JPH02238544A - プロトコル高速処理方法 - Google Patents

プロトコル高速処理方法

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JPH02238544A
JPH02238544A JP1057701A JP5770189A JPH02238544A JP H02238544 A JPH02238544 A JP H02238544A JP 1057701 A JP1057701 A JP 1057701A JP 5770189 A JP5770189 A JP 5770189A JP H02238544 A JPH02238544 A JP H02238544A
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進 松井
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寺田 松昭
Tatsuya Yokoyama
達也 横山
Shinichi Kamiyama
真一 神山
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    • H04L9/00Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols
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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】 (ン) 〔産業上の利用分野〕 本発明は情報通信ネットワークにおける通信プロトコル
の高速処理朋式、この方式を実施する通信制御装置、及
びこの方式を応用したプロトコルの高速変換装置に関す
る。
〔従来の技術〕
従来、情報通信ネットワークにおける通信プロトコルの
処理は、情報フレームの受信が終った時点で、その受信
フレームの種別を判断することから始めていた。フレー
ムの受信から応答の送信までの時間を短縮する1つの方
式として、例えば特開昭62−164345号公報には
、情報フレームがデータとデータに先行する制御フィー
ルドに分れることに着目し、制御フイτルドの受信終了
とデータの受信終了を各々ハードウエア制御で通知させ
ることにより、制御フィールドの受信が終了した時点か
らフィールドの解読及び送信処理の準備を開始し、デー
タまで全てを受信終了した時点でデータの処理を開始し
、マイクロプログラムによる処理の時間帯を分散して、
フレーム受信から応答送信までの時間を短縮するように
した方式が記載されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記従来方式は、応答フレームの送信準備を、フレーム
全体の受信終了を持たずに、制御フィールドの受信終了
により開始できることに着目したものである。上記方式
は、部分/全体の差異はあるものの、フレームを受信し
てから解読して処理するという点で、従来からの一般的
な方式を踏襲しており、更に高速化の余地を残している
。また、階層化された通信のプロトコルにおいては、階
層化プロトコルをいかに高速に処理するか、あるいは処
理をハード/ソフトのいすれで行うか、フレーム中の制
御フィールド(ヘッダ)をいかに処理するか等について
改良の余地を残している。
本発明の目的は、情報フレームを受信した際に生ずる通
信プロトコルの受信処理を高速化することにある。
本発明の他の目的は、情報フレームを受信した際に生ず
るフレームの受信処理と、対応する応答フレームの送信
処理までを高速に実行することにある。
本発明の更に他の目的は、階層化されたプロトコルの処
理を全層まとめて一括して処理し、処理時間を短縮する
ことにある。
本発明の更に他の目的は、受信フレームのヘッダ部処理
を高速化することにある。
本発明の更に他の目的は、通信プロ1−コルを高速に処
理することのできる通信制御装置を提供することにある
本発明の更に他の目的は、異なるプロトコルを有すネツ
1−ワーク間をプロトコル変換装置で接続した構成にお
いて、遅延時間の少ないプロトコル変換装置を提供する
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に、本発明では、受信フレーム
処理時に、以前に受信フレーl1の種別や自局が送信し
たフレームの種別をプロトコルと照合し、次回受信が予
想されるフレームの種別を特定し、次の受信フレームの
ヘッダ処理に備えるようにする。また、応答フレームの
送信を高速化するために、上記受信予8Iリしたフレー
ムに対応して、送信すべきフレームのヘッダ等を予め準
備しておく。
本発明では、上述した受信フレーム処理と応答フレーム
の送信処理の高速化か、階層化されたプロトコルの各層
に適用可能であることに着目し、階層化プロトコル全層
を一度に処理することを他の特徴とする。
〔作用〕
従来は情報フレームの受信が終了した時点で全ての処理
が開始されていたが、本発明では、1つのフレームが受
信された時、次に受信するであろうフレームの種別を予
測し、実際に次のフレームが受信される前に該フレーム
の受信処理の1部を開始する。予測したフレームと実際
に受信されるフレームとが異なる場合もあるが、この場
合は前もって準備しておいた比較処理用ヘッダが使用で
きなくなるだけであるから、この場合に限り、受信した
フレームのヘッダと状態管理テーブルの情報を比較する
従来と同様の方法をとることにより、何ら支障なく受信
処理を実行可能である。
また、階層化プロトコルの一括処理は、基本的には1つ
のプロトコル(1つのレイヤ)に対して適用される上記
受信フレーム予測によるプロトコル高速処理を更に発展
させ、1つのフレーム受信時に全階層のヘッダを予測し
、一括処理することによって、プロトコル処理を更に高
速化したものである。この場合、いずれかのレイヤで実
際のフレームと予測フレームの種別が異なり、くい違い
を生じたレイヤ以上の各レイヤについて再度処理をし直
す必要が生ずる場合があるが、この再処理は、ソフトウ
エア制御により行っても良いし、ハードウエア制御で行
っても良い。また、各層毎に再処理をしても良いし、く
い違ったレイヤ以上を再び一括処理しても良い。
予測したフレームと実際に受信したフレームの種別が一
致した場合に、ヘッダをバイトやワード等のまとまった
単位で比較処理するように動作する。一致しなかった場
合には、従来通り、情報ビットごとの解読を行えば良い
本発明において、上述したプロトコル処理の高速化は、
ハードウエア制御により行うこともできる。例えば、ヘ
ッダ部の処理については、ヘッダデコーダ等の制御部を
設け、応答フレームの作成等もハードウエアで行う。ハ
ードウエアで対処できない部分は、ソフトウエア(マイ
クロプロセッサ)で処理すればよい。
〔実施例〕
(実施例1) 本発明の第1の実施例を第1図〜第8図詮参照して説明
する。
第1図は本発明を実施する情報通信ネットワークシステ
ムの1例を示す構成図である。このシステムは複数の計
算機1.01(IOIA〜ioLD)を含み、各計算機
は通信制御装置102(102A〜102D)を介して
ネットワーク伝送路103に接続されている。
第2図は通信制御装置102の詳細を示すブロック図で
ある。通信制御装置1 0 2は、計算機101の主プ
ロセッサ201や主メモリ202が接続されているシス
テムバス203レこ接続され、第3図以降で説明するよ
うなプロトコルに従って通信の制御を行う。具体的には
、通信制御装置1.02は、ネットワーク伝送路103
とのインターフェースを制御してデータの送受信を行う
メディア・アクセス・コントローラ(MACLSI)2
07と、プログラムあるいはデータを格納するだのメモ
リ205と、通信制御ソフトウエアの実行、及び通信制
御装置全体を司るためのローカルプロセッサ204と、
それらを接続するローカルバス206とからなる。本発
明は上記主プロセッサ201とローカルプロセッサ20
4とが分担して実行する通信プロトコルの処理方式に関
するものであり、先ず、そのプロトコルについて説明す
る。
第3図は、情報通信ネットワークにおける階層化プロト
コルを示す。エンドシステムは、伝送路レベルからアプ
リケーションレベルまでの階層化されたプロトコル構成
を有す。階層化されたプロトフルの内訳は図のとおりで
あり、下位層から順にフイジカルレイヤ301,データ
リンクレイヤ302,ネツ1−ワークレイヤ303,ト
ランスポートレイヤ304,セションレイヤ305,プ
レゼンテーションレイヤ3o6,アプリケーションレイ
ヤ307となっている。このうち、トランスポートレイ
ヤ304のプロトコルである○SIのIS8073クラ
ス4を例にとって、本発明を説明する。
第4図はIS8073クラス4に従い、コネクション設
定(1)からデータ転送(■),コネクション開放(r
V)まで行う場合の一連のシーケンスである。コネクシ
ョン設定フエーズIにおいては、一方のエンドシステム
Aが、コネクション要求パケットCRをもう一方のエン
ドシステムBに送信し、これを受けたエンドシステムB
が、コネクション確立パケットCGを返信し一更に、C
Gを受信したエンドシステムAが、確認のバケツ[〜A
Kを送信してコネクション設定状態となる。この後デー
タ転送フエーズHに入り、エンドシステムAからのデー
タパケットDT受信の都度、エンドシステムBが応答パ
ケットAKを返すという制御が続く。コネクションを開
放する場合には、一方のエンドシステムBがコネクショ
ン解放要求パケットDRを送信し、これを受信したエン
ドシステムAがコネクション解放を承認するパケットエ
ーズ■のみを抜き出したものである。以下、第5図を参
照し、本発明によるフレーム予測に基づく受信処理の高
速化について説明する。
データ転送フエーズに入ったエンドシステムAとBは、
次回の受信パケットとして、先ずデータパケットDTを
予測する。これは、データ転送フエーズに入り、相方と
も相手システl1からの送信パケットをまだ受信してい
ない状態にあるからである。ここで、例えばエンドシス
テムAにおいて上位のプロトコル層または上位のプロセ
ッサからパケット送信要求が起り、データパケットDT
I(501)を送信したと仮定すると、上述したように
両システムともDTパケットの受信を予81リしている
から、予測通りにパケットDTIを受信したシステムB
側では、このパケットを高速受信処理することができる
。パケットDTIを受信したエンドシステムBは、相手
システムAに対して応答パケットAK2 (502)を
返す。この場合、エンドシステムAは、自分がデータパ
ケットDT1を送信したから、次の受信パケットはこれ
に対応する応答パケットであると予測し、その受信準備
をしている。従って実際に応答パケットAK2を受信し
た時、その受信処理を高速に行うことができる。この後
、エンドシステムAは再びDTを予測できるので、A,
B共にDT待ち状態となる。
逆にエンドシステムB側から起動がかかった場合でもデ
ータパケットDT2 (503),応答パケットAK3
 (504)が行き交い、上記と同様に両システムとも
予811通りに高速に受信処理できる。
次に、第6図により、フレーム予測による受信処理と応
答送信処理の高速化について説明する。
この例では受信フレームの予測した時、それに対応する
応答パケットの送信を準備しておくものである。第6図
は、第4図に示した送受信手順のうちのコネクション設
定フエーズIを示している。
コネクション設定の要求がエンドシステムA側の上位か
ら起ったとする。エンドシステムAは、上記要求を受け
て、エンドシステムBヘコネクション設定要求パケット
CR(601)を送信する。
この時点でエンドシステムAは、CRパケットを送信す
るしたことに基づいて,エンドシステムB側からの次回
の受信パケットCC (602)を予測すると共に、次
回受信するであろうパケットCCに対する応答パケット
AK (603)の送信にそなえて、ヘッダ作成等の準
備を行う。このようにすると、CR送信後のCC受信,
AK送信に至るまでの一連の処理を高速に実行すること
ができる。なお、上記コネクション設定フエーズ■の高
速化は、第5図で説明したデータ転送フエーズ■での受
信処理高速化と組み合せて実施することができる。
第7図は受信フレーム予測により可能となるフレームヘ
ツダー括処理方式を説明するための図である。従来はフ
レーム受信後、ヘッダを情報ビット毎に解析していたが
、本発明によるフレーム八ツダー括処理では、受信フレ
ーム予測により受信処理用のヘッダを作成し、受信した
フレームのヘッダと一括して比較しチェックする。
第7図において、受信フレーム701は、回線103上
を図示されたフォーマットで伝送される。
H1及びデータは、上位のプロトコルで処理されるが、
H2とH2′、すなわちプリアンプル,スタートデリミ
タ(SFD),送信先アドレス(DA),送信元アドレ
ス(SA),データ長(L),フレームチェック(F’
CS),エンドデリミタ(ED)などはMAC−LSI
207で処理される。ここでは、プロセッサ204で処
理されるヘツダH1の処理について説明する。H1ヘッ
ダ702は、具体的にはヘッダ長,パケットコード,宛
先アドレス,シーケンス番号などの制御情報から成る。
従来のヘッダ部の処理では、宛先アドレスにより適合コ
ネクションを知り、メモリ205上に予め用意されたコ
ネクション管理テーブル705で状態を確誌し、ヘッダ
要素情報を参照しながら逐一処理されていた。これに対
し、本発明では、前回の送受信処理内容により次回の受
信フレームを予測し、予測した受信フレームのヘッダ構
成要素をコネクション管理テーブル705から集め、受
信処理用ヘッダ703を作成してテーブル706上に準
備しておく。フレーム受信時、プロセッサ204は受信
フレームのへツダH1と上記予測したヘッダ703との
間でヘッダの適合チェックを行うことにより、高速な処
理を実行できる。更に、上記受信処理用ヘッダ703を
準備するとき、次回の処理として相手方への応答が予測
された場合は、同時に応答フレームのヘッダ704も作
成し、テーブル706に準備しておく。
これにより、予測通りに応答が必要となった場合に、相
手側に高速に応答フレームを返すことができる。
第8図(A.)〜(F)は、ヘッダ予測処理の1つの対
象であるトランスポートレイヤのプロトコル,工S○8
073クラス4の代表的なパケットフォーマットを示す
第9図は、プロセッサ204が実行する上述した受信フ
レーム予測によるフレーム処理のプログラムフローチャ
ートを示す。最初はフレーム受信を待ち(ステップ80
1),フレームが受信されると、受信フレームのへツダ
H1に含まれるパケットコードにより受信フレームの種
別を認識し(802)、宛先アドレスにより、対応コネ
クションの管理デーブルをロードした後(8 1 8)
、ヘッダの各要素、例えばシーケンス番号,クレジット
等の処理を行う(803〜805).更に、受信に対す
る応答の要否判定し(806).もし応答の送信が必要
な場合は応答フレームを作成し(807)、これを送信
処理する(S O S)と共に、上位プロトコル層へ受
信データを渡し(809)、相手方からの次の受信待ち
に入る。
本発明の特徴は、上述したフレームの送受信処理の終了
時に、コネクション管理テーブルに記憶される状態遷移
と対応して次の受信フレームを予測し(810)、受信
処理用ヘッダを準備すると共に上記予測受信フレームに
対する応答フレームまで作成して(811)、次回のフ
レーム受信を待つところにある。これにより、実際にフ
レームが受信された時(812).コネクションL1〜
Ln毎に用意しておいた上記予甜ヘッダをロードし(8
13)、受信フレームのへツダH1と一致するか比較す
るだけで受信フレームのヘッダ処理を完了できる(81
6)。もしヘッダが一致していれば、受信データを上位
レイヤまたは上位プロセッサに渡す(815)。一致し
ていなければステップ802に進み、従来通り、逐一チ
ェックして処理すれば良い。また、今回の受信フレーム
に対して応答フレームの送信が必要であれば、予め準備
していた応答フレーム用ヘッダを用いて直ちに応答フレ
ームを送信することもできる(816〜817)。
具体的な受信フレーム予測をトランスポートクラス4を
例にとって説明すると、例えば、今回の処理でORパケ
ットを送信した場合、コネクショ(I7) ンの状態はCLOSEDからWFCCになる。
WFCCはその名の通りCC待ちの状態である。
従ってCR送信側後は、次回の受信フレームとしてCC
受信を予想し、受信処理用にCCヘツダを準備する。ま
た、CC受信後は、AKを返す規則になっているため、
応答フレームとしてAKを準備しておく。伝送路の障害
や、相手エンドシステム異常が無けわば、予測通りに次
回はCCフレームが受信されるはずである。
なお、フレーム予測による処理の高速化は、上述したフ
ローチャートによる処理ロジックをハードウエア化すれ
ば一層高速になる。
(実施例2) これまで説明してきたフレーム予測によるプロトコル処
理の高速化は、基本的には第3図で示したような階層化
プロトコルの各々について適用するものであるが、これ
を複数のプロトコル階層まとめて適用し、さらに処理の
高速化を図ることができる。
第10図は,第3図のプロトコル階層においてトランス
ポート層304と、データリンク層302のサブレイヤ
である論理リンク制御(LLC)層との2つを用いて通
信を行っている場合のシーケンスである。ここでは、ト
ランスポート層のプロトコルとして、IS8073クラ
ス4,LLCはクラス2を想定する。A局側上位からデ
ータ送信の要求があった場合、トランスポートパケット
DT901をLLCのエフレームに乗せてB局側へ送る
。これがI (DT)902である。これを受けたB局
側では、LLCではIフレーム,トランスポート層では
DT904を予測しており、LLCとトランスポートを
並行して処理するために、LLCでエフレームに対して
RR903を送信するのと同時に.DT904に対する
AK905の送信をLI,Cに対して要求することがで
きる。トランスポートレベルのAKは、LLCではI 
(AK)906となり、RR9 0 3を受信した後に
Iフレーム予測状態に入っていたA局側LLC、及びD
T901送信後にAK予81り状態に入っていたトラン
スポート層は迅速にRR907送信、AK908受信を
行うことができる。
本実施例は、フレーム予測によるフレーム受信処理高速
化、及び応答フレーム送信処理高速化を、特に階層化さ
れたプロトコルレイヤで、一括して実行する点に特徴が
あり、プロトコル処理の高速化によりいっそうの効果が
ある。
(実施例3) 第11図は本発明によるプロトコル高速処理をハードウ
エアにより実現するための実施例を示す。
この実施例では、第2図で示したブロック構成の通信制
御装置102内と計算機本体側に、それぞれプロトコル
処理回路1001AとIOOIBが付加されている。こ
こでプロトコル処理回路1001は、主プロセッサ20
1あるいはローカルプロセッサ204ガ゛行う通信処理
を高速にハードウエア制御で実行するものである。
プロトコル処理回路1001の機能ブロック構成を第1
2図に示す。データパス206(または203)からレ
ジスタ701にフレームを受信した場合、ヘッダ部70
2を取り出し、ヘッダデコーダ1101にて予測フレー
ムとの適合チェックを行った後、ヘッダ部の受信処理を
行う。次に、このデコードした状態に基づき、状態マネ
ジャ11o3がシーケンス番号,フロー制御情報等を更
新する。受信フレームが予測と一致した場合には、応答
フレームヘッダ作成回$1102が、予め用意しておい
た応答フレームのヘッダ11o7を用いてデータ部11
08と組みあわせ、応答フレーム1106を送信する。
受信フレーム予測回路1104は、状態マネジャ11o
3及び応答フレームヘッダ作成回路1102からの情報
により、次回受信するフレームを予測し、受信フレーム
との適合チェック用処理ヘッダを作成し、これをヘッダ
デコーダ1101へ渡す。また、予測したフレームの情
報を応答フレームヘッダ作成回路1102へ伝え、送信
フレームヘッダの作成を促す。以上がハードウェア制御
によるプロトコル島速処理方式の概要であるが、受信デ
ータ703については,マイクロプロセッサ11o5で
処理する。
(実施例4) 第13図は、プロトコルAのネットワーク1201とプ
ロトコルBのネットワーク1202とをプロトコル変換
装置1203で接続したネットワーク・システムを示す
。本実施例では、フレーム予測による高速受信処理や応
答の高速送信処理をプロトコル変換装置1203に応用
して、例えば第1−4図に示すネットワークAからのデ
ータ受信1301に対する応答送信1302や、データ
1301をネットワークBへの送出データ1303を高
速に変換する。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、次に受信するフ
レームを予測することにより、実際にフレームを受信し
た時の受信処理を高速化するものであり,これと応答フ
レームの送信とを組み合せることにより一層の高速化後
可能とするものである。例えば,トランスポート層の受
信処理についてみると、一般にはD T受信〜AK送信
依頼に2 . 4. m s e (2 程度の時間を
要すが、本発明によりDT受信処理を高速化すると、A
K送信依頼はほとんど無視できるから、処理時間を1.
5msec程度にまで短縮可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明を適用する情報通信ネットワークシステ
ムの例を示す図、第2図は第1図における通信制御装置
102の詳細を示すブロック図、第3図はネットワーク
の階層化プロトコルを説明するための図、第4図は第3
図におけるトランスポート層プロトコル304の代表的
シーケンスを示す図、第5図は第4図のデータ転送フエ
ーズHにおける本発明による受信処理高速化を説明する
ための図、第6図は第4図のコネクション設定フ工一ズ
Iにおける本発明による応答送信高速化を説明するため
の図、第7図は本発明によるフレームヘッダ一括処理を
説明するための図、第8図(A)〜(F)は代表的なパ
ケットフォーマットを示す図、第9図は受信処理高速化
及び応答送信処理高速化のための制御フローチャート、
第10(z3) 図は本発明による階層化プロトコルー括処理を説明する
ための図、第11図はプロトコル処理をハードウエアで
高速化する実施例を示す通信制御装置ブロック図、第1
2図は第10図の実施例で用いるプロトコル処理回路の
機能を示すブロック図、第13図は本発明を適用する他
のネットワークを示す図、第14図は上記ネットワーク
におけるデータ転送を説明するためのシーケンスを示す
図である。 102・・・通信制御装置、103・・・ネットワーク
伝送路、201・・・主プロセッサ、204・・・ロー
カルプロセッサ、205・・・メモリ、207・・・M
AC用LSI、304・・・トランスポート、302・
・・データリンク、701・・・受信フレーム、702
・・・ヘッダ部、704・・・情報テーブル、709・
・・受信処理用ヘッダ、1001・・・プロトコル処理
ハード、1101・・ヘッダデコーダ、1102・・・
応答フレームヘッダ作成回路、1103・・・状態マネ
ージャ、1104・・受信フレーム予測回路、1105
・・・マイクロプロセッサ、1106・・送信フレーム
、1201・・ネットワークA、1202・・ネットワ
ークB、1203・・・プロトコルA/B変換ゲートウ
エイ。 特開乎 第 今 図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、通信プロトコルの処理方式であつて、既に受信した
    フレームまたは自局が送信したフレームの種別に基づい
    て、次回受信するフレームの種別を予測し、該受信フレ
    ームのヘッダ部処理を準備することにより、フレーム受
    信処理を高速化したことを特徴とするプロトコル高速処
    理方式。 2、請求項1記載のプロトコル高速処理方式において、
    予測した受信フレーム種別に対応して、次回送信すべき
    フレームのヘッダを準備しておくことにより、次回のフ
    レーム受信からこれに対応するフレーム送信までの所要
    時間を短縮することを特徴とするプロトコル高速処理方
    式。 3、請求項1または2記載のプロトコル高速処理方式に
    おいて、階層化された通信プロトコルの複数の層の処理
    を一括して処理することを特徴とするプロトコル高速処
    理方式。 4、請求項1記載のプロトコル高速処理方式において、
    予め準備しておいた予測ヘッダと実際の受信フレーム中
    のヘッダとをまたは所定の長さ単位に比較処理すること
    を特徴とするフレームヘッダ処理方式。 5、情報機器間でデータ通信を行うための通信制御装置
    であつて、次回受信するフレームの種別を予測し、予測
    されたフレームの処理に要する情報を準備しておくこと
    により、実際に受信されたフレームの受信処理を高速化
    したことを特徴とするデータ通信制御装置。 6、互いに異なるプロトコルが通適用される第1、第2
    のネットワークをプロトコル変換装置を介して接続した
    ネットワーク・システムにおいて、上記プロトコル変換
    装置が請求項1または2に記載のプロトコル高速処理機
    能を備えることを特徴とするネットワーク・システム。
JP1057701A 1989-03-13 1989-03-13 プロトコル高速処理方法 Expired - Fee Related JP2986802B2 (ja)

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