JPH08228201A - ポート数の拡張が可能なローカル・エリア・ハブ・ネットワーク及びそのポート数拡張方法 - Google Patents

ポート数の拡張が可能なローカル・エリア・ハブ・ネットワーク及びそのポート数拡張方法

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JPH08228201A
JPH08228201A JP7326270A JP32627095A JPH08228201A JP H08228201 A JPH08228201 A JP H08228201A JP 7326270 A JP7326270 A JP 7326270A JP 32627095 A JP32627095 A JP 32627095A JP H08228201 A JPH08228201 A JP H08228201A
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hub
stations
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hub stations
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JP7326270A
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Clarence Chulljoon Joh
チュルジョーン ジョー クラレンス
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AT&T Corp
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L49/00—Packet switching elements
    • H04L49/35—Switches specially adapted for specific applications
    • H04L49/351—Switches specially adapted for specific applications for local area network [LAN], e.g. Ethernet switches
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L49/00—Packet switching elements
    • H04L49/20—Support for services
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 拡張可能なローカル・エリア・ハブ・ネット
ワーク を提供する。 【解決手段】 本ネットワークは、共通メモリー・バス
に沿って結合された複数個のハブ局、及び、上記複数個
のハブ局を第１セグメント調停器及び第２セグメント調
停器へ結合し、前記複数個のハブ局を選択的に上記第１
セグメント調停器と第２セグメント調停器に関連付けて
独立した個別システム・ユニットを形成するセグメント
・スイッチを有する。使用状況では、上記第１セグメン
ト調停器が、内部プロトコルに基づいてパケットを第１
セグメント・メモリー・バス上へ伝送するための、上記
第１セグメント・メモリー・バスへのハブ局制御アクセ
スをグラントし、且つ、上記第２セグメント調停器が、
内部プロトコルに基づいてパケットを第２セグメント・
メモリー・バス上へ伝送するための、上記第２セグメン
ト・メモリー・バスへのハブ局制御アクセスをグラント
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明はローカル・エリア
・ネットワークに関し、特にコンピュータ通信で使用す
ることができるような、伸縮可能なラウンドロビン・ロ
ーカル・エリア・ハブ・ネットワークに関する。
【０００２】
【従来の技術】コンピュータ及びコンピュータ端末の使
用における最近の発展と共に、限定されたローカル・エ
リア内で極めて多数のコンピュータ及びコンピュータ端
末をは有することが特異なことではなくなっている。こ
れらの装置が資源を共有することが可能にされ、且つ、
単一の端末が複数の他のコンピュータ及びコンピュータ
端末にアクセスすることを許可する。このことを達成す
る１つの方法がローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡ
Ｎ）である。ＬＡＮは情報を伝送するための交換動作及
びデータ分配を供し、且つ、コンピュータ同士が互いに
通信することを可能にする。ＬＡＮは更に何れか１個の
端末が多数のコンピュータ及び周辺装置へのアクセスを
有することを可能にする。
【０００３】例えば、コンピュータ通信で使用されるそ
の様なＬＡＮは、周知であり、１９９１年８月２０日に
発行された Ebersole 等による "Local Area Network w
ithan Active Star Topology Comprising Ring Control
lers having Ring MonitorLogic Function" なる標題の
米国特許第５，０４１，９６３号；１９９１年３月５日
に発行された Irvine-Halliday 等による "Active Star
-Configured LocalArea Network" なる標題の米国特許
第４，９９８，２４７号；１９８９年４月２５日に発行
された Amundsen 等による "Multiport Repeater" なる
標題の米国特許第４，８２５，４３５号；１９８９年１
０月３日に発行された Richards による "Distributed
Control Rapid Connection Circuit Switch" なる標題
の米国特許第４，８７２，１５８号；及び１９８８年１
１月２２日に発行された Delaney 等による "Dataflow
Control Arrangement for Local Area Network" なる標
題の米国特許第４，７８７，０８２号に記載されてお
り、これら特許の全てがここでの説明のための参照に供
される。
【０００４】ローカル・エリア・ネットワークの端末或
いはノードは、様々な形態、例えば、環状或いは星状の
形態に構成することが可能である。星状構成ハブ・ネッ
トワーク即ちローカル・エリア・ハブ・ネットワークで
は、多数の個別的な遠隔端末がハブ局と呼ばれる中央サ
イト即ち中央局を介して結合されている。そのハブ局は
特定の或いは所定の信号通知プロトコルに従って通信チ
ャネルを確立し、且つ、遠隔端末がデータを電気信号ま
たは光信号のような信号の形でそのハブ状ネットワーク
を介して伝送することを許可される順序を決定する。ラ
ウンド・ロビンと呼ばれるその様な１つの信号通知プロ
トコルでは、各遠隔端末が別々に伝送のためにポーリン
グされる。ラウンド・ロビン信号通知プロトコルでは、
同様に、１つの端末のみが一時にそのハブ局を介して電
気信号データを伝送することができる。即ち、１つの端
末のみがパケットをメモリー・バスへ伝送するための制
御アクセスを有することができる。
【０００５】リング・ネットワーク・トポロジーに依れ
ば、伝送は閉ループを沿ってノードからノードへ為され
る伝送であり、各ノードはそれらを介してデータを変更
することができる。各データ処理装置は単独のノードに
接続され、特に或るノードへ宛てて伝送されたデータ・
メッセージのみを遮断する。データは各ノードを介して
流れ、且つ、それらノードは分散されているので、独立
に保証されることが可能な中央ノードが存在せず、従っ
て、リング・ネットワーク・トポロジーのセキュリティ
及びプライバシーは星状ネットワーク・トポロジーのそ
れよりも幾分か少ない。更に、全てのノードが１つの閉
ループ内に在り、１個のノードの故障がリング・ネット
ワークの全体を不動作状態にする可能性が有る。この閉
ループ・トポロジーはまた、幾つかの構成において新た
なノード或いはデータ処理端末を付加する適応性を制限
し、或いはデータ・ロスを招来する。
【０００６】上述の星状ネットワーク・トポロジーでの
場合のように、リング・ネットワーク・トポロジー内の
ハブ局は特定の或いは所定の信号通知プロトコルに従っ
て通信チャネルを確立し、且つ、遠隔端末がデータを信
号の形でそのハブ状ネットワークを介して伝送すること
を許可される順序を決定する。上述のラウンド・ロビン
信号通知プロトコルはそのようなプロトコルの１つであ
り、それが星状ネットワーク・トポロジーに適用される
方法と同様にしてリング・ネットワーク・トポロジーに
適用することが可能である。
【０００７】バス・ネットワーク・トポロジーではデー
タ伝送は、代表的には１個のソースから同一バス上の全
ての他の装置への一斉送信であるが、しかし、通常はそ
のデータが特にアドレスされている装置によってのみ受
理される。個々のデータ処理装置は、それら装置にアド
レスされたデータ・メッセージ、即ち、それら装置がそ
のバス上でそのバスによってそれらデータ・メッセージ
を転移するようにそれら装置に指定されたデータ・メッ
セージを識別するようにプログラムされる。バス・ネッ
トワーク・トポロジーではバス中の断路が破滅的である
可能性が有るものの、ネットワーク・ノードの故障の点
では、バス・ネットワーク・トポロジーの信頼性はリン
グ・ネットワーク・トポロジーの信頼性より高い。更に
また、バス・ネットワーク・トポロジーでは配線構成が
要求されないので、そのシステムに新たなデータ処理装
置を付加する点での適応性が、星状ネットワーク・トポ
ロジーで通常可能な適応性より高い。ラウンド・ロビン
・プロトコルは一般的にバス・ネットワーク・トポロジ
ーに適用することができないが、もし１個のハブ局が制
御行使ハブ局として指定されていれば適用可能である。
そのようなケースでは、その制御行使ハブ局がラウンド
・ロビン・プロトコルに従って残りのハブ局を支配する
ロジックにプログラムされることとなる。
【０００８】ここでの説明のための参照に供される、１
９９４年３月の日付けの "Draft for Standard Informa
tion Technology Local and Metropolitan Networks -
Part12 - Demand Priority Access Method and Physica
l Layer Specification, P802.12" に開示され且つ記述
されているように、データを、"100 Base VG" と呼ばれ
る、１００Ｍbit／秒の電気信号の形で伝送するローカ
ル・エリア・ネットワークで使用されるべきラウンド・
ロビン・プロトコルがＩＥＥＥに提案されている。ラウ
ンド・ロビン・プロトコルは、ＩＥＥＥ標準８０２．３
に採用されて、やはりＣＳＭＡ／ＣＤ（Carrier Sense
Multiple Access with Collision Detection）として知
られているプロトコルのような、他の周知のネットワー
ク・プロトコルに優る利点を持っている。ラウンド・ロ
ビン・プロトコルに関係する長所は特に時間に影響され
やすいマルチメディア通信のタスクに適用することがで
きる。特に、マルチメディア用途ではラウンド・ロビン
・プロトコルが別の遠隔端末へ供されるメディア・ネッ
トワーク或いは通信ネットワークへのアクセスを順位付
け或いは制御するために好ましくなる。その順位付け或
いは制御されたアクセスにより、より重要な通信タスク
が重要性が低い通信タスクよりも速くそのネットワーク
へのアクセスを得ることが許可される。
【０００９】幾つかの異なる媒体をローカル・エリア・
ネットワーク通信を搬送するために使用することができ
る。ネットワーク・トポロジーについて考えると、ノー
ド間の最大距離、伝送されるべき情報量、及び、伝送速
度が特定の通信媒体を選択する際に重要である。ビルデ
ィング内の強制換気導管のサイズや配管プランのような
物理的制約もまた、その媒体の選択に影響する。最後
に、幾つかのネットワーク・トポロジーに関しては、受
動タッピングのためのそのバスへのユーザのアクセス可
能度もまた、極めて重要である。
【００１０】図１は従来の星状即ちハブ状ローカル・エ
リア・ネットワークの一例の概略構成図である。先に提
唱したように、ローカル・エリア・ハブ・ネットワーク
では遠隔端末１０は星状ネットワークに、即ち、そのネ
ットワーク内で中央局が遠隔端末１０に対するハブ局１
２のように作用する星状構造に構成することが可能であ
る。従って、ハブ局即ちハブ局は遠隔端末の全てがその
ハブ局との通信チャネルが直結されているので、電気信
号のパケットのような信号パケットを或遠隔端末から別
の遠隔端末または多数の遠隔端末へ伝送するために使用
可能である。遠隔端末は、例えば、上記の "Demand Pri
ority Access" ドキュメントに記載されているようなデ
ータ端末或いは他のコンピュータ関連機器を具備するこ
とができる。
【００１１】本発明との関連では、用語「パケット」
は、端末間で伝送するための、信号、代表的にはデジタ
ル信号の形でのデータの完全個別群を意味する。従っ
て、例えば、パケットは伝送されるべき複数のデジタル
信号から成る。代表的には、パケットにはフレーム開始
区切り記号（start of frame delimiter；ＳＦＤ）及び
フレーム終端区切り記号（end of frame delimiter；Ｅ
ＦＤ）が包含される。同様に、上記 "Demand Priority
Access" ドキュメントの頁４ー３に記述され、Ｆｉｇ．
２ に図示されているように、パケットは更に２進デジ
タル信号、即ち、例えば、宛先アドレス（ＤＡ）、ソー
ス・アドレス（ＳＡ）、そのパケットの長さ（Ｌ）伝送
されるべきデータ（ＤＡＴＡ）、及び信号誤り検査のた
めのフレーム検査シーケンス（frame check sequence；
ＦＣＳ）を表すビットが包含される。
【００１２】図１に図示されているネットワークでは、
２つの遠隔端末間で伝送される電気信号パケットのよう
なパケットはハブ局１２を通過しなければならない。特
別なネットワークに依れば、ハブ局は、代表的には、上
記 "Demand Priority Access" ドキュメントに記述され
ているような、信号通知プロトコルを実行し識別する能
力（しばしば「初期接続手順（handshaking）」と呼ば
れる能力）、電気信号パケットからデータを識別し抽出
する能力、データを電気信号の形で格納する能力、信号
誤り検査を実行する能力、及び宛先アドレスの突き合わ
せを実行する能力を有する。
【００１３】ローカル・エリア・ハブ・ネットワークに
関しては、しばしば、信号伝送特性を実質的に低下させ
ること無く、そのネットワークの規模を拡大することが
望まれるようになる。即ち、そのネットワークを拡張す
ることが望まれる。しかし、ローカル・エリア・ハブ・
ネットワークは規模が拡大するにつれて、そのネットワ
ークの遠隔端末間の通信のためのハードウエアがますま
す複雑になる。例えば、集積回路チップを製造する上で
の技術的制約によって１個のチップ上に作成することが
できるポートの数が制限される。特に、マルチ・ポート
ＬＡＮハブ局を何らかの集積回路チップで実現すると、
ユーザ・ポートの数が物理的制約により、１個の集積回
路チップ当たり通常、６乃至１２の間の数に制限され
る。従って、例えば数十或いは数百の端末を有する大規
模なローカル・エリア・ハブ・ネットワークでは、その
ネットワーク中の１個のハブ局に直接リンク、即ち、接
続されている遠隔端末間の通信を幾つかのディスクリー
ト装置、即ち、チップの間で分担することが必要となる
ことが有る。更に、そのネットワークのトラヒックは全
て特定のハブ局を通らなければならないので、各ポート
で利用可能な帯域はそのハブ局へ付加されるポートが増
えるにつれて減少する。更に、これらディスクリート装
置間のラウンド・ロビン・ポーリングを実行或いは制御
する問題もまた、より複雑になる。
【００１４】１個のハブ局上で利用可能なポートの数が
乏しいことを克服する１つの方法に、ハブ局を結合して
多数のハブ局から成るローカル・エリア・ハブ・ネット
ワークを構築する方法が有る。そのようなローカル・エ
リア・ハブ・ネットワークにおいては、それらハブ局が
結合される必要が有り、且つ、ラウンド・ロビン信号通
知プロトコルの実行品位が実質的に低下しないように信
号がそれらハブ局間で通信されなければならない。更に
また、十分な動作を達成するために必要なポートの数を
削減し或いは比較的に少ない数に維持することによっ
て、ハードウエアの複雑さが過度に増加させず、且つ、
低いピンの付加即ちポートの付加を呈しないようにする
ことが望まれる。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】上記説明に鑑みて、ロ
ーカル・エリア・ハブ・ネットワーク上で利用可能なポ
ートの数を、効率的で、確実、且つ、機能的に増大する
拡張可能なローカル・エリア・ハブ・ネットワークの必
要性が存在する。本発明の目的は、そのようなネットワ
ークを提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、共通メ
モリー・バスに沿って結合された複数個のハブ局を具備
する拡張可能なローカル・エリア・ハブ・ネットワーク
が提供される。本ネットワークは更に上記複数個のハブ
局を第１セグメント調停器及び第２セグメント調停器へ
結合し、前記複数個のハブ局を選択的に上記第１セグメ
ント調停器及び第２セグメント調停器に関連付けて独立
した個別システム・ユニットを形成するセグメント・ス
イッチを包含する。使用状況では、上記第１セグメント
調停器が、内部プロトコルに基づいてパケットを第１セ
グメント・メモリー・バス上へ伝送するための、上記第
１セグメント・メモリー・バスへのハブ局制御アクセス
をグラントし、且つ、上記第２セグメント調停器が、内
部プロトコルに基づいてパケットを第２セグメント・メ
モリー・バス上へ伝送するための、上記第２セグメント
・メモリー・バスへのハブ局制御アクセスをグラントす
る。
【００１７】
【発明の実施の形態】本発明は、上記 "Demand Priorit
y Access" ドキュメントに開示されている、"100Base V
G" ラウンド・ロビン・プロトコルの下で動作するロー
カル・エリア・ハブ・ネットワーク内で利用可能なポー
トの数を拡張するための効率的で精密で簡素な方法を提
供する。
【００１８】図３はローカル・エリア・ハブ・ネットワ
ークローカル・エリア・ハブ・ネットワーク１４を開示
している。概略的に、このローカル・エリア・ハブ・ネ
ットワーク１４はセグメント・スイッチ３２を介して所
定の数の調停器と通信する一連のハブ局を提供する。
【００１９】上記セグメント・スイッチ３２は、それら
ハブ局を以下においてより詳細に論じるようにして所定
の調停器に関連付けることにより、ローカル・エリア・
ハブ・ネットワーク１４を複数の個別システム・ユニッ
トに分割している。一旦、それらハブ局が特定の調停器
に関連付けられると、上記個別システム・ユニット同士
が干渉し合わなくなる。それらハブ局は概ね特定の調停
器及びパケット・バッファに持続的に関連付けられる
が、もし情況から必要とされればそれらハブ局の調停器
及びパケット・バッファへの関連付けはネットワーク・
マネージャ７０によって変更するすることが可能であ
る。上記セグメント・スイッチ３２は "Ethernet" 上で
見いだされるものと同様な方法で、個別システム・ユニ
ットの展開を許可するロジック回路を包含している。
【００２０】特に、図３に開示されているローカル・エ
リア・ハブ・ネットワーク１４には、セグメント・スイ
ッチ３２を介して第１セグメント調停器２４、第２セグ
メント調停器２６、第１パケット・バッファ２８及び第
２パケット・バッファ３０に結合されている、４個のハ
ブ局、即ち、第１ハブ局１６、第２ハブ局１８、第３ハ
ブ局２０及び第４ハブ局２２が包含されている。図３に
示されている実施例は４個のハブ局を使用しているが、
特定の適用例或いは実施例に依っては、本発明の精神か
ら逸脱すること無く、それより多くのハブ局か、或いは
それより少ないハブ局が組み入れられるようにすること
ができる。
【００２１】それらのハブ局は、好ましくは "100Base
VG-protocol" ＬＡＮハブ局であり、更には "100Base V
G Hub" チップで構成することが好ましい。図３に示さ
れているように各ハブ局には６個のポートが包含されて
いるが、もし、そのハブ局が物理的に追加ポートを収容
可能である場合には、本発明の精神から逸脱すること無
く、そのようなポートの追加が可能である。
【００２２】セグメント・スイッチ３２はそれらハブ局
を上記調停器及びパケット・バッファのうちの１つに選
択的に関連付けることにより、ローカル・エリア・ハブ
・ネットワーク１４を個別システム・ユニットに分割し
ている。ここに開示された実施例では、セグメント・ス
イッチ３２はローカル・エリア・ハブ・ネットワーク１
４をそれぞれが独立調停器、共通パケット・バッファ、
メモリー・バス及び関連付けられた通信回線、例えば、
高優先度グラント要求（High Priority GrantRequest；
ＨＲＱ）ライン、、標準優先度グラント要求（Normal P
riority GrantRequest；ＮＲＱ）ライン、グラント受付
け（Grant-In；ＧＲＩ）ライン、及びグラント取り込み
確認（Grant Captured；ＧＲＣ）ラインを包含する２個
の異なる独立的に動作するシステム・ユニットに分割す
る能力を有している。
【００２３】メモリー・バスはシステム・ユニット中に
関連付けられているハブ局間の通信を許可し、共通パケ
ット・バッファはメモリー・バスへ伝送されたパケット
情報を格納することができる。調停器はパケットを伝送
するために、以下においてより詳細に論じるようにし
て、それら調停器の個別システム・ユニット内で上記ハ
ブ局がメモリー・バスへの制御アクセスをグラントする
ように、即ち、当座バス支配ハブ局を指定するように作
用する。制御アクセスは上記 "Demand PriorityAccess"
ドキュメントに記載されているラウンド・ロビン・プ
ロトコルに従って生成される。
【００２４】上述の如く、調停器は当座バス支配ハブ局
の指定を制御する。グラント要求（ＨＲＱ及びＮＲＱ）
に応答して、調停器はＧＲＩ信号を各ハブ局と調停器と
の間に結合されているＧＲＩラインを介して適切なハブ
局へ伝送することにより、ラウンド・ロビン・プロトコ
ルに従って当座バス支配ハブ局を指定する。上記ＧＲＩ
信号が伝送されることにより、そのハブ局にメモリー・
バスへの制御アクセスが供される。特に、ハブ局は、調
停器がハブ局へＧＲＩ信号を伝送し、且つ、そのハブ局
がそのＧＲＩ信号を取り込んだときにメモリー・バスへ
の制御アクセスをグラントされる。ハブ局がメモリー・
バスへの制御アクセスを持つときのみ、そのハブ局はメ
モリー・バスへパケットを伝送することが許可される。
【００２５】更に、各ハブ局に関連付けられている調停
器だけでなく、システム・ユニット内の各ハブ局がセグ
メント・スイッチ３２の内部回路を介してＧＲＣライン
へ結合されている。各ハブ局は上記ＧＲＣラインへの連
続アクセスを有し、特定のハブ局が既にメモリー・バ
ス、即ち、上記当座バス支配ハブ局への制御アクセスを
グラントされていることを他のハブ局へ知らせる。それ
らハブ局はまた、ＧＲＣラインをモニターして他のハブ
局が既に制御アクセスをグラントされているかどうかを
モニターする。
【００２６】ＧＲＱ、ＨＲＱ及びＮＲＱが、メモリー・
バスへのアクセスを制御してパケットを伝送するため
に、以下においてより詳細に論じるように、それらハブ
局により、ＨＲＱライン及びＮＲＱラインをそれぞれ介
して為される。単に２個の優先度レベルを使用すること
が開示されているが、様々な種類の優先度レベルが本発
明の精神から逸脱すること無く実行可能である。
【００２７】セグメント・スイッチ３２によって特化さ
れているようなシステム・ユニット内で、各ハブ局がそ
れら個々のハブ局の遠隔端末から要求を受信する。それ
ら要求が受信されると、個々のハブ局が遠隔端末によっ
て伝送されたパケットを復号し、そのパケットのスクラ
ンブル解除を行い、且つ、そのパケット中で見いだされ
た優先度情報に基づいてメモリー・バスへのアクセスを
制御するための要求を作成する。特に、ＨＲＱか或いは
ＮＲＱの何れかが上記ＨＲＱライン或いはＮＲＱライン
をそれぞれ介して調停器へ伝送される。
【００２８】調停器がハブ局からそれらハブ局の個々の
ポート、即ち、遠隔端末からの未処理の要求と共にグラ
ント要求（ＨＲＱ及びＮＲＱ）を受信すると、その調停
器はその内部ラウンド・ロビン・プロトコルに従って、
判定を行い、且つ、グラント受付け（ＧＲＩ）信号をそ
れらハブ局のうちの１つへ送出する。しかし、このＧＲ
Ｉ信号は、グラント取り込み確認（ＧＲＣ）信号がアイ
ドル状態であるとき、即ち、それまでにＧＲＣライン上
へＧＲＣ信号を伝送していたハブ局が無いときにのみ、
送出される。その調停器が或るハブ局へＧＲＣ信号を伝
送すると、そのハブ局がコモンＧＲＣラインへＧＲＣ信
号を伝送し、上記当座バス支配ハブ局に成る。
【００２９】この時点で、同時にこの当座バス支配ハブ
局は上記アドレス突き合わせユニット及び共通メモリー
・バスへパケットをバイト単位で送出する。続いて、そ
の当座バス支配ハブ局のアドレス突き合わせユニットが
そのハブ局の送信先アドレスを調べて、そのパケットが
上記当座バス支配ハブ局に結合されている他の遠隔端末
へ宛てて伝送されているかどうかを判定する。共通パケ
ット・バッファへのパケットの伝送に関しては、共通メ
モリー・バスに結合されている各ハブ局がそのパケット
の送信先アドレスを復号し、そのパケットがそれら各ハ
ブ局のポートに結合されている遠隔端末のうちの１つに
指定されているかどうかを判定し、且つ、そのパケット
がそれら遠隔端末のうちの１つに指定されていればその
パケットを取り込む。
【００３０】もしパケットが単一チャネルで送信されて
その制御行使ハブ局の別のポートへ宛てられている場合
には、メモリー・バス３０へのそのパケットの送出は無
駄な動作であるが害にはならない。特に、制御行使ハブ
局はそのハブ局のポートのうちの１つへパケットが宛て
られていることを認識した後、メモリー・バス３０から
のパケットを検索し、そのパケットを意図されたポート
及び遠隔端末へ伝送する。
【００３１】もしパケットが単一チャネルで送信されて
メモリー・バス３０に接続されている上記他のハブ局の
うちの１つへ宛てられている場合には、その送信先ハブ
局が、たとえそれが制御行使ハブ局ではないにしても、
そのハブ局のアドレス突き合わせユニットを介して上記
送信先アドレスを識別し、そのパケットを取り込む。パ
ケットが制御行使ハブ局の別のポートへ宛てられていた
先ほどの状態とは対照的に、上記制御行使ハブ局（即
ち、最初のハブ局）がその出力ポートのうちの１つへそ
のパケットを伝送することはない。
【００３２】他方、もしパケットが多チャネル送信、即
ち、一斉送信される場合は、制御行使ハブ局がすぐにそ
のパケットをメモリー・バス３０を介して共通パケット
・バッファ２６へ伝送する。上記送出されたパケットは
メモリー・バス３０上にある間は、上記各ハブ局１６，
１８及び２０はそのパケットの送信先アドレスを復号
し、各ハブ局のアドレス突き合わせユニットに基づいて
パケットがそれらのポートに結合されている遠隔端末の
うちの１つに指定されているかどうかを判定する。続い
て、制御行使ハブ局を包含している全ての関係するハブ
局が上記送出されたパケットを取り込み、そのパケット
を適切なポート及び遠隔端末へ伝送する。
【００３３】一旦、当座バス支配ハブ局が要求されたパ
ケットを、メモリー・バスへの制御アクセスがグラント
されたハブ局へ伝送すると、その当座バス支配ハブ局は
中央拡張調停器へ通報し、ＧＲＣラインを解放すること
によってその支配権を解除する。ＧＲＣラインの解放は
その当座バス支配ハブ局によって以前送出されたＧＲＣ
信号を取り消すことによって達成される。続いて、上記
調停器はその内部ラウンド・ロビン・プロトコルに従っ
てＧＲＩ信号を他のハブ局へ転移する。特に、各ハブ局
は、そのハブ局のポートの１つからの１個の要求に基づ
いて１個のパケットを伝送する目的で、メモリー・バス
への制御アクセスをグラントされる。即ち、各ハブ局は
当座バス支配ハブ局を指定される。このようにして、調
停器は要求が受け入れられ、且つ、パケットがメモリー
・バスを介して伝送される順序に対する完全な制御を有
する。
【００３４】例えば、もし上記当座バス支配ハブ局が標
準優先度グラント要求に関する支配権を既にグラントさ
れており、且つ、その調停器が他のハブ局からの高優先
度要求を識別すると、その調停器はそのＨＲＱを全ての
未処理ＮＲＱの前へ移動する。その調停器は続いて当座
バス支配ハブ局にそのハブ局がバス支配権を解放すべき
であることを通報することによってその当座バス支配ハ
ブ局からＧＲＩ信号を取り込む。続いて上記当座バス支
配ハブ局はその現在行っているパケット伝送を完了し、
その支配権を解放する。この動作はＧＲＣラインを解放
することによって達成される。調停器は続いて上記ハブ
局に、そのハブ局がＨＲＱにメモリー・バスへのアクセ
スを制御させることをグラントし、且つ、そのハブ局を
当座バス支配ハブ局に指定する。
【００３５】同様に、もし既にＮＲＱに関して支配権を
与えられている当座バス支配ハブ局がそのハブ局のポー
トのうちの１つからのＨＲＱを識別すると、その当座バ
ス支配ハブ局はＨＲＱラインを介して中央拡張調停器に
通報することなる。上記中央調停器は続いてその内部レ
ジスタのうちの１つにＨＲＱを帳簿目的で記録するが、
それ以外では何等変化しないこととなろう。続いて上記
一連の制御アクセスが上述のようにして、ラウンド・ロ
ビン・プロトコルに従って実行される。
【００３６】上記で述べた本システムの要件に従って、
各ハブ局は、ＨＲＱ及びＮＲＱを個々のＨＲＱライン３
４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ及びＮＲＱライン３６
ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄを介して伝送するためにセ
グメント・スイッチ３２へ結合されている。各ハブ局は
更に、それらハブ局がＧＲＣ信号を伝送でき、他方、パ
ケットを伝送するためメモリー・バスへの制御アクセス
を有しているハブ局を上記調停器及び他のハブ局がモニ
ターすることができるように、個々のＧＲＣライン３８
ａ，３８ｂ，３８ｃ，３８ｄによってセグメント・スイ
ッチ３２へ結合されている。更に、各ハブ局はＧＲＩラ
イン４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄによってセグメン
ト・スイッチ３２へ結合されており、その結果調停器か
らＧＲＩ信号が適切なハブ局へ伝送される。更に、各ハ
ブ局がメモリー・バスメモリー・バス４０ａ，４２ｂ，
４２ｃ，４２ｄによってセグメント・スイッチ３２へ結
合される一方、第１パケット・バッファ２８及び第２パ
ケット・バッファ３０もまた個々のメモリー・バスメモ
リー・バス４０ｅ，４２ｆによってセグメント・スイッ
チ３２へ結合されている。以下においてより詳細に論じ
るように、メモリー・バスはセグメント・スイッチ３２
によって作成された各システム内では共通である。
【００３７】同様に、セグメント・スイッチ３２は第１
セグメント調停器２４及び第２セグメント調停器２６へ
結合されている。それらハブ局とセグメント・スイッチ
３２との間の接続での場合のように、セグメント・スイ
ッチ３２と調停器との間の接続により、情報の伝送が許
可される。特に、第１セグメント調停器２４が、その調
停器に関連付けられているハブ局同士の間で個々に信号
を伝送させるために、ＨＲＱライン４４、ＮＲＱライン
４６、ＧＲＣライン４８及びＨＲＱライン５０によって
セグメント・スイッチ３２へ結合され、他方、第２セグ
メント調停器２６が、その調停器に関連付けられている
ハブ局同士の間で個々に信号を伝送させるために、ＨＲ
Ｑライン５２、ＮＲＱライン５４、ＧＲＣライン５６及
びＧＲＩライン５８によってセグメント・スイッチ３２
へ結合されている。ＨＲＱライン、ＮＲＱライン及びＧ
ＲＩラインの数は各調停器に関連付けられているハブ局
の数によって決定され、図３では "ｎ" で指定されてい
る。例えば、もし３個のハブ局が第１セグメント調停器
２４に関連付けられるように指定されている場合には、
３個のＨＲＱライン４４がセグメント・スイッチ３２と
第１セグメント調停器２４との間に供され、３個のＮＲ
Ｑライン４６がセグメント・スイッチ３２と第１セグメ
ント調停器２４との間に供され、且つ、３個のＨＲＱラ
イン５０がセグメント・スイッチ３２と第１セグメント
調停器２４との間に供されることとなる。必要とされる
ＧＲＣラインの数は、このラインがこのラインに関連付
けられる各ハブ局とメモリー・バスのグラントの状態を
モニターすることを許可する調停器との間で共通である
ので、単に１個である。
【００３８】上述の如く、セグメント・スイッチ３２は
各ハブ局を所定の調停器へ関連付けるため、個別システ
ム・ユニットを作成する。例えば、図４に示すように、
第１ハブ局１６及び第２ハブ局１８は、第１セグメント
調停器２４へ、適切に結合されているＨＲＱライン、Ｎ
ＲＱライン、ＧＲＩライン及びＧＲＣラインによって関
連付けられるとともに第１パケット・バッファ２８へ関
連付けられることが可能であり、他方、第３ハブ局２０
及び第４ハブ局２２は、第２セグメント調停器２６へ、
適切に結合されているＨＲＱライン、ＮＲＱライン、Ｇ
ＲＩライン及びＧＲＣラインによって関連付けられると
ともに第２パケット・バッファ３０へ関連付けられるこ
とが可能である。同様に、２個の個別的なメモリー・バ
スがセグメント・スイッチ３２によって作成され、第１
パケット・バッファ２８と共に第１ハブ局１６及び第２
ハブ局１８が第１メモリー・バス・ユニット６０に関連
付けられ、第２パケット・バッファ３０と共に第４ハブ
局２０及び第４ハブ局２２が第２メモリー・バス・ユニ
ット６２に関連付けられている。図４のケースでは、第
１セグメント・システム・ユニット６６は第２セグメン
ト・システム・ユニット６８からは独立且つ個別に動作
することとなろう。各セグメント・システム・ユニット
は、各ハブ局がメモリー・バスへの制御アクセスを有す
るようになる順序を決定する調停器に関して、上述した
ようにして動作する。
【００３９】上記ではハブ局の対称的な関連付けが詳述
されているが、それらハブ局はネットワーク・マネージ
ャ７０が最も有益であろうと信じる方法で関連付けられ
ることが可能である。例えば、３個のハブ局が第１セグ
メント調停器２４に関連付けられ、１個のハブ局が第２
セグメント調停器２６へ関連付けられるようにすること
が可能である。同様に、きわどい用例では、それらハブ
局の全てが第１セグメント調停器２４へ関連付けられる
ようにすることが可能である。この場合、それらハブ局
は、第１パケット・バッファ２８か第１セグメント調停
器２４または第１セグメント・システム・ユニット６６
の幾つかの他の機能が働かなくならない限り、第２セグ
メント調停器２６とは関連を持たないこととなる。もし
障害が発生した場合は、それらハブ局の全てが第２セグ
メント調停器２６へ関連付けられるようにネットワーク
・マネージャ７０がセグメント・スイッチ３２を変更
し、且つ、第１セグメント・システム・ユニット６６で
の障害がその重要使命に影響を及ぼさないようにされ
る。
【００４０】使用状況では、本ネットワークは以下のよ
うにして動作する。第１ハブ局１６及び第２ハブ局１８
が第１セグメント調停器２４に関連付けられて種々の標
準優先度グラント要求を行い、且つ、第１セグメント調
停器２４がラウンド・ロビン・プロトコルに従って当座
バス支配ハブ局を指定するものと想定する。その結果、
そのラウンド・ロビン・プロトコルの指示に従ってＧＲ
Ｉ信号が連続的に各ハブ局へ伝送されることとなる。こ
の動作は高優先度グラント要求が第１セグメント調停器
２４で受信されるまで続くこととなる。
【００４１】第２ハブ局１８がＨＲＱを作成するとき、
第１ハブ局１６は当座バス支配ハブ局であると想定す
る。このとき、第１セグメント調停器２４はそのＨＲＱ
を未処理の全ＮＲＱの先頭に移動することとなる。第１
セグメント調停器２４は続いて第１ハブ局１６へそのハ
ブ局がバス支配権を解放する必要があることを通報する
ことによってこの第１ハブ局１６から上記ＧＲＩ信号を
取り込む。第１ハブ局１６は続いてその現在行っている
パケット伝送を完了する。この動作はＧＲＣラインを解
放することによって達成される。第１セグメント調停器
２４は続いて第２ハブ局１８に第１メモリー・バス・ユ
ニット６０への制御アクセスをグラントし、第２ハブ局
１８を当座バス支配ハブ局に指定する。第２ハブ局１８
は続いてＧＲＣ信号をＧＲＣライン上へ送出することと
なる。第１ハブ局１６が当座バス支配ハブ局であった間
に、もしＨＲＱが第１ハブ局１６から到来していた場合
には、第１ハブ局１６がＧＲＩラインを解放した後でＧ
ＲＩが第１ハブ局１６へ戻されることがグラントされる
動作を除き、第１セグメント調停器２４が上述と同一の
手順をたどることとなる。
【００４２】それらハブ局及び１セグメント当たり少な
くとも１個有る調停器間にセグメント・スイッチを供
し、且つ、１セグメント当たり１個の共通パケット・バ
ッファを供することによって、帯域多重・多セグメント
・スイッチング・システムを構築することができる。
【００４３】更に、モジュラー形態の類いの本発明シス
テムは無制限の拡張を許可し、殆ど無制限な数のポート
を持つ１個の大規模なローカル・エリア・ハブ・ネット
ワークを得ることができる。ここに開示されている実施
例はシステムを４個のハブ局と２個の調停器へ結合する
ことのみを開示しているが、任意の数のハブ局及び調停
器を本発明の精神から逸脱すること無く対応付けること
が可能である。
【００４４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明により、ロ
ーカル・エリア・ハブ・ネットワーク上で利用可能なポ
ートの数を、効率的で、確実、且つ、機能的に増大する
拡張可能なローカル・エリア・ハブ・ネットワークを提
供することができる効果が得られる。
【００４５】なお、特許請求の範囲に記載した参照符号
は発明の理解を容易にするためのものであり、特許請求
の範囲を制限するように理解されるべきものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】中央ハブ局が１組の遠隔端末に接続された構成
を示す概略構成図である。
【図２】パケットの概略構成図である。
【図３】本発明のローカル・エリア・ハブ・ネットワー
クの概略構成図である。
【図４】本発明の１つの応用例の概略構成図である。
【符号の説明】
１０ 遠隔端末 １２ ハブ局 １４ ローカル・エリア・ハブ・ネットワーク １６ 第１ハブ局 １８ 第２ハブ局 ２０ 第３ハブ局 ２２ 第４ハブ局 ２４ 第１セグメント調停器 ２６ 第２セグメント調停器 ２８ 第１パケット・バッファ ３０ 第２パケット・バッファ ３２ セグメント・スイッチ ３４a ＨＲＱライン ３４b ＨＲＱライン ３４c ＨＲＱライン ３４d ＨＲＱライン ３６a ＮＲＱライン ３６b ＮＲＱライン ３６c ＮＲＱライン ３６d ＮＲＱライン ３８a ＧＲＣライン ３８b ＧＲＣライン ３８c ＧＲＣライン ３８d ＧＲＣライン ４０a ＧＲＩライン ４０b ＧＲＩライン ４０c ＧＲＩライン ４０d ＧＲＩライン ４２a メモリー・バス ４２b メモリー・バス ４２c メモリー・バス ４２d メモリー・バス ４２e メモリー・バス ４２f メモリー・バス ４４ ＨＲＱライン ４６ ＮＲＱライン ４８ ＧＲＣライン ５０ ＨＲＱライン ５２ ＨＲＱライン ５４ ＮＲＱライン ５６ ＧＲＣライン ５８ ＧＲＩライン ６０ 第１メモリー・バス・ユニット ６２ 第２メモリー・バス・ユニット ６６ 第１セグメント・システム・ユニット ６８ 第２セグメント・システム・ユニット ７０ ネットワーク・マネージャ

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 共通メモリー・バスに沿って接続され、
    パケットを前記メモリー・バス上へ伝送する前に前記メ
    モリー・バスに対する制御アクセスをグラントされる必
    要がある複数個のハブ局（１６，１８，２０，２２）を
    包含するローカル・エリア・ハブ・ネットワークに利用
    可能なポート数を拡張するための方法において、本方法
    が複数個のハブ局（１６，１８，２０，２２）を供する
    ステップと、 内部プロトコルに基づいて第１セグメント・メモリー・
    バス上へパケットを伝送するために該第１セグメント・
    メモリー・バスへのハブ局制御アクセスをグラントする
    ための第１セグメント調停手段（２４）を供するステッ
    プと、 内部プロトコルに基づいて第２セグメント・メモリー・
    バス上へパケットを伝送するために該第２セグメント・
    メモリー・バスへのハブ局制御アクセスをグラントする
    ための第２セグメント調停手段（２６）を供するステッ
    プと、 前記複数個のハブ局（１６，１８，２０，２２）を前記
    第１セグメント調停手段（２４）及び第２セグメント調
    停手段（２６）へ選択的に関連付けて独立した個別シス
    テム・ユニットを形成するセグメント・スイッチ（３
    ２）を介して前記複数個のハブ局（１６，１８，２０，
    ２２）を前記第１セグメント調停手段（２４）及び第２
    セグメント調停手段（２６）へ結合するステップ、とか
    ら構成されることを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 前記第１セグメント調停手段（２４）は
    単一のパケットの伝送の制御アクセスをグラントし、前
    記第２セグメント調停手段（２６）は単一のパケットの
    伝送の制御アクセスをグラントすることを特徴とする、
    請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記第１セグメント調停手段は前記複数
    個のハブ局（１６，１８，２０，２２）によって為され
    た要求に基づいて前記複数個のハブ局（１６，１８，２
    ０，２２）への制御アクセスをグラントし、前記第２セ
    グメント調停手段は前記複数個のハブ局（１６，１８，
    ２０，２２）によって為された要求に基づいて前記複数
    個のハブ局（１６，１８，２０，２２）への制御アクセ
    スをグラントすることを特徴とする、請求項１に記載の
    方法。
  4. 【請求項４】 更に、第１セグメント・パケット・バッ
    ファ（２８）及び第２セグメント・パケット・バッファ
    （３０）を前記セグメント・スイッチ（３２）へ結合し
    て、前記セグメント・スイッチ（３２）が前記複数個の
    ハブ局（１６，１８，２０，２２）を前記第１セグメン
    ト・パケット・バッファ（２８）及び第２セグメント・
    パケット・バッファ（３０）に選択的に関連付けること
    を許可するステップを包含することを特徴とする、請求
    項１に記載の方法。
  5. 【請求項５】 前記セグメント・スイッチ（３２）は前
    記複数個のハブ局（１６，１８，２０，２２）の全てを
    前記第１セグメント調停手段（２４）に関連付けること
    を特徴とする、請求項１に記載の方法。
  6. 【請求項６】 前記セグメント・スイッチ（３２）は前
    記複数個のハブ局（１６，１８，２０，２２）の半数を
    前記第１セグメント調停手段（２４）に関連付け、前記
    複数個のハブ局（１６，１８，２０，２２）の半数を前
    記第２セグメント調停手段（２６）に関連付けることを
    特徴とする、請求項１に記載の方法。
  7. 【請求項７】 メモリー・バスに沿って結合され、それ
    ぞれが遠隔端末とインタフェースする為の複数個のポー
    トを包含する複数個のハブ局（１６，１８，２０，２
    ２）と、 内部プロトコルに基づいてパケットを第１セグメント・
    メモリー・バスへ伝送するために、前記第１セグメント
    ・メモリー・バスへハブ局制御アクセスをグラントする
    第１セグメント調停手段（２４）と、 内部プロトコルに基づいてパケットを第２セグメント・
    メモリー・バスへ伝送するために、前記第２セグメント
    ・メモリー・バスへハブ局制御アクセスをグラントする
    第２セグメント調停手段（２６）と、 独立した個別システム・ユニットを形成するために前記
    複数個のハブ局（１６，１８，２０，２２）を前記第１
    セグメント調停手段（２４）及び第２セグメント調停手
    段（２６）に選択的に関連付け、前記複数個のハブ局
    （１６，１８，２０，２２）を前記第１セグメント調停
    手段（２４）及び第２セグメント調停手段（２６）へ結
    合するセグメント・スイッチ手段（３２）、とを具備す
    ることを特徴とする、ポート数の拡張が可能なローカル
    ・エリア・ハブ・ネットワーク。
  8. 【請求項８】 前記第１セグメント調停手段（２４）は
    単一のパケットの伝送の制御アクセスをグラントし、前
    記第２セグメント調停手段（２６）は単一のパケットの
    伝送の制御アクセスをグラントすることを特徴とする、
    請求項７に記載のネットワーク。
  9. 【請求項９】 前記第１セグメント調停手段（２４）は
    前記複数個のハブ局（１６，１８，２０，２２）によっ
    て為された要求に基づいて前記複数個のハブ局（１６，
    １８，２０，２２）への制御アクセスをグラントし、前
    記第２セグメント調停手段（２６）は前記複数個のハブ
    局（１６，１８，２０，２２）によって為された要求に
    基づいて前記複数個のハブ局（１６，１８，２０，２
    ２）への制御アクセスをグラントすることを特徴とす
    る、請求項７に記載のネットワーク。
  10. 【請求項１０】 更に、前記セグメント・スイッチ手段
    （３２）に結合され、前記セグメント・スイッチ（３
    ２）が複数個のハブ局（１６，１８，２０，２２）を前
    記第１セグメント・パケット・バッファ（２８）及び第
    ２セグメント・パケット・バッファ（３０）と選択的に
    関連付けることを許可する第１セグメント・パケット・
    バッファ（２８）及び第２セグメント・パケット・バッ
    ファ（３０）を包含することを特徴とする、請求項７に
    記載のネットワーク。
  11. 【請求項１１】 前記セグメント・スイッチ（３２）は
    前記複数個のハブ局（１６，１８，２０，２２）の全て
    を前記第１セグメント調停手段（２４）に関連付けるこ
    とを特徴とする、請求項７に記載のネットワーク。
  12. 【請求項１２】 前記セグメント・スイッチ（３２）は
    前記複数個のハブ局（１６，１８，２０，２２）の半数
    を前記第１セグメント調停手段（２４）に関連付け、前
    記複数個のハブ局（１６，１８，２０，２２）の半数を
    前記第２セグメント調停手段（２６）に関連付けること
    を特徴とする、請求項７に記載のネットワーク。
  13. 【請求項１３】 メモリー・バスに沿って結合され、そ
    れぞれが遠隔端末とインタフェースする為の複数個のポ
    ートを包含する複数個のハブ局（１６，１８，２０，２
    ２）と、 独立した個別システム・ユニットを形成するために前記
    複数個のハブ局（１６，１８，２０，２２）を第１セグ
    メント調停器（２４）及び第２セグメント調停器（２
    ６）に選択的に関連付け、前記複数個のハブ局（１６，
    １８，２０，２２）を前記第１セグメント調停器（２
    ４）及び第２セグメント調停器（２６）へ結合するセグ
    メント・スイッチ手段（３２）、とから構成され、 前記第１セグメント調停器（２４）は内部プロトコルに
    基づいて第１セグメント・メモリー・バス上へパケット
    を伝送するために前記第１セグメント・メモリー・バス
    へのハブ局制御アクセスをグラントし、前記第２セグメ
    ント調停器（２６）は内部プロトコルに基づいて第２セ
    グメント・メモリー・バス上へパケットを伝送するため
    に前記第２セグメント・メモリー・バスへのハブ局制御
    アクセスをグラントすることを特徴とする、ポート数の
    拡張が可能なローカル・エリア・ハブ・ネットワーク。
  14. 【請求項１４】 前記第１セグメント調停器（２４）は
    単一のパケットの伝送の制御アクセスをグラントし、前
    記第２セグメント調停器（２６）は単一のパケットの伝
    送の制御アクセスをグラントすることを特徴とする、請
    求項１３に記載のネットワーク。
  15. 【請求項１５】 前記第１セグメント調停器（２４）は
    前記複数個のハブ局（１６，１８，２０，２２）によっ
    て為された要求に基づいて前記複数個のハブ局（１６，
    １８，２０，２２）への制御アクセスをグラントし、前
    記第２セグメント調停器（２６）は前記複数個のハブ局
    （１６，１８，２０，２２）によって為された要求に基
    づいて前記複数個のハブ局（１６，１８，２０，２２）
    への制御アクセスをグラントすることを特徴とする、請
    求項１３に記載のネットワーク。
  16. 【請求項１６】 更に、前記セグメント・スイッチ手段
    （３２）に結合され、前記セグメント・スイッチ（３
    ２）が複数個のハブ局（１６，１８，２０，２２）を前
    記第１セグメント・パケット・バッファ（２８）及び第
    ２セグメント・パケット・バッファ（３０）と選択的に
    関連付けることを許可する第１セグメント・パケット・
    バッファ（２８）及び第２セグメント・パケット・バッ
    ファ（３０）を包含することを特徴とする、請求項１３
    に記載のネットワーク。
  17. 【請求項１７】 前記セグメント・スイッチ（３２）は
    前記複数個のハブ局（１６，１８，２０，２２）の全て
    を前記第１セグメント調停器（２４）に関連付けること
    を特徴とする、請求項１３に記載のネットワーク。
  18. 【請求項１８】 前記セグメント・スイッチ（３２）は
    前記複数個のハブ局（１６，１８，２０，２２）の半数
    を前記第１セグメント調停器（２４）に関連付け、前記
    複数個のハブ局（１６，１８，２０，２２）の半数を前
    記第２セグメント調停器（２６）に関連付けることを特
    徴とする、請求項１３に記載のネットワーク。
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