JP6075518B1

JP6075518B1 - 通信処理装置及びネットワークシステム

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Publication number: JP6075518B1
Application number: JP2016554893A
Authority: JP
Inventors: 山本　敬; 敬山本
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2016-04-14
Filing date: 2016-04-14
Publication date: 2017-02-08
Anticipated expiration: 2036-04-14
Also published as: WO2017179170A1; JPWO2017179170A1

Abstract

ネットワークシステム上の総トークン数が、トークン２０００、２１００がネットワークシステムを周回する周回所要時間を、ネットワークに接続された通信処理装置のうち最も処理時間が遅い通信処理装置の最大処理時間で除算した値以下で変動するネットワークシステム。または、自端末のトークン処理時間を計測するトークン処理所要時間計測部２０４を備え、自端末のトークン処理時間と、受信したトークン上の最大所要時間と比較し、自端末のトークン処理時間が大きければ、トークン上の最大所要時間を自端末のトークン処理時間で更新する通信処理装置。

Description

この発明は通信処理装置及びネットワークシステムに関するものである。

従来から、端末装置間で信号の送受信を行う際、トークンを利用した通信方式が利用されている。そして端末装置間の通信効率を高めるため、複数のトークンを利用したマルチトークン方式が提案されている。

マルチトークン方式を実現する方法としては、ＬＡＮ内のフリートークン数を端末装置数に応じて定め、トークン管理装置がＬＡＮ内のフリートークン数と予め定められたフリートークン数を比較し、比較結果に応じて必要数のフリートークンを新たに送信または回収する方法が提案されている。（特許文献１）

また、マルチトークン方式を実現する別の方法としては、端末装置を監視する一つの監視トークンを伝送路上に送信し、伝送路を一巡して受信した監視トークンからフリートークン待ちの端末装置を読み出し、その情報から調整トークンを増減させ伝送路上に巡回させる方法が提案されている。（特許文献２）

特開２０００−３３２８０３特開平４−１３２３４３

しかし、従来のフリートークン数を端末装置数に応じて定める技術（特許文献１）では、端末装置数を増やし総トークン数が多くなった場合、ネットワーク内の端末装置の処理速度にばらつきがあると、トークン処理時間の長い端末装置にてトークンが滞留する、また、滞留したトークン数が該端末装置の処理能力を上回ると輻輳が発生するという課題があった。また、従来の監視トークン・調整トークンを用いた技術（特許文献２）においても、フリートークン待ちの端末装置が多くなった場合に総トークン数が増加し、前述の技術と同様に輻輳が発生するという課題があった。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、各端末装置の処理速度にばらつきがあり、他の端末装置と比較して処理時間の長い端末装置が存在するネットワークにおいても、輻輳を抑制することができる通信処理装置及び通信処理システムを得ることを目的とする。

複数の通信処理装置がネットワークを通じて接続され、トークンの送受信により通信処理装置同士の通信を実現するネットワークシステムにおいて、ネットワークシステム上の総トークン数が、トークンがネットワークシステムを周回する周回所要時間を、ネットワークに接続された通信処理装置のうち最も処理時間が遅い通信処理装置の処理時間で除算した値以下とするものである。

本発明によれば、ネットワークシステム上の目標総トークン数を、ネットワークに接続された端末装置のうち最も処理時間が長い端末装置の処理時間、及びトークンがネットワークシステムを周回する周回所要時間に基づき算出するため、複数の端末装置が接続され、各端末装置の処理時間にばらつきがあるネットワークにおいても、トークンの滞留を回避し、処理時間の長い端末装置における輻輳を抑制する効果がある。

実施の形態１の通信処理システムの構成図である。実施の形態１における通信処理システムにおけるトークン管理装置の構成図である。実施の形態１の通信処理システムにおけるトークンのフォーマット例を示す図である。実施の形態１におけるトークン情報管理部の動作を示すフローチャート図である。実施の形態１におけるトークン送出制御部の動作を示すフローチャート図である。実施の形態１における通信処理システムにおける端末装置の構成図である。実施の形態１における端末装置の動作を示すフローチャート図である。実施の形態２における通信処理システムにおけるトークン管理装置の構成図である。実施の形態２におけるトークン情報管理部の動作を示すフローチャート図である。実施の形態２におけるトークン送出制御部の動作を示すフローチャート図である。実施の形態３における通信処理システムにおけるトークン管理装置の構成図である。実施の形態３の通信処理システムにおけるトークンのフォーマット例を示す図である。実施の形態３におけるトークン情報管理部の動作を示すフローチャート図である。実施の形態３における端末装置の動作を示すフローチャート図である。実施の形態４の通信処理システムにおけるトークン管理装置の構成図である。実施の形態４の通信処理システムにおけるトークンのフォーマット例を示す図である。実施の形態４におけるトークン情報管理部の動作を示すフローチャート図である。実施の形態４の通信処理システムにおける端末装置の構成図である。実施の形態４における端末装置の動作を示すフローチャート図である。実施の形態５の通信処理システムにおけるトークン管理装置の動作を示すフローチャート図である。

実施の形態１．

図１はこの発明の実施の形態１における通信処理システム１０で、ネットワーク上を二つのトークンが巡回している場合の構成例を示すものである。図１において、１は各端末装置とＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）等の有線ネットワークを介して情報の収集や制御を行うトークン管理装置、２Ａ〜２ＧはＥｔｈｅｒｎｅｔ等の有線ネットワークを介してセンサ情報や機器の制御データをトークン管理装置と送受信する端末装置、２０００〜２１００はネットワークを巡回するトークンである。本実施の形態では、これらの装置がリング型に接続されている。

トークン２０００、２１００は、トークン管理装置１によりネットワーク内に送出され、リング型のネットワーク上を決められた順序で巡回していく。トークン２０００，２１００を受信した端末装置２Ａ〜２Ｇは任意のフレームの送信権が与えられる。トークン２０００、２１００を受信した送信したいフレームがある端末装置２Ａ〜２Ｇは送信したいフレームを、送信先の端末装置宛てに送信後、トークンを次の端末装置へ送信する。トークンを受信した時点で送信したいフレームを持っていない端末装置がトークンを受信すると、トークンをそのまま次の端末装置へ送信する。トークン管理装置１はトークン２０００、２１００の総数と送信周期を制御する。ここで、本実施の形態では、リング型のネットワーク構成としたがこれに限られず、論理的にトークンが巡回する構成としたスター型やバス型のネットワーク構成でも良い。

図２は、この発明の実施の形態１の通信処理システム１０におけるトークン管理装置１の構成図である。図２において、トークン管理装置１はデータ送信部１０１、データ受信部１０２、トークン送出制御部１０３、トークン周回時間計測部１０４、トークン処理最大所要時間計測部１０５、トークン情報管理部１０６、アプリデータ制御部１０７を備える。

データ送信部１０１では、トークン送出制御部１０３からのデータをＥｔｈｅｒｎｅｔ等の有線ネットワークへ送信する。ここで、データはトークン及びトークン以外のフレームである。データ受信部１０２では、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ等の有線ネットワークからデータを受信し、受信したデータに含まれるトークンをトークン周回時間計測部１０４、トークン処理最大所要時間計測部１０５、トークン送出制御部１０３に送信する。また、受信したデータのうち、トークン以外のフレームをアプリデータ制御部１０７に送信する。トークン周回時間計測部１０４では、トークンを受信した時刻をモニタし、受信したトークンの送信時刻と受信時刻との差分から、トークンが端末装置を全て巡回するのに要した時間を算出し、トークン情報管理部１０６に送信する。

トークン処理最大所要時間計測部１０５では、受信したトークン内の情報から端末装置におけるトークン処理の最大所要時間を読み出し、トークン情報管理部１０６に送信する。トークン情報管理部１０６は、後述のように目標総トークン数の算出を行い、トークン送出制御部１０３に目標総トークン数を送信する。アプリデータ制御部１０７では、データ受信部１０２からの入力に応じて、トークン以外のフレームを生成し、トークン送出制御部１０３にフレームを送信する。トークン送出制御部１０３は、データ受信部１０２からトークンを取得するとシステム上のトークン数を１デクリメントする。システム上のトークン数が目標総トークン数Ｎに満たない場合にトークンをデータ送信部１０１に送信する。トークンを送信する場合、システム上のトークン数を１インクリメントし、トークンを生成し、トークンに一意に識別可能なトークン番号の付与を行い、送信時刻とトークン番号をトークン周回時間計測部１０４に送信するとともに、トークンをデータ送信部１０１に送信する。送信時刻はトークン番号とともにトークン周回時間計測部１０４に記憶される。

なお、データ送信部１０１、データ受信部１０２は通信インターフェースにより実現される。トークン送出制御部１０３、トークン周回時間計測部１０４、トークン処理最大所要時間計測部１０４、トークン情報管理部１０６、アプリデータ制御部１０７はＣＰＵが制御プログラムを実行し、ワーキングメモリを用いて演算されることで実現される。制御プログラムは図示しないメモリに記憶されている。

図３は、実施の形態１の通信処理システム１０におけるトークンのフォーマット例を示す図である。宛先１００１はフレームの送信先を、送信元１００２はフレームの送信元を一意に示す。フレームデータ長１００３は該フレーム全体のデータ長、チェックサム１００４はフレームの破損チェック用コードである。トークン番号１００５は、トークンが一意に識別可能な識別番号で、トークン送出制御部１０３により付与される。最大所要時間１００６はトークン送信時には０で送信され、各端末装置がそれぞれのトークン処理所要時間を計測し、トークン受信時の最大所要時間１００６と比較して、大きい方をトークン上の最大所要時間１００６に上書きする。これによりトークン管理装置１は、トークンが一巡する間に最も処理に時間を要した端末装置の処理時間を把握できる。

図４は、実施の形態１の通信処理システムにおけるトークン管理装置１のトークン情報管理部１０６の動作を示すフローチャート図である。本動作は、トークン情報管理部１０６が行う。Ｓ１０１にてトークン周回時間Ｔ１をトークン周回時間計測部１０４より取得し、Ｓ１０２にてトークン処理最大所要時間Ｔ２をトークン処理最大所要時間計測部１０５より取得する。次に、Ｓ１０３にて以下の数式で算出される時間比率Ｎ１を算出する。
Ｎ１＝Ｔ１／Ｔ２・・・（１）

実施の形態１では、時間比率Ｎ１を目標総トークン数Ｎとする。ここで、Ｓ１０１で取得するトークン周回所要時間は、ここでは最新のトークンが周回した時の所要時間としたがこれに限らず、これまでの所要時間の最大値でも良いし、一定回数の周回所要時間の平均値としても良い。なお、トークン周回所要時間は、各端末でのトークン処理に要する時間を含む。また、トークン処理最大所要時間は、ここでは最新のトークンが周回した時の所要時間としたがこれに限らず、これまでの所要時間の最大値でも良いし、一定回数の周回所要時間の平均値から求めても良い。また、目標総トークン数Ｎ算出を行うタイミングは、データ受信部１０２がトークンを受信した時でもよいし、一定周期毎でも良いし、一定のトークン巡回数毎でも良い。

図５は、この発明の実施の形態１の通信処理システムにおけるトークン送出制御部１０３の動作を示すフローチャート図である。
Ｓ２００にて、トークン送出制御部１０３はシステム上のトークン数と目標トークン数を比較し、トークン送信要否を確認する。具体的には、システム上のトークン数＜目標トークン数Ｎであれば送信要と判断し、システム上のトークン数≧目標トークン数Ｎであれば送信不要と判断する。送信要であればＳ２０７に移行し、送信不要であれば送信要となるまで判断を繰り返す。Ｓ２０７ではシステム上のトークン数をインクリメントする。なお、本実施の形態ではシステム上のトークン数＞目標トークン数Ｎとなることは起こりえない。Ｓ２０１にてトークン送出制御部１０３は、アプリデータ制御部１０７より送信フレームを取得する。Ｓ２０２、Ｓ２０３では、取得したフレームを繰り返しデータ送信部１０１へ送信する。次に、Ｓ２０４にてトークンの生成処理を行う。具体的には、宛先１００１、送信元１００２、フレームデータ長１００３をトークンに付与し、トークン番号に１を加算した値をトークン番号１００５に付与し、最大所要時間１００６をクリアする。

次に、Ｓ２０５にてデータ送信部１０１にトークンを送信する。データ送信部１０１はトークンをネットワークに送信する。Ｓ２０６では、トークン周回時間計測部１０４にトークンの送信時刻を送信し、トークン周回所要時間の計測を開始させる。なお、図５の一連の処理が実施されるタイミングは、任意であり、例えば予め決められた周期毎でもよいし、目標総トークン数となるまで連続してトークンを送信してもよい。要するに、ネットワークシステム上のトークン数が目標総トークン数Ｎを超えなければ、トークンが送信されるタイミングはいつでもよい。

図６は実施の形態１の通信処理システムにおける端末装置の構成図である。端末装置２はデータ送信部２０１、データ受信部２０２、トークン生成部２０３、トークン処理所要時間計測部２０４、アプリデータ制御部２０５を備える。

データ送信部２０１では、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ等の有線ネットワークへデータを送信する。ここで、データとはトークン及びフレームである。データ受信部２０２では、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ等の有線ネットワークからデータを受信し、トークン処理所要時間計測部２０４にトークンを送信し、アプリデータ制御部２０５には受信したデータのうちトークン以外のフレームを送信する。トークン処理所要時間計測部２０４では、データ受信部２０２からトークンを受信してからトークン生成部２０３がアプリデータ制御部２０５から送信が必要な任意のフレームを取得し終えるまでの所要時間を計測する。トークン処理所要時間計測部２０４は、計測した所要時間と合わせて、受信したトークンをトークン生成部２０３に送信する。アプリデータ制御部２０５では、受信したフレームに応じて送信が必要な任意のフレームを作成し、データ送信部２０１とトークン生成部２０３に作成したフレームを送信する。トークン生成部２０３は、受信したトークンからネットワークへ送信するトークンを生成しデータ送信部２０１へ送信する。データ送信部２０１は、トークン、その他のフレームをネットワークに送信する。

図７は実施の形態１の通信処理システムにおける端末装置２の動作を示すフローチャート図である。データ受信部２０２はＳ３０１にてトークンを受信し、トークン処理所要時間計測部２０４にトークンを送信する。Ｓ３０２にてトークン処理所要時間計測部２０４は処理所要時間の計測を開始する。アプリデータ制御部２０５はＳ３０３、Ｓ３０４にて送信の必要な任意のフレームを生成しデータ送信部２０１に送信し、データ送信部２０１は生成したフレームをネットワークに送信する。

Ｓ３０５では、トークン生成部２０３はトークン処理所要時間計測部２０４からトークン処理所要時間Ａを取得し、トークン上の最大所要時間１００６をトークン処理所要時間Ａと比較して、大きい方の値でトークンの最大所要時間１００６を上書きする。Ｓ３０６にて、トークン生成部２０３は、必要に応じて宛先１００１、送信元１００２、フレームデータ長１００３を付与しトークンを生成する。Ｓ３０７にてトークン生成部２０３は、データ送信部２０１にトークンを送信し、データ送信部２０１からネットワークにトークンが送信される。

以上のように、ネットワーク上の総トークン数が、トークンがネットワークシステムを周回する周回所要時間を、ネットワークに接続された通信処理装置のうち最も処理時間が遅い通信処理装置の処理時間で除算した値以下とすることにより、複数の端末装置が接続され、各端末装置の処理時間にばらつきがあるネットワークにおいても、トークンの滞留を回避し、処理時間の長い端末装置における輻輳を抑制することができる。

実施の形態２．
実施の形態２では、実施の形態１に加え、目標総トークン数Ｎを一定周期で送信する。これにより、実施の形態１の効果に加え定時性の確保が可能となる。ここで定時性とは、一定の周期時間内において各端末装置が更新できることをいう。

図８は、実施の形態２における通信処理システムにおけるトークン管理装置の構成図である。図２と比べ、データ受信部１０２からトークン送出制御部１０３にトークンの送信が不要となっている。その他図２と同じ符号を付した箇所は実施の形態１と同様のため説明を省略する。トークン情報管理部３０１は、トークン周回時間計測部１０４と、トークン処理時間計測部１０５から受け取った情報からトークン送信周期ＤＴを算出し、トークン送出制御部３０２に送信する。

図９は、実施の形態２におけるトークン情報管理部３０１の動作を示すフローチャートである。実施の形態１の場合の図４に比べ、Ｓ１０４が追加となっている。Ｓ１０４では、トークン周回所要時間Ｔ１をＳ１０３で算出した時間比率Ｎ１で除算することで、トークン送信周期ＤＴを算出し、トークン送出制御部３０２に送信する。なお、本実施の形態の場合、トークン送信周期ＤＴはトークン処理最大所要時間Ｔ２となる。
図１０は、実施の形態２におけるトークン送出制御部３０２の動作を示すフローチャート図である。実施の形態１の場合に比べ、Ｓ２００，Ｓ２０７が削除され、Ｓ２０８、Ｓ２０９が追加となっている。Ｓ２０８ではトークン送出制御部３０２は、トークン情報管理部３０１からトークン送信周期ＤＴを取得する。Ｓ２０９では、トークン送信タイミングを待ち、トークン送信周期ＤＴ毎にトークンを送信する。

端末装置は実施の形態１と同様のため説明を省略する。以上の構成により本実施の形態では、実施の形態１と同様、複数の端末装置が接続され、各端末装置の処理時間にばらつきがあるネットワークにおいても、トークンの滞留を回避し、処理時間の長い端末装置における輻輳を抑制することができるという効果に加え、定時性の確保が可能となるという効果が得られる。

実施の形態３．
実施の形態３では、実施の形態１に加え、目標総トークン数Ｎを端末装置数Ｎ２と時間比率Ｎ１との小さい方で決定する。これにより、実施の形態１の効果に加えさらに精度よく輻輳を抑制することができる。以下、実施の形態１に対し異なる箇所のみ説明する。

図１１は、この発明の実施の形態３の通信処理システム１０におけるトークン管理装置４の構成図である。実施の形態１のトークン管理装置１に対し、端末装置数計数部４０１が追加された構成となっている。ここでは、実施の形態１のトークン管理装置１と同じ構成の箇所については説明を省略する。
端末装置数計数部４０１では、受信したトークン内の情報からネットワーク内の端末装置数を読み出し、トークン情報管理部４０２に送信する。

図１２は、この発明の実施の形態３の通信処理システム１０におけるトークン３０のフォーマット例を示す図である。実施の形態１のトークン２０に対し、端末装置数カウンタ１００７が追加となっている。端末装置数カウンタ１００７はトークン送信時には０で送信され、端末装置がトークンを送信する毎に１が加算され、トークンがネットワークを１周してトークン管理装置４に戻ってくるまでカウントを続ける。これによりトークン管理装置４は、ネットワークに接続された端末装置数を把握できる。

図１３は、実施の形態３におけるトークン情報管理部４０２の動作を示すフローチャート図である。実施の形態２の場合に比べ、Ｓ４０１〜Ｓ４０２が追加された処理となっている。Ｓ４０１にて、トークン情報管理部４は端末装置数計数部４０１より端末装置数Ｎ２を取得し、Ｓ４０２にて時間比率Ｎ１と端末装置数Ｎ２を比較し、値の小さい方を目標総トークン数Ｎに決定する。

実施の形態３における端末装置の構成例は、実施の形態１の図６と同様のため省略する。図１４は、実施の形態３における端末装置の動作を示すフローチャート図である。実施の形態１の場合に比べＳ５０１が追加となっている。Ｓ５０１では、トークン生成部２０３がトークンの端末装置数カウンタ１００７をインクリメントする。トークンの送信タイミングについては実施の形態１と同様に任意であり、例えば予め決められた周期毎でもよいし、目標総トークン数となるまで連続してトークンを送信してもよい。要するに、ネットワークシステム上のトークン数が目標総トークン数Ｎを超えなければ、トークンが送信されるタイミングはいつでもよい。
以上のように、トークン情報管理部４０２がＳ４０１で端末装置数Ｎ２を取得し、Ｓ４０２で時間比率Ｎ１と端末装置数Ｎ２の小さい方を目標総トークン数Ｎとすることにより、ネットワーク上に端末装置数が少ない場合にも、実施の形態１に比べさらに精度よく輻輳を抑制することができる。

なお、トークン管理装置４から目標総トークン数Ｎのトークンを送出する際、送出周期を以下で求まるトークン送信周期ＤＴにすれば、実施の形態１に比べさらに精度よく輻輳を抑制することができる輻輳の抑制だけでなく、定時性の確保が可能となる。
ＤＴ＝Ｔ１／Ｎ・・・（２）
本実施の形態の目標総トークン数Ｎは、実施の形態２の目標総トークン数Ｎよりも小さいため、ＤＴは、実施の形態２の送信周期ＤＴ（＝トークン処理最大所要時間Ｔ２）以上の値となる。

実施の形態４．
実施の形態４では、実施の形態３に加えネットワーク上の総送信データを目標総トークン数を算出する際に考慮することで、ネットワーク上に存在する総トークン数を極力抑制しつつ、ネットワークの輻輳の抑制をさらに高精度に実現する。

図１５は実施の形態４の通信処理システムにおけるトークン管理装置の構成図である。本実施の形態のトークン管理装置５は、実施の形態３の図１１で示したトークン管理装置の構成に総送信データ量計測部５０１を追加している。実施の形態３と同様の機能を有する構成要素は、実施の形態１と同一の符号を付して重複する説明を省略する。総送信データ量計測部５０１は、データ受信部１０２からトークンを受信し、トークン内の情報から送信データ量を読み出し、トークン情報管理部５０２に送信する。ここで本実施の形態では、送信データ量はトークンから読み出すようにしたが、これに限られず、トークン以外のフレームから計測してもよいし、トークン管理装置５に予め送信データ量を設定してもよい。

図１６は、本実施の形態におけるトークンのフォーマット例である。実施の形態３に対し、送信データ量１００８を追加している。

図１７は、実施の形態４の通信処理システムにおけるトークン情報管理部５０２の動作を示すフローチャート図である。図１７は、実施の形態３の図１３で示したフローチャート図に対し、Ｓ４０２の代わりにＳ６０１〜Ｓ６０４を追加している。実施の形態３と同様の機能を有する箇所は、実施の形態３と同一の符号を付して重複する説明を省略し、実施の形態３と異なる箇所を説明する。

トークン情報管理部５０２は、Ｓ６０１にて総送信データ量計測部５０１よりトークンが１周する間に送信した総送信データ量Ｂを取得する。Ｓ６０２にて以下の数式により、１トークンあたりの単位時間送信データ量ＢＴを算出する。
ＢＴ＝Ｂ／Ｔ１・・・（３）
次にＳ６０３にて以下の数式により、データ量比率Ｎ３を算出する。
Ｎ３＝ＢＭＡＸ／ＢＴ・・・（４）
ここで、ＢＭＡＸは単位時間あたりの許容送信データ量であり、物理媒体の仕様に合わせてもよいし、物理媒体の仕様に一定の帯域使用率を乗算したものでもよいし、マージンを加算した値としても良い。
Ｓ６０４にて、時間比率Ｎ１、端末装置数Ｎ２、データ量比率Ｎ３のうち最も小さいものを目標総トークン数Ｎに決定する。トークンの送信タイミングについては実施の形態１と同様に任意であり、例えば予め決められた周期毎でもよいし、目標総トークン数となるまで連続してトークンを送信してもよい。要するに、ネットワークシステム上のトークン数が目標総トークン数Ｎを超えなければ、トークンが送信されるタイミングはいつでもよい。

図１８は、実施の形態４の通信処理システムにおける端末装置６の構成図である。本実施の形態の端末装置６は、実施の形態１の図６で示した端末装置２の構成に送信データ量計測部５０１を追加している。実施の形態１と同様の機能を有する構成要素は、実施の形態１と同一の符号を付して重複する説明を省略する。

送信データ量計測部５０１では、データ受信部２０２からトークンを受信し、アプリデータ制御部２０５から生成したフレームを受信する。受信したフレームのデータ量を計測し、トークン生成部２０３に計測したデータ量と受信したトークンを送信する。トークン生成部２０３では、受信したトークンの送信データ量１００８と、受信した計測データ量とを加算し、トークンの送信データ量１００８を上書きする。

図１９は、実施の形態４の通信システムにおける端末装置の動作を示すフローチャート図である。図１９は、実施の形態３の図１４で示したフローチャート図にＳ７０１〜Ｓ７０３を追加している。実施の形態３と同様の機能を有する箇所は、実施の形態３と同一の符号を付して重複する説明を省略し、実施の形態３と異なる箇所を中心に説明する。

送信データ量計測部５０１はＳ７０１にてデータ受信部２０２からトークンを受信し、トークンに付与されている送信データ量１００８を読み取り、自端末における送信データ量の計測を開始する。Ｓ７０２にて、送信データ量計測部５０１は、アプリデータ制御部２０５が図１４のＳ３０４にてフレームを送信する毎に送信データ量を加算する。Ｓ７０３は、トークン生成部２０３が送信データ量計測部５０１から取得した送信データ量を、トークンの送信データ量１００８に加算して上書きする。

このように、本実施の形態では、実施の形態３の構成に加え、目標総トークン数Ｎを、単位時間あたりの許容送信データ量及び総送信データ量に基づき算出している。このため、実施の形態３の効果に加え、受信した端末装置の処理能力では処理に時間を多く要するほど容量の大きなデータを処理することによるトークンの滞留や輻輳をさらに精度よく抑制することができる。なお、トークン管理装置６から目標総トークン数Ｎのトークンを送出する際、送出周期を数式（２）で求まるトークン送信周期ＤＴにすれば、実施の形態１に比べさらに精度よく輻輳を抑制することができる輻輳の抑制だけでなく、定時性の確保が可能となる。

実施の形態５．
実施の形態５では、実施の形態４に加え、目標総トークン数を現在の総トークン数に応じて修正する。これにより、総トークン数の急激な変化があった場合にも、実施の形態１〜実施の形態４に比べ、さらに精度よく輻輳を抑制することができる。
図２０は、実施の形態５の通信処理システムにおけるトークン管理装置の動作を示すフローチャート図である。

図２０は、実施の形態５の通信処理システムにおけるトークン管理装置の動作を示すフローチャート図である。実施の形態４の図１７で示したフローチャート図にＳ８０１〜Ｓ８０４を追加している。実施の形態１と同様の機能を有する構成要素は、実施の形態４と同一の符号を付して重複する説明を省略する。なお、トークン管理装置の構成図は図１５と変わらない。Ｓ８０１〜Ｓ８０４の処理は図１５のトークン情報管理部５０２で行う。

トークン情報管理部５０２は、Ｓ６０４にて目標総トークン数Ｎを算出後、Ｓ８０１にてトークン情報管理部５０２が保持している現在の総トークン数Ｎ０と目標総トークン数Ｎを比較する。Ｎ０＞Ｎ＋Ａであれば、Ｓ８０２にて以下の数式にて目標総トークン数を修正する。
Ｎ＝Ｎ０−Α ・・・（５）
Ｎ＝Ｎ０の場合はＳ８０３に進み、目標総トークン数の修正は不要とする。Ｎ０＜Ｎ―ＢであればＳ８０４に進み、以下の数式にて目標総トークン数を修正する。
Ｎ＝Ｎ０＋Β ・・・（６）
ここで、Α、Βは予め決められた正の値の固定値である。基本的には輻輳の回避のため、トークンを増加させるのは緩やかに（例えばＢ＝１）、トークンを減少させるのは迅速に（例えばＡ＝Ｎ）行うのが好ましい。ただし、ＡをＮに近づけ、Ｂを小さい値にすると、同時に送信できるデータ量が減少し定時性の確保が難しくなる。この点を踏まえシステムの使用状況に応じてＡ，Ｂの値を決定する必要がある。
その後の処理は実施の形態４と同様である。トークンの送信タイミングについては実施の形態１と同様に任意であり、例えば予め決められた周期毎でもよいし、目標総トークン数となるまで連続してトークンを送信してもよい。要するに、ネットワークシステム上のトークン数が目標総トークン数Ｎを超えなければ、トークンが送信されるタイミングはいつでもよい。

このように、現在の総トークン数Ｎ０から目標総トークン数Ｎに緩やかに近づくよう目標総トークン数を修正したので、総トークン数の急激な変化が必要な場合にも輻輳を抑制することができる。なお、本実施の形態では、Α、Βを設定することにより、目標総トークン数を修正したが、目標総トークン数Ｎを目標値としたＰ制御や、ＰＩ制御や、ＰＩＤ制御でもよい。いずれにしても現在の総トークン数Ｎ０から目標総トークン数Ｎに緩やかに近づくことができ、本実施の形態と同様の効果が得られる。なお、トークン管理装置から目標総トークン数Ｎのトークンを送出する際、送出周期を数式（２）で求まるトークン送信周期Ｔ４にすれば、総トークン数の急激な変化が必要な場合にも輻輳を抑制することができる効果に加え、定時性の確保が可能となる。

１．トークン管理装置、２Ａ〜２Ｇ．端末装置、１０．通信処理システム、２０００、２１００．トークン、２０４．トークン処理所要時間計測部

Claims

複数の通信処理装置がネットワークを通じて接続され、トークンの送受信により前記通信処理装置同士の通信を実現するネットワークシステムにおいて、ネットワークシステム上の総トークン数が、トークンが前記ネットワークシステムを周回する周回所要時間を、前記ネットワークに接続された通信処理装置のうち最も処理時間が遅い通信処理装置の処理時間で除算した値以下であることを特徴とするネットワークシステム。
請求項１に記載のネットワークシステムを構成する通信処理装置であって、
一定周期でトークンを送信する通信処理装置。
複数の他の通信処理装置とネットワークを通じて接続され、前記ネットワークにトークンを送信する通信処理装置であって、
前記トークンの送信周期が、前記複数の他の通信処理装置のうち、最も処理時間が遅い通信処理装置の処理時間以上であることを特徴とする通信処理装置。
自端末のトークン処理時間を計測するトークン処理所要時間計測部を備え、
前記自端末のトークン処理時間と、受信したトークン上の最大所要時間と比較し、前記自端末のトークン処理時間が大きければ前記最大所要時間を前記自端末のトークン処理時間で更新する通信処理装置。