JPH02209043A - フレーム送信方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、フレーム送信方式に関し、特に送信側から受
信側に送信する情報フレームの送信時間間隔を、ネット
ワークのトラヒック状態に応じて動的に変更するフレー
ム送信方式に関する。

〔従来の技術〕

従来より、フレームを送受信する通信網では、ｌ情報フ
レーム毎に送達確認フレームを返送する方式では情報フ
レームの連続転送が不可能であり、スルーブツトが低下
するため、送達確認フレームの網内転送時間分のフレー
ムの一括送信を行なうことにより、情報フレームの連続
転送を可能にしている。この場合、応答をもられずに一
括送信が可能な最大フレーム数をウィンドウサイズと呼
ぶ。

受信側からの応答により、送信シーケンス番号が更新さ
れる度にウィンドウが移動し、新しく送信可能な情報フ
レー１が生じる（例えば、「パケット交換技術とその応
用」昭和５５年８月２０日（社）電子通信学会発行ｐｐ
、　１１８〜１２５参照）。

このように、従来のフレーム送信方式では、高スルーブ
ツトのデータ転送を行なうためにウィンドウフロー制御
方式を用いており、送信側はウインドウサイズに相当す
る数の情報フレーム群を連続的に送信している。受信側
からこれらの情報フレーム群のうちの１情報フレームに
対する再送要求フレームを受は取った場合も、その情報
フレーム以降の情報フレームをウィンドウサイズに相当
する数だけ連続して送信する。再送要求フレームが受信
側から送られてくる原因としては、伝送誤りの検出によ
って受信側で情報フレームを破棄した場合や、ネットワ
ークのトラヒックが過度に増大したこと（輻輪状Ｌｑ）
によってネットワーク内で情報フレームが廃棄された場
合がある。伝送誤り率が小さいネットワーク、例えば、
光ファイバを用いたローカルエリアネットワークから構
成されているネットワークでは、伝送誤りが原因となる
受信側での情報フレームの廃棄はほとんどなく、ネット
ワークの輻幀状態による情報フレームの廃棄が主な原因
となっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

このような光ファイバを用いたネットワークに、従来の
フレーム送信方式を適用した場合、廃棄される原因は主
にネットワークの輻較状態にあるにもかかわらず、廃棄
に際して情報フレームが数多く再送されるので、輻較状
態は解消されなかった。

そして、送信側が再送した情報フレームも受信側まで届
かない間に、再度次々と廃棄される可能性が高くなって
いた。すなわち、従来のフレーム送信方式では、−旦ネ
ットワークが輻較状態になり始めると、廃棄と再送によ
って急激に転送効率が低下し、その結果スループットが
低下するという問題があった。

本発明の目的は、このような従来の課題を解決し、トラ
ヒックが小さいときは情報フレームの送信間隔を短くし
、またトラヒックが大きいときは情報フレームの送信時
間間隔を長くして、輻較状態を起こさないように、また
輻較状態を速やかに解消して、スループットの低下を防
止できるフレーム送信方式を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明のフレーム送信方式は
、送信側から受信側にネットワークを介してデータを情
報フレーム単位で連続的に送信し、該受信側から送達確
認フレームおよび再送要求フレームを返送させるフレー
ム送信方式において、送信側では、受信側から返送され
た送達確認フレームおよび再送要求を受信し、該送達確
認フレームおよび再送要求フレームの受信状況から上記
ネットワークのトラヒック状態を判定して、判定結果に
基づいて次に情報フレームを送信するまでの時間間隔を
予め定められた基準により変更することに特徴がある。

また、上記送信側では、受信側から返送された送達確認
フレームおよび再送要求フレームの受信状況によってネ
ットワークのトラヒック状態を判定するが、該ネットワ
ークからトラヒック状態に関する情報を直接受信し、該
情報に基づいて次に情報フレームを送信するまでの時間
間隔を予め定められた基準により変更することにも特徴
がある。

〔作用〕

本発明においては、送信側ではネットワークのトラヒッ
ク状態に応じて、情報フレームを送信する時間間隔を動
的に変更できるようにする。そのために、送信側におい
て、ネットワークのトラヒック状態を判定し、その判定
結果に基づいて送信時間間隔を決定する。すなわち、ト
ラヒックが小さい場合には、情報フレームの送信時間間
隔を小さ（することによらてウィンドウサイズの許す限
り情報フレームを速やかに連続送信し、高スループツト
のデータ転送を実現する。一方、トラヒックが大きくな
ってきた場合には、情報フレームの送信時間間隔を大き
くすることによってウィンドウサイズが許す場合でも情
報フレームを間欠的に送信し、ネットワークに流入する
トラヒックを抑制することにより、輻較状態の発生を回
避する。

また、輻較状態が発生しても、速やかにこれを解消して
再送した情報フレームが再度次々と廃棄されることを防
止することにより、転送効率の低下を抑えてスループッ
トの低下を防止する。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を、図面により詳細に説明する。

第１図は、本発明の一実施例としてのフレーム送信方式
の送信側装置を示すブロック図である。

本発明にかかる送信側装置ｌＯは、ネットワーク２０を
介して受信側装置３０と接続されている。

送信側装置ｌＯはウィンドウ上限レジスタ１と、ウィン
ドウ下限レジスタ２と、送信間隔タイマ値レジスタ３と
、送信間隔タイマ値決定部４と、トラヒック状態判定部
５と、情報フレーム送信処理部６と、送達確認フレーム
／再送要求フレーム受信処理部７とから構成される。

送信側装置ｆＩＯから送信されるフレームには、送信さ
れる順番にシーケンス番号が付与される。

このシーケンス番号は、例えばモジュロ２５５を採用し
た場合には、０から２５５の値を連続的かつ周期的に付
与される。ウィンドウ下限レジスタ２には、次のウィン
ドウで送信する情報フレームに付与する最小のシーケン
ス番号が設定されており、その初期値はＯである。ウィ
ンドウ上限レジスタｌには、送達Ｔｉｆ！認フレ一フレ
ーム連続的に送信する情報フレームに付与できる最大の
シーケンス番号が設定されており、初期値は（ウィンド
ウサイズ−１）となる。例えば、ウィンドウサイズを５
としてデータ転送を開始するとき、ウィンドウ下限レジ
スタ２に０が設定され、ウィンドウ上限レジスタｌに４
が設定される。この場合、シーケンス番号０．１．２，
３．４を付加された５個の情報フレームを連続的に送信
できる。また、送信間隔タイマ値レジスタ３には、最小
送信間隔タイマ値が初期値として設定されている。

情報フレーム送信処理部６は、ウィンドウ下限レジスタ
２とウィンドウ上限レジスタ１を参照することによって
、付与可能なシーケンス番号の範囲、すなわち連続送信
可能な情報フレーム数を知り、送信間隔タイマ値レジス
タ３に設定された値に従った時間間隔で情報フレームを
順次送信する。

送信された各情報フレームは、ネットワーク２０を介し
て受信側装置３０に運ばれる。受信側装置３０では、こ
れらの情報フレームを伝送誤りなく、かつ順序正しく受
信した場合、その情報フレームに含まれていたシーケン
ス番号を含む送達確認フレームを送信側装置１０に返送
する。また、受信側装置３０で情報フレームに伝送誤り
を検出して、その情報フレームを廃棄した場合、あるい
はネットワーク２０によりトラヒック幅較状態のため破
棄された結果、シーケンス番号の抜けを検出した場合に
は、再送を希望する情報フレームに対応するシーケンス
番号を含む再送要求フレームを送信側装置１０に返送す
る。受信側装置３０から返送されたこれらの送達確認フ
レームおよび再送要求フレームはネットワーク２０を介
して送信個装２１０に転送され、送信側装置ｌＯ内の送
達確認フレーム／再送要求フレーム受信処理部７により
受信される。

送達確認フレーム／再送要求フレーム受信処理部７は、
受信したその送達確認フレームあるは再送要求フレーム
に含まれていたシーケンス番号をウィンドウ下限レジス
タ２に設定するとともに、ウィンドウサイズにしたがっ
てウィンドウ上限レジスタ１の値を設定し、ウィンドウ
情報を更新していく。

また、送達確認フレーム／再送要求フレーム受信処理部
７は、送達確認フレームや再送要求フレームを受信する
度に、その旨をトラヒック状態判定部５に伝達する。ト
ラヒック状態判定部５は、その送達確認フレーネおよび
再送要求フレームの受信状況を基に、ネットワーク２０
のトラヒック状態について順調にデータ転送が行なわれ
ているか否か、輻較状態になっているか否かを、予め定
められた判定基準に基づいて判定し、その判定結果を送
信間隔タイマ値決定部４に伝達する。

送信間隔タイマ値決定部４では、トラヒック状態判定部
５から伝達された該判定結果に従って、予め決められた
送信間隔タイマ値増減法にしたがって送信間隔タイマ値
を決定し、該送信間隔タイマ値を送信間隔タイマ値レジ
スタ３に設定する。

例えば、輻較状態になったと判定された場合には、送信
間隔タイマ値決定部４が最大送信間隔タイマ値を送信間
隔タイマ値レジスタ３に設定することにより、情報フレ
ーム送信処理部６から送信される情報フレームの送信時
間間隔が長くなる。これにより、ネットワーク２０に流
入するトラヒックは抑制され、その結果、軸輪状態を解
消することが可能となる。

第２図は、送信間隔タイマ値決定部４で使用する送信間
隔タイマ値増減法の例を示す説明図である。

ここでは増減法１．２の２つの増減法の例を示している
。まず、増減法１は、軸輪状態と判定された場合には送
信間隔タイマ値Ｔ（Ｔは送信間隔タイマ値レジスタに設
定される値）を最大送信間隔タイマ値Ｔｓａｘに設定し
、順調にデータ転送が行なわれていることがトラヒック
状態判定部５から通知される毎に送信間隔タイマ値をΔ
τずつ減少してい（方法である０次に、増減法２は、軸
輪状態と判定された場合には送信間隔タイマ値Ｔを最大
送信間隔タイマ値Ｔｓａｘに設定し、順調にデータ転送
が行なわれていることがトラヒック状態判定部５から通
知される毎に送信間隔タイマ値を半分に減少（Ｔｐ／２
）していく方法である。なお、送信間隔タイマの増減法
は、この他にもいろいろと考えられるが、どのような方
法を用いてもよいことは勿論である。

第３図は、第２図の増減法ｌを採用した場合の送信間隔
タイマ値の変化の状態を示す説明図である。

ここでは、最小送信間隔タイマ値を０秒、最大送信間隔
タイマ値を５秒、送信間隔タイマ値減少幅を１秒として
いる。まず、トラヒック状態判定部５で輻較状態である
と判定されるまでは、高スループツトのデータ転送を実
現するために最小送信間隔タイマ値Ｔ　ｍ　ｉ　ｎを送
信間隔タイマ値Ｔとして設定しており、軸輪状態と判定
された時点で送信時間間隔タイマ値Ｔは最大送信間隔タ
イマ値Ｔａ＋ａｘ　（５秒）に変更される。

これにより、ネットワークへのトラヒックの流入が抑制
され、軸輪状態が解消されることになる。

トラヒック状態判定部５によりデータ転送が順調に行な
われると判定される度に、送信間隔タイマ値Ｔが送信間
隔タイマ値減少幅ＪＴ（１秒）ずつ減少していき、元の
最小送信間隔タイマ値Ｔ　ｍ　ｉ　ｎ（０秒）に復帰し
ていく、すなわち、軸輪状態に送信間隔タイマ値は５秒
になった後、次の判定時には送信間隔タイマ値減少幅の
１秒分減少して４秒になり、次の判定時には３秒、次に
２秒、次に１秒、次に０秒となることにより、最小送信
間隔タイマ値に復帰する。

トラヒック状態判定部５の判定基準としては、例えば、
再送要求フレームを受信した時点で軸輪状態と判定し、
送達確認フレームが２つ連続して返送された場合にはデ
ータ転送が順調に行なわれていると判定する。あるいは
、情報フレームを送信してから、その情報フレームに対
応する送達確認フレームが返送されるまでの応答時間を
測定し、その応答時間が予め定められた一定値よりも大
きくなった場合には軸輪状態と判定し、その一定値より
も小さくなった場合にはデータ転送が順調に行なわれて
いると判定する等が考えられる。なお、判定基準は、こ
の他にもいろいろと考えられるが、どのような方法を用
いてもよいことは勿論である。

第４図は、本発明の方式のスループットを従来の方式と
比較した特性図である。

横軸はネットワークのトラヒック状態であり、トラヒッ
クが００ときはネットワークが完全に空いている状態で
、トラヒックが１のときはネットワークの容量が完全に
利用されている状態である。

また、縦軸はスループットを示しており、送信側から受
信側に転送された有効な情報フレームによって運ばれた
情報量をネットワークの容量で除した値であり、情報フ
レームの廃棄とそれに伴う再送がない理想的な状態、す
なわち転送効率が１の場合はネットワークのトラヒック
に比例する。スルーブツトはネットワークのトラヒック
と転送効率の積とみなすことが可能であり、廃棄・再送
により転送効率が悪化するとネットワークのトラヒック
が増加してもスループットは増加９しなくなる。

従来の方式では、ネットワークのトラヒック状態がある
点より悪化すると、廃棄・再送の増加により転送効率が
低下し始めスループットは頭打ちとなり、さらにトラヒ
ックが増加すると転送効率の低下が著しくなってスルー
ブツトは逆に低下していく、それに対し、本発明の方式
では、トラヒック状態に従って情報フレームの送信時間
間隔を変更するので、情報フレームが連続的に廃棄され
るのを防止して転送効率の低下を抑制することが可能で
あり、スルーブツトの向上を図ることができる。

なお、第４図の説明においては、送達確認フレームおよ
び再送要求フレームによるトラヒックは情報フレームに
よるトラヒックに比べて小さいため、それらが占めるネ
ットワークトラヒックは無視した。

なお、第１図の実施例の説明においては、トラヒック状
態の判定の手段として送達確認フレーム／再送要求フレ
ームの受信状況を利用しているが、この代りにネットワ
ークからトラヒック状態に関する情報を直接受は取るこ
とが可能なネットワークにも、本発明が適用できるのは
勿論である。この場合には、ネットワークのトラヒック
監視装置から送信側装置１０内のトラヒック状態判定部
５が直接トラヒック状態情報を受信し、その情報により
判定する。

また、第１図の実施例の説明ではウィンドウサイズが固
定である場合について説明したが、ウィンドウサイズが
受信側装置３０からの送達確認フレームあるいは再送要
求フレームとともに通知されるようなフレーム送信方式
の場合であっても、本発明を適用できる。この場合には
、送達確認フレームあるいは再送要求フレームにウィン
ドウサイズが示されているため、送信側装置ｌＯ内の送
達確認フレーム／再送要求フレーム受信処理部７におい
て、そのウィンドウサイズを基にウィンドウ上限レジス
タ１に設定する値を決定する。

また、第１図の実施例の説明では、再送要求フレームの
受信に際して再送要求された情報フレームのシーケンス
番号をウィンドウ下限レジスタ２に設定することによっ
て再送要求された情報フレーム以降を連続的に送信する
場合について述べたが、再送要求されたフレームのみを
再送するフレーム送信方式に対しても本発明を適用する
ことが可能である。

〔発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、トラヒックが小
さい場合には送信間隔タイマ値を小さくして高スループ
ツトのデータ転送が可能であり、トラヒックが大きくな
った場合には、情報フレームの送信時間間隔を大きくす
ることによってネットワークに流入するトラヒックを抑
制することにより、軸輪状態の発生を回避する。また、
軸輪状態が発生しても速やかにこれを解消することが可
能であり、軸輪状態における転送効率の低下を抑えてス
ループットの低下を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例としてのフレーム送信方式の
送信側装置を示すブロック図、第２図は送信間隔タイマ
値増減法の例を示す説明図、第３図は第２図の増減法ｌ
を用いた場合の送信間隔タイマ値の増減の状態を示す説
明図、第４図は本発明にかかるフレーム送信方式のスル
ープットを従来方式のそれと比較して示す特性図、であ
る。 符号の説明 １・・・ウィンドウ上限レジスタ、２・・・ウィンドウ
下限レジスタ、３・・・送信間隔タイマ値レジスタ、４
・・・送信間隔タイマ値決定部、５・・・トラヒック状
態判定部、６・・・情報フレーム送信処理部、７・・・
送達確認フレーム／再送要求フレーム受信処理部、１０
・・・送信側装置、２０・・・ネットワーク、３０・・
・受信側装置。 代理人　弁理士　並　木　昭　夫

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）送信側から受信側にネットワークを介してデータを
   情報フレーム単位で連続的に送信し、該受信側から送達
   確認フレームおよび再送要求フレームを返送させるフレ
   ーム送信方式において、送信側では、受信側から返送さ
   れた送達確認フレームおよび再送要求フレームを受信し
   、該送達確認フレームおよび再送要求フレームの受信状
   況から上記ネットワークのトラヒック状態を判定するか
   、又は該ネットワークからトラヒック状態に関する情報
   を直接受信して判定し、その判定結果に基づいて次に情
   報フレームを送信するまでの時間間隔を予め定められた
   基準により変更することを特徴としたフレーム送信方式
   。