JPH01213047A - 二重リングネットワーク通信制御方式 - 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】 〔概要〕 複数のノードをパケット送信用と衝突パケット返送用と
のリンクで接続した二重リングネットワーク通信制御方
式に関し、 特殊なノードを設けることなくパケットの衝突を防止し
、且つ任意の長さのパケットの送信を可能とすることを
目的とし、 パケット送信用のリンクと、衝突パケット返送用のリン
クとにより複数のノードを接続して二重リングネットワ
ークを構成し、各ノードの検査部は、パケットが伝送中
であるか、自ノード宛であるか、或いは自ノードからの
パケットが折返されたものであるかを検査し、自ノード
宛のパケットは他のノードへ中継送出することなく受信
部に取り込むように切替部を制御し、パケット送出時は
、他のノードからのパケットが伝送中でないことを識別
して、送信部からパケット送信用のリンクにパケットを
送出するように切替部を制御し、且つパケット送信用の
リンクの受信側を衝突パケット返送用のリンクに切替接
続するように切替部を制御して、パケット送信中は、他
のノードからのパケットを衝突パケット返送用のリンク
に折返すように構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、複数のノードを、パケット送信用と衝突バケ
ット返送用とのリンクで接続した二重リングネットワー
ク通信制御方式に関するものである。

複数のノーとをリング状に接続したリングネットワーク
に於ける通信制御方式としては、既に各種の方式が提案
されている。又二重リングによるリングネットワークも
知られている。このようなリングネットワークに於いて
は、パケットの送受信制御及び衝突制御を簡単化するこ
とが要望されている。

〔従来の技術〕

複数のノードをリング状に接続したリングネットワーク
に於ける通信制御方式としては、スロ・７トリング方式
やトークンリング方式等が知られている。

スロットリング方式は、固定長のデータを収容できるス
ロットを複数個リング上に周回させ、各スロットの制御
データ部により、そのスロットが使用中か否か表示し、
データ送信ノードは、空きスロットを見つけてデータを
挿入し、そのスロットの制御データ部により使用中であ
ることを表示する。又自ノード宛のデータを識別すると
、そのデータを取り込み、そのスロットの制御データ部
を更新して空きスロット表示を行うものである。

従って、複数の通信を同時に処理することができる。

又トークンリング方式は、リング上に送信権を示すトー
クンを周回させ、データ送信ノードはそのトークンを取
り込んで、その代わりにデータの送信を開始する。この
データの送信終了により、トークンを送信する。従って
、他のデータ送信ノードば、このトークンを受信するま
で、送信待ちとなり、複数のノードの通信の競合を回避
している。この方式は、任意長のデータを送信できる利
点がある。

又Ｃ３ＭＡ／ＣＤ方式とトークンリング方式とを混合し
たコンテンションリング方式が提案されている。この方
式は、ネットワークの運用モードをコンテンションモー
ドとトークンリングモードとの二種類のモードとし、通
信負荷の状態に応じてモードを切替え、両方式の長所を
活かすようにしたものである。

このコンテンションモードに於いて、送信ノードは、リ
ング上に他のノードのパケットが伝送中でないことを識
別した時に、自ノードのパケットを送信し、このパケッ
トがリングを一周して戻ったことを確認して送信動作を
終了する。又他のノードと同時的に送信開始した時は、
リングを一周して戻ったパケットを確認できないことに
なり、送信衝突と判断する。又既に他のノードがパケッ
トを送信中の場合は、トークンリングモードに移行する
。このトークンリングモードに於いては、送信ノードは
、他のノードが送信したパケットの終了するのを待って
、それに引き続いて自ノードのパケットを送信する。

この方式は、特別なトークンパターンを使用せずに、送
信パケットそのものをトークンとして使用するもので、
トークンの生成、管理の為の特別のノードを必要としな
いと共に、リングが使用されていない時はコンテンショ
ンモードで、トークン無しの通信を行うことができるか
ら、トークンの周回遅延によるリングネットワークの使
用効率の低下を防止できる利点がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

前述のスロットリング方式は、送信データ長が長い場合
に、スロットに分割して送信することになり、各スロッ
トには制御データ部が必ず付加されているから、送信す
べきデータ長に対して制御データ部の合計の長さが増大
する欠点がある。例えば、１０００バイトのデータを一
つのパケットで通信できる場合は、１個の制御データ部
で済むことになるが、１００バイト毎に分割して通信す
る場合は、制御データ部も１０個必要とすることになる
。又スロットを生成する機能を備えた特殊なノードを必
要とし、又リングネットワークの規模によってスロット
数が異なるから、ノードの増設、除去、ネットワーク長
の変更等が容易でない欠点がある。

又前述のトークンリング方式は、任意長のパケットを伝
送できると共に、マルチトークンを用いることにより、
同時に複数の通信を行うことも可能であるが、トークン
を生成する為の特殊ノードを必要とする欠点があり、又
トークンを獲得するまでパケットを送信できない欠点が
ある。このトークンが送信要求ノードに到達するまでの
平均時間は、リングネットワークを半周する時間となり
、この間はリングネットワークを使用できないので、使
用効率が低下する欠点もある。

又前述のコンテンションリング方式は、トークンの生成
、管理の為の特殊ノードを必要としないものであるが、
コンテンションモードに於けるパケットの衝突検出の為
には、パケットがリングネットワークを一周する必要が
あり、リング長に比例してパケットの周回時間が長くな
るから、衝突検出に要する時間も長くなって、リングネ
ットワークの使用効率が低下する欠点があった。

本発明は、特殊なノードを設けることなくパケットの衝
突を防止し、且つ、任意の長さのパケットの送信を可能
とすることを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の二重リングネットワーク通信制御方式は、二重
リングの一方のリングをパケット送信用に、他方を衝突
検出用に用いるものであり、第１図を参照して説明する
。

パケット送信用のリンク１と、衝突パケット返送用のリ
ンク２とにより、複数のノード３−１〜３−ｎを接続し
て二重リングネットワークを構成し、各ノード３−１〜
３−ｎは、受信パケットの検査部４と、パケットの受信
部５と、パケットの送信部６と、リンクの切替部７とを
設ける。検査部４は、パケット送信用のリンク１に他の
ノードからのパケットが伝送中であるが否か、自ノード
の送出パケットが折返されたものであるが否が、及び受
信パケットが自ノード宛であるか否か等を識別する機能
を備え、受信パケットが自ノード宛であることを識別し
た時に、他のノードへ中継送出することなく、受信部５
によりその受信パケットを取り込むように切替部７を制
御する。又パケット送信時は、パケット送信用のリンク
１に他のノードからのパケットが伝送中でないことを識
別し、切替部７を制御して、パケット送信用のリンり１
に送信部６を切替接続し、且つリンク１の受信側を衝突
パケット返送用のリンク２に切替接続し、自ノードから
パケットを送出中は、他のノードからのパケットを衝突
パケット返送用のリンク２に折返するものである。

〔作用〕

自ノード宛のパケットを識別した時に、そのパケットを
受信部５により取り込み、下流側へは中継送出しないの
で、下流側のノードは、パケット送信用のリンク１にパ
ケットが伝送されないから、パケットを送信することが
できる。又パケットを送信するノードは、パケット送信
用のリンク１の受信側を衝突パケット返送用のリンク２
に切替接続して、上流側のノードから送出されたパケッ
トを衝突パケット返送用のリンク２に折返すので、衝突
パケット返送用のリンク２を介して自ノードが送出した
パケットを受信識別した時に、衝突が発生したと判断で
きる。従って、トークン等を必要とすることなく、任意
長のパケットを伝送することができると共に、衝突検出
も容易に行うことができる。

〔実施例〕

以下図面を参照して本発明の実施例について詳細に説明
する。

第２図は本発明の実施例のノードの要部プロ・ツク図で
あり、１１−１．１１−２はパケット送信用のリンク、
１１−１．１２−２は衝突パケット返送用のリンク、１
３．１４はバッファメモリ、１５はパケット受信回路、
１６はパケット送信回路、１７．１８は検査回路、１９
はスイッチ制御回路、２０．２１は接点ａ、ｂに切替接
続すると共にオフ状態とすることも可能で、トランジス
タ等により構成されたスイッチ回路である。

複数のノードは同一の構成を有し、パケット送信用のリ
ンク１１−１．１１−２と衝突バケ・ノド返送用のリン
ク１２−１．１２−２とにより各ノードはリング状に接
続されて、二重リングネ・ノドワークが構成される。又
パケット送信用のリンク１１−１及び衝突パケット返送
用のリンク１２−２に接続される側のノードを上流ノー
ド、その反対側のパケット送信用のリンク１１−２及び
衝突パケット返送用のリンク１２−１に接続される側の
ノードを下流ノードと称することにする。

又スイッチ回路２０．２１は、パケットの送受信を行わ
ない時に、図示の接続状態となり、バ・ノファメモリ１
３．１４を介してパケットの中継送出を行うことになる
。又検査回路１７は受信パケットの宛先を検査し、自ノ
ード宛のパケットであるか否か検査するものである。

パケット送信時は、検査回路１７によりパケット送信用
のリンク１１−１により他のノードからのパケットが伝
送中でないことを識別することにより、スイッチ制御回
路１９によりスイッチ回路２０が制御されて、パケット
送信用のりツク１１−２とパケット送信回路１６とが接
続され、パケット送信回路１６からパケットが送信され
る。それと同時に、スイッチ制御回路１９によりスイッ
チ回路２１が制御されて、バッファメモリ１３と衝突パ
ケット返送用のリンク１２−２とが接続され、上流ノー
ドからパケットが送出された場合には、そのパケットを
衝突パケット返送用のリンク１２−２に折返すものであ
る。又検査回路１８は、自ノードが送出したパケットが
、他のノードで折返されたか否かを検査する。

スイッチ制御回路１９は、検査回路１７．１８からの検
査出力信号及び送信要求信号等に基づいて、自ノード宛
のパケットを検出せず、且つ送信要求もない時は無通信
状態と判断し、又自ノード宛のパケットを検出した時は
受信状態とし、送信要求があって、他のノードからのパ
ケットが検出されない時に送信状態とし、受信と送信と
が同時の場合は送受信状態として、それぞれの状態に対
応してスイッチ回路２０．２１を制御するものであり、
例えば、第１表に示すように、スイッチ回路２０．２１
の接点ａ、ｂ及びオフ（ｏｆｆ）の切替接続状態に制御
するものである。

第１表 第３図はパケットのフォーマント説明図であり、パケッ
ト開始パターンＳＴＸと、宛先ノードを示す宛先アドレ
ス部と、発信ノードを示す発信アドレス部と、伝送する
データ長を示すデータ長部と、データ部と、パケット終
了パターンＥＴＸとからなる場合を示す。なお、宛先ア
ドレスと発信アドレスとを含むフォーマントであれば、
他の形式を使用することも可能である。

第４図は検査回路の要部ブロック図であり、バッファメ
モリ３０と検査回路３１との関係を示すものである。即
ち、レジスタ３４からの自ノードアドレスと、バッファ
メモリ３０に蓄積された受信パケットの宛先アドレス及
び発信アドレスとをそれぞれ比較回路３２．３３により
比較し、比較回路３２から一致信号が得られた時は、自
ノード宛のパケットであることを識別できる。又比較回
路３３から一致信号が得られた時は、パケット送信用の
リンク側の検査回路の場合は、自ノードが送出したパケ
ットが一巡して戻った場合で、宛先アドレスのノードが
障害であると判断できる。又衝突パケット返送用のリン
ク側の検査回路の場合は、衝突発生であると判断できる
。衝突発生の場合は、スイッチ制御回路１９によりスイ
ッチ回路２０が制御されて、パケットの送信は中止され
ることになる。

第５図は本発明の実施例の二重リングネットワークの説
明図であり、ノードＮｊ、Ｎｋ、Ｎｉ。

Ｎｘが、パケット送信用のリンク４１と衝突パケット返
送用のリンク４２とにより、リング状に接続されて二重
リングネットワークを構成し、各ノードＮｊ、Ｎｋ、Ｎ
ｉ、Ｎｘは、第２図に示す構成を有するものである。又
４３は検査回路を示し、パケット送信用のリンク４１と
衝突パケット返送用のリンク４２とに於けるパケットの
検査を行う場合を示す。例えば、ノードＮｉからパケッ
トを送出する場合、パケット送信用のリンク４１上に他
のノードからのパケットが伝送中でないことを識別し、
パケット送信用のリンク４１にパケットを送出し、その
パケット送信用のリンク４１の受信側を衝突パケット返
送用のリンク４２に切替接続する。

従って、ノードＮｉから送出したパケットは、パケット
送信用のリンク４１を介して伝送され、指定されたノー
ドがそのパケットを取り込むことになる。従って、自ノ
ードから送出したパケットを、パケット送信用のリンク
４１を介して上流ノードから受信検出できない時は、そ
のパケット通信は成功したものと見做すものである。

又このノードＮｉからパケットを送出した直後に、上流
側のノードＮｘがパケット送信用のリンク４１上に他の
ノードからのパケットが伝送中でないことを識別して、
パケットを送出すると、下流側のノードＮｉでは既に折
返回路が形成されているから、ノードＮｘから送出した
パケットは、衝突パケット返送用のリンク４２を介して
返送され、検査回路４３により衝突発生を検出できるか
ら、直ちにパケットの送出を停止する。

第６図はノードの動作説明図であり、（ａ）は無通信状
態のノードを示し、そのノードの切替部は、第１表の（
１）の無通信状態に相当したものとなり、パケット送信
用のリンク４１と衝突パケット返送用のリンク４２とに
ついて、上流ノードと下流ノードとの間を接続した状態
となる。そして、パケット送信用のリンク４１に伝送さ
れるパケットが自ノード宛であるか否か検査する。

又（ｂ）は受信状態のノードを示し、そのノードの切替
部は、第１表の（２）の受信状態に相当したものとなり
、パケット送信用のリンク４１は、切替部により上流ノ
ードと下流ノードとの間が切り離され、上流ノードから
のパケットを取り込む状態にＩＩＩ　？卸される。

又（Ｃ１は送信状態のノードを示し、そのノードの切替
部は、第１表の（３）の送信状態に相当したものとなり
、パケット送信用のリンク４１及び衝突パケット返送用
のリンク４２は、切替部により上流ノードと下流ノード
との間が切り離され、下流ノ　　　　　□−ドヘパケソ
トが送出される。又パケット送信用のリンク４１と衝突
パケット返送用のリンク４２とが切替部により折返接続
され、上流ノードからパケット送信用のリンク４１を介
して伝送されたパケットは、衝突パケット返送用のリン
ク４２に折返される。又そのパケットが自ノード宛であ
るか否か検査し、且つ下流ノードから衝突パケット返送
用のリンク４２を介して自ノード送出のパケットが返送
されるか否か検査する。

又（ｄ）は送受信状態のノードを示し、そのノードの切
替部は、第１表の（４）の送受信状態に相当したものと
なり、前述の（Ｃ）の状態に於いて、自ノード宛のパケ
ットが上流ノードから伝送された場合に相当し、パケッ
ト送信用のリンク４１と衝突パケット返送用のリンク４
２との折返接続が開放され、パケット送信用のリンク４
１を介して上流ノードから伝送されたパケットを受信す
る。

第７図は複数ノード送信時の説明図であり、（ａｌは、
ノードＮｊ、Ｎｉが送信状態となり、パケ・ノド送信用
のリンク４１によりノードＮｊからノードＮｋに、又ノ
ードＮｉからノードＮｘにそれぞれパケットを送出した
場合を示し、ノードＮｊからのパケットはノードＮｉで
折返されて、衝突パケット返送用のリンク４２によりノ
ードＮｊに返送されるから、ノードＮｊは衝突発生を識
別することができる。又ノードＮｉからのパケットはノ
ードＮｊで折返されて、衝突パケット返送用のリンク４
２によりノードＮｉに返送されるから、ノードＮｉに於
いても衝突発生を識別することができる。即ち、宛先ノ
ードより上流のノードが送信状態となった場合は、その
パケットは折返されることになる。

又（ｂｌはノードＮｊ、Ｎｉが送信状態となり、ノード
ＮｊからノードＮｋに、又ノードＮｉからノードＮｋに
それぞれパケットを送出した場合を示し、ノードＮｉか
らパケット送信用のリンク４１に送出したパケットは、
下流のノードＮｋにより受信され、ノードＮｊにパケッ
ト送信用のリンク４１と衝突パケット返送用のリンク４
２との折返接続が行われていても、ノードＮｉからのパ
ケットは返送されないので、ノードＮｉは通信が成功と
したと判断できる。又ノードＮｊからのパケットは、前
述の場合と同様に、ノードＮｉで折返されて衝突パケッ
ト返送用のリンク４２で返送されるから、ノードＮｊは
衝突発生を識別することができる。

又（Ｃ１はノードＮｊ、Ｎｉが送信状態となり、ノード
ＮｊからノードＮｋに、又ノードＮｉからノードＮｊに
それぞれパケットを送出した場合を示し、ノードＮｉか
らパケット送信用のリンク４１に送出したパケットは、
ノードＮｊにより受信される。又ノードＮｊから送出し
たパケットは、宛先ノードＮｋより上流のノードＮｉに
於いて折返され、衝突パケット返送用のリンク４２によ
りノードＮｊに返送されるから、ノードＮｊは衝突発生
を識別することができる。

又（ｄｌはノードＮｊ、Ｎｉが送信状態となり、ノ−ド
ＮｊからノードＮｘに、又ノードＮｉからノードＮｘに
それぞれパケットを送出した場合を示し、ノードＮｊか
らのパケットはノードＮｘで受信され、ノードＮｉから
のパケットはノードＮｊで折返されて、ノードＮｉは衝
突発生を識別することができる。

前述の衝突発生を識別した時は、パケットの送信を停止
し、パケット送信用のリンク４１上に他のノードからの
パケットが伝送中でないことを確認して、再送を行うこ
とになる。この再送制御は、種々の方式を採用すること
が可能であり、例えば、乱数的な待ち時間を用いて行う
ことも可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明は、パケット送信用のリン
ク１と衝突パケット返送用のリンク２とにより、複数の
ノード３−１〜３−ｎを接続して二重リングネットワー
クを構成し、送信要求ノードは、パケット送信用のリン
ク１上に他のノードからのパケットの伝送中でないこと
を識別してパケソトを送出し、且つパケット送信用のリ
ンク１の受信側と衝突パケット返送用のリンク２とを切
替部７により切替接続し、又自ノード宛のパケットを検
査部４で検出した時は、そのパケットを中継送出するこ
となく受信部５で取り込むように切替部７により切替接
続するもので、他のノードからのパケットが伝送されて
いない時には、何時でもパケットを送信できると共に、
任意長のパケットを送信できる。

従って、スロットやトークン等の制御データを必要とし
ないので、これらを管理するノードが不要であると共に
、スロットリング方式に於ける制御データの増大や、ト
ークンリング方式に於けるトークン獲得までの待ち時間
等の損失が生じない利点がある。

又パケット通信が成功したか否かは、他のノードの送信
と衝突した場合と、送信パケットが受信されなかった場
合とを含めて、自ノードが送信したパケットが返送され
たか否かにより検査することができる。この衝突検出に
要する時間は、同時に送信したノード間の距離の２倍（
折返されて返送される距離）となり、同時に２ノードが
送信した場合は、平均してリングネットワークを一周し
た時間となるが、３ノードが同時に送信した場合は、平
均して２／３周分の時間に短縮される。即ち、β個のノ
ードが同時に送信した場合、衝突検出に要する時間は、
−周に要する時間の２／β時間に短縮される。

又受信ノードでパケットを取り込むものであるから、同
時に複数のノードが送信し、他の送信ノードより上流に
位置するノードを宛先とした場合は、総てのパケット通
信は完了できる。即ち、パケットは折返されずに着信ノ
ードに到着するから、送信ノードは衝突を検出せずに、
正常に通信を完了することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理説明図、第２図は本発明の実施例
のノードの要部ブロック図、第３図はパケットのフォー
マント説明図、第４図は検査回路の要部ブロック図、第
５図は本発明の実施例の二重リングネットワークの説明
図、第６図（ａｌ〜Ｆｄｌは本発明の実施例のノードの
動作説明図、第７図（ａ）〜Ｆｄｌは複数ノード送信時
の説明図である。 １はパケット送信用のリンク、２は衝突パケット返送用
のリンク、３−１〜３−ｎはノード、４は検査部、５は
受信部、６は送信部、７は切替部、１１−１．１１−２
はパケット送信用のリンク、１２−１．１２−２は衝突
パケット返送用のリンク、１３．１４はバッファメモリ
、１５はパケット受信回路、１６はパケット送信回路、
１７゜１８は検査回路、１９はスイッチ制御回路、２゜
、２１はスイッチ回路である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 パケット送信用のリンク（１）と、衝突パケットの返送
   用のリンク（２）とにより複数のノード（３−１〜３−
   ｎ）を接続して二重リングネットワークを構成し、 前記各ノード（３−１〜３−ｎ）は、受信パケットの検
   査部（４）と、パケットの受信部（５）と、パケットの
   送信部（６）と、リンクの切替部（７）とを設け、 前記検査部（４）は、前記パケット送信用のリンク（１
   ）に他のノードからのパケットが伝送中であるか否か、
   受信パケットが自ノード宛であるか否か、自ノードの送
   出パケットが折返されたものであるか否かを識別し、受
   信パケットが自ノード宛であることを識別した時に、他
   のノードへ中継送出することなく、前記受信部（５）に
   より該受信パケットを取り込むように前記切替部（７）
   を制御し、 パケット送信時は、前記パケット送信用のリンク（１）
   に他のノードからのパケットが伝送中でないことを識別
   し、前記切替部（７）を制御して、前記パケット送信用
   のリンク（１）を前記送信部（６）に切替接続し、且つ
   該リンク（１）の受信側を前記衝突パケット返送用のリ
   ンク（２）に切替接続して、自ノードからパケットを送
   出中に他のノードから送出されたパケットを前記衝突パ
   ケット返送用のリンク（２）に折返す ことを特徴とする二重リングネットワーク通信制御方式
   。