JPS6110342A - 計算機ネツトワ−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〕 本発明はネットワークに接続された複数のステーション
間のパケット通信効率の向上を図った計算機ネットワー
クに関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

近時、複数のステーシロンＳ１，８２．〜Ｓｎを、第１
図または第２図に示すように相互に接続し、上記各ステ
ーション８１，８２．〜Ｓｎ間でデータをＡｌｌケラト
して通信する計算機ネットワークが種々開発されている
。ところが、この種の計算機ネットワークにおける伝送
路は、前記各ステーシロンＳ１．Ｓ２．〜Ｓｎに対して
共通に設けられている。この為、複数のステーシロンが
一斉にパケットを送信すると、これらの各パケットが前
記伝送路上で衝突し１、通信障害が生じる。

そこで従来では、Ｃ８ＭＡＺＣＤ方式と称されるパケッ
ト通信方式や、トークン・ノ母シング方式と称される／
４’ケット通信方式等が提唱されてい゛る。上記Ｃ８Ｍ
Ａ　／　ＣＤ方式は、基本的ＫＦｉ通信・母ンットを有
するステーシロンが伝送路をアクセネし、該伝送路がア
イドル状態のときに前記通信・９ケツトを送信すると共
に、前記伝送路がビジー状態、あるいは送出した通信ノ
ｆケットが他の通信・母ケットと衝突したときに前記通
信ノヤケットの送出を中止し、所定のパックオフ制御の
後に前記通信パケットを再送出試行するものである。し
かして、このＣ８ＭＡ　／　ＣＤ方式によれば、各ステ
ーション８１　、　Ｓ２、〜Ｓｎにおいて、それぞれ適
切なパックオフ制御を実行することによって、前記各ス
テーシロン８１，８２．〜Ｓｎの通信パケット送出の機
会を大略均等に与えることができる。然し乍ら、上記パ
ックオフ制御は各ステーション８１，８２．〜Ｓｎ毎に
各別に実行される為、一般にその通信ノ！ケットの実時
間性を安定に確保することが困難であると云う不具合が
あった。

この実時間性は、例えばプロセス制御の分野にあって、
複数の制御点のデータを定期的に収集する等の機能を実
現する上で非常圧重要である。また音声通信を行う場合
にあっても、音声遅延による音声情報の不自然性を防止
する上で、上記実時間性を確保することが重要である。

このような実時間性は、前記計算機ネットワークにおい
て、各ステーシロンＳＪ　、　８２、〜Ｓｎ・プよ一定
期間内に必ず通信パケットの送信権を確保することによ
り実現される。前記トークン・パシング方式は、トーク
ンと称される情報をステージ習ンＳ’１．；２．〜ａｎ
間で順に送夛、上記トークンを保持したステーシロンが
次々に通信・母ケットの送信権を確保していく方式であ
る。この方式において、各通信ノ９ケット長に制限を設
けることによって、そのサービス間隔（前回の送信チャ
ンスから次回の送信チャンスまでの期間）に最悪値を設
定することができ、前述した実時間性を効果的に確保す
ることが可能となる。

ところが、このトークン・ノ９シング方式にあっては、
基本的には前記パスＢｕｓを前記トークンを送る相とデ
ータを送る相とに分け、これらの２つの相を交互に使用
して・ｆケラト通信を制御する。この為、信号伝送の基
本クロックが高くなるにつれて、前記パスＢｕｓの使用
効率が悪くなると云う不具合を有している。

そこで、本発明者等は、先にイングリジット−ジョン８
１，８２．〜Ｓｎ間で予め送信順序するようにしたもの
である。

具体的には、第３図に示すようにフレーム・ヘッダで規
定される１フレームの、Ｎ個の送信スロットをそれぞれ
複数のステーシロン８１゜８２、〜Ｓｎに予め割当て、
各ステーシラン８１、Ｓ２．〜Ｓｎは、それぞれ自己に
割当てられた送信スロットに通信パケットを送信するよ
うにしたものである。その通信パケットのフォーマット
は、例えば第４図に示すように構成される。即ち、１つ
の通信ノクケットは、・ンケットの種別を示す１ノ９イ
トのヘッダ、パケットの通信相手先を示す１バイトのデ
ィスティネーション・アドレス、該パケットの通信元を
示す１バイトのソース・アドレス、優先ノクケットや非
優先パケット等のデータの種類を示す１バイトのデータ
・タイ！、通信データ量に応じて０〜２０４２　ノＪイ
トの範囲で設定される可変長のデあり、例えば“Ｏｏで
フレーム・ヘッダを、”１゜で代理パケットを、１２′
でデータ・パケットを、そして“３”でダミーり母ケッ
トを表わす。フレーム・ヘッダは、ネットワークに接続
されたステーション中の親局となったステーションが発
生するもので、代理・量ケラトは、故障その他の理由に
よシネットワークに参加していないステーションに代っ
て前記親局が発生するものである。またデータ・パケッ
トは前記各ステージ四ン間のデータ通信に使用されるパ
ケットであシ、ダミー・ノ９ケメトはネットワークに参
加しているが、その割当てられた送信スロットの送信パ
ケットを持たないステーションが送信するノｆケットで
ある。

インシリジット・トークン・パシング方式によれば、上
述したように１フレーム中の各送信スロット毎に、その
送信スロットが割当てられたステーションから・やケラ
トが送信されるので、ここに効果的に通信・９ケノトの
実時間性を確保した・母ケット通信を行うことが可能と
なる。

ところが計算機ネットワークの中には、特定らのデータ
ベース・ステーションを複数のワー″し・ステージ・ン
で共用した計算機ネ・トワーりがある。このような計算
機ネットワークのあっては、各ワーク・ステーションが
それぞれデータベース・ステーションにデータ要求を発
し、これに対して前記データベース・ステーションがそ
れぞれ回答することに々る。ところが、前述したインプ
リジット・トークン・パシング方式にあっては、前記１
フレーム中の各送信スロットをネットワークに挑続され
た各ステーションにそれぞれ１対１に対応付けて割当て
て、その送信機会の均等化を図っている。この為、前記
１フレ一ム期間中に複数のワーク・ステーションからデ
ータベース・ステーションに対するデータ要求が集中す
ると、該データベース・ステーションはその１フレ一ム
期間中に上記データ要求に対する回答の送信機会（デー
タベース・ステーションに割当てられた送信スロット）
を１回しか有しない為、他のワーク・ステーションに回
答すべき通信パケットがデータベースであった。

〔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もので、そ
の目的とするところは、データベース・システムのよう
に、通信・母ケットの送信頻度が高いステーションが存
在する場合であっても、その通信パケットに対する実時
間性を十分に確保して効果的なパケット通信を可能とす
る計算機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に接続された複数のステーション
に、フレームヘッダにより規定でれる１フレーム中に含
まれる複数の送信スロットをそれぞれ固定的に割当て、
これらの各送信スロット毎にその送信スロットが割当て
られた前記ステーションからノ９ケットを送信し、で、
前記各ステージ四７間でパケット通信を行う計算機ネッ
トワークにおいて、前記各ステーションにそれぞれ割当
てる送信スロットの数を、例えば各ステーションの処理
能力に応じて前記各ステンにそれぞれ設け、上記記憶部
の前記複数の送信スロットにそれぞれ対応したビット位
首に、きステーション毎に割当てられた送信スロノト−
夕の書替えを可能とすることによって、ネットワークの
融通性を高めたものである。

〔発明の効果〕

かくして本発明によれば、通信ノぞケットヲ゛ゞ生する
頻度の高いステーションに多くの送信ロットが割当てら
れるので、その特定のステーションに通信ノｊケットが
滞留することが々くにり、各通信／４’ケツトをそれぞ
れ実時間性を確ｆして通信することが可能となる。また
スロット割当て制御部によって、各ステーションが一シ
、入１それ自己に割当てられた送信スロットをＯｌ・：
′Ｊｊ　ｌ−てパケット送信を制御するので、前述した
）プリジット・トークン・ノにシング方式の特似を十分
に活かした効率の良い／ｌｌケラト信が可能となる等の
実用上絶大なる効果が奏せられる。

また、システムの仕様に応じて前記各ステーションに対
する送信スロットの割当て数を変えることによって、無
駄のないパケット通信制御を一゛以下、図面を参照して
本発明の一実施例につｊ、！ 一信頼性を確保するべく、その伝送路を受動素子で構成
し、且つ上記伝送路に接続される全てのステーションを
同じ構造として均質化を図って構成される。ちなみに従
来のようにリピータと称される信号再生装置を挿入した
伝送路にあっては、半導体等の能動素子で構成される上
記再生装置の故障によってネットワークの機能停止と云
う障害が発生する。また上記能動素子で構成される再生
装置には電源供給が必要であり、その電源の故障によっ
てもネットワークに障害が発生する。従って、上記伝送
路を同軸ケーブルや光フアイバケーブル等の受動素子を
用いて実現することによって、ネットワークの信頼性の
向上が図られる。

例えば同軸ケーブルを伝送路として用いる場合には、前
記第１図に示すように所謂バス型として計算機ネットワ
ークが構成され、該伝送路篇のステーションは、例えば
全てのステージ目、ジが送受信機能を持つことは勿論の
こと、全て、冒） ｊステーションが親局として働き得る機能を持つように
構成される。そして、これらの各ステーションは、その
親局選択機能によυ、１つのステーションのみが選択的
に親局として働くように構成される。この親局は前述し
たフレームヘッダＦ’Ｈを送出して、ネットワークの１
フレームを規定すると共に、不参加のステーションに代
って前記代理パケットを送信するものである。また同時
に、上記親局は他のステーションと共に子局として働く
ことは云うまでもない。

さて第５図は、本発明に係る・ヂケット通信制御の形態
を示すもので、１フレーム中の送信スロットの各ステー
ションへの割当てを示している。親局が発生するフレー
ムヘッダＦＨによって規定される１フレーム中にはＮ個
の送信スロットが準備される。これらの送信スロットの
中の、例えばに番目およびＮ番目からなる２つの一門に
係る計算機ネットワークにあっては、各ステーションの
処理能力や各ステーションにおけ御名通信パケットの発
生頻度等に従って、上記各ステーションにそれぞれ割当
てられる送信スロットの数が定められる。そして、各ス
テーシヨンはそれぞれ自己に割当てられた送信スロット
に従って、前記イングリジット・トルクン・パシング方
式によシ通信／４’ケットの送信を制御して、各ステー
ション間の・千ケント通信を実用する。

第６図はこのようにしてノやケノト通信を実行するステ
ーシロンの構成例を示している。このステーシロンは、
コンピュータ等のデータ処理装置（図示せず）に接続さ
れて通信パケットの送受を制御するステーシロン本体１
１、このステーション本体１ノと前記伝送路とを接続す
るパケット送受信部１２、上記伝送路上に送出されてい
る通信ノ々ケットの種別を検出するヘッダ検出部１３、
そしてスロット割当て制御部１４とにより構成される。

スロット割当て制御部、トに対応してピット位置に、デ
ータ“１”を書込ｔ−’ｐものとなっている。このデー
タ“１”が書込まされるようになっている。尚、この記
憶部１５の各ピット位置へのデータの書込みは、ネット
ワークに接続された各ステーシロンの仕様等に従って定
められる送信スロットの割当て情謡に従って行われ、ま
たネットワークの仕様変更等に応じて適宜書き変えられ
る。この場合、同じ送信スロットを複数のステーシロン
に割当てないようにすることは云うまでもない。また必
要に応じて、１つのステーシロンに２つ以上の送信スロ
ットを割当てても良く、また複数の送信スロットが割当
てられるステーシロンが複数あっても良い。

しかして、前記ステーシロン本体１ノは、データ処理装
置から他のステージロンへ送信すべきデータが存在する
とき、そのデータをパケット化して送信／？ツファに蓄
える。このデータのに示すフォーマット構成の場合には
、Ｏ〜２０４２バイトのデータ長のデータノ量ケットと
′、シて構成される。ノ々ケット送受信部１２は１．伝
送路上の送信スロットが自己に割当てられたスれた送信
すべきノ譬ケットを送信し、また送信すべき・母ケット
が前記送信バッファ上にない場合には前記ダミーノｆケ
ットを送信している。また前記パケット送受信部１２ｄ
、前記伝送路上に送出されたパケットを逐次検出し、そ
のデイスティネーシロン・アドレスから、そのパケット
が自局宛のものであるか否かを判定し、自局宛のノ９ケ
ットを取込んでいる。このようにして取込まれたノＪ？
ケットは、前記ステーシロン本体１１の受信ノＲツファ
に格納され、前記データ処理装置に与えられる。

ところで、前記ヘッダ検出部ＪＪＦｉ、前記伝送路上で
通信されるパケットの種別を前記ヘッダ情報から検出し
ている。そして、例えば前記フレームヘッダを検出して
カウンタを初期化し、その後、パケットを検出する都度
、上記カウンタを歩進する等して前記１フレーム中の送
信スロット番号（位置）を検出している。このヘッダ検
出部１３によｐ検出された現時刻の送信スロット番号が
前記スロット割当て制御部１４に与えられ、前記記憶部
１５上の上記送信スロット番号で示されるピット位置の
データが続出さλる。このデータによ・て、現時刻が自
局に割当てられた送信スロットであるか否かが判定され
る。この判定結果が前記７４ケット送受信部１２に与え
られて、通信７４ケツトの送信が制御される。

以上が、各ステーシロンにおける／々チケット送受信作
用である。

さて、前述したように本システムにあっては、ネットワ
ークに接続された複数のステーシロン中の１つが親局と
して機能するが、この親局の選択設定は、例えば次のよ
うにして行われる。

各ステーシロンは、その電源投入によってネットワーク
に参加するとき、先ず伝送路上のキャリア検出等を行な
い、一定期間（１フレ一ム期間）以上に互って伝送路が
空の状態の場合には親局の設定試行を行う。尚、伝送路
が空状態でない場合には、既に他のステーシロンが親局
として設定され、ネットワークが稼働していると判定す
る。このようにして、通常はネットワ−時にネットワー
クに参加した場合、これらの各ステーションが同時に親
局設定の試行を行うことＫなる。この場合には、各ステ
ーションから×（一定時間）からなるパックオフ時間を
経たのち、再度親局の設定試行を行う。これによって、
各ステーションからの親局設定試行に時間差が生じ、親
局設定試行の最も速いステーションが親局として設定さ
れることになる。尚、親局として機能していたステーシ
ョンが、ネットワークから抜けた場合（不参加となった
場合）、親局がなくなる。この場合、残されたステーシ
ョンがそれぞれ親局設定の試行を前述したように実行す
る。このときにも、各ステーションからの親局設定の試
行情報が伝送路上で衝突することがち力、同様に親局設
定の再試行が所定のバックオフ制御の下で行われ、只１
つのステーションが親局として設定される。このように
して、ネットワークに参加したステーション中の“１つ
を親局として設定して、前述したノクケットの通信が行
われる。

以上のように、本発明に係る計算機ネットワークにあっ
て、＃′ｉ、ネットワークに参加した複数ゆステーシヨ
ンに、そのステーションに必要な数の送信スロットをそ
れぞれ割当てた上でインプリジット・トークン・ノヤシ
ング方式によｔ）　ｔ４ケット通信を行うので、例えば
データベース・ステーションのように通信ノぐケラトの
発生頻度の高いステーションが存在しても、そのステー
ションで通信・母ケットが滞留して実時間性が失われる
ことが々い。つまり各通信パケットの実時間性をそれぞ
れ確保して、ステージ習ン間のパケット通信を行うこと
ができる。

尚、本発明は上述した実施例に限定されるものではない
。例えば各ステーションにそれぞれ割当てる送信スロッ
トの数は、そのステーション毎に定めれば良いものであ
り、またその割当てを変更することも可能である。勿論
、ステーション数の変動に応じて送信スロットの割当て
を変更することも可能である。また各ステーションから
の、割当てられ水送信スロットにおけを行うようにして
も良い。要するに本発明は１、・′−面の簡単な説明 第１図および第２図はネットワークの構成例を示す図、
第３図は１フレームを構成する送信スロットを示す図、
第４図は通信パケットのフォーマット構成を示す図、第
５図は本発明に係る計算機ネットワークの各ステーショ
ンに対する送信スロットの割当ての例を示す図、第６図
は本発明の実施例に係るステーションの構成例を示す図
である。

１１・・・ステーション本体、１２・・・パケット送受
信部、１３・・・ヘッダ検出部、１４・スロット割当て
制御部、１５・・・記憶部。

出願人　工業技術院長　川田裕部 第１図 第２図 第３図 を 第４図 第５図 第６図　　　　、１１

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）ネットワークに接続された複数のステーションに
   、フレームヘッダにより規定される１フレーム中に含ま
   れる複数の送信スロットをそれぞれ固定的に割当て、こ
   れらの各送信スロット毎にその送信スロットが割当てら
   れた前記ステーションからパケットを送信して、前記各
   ステーション間でパケット通信を行う計算機ネットワー
   クにおいて、前記各ステーションにそれぞれ割当てる送
   信スロットの数を前記各ステーション毎に設定してなる
   ことを特徴とする計算機ネットワーク。
2. （２）ステーション毎に割当てられる送信スロットの数
   は、各ステーションの処理能力に応じて定められるもの
   である特許請求の範囲第１項記載の計算機ネットワーク
   。
3. （３）各ステーションは、１フレームを形成する送信ス
   ロット数と同じビット数の記憶部を備えたスロット割当
   て制御部を有し、上記記憶部の前記複数の送信スロット
   にそれぞれ対応したビット位置に、各ステーション毎に
   割当てられた送信スロットを示すデータを格納してパケ
   ットの送信を制御するものである特許請求の範囲第１項
   記載の計算機ネットワーク。
4. （４）スロット割当て制御部の記憶部は、複数の送信ス
   ロットにそれぞれ対応したビット位置に格納する割当て
   送信スロットを示すデータを、各ステーション毎に割当
   てられた送信スロットに応じて書替え可能な構成を有す
   るものである特許請求の範囲第３項記載の計算機ネット
   ワーク。