JPH02127836A - 優先処理方式 - 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〕 構内に設置された複数のＬＡＮを相互接続するためのプ
ロトコル変換装置において、プロトコル変換処理を行う
際の優先処理方式に関し、高優先度のフレームが低優先
度のフレームよりも小さい遅延時間でＭＡＣブリッジを
転送可能にし、且つ、プライオリティ情報の存在しない
フレームのデータに対しても優先度に応じた処理を可能
にすることを目的とし、 各々が複数のノードを収容する複数のＬＡＮを相互接続
するためのプロトコル変換装置において、ＬＡＮに収容
されるノードの各々に関する優先度情報を予め蓄積する
優先度情報蓄積手段と、発信元のＬＡＮからの受信デー
タのフレーム内の発信元アドレスに対応する優先度情報
を優先度情報蓄積手段から検索し、検索した優先度の高
いフレームのデータから順番に宛先のＬＡＮに収容され
るノードにデータを送信する送信手段とを備えるように
構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、構内に設置された複数のＬＡＮ　（ローカル
・エリア・ネットワーク）を相互接続するだめのプロト
コル変換装置において、プロトコル変換処理を行う際の
優先処理方式に関する。

近年、構内における情報と通信との連携に対する要求が
高まってきており、それに伴いＬＡＮが普及し始めてき
た。現在、ＩＥＥ！Ｅ、　ＡＮＳＩ、　ＩＳＯ等におい
て、ＬＡＮの標準化活動が進められており、既にいくつ
かの標準が制定されている。

従来は、一つのＬＡＮで、ホスト、端末等の全ての情報
機器を収容することが可能であった。しかし、情報処理
量の増加に伴う情報機器の増大、利用範囲の広域化によ
って、これらの情報機器の全てを一つのＬＡＮに収容す
ることが困難になってきている。さらに、利用形態、処
理内容が異なるものを一つのＬＡＮで実現することは、
機能、性能の観点から見ても適当であるとは言えない。

従って、構内には種々のＬＡＮが数多く設置されるよう
になってきた。

このような背景から°、一つのＬＡＮに属するノードか
ら、別のＬＡＮに属するノードへ通信したいという要求
が生じてきた。このような、ＬＡＮを相互接続するため
のプロトコル変換処理機能を有する装置をプロトコル変
換装置という。プロトコル変換装置には、変換するプロ
トコルレイヤの違いにより、 レイヤ１だけを変換するレピータ、 ＭＡＣレイヤ以下を変換するＭＡＣブリッジ、レイヤ３
以下を変換するルータ、 レイヤ７以下を変換するゲートウェイ、などがある。

本発明では、ＭＡＣレイヤの変換機能を有するＭＡＣブ
リッジ、ルータ、ゲートウェイ等を対象としている。

第５図はＭＡＣブリッジの位置づけの説明図である。同
図において、ＭＡＣブリッジ５００は、アクセス方式が
異なる複数のＬ　Ａ　Ｎ５１１．５１２．５１３．・・
・を相互に接続するものである。Ｌ　Ａ　Ｎ　５１１．
５１２．５１３、・・・とじては、Ｃ３ＭＡ　／ＣＤＣ
Ｄ方式上−クン・バス方式、トークン・リング方式等の
アクセス方式を採用しているものが知られている。５２
１〜５２３　は、各ＬＡＮに接続されたホスト、端末等
の情報機器（ノードともいう）である。

現在、このＭＡＣブリッジに関する標準化がＩＥＥＥ８
０２．１委員会で検討されている。しかし、まだ標準を
制定するまでには至っておらず、ドラフト案の見直しが
行われているという現状である。

ところで、ＬＡＮに接続される種々のノードの中には、
例えば監視装置のように優先的に処理されるべきものが
ある。従って、このような装置からのデータをＭＡＣブ
リッジで優先的に処理する必要がある。

〔従来の技術〕

第６図に従来のＭＡＣブリッジ構成例を示す。

同図において、６０．６１はそれぞれＭＡＣブリッジに
接続されたＬ　Ａ　Ｎ　（ＬＡＮ−１，ＬＡＮ−２）で
ある。６２゜６３はそれぞれＬＡＮ−１受信部、ＬＡＮ
−２受信部であり、ＬＡＮからのデータをフレーム毎に
受信し、エラー・チエツクを行い、受信フレーム・フォ
ーマットからＭＡＣブリッジ内部フォーマットへのフォ
ーマット変換を行い、受信バッファ（６８）へ転送する
。６４．６５はそれぞれＬＡＮ−１送信部、ＬＡＮ−２
送信部であり、ＭＡＣブリッジ内部フォーマットから受
信フレーム・フォーマットへのフォーマット変換を行い
、フレーム毎にデータを送信する。６６はフレーム転送
部であって送信部の各々に対応した送信待ちバッファ、
メモ’Ｊ　（６９）を有しており、受信したフレーム毎
のデータを適当な送信待ちバッファ・メモリへ転送する
。６７はフィルタリング・データベースであり、個々の
ノードに関するアドレス情報、収容するＬＡＮ情報、フ
レーム転送方法に関する情報を蓄積している。

従来のＭＡＣブリッジでは、受信部及び送信部６２〜６
５内に転送待ちバッファ・メモリ（６８〜６９）を持っ
ているが、これはＦＩＦＯ（Ｆｉｒｓｔ　Ｉｎ　Ｆｉｒ
ｓｔＯｕｔ）バッファで構成されており、したがって、
フレーム毎のデータを到着順にしか送信できなかった。

また、フィルタリング・データベース６７には優先度に
関するデータがないために、たとえ各ノードに優先度を
付加したとしても、ＭＡＣブリッジでその優先度を認識
することが不可能であり、受信したフレームを優先度の
高い順に処理することは不可能である。

各ノードに優先度を付加した場合に、ＬＡＮ内で転送さ
れるフレーム・フォーマットの一例を第７図に示す。同
図において、７１はプライオリティ情報であり、送信し
たフレームの優先順位を示す。

７２は宛先アドレスであり、このフレームが転送される
べき宛先ノードのアドレスが書かれている。

７３は送信元アドレスであり、このフレームを生成した
ノードのアドレスが書かれている。このように、フレー
ム・フォーマットにプライオリティ情報がたとえ含まれ
ていても、前述の如〈従来はＭＡＣブリッジでその優先
度を認識することは不可能であった。

なお、Ｃ３ＭＡ／ＣＤ方式のＬＡＮで転送されるフレー
ムには、上記の如きプライオリティ情報はふくまれてお
らず、この場合は勿論ＭＡＣブリッジにて優先度の認識
は不可能である。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術では、従って、あるノードが緊急を要する
データを送信したとしても、ＭＡＣブリッジがそれ以前
に他のノードから大量のデータを既に受信していたなら
ば、当該緊急データの送出までのＭＡＣブリッジ内の遅
延時間が大きくなってしまい、その結果、その緊急デー
タが目的ノードに到着するまでに非常に長い時間が必要
となってしまう。

特に、Ｃ３ＭＡ　／ＣＤ方式のＬＡＮでは、伝送フォー
マットの中にプライオリティ情報がないので、処理に優
先度を付加することができないという問題が生じていた
。

本発明の目的は、高優先度のフレームが低優先度のフレ
ームよりも小さい遅延時間でＭＡＣブリッジを転送可能
にし、且つ、プライオリティ情報の存在しないフレーム
のデータに対しても優先度に応じた処理を可能にするこ
とにある。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は、本発明による優先処理方式の原理ブロック図
である。同図において、１−１．１−２．・・・、１−
Ｎは各々が複数の７−ドを収容する複数のＬＡＮ。

１１はこの複数のＬＡＮを相互接続するためのプロトコ
ル変換装置、１２はＬＡＮに収容されるノードの各々に
関する優先度情報を予め蓄積する優先度情報蓄積手段、
１３は発信元のＬＡＮからの受信データのフレーム内の
発信元アドレスに対応する優先度情報を優先度情報蓄積
手段１２から検索し、検索した優先度の高いフレームの
データから順番に宛先のＬ　Ａ　Ｎに収容されるノード
にデータを送信する送信手段である。

〔作用〕

Ｌ　Ａ　Ｎ１−１．１−２．・・・、１−Ｎのいずれか
のなかのいずれかのノードからのデータのフレームに含
まれる発信元アドレスを読み出しアドレスとして、優先
度情報蓄積手段１２から対応する優先度情報を読み出し
、送信手段１３に送る。送信手段１３は、優先度情報蓄
積手段１２からの優先度情報を所定数のフレーム分だけ
バッファリングし、優先度の高いフレームのデータから
順番に宛先のノードに送信する。

これにより、緊急データを優先的に処理することが可能
となる。

〔実施例〕

第２図は本発明の一実施例による優先処理方式を説明す
るブロック図である。同図において、１００はＭＡＣブ
リッジである。１１１．１１２はそれぞれＭＡＣブリッ
ジに接続されたＬ　Ａ　Ｎである。

１２１、１２２はそれぞれＬ　、：ｌ、’ｉ−１受信部
、ＬＡＮ−２受信部であり、Ｌ　Ａ　Ｎからフレームを
受信し、エラー・チェックヲ行い、受信フレーム・フォ
ーマットからＭＡＣブリッジ内部フォーマットへのフォ
ーマット変換を行う。１３１．１３２はそれぞれＬＡＮ
−１送信部、ＬＡＮ−２送信部であり、ＭＡＣブリッジ
内部フォーマットかう受信フレーム・フォーマットへの
フォーマット変換を行い、フレームを送信する。１４１
．１４４は、転送待ちバッファ・メモリであり、それぞ
れがｍ段階の優先度に応じてレベル０〜レベルｍまでの
ｍ＋１個のバッファ・メモリで構成されている。１５０
はフレーム転送部であり、プライオリティ・データベー
ス１７０の内容に基づいて優先処理を実施し、受信した
フレームを適当な優先レベルの送信待ちバッファ・メモ
リへ転送する。１６０はフィルタリング・データベース
であり、個々のノードに関するアドレス情報、収容する
ＬＡＮ情報、フレーム転送方法に関する情報を蓄積して
いる。１７０はプライオリティ・データベースであり、
フィルタリング・データベースと連携し、個々のノード
に関する優先度情報を蓄積している。

本発明の実施例では、Ｌ　Ａ　Ｎ１１１．１１２の各々
に接続された個々のノード（情報機器）にも優先度４Ｆ
２定しておく。これらの情報は、ＭＡＣブリッジ１００
内のプライオリティ・データベース１７０に記憶されて
いる。

Ｃ５ＭＡ　／ＣＤ方式のＬへＮのような、プライオリテ
ィ情報が含まれていないフレーム・フォーマットを有す
るＬ　Ａ　Ｎに接続された場合、ＬＡＮ受信部１２１、
１２２は、受信データのフレーム毎にその発信元アドレ
スを検出する。そして、そのＬＡＮ受信部は、検出した
発信元アドレスを読み出しアドレスとして、優先度情報
をプライオリティ・データベース１７０から検索する。

この検索の結果得られた優先度情報を、受信したデータ
のフレームに追加する。従って、フレーム転送部１５０
はフレームに追加された優先度情報に基づいて、優先度
の高いフレームから順にフレームを転送できるようにな
り、高優先度のフレームの転送待ち時間を短縮すること
が可能となる。

一方、受信フレームにプライオリティ・フィールドが含
まれている場合には、ＬＡＮ受信部１２１又は１２２は
それに対応する転送待ちバッファメモ１月４１〜１４４
の該当する優先度レベルのバッファ・メモリに受信フレ
ームを送出し、そのバッファ・メモリにて待機させる。

さらに、フレーム転送部１５０は、データのフレームを
送出する毎に、送出したフレームの発信元アドレスに対
応してプライオリティ・データベース１７０内の優先度
情報を送出したフレームの優先度のレベルに更新する。

フレーム転送部１５０は、優先度のレベルの高い転送待
ちバッファ・メモリから順にフレームを取す出シ、フレ
ームの宛先アドレス・フィールドをみて、それに対応す
るフィルタリング・データベースを検索し、その結果得
たフィルタリング方法に基づいて、宛先となるＬ　Ａ　
Ｎの該当優先度レベルの転送待ちバッファ・メモリへ転
送する。

ＬＡＮ送信部１’！１，１３２は、ＬＡＮへのアクセス
権を得た時に、優先度レベルの高い転送待ちバッファ・
メモリから順にフレームを取り出し、送信する。

第３図は本発明の実施例におけるフレーム転送部１５０
の構成を示すブロック図である。同図において、１５１
．１５２はマルチレベルのバッファ・メモリ１４１〜１
４４と内部バス１５９との間のデータ転送を制御するた
めのインターフェースであり、ケート・スイッチ１５２
．１５５　とバッファ切り換えブロック１ｆｆ１１５３
．１５６　とを備えている。１５７はマイクロプロセッ
サＱ４Ｐ［Ｉ）であり、割り込み制御、データベースの
検索を行う。１５８はＲＡＭ等で構成されるメイン・メ
モリ（！、１Ｍ）であり、ファームウェアが乗っている
。１６０はフィルタリング・データベース、１６１制（
卸バスである。

第４図は本発明の実施例におけるフレーム転送部１５０
の動作を説明するフローチャートである。

第３図及び第４図において、インターフェース１５１か
らインターフェース１５４ヘフレームヲ転送する場合の
動作を説明する。第４図において、ステップ４０１〜４
０４で転送要求の割り込み動作を行い、ステップ４０５
〜４１３で優先度情報と宛先アドレス情報の転送動作を
行い、ステップ４１４〜４１７で送信元アドレス以下の
転送動作を行い、ステップ４１８〜４２１で処理終了通
知を行う。

以下、各ステップを説明する。ステップ４０１゜４０２
でインターフェース１５１内のバッファ切り換、ｊｉｌ
１５３は、マルチレベル・バッファ・メモリ１４１から
の転送要求の有無をチエツクし、転送要求有りと判定さ
れると、ステップ４０３で、転送要求のあるレベルでバ
ッファ切り換え部１５３は内部バス１５９を経由してＭ
ＰＵ１５７に対し割り込みを行う。

ステップ４０４でＭＰＵ１５７が割り込みの受付を拒否
すると、ステップ４０１　に戻る。ステップ４０４で割
り込みを受は付けると、ステップ４０５にて、マルチレ
ベル・バッファ・メモ１Ｊ１４１から読み取ったプライ
オリティ（優先度）レベル情報と宛先アドレス情報をゲ
ートスイッチ１５２及び内部バス１５９を経由して！、
１　ｈａ　１５７へ転送し、ステップ４０７でゲートス
イッチ１５２をクローズし、ステップ４０８でＭＰＵｌ
５７は！、４　Ｍ　１５　Ｂ内にある宛先アドレス情報
によりフィルタリング・データベース（１６０）のデー
タベースを検索する。次いてステップ４０９で検索結果
である宛先に対応するポート番号をフィルタリング・デ
ータベース（１６０）からＭＭ１５８ヘコピーし、ステ
ップ４１０でＭＰ［１１５７はそのポート番号に対応す
るバッファ切り換え部（本例では１５６）　　に対し、
制御バス１６１経由で受信指示を出し、ステップ４１１
でバッファ切り換え部１５６は該当するプライオリティ
・レベルのマルチレベル・バッファ・メモリ１４４へ受
信準備の指示を出し、次いでステップ４１２でゲートス
イッチ１５５をオープンにする。

そして、ステップ４１３でＭＭ１５８よりゲートスイッ
チ１５５へ、プライオリティ・レベル情報、宛先アドレ
ス情報を制御バス１５９経由で転送する。

次に、ステップ４１４でＭＰ［１１５７はバッファ切り
換え部１５３に対し送信出力指示をし、ステップ４１６
でゲートスイッチ１５２をオープンにし、ステップ４１
７でゲートスイッチ１５２からゲートスイッチ１５５へ
、送信元アドレス以下の情報を転送し、ステップ４１８
で送信側のゲートスイッチ１５２をクローズし、ステッ
プ４１９で受信側のゲートスイッチ１５５のクローズし
、ステップ４２０でバッファ切り換え部１５３がＭＰＵ
１５７に対し、送信終了を通知し、ステップ４２１でＭ
ＰＵ１５７がバッファ切り換え部１５６に対し受信終了
を通知する。

以上のステップ４０１〜４２１を繰り返すことにより、
優先度の高いフレームのデータから順番に宛先に転送さ
れる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、優先度の高いフ
レームを優先的に処理するため、緊急を要するフレーム
のＭＡＣブリッジ内の遅延時間を少なく抑えることが可
能となる効果を奏し、またＭＡＣブリッジ内に全ノード
に関するプライオリティ・データベースを有することに
より、フレーム・フォーマットにプライオリティ・フィ
ールドがないＬＡＮにも優先度を付加できるため、ＬＡ
Ｎのフレーム・フォーマットに依存しないという効果を
奏し、Ｌ　Ａ　Ｎの相互接続に対する性能改善、柔軟性
の向上に寄与するところが大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による優先処理方式の原理ブロック図、 第２図は本発明の実施例による倭先処理方式のブロック
図、 第３図は本発明の実施例によるフレーム転送部の構成を
示すブロック図、 第４図本発明の実施例におけるフレーム転送部の動作を
説明するフローチャート、 第５図は本発明の産業上の利用分野を説明するためのＭ
ＡＣブリッジの位置づけの説明図、第６図は従来のＭＡ
Ｃブリッジの構成例を示すブロック図、 第７図は従来のＬＡＮ内の伝送フォーマットの一例を示
す図である。 図において、 １−１．　ｌ−２，・・・１−　・・・ＬＡＮ、１１・
・・プロトコル変換装置、 １２・・・優先度情報蓄積手段、 １３・・・送信手段、 １００・・・ＭＡＣブリッジ、 １１１．１１２・・・Ｌ　Ａ　Ｎ １２１、１２２・・・ＬＡＮ受信部、 １３１、１３２・・・ＬＡＮ送信部、 １４１〜１４４転送待ちバッファ・メモリ、１５０・・
・フレーム転送部、 １６０・・・フィルタリング・データベース、１７０・
・・プライオリティ・データベースである。 ７コ］ 本発明１こよる優先処理方式の原理ブロック図本発明の 実施例によろフレ ム転送部の構成

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、各々が複数のノードを収容する複数のＬＡＮ（１−
   １、１−２、…、１−Ｎ）を相互接続するためのプロト
   コル変換装置（１１）において、 該ＬＡＮに収容されるノードの各々に関する優先度情報
   を予め蓄積する優先度情報蓄積手段（１２）と、 発信元のＬＡＮからの受信データのフレーム内の発信元
   アドレスに対応する優先度情報を該優先度情報蓄積手段
   （１２）から検索し、検索した優先度の高いフレームの
   データから順番に宛先のＬＡＮに収容されるノードにデ
   ータを送信する送信手段（１３）とを備えたことを特徴
   とする優先処理方式。