JPH05252178A - トークンリングデータ伝送システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 トークンリングシステムにおいて、各ステー
ション間のスループットの平準化を、各パケットの優先
度を考慮しつつ達成する。 【構成】 送信データキュー内のＸ番目のフレームのデ
ータ長をＭ（Ｘ）とし、実際のポーリング周期Ｔから各
ステーション毎の平均送信データ長Ｎを算出する。そし
て、自局のパケットの優先度の平均値Ｊ（Ｘ）のネット
ワーク内の全パケットの優先度Ｋに対する比Ｊ（Ｘ）／
Ｋを求め、それをＮに乗じた値以内に納まる最大パケッ
ト数を判断する。次のトークン受信時に、送信データキ
ューの先頭からその最大パケット数までのパケットを連
続送出することで、各ステーション間のスループットの
平準化が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明はトークンリングデータ伝送システ
ムに関し、特に複数のステーション間で順番に送信権を
示すトークンを受渡すことによりステーション間で任意
長のデータをフレーム構成のパケットデータとして伝送
するトークンリングデータ伝送システムに関するもので
ある。

【０００２】

【従来技術】従来のこの種のトークンリング式のデータ
伝送システムでは、トークン受信時における送信フレー
ム数を、ネットワーク全体のシステムスループットに応
じてダイナミックに変更して各ステーション間のスルー
プットを平準化する場合、データパケット単位の優先度
を条件に入れることができないという欠点がある。

【０００３】尚、ここにスループットとは、各ステーシ
ョンが任意の長さのデータを相互に送信するとき、単位
時間当り１ステーションが送信できるデータ量をいう。

【０００４】従って、従来ではこのステーション毎のス
ループットのばらつきを平準化する際に、データパケッ
ト単位の優先度を考慮して平準化することができないと
いう欠点がある。

【０００５】

【発明の目的】本発明の目的は、各ステーション間のス
ループットの平準化を、データパケット単位の優先度を
考慮して行うことが可能なトークンリングデータ伝送シ
ステムを提供することである。

【０００６】

【発明の構成】本発明によれば、複数のステーション間
で順番に送信権を示すトークンを受渡すことによりステ
ーション間で任意長のデータをフレーム構成のパケット
データとして伝送するトークンリングデータ伝送システ
ムであって、送信待ち状態のフレームのデータ長を算出
する手段と、前記トークンが巡回してくる周期を観測し
てトークン巡回時間を算出する手段と、現在自局が送信
しようとしているデータのネットワーク全体に対する優
先度を判定する手段と、前記トークン巡回時間，伝送速
度，ステーション数とから現在のどれだけの長さのデー
タを各ステーションが平均して送信しているかを判定す
る手段と、これ等判定結果である平均データ長及び優先
度とに応じて、次のトークン受信に応答して送信可能な
フレーム数を判定する手段とを、各ステーションに夫々
設けたことを特徴とするトークンリングデータ伝送シス
テムが得られる。

【０００７】

【実施例】以下に本発明の実施例につき図面を参照しつ
つ説明する。

【０００８】先ず図２を参照すると、本発明が適用され
るシステムの概略図構成が示される。複数のステーショ
ン１１〜１４は伝送路１５を介して相互にデータを送受
信する機能を有している。特に図示しないが、ネットワ
ーク内で１つのノード（ステーション）がモニタステー
ションと呼ばれ、ネットワーク全体の管理を行うものと
する。

【０００９】図３は各ステーション内のブロック図であ
る。受信制御を行う受信制御部１６と、送信制御を行う
送信制御部１７と、受信データを蓄積する受信データキ
ュー１８と、送信データを蓄積する送信データキュー１
９と、これ等各部を制御するＣＰＵ２０とを含む構成と
なっている。

【００１０】伝送路１５へ送出すべき送信データは送信
データキュー１９内に順次蓄積され、伝送路１５からト
ークンフレームが受信される度にキュー１９の先頭デー
タがフレーム化されて送信制御回路７から伝送路１５へ
送出される。

【００１１】伝送路１５上に送出されたフレームは宛先
ステーションで受信制御回路６によりステーション内に
取込まれて受信データキュー１８に蓄積される。

【００１２】各ステーションが任意長のデータを相互に
送信するとき、単位時間当り１つのステーションが送信
できるデータ量をステーション毎のスループットと定義
し、このスループットのステーション間でのばらつきを
平準化する。

【００１３】各ステーションはトークンを受信すること
により、データをフレーム化して伝送路に送出する権利
を有することになる。いま、ネットワーク内のステーシ
ョン数、伝送速度は、システムが決定されれば既知（定
数）となる。そして、いまこのネットワークのトラヒッ
クについて考える。

【００１４】トークンリングシステムの特性上、ネット
ワーク内のトラヒックが減少すればトークン巡回時間は
短くなり、逆にトラヒックが増大すればトークン巡回時
間は長くなる。この実際のトークン巡回時間Ｔは各ステ
ーションにおいてタイマ等により測定することにより算
出可能である。

【００１５】この値Ｔをネットワークの伝送速度（定
数）から決まるビットレートで割り、そこからプロトコ
ルオーバヘッドに相当する時間αを差引いたものをネッ
トワーク内のステーション数で割った値を算出し、それ
をＮとすると、 Ｎ＝｛Ｔ÷（伝送速度）−α｝÷（ステーション数） …（１） なる式が得られる。

【００１６】この（１）式で示されるＮは、現在ネット
ワーク内でどれだけの長さのデータを各ステーションが
平均して送信しているかを示すトラヒック量と等価な値
であり、データ長さと同一ディメンジョンで表した数と
なっている。

【００１７】このＮの値は（１）式で算出することで容
易に求められるが、トークン巡回時間Ｔが変わる度に
（１）式の演算を行う代わりに、実際にはこの平均デー
タ長Ｎとトークン巡回時間Ｔとの対応表を、ステーショ
ン数及び伝送速度をパラメータとして与えておけば、実
際の運用時のＴにおけるＮが瞬時に決定可能となる。

【００１８】尚、このＮの値は数回の平均をとってその
値で更新するようにすれば、安定した値Ｎが得られる。
そして、以後、Ｎの値が定まってから次にＮが更新され
るまで、そのステーションはそのＮの値を用いるものと
する。

【００１９】各ステーション間のスループットの平準化
を図るために必要な情報としては、上述の説明で求めら
れたＮの値の他に、送信データパケットの優先度情報が
必要となる。

【００２０】全パケットは夫々ある整数値で表わされる
優先度を有しており、この優先度の定義についてはネッ
トワーク内で統一されているものとする。例えば、優先
度の数値が大きい方が優先度が高いことを示すとか、優
先度を示す整数の最大値はいくつであるというようなこ
とは、システムパラメータとして全ステーションが知っ
ているものとする。

【００２１】また、あるパケットが生成されたとき、そ
のパケットに対してどういう優先度を付与するかという
ことは、平均値からの偏差をどの程度にすれば良いか
を、そのデータの重要度を判断してユーザが決定すれば
よく、特に限定されないし、言及しない。

【００２２】ここで、現在ネットワーク上に流れている
パケットの優先度の平均値は、実際には優先度の最大値
と最小値との中間値になるとは限らない。例えば、緊急
データが多数流れていれば、一時的にネットワーク全体
の優先度の平均値は高くなる。従って、その平均値に対
して自局のパケットの優先度がどの程度の位置にあるか
を判断する必要がある。

【００２３】そこで、図４に示す如くフレーム内に優先
度情報用のフィールドＭＰとＡＰとを付加する。ＭＰフ
ィールドは、全ステーションが有するパケットの優先度
の平均値を知るために、全ステーションが伝送路から受
信した値と自局の有する値との平均値をとりそれをモニ
タステーションが収集するためのフィールドである。

【００２４】更に詳述すれば、モニタステーションから
始めてループを一巡する間に各ステーションが自局のデ
ータの優先度の平均値（送信データキューの先頭からあ
る数Ｘのパケットまでの優先度の平均値：Ｊ（Ｘ））
と、伝送路から受信したＭＰとの平均値をとった値を計
算し、再びモニタステーションで受信したとき、ネット
ワーク全体の現在の優先度の平均推定値を得るためのフ
ィールドである。

【００２５】ＡＰフィールドはＭＰフィールドを用いて
収集した優先度の平均値をモニタステーションから他の
全ステーションに回覧するためのフィールドである。こ
れにより各ステーションが獲得するネットワーク全体の
現在の優先度の平均値（推定値）をＫと表わすことにす
る。

【００２６】尚、ＳＤはフレーム先頭を示すフラグ、Ｐ
Ｆはトークン状態かデータを運んでいる状態かを示すト
ークンフラグ、ＤＡは宛先ステーションを特定するため
のアドレス、ＳＡは送信元ステーションを特定するため
のアドレス、ＦＣＳはフレーム全体のデータの妥当性を
検査するためのフレーム検査シーケンス、ＤＡＴＡはこ
のフレームが伝達すべきパケットデータを挿入するフィ
ールドである。

【００２７】以上の様にして得られた各ステーション毎
の送信平均データ長Ｎと全ネットワークの現優先度の平
均値Ｋとから、ＣＰＵ２０は図１に示す処理手順に従っ
てパケットデータの送信制御を行うことで、スループッ
トの平準化を図ることができる。

【００２８】ステップ１で送信すべきデータが送信キュ
ーに蓄積されると、ステップ２でその送信データ長Ｍを
算出（検出）する。同時に、ステップ３でトークン巡回
時間Ｔを算出するが、このＴはタイマを用いて随時測定
することにより算出される。

【００２９】ステップ４では、この算出されたトークン
巡回時間Ｔにより平均データ長Ｎを決定するが、このＮ
の決定は平均データ長テーブル５を参照することで瞬時
に行われる。すなわち、前述した如く、ステーション数
と伝送速度とをパラメータとして、予めトークン巡回時
間Ｔに夫々対応して得られる平均データ長Ｎを（１）式
に従って算出し、対応表５を得ておき、各ステーション
のＣＰＵのメモリに与えておくことでＮが決定されるの
である。

【００３０】ステップ６では、現在自局が送信しようと
するデータのネットワーク全体に対する優先度（ネット
ワーク全体の優先度の平均値Ｋに対する自局が送信しよ
うとするデータの優先度Ｊ（Ｘ）の比）＝Ｊ（Ｘ）／Ｋ
を算出する。尚、Ｊ（Ｘ）は、先述した如く、自局送信
データキューの先頭パケットからＸ番目パケットまでの
優先度の平均値を示す。

【００３１】そして、自局の送信データキューの先頭か
らＸ番目（Ｘは自然数）のパケットの長さをＭ（Ｘ）と
して、トークンを待っている間に Ｍ（１）〜Ｍ（Ｘ）の総和＞Ｎ×Ｊ（Ｘ）／Ｋ …（２） を満足する最小のＸの値を求めるのである。これを満足
するＸの値から１を引いた値が、現在の１回のトークン
で自局が連続して送信できるパケットの最大数を示すこ
とになる。

【００３２】そこで、ステップ７において、Ｘ＝１，Ｚ
＝０と初期設定がなされる。ここに、Ｚは送信データキ
ュー先頭からＸ番目までの各パケットのデータ長Ｍ
（Ｘ）の積算値である。次のステップ８で、Ｘ＝１，Ｘ
＝０のとき（２）式を満足するかどうかが判定され、満
足されなければ、更にステップ９でＸを１インクリメン
トして、再びステップ８の判定が行われる。

【００３３】これ等ステップ８，９及び１０により、Ｎ
×Ｊ（Ｘ）／Ｋを越えないＸの最大値が見出されるもの
であるが、便宜的にＮ×Ｊ（Ｘ）／Ｋを一旦越えるＸを
見つけ、そこから１を引くことにより（ステップ１
０）、次にトークンを受信したときに連続送出できる最
大パケット数（Ｘ−１）を求めているのである。

【００３４】実際の運用に際しては、更に精度を高める
ために、（２）式において他の何等かのパラメータを加
味することができるが、その場合にも、ネットワーク全
体のトラヒック（Ｎに相当）と、現在の自局の有するパ
ケットの優先度とが、ネットワーク全体に対しどういう
位置にあるかということから定量的に送信可能パケット
数が算出できる場合は、本発明の技術的範囲に含まれ
る。

【００３５】

【発明の効果】叙上の如く、本発明によれば、現在のト
ラヒック（送信データ平均長Ｎ）と、現在自局が送信し
ようとするデータのネットワーク全体に対する優先度と
に応じて送信可能フレーム数を判断しているので、パケ
ットの優先度を条件に入れた各ステーション間のスルー
プットの平準化が図れるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の処理手順を示すフローチャー
トである。

【図２】本発明が適用されるトークンリングデータ伝送
システムのシステムブロック図である。

【図３】各ステーションの構成を示すブロック図であ
る。

【図４】各ステーション間で授受されるフレームフォー
マット図である。

【符号の説明】

１１〜１４ ステーション １５ 伝送路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のステーション間で順番に送信権を
   示すトークンを受渡すことによりステーション間で任意
   長のデータをフレーム構成のパケットデータとして伝送
   するトークンリングデータ伝送システムであって、送信
   待ち状態のフレームのデータ長を算出する手段と、前記
   トークンが巡回してくる周期を観測してトークン巡回時
   間を算出する手段と、現在自局が送信しようとしている
   データのネットワーク全体に対する優先度を判定する手
   段と、前記トークン巡回時間，伝送速度，ステーション
   数とから現在のどれだけの長さのデータを各ステーショ
   ンが平均して送信しているかを判定する手段と、これ等
   判定結果である平均データ長及び優先度とに応じて、次
   のトークン受信に応答して送信可能なフレーム数を判定
   する手段とを、各ステーションに夫々設けたことを特徴
   とするトークンリングデータ伝送システム。