JPH0149221B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、パケツト通信手順の簡素化や迅速な
システム保全を可能とする計算機ネツトワークに
関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕 近時、オフイス・オートメーシヨン化の発展に
伴つて各種の交換機ネツトワークが開発されてい
る。しかしてこの種の交換機ネツトワークにあつ
ては、データをパケツト化して送信し、該パケツ
トの受信確認の応答を検出してそのデータ通信を
完了している。ところが、上記応答が得られない
場合には、通信相手局がビジー状態である為に該
パケツトを受信することができなかつたのか、或
いは電源オフ等の理由によつてネツトワークに参
加していない為に上記パケツトを受信しないのか
を判別することができず、この為通信元の局で
は、同じパケツトを何度も繰返して再送信してい
る。そして、或る所定回数のパケツト送信によつ
ても受信確認の応答が得られないとき、これを相
手先局の異常であると看做して、パケツト送信を
停止している。

またこのような異常検出方式にあつては、偶然
その局にパケツトを送信した局しか異常を検出す
ることができないので、従来特殊なモニタ局を設
け、このモニタ局にて一定期間毎にネツトワーク
の各局に対して異常検出を行うことがなされてい
る。然し作ら、このような特殊なモニタ局を設け
ることは不経済であり、モニタ局が異常を検出す
る迄、その異常に対処することができないと云う
不具合があつた。この為、前述したパケツトの再
送信を繰返すことが多くあり、ネツトワーク効率
の低下、およびネツトワークの無駄な占有を招い
ていた。

〔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、ネツトワークを
構成する各局の異常が不参加等を上記各局がそれ
ぞれ知ることができ、これによつてパケツト通信
手順の簡素化や迅速なシステム保全を図り得る計
算機ネツトワークを提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は親局が発生するフレームヘツダに従つ
て、複数の子局が順にパケツトを送信するに際
し、各子局は送信データや無いときにはダミーパ
ケツトを送信し、且つ親局は所定のタイムアウト
期間内にパケツトが送信されないときには、その
子局がネツトワークに参加していないとして代理
パケツトを送信するようにしたものであり、この
際各局においては、通信パケツトのヘツダの種別
を判定して、その局がネツトワークに参加してい
るか否かをそれぞれ判定するようにしたものであ
る。

〔発明の効果〕

かくして本発明によれば、ネツトワークに参加
している局は、伝送路上の通信パケツトのヘツダ
から、そのパケツトが通常のデータパケツトか、
フレームヘツダパケツトか、ダミーパケツトか、
或いは代理パケツトであるかを判定し、代理パケ
ツトである場合にはそのスロツトの局がネツトワ
ーク不参加であると判定することができる。従つ
てこの不参加局への送信データを有する場合に
は、そのパケツト送信を速やかに中止してパケツ
ト通信手順の簡素化を図ることができる。また各
局が、それぞれ不参加局を検出できるので、不参
加理由を解消するべく回復作業を迅速に行つて、
システム保全を容易ならしめる等の実用上絶大な
る効果が奏せられる。

〔発明の実施例〕

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ネツトワークは、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１₁，１₂〜１_oをバス２に接続
してバス形とし、また伝送路を光フアイバを用い
て構成する場合には、第２図に示すように複数の
局１₁，１₂〜１_oをスターカツプラ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、或る１つ
の局が親局となつた場合には、残りの局はそれぞ
れ子局となるように、該親局と子局の機能を併せ
持つた構成を有する。

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

実時間性とは、送信パケツトを有する局が、或
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、例えばプロセス制御分
野等にあつて、定期的に複数の制御点におけるデ
ータを収集する機能を実現するとき等において、
非須の性能である。ちなみに従来にあつては、ト
ークン・パシング（Token、Passing）等の方式
が知られているが、本実施例では、インプリシツ
ト・トークン・パシング（Implicit Token
Passing）と名付けられる方式が採用される。

この方式は、Tokenを順に送り、このToken
を保持した局がパケツトの送信権を確保すると云
うような従来方式とは異なり、複数の局に予めパ
ケツト送信の順序を定めておき、前の局がパケツ
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パケツトの
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り、従来のトーク
ン・パシング方式で見られるように、トークンを
送る相とデータを送る相とにバスを交互に切換え
る必要がなくなるので、たとえ信号伝送の基本ク
ロツクが高くなつたとしても、伝送路の使用効率
が悪くなるようなことがなくなる。

またネツトワークの信頼性については、大略的
に伝送路を受動素子のみで構成すること、および
ネツトワークを構成する全ての局を同じ構造とし
て均質化することによつて達成している。即ち、
伝送路を同軸ケーブルや光フアイバのみを用い
て、第１図または第２図に示すようにバス形、ス
ター形の構成としている。そして、この伝送路に
はリピータ等と称される再生装置（能動素子）は
一切用いないようにしている。そして、ネツトワ
ークを構成する局に関しては、前述したように全
ての局が親局となり得る機能を備え、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ネツトワークの基
本的な概要である。

第３図は本ネツトワークにおけるフレーム構成
を示すものである。ネツトワークを構成する複数
の局のうち、選択的に定められた親局はフレーム
ヘツダ（FH）と称されるパケツトを送信し、こ
のフレームヘツ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、順に前局のパケツ
ト送信の完了を検出してパケツトを送信このパケ
ツトの種類は、後述するように上記フレームヘツ
ダを含めて４種類準備されている。１つのパケツ
トは、例えば第４図に示すように１バイトのヘツ
ダ部、１バイトのデイステイネーシヨン（通信
先）アドレス部、１バイトのソース（送信先：自
局）アドレス部、１バイトのデータタイプ部、そ
して０〜2042バイトのデータ部と、２バイトの
CRCコード部とによつて構成される。前記ヘツ
ダ部は、その値が「０」であるとき、そのパケツ
トが前記親局が発生するフレームヘツダ（FH）
であることを示している。またヘツダ部の値が
「１」であるときには代理パケツト、「２」である
ときにはデータパケツト、「３」であるときには
ダミーパケツトであることを示している。

代理パケツトは、前記子局が何らかの理由によ
つてパケツト送信を行わないとき、例えば故障、
保守、電源オフ等によつてネツトワークに不参加
状態にあるとき、この子局に代つて前記親局が代
りに発生するパケツトである。またデータパケツ
トは、子局が本来の形式に則つて送信データ部を
パケツト化して送信するものであり、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
ツトは、ネツ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
ケツ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バイトに設定されて、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、そのパケツトが優先
パケツトか、非優先パケツ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、通信パケツトの取込
みを制御する。尚、CRCコードは、通信パケツ
トのデータ誤り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、本ネツトワークにおける各局の親局
設定への試行手順と、パケツ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
ツ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、典型的な例として３種
類ある。その１つは、ネツトワークを構成する複
数の局が１つづつ電源を投入し、順にネツトワー
クに参加する場合、２つ目は複数の局が同時に電
源投入を行つてネツ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つてネツトワーク
から離脱し、残つた局の中から改めて親局を選ぶ
場合である。しかして、複数の局が順にネツトワ
ークに参加する場合、ネツトワークに参加した局
はそれぞれ伝送路上のキヤリアを検出する。尚、
このキヤリア検出は、第３図に示すスロツト間隔
よりも十分に長い時間に亘つて行われる。このと
き、最初の局は、キヤリアが検出されないことか
らフレームヘツ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、最初に参加し
た局によるキヤリアを検出するので、順に局子と
なる。前記最初にネツトワークに参加した局は、
フレームヘツダの送信後、そのスロツト期間内に
おける上記フレームヘツダの戻りを検出して、伝
送路が正常であることを確認したのち、フレーム
ヘツ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
ツト期間における自己パケツトの戻りチエツク
は、前述したように伝送路が受動素子で構成さ
れ、送信パケツ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、バス２
まで、あるいはスターカツプラ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ツトの戻りがなくなる。
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ツトワークに参加した場合、
これらの各局は伝送路にキヤリアが存在しないこ
とから、それぞれフレームヘツダを送信すること
になる。従つて、これらの各局からのフレームヘ
ツダは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ツダの衝突を検出する
もので、これによつて各局は、自局以外に親局設
定の試行を行つ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
所定のバツクオフ時間の経過の後、改めて前記キ
ヤリア検出からの手順を繰返す。上記バツクオフ
時間は、各局毎にそれぞれ定められた相互に異な
る時間からなり、例えば、各局に対して予め定め
られたパケツトの送信順位（スロツト番号：Ｎ）
に基づいて、 Ｎ×（一定時間） として設定されている。従つて、前記各局は、そ
のスロツト番号に対応したバツクオフ時間を経た
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ツ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、上記タイムスロツト番号の
若い局が親局となることになる。このようにし
て、１つの局が親局となり、この親局が発生する
フレームヘツダに従つて、複数の局が順に前局の
パケツト送信の完了を検出してパケツトの送信を
行うことになる。

また、上記の如くして設定された親局がネツト
ワークから離脱した場合、親局からのフレームヘ
ツダがなくなるので、各局はパケツトを送信しな
くなる。これによつて伝送路上のキヤリアが長時
間に亘つて無くなるので、子局となつていた各局
はそれぞれ親局の消滅を検知し、それぞれ前述し
た所定のバツ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
にあつても、最もスロツ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ツト番号の若い局が
親局となり、他の局は再び子局となる。

このようにして本ネツトワークにあつては、ネ
ツトワークを構成する複数の局のうちのいずれか
が、そのネツトワークの状況に応じて親局とな
る。そして、この親局の設定と同時にフレームヘ
ツダを送信してネツトワーク全体を管理すること
になる。しかも、前述したように、伝送路上にキ
ヤリアが存在しなくなつた場合、各局が速やかに
親局設定の試行をそれぞれ行つて親局を定めるの
で、親局の消滅期間を十分に短く抑えることがで
きる。

ちなみに従来にあつては、１フレーム中に１個
所しかないフレームヘツ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フレーム時間以上の経過がなければその判
定ができなかつた。然し乍ら、本ネツトワークに
よれば、後述するように最大タイムスロツト間隔
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パケツト送信が行われる。
親局がフレームヘツダを送信すると、ネツトワー
クを構成する各局は、その通信パケツトのヘツダ
部をチエツクしており、フレームヘツダであるこ
とを判別する。このフレームヘツダを検出してス
ロツトカウンタを初期化し、該カウンタをパケツ
ト送信によるキヤリアを検出する都度インクリメ
ントする。この場合、通信パケツトのキヤリアで
スロツトをカウントするので、仮りに上記パケツ
トにノイズが混入してエラーパケツトとなつたと
しても、スロツトのカウント動作は正常に行われ
る。そして、このスロツトカウント値に基づいて
自局のスロツトを判定し、前局のパケツト送信の
完了（キヤリアの一時消失）を検出してパケツト
の送信を行う。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図に示す如きパケツトを組立て
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ツトを組立てて送
信している。尚、親局は、１つの局としてデータ
をパケツト化して、その定められたスロツトに送
信すると共に、前記スロツトカウンタが所定値に
達したとき、フレームヘツダパケツトを構成し
て、これを送信している。

尚、上記の如くして各局がパケツトを送信する
都度、これらの各局は、自己パケツトがそのスロ
ツト期間内に自己に戻つ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、自己パケツトの戻りが
ない場合には、伝送路の断線等の事故が発生して
いると判定している。

ところで、ネツトワークを構成する全ての局が
該ネツトワークに参加している場合、上述したよ
うに親局が発生するフレームヘツダに従つて上記
各局が順にパケツトを送信するが、電源オフ等に
よつてネツトワークに不参加の局が存在する場
合、スロツトの順番がその局になつても、該局か
らパケツトが送信されることはない。このような
場合、該局に続く局がキヤリア検出によるスロツ
トカウンタのインクリメントを行えないことか
ら、パケツト通信が中断する虞れがある。そこで
このような場合には、前記親局は、キヤリアが一
時的に消失するフレーム間隔（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、そのスロツトの局がネツトワークに不参加
である看做して、上記局に代つて代理パケツトを
送出している。このアイドル期間検出の時間は、
ネツ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
によつて親局が代理パケツトを送信したのちに、
伝播遅延の最も長い局からのパケツトが親局に到
達してパケツ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を行い、親
局から代理パケツトを送信する場合に、前述した
ダミーパケツトがシステムに対して有効な役割り
を果す。即ち、ダミーパケツトを用いない場合に
は、データパケツ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つて代理パケ
ツトを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ツトワークの最大伝播遅
延時間以上に亘つて行われる。この為、パケツト
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。このことはネツ
トワーク効率の低下を意味する。

この点、前述したダミーパケツトを用いれば、
送信データが無い場合であつてもパケツト間隔が
通常と変りなく、従つて局がネツトワークに不参
加の場合にだけ前記アイドル期間検出を行つて代
理パケツトを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、これによるネツトワ
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ツト
は、各局においてそれぞれチエツクされている。
このチエツクは、前記パケツトのデイステイネー
シヨンアドレスの識別による、通信パケツトが自
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。そして、通信パケ
ツ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パケツトの受信取込みが行
われる。また同時に各局は、通信パケツトが代理
パケツトであるか否かを識別しており、該通信パ
ケツトが代理パケツトである場合には、そのとき
のスロツトカウンタの値から、そのスロツトに対
応した局のネツトワーク不参加を検出している。
この代理パケツトの判定は、前述したヘツダ部の
情報に従つて行われることは云うまでもない。そ
して、ネツ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、そのデータパケツト通信
を中止する等の制御情報として用いられる。従つ
て、ネツトワーク不参加の局へ、パケツト通信不
成立の情報に従つて何度も同じデータを再送する
ことがなくなり、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、本ネツトワークによれ
ば、ネツ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ツダに従つ
て各局が順にデータパケツト、或いはダミーパケ
ツトを送信し、且つ子局がネツトワーク不参加の
場合は親局が代理パケツトを送信する。そして、
これらのパケツト送信時には、各局がそれぞれそ
のスロツト期間内における自己パケツトの戻りを
検出して、伝送路の異常をそれぞれ分散して管理
し、また代理パケツトの検出を行つて送信手順の
簡略化を図つている。更には、このようにして順
に送信されるパケツトのパケツト間隔の異常から
親局の不在を速やかに検出した親局設定を遅帯な
く行うようにしている。

これ故、本ネツトワークによれば、効率の良い
システム運用を図り、そのネツトワーク効率の向
上を図ることが可能となる。また各局がそれぞれ
自己パケツトの戻りを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
ばキヤ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
ツ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つて、その回復措置を
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、自パケツト
のチエツクについては、ソースアドレスのチエツ
クや、CRCコードに基づく誤り検出等によつて
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、スロツト数を一定とするも
のではなく、ネツトワークを構成する複数の局に
スロツト番号を割当て、これらのスロツト番号に
従つて各局が動作するものであるので、任意の局
数からなるネツ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。例えばネツトワークを構成する局の数や、
パケツ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ツト送信手順も、第５図に
示す例に限定されるものではない。その他、本発
明はその要旨を逸脱しない範囲で種種変形して実
施することができる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例を示すもので、第１図お
よび第２図はそれぞれネツ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
図はパケツトの構成を示す図、第５図は親局設定
の試行手順とパケツト送信の手順を示す図であ
る。 １₁，１₂〜１_o……局、２……バス、３……ス
ターカツプラ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ バス形またはスター形のネツトワークを構成
   する親局および複数の子局からなり、上記親局が
   発生するフレームヘツダに従つて上記ネツトワー
   クに参加した各局は予め定められた順序で順にデ
   ータパケツトまたはダミーパケツトを送信すると
   共に、ネツトワークに不参加の子局に対しては前
   記親局がタイムアウトを検出して代理パケツトを
   送信してなる計算機ネツトワークにおいて、前記
   各局は送信パケツトのヘツダをチエツクし、該送
   信パケツトが前記代理パケツトであるときにはそ
   のタイムスロツトの局をネツトワークに不参加で
   あると判定して少なくともパケツトの送信手順を
   制御してなることを特徴とする計算機ネツトワー
   ク。