JP5535341B2 - 通信ネットワークシステム - Google Patents

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Description

本発明は、トランジェント伝送処理の時間測定機能を有する通信ネットワークシステムに関するものである。
従来、トランジェント性能を検証するには、要求伝文起動元のパソコン(ユーザアプリケーション)で、要求伝文の送信から応答伝文の受信までの処理時間を測定するしかなく、伝文を中継するCPUおよびネットワークユニット内での処理時間を記憶する手段が無かった。そのため、伝文を中継しているいずれかの箇所で処理の遅延が発生した場合、トランジェント伝送処理全体としての遅延は認識できるが、遅延が発生した箇所を特定することは困難であった。
例えば、各コントローラユニットがバスを使用する伝送時間を適切に配分するバス管理システムに関し、トランジエント通信時間を算出する技術が開示されている。この技術では、バス管理システムにおいて、ベースユニットが各コントローラユニットのスロットタイムに対応するトランジエントデータの転送時間を算出している(例えば、特許文献1参照)。
また、例えば、PC間ネットワークにおけるトランジエント伝送の処理時間を算出する技術が開示されている。待ち時間処理を行うための処理手段は、シーケンス制御部に対してトランジエント要求を送信した時間からタイムチェックを開始し、タイムチェック実行中に処理が完了しない場合は強制的に処理を実行させており、これらの待ち時間を加算しすべてのコマンドが実行されるまでの経過時間を算出している(例えば、特許文献2参照)。さらに、フレーム周回時間の測定方法についての技術も開示されている(例えば、特許文献3参照)。
特開2006−318367号公報 特開平5−252166号公報 特開2006−319490号公報
しかしながら、上記従来の技術によれば、トランジエント性能を検証するには、要求伝文起動元のパソコン(ユーザアプリケーション)で、要求伝文の送信から応答伝文の受信までの処理時間を測定するしかなく、伝文を中継するCPU、ネットワークユニット内の処理時間を記憶する手段がなかったため、伝文を中継しているいずれかの箇所で処理の遅延が発生した場合、トランジエント伝文処理全体としての遅延は認識できるが、遅延が発生した箇所を特定することは困難であるという問題があった。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、複数のネットワークを中継するようなトランジエント伝送において、処理に時間がかかっている箇所を特定することができるため、トランジエント伝送の応答性能改善を的確に実施可能な通信ネットワークシステムを得ることを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、複数の通信局が互いに送信または受信するように接続された通信ネットワークシステムであって、各通信局は処理ユニットを1つ以上備え、前記処理ユニットは、トランジェント伝送処理時間の測定指示を含んだ要求伝文を受信した場合、前記要求伝文の処理に前記処理ユニットが要した第1時間を前記処理ユニットが備える記憶手段に記憶して前記要求伝文を送信し、トランジェント伝送処理時間の測定指示を含んだ前記要求伝文への応答である応答伝文を受信した場合、前記要求伝文を送信してから前記応答伝文を受信するまでに要した第2時間と前記応答伝文の処理に前記処理ユニットが要した第3時間とを前記記憶手段に記憶して前記応答伝文を送信することを特徴とする。
この発明によれば、複数のネットワークを中継するようなトランジェント伝送において、処理に時間がかかっている箇所を特定することができるため、トランジェント伝送の応答性能改善を的確に実施できるという効果を奏する。
図1は、本発明の実施の形態にかかる通信ネットワークシステムの構成を示す図である。 図2は、本発明の実施の形態にかかる通信局の構成を示すブロック図である。 図3は、本発明の実施の形態にかかる別の通信局の構成を示すブロック図である。 図4は、本発明の実施の形態にかかるさらに別の通信局の構成を示すブロック図である。 図5は、本発明の実施の形態におけるトランジェント伝送処理時間の測定開始点と測定終了点の時刻を示す図である。 図6は、本発明の実施の形態におけるトランジェント伝送処理時間の測定記録の処理の流れを示す図である。 図7は、本発明の実施の形態におけるトランジェント伝送処理時間の測定結果の読み出しの処理の流れを示す図である。 図8は、リトライ発生により伝送遅延が生じたトランジェント伝送の様子を示した従来図である。
以下に、本発明にかかる通信ネットワークシステムの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
実施の形態.
図1は、本発明の実施の形態にかかる通信ネットワークシステム100の構成を示す図である。通信ネットワークシステム100は、パソコン(ユーザアプリケーション)などの伝文発行元1、通信局10、20、30からなる。また、図2乃至図4は、通信局10、20、30それぞれの構成を示すブロック図である。通信局10は、CPUユニット1、ネットワークユニット1−1を備える。通信局20は、CPUユニット2、ネットワークユニット1−2、ネットワークユニット2−1を備える。通信局30は、CPUユニット3、ネットワークユニット2−2を備える。
さらに、CPUユニット1は内部メモリ101を備える。ネットワークユニット1−1は2ポートメモリ111と内部メモリ112と通信インタフェース部113を備える。CPUユニット2は内部メモリ201を備える。ネットワークユニット1−2は2ポートメモリ121と内部メモリ122と通信インタフェース部123を備える。ネットワークユニット2−1は2ポートメモリ211と内部メモリ212と通信インタフェース部213を備える。CPUユニット3は内部メモリ301を備える。ネットワークユニット2−2は2ポートメモリ221と内部メモリ222と通信インタフェース部223を備える。
本実施の形態にかかる各通信局の動作を以下に説明する。
まず、通信局10の動作を図2を用いて説明する。CPUユニット1はコマンド要求伝文を発行する場合、発行したいコマンド要求伝文を、バス11を介してネットワークユニット1−1の2ポートメモリ111に書き込み、バス11を介してネットワークユニット1−1へ割り込み通知する。ネットワークユニット1−1は、割り込みを受信したならば、コマンド要求伝文を2ポートメモリ111から読み出し、通信インタフェース部113においてトランジェントフレーム用のヘッダを付加してネットワーク回線1の上にトランジェントフレームを送信する。
一方、通信局10のネットワークユニット1−1は、ネットワーク回線1からトランジェントフレームを受信したならば、通信インタフェース部113においてトランジェントフレームから取り出したコマンド要求伝文を2ポートメモリ111に書き込み、バス11を介してCPUユニット1へ割り込み通知する。CPUユニット1は、割り込みを受信したならば、コマンド伝文を、ネットワークユニット1−1の2ポートメモリ111からバス11を介して読み出し、コマンド要求の内容に応じた処理をおこない、コマンドの要求に対する応答伝文を返信する。
次に、通信局20の動作を図3を用いて説明する。CPUユニット2はコマンド要求伝文を発行する場合、発行したいコマンド要求伝文を、バス21を介してネットワークユニット1−2の2ポートメモリ121に書き込み、バス21を介してネットワークユニット1−2へ割り込み通知する。ネットワークユニット1−2は、割り込みを受信したならば、コマンド要求伝文を2ポートメモリ121から読み出し、通信インタフェース部123においてトランジェントフレーム用のヘッダを付加してネットワーク回線1の上にトランジェントフレームを送信する。
また、CPUユニット2はコマンド要求伝文を発行する場合、発行したいコマンド要求伝文を、バス21を介してネットワークユニット2−1の2ポートメモリ211に書き込み、バス21を介してネットワークユニット2−1へ割り込み通知する。ネットワークユニット2−1は、割り込みを受信したならば、コマンド要求伝文を2ポートメモリ211から読み出し、通信インタフェース部213においてトランジェントフレーム用のヘッダを付加してネットワーク回線2の上にトランジェントフレームを送信する。
そして、通信局20のネットワークユニット1−2は、ネットワーク回線1からトランジェントフレームを受信したならば、通信インタフェース部123においてトランジェントフレームから取り出したコマンド要求伝文を2ポートメモリ121に書き込み、バス21を介してCPUユニット2へ割り込み通知する。CPUユニット2は、割り込みを受信したならば、コマンド伝文を、ネットワークユニット1−2の2ポートメモリ121からバス21を介して読み出し、コマンドが自局宛てであるならば、コマンド要求の内容に応じた処理をおこない、コマンドの要求に対する応答伝文を返信する。他局宛てであるならば、CPUユニット2が有しているルーティング情報に従い、ネットワークユニット2−1から通信インタフェース部213を介してネットワーク回線2へと伝文を送信する。即ち、ネットワークユニット2−1の2ポートメモリ211へコマンドを書き込み、ネットワークユニット2−1へ割り込みを発行する。
他方、通信局20のネットワークユニット2−1は、ネットワーク回線2からトランジェントフレームを受信したならば、通信インタフェース部213においてトランジェントフレームから取り出したコマンド要求伝文を2ポートメモリ211に書き込み、バス21を介してCPUユニット2へ割り込み通知する。CPUユニット2は、割り込みを受信したならば、コマンド伝文を、ネットワークユニット2−1の2ポートメモリ211からバス21を介して読み出し、コマンドが自局宛てであるならば、コマンド要求の内容に応じた処理をおこない、コマンドの要求に対する応答伝文を返信する。他局宛てであるならば、CPUユニット2が有しているルーティング情報に従い、ネットワークユニット1−2から通信インタフェース部123を介してネットワーク回線1へ伝文を送信する。即ち、ネットワークユニット1−2の2ポートメモリ121へコマンドを書き込み、ネットワークユニット1−2へ割り込みを発行する。
さらに、通信局30の動作を図4を用いて説明する。CPUユニット3はコマンド要求伝文を発行する場合、発行したいコマンド要求伝文を、バス31を介してネットワークユニット2−2の2ポートメモリ221に書き込み、バス31を介してネットワークユニット2−2へ割り込み通知する。ネットワークユニット2−2は、割り込みを受信したならば、コマンド要求伝文を2ポートメモリ221から読み出し、通信インタフェース部223においてトランジェントフレーム用のヘッダを付加してネットワーク回線2の上にトランジェントフレームを送信する。
一方、通信局30のネットワークユニット2−2は、ネットワーク回線2からトランジェントフレームを受信したならば、通信インタフェース部223においてトランジェントフレームから取り出したコマンド要求伝文を2ポートメモリ221に書き込み、バス31を介してCPUユニット3へ割り込み通知する。CPUユニット3は、割り込みを受信したならば、コマンド伝文を、ネットワークユニット2−2の2ポートメモリ221からバス31を介して読み出し、コマンド要求の内容に応じた処理をおこない、コマンドの要求に対する応答伝文を返信する。
上記動作に加え、本実施の形態においては、CPUユニット1、ネットワークユニット1−1、ネットワークユニット1−2、CPUユニット2、ネットワークユニット2−1、ネットワークユニット2−2、CPUユニット3の各処理ユニットは、トランジェント伝送処理時間の測定指示を含んだ要求伝文を受信した場合、例えばトランジェント伝送処理時間の測定指示を示すフラグビットがONになっている要求伝文を受信した場合において、当該要求伝文の処理に各処理ユニットが要した時間を当該処理ユニットが備える記憶手段である内部メモリ101、112、122、201、212、222、301に記憶する。
図1に示すように、CPUユニット1、ネットワークユニット1−1、ネットワークユニット1−2、CPUユニット2、ネットワークユニット2−1、ネットワークユニット2−2のような中継ユニットの場合は、当該処理ユニット内で要求伝文を解析し、他の処理ユニットに通知するまでの時間を要求伝文の処理に当該処理ユニットが要した時間として内部メモリ101、112、122、201、212、222にそれぞれ記憶する。これらの時間はそれぞれ、図5に示したCPUユニット1要求伝文処理時間、ネットワークユニット1−1要求伝文処理時間、ネットワークユニット1−2要求伝文処理時間、CPUユニット2要求伝文処理時間、ネットワークユニット2−1要求伝文処理時間、ネットワークユニット2−2要求伝文処理時間である。
また、CPUユニット3のような要求伝文の送達の対象先ユニットの場合、当該処理ユニット内で要求伝文を解析し当該処理ユニット内で処理完了するまでの時間を要求伝文の処理に当該処理ユニットが要した時間として内部メモリ301に記憶する。この時間は、図5に示したCPUユニット3要求伝文・応答伝文処理時間の一部をなすものである。以上説明した要求伝文処理時間を記録する処理の流れを図6に示す。
さらに、本実施の形態においては、CPUユニット1、ネットワークユニット1−1、ネットワークユニット1−2、CPUユニット2、ネットワークユニット2−1、ネットワークユニット2−2、CPUユニット3の各処理ユニットは、トランジェント伝送処理時間の測定指示を含んだ応答伝文を受信した場合、例えばトランジェント伝送処理時間の測定指示を示すフラグビットがONになっている応答伝文を受信した場合において、当該応答伝文の処理に各処理ユニットが要した時間を当該処理ユニットが備える記憶手段である内部メモリ101、112、122、201、212、222、301に記憶する。なお、トランジェント伝送処理時間の測定指示を含んだ応答伝文とは、トランジェント伝送処理時間の測定指示を含んだ要求伝文に対応する応答伝文である。
CPUユニット3のような要求伝文の送達の対象先ユニットの場合、当該処理ユニット内で応答伝文を作成し、他のユニットに通知するまでの時間を応答伝文の処理に当該処理ユニットが要した時間として内部メモリ301に記憶する。この時間は、すでに内部メモリ301に記憶されている要求伝文の処理にCPUユニット3が要した時間と加算することにより、図5に示したCPUユニット3要求伝文・応答伝文処理時間となるものである。従って合計値であるCPUユニット3要求伝文・応答伝文処理時間を内部メモリ301に記憶するようにしてもよい。
また、ネットワークユニット2−2、ネットワークユニット2−1、CPUユニット2、ネットワークユニット1−2、ネットワークユニット1−1、CPUユニット1のような中継ユニットの場合は、当該処理ユニット内で応答伝文を解析し、他のユニットに通知するまでの時間を応答伝文の処理に当該処理ユニットが要した時間として内部メモリ222、212、201、122、112、101にそれぞれ記憶する。これらの時間はそれぞれ、図5に示したネットワークユニット2−2応答伝文処理時間、ネットワークユニット2−1応答伝文処理時間、CPUユニット2応答伝文処理時間、ネットワークユニット1−2応答伝文処理時間、ネットワークユニット1−1応答伝文処理時間、CPUユニット1応答伝文処理時間である。以上説明した要求伝文・応答伝文処理時間および応答伝文処理時間を記録する処理の流れも図6に示す。
またさらに、本実施の形態においては、ネットワークユニット2−2、ネットワークユニット2−1、CPUユニット2、ネットワークユニット1−2、ネットワークユニット1−1、CPUユニット1の各処理ユニットは、トランジェント伝送処理時間の測定指示を含んだ応答伝文を受信した場合、例えばトランジェント伝送処理時間の測定指示を示すフラグビットがONになっている応答伝文を受信した場合において、当該処理ユニットがトランジェント伝送処理時間の測定指示を含んだ要求伝文を送信してからそれに対応する対となる応答伝文を受信するまでに要した時間を当該処理ユニットが備える記憶手段である内部メモリ222、212、201、122、112、101にそれぞれ記憶する。
即ち、ネットワークユニット2−2、ネットワークユニット2−1、CPUユニット2、ネットワークユニット1−2、ネットワークユニット1−1、CPUユニット1の各処理ユニットは、トランジェント伝送処理時間の測定指示を含んだ応答伝文と対となる要求伝文の処理が完了してから当該応答伝文を受信するまでの時間を、要求伝文を送信してからそれに対応する対となる応答伝文を受信するまでに要した時間として内部メモリ222、212、201、122、112、101にそれぞれ記憶する。これらの時間はそれぞれ、図5に示したネットワークユニット2−2処理待ち時間、ネットワークユニット2−1処理待ち時間、CPUユニット2処理待ち時間、ネットワークユニット1−2処理待ち時間、ネットワークユニット1−1処理待ち時間、CPUユニット1処理待ち時間である。
なお、上に説明した要求伝文処理時間、応答伝文処理時間、および処理待ち時間をそれぞれ記憶するかわりに図5に示したそれらの時間の開始点と終了点の時刻をそれぞれの処理ユニットが備える記憶手段に記憶するようにしてもよい。
このように、要求伝文処理時間、応答伝文処理時間、および処理待ち時間をCPUユニット1、ネットワークユニット1−1、ネットワークユニット1−2、CPUユニット2、ネットワークユニット2−1、ネットワークユニット2−2、CPUユニット3の各処理ユニットそれぞれが備える記憶手段である内部メモリ101、112、122、201、212、222、301に記憶した後に、トランジェント伝送処理時間の測定結果の読み出しを行う。
即ち、CPUユニット1、ネットワークユニット1−1、ネットワークユニット1−2、CPUユニット2、ネットワークユニット2−1、ネットワークユニット2−2、CPUユニット3の各処理ユニットは、トランジェント伝送処理時間の測定結果の読み出し要求を含んだ要求伝文または当該要求伝文への応答である応答伝文を受信した場合、内部メモリ101、112、122、201、212、222、301に記憶されている要求伝文処理時間、応答伝文処理時間、および処理待ち時間を当該応答伝文に付加して送信する。トランジェント伝送処理時間の測定結果の読み出し要求を含んだ要求伝文または当該要求伝文への応答である応答伝文とは、例えば、トランジェント伝送処理時間の測定結果の読み出し要求を示すフラグビットがONになっている要求伝文または当該要求伝文への応答である応答伝文である。
具体的には、例えば図3の通信局20の場合、ネットワークユニット2−1は、トランジェント伝送処理時間の測定結果の読み出し要求を含んだ伝文を受信したならば、CPUユニット2にトランジェント伝送処理時間の測定結果の読み出し要求を含んだ伝文を通知する。
CPUユニット2は、トランジェント伝送処理時間の測定結果の読み出し要求を含んだ伝文が自局宛てであるならば、内部メモリ201に保持した要求伝文処理時間、応答伝文処理時間を書き込み付加した応答伝文をネットワークユニット2−1を介して返信する。測定結果の読み出し要求を含んだ伝文が他局宛てであるならば、CPUユニット2が有しているルーティング情報に従い、例えば別のネットワークユニットであるネットワークユニット1−2から伝文を送信する。測定結果の読み出し要求を含んだ伝文が応答伝文の場合は要求伝文処理時間、応答伝文処理時間に加え、要求伝文を送信してから応答伝文を受信するまでに要した処理待ち時間を書き込み付加した応答伝文をネットワークユニット1−2から送信する。
このように、CPUユニット3、ネットワークユニット2−2、ネットワークユニット2−1、CPUユニット2、ネットワークユニット1−2、ネットワークユニット1−1、CPUユニット1の各処理ユニットは、トランジェント伝送処理時間の測定結果の読み出し要求を含んだ応答伝文を受信したならば、図7に示すような流れで各処理ユニットがそれぞれ備えた内部メモリ301、222、212、201、122、112、101に保持した要求伝文処理時間、応答伝文処理時間、処理待ち時間を応答伝文に付加して返信する。
以上説明してきたように、本発明の実施の形態にかかる通信ネットワークシステムは、複数の通信局を備え、複数のネットワークを中継するようなトランジェント伝送において有効である。即ち、通信ネットワークシステムの通信ノードである各通信局を構成するCPUユニット、ネットワークユニットは、トランジェント伝送処理時間の測定指示を含んだ要求伝文および応答伝文を受信した場合、例えばトランジェント伝送処理時間の測定指示を示すフラグビットがONになっている要求伝文および応答伝文を受信したならば、それぞれのユニット内で要求伝文と応答伝文を処理するのにかかった時間を自ユニット内のメモリ領域に記憶し、要求伝文および応答伝文を中継する機能を備える。
その後に、トランジェント伝送処理時間の測定結果について読み出し要求を含んだ伝文、例えば、トランジェント伝送処理時間の測定結果の読み出し要求を示すフラグビットがONになっている伝文を受信したならば、CPUユニット、ネットワークユニットは、応答伝文の中継時に、自ユニット内のメモリ領域に記憶していた要求伝文と応答伝文の処理時間、さらには要求伝文を送信してから応答伝文を受信するまでに要した処理待ち時間に関する情報を、応答伝文に付加して中継する機能を備える。
従来、ネットワーク管理者は、図1に示したような複数のネットワークを中継する大規模なネットワークシステムにおいてトランジェント性能を検証するために、図8に示したように要求伝文起動元のパソコン(ユーザアプリケーション)で、要求伝文の送信から応答伝文の受信までの処理時間を測定するしかなく、伝文を中継するCPUユニットおよびネットワークユニット内での処理時間を記憶する手段が無かった。即ち、ネットワーク状態が不安定であるため伝文を中継しているいずれかの箇所でリトライが発生し、処理の遅延が生じた場合、遅延が発生した箇所を特定することは困難であった。
本実施の形態においては、伝文を中継するCPUユニット、ネットワークユニットの内部処理時間を記録し、参照できるため、それぞれの処理時間を比較することによって、どの中継処理において処理の遅延が発生したかを特定することが可能となる。これによりトランジエント伝送の応答性能改善を的確に実施することが可能となる。
また、処理時間を測定したい要求伝文と、測定結果が格納されると伝文を、それぞれ別の伝文とすることにより、測定したい要求伝文と応答伝文それぞれの伝文の長さが従来の伝文の長さと同じであるため、測定処理による処理時間への影響を抑えることが可能である。
更に、本願発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、上記実施の形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出されうる。
例えば、上記した実施の形態のなかで示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出されうる。更に、上記した実施の形態における構成要件を適宜組み合わせるようにしてもよい。
以上のように、本発明にかかる通信ネットワークシステムは、複数のネットワークを中継する通信ネットワークに有用であり、特に、複数のネットワークを介したトランジエント伝送の応答性能改善に適している。
10、20、30 通信局
11、21、31 バス
101、112、122、201、212、222、301 内部メモリ
111、121、211、221 2ポートメモリ
113、123、213、223 通信インタフェース部

Claims (2)

  1. トランジェント伝送処理時間の測定の指示を含んだ第1要求伝文および前記測定の結果の読み出し要求を含んだ第2要求伝文を発行する伝文発行元と、前記第1および第2要求伝文を受信しそれぞれに対する応答である第1および第2応答伝文を送信する送達先通信局と、前記伝文発行元と前記送達先通信局にネットワーク回線を介して接続されて前記第1および第2要求伝文と前記第1および第2応答伝文を中継する中継通信局とを含む複数の通信局と、が互いに送信または受信するように接続された通信ネットワークシステムであって、
    前記中継通信局は、記憶手段を備えた処理ユニットを1つ以上備え、
    前記処理ユニットは、
    前記第1要求伝文を受信した場合、前記第1要求伝文の処理に前記処理ユニットが要した第1時間を前記処理ユニットが備える前記記憶手段に記憶して前記第1要求伝文を送信し、
    前記第1要求伝文への応答である前記第1応答伝文を受信した場合、前記第1要求伝文を送信してから前記第1応答伝文を受信するまでに要した第2時間と前記第1応答伝文の処理に前記処理ユニットが要した第3時間とを前記記憶手段に記憶して前記第1応答伝文を送信し、
    前記第2要求伝文の受信後に前記第2応答伝文を受信した場合、前記記憶手段に記憶されている前記第1時間、前記第2時間、および前記第3時間を前記第2応答伝文に付加して送信する
    ことを特徴とする通信ネットワークシステム。
  2. 前記中継通信局は、
    前記処理ユニットとして、前記第1および第2要求伝文を発行するCPUユニットと、
    別の前記処理ユニットとして、前記ネットワーク回線に接続された通信インタフェース
    部を有し、前記CPUユニットとバスで接続されたネットワークユニットと、
    を備えることを特徴とする請求項に記載の通信ネットワークシステム。
JP2012550636A 2010-12-28 2010-12-28 通信ネットワークシステム Expired - Fee Related JP5535341B2 (ja)

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