＣ装置へのデータの送信を順次許可する順次送信許可信号を前記ＮＩＣ装置に送信するタイムスロット制御ステップと、を有し、
    前記ＮＩＣ装置により、
    前記ホスト側ＮＩＣ装置から受信した前記ホストコンピュータによって割り当てられた当該ＮＩＣ装置を一意に識別する仮想アドレスを受信バッファに記憶させると共に、前記ホストコンピュータから所定の時間間隔で送信されたデータを前記受信バッファに記憶させる受信データ記憶ステップと、
    前記コンピュータの割り込み処理により、前記ホストコンピュータに送信するデータを送信バッファに記憶させる送信データ記憶ステップと、
    前記受信バッファにデータが記憶された場合に、このデータに含まれる当該ＮＩＣ装置の前記仮想アドレスを、前記コンピュータにより割り当てられたノード側仮想アドレスに変換し、この変換後のデータを割り込み処理により前記コンピュータに送信すると共に、前記ホストコンピュータから前記順次送信許可信号を受信した場合に、前記送信バッファに記憶されたデータに含まれるノード側仮想アドレスを当該ＮＩＣ装置の前記仮想アドレスに変換し、この変換後のデータを前記ホストコンピュータに送信する送信制御ステップと、を有する
    ことを特徴とする通信方法。
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