JPS60130941A - 計算機のネツトワ−ク - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は信頼性の高いシステム運用と迅速なシステム保
全を図９得る計算機のネットワーク等間する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

近時、オフィス・オートメーション化の発展に伴って各
種の計算機ネットワークが開発され°ている。この種の
計算機ネットワークにおいて、複数の局間でデータｔ−
パケット化して通信する場合、複数の局が同時に・ぐケ
ラトを送°信して衝突が生じ、通信障害を招く虞れがあ
る。そこで従来では１つの親局を設け、この親局の管理
の下で他の局（子局）が順に一９ケ、トラ送信するよう
にしている。ところが、親局を固定的に定めた場合、こ
の親局は常にネットワークに参加する必要があシ、また
親局が参加しな・ければネットワークが稼動しないと云
う不具合がある。

そこで、ネットワークを構成する複数の局にそれぞれ親
局として働き得る機能を持たせ、ネ、トワークに参加し
た局のうちの１つを親局として定めた上でシステムを運
用することが行われている。この親局の設定は、例えば
伝送路上にキャリアが存在しないとき、ネットワークに
参加した局がそれぞれ個別にフレームへ、ダを送信し、
フレームヘッダの衝突が生じないときや、自局アドレス
のフレームヘッダのみが検出されるときに親局となる等
して行われる。また逆に、他局アドレスのフレームヘッ
ダヤ、衝突を検出した場合には、所定のバックオフを行
ったのちフレームヘッダ送信による親局設定の試行を繰
返したシ、或いは子局となる等の操作が行われる。

ところが、このようなネットワークにおいて、その伝送
路にトラブル、例えば断線等があった場合、その断線の
発生した局ではキャリアを検出することがなく、また他
局アドレスのフレームヘッダ金検出することがないので
、自局が親局として設定されるまで、フレームへ、ダの
送信による親局設定の試行を繰返す。この為、正常な部
位のネットワーク上における通信が妨害される旗れがあ
った。

このような不具合を避けるべく、ネットワークに特殊な
管理局を設けてネットワークの状態を監視し、伝送路の
障害に迅速に対処することが考えられているが、システ
ム構成の複雑化等を招く問題があった。また、このよう
にして管理局を設けても、その障害を該管理局しか知る
ことができないので、前述した不具合の解決にはならな
かった。

〔発明の目的〕

本発明はこのような事情を考慮してなされたことのない
ようにした計算機のネットワークを；提供することにあ
る。

〔発明の概要〕

本発明は、ネットワークを構成する複数の局が、それぞ
れ自局から送信したパケットのタイムスＯツ）期間内で
の戻夛を監視し、その戻シがない場合には伝送路の障害
が発生したと判定して、親局設定の試行や、／４ケット
送信等を行わないようにしたものである。

〔発明の効果〕

かぐして本発明によれば、例えばキャリアが検出されな
いとして親局設定の試行を行う場合であっても、自局か
ら送信したパケット（フレームヘッダ）の戻シがないこ
とから、上記試行を運やかに中止するので、この伝送路
障害を生じた局からの７４？ケツトによって、ネットワ
ークの正常部分における正常なノＪ？ケット通信が妨害
されることがない。また局にあっては、自らがその障害
を検出して迅速に対策を講じることができる。従って、
信頼性の高いシステム運用ト、体系の簡略化を図シ得る
等の効果が奏せられる。

〔発明の実施列〕

以下、図面を参照して本発明の一実施例につき説明する
。

本発明に係る計算機のネットワークは、伝送路を同軸ケ
ーブルを用いて構成する場合、第１図に示すように複数
の局’１＊１鵞〜１ｎｆｒノぐス２に接続してパス形と
し、また伝送路を元ファイバを用いて構成する場合には
、第２′図に示すように複数の局１％、１＠〜１　をス
ターカップう３に接続したスター形として構成される。

これらの各局は、それぞれ親局として働き得る機能を備
え、成る１つの局が親局となった場合には、残シの局は
それぞれ子局となるように、該親局と子局の機能を併せ
持った構成を有する。

しかして、この種のネットワークにおいて、信頼性と災
時間性を備えることは非常に重要であシ、次のようにし
て、その目的を達成している。

笑時間性とは、送信ノＪ？ケットを有する局が、成る一
定期間以内に必ず送信権（伝送路使用権）を確保し得る
ことを意味し、列えばプロセス制−分野等にありて、定
期的に複数の制御点にお°：ｐいて、必須の性能である
。ちなみに従来にあっては、トークン・バジング（Ｔｏ
ｋｅｎ　Ｐａｓｓｉｎｇ）等の方式が知られているが、
本実施例では、インプリジット・トークン・パシング（
ＩｍｐｌｉｃｉｔＴｏｋｅｎ　Ｐａｓｓｉｎｇ　）と名
付けられる方式が採用される。

この方式は、Ｔｏｋｅｎを順に送シ、このＴｏｋｅｎを
保持した局がパケットの送信権を確保すると云うような
従来方式とは異なシ、複数の局に予めパケット送信の順
序を定めておき、前の局がパケット送信を完了したとき
に、次の局では暗黙のうちにＴｏｋｅｎが渡されたと判
断して自己７４ケツトの送信動作を開始するようにした
ものである。

このような方式の採用によシ、従来のトークン・ノクシ
ング方式で見られるように、トークン全速る相とデータ
を送る相とにパスを交互に切換える必要がなくなるので
、たとえ信号伝送の基本クロックが高くなったとしても
、伝送路の使用効率が悪くなるようなことが々く々る。

またネットワークの信頼性については、大略即ち、伝送
路を回転ケーブルや元ファイノ々のみを用いて、第１図
または第２図に示すように／Ｊ（能動素子）は−切用い
ないようにしている。

そして、ネットワークを構成する局に関しては、前述し
たように全ての局が親局となシ得る機能を備え、そのう
ちの１つの局のみが選択的に親局として働くようにして
いる。尚、親局は、親局としての機能と共に子局として
の機能を同時に呈することは云うまでもない。

以上が、本発明に係る計算機のネットワークの基本的な
概要である。

第３因は本ネットワークにおけるフレーム構成全示すも
のである。ネットワーク全構成する複数の局のうち、選
択的に定められた親局はフレームヘッダ（ＦＨ）と称さ
れるノ４ケットを送信シ、このフレームヘッダの送信完
了を検出して、複数の子局が予め定められた順序で、順
に前局の・ぐケラ・ト送信の完了を検出して・母ケット
を、送信する。このパケットの種類は、後述するように
上記フレームヘッダを含めて４種類準備されている。１
つのパケットは、例えば第４図に示すように１バイトの
ヘッダ部、１／々イトのディスティネーション（通信先
）アドレス部、１バイトのソース（送信元：自局）アド
レス部、１バイトのデータタイプ部、セしてＯ〜２０４
２バイトのデータ部と、２バイトのＣＲＣコード部とに
よって構成される。前記ヘッダ部は、その直が「０」で
あるとき、その・ぐケラトが前記親局が発生するフレー
ムヘッダ（ＦＨ）であることを示している。またヘッダ
部の値が［１］であるときには代理１？ケツト、「２」
であるときにはデータパケット、［３」であるときには
ダミーパケットであることを示している。

代理・ぞケラトは、前記子局が何らかの理由によってｉ
４ケット送信を行わないとき、例えば故障、保守、電源
オフ等によってネットワークに不参加状態にあるとき、
この子局に代って前記親局が代理に発生するパケットで
ある。またデータパケットは、子局が本来の形式に則っ
て送信データをΔヶ、ト化して送信するものであシ、こ
の場合データ部の長さはその送信データ量に応−じて０
〜２０４２バイトの範囲で可変される。

更にダミーパケットは、ネットワークに参加している局
が、その時点で送信データを持たないとき、上記データ
パケットに代えて送信するものであり、この場合前記デ
ータ部は０）々イトに設定されて、その冗長が最小限に
抑えられる。

また前記データタイプは、その・臂ケットが優先ノｆケ
ットか、非優先・母ケットか等を区別するものであり、
通信先の局ではこのデータタイプと、現処理中の状態と
を比較して１通信・臂ケットの取込みを制御する。尚、
ＣＲＣコードは、通信パケットのデータ誤シ検出に用い
られるものであることは云うまでもない。

第５図は、本ネットワークにおける各局の親局設定への
試行手順と、パケット送信の手順を概略的に示したもの
である。この図を参照して、本ネットワークの動作につ
き説明する。

先ず親局の設定手順について説明する。親局の設定が行
われるケースは、典形的な例として３棟類ある。その１
つは、ネットワークを構成する複数の局が１つづつ電源
を投入し、順にネットワークに参加する場合、２つ目は
複数の局が同時に電源投入を行ってネットワークに参加
する場合、３つ目は親局が何らかの理由によってネット
ワークから離脱し、残った局の中から改めて親局全速ぶ
場合である。しかして、複数の局が順にネットワークに
参加する場合、ネットワークに参加した局はそれぞれ伝
送路上のキャリアを検出する。尚、このキャリア検出は
、嬉３図に示すスロット間隔よシも十分に長い時間に亘
って行われる。このとき、最初の局は、キャリアが検出
されないことからフレームヘッダを送信して親局設定の
試行を行うが、２番目以降に参加した局は１最初に参加
した局にょるキャリアを検出するので、順に子局となる
。前記最初にネットワークに参加した局は、フレームヘ
ッダの送信後、そのスロット期間内における上記フレー
ムヘッダの戻ｂｔ検出して、伝送路が正常であることを
確認したのち、フレームヘッダの伝送路上における衝突
が発生しないことを確認した上で親局となる。尚、上記
タイムスロット期間における自己／やケ、トの戻シチェ
ックは、前述したように伝送路が受動素子で構成され、
送信パケットが必ず自局に折返してくることを利用して
行われるものである。仮りに、パス２まで、あるいはス
ターカッシラ３までの伝送路上の送信側、または受信側
に断線が存在すると、当然のことながら自己パケットの
戻シがなくなる。この場合には、速やかに電源をオフす
る等し、その状況をオペレータに通知する等して復旧に
あたる。

−ところで、前記２番目のケースとして、最初に複数の
局が同時にネットワークに参加した場合、これらの各局
は伝送路にキャリアが存在しないことから、それぞれフ
レームヘッダヲ送信することになる。従って、これらの
各局からの。

フレームヘッダが伝送路上において衝突する。

前記衝突検出は、このようなフレームヘッダの衝突を検
出するもので、これによって各局は、自局以外に親局設
定の試行を行っている局が存在することを知る。しかし
て、この衝突検出時には、各局はそれぞれ所定のパック
オフ時間の経過の後、改めて前記キャリア検出からの手
順を繰返す。上記バックオフ時間は、各周毎にそれぞれ
定められた相互に異なる時間からなシ、例えば、各局に
対して予め定められたパケットの送信順位（スロット番
号二Ｎ）に基づいて、Ｎｘ（一定時間） として設定されている。従って、前記各局は、そのスロ
ット番号に対応したバックオフ時間を経たのち、順に親
局設定の試行を行うことになるので、ここではタイムス
ロット番号の若い局が最初に親局設定の試行を行うこと
になる。そして、このときには他の局は、未だ親局設定
の試行を開始していないことから、上記タイムスロット
番号の若い局が親局となることになる。

また、上記の如くして設定された親局がネットワークか
ら離脱した場合、親局からのフレームヘッダがなくなる
ので、各局は／ｆケットｔ−送信しなくなる。これによ
って伝送路上のキャリアが長時間に亘って無くなるので
、子局となっていた各局はそれぞれ親局の消滅を検知し
、それぞれ前述した所定のパックオフ時間を経過したの
ちに、前述した親局設定の試行を行うことになる。この
場合にあっても、最もスロット番号の若い局が最初に親
局設定の試行を行うことになるので、上述した２番目の
例と同様に上記スロット番号の若い局が親局となシ、他
の局は再び子局となる。

このようにして本ネットワークにあっては、ネットワー
クを構成する複数の局のうちのいずれかが、そのネット
ワークの状況に応じて親局局が速やかに親局設定の試行
をそれぞれ行って親局を定めるので、親局の消滅期間を
十分に短ちなみに従来にあっては、１フレーム中に１個
所しかないフレームヘッダの存在を検出した上で親局の
不在を判定しているので、親局の不在時点から１フレ一
ム時間以上の経過がなければその判定ができなかった。

然し乍ら、本ネ。

トワークによれば、後述するように最大タイムスロット
間隔の経過だけで親局の不在を判定できることになるの
で、その効果は絶大である。

以上、親局の設定手順について説明した。しかして、こ
のようにして親局が設定されたのちには次のようにして
各局のノ臂ケット送信が行われる。親局がフレームヘッ
ダを送信すると、ネットワークを構成する各局は、その
通信・やケラトのヘッダ部をチェックしておシ、フレー
ムヘッダであることを判別する。このフレームヘッダを
検出してスロットカウンタを初期化し、該カウンタをパ
ケット送信によるキャリアを検出する都度インクリメン
トする。この場合、通信ノ臂ケットのキャリアでスロッ
トをカウントするめで、仮シに上記・臂ケットにノイズ
が混入してエラーパケットとなったとしても、スロット
のカウント動作は正常に行われる。そして、この〒１ □ニー１：ｌ　−ｙ　５”′１値に基６“１局ＯＸ　Ｏ
ｙ　）う。このとき局は、自己局が送信データを有する
か否かに応じて、送信データを有する場合には前記第４
図に示す如きノ臂ケット１組立てて送信し、また送信デ
ータが無いときには前記データ部が０バイトのダミーパ
ケットを組立てて送信している。尚、親局は、１つの局
としてデータをパケット化して、その定められたスロッ
トに送信すると共に、前記スロットカウンタが所定値に
達したとき、フレームヘッダパケットを構成して、これ
を送信している０ 尚、上記の如くして各局が７４ケツ）Ｔｈ送信する都度
、これらの各局は、自己パケットがそのスロット期間内
に自己に戻ってくるか否かを判定して、それぞれ伝送路
の状態を監視していることは云うまでもない。そして、
自己パケットの戻シがない場合は、伝送路の断線等の事
故かて上記各局が順にパケッｌ−’ｔ−送信するが、電
源パオフ等によってネットワークに不参加の局が存この
ような場合、該局に続く局がキャリア検出によるスロッ
トカウンタのインクリメントを行（アイドル期間）の検
出を行い、一定期間以上のアイドルが続く場合には、そ
のスロットの局がネットワークに不参加であると看做し
て、上記局に代って代理／ｆケッ）１−送出している。

このアイドル期間検出の時間は、ネットワークにおける
任意の局間における最大伝播遅延時間に比して十分に長
く設定される。これによって親局が代理パケット１−送
信したのちに、伝播遅延の最も長い局からのノヤケット
が親局に到達してパケットの衝突が生じると云うような
不具合が未然に防がれている。

このようにしてアイドル期間の検出上行い、親局から代
理／４’ケツ）１送信する場合に、前述したダミーパケ
ットがシステムに対して有効な＊ｓ、ａ’を果す。即ち
、ダミー・・ケ・トを用いない場合には、データパケッ
トが送信されないことから、その都度上記アイドル期間
の検出を行って代理パケット全送信する必要が生じる。

この場合、システム的には支障を招くことはないが、前
述したようにアイドル期間検出はネットワークの最大伝
播遅延時間以上に亘って行われる。この為、ノ９ケット
間隔が必然的に長くなることが否めず、フレーム全体に
占める割合が大きくなる。このことはネットワーク効率
の低下を意味する。

この点、前述したダミーｉ４ケットを用いれば、送信デ
ータが無い場合であってもパケット間隔が通常と変りな
く、従って局がネットワークに不参加の場合にだけ前記
アイドル期間検出を行って代理パケット’Ｉｋ送信すれ
ば良いことになる。

これ故、送信データが無くても、これによるネットワー
ク効率の低下を招くことがない。

しかして、上述の如く順に送信されるパケットは、各局
においてそれぞれチェックされている。このチェックは
、前記パケットのディスティネーションアドレスの識別
による、通信ＩＱケットが自局宛のものか否かの判定、
データタイプの識別による優先度の判定等からなる。セ
して、通信・ｆケラトが自局宛のものである場合、上記
優先度と自己の状態に応じて通信・ｆケラトの受信取込
みが行われる。また同時に各局は、通信／ｆケットが代
理パケットであるか否かを識別しておシ、該通信ノ母ケ
、トが代理Ｉｆチケットある場合には、そのときのスロ
ットカウンタの値から、そのスロットに対応した局のネ
ットワーク不参加を検出している。この代理パケットＤ
判定は、前述したヘッダ部の情報に従って行われること
は云うまでもない。そして、ネットワーク不参加の情報
は、その局への送信データがある場合、そのデータパケ
ット通信を中止する等の制御情報として用いられる。従
って、ネットワーク不参加の局へ、ノ９ケット通信不成
立の情報に従って何度も同じデータを再送することがな
くな夛、通信手順の大幅な簡略化を図ることが可能とな
る。

以上説明したように、本ネットワークによれば、ネット
ワークを構成する複数の局の中で親局を設定し、親局が
発生するフレームヘッダに従って各局が順にデータパケ
ット、或いはグミーノ母ケットを送信し、且つ子局がネ
ットワーク不参加の場合は親局が代理ノクケット１−送
信する。

そして、これらのパケット送信時には、各局がそれぞれ
そのスロット期間内における自己／母ケットの戻ｂｔ検
出して、伝送路の異常をそれぞして親局設定を遅滞なく
行うようにしている。

これ故、本ネットワークによれば、効率の良いシステム
運用を図シ、そのネットワーク効率の向上を図ることが
可能となる。また各局がそれぞれ自己パケットの戻ｂｔ
検出して伝送路の異常を監視しているので、伝送路の異
常を有する局が例えばキャリアが検出されないと云う理
由だけからそのまま親局設定の試行を繰返して行い、正
常なネットワークの通信を妨害するような不具合がない
。またこの異常検出によって、その回復措ｆｆ１ｌｌ速
やかに講じることができるので、システム保全性が高い
等の効果が奏せられる。尚、自パケットのチェックにつ
いては、ソースアドレスのチェックや、ＣＲＣコードに
基づく誤シ検出等によって行えばよく、その異常判定も
、例えば連続３回の異常検出等として行えばよい。

また本システムは、スロット数音一定とするものではな
く、ネットワークを構成する複数の局にスロット番号を
割当て、これらのスロット番号に従って各局が動作する
ものであるので、任意の局数からなるネットワークを効
率良く構築することができ、また局数の変化にも十分に
対処し得る等の効果が奏せられる。

尚、本発明は上記実施例に限定されるものではない。例
えばネットワークを構成する局の数や、’／ｆケットの
構成等は仕様に応じて定めれば良い。また各局における
パケット送信手順も、第５図に示す例に限定されるもの
ではない。そ図は本発明の一実施例を示すもので、第１
図および第２図はそれぞれネットワークの基本構成を示
す図、第３図はフレームの構成を示す図、第４図はＡ？
チケット構成？示す図、第５図は親局設定の試行手順と
・９ケツト送信の手順を示す図である。

１１＊１２〜Ｊｎ・・・局、２・・・バス、３・・・ス
ターカップラ。

出願人工熱術院長川田裕部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. パス形ｉたはスター形のネットワークを構成する複数の
   局からなシ、これらの各局は伝送路上のキャリアの存在
   を監視してフレームヘッダを送出して親局設定をそれぞ
   れ試行すると共に、この試行によって設定された親局が
   発生するフレームヘッダに従って予め定められた順序で
   順にパケットｉ送信し、且つパケットの送信時にはその
   タイムスロット期間における送信パケットの戻シを監視
   して自局伝送路の断線をそれぞれ検出し、この断線検出
   時には前記親局設定の試行を中止してなることを特徴と
   する計算機のネットワーク。