JPH03159436A - トークンパツシングシステム - 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，構内曲信等に用いられるリングネットワータ
に関丁る。

従来の技術 本発明が適応される従来例のリングネットワークの６１
　或例ｔ第３図に示す。このリングネットワークは、デ
ータＱ送受信金行う局１５．１６．１７．１８が伝送路
１９によりリング状に接続されてかり、リング上では、
トークンバッシングと呼ばれるアクセス方式により、バ
ｒット交換が行われる。

トークンバッシングとは、各局が共有するリング伝送路
の使用潅ヲ調停するアルゴリズムであり、リング伝送路
上には、トークンと呼ばれる送信鍜を示す特定ビットパ
ターンが巡回してｈＢ１送信局はこのトークンを獲得し
、消去し、パケット化した送信データをした段、ただち
にトークンを下流局に送出するアクセスアルゴリズムで
ある。

このトークンバッシングの場合、局のパケット送出後、
ただちにトークン會開放するため、次の下流局ハ、トー
クンを獲得し、上流局のパケットに連結してパケットを
送出できる。このため、トークンの時間位置はパケツト
の連結ごとに遅れることになる。つ１り，．トークンの
周回時間により、リングＱ負荷が検出できることになる
。

局は、音声等の遅延ｌＣ厳しい高優先度データ（以降、
同期データと称す）と、コンピュータ間のファイ／Ｉ／
転送のように遅延に厳しくない低優先度データ（以降，
非同期データと称す）の双方のｄ信ｔ−実現するため、
リングＯ負荷がトークンの周回時間の監視で検出できる
ことを用いた時間トークンバッシングア〜ゴリズムヲ用
いる。

各局は、トークン周回時間１ｋ：検出するトークン周回
タイマを保持し、トークン周四時間を監視する。トーク
ン周回時間が一定値を越える場合、リングの負荷が重い
ことを示すため、同期データ送信のみを許し、トークン
周回時間が一定値以内の場合は、リングの負荷が軽いた
め、非同期データ送信も許すトークンバッシングで６る
。

時間トークンパッシングシステムにかいて、同期データ
転送を無制限に許容すると、トークンの周回時間が大き
くなりすぎるため、リング内の同！９１転送量を制限し
、トークンの遅延金抑える必嬰があり、非同期データ転
送を行わない場合の同期データ転送のみでのトークンの
周回時間を目標トークン局回時間に制限している。これ
により、非同期データ転送も含めた最大トークン周回時
間が目標トークン周回時間の２倍以下であることになる
。トークン周回時間がこの値を越えると，アＮゴリズム
が破壊されていることから、リングの再初期化が行われ
る。

時間トークンバッシングにかいてハ、リング上で遅延に
最も厳しい同期データ通信を必要とする局に合わせて，
トークン局回時間を決定しなげればならない。このため
，リングの初期化時のトークン発生以前の状態にかいて
、リング上の各局は、自局で必要とするトークン周回時
間をトークン要求バτットと呼ぶ特殊なパケツト中に否
き込み、連続送出金行う。上流からの受信パケツト中の
要求トークン周回時間値が自局で必娑とするトークン周
回時間値より小さな場合、自局のパケット送信を中止し
、リピートすることにより、最小トークン周回要求Ｑ’
ｌ　ｋ持つトークン要求パケットのみがリングを巡目す
ることになる。これにより、リング中での最小トークン
周回時間を要求した局が調停に勝ち伐るとと・もに、リ
ング上の全局に目標トークン周回時間が認識される。こ
の段．勝ち残った局がトークンを発生し、以降時間トー
クンプロトコ〜が実行される。

時間トークンパッシングシステムにシいて、同期データ
転送量金制限する・６要が娶るため，各局は同期データ
転送金開始する際、自局の同期データ転送により同期デ
ータ伝送の総量が規定値を越えるか否かを判定している
。こｎｔ夾現する従来例を、＠４図により説明する。第
４図は局のネットワークコントローラ部分の構成図を示
す。第４図に釦いて，２０Ｈリング伝送路であり、入力
データはトークンおよび同期パケット検出器２１に送ら
れ、同じ１パケット油過期間中，この検出ｉ１ｇ２１か
ら同期データ祉カウンタ２２全歩進させる計数動作信号
が送られる。カウンタ２２では、同期パケツトが通過す
るごとにそのパケット長が加′Ｗ．される。トークン通
過が検出されると、同期データ清レジスタ２３にカウン
タ２２の値が転送されるとともにカウンタ２２はリセッ
トされ、あらためて同期データ量のカウントを行う。同
期データ転送を起動するプロセッサ２４ぼ．Ｖジスタ２
３金読むことにより，常時、＠回のトークンー巡中存在
した同期データ量が検出できる。同期データ量が、制限
量より少ない場合、７”ロセツサ２４ｕトークンバッシ
ングコントローラ２５に同期データ伝送の起動をかけ、
トークンバッシングコントローラ２５ハ伝送路２０中に
トークン金検出することにより、同期バτット’ｌ送信
丁る。以上のような手順により、現在のリング上の同期
データ転送量を推定し、新たな同期データ転送の起動を
判定している。

発明が解決しようとする課題 自ｉＩ述のような時間トークンプロトコルによる同期デ
ータ転送起動の判定では、以下のような問題があった。

同期データ伝送として，電話のサービスがある。

電話の場合、一方の話者の平均有音率は５０僑以下であ
り、パケット伝送を行う場合は、無音期間のバデットヲ
送信しないことによク、伝送帯域の有効活用２　ｚ−こ
なうことが通常である。このため、音声パケットの発生
量は最大値が決定されているのみで、多くの変動がある
。

音声伝送を行かうとする局が、従来例の方法で同期デー
タ量金推定し、新たな同期データ転送により同期データ
量が増大しても、トークン周回の遅延が目標トークン周
四時間の制限を越えないと判断しても、リング上ですで
に行われている音声の有音率が高まった場合、時間トー
クンプロトコ／ｌ／　０）アνゴリズムが異常となり、
リングの再初期化が行われてレ１う場合があった。

これは、同期データ転送開始時の同期データ証の管理を
現在の量で判断してかり，同期データの最大発生量で判
断していないためである。

本発明は、上記問題を解決するもので、リング上の同期
データ転送の最大［を認識することにより、同期データ
量がｆｖＪＬても、正確に新たな同期データ転送の可否
を判定することができ、時間トークンプロトコ〃アノレ
ゴリス゜ムを安定に維持することができるトークンパッ
シングシステムｔａ供すること七目的とするものである
。

課題を解決するための手段 上記問題を解決するために、本発明は、時抽トークンプ
ロトコルにより音声等の同期データ転送１＆：実現する
リングネットプークシステムであって、リング上に帯域
管理局を設け、前記帯域管理局は目標トークン周回時間
以内で伝送可能な最大高優先度データ帯域を予め決定し
、高優先度データ通信を行う局は、Ｉｔｈ信を開始する
のに先立ち，前記帯域管理局に高優先度データの通信帯
域をｄ知することにより、優先データ涌信開始の許可金
求め，前記帯Ｖ？．Ｉ′Ｒ理局は、最大高優先度データ
帯域以内である場合は高優先度データ送信を許容するこ
とを、最大高優先度データ帯Ｖｉ．會越える場合は高優
先′度データ用帯域が不足していること全前記高優先度
データ送信要求局に通知するように構成したものである
。

さらに本発明は、上記帯域管理局を複数設け、各局は、
リング初期化時に、自局アドレスを含む帯域．ｆ理局存
在を示すパゲット會連続して送信し、各帯域管理局は、
自局よりアドレスが大きい帯域管理局が存在する場合は
、送信金停止して待機帯Ｖｉ，管理局となり、高優先反
データ送信要求パデットに応答しないように制御し、自
局送信フＶ−ムが連続して到看することにより自局アド
レスが帯域管理局中最大であることを検出した場合は、
動作帯域管理局となり、高優先展データ送信要求ノくゲ
ットに応答するとともに、高優先度データ送信要求を受
信する都度および一定時ｉｔ１ごとに帯域管理状態の情
報を待機帯域管理局に通知し、待機帯戚管理局は一定時
間毎の動作帯域管理局からの状態通知が到着しない場合
，初期化時と同様の手ｊ＠で新たＫｖＪ作帯域管理局全
決定するように構成したものである。

作用 上記構成に．よシ、時間トークンプロトコＮシステムに
シいて、帯［管理局が同期データ転送Ｋｋける最大デー
タ発生量の情報を把握しているため、新たな同期データ
転送を開始する際に，常に正確なデータ転送の可否が判
断でき、時間トークンデａ｝コＪレアルゴリズムの安定
な維持が可能となる。

また，リング中に待機帯域Ｖ理局を設けることにより、
！ｖｌ作帯域．管理局の障害時にも、同期データ転送の
管埋が中ｆｒなく実行できる。

央施例 以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

本発明ｋ実施した場合のトークンブロトコノレにヨルリ
ングネットワークのシステムｗｇｈ．　従来例である第
３図と同様である。第３図に分いて，局１５ヲ本発明に
よる帯ｆｆ．管理機能を有するものとする。このシステ
ムで、従来と同様に、時間トークンプロトコルによるリ
ングの初期化の時点で，リング内ての目標トークン周回
時間が決定ざれる。

この値はリング内で帯域管理局としてｖＪ作する局にも
ｇ識される。これにより、帯域管理局は、無負荷時のト
ークン周回時間と目標トークン周回時間の差を求め、こ
れを伝送路の速度で除算すれば、目標トークン周回時間
内で存在できる最大許容同期データ量を求めることがで
きる。たとえば、電話音声の場合、単方向の音声伝送に
最大６４　Ｋｂｐｓのデータ転送が必要となる。これば
、電話音声の有音率が１００優とみなした最大データ転
送量である。

目標トークン周回時間をたとえば８ｍＳとすると，音声
パケットは最大でもＢｍＳ以内に送信慮を獲得できる。

この場合、６４バイト０音声パケットで、６４Ｋｂｐｓ
の同期データ伝送がシこなわれる。この［　（　６４バ
イト）で最大許容同期データ量を除算することにより、
リングで収谷可能な音声回線（単方向）が求められる。

単方向ｔ許容回線数の根拠とするのは、伝送媒体共有形
ワークでは，同報通信（放送形）が多用されるためであ
る。

音声等の同期データ転送金行う局の転送手ｊ頃を第１図
を用いて説明する。第１図にかいて、同期データ転送か
こな釦うとする局（以降発呼局と称す）は帯域管理局に
帯域使用安求ｆ／＜ゲット１により帯域管理局に送る。

接続要求パケツトには、同期データ転送の宛先局アドレ
ス、同報であるか否か、最大伝送速度、単方向か双方向
の通信であるか．Ｉ．！ｍ性、ＰＡｖ！！夢求かよび諜
企情報等が含筐れる。帯域使用要求パケットの宛先アド
レスハ、帯域管理機能を持つ局を指定する機・能アドレ
スによる同報ｔ用いる。帯Ｖｔ管理局では、受信した帯
域使用要求バγツｌ−１の情報と、自局に保持している
データベース中の現在１で許した同期データ転送量のと
りうる最大値から，この同期データ伝送を許した場合の
同期データの最大量ｔ判断し、時間トークンプロトコル
に遣反しないなら、帯＊使用金許可するパゲット２を送
出する。発呼局ぱ同期データ転送の許可會得たので、以
降宛先局に同期データ１ｋｉ送する。同期転送が終了し
た時点で，局は帯域管理局に帯域返却３を通知し、帯域
管理局はデータベース中からリング上での現在の使用帯
域量を減算する。

帯域使用要求１ｔ−許可した場合，目標トークン周回時
間の制限を守れない可能性があるときは帯域管理局は＠
ｌ穣ビジーとして発呼局に接続拒否の通知を行う。

上記夾施例では、帯域管理局がリング中に唯一存在して
いるが、この゜帯Ｖ，管理局に障害が発生した場合，リ
ングでの同期データの帯域管埋がおこなわれなくなる。

こ，のため、リング中に待機帯域管理局を設け、動作帯
域管理局に障害が発生した場合、ただちに、待機局が動
作局となク帯域．管理を行う必娑がある。

動作帯域管理局はリング中で唯一でなければならないＯ
で，リング初期化時に次の手順で行う。

これは，局のＭＡＣアドレスが全て一意であることを用
いてかや，リング初期化時に、帯域管理機能金保有する
全局は、帯域管理局を指示する機能アドレスを宛先とし
、自局の八快Ｃアドレスを発信元とする帯ｊｌｉｔ管理
局存在パケツト會リングに送出する。各帯域管理局は、
受信した帯域管理局存在パケットの発信元アドレスと自
局のＭＡＣアドレスを比較し、自局アドレスが受信パｒ
ットの発信元アドレスよシ小さい場合、こＡｉリピート
するとともに待機帯域管理局になる。自局のＭＡＣアド
レスが、受信パケットの発信元アドレスより大キい場合
、帯域管理局存在パケット金送信し続ける。

自局アドレスと同一の場合、自局がリング中で動作帯域
管理局になる権利を獲得したことになり、動作帯域管理
局に遷移する。

ｗＪ作帯域管理局は、一定時間ごとかよびｇｆ−接続を
認めて帯ｖｉ．ヲ使用させた場合に、データベースの内
容を帯域管理局宛の機能アドレスにより、ブロードキャ
ストする。各待機帯域管理局は、動作帯域管理局からの
バｒットが到着しなかった場合で、後述する再送も行わ
れない場合、待機帯域管理局間での動作局調停を行い、
潅利紫得た待機局が動作局に遷移する。

待機管理局が動作管理局に遷移する場合、遷移以前の同
期データ帯域使用情報が必要となる。

このため，同期データ帯域使用情報が史新された場合、
励作帯Ｈ．管理局はリング内の待機帯域管理局にこれ金
通知する。このとき、リング内のトヲヒツク金上げない
ために、帯Ｖ．管理局宛の機能アドレスによる同報を用
いる。

同報通信の場合、宛先局の受信バッ７アに空きが存在し
ない場合や、伝送路上でパケットにデータ誤りが発生し
、必ずしも全ての宛先局で受信されない場合が存在する
。このとき、動作帯域管理局の帯域使用状況の通知に同
報を用いると、待機局のデータベースに不一致が生ずる
可能性があり、待機局が動作局に遷移した後、発呼局の
帯域使用要求の可否応答金誤ることある。

このため、同報通信を行う局は、同報パケツトに通番を
付与して送信し、各受信局は、受信した同報パケットの
通番乞監視し、通番が重複したなら、これを廃秦し、４
番が欠如したなら、該通番のパケットの再送を送信局に
要求する手順を用いる。

第２図によりこの例を示す。第２図では・リ′グ上で、
動作局のパケットが待機局Ａ．Ｂ．Ｃの順で巡四すると
している。第２図に分いて、発呼局から、帯域使用要求
４が動作帯域管理局に到着し，動作帯域管理局が自局の
データベース中の同期帯戚使用状況の情報を書き換える
際に，通番として”ｌ”ｔ−Ｍつ同報パケツト（１）５
により，データベースの更新Ｆｆ＋報を送信する。各受
信待機局は，この情報により，各々のデータベースの更
新を行う。

ｗＪ作帯域管理局は、帯域返却ｄ知６が到着したなら、
データベース中の同期帯域使用量からこの呼の使用して
いた帯域分を削除し、この情報を通番として２を持つ同
報パケツｌ−　（２）　７により、各待機局に通知する
。以降、同様に、同報パケット金８ 通信する際は、通番Ａ１だけ増７ＸＩさせて使用する。

いま、通番”３“を持つ同報パケツ｝　（３）　８が、
待機局Ａで受信された後、伝送路上で誤りが発生したと
する。この場合、待機局Ｂ．Ｃでは、同報バケッ｝　（
３１　８は受信されない。次に、通番“４“ｔｎつ同報
バケツ｝　（４）　９が待機局Ａ，Ｂ，Ｃで受信される
。このとき、待機受信局Ｂ，Ｃは，通番１　ａ　１を持
つ同報バゲツ｝？受信していないこと全検出する。これ
により、待機局ＢＳＣは、各々，通番３の同報パケット
再送要求１０．１１　１ｋ動作局に対して送信する。動
作局は受信再送要求パケットの発信元アドレスから発信
局個別アドレス金検出し、同報バデット（３）の内容を
持ち、通番が゜３″であることを明示したパケットを個
別アドレスにより再送する。以降、動作局は、通番゜４
１會持つ同報パケット（４）１２から同報送信を開始す
る。同報バｒ　’７ト（４）は重複するが、各．受信局
では、同一通番／＜ゲットは破秦するため、各局のデー
タベースのｍ一は保たれる。また、待機局ＢＫ釦いて、
通番゜５を持ク同報パケツト１３が、受信バツ７ア不足
で受信されなかった場合も，再送要求パケット１４が動
作局に送られ、同様の手順で再送が行われる。

上記手法は、同報通信の場合の通信の信頼性向上のため
、一般的に使用できる手法である。

発明の効果 以上説明したように、本発明によれば、同期データ転送
量の最大＃．ヲリ冫グ上の帯域．ｖ理局が一元管理する
ことが町能であり、時間トークンバッシングを維持でき
るうえに、各局が分欣して同期データ量を監視する必要
が無いため、容易に実現可能である。１た、リング中に
待機帯Ｖ．管理局を設け、常に同一帯域使用状況データ
ベースを持つ場合、帯Ｖ．管理局の障害時にも，同期デ
ータ転送の管理が中断なく実行できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による同期データ転送手順を
説明する概ｋ図、第２図は本発明の他の実施例による同
報通信手順を説明する概念図、第３図は本発明が適応さ
れるリングネットワークシステムの構成例を示す状態図
、第４図は従来例による局の機能を説明する局構戊図で
ある。 １５．１６．１７．１８・・・データ送受信局、１９　
．　２０・・・リング伝送路、２ｌ・・・トークンかよ
び同期パケツト検出器、２２・・・同期データ量カウン
タ、お・・・同期データ量レジスタ、謁・・・プロセッ
サ、２５・・・トークンバツシングコン ト ローヲ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、データの送受信を行う局をリング伝送路により接続
   し、各局はリング伝送路を唯一巡回するトークンと称す
   る特定ビットパターンを獲得することによりパケット化
   したデータを前記リング伝送路に送出し、直後にトーク
   ンを解放するトークンパッシングシステムであり、さら
   に、各局はリング中での目標トークン周回時間を決定す
   る手段と、トークン周回時間を監視する手段を持ち、前
   記目標トークン周回時間よりトークン周回時間が遅い場
   合は高優先度データのみを、トークン周回時間が目標ト
   ークン周回時間より早い場合は低優先度データの送信も
   許す時間トークンプロトコルを実行するトークンパッシ
   ングシステムであつて、リング上に帯域管理局を設け、
   前記帯域管理局は目標トークン周回時間以内で伝送可能
   な最大高優先度データ帯域を算出し、高優先度データ通
   信を行う局は、通信を開始するのに先立ち、前記帯域管
   理局に高優先度データの通信帯域を通知することにより
   優先データ通信開始の許可を求め、前記帯域管理局は、
   最大高優先度データ帯域以内である場合は高優先度デー
   タ送信を許容することを、最大高優先度データ帯域を越
   える場合は高優先度データ用帯域が不足していることを
   前記高優先度データ送信要求局に通知するように構成し
   たトークンパッシングシステム。 ２、請求項１記載のトークンパッシングシステムであつ
   て、帯域管理局を複数設け、各局は、リング初期化時に
   、自局アドレスを含む帯域管理局存在を示すパケットを
   連続して送信し、各帯域管理局は、自局よりアドレスが
   大きい帯域管理局が存在する場合は、送信を停止して待
   機帯域管理局となり、高優先度データ送信要求パケット
   に応答しないように制御し、自局送信フレームが連続し
   て到着することにより自局アドレスが帯域管理局中最大
   であることに検出した場合は、動作帯域管理局となり、
   高優先度データ送信要求パケットに応答するとともに、
   高優先度データ送信要求を許可する都度および一定時間
   ごとに帯域管理状態の情報を待機帯域管理局に通知し、
   待機帯域管理局は一定時間毎の動作帯域管理局からの状
   態通知が到着しない場合、初期化時と同様の手順で新た
   に動作帯域管理局を決定するように構成したトークンパ
   ッシングシステム。 ３、請求項１記載のトークンパツシングシステムであつ
   て、同報通信を行う局は、同報パケツトに通番を付与し
   て送信し、各受信局は受信した同報パケットの通番を監
   視し、通番が重複したときはこれを廃棄し、通番が欠如
   したときはこの欠如した通番のパケットの再送を送信局
   に要求するように構成したトークンパツシングシステム
   。 ４、請求項２記載のトークンパッシングシステムであつ
   て、動作帯域管理局が待機帯域管理局へ帯域割当情報を
   通知する場合、動作帯域管理局は同報パケットに通番を
   付与して送信し、各待機帯域管理局は受信した同報パケ
   ットの通番を監視し、通番が重複したときはこれを廃棄
   し通番が欠如したときはこの欠如した通番のパケットの
   再送を送信局に要求するように構成したトークンパッシ
   ングシステム。