JPH05260119A - プロトコル完全化システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的は、入力された通信サービス四
級仕様から生成されるプロトコルを未定義受信、デッド
ロックを含まないプロトコル変換の完全化を行うことが
でき、プロトコル設計者の業務負担を軽減できるプロト
コル完全化システムを提供することである。 【構成】 本発明は、通信サービス要求仕様群101 とプ
ロトコル合成手段102 、により自動生成されたプロトコ
ル103 を生成し、要求外動作探索手段104 により要求外
動作を検出すると、プロトコル変換規則107 等に従って
プロトコルにイベントを付加する手段106 により完全化
されたプロトコル108 を生成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プロトコル完全化シス
テムに係り、特に、複数プロセスが互いに通信により同
期をとりながらプロトコル制御を行う交換機、ＰＢＸ
（構内交換機）、ボタン電話、データ通信装置等の通信
サービス制御装置のプロトコル完全化システムに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】プロトコル合成システム等のプロトコル
完全化においては、有限状態遷移機械で表現したプロト
コル上で起こり得る動作が全て要求であると仮定し、起
こり得る動作上で実行する送信イベントにより通信相手
プロセスに送られた信号を受け取る受信イベントが相手
プロセスにない場合に、その受信イベントをプロトコル
に付加するものがある。

【０００３】このプロトコル完全化では、要求外動作が
発生したときに、通信路に残っている信号を受信するた
めの受信イベントをプロトコルに付加するだけで行うこ
とができる未定義受信を解消する方法でのプロトコル完
全化しか実現していない。そこで、文献１［田倉他、IC
CC Sysmposium '89 In Beijing On Computer Communica
tion ,Sep., 1989, 「COMPLETING PROTOCOLS ACCORDING
TO REQUIREMENTS」にあるプロトコル完全化では、未定
義受信に限らず、デッドロック等も含む全ての要求外動
作に対して通信サービス要求仕様群の変更を行うことも
許して、未定義受信、デッドロックを含まないプロトコ
ルに変換するプロトコル完全化を行っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来のプロトコル完全化を通信サービス要求仕様群から
プロトコルを自動生成するシステムで使用する場合に
は、要求外動作に陥った後で、未定義受信やデッドロッ
クを解消するイベントを実行した後に行うイベントにつ
いては、考慮されておらず、且つ要求外動作に陥った後
に未定義受信やデッドロックを解消するイベントを実行
した後で遷移する状態は、一律に初期状態と決められて
いる。このように、従来のプロトコル完全化について
は、要求外動作についてその発生を報告するのみであ
り、さらに、機械的にプロトコルを完全化していたにす
ぎず、プロトコル設計者の負担が大きいという問題があ
る。

【０００５】本発明は上記の点に鑑みなされたもので、
入力された通信サービス要求仕様群から生成されるプロ
トコルを未定義受信、デッドロックを含まないプロトコ
ルに変換する完全化を行い、その後でプロトコル設計者
から与えられる規則または、予め設定された規則に従っ
て要求仕様に対応する要求内動作に復帰するプロトコル
を生成するプロトコル完全化システムを提供することを
目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、メッセージシ
ーケンスチャートで表現される通信サービス要求仕様群
と、通信サービス要求仕様群からプロセスを初期状態及
び他プロセスからの信号を受け取るＦＩＦＯ形式の通信
路を、通信相手のプロセス対応に有する有限状態遷移機
械で表現するプロトコルを自動生成するプロトコル生成
手段と、生成されたプロトコル上ですべてのプロセス間
通信路に信号がない初期グローバル状態からイベント実
行を開始して、起こり得る動作のうち通信サービス要求
仕様群に含まれるどのサービス仕様とも対応しない動作
である要求外動作を探す要求外動作探索手段と、要求外
動作探索手段により要求外動作が発生した後、各プロセ
スが初期状態に戻るか或いは、それ以上イベントを実行
できなくなるまで要求外動作に関するすべてのプロセス
がイベント実行するイベント実行手段と、イベント実行
手段によりイベントを実行した後、すべてのプロセス間
通信路に入っている信号を全て受信するイベントを付加
し、付加したイベントを実行後、再び初期状態に戻れる
状態に遷移することにより要求外動作を完全化するイベ
ント付加手段とを含む。

【０００７】また、本発明は、プロセス間通信路に信号
が残ったまま初期状態に戻っているプロセスがある場
合、または、通信路に信号が残っておらず、初期状態に
戻すイベントを付加できない場合に、サービス要求仕様
群の表現を変えて、送信イベント、受信イベントをプロ
トコルに付加するか、または、付加したイベント実行後
に遷移する状態を規定するプロトコル変換規則を含む。

【０００８】

【作用】本発明は、探し出された要求外動作に関わる各
プロセスが、初期状態に辿り着くか、実行可能なイベン
トがなくなるまで実行を続ける。この要求外動作の実行
終了後にどのプロセスも初期状態に辿り着かず、且つ少
なくとも一つの通信路に受信されていない信号が残って
いる場合には、従来行われている方法により、その信号
を受信するイベントをプロトコルに付加する。要求外動
作の実行終了後に初期状態にたどり着いた場合には、従
来の文献１の方法で、通信サービス要求仕様の変更を行
って未定義受信、デッドロックを解消し、要求外動作に
陥ったことを検出した後、直ちにグローバル初期状態に
遷移するプロトコルの完全化を行うことができる。

【０００９】本発明では、プロトコルの完全化の方法と
して、要求外動作に関わるプロセスの動作を初期設定す
る方法、要求外動作発生の原因となるイベントを実行す
る以前の状態に戻る方法、要求外動作で通過していない
状態に遷移させること等を、プロトコル設計者の指示ま
たは、一般的な規則に基づいて決定することができる。

【００１０】

【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を詳細に
説明する。

【００１１】図１は本発明の一実施例のシステム構成を
示す。通信サービス要求仕様群１０１は、個別のサービ
スをメッセージシーケンスチャートで表現したサービス
要求仕様の集合である。プロトコル合成手段１０２は、
文献２［市川他、IEEE Trans. On Computers Vol. 40,
No. 4, Apr., 1991,「SDE: Incremental Specification
and Development of Communications Software 」 に
あるプロトコル合成法により、通信サービス要求仕様群
を満足し、一つのプロセスを一つの状態遷移機械で表現
するプロトコルを自動生成する（自動生成されたプロト
コル１０３）。プロトコル表現において、各プロセスは
初期状態を有し、状態から状態へは、状態間を結び、矢
印に割り付けられたイベントを実行することにより遷移
する。

【００１２】要求外動作探索手段１０４は、文献３ 伊
藤他、電子情報通信学会論文誌、Vol. J69-B,No. 5, Ma
y,1986, 「並行プロセスを基本とした交換プログラム仕
様の階層的検証法」 にある方法により、自動生成され
たプロトコル１０３上で起こり得る動作で通信サービス
要求仕様群１０１に含まれるどのサービス仕様とも対応
しない動作を要求外動作１０５として探し出す。

【００１３】プロトコルにイベントを付加するイベント
付加手段１０６は、要求外動作探索手段１０４により探
し出された要求外動作１０５を各プロセスが初期状態に
戻るか、それ以上イベントを実行できなくなるまでイベ
ントを実行した時点ですべてのプロセス間通信路に入っ
ている信号を全て受信する。さらに、イベント付加手段
１０６は、要求外動作１０５に関わるプロセスが新たに
付加されたイベントを実行するように、プロトコルにイ
ベントを付加することにより完全化されたプロトコル１
０８を生成する。付加したイベントを実行し終わった後
で遷移する状態は、プロトコル変換規則１０７により指
定する。

【００１４】図２は通信サービス要求仕様１０１をメッ
セージシーケンスチャートにより表現した図を示す。通
信サービス要求仕様１０１のサービス仕様ｒ１，ｒ２と
もに２つのプロセスｐとｑから構成されるプロトコルに
対する要求仕様である。

【００１５】サービス仕様ｒ１において、矢印１，７は
外部からの外部入力を表す。矢印２、３は、プロセス
ｐ，ｑ間で送受信される内部入力を表す。サービス仕様
ｒ２では、外部入力は矢印４、８であり、内部入力は矢
印５、６である。

【００１６】図３は、図２のサービス仕様ｒ１，ｒ２を
満足するように自動生成されたプロトコルを示す。図３
において、円は状態を表し、状態間を結ぶ矢印は、状態
遷移を表す。円の中にかかれている数字は、状態番号を
表す。特に、状態番号“０”の状態を初期状態と呼ぶ。
状態遷移は矢印に割り当てられているイベントを実行す
ることにより行われる。同図において、例えば、「＋
（１）」はこのイベントを実行するプロセスｐが外部か
ら信号１を入力することを表す。プロセスｐの状態１か
ら状態２のイベント「−ｑ（２）」は、プロセスｐにお
いてプロセスｐからプロセスｑへのＦＩＦＯ（First-I
n,First-Out) 形式の通信路の最後尾に信号２を入れる
ことを表す。プロセスｐの状態３から状態４へのイベン
ト「＋ｑ（５）」はプロセスｐがプロセスｑより信号５
を受信すること表す。

【００１７】図４は図３で表されたプロトコルで起こり
得るすべての動作をメッセージシーケンスチャートによ
り表現したものである。プロトコル上で起こり得る動作
を全て考えるために、外部からの入力は、入力イベント
が割り付けられている遷移の元の状態にプロセスが到達
したときには、実行可能であると定義する。図４におい
て、動作ｂ１，ｂ２はそれぞれ図２のサービス仕様ｒ
１，ｒ２に対応する動作である。図４の動作ｂ３，ｂ４
は通信サービス要求仕様群１０１に含まれないので、要
求外動作である。動作ｂ３はプロセスｐが信号１を、プ
ロセスｑが信号８を入力したことにより発生した要求外
動作である。この要求外動作は、プロセスｐが信号２
を、プロセスｑが信号５をそれぞれ相手のプロセスに通
信路経由で送ったところで、それ以上実行可能なイベン
トが無くなった状態を表す。動作ｂ４はプロセスｐ，ｑ
がそれぞれ信号４、７を入力したところで実行可能なイ
ベントが無くなった状態を表す。

【００１８】図５は本発明の一実施例の要求仕様の変更
を伴わないでプロトコルを完全化したことを説明するた
めの図を示す。図５（Ａ）は図４の要求外動作ｂ３に対
して完全化を行って得られたプロトコルを表す。この例
では、プロトコル変換規則１０７により通信路に入って
いる信号を受信するイベントを実行した後の遷移先とし
て初期状態（状態０）が指定されている。同図中、プロ
セスｐは初期状態（状態０）から状態１にかけて信号１
を受信し、状態１から状態２にかけてプロセスｑに信号
２を送信する。ここで、状態２から初期状態（状態０）
への矢印のイベント＋ｐ（５）が新たに付加されてい
る。プロセスｑは初期状態（状態０）から状態３にかけ
て信号８を受信し、状態３から状態４にかけてプロセス
ｐに信号５を送信する。次に、状態４から初期状態（状
態０）への矢印のイベント＋ｐ（２）が新たに付加され
ている。これらの新たに付加されたイベントを実行する
ことにより、各プロセスは要求外動作に陥ったことを検
出できる。

【００１９】図５（Ｂ）は要求外動作ｂ３が完全化後、
どのように変更されたかをメッセージシーケンスチャー
トで表現したものである。動作ｂ３において、は完全
化前の状態であり、に示す番号２は、プロセスｐから
プロセスｑに対して信号２を送信し、番号５はプロセス
ｑからプロセスｐに対して信号５を送信することを示
す。

【００２０】図６は、本発明の一実施例のプロトコルの
完全化に要求仕様の変更が伴う場合を説明するための図
を示す。図６（Ａ）は図５（Ａ）のプロトコル上で発生
する要求外動作ｂ４に対し完全化を行って得られたプロ
トコルを表す。動作ｂ４はすべての通信路に信号がな
く、実行可能なイベントがない状態（デッドロック）に
陥っている。このため、プロセスｐからプロセスｑに信
号９を送るイベントをプロセスｐ，プロセスｑには状態
１でイベント＋ｐ（９）を実行して状態５に遷移するイ
ベントを付加している。このイベントの付加に伴い、サ
ービス仕様ｒ２の変更が必要となってくる。変更内容は
以下のとおりである。

【００２１】・プロセスｐにおいて状態３から状態４へ
は、イベント＋ｑ（５）を実行することにより遷移して
いた。要求外動作ｂ４の完全化後には、状態３でイベン
ト−ｑ（９）を実行して状態５に遷移し、さらに、状態
５でイベント＋ｑ（５）を実行することにより状態４に
遷移する仕様に変更されている。

【００２２】・プロセスｐにイベント−ｑ（９）が付加
されたことに伴い、プロセスｑにおいて状態３から状態
４へイベント−ｐ（５）を実行することにより遷移して
いたのが、状態３でイベント−ｐ（５）を実行して状態
６に遷移し、さらに状態６でイベント＋ｐ（９）を実行
することにより状態４に遷移する仕様に変更されてい
る。

【００２３】以上のプロトコル変更によりプロセスｑは
状態１でイベント＋ｐ（９）を実行するため、要求外動
作に陥ったことを検出できる。プロセスｐにおいて、要
求外動作を検出するためにプロセスｑ，ｐに信号１０の
送信イベント、受信イベントを付加する。

【００２４】図６（Ｂ）は、図６（Ａ）において、要求
外動作ｂ４及びサービス仕様ｒ２がどのように変更され
たかをメッセージシーケンスチャートで表現したもので
ある。要求動作ｂ４においてでは、デッドロック状態
であり、の完全化後には、プロセスｐからプロセスｑ
に信号９を送信し、プロセスｑからプロセスｐに信号１
０を送信するというイベントを付加している。

【００２５】また、サービス仕様ｒ２はｂ４のイベント
の付加に伴い、変更を行う。プロセスｑはプロセスｐに
信号５を送信し、プロセスｐからプロセスｑに信号６を
送信するというイベントで状態遷移を行っていたが、
において、プロセスｐからプロセスｑに信号９を送信す
ることにより、状態１より状態５に状態遷移するように
変更される。

【００２６】この例でも、プロトコル変換規則１０７に
より、通信路に入っている信号を受信するイベントを実
行した後の遷移先として初期状態（状態０）が指定され
ている。

【００２７】図７は本発明の一実施例の要求外動作にデ
ッドロック、未定義受信がないプロトコルを表した図で
ある。図７（Ａ）は（Ｂ）の２つのサービス仕様ｓ１，
ｓ２から自動生成されたプロトコルを示し、図７（Ｂ）
のｃ１は自動生成されたプロトコル上で起こり得る要求
外動作を示す。図７（Ｂ）のサービス仕様ｓ１のプロセ
スｐは、初期状態（状態０）において、信号１を受信
し、受信イベントを実行してプロセスｑより信号２を受
信する。そして、プロセスｑに信号３を送信する。サー
ビス仕様ｓ２のプロセスｐは初期状態（状態０）におい
て、受信イベントを実行して信号４を受信し、状態３に
遷移する。プロセスｐは状態３において、信号３をプロ
セスｑに送信し、状態４に遷移する。さらに、状態４に
おいてプロセスｑから信号２を受信し、初期状態（状態
０）に遷移する。要求外動作ｃ１は、プロセスｐ，ｑと
もに初期状態（状態０）に戻り、且つ通信路に信号が残
らない。この要求外動作ｃ１についてのプロトコル完全
化は、プロセスｐ，ｑが要求外動作ｃ１に陥ったことを
検出することができるイベントを付加することで可能と
なる。

【００２８】完全化して得られたプロトコルを以下に示
す。図８は、本発明の一実施例の図７のプロトコルを完
全化したことを示す図である。

【００２９】同図（Ａ）は完全化して得られたプロトコ
ルを示す。図８（Ｂ）のｃ１は完全化れたプロトコルで
の要求外動作を示し、サービス仕様ｓ１，ｓ２は要求外
動作ｃ１のプロトコルの動作に伴って変更されているこ
と示すものである。この例におけるプロトコル変換規則
１０７も、要求外動作を検出後の遷移先として初期状態
（状態０）が指定されている。要求外動作ｃ１のプロセ
スｑがプロセスｐに信号２を送信し、プロセスｐがプロ
セスｑに信号３を送信する。次に、完全化のためにプロ
セスｐはプロセスｑより信号７を受信する。これによ
り、サービス仕様ｓ１は要求外動作ｃ１のプロトコルの
動作に伴ってプロセスｑは状態４において、信号７を送
信する。サービス仕様ｓ２において、プロセスｑは状態
５において、プロセスｑに信号６を送信する。また、プ
ロセスｐは状態６において、信号６を受信する。

【００３０】図９は、本発明の一実施例の電話の２者通
話サービスを制御するプロトコルのサービス仕様を表す
メッセージシーケンスチャートを文字表現で表したもの
である。サービス仕様ｔ１とｔ２の差は、通話状態で発
側と着側のどちらが先に切断するかだけの違いである。
発側プロセスをｐとし、着側プロセスをｑとしてサービ
ス仕様を記述したものである。

【００３１】図１０は本発明の一実施例の図９のサービ
ス仕様から自動生成されたプロトコルを示す。このプロ
トコルでは、発側ｐと着側ｑが同時に切断した場合に起
きる動作は要求外動作（この動作をｄとする）である。
プロセスｐは状態６でイベント＋ｑ（切断ＯＫ）を実行
して状態８に遷移し、プロセスｐでは状態１０でイベン
ト＋ｐ（切断ＯＫ）を実行して状態１１に遷移する。

【００３２】図１１は、本発明の一実施例の図１０のプ
ロトコル完全化して得られたプロトコルである。要求外
動作ｄにおいて、発側プロセスｐ，着側プロセスｑとも
に切断をすることが目的である。従って、プロセスｐで
は、状態６でイベント＋ｑ（着側切断）を実行して状態
８に遷移し、プロセスｑでは、状態１０でイベント＋ｐ
（発側切断）を実行して状態１１に遷移するようにプロ
トコルを変更している。この例では、プロトコル変換規
則として動作を先に進めるように指定されている。

【００３３】上記のように、プロセス間のプロトコル完
全化は、プロセスを有限状態遷移機械で表現し、各プロ
セスは他のプロセスからの信号を受け取るためのＦＩＦ
Ｏ形式の通信路を通信相手プロセスと対応して持ち、初
期グローバル状態から各プロセスが再び初期状態に戻る
か実行可能なイベントがなくなるまでイベントを実行し
て起こり得る動作のうち、通信サービス仕様群に含まれ
ない動作である要求外動作を探し出す。要求外動作が発
生した時に各プロセスが初期状態に戻るか、それ以上イ
ベントを実行できなくなるまで、イベントを実行したと
きにすべてのプロセス間通信路に入っている信号を受信
し、要求外動作に関わるすべてのプロセスが再び初期状
態に戻ることが可能な状態に遷移するイベントをプロト
コルに付加する。また、自動作成されたプロトコルで要
求外動作が発生したとき、要求外動作に関わるプロセス
が要求外動作の発生を検出する。また、通信路に信号が
残ったまま初期状態に戻っているプロセスがある場合及
び、すべての通信路に信号が残っておらず、初期状態に
戻すイベントを付加できない場合には、サービス要求仕
様群を変えて送信イベント、受信イベントをプロトコル
に付加すべきか、また、付加したイベント実行後に遷移
する状態をプロトコル変換規則により規定する。

【００３４】

【発明の効果】上述のように、本発明によれば、プロト
コル設計者は正常サービスをメッセージシーケンスチャ
ートで要求仕様として記述するだけで、デッドロックや
未定義受信のないプロトコルを自動生成できる。

【００３５】従来、通信サービス要求仕様を満足するプ
ロトコルは自動生成することができたが、要求外動作に
関してはその発生を報告するだけ、または、機械的にプ
ロトコルを完全化を行うだけであったのに比べて、プロ
トコル設計における設計者の負担を軽減できる。プロト
コルを完全化する時に参照するプロトコル変換規則は、
すべての要求外動作に一律に与えることも、要求外動作
毎に個別に与えることもできるので、設計者の意図を反
映させたプロトコルを自動生成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のシステム構成図である。

【図２】本発明の一実施例の通信サービス要求仕様をメ
ッセージシーケンスチャートにより表現した図である。

【図３】本発明の一実施例の図２のサービス仕様を満足
するように自動生成されたプロトコルを示す図である。

【図４】本発明の一実施例の図３で表されたプロトコル
で起こり得るすべての動作をメッセージシーケンスチャ
ートにより表現したものである。

【図５】本発明の一実施例の要求仕様の変更を伴わない
でプロトコルを完全化したことを説明するための図であ
る。

【図６】本発明の一実施例のプロトコルの完全化に要求
仕様の変更が伴う場合を説明するための図である。

【図７】本発明の一実施例の要求外動作にデッドロッ
ク、未定義受信がないプロトコルを表した図である。

【図８】本発明の一実施例の図７のプロトコルを完全化
したことを示す図である。

【図９】本発明の一実施例の電話の２者通話サービスを
制御するプロトコルのサービス仕様を表すメッセージシ
ーケンスチャートを文字表現で表したものである。

【図１０】本発明の一実施例の図９のサービス仕様から
自動作成されたプロトコルを示す図である。

【図１１】本発明の一実施例の図１０のプロトコル完全
化して得られたプロトコルを示す図である。

【符号の説明】

１０１ 通信サービス要求仕様群 １０２ プロトコル合成手段 １０３ 自動生成されたプロトコル １０４ 要求外動作探索手段 １０５ 要求外動作 １０６ イベント付加手段 １０７ プロトコル変換規則 １０８ 完全化されたプロトコル １〜１０ 信号番号

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 メッセージシーケンスチャートで表現さ
   れる通信サービス要求仕様群と、 該通信サービス要求仕様群からプロセスを初期状態及び
   他プロセスからの信号を受け取るＦＩＦＯ形式の通信路
   を、通信相手のプロセス対応に有する有限状態遷移機械
   で表現するプロトコルを自動生成するプロトコル生成手
   段と、 生成されたプロトコル上ですべてのプロセス間通信路に
   信号がない初期グローバル状態からイベント実行を開始
   して、起こり得る動作のうち該通信サービス要求仕様群
   に含まれるどのサービス仕様とも対応しない動作である
   要求外動作を探す要求外動作探索手段と、 該要求外動作探索手段により該要求外動作が発生した
   後、各プロセスが初期状態に戻るか或いは、それ以上イ
   ベントを実行できなくなるまで要求外動作に関するすべ
   てのプロセスがイベント実行するイベント実行手段と、 該イベント実行手段によりイベントを実行した後、すべ
   てのプロセス間通信路に入っている信号を全て受信する
   イベントを付加し、付加した該イベントを実行後、再び
   初期状態に戻れる状態に遷移することにより要求外動作
   を完全化するイベント付加手段とを含むことを特徴とす
   るプロトコル完全化システム。
2. 【請求項２】 前記プロセス間通信路に信号が残ったま
   ま初期状態に戻っているプロセスがある場合、または、
   前記通信路に信号が残っておらず、初期状態に戻すイベ
   ントを付加できない場合に、前記サービス要求仕様群の
   表現を変えて、送信イベント、受信イベントをプロトコ
   ルに付加するか、または、付加したイベント実行後に遷
   移する状態を規定するプロトコル変換規則を含むことを
   特徴とする請求項１記載のプロトコル完全化システム。