JPH06112963A - データ処理システム及び情報伝送方法 - Google Patents

データ処理システム及び情報伝送方法

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JPH06112963A
JPH06112963A JP5160928A JP16092893A JPH06112963A JP H06112963 A JPH06112963 A JP H06112963A JP 5160928 A JP5160928 A JP 5160928A JP 16092893 A JP16092893 A JP 16092893A JP H06112963 A JPH06112963 A JP H06112963A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 通信ネットワークへのアクセスを統制するデ
ータ処理システムを提供する。 【構成】 本発明のデータ処理システムにおいては、ハ
ードウェア論理或いはソフトウェアによって実施される
所定のコンポーネントが、共用媒体ローカル・エリア・
ネットワーク・セクションに接続される優先待ち行列或
いは伝送チャネルへのアクセスを統制する。優先待ち行
列或いは伝送チャネルへの全てのアクセスは、このコン
ポーネントを通過しなければならず、当該コンポーネン
トにより、全ての通信トランザクションが拒否またはト
ラッキングされる。またこのコンポーネントは、伝送が
要求サービスの品質に一致して完了されることを保証す
るために、伝送される情報及びその優先順位にもとづ
き、フレーム・サイズを割当てる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はデータ処理システムに関
し、特に通信ネットワークにおける優先権管理に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】独立言語型コンピュータ・ワークステー
ションがデジタル・ネットワークより相互に接続される
ことは知られている。こうしたネットワークの１つの利
点は、個々のワークステーションのユーザが、別のユー
ザに伝送されるタイプ・ノート、データ・ファイル、或
いはプログラム・ファイルなどにより、ネットワークを
介して相互に通信できる点である。最近では、ネットワ
ーク・ユーザ間におけるデスクトップ会議、遠隔プレゼ
ンテーション、及びその他のマルチメディア・アプリケ
ーションが要求されつつある。しかしながら、マルチメ
ディア・アプリケーションは、分散形コンピューティン
グ・システム間において、最小通信遅延、最大スループ
ット、及び即時バースト通信機能による高帯域通信リン
クを要求する。マルチメディア・アプリケーションのこ
うした要求は、適切な資源のスケジューリングを困難な
ものとする。
【０００３】IBM Techinical Disclosure Bulletin（TD
B）、number 4b、September、1991、pp．416-417に記載
の"Inter-client Resource Usage in Distributed Clie
ntServer Presentation Manager System" は分散形クラ
イアント−サーバ・プレゼンテーション・システムを開
示する。こうしたシステムにおいて、カット＆ペースト
・クリップボード、キーボード、マウスなどの資源は、
各々が表示サーバに接続される多数のクライアント・シ
ステムを横断して管理される。こうした資源は、いずれ
のクライアントの考え方に対しても中立である総称的サ
ーバ機能を提供することにより管理される。サーバはい
わゆる"論理資源"を管理することにより、クライアント
相互間の資源支援を提供する。クライアントはこれらの
資源を使用して、グローバル所有権を割当てる。例え
ば、クライアント・システムを仮定すると、キーボード
入力事象を受信するためにフォーカス・ウィンドウを要
求するクライアント・ノードにより"ＦＯＣＵＳ"資源が
生成され、所有権が獲得される。クライアントは名前に
より資源を要求し、排他的或いは共用アクセスを要求で
きる。データもまた論理資源と関連付けることができ
る。
【０００４】１９８９年４月４日付の別のＩＢＭ ＴＤ
Ｂ、ページ３４９記載"ManagingSerial Use Resources
in a Distributed Data Processing System Using anIn
sertion Ring" は、分散形データ処理システムにおい
て、シリアル機能を使用するユーザが適切に順序制御さ
れることを保証する。米国特許第５０３１０８９号"Dyn
amic Resource Allocation Scheme for Distributed He
terogeneousComputer System"は、複数のネットワーク
化コンピュータ・ノードにおいて、最適なジョブ性能が
発揮されるように、システム資源を再割当てする類似の
システムを開示する。米国特許第４７４７１３０号"Res
ource Allocation inDistributed Control Systems"
は、分散処理制御システムにおける類似のスケジューリ
ング・システムを開示する。
【０００５】米国特許第４９５３１５９号"Audiographi
cs Conferencing Arrangement"は、会議の出席者同士が
それぞれのデータ端末に局所的に格納される表示テキス
ト及び／又はグラフィックスを交換可能なシステムを開
示する。会議の出席者が表示されるテキスト及び／又は
グラフィックスを変更すると、こうした変更は自動的に
他のデータ端末に配布され、それにより全ての出席者が
同じ情報を参照することが可能となる。
【０００６】米国特許第４３８９７２０号"Distributed
Digital Conferencing System" は、会議を形成する特
定のステーションに転送されるサンプルを、選択タイム
・スロット・サンプルの組合わせと結合することによ
り、そのステーションに特有の会議サム（sum） とする
時分割通信システムを開示する。
【０００７】資源の予約はＯＳＩ（Open System Interc
onnect）モデルとして知られる接続モデルの全ての層に
おいて発生しなければならない。ネットワーク層では、
回路を、特定の時間、複数の中間ネットワーク・コンピ
ュータ・ノードを通じて予約する必要がある。更に下位
層では、システムはその層により管理される特定の資源
が予約できるように保証しなければならない。ＦＤＤＩ
（Fiber DistributedData Interface）のＭＡＣ（Mediu
m Access Control） 層において、ＦＤＤＩステーショ
ン・マネジャＳＭＴ７．１の同期ＦＤＤＩ標準は、ＦＤ
ＤＩワークステーションが帯域幅予約の必要性をＦＤＤ
Ｉリングに接続される複数のワークステーションに伝達
する方法、及び特定のステーションの帯域幅要求を許可
或いは拒否するために、トークン保持時間及びトークン
循環時間が複数のステーションにより折衝される方法に
ついて説明する。
【０００８】ＩＥＥＥ或いはＩＢＭのトークン・リング
にはこうした標準は存在しないが、トークン・リング及
びトークン・バスには体系化された優先機構が存在す
る。これにより送信の優先順位が高位の（ゼロでない）
優先フレームを有するリング上のステーションは、その
ことを通過フレームのアクセス制御（ＡＣ）フィールド
で示すことができる。但し、これはＡＣフィールドの値
が、そのステーションがこのフィールドを初期化しよう
とする優先順位よりも低い場合に限られる。フレームを
送信しているステーションがトークンを解放する時、こ
のトークンをＡＣフィールドの優先順位で解放し、その
後、優先順位はＩＥＥＥ８０２．５媒体アクセス制御プ
ロトコルで規定される元の優先順位に戻される。ＩＥＥ
Ｅ８０２．５標準及びＩＢＭ８０２．５は、単に優先順
位を増減するためのプロトコルを規定するに過ぎず、各
ステーションはこのプロトコルを越える優先権の使用に
おいて制約を受けない。
【０００９】米国特許第５０２９１６４号は、メッセー
ジをソース、中間及び宛先のノード間で交換するネット
ワーク（ソースから宛先への）帯域幅予約アルゴリズム
について述べている。インターネットＲＦＣ（Request
For Comments）＃１１９０、実験的インターネット・ス
トリーム・プロトコルは、ネットワークを介するメッセ
ージ交換プロトコルを記述する。米国特許第５０２９１
６４号同様、ＲＦＣ１１９０はソース、宛先、及び中間
のノード間におけるメッセージ交換を記述する。しかし
ながら、これはトークン・リングのような共用アクセス
及び体系的優先機構を有するネットワーク上において、
帯域幅を予約する特定の問題を解決しない。
【００１０】米国特許第４５８７６５１号は２個のネッ
トワーク・ループを有するリング上における帯域幅予約
を開示するが、ここでは帯域幅予約における体系的優先
機構を有する非同期リング及びバスには適さず、且つ時
分割多重（ＴＤＭ）方式により要求される物理的ネット
ワーク・クロッキングを欠くスロット式時分割多重方式
が使用されている。
【００１１】米国特許第５０５０１６１号はスループッ
ト、遅延及び遅延ジッタ（遅延変動）を保証するソー
ス、宛先及び中間のコンピュータ・ネットワーク・ノー
ドにおけるスケジューリング・システムを記述する。し
かしながら、この特許では特定の品質のサービス保証を
有する全てのパケットに、ステーション特有のタイム・
スロット（これはＴＤＭすなわち時分割多重方式ではな
い）が割当てられ、パケットはタイム・スロットの開始
時に伝送されねばならない。この方式では接続が識別さ
れることが必要であり、従って、接続を認識しない媒体
アクセス制御層には適さない。すなわち、これはトーク
ン・リングのような共通の伝送媒体を共用する複数のコ
ンピュータ・ネットワーク・ノード間の調停を含まな
い。更に、共用伝送媒体上における帯域幅予約の履行
に、優先権がどのように使用されるかについても規定し
ない。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、本
発明よりも以前に、トークン・リング優先権により帯域
幅及び遅延時間を保証できる手段は存在しない。従っ
て、本発明の目的は、通信ネットワークへのアクセスを
統制する（regulate）データ処理システムを提供するこ
とにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明のこれらの目的
が、ハードウェア論理或いはソフトウェアにおいて実施
可能なコンポーネントの動作により達成される。このコ
ンポーネントは共用媒体ローカル・エリア・ネットワー
ク・セクションに接続される優先待ち行列或いは伝送チ
ャネルへのアクセスを統制する。優先待ち行列或いは伝
送チャネルへの全てのアクセスは、このコンポーネント
を通過しなければならず、これにより全ての通信トラン
ザクションが拒否、或いはトラッキングされる。当該コ
ンポーネントは、伝送が要求サービスの品質に合致して
完了することを保証するために、伝送される情報とその
優先順位にもとづきフレーム・サイズを割当てる。
【００１４】上記のコンポーネントはアプリケーション
の実スループットがその折衝されたスループットを越え
ないことを保証するために、メッセージのレート及びサ
イズをモニタする。更にこのコンポーネントは、スルー
プット及びフレーム・サイズの違反が阻止され報告され
る訂正モードで動作することができる。また、コンポー
ネントは違反が記録されアプリケーションに報告される
検出モードでも動作する。
【００１５】
【実施例】図１はワークステーションの典型的なハード
ウェア構成を表し、従来のマイクロプロセッサなどの中
央処理ユニット１０、及び多数の他のユニットがシステ
ム・バス１２を介して相互に接続される。図１に示され
るワークステーションはランダム・アクセス・メモリ
（ＲＡＭ）１４、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）１６、デ
ィスク装置２０などの周辺装置をバスに接続するＩ／Ｏ
アダプタ１８、キーボード２４、マウス２６、ラウドス
ピーカ２８、マイクロフォン３２、及びタッチ画面装置
（図示せず）などの他のユーザ・インタフェース装置を
接続するユーザ・インタフェース・アダプタ２２、ワー
クステーションをデータ処理ネットワークに接続する通
信アダプタ３４、及びバスを表示装置３８に接続する表
示アダプタ３６を含む。
【００１６】図１は典型的な^インテリジェント^ワーク
ステーションを示すが、ワークステーションは、実際に
は、ホスト・プロセッサの下で制御される限られた処理
機能だけを有するダム端末（dumb terminal） でもよ
い。これは図２に関連して表される。
【００１７】図２は１対のデータ・ネットワーク２１０
及び２４０を介して相互に接続される多数のワークステ
ーション（図では３台のワークステーション２００、２
２０及び２３０）を含むデータ処理システムを表し、こ
れらのワークステーション間は通信で結ばれる。図２で
示されるデータ処理システムは、ユーザ間の同時実時間
通信を可能とするタイプであると仮定する。このネット
ワークは従来のネットワーク・プロトコル、例えばトー
クン・リング・プロトコル（"Token RingNetwork Archi
tecture Reference"、SC30-3374、IBM 1989に記載）よ
り動作する。
【００１８】図２はデータ処理ネットワークの１つのハ
ードウェア構成を示すに過ぎず、他の構成も可能であ
る。例えば、データ処理システムはスター型ネットワー
ク、或いは複数のダム端末に接続されるホスト・プロセ
ッサ、或いは通信ネットワークにより接続される複数の
遠隔プロセッサを基礎とすることも可能である。ネット
ワークは更に電話ネットワーク、ＩＳＤＮネットワー
ク、或いは他の ^ダイアル・アップ^ ネットワークを基
礎とすることも可能である。ワークステーションは単一
の作業域、或いはローカル・エリア（例えばビルディン
グ内）に配置されたり、互いに遠隔的に位置したりす
る。本発明によりワークステーションのネットワークを
構成するための詳細な技術的設計情報は、"IBM Extende
d Services ForOS/2 Example Scenarios Manual（199
1）" に記載されている。
【００１９】マルチメディア・コンピューティングはビ
デオ、波形オーディオ、音楽楽器デジタル・インタフェ
ース（ＭＩＤＩ）ストリーム、アニメーション、グラフ
ィックス、及びテキストなどの様々な媒体の処理を含
む。媒体処理は、他のデータ処理アプリケーションと同
様、媒体ストリームの獲得、オーサリング（編集）及び
再生を含む。ディスクなどの不揮発性媒体上に記憶され
るマルチメディア文書は、記録マルチメディア・アプリ
ケーションと称される。ライブ・マルチメディア・アプ
リケーションも存在し、これにおいては２人以上の人間
がコンピュータを使用して違いに同時に通信する。ライ
ブ・マルチメディア・アプリケーションは、通常、ライ
ブ・マルチメディアが元来配布される空間及び時間を横
断して実行される。記録マルチメディア・アプリケーシ
ョンでさえも、分散ファイル・システム・サービスがビ
デオ・ディスク、オーディオ情報、或いはコンピュータ
生成イメージなどの大容量の記憶媒体を共用することを
必要とする。従って、マルチメディア・アプリケーショ
ンにおけるスケジューリング及び調整が、分散環境にお
ける支援を含むことが重要となる。
【００２０】設計の複雑化を低減するために、大部分の
ネットワークは一連の層として構成され、各層は"Compu
ter Networks"（Tannenbaum、Andrew S．、Prentice Ha
ll（1988））に記載の原形を基礎として形成される。層
の数、各層の名前、各層の内容、及び各層の機能はネッ
トワークごとに異なる。しかしながら、各ネットワーク
において、その層の目的は、より上位の層に対するサー
ビスの提供、及びそれらの提供されるサービスが実際に
どのように実施されるかに関する詳細仕様から上位層を
保護することである。各層の目的、機能及び詳細、更に
それらの相互作用については、前記のTannenbaumの文献
に述べられており、世界中の通信プログラマにとっては
既知である。
【００２１】トランスポート層はセッション層からデー
タを受取り、データをより小さな単位に分割し、全ての
単位が他端に到達することを保証するために、それらを
ネットワーク層に渡す。トランスポート層の詳細及びそ
れがＯＳＩアーキテクチャにどのように適合するかに関
しては、前述のTannenbaumの文献に示されている。ネッ
トワーク・アーキテクチャを詳述する種々の技術標準文
書として、"ISO/IECJTC 1/SC 21 Information Retrieva
l" 、"Transfer and Management for OSISecretariat：
USA（ANSI）"（3294）、"BASIC REFERENCE MODEL Manag
ementFramework"（7498-4）、及び"Management Infomat
ion Model"（3324）ISO 1989などが存在する。
【００２２】トランスポート層の理解方法の１つとし
て、その主要機能をネットワーク層により提供されるサ
ービス品質（ＱＯＳ：Quality of Service）の拡張と見
なすことができる。本発明によるネットワーク予約サー
ビスが適切に機能する場合、トランスポート・サービス
のタスクは容易である。しかしながら、ネットワーク・
サービスが悪化すると、トランスポート層は通信サービ
スを支持してネットワーク・ユーザへの衝撃を回避する
ために、介入しなければならない。
【００２３】ＱＯＳは多くの特定のパラメータにより特
徴付けられる。ＯＳＩトランスポート・サービスは接続
の達成時に、ユーザがこれらのパラメータに対し、好適
な値、受諾可能な値或いは受諾不能な値を指定すること
を可能にする。いくつかのパラメータは非接続トランス
ポートにも適応する。トランスポート層は、パラメータ
を調査し、当該パラメータに使用可能なネットワーク・
サービスの種類に依存して、必要なサービスを提供する
ことができるかを判断する。ＱＯＳパラメータを次に示
す。
【００２４】接続遅延（Connection Delay）：ユーザに
よって要求されるトランスポート接続と、同じくユーザ
によって受信される確認との間の経過時間。遅延を扱う
全てのパラメータ同様、遅延が短いほど望ましい。
【００２５】接続確立失敗率（Connection Establishme
nt Failure Probability）：接続が最大確立遅延時間内
において確立されない確率。ネットワーク過密、テーブ
ル空間の欠如、及び他の内部問題がこの値に影響する。
【００２６】スループット（Throughput）：最近の時間
間隔に渡って測定された１秒当たりに転送されるユーザ
・データのバイト数。スループットは各方向に対し別々
に測定される。
【００２７】通過遅延（Transit Delay）：ソース・マ
シン上のトランスポート・ユーザによるメッセージの送
信と、宛先マシン上のトランスポート・ユーザによる受
信との間の時間。
【００２８】残余エラー・レート（Residual Error Rat
e）：サンプリング周期内に送られる全体の一部として
の損失或いは誤伝送メッセージの数。全てのネットワー
ク層エラーを隠匿することがトランスポート層の役割で
あるため、理論的には、残余エラー・レートはゼロであ
る。
【００２９】転送失敗率（Transfer Failure Probabili
ty）：トランスポート・サービスがどの程度、その割当
てタスクに添って機能するかを示す。トランスポート接
続が確立されると、任意のレベルのスループット、通過
遅延、及び残余エラーが同意される。転送失敗率は、こ
れらの同意されたゴールがある時間周期内で適合しない
割合を提供する。
【００３０】接続解放遅延（Connection Release Dela
y）：トランスポート・ユーザが接続の解放を開始して
から、実際の解放が終端において発生するまでの経過時
間。
【００３１】接続解放失敗率（Connection Release Fai
lure Probability）：同意された接続解放遅延間隔内に
完了しない接続解放試行の割合。
【００３２】保護（Protection）：非認可の第三者が伝
送情報を読む或いは変更することに対し、トランスポー
ト・ユーザがトランスポート層に保護機能を指定する方
法を提供する。
【００３３】優先権（Priority）：ある接続が他の接続
よりも重要であることをトランスポート・ユーザが指示
する方法を提供する。本発明はマルチメディアなどのア
プリケーションに対し、優先権を生成するように設計さ
れる。
【００３４】障害許容力（Resilience）：内部問題或い
は過密などにより、トランスポート層が自発的に接続を
終了する確率。
【００３５】ＱＯＳパラメータは接続の要求時に、トラ
ンスポート・アプリケーションにより指定される。所望
の最小及び最大許容値の両者が提供される。あるケース
では、トランスポート層は即座にそれらの値が実行不能
であると認識する。こうした場合、通信の試行は失敗
し、適切な例外が記録される。
【００３６】別のケースでは、トランスポート層は自身
が所望の目的を達成できないが、より低位の許容可能な
レートであれば達成可能であることを認識する。より低
位のレート、最小許容可能レート、及び最大許容可能レ
ートが、接続の確立を要求する遠隔マシンに送信され
る。遠隔マシンが提案された値を処理することはできな
いが、最小値以上、或いは最大値以下の値を処理するこ
とが可能な場合、パラメータをその値に低下させる。遠
隔マシンが最小値以上のいずれの値も扱うことができな
い場合、これは接続の試行を拒否する。発信元のトラン
スポート・アプリケーションは、接続が確立されたか、
或いは拒否されたかを通知される。
【００３７】この処理は開放型折衝（open negotiatio
n）と呼ばれる。一旦、オプションが折衝されると、接
続の期間中、その状態が維持される。ＯＳＩトランスポ
ート・サービス定義（ＩＳＯ ８０７２）はＱＯＳパラ
メータ値を規定しない。これらは通常、キャリア及びカ
スタマにより同意される。Ｔ−接続要求が通信を初期化
するために使用され、ＱＯＳはこのトランザクションの
一部として指定される。トランスポート層の基本要素は
前述の参照文献において記載されている。
【００３８】分散システムで開催される電子会議は、コ
ンピュータ及びネットワーク資源を予め何時間もしくは
何日間か予約することを必要とする。拡張予約システム
は、ＯＳＩサービスを呼出して特定日の特定時間に、固
定期間だけＱＯＳ予約を実行することが、必要である。
本発明は特定のセッションに対する要求を、図２の各ユ
ーザ・コンピュータ２００、２２０及び２３０上のファ
イルに格納する。これらの要求にはＱＯＳパラメータ、
接続時刻、接続日、接続期間、及び接続されるべき種々
のアプリケーションが含まれる。ファイルは停電の問題
を回避するために、不揮発性メモリ内に記憶される。
【００３９】電子会議がスケジューリングされる時点
と、ネットワーク及びコンピュータ資源が予約されねば
ならない時点との間に日時が経過するため、スケジュー
リングされた接続が必要となる。電子会議がスケジュー
リングされる間に障害が発生する可能性があるため、持
続的接続が確立されねばならない。その間、トランスポ
ート・アプリケーション、トランスポート・サービス、
コンピュータ・ワークステーション或いはネットワーク
が、停止／再開を繰返す可能性がある。データ転送が開
始されるようにスケジュールされる時、全ての資源が動
作可能である限り、一時的障害は将来の接続を害しては
ならない。本発明は前述のように、接続において必要な
全ての状態情報を不揮発性媒体に記憶し、問題の発生時
には、通信を再開始するための回復論理を使用する。回
復に加え、スケジューリング及び通知が発生しなければ
ならない。
【００４０】ＯＳＩ及びＩＥＥＥ ８０２基準モデルで
は、トランスポート層及びネットワーク層の下には、リ
ンク層或いはＭＡＣ層が存在する。同期ＦＤＤＩなどの
いくつかのＭＡＣプロトコルは、アプリケーションに対
するスループット、遅延及び遅延変化の保証を提供す
る。トークン・リング及びトークン・バスなどの他のＭ
ＡＣは体系的な優先機構を有しており、本発明の使用時
には、サービス品質の保証（スループット、遅延など）
を支援することができる。
【００４１】優先権保証：リング或いはバスなどの共用
伝送媒体上における優先権保証に関する難題は、共用媒
体の状態を共用媒体に接続される全てのステーションに
伝達することである。１つの可能な実施例として、帯域
幅管理情報のこうした通信の必要性を回避し、単にリン
グ或いはバス上のステーション間で帯域幅を分割する方
法がある。例えば、あるステーションが１．２メガビッ
ト／秒を専用し、別のステーションが５メガビット／秒
を専用する。この方法では、もしあるステーションがそ
の最大許容帯域幅を使用していない場合、他のステーシ
ョンはそれを使用することができない。こうした使用可
能な帯域幅の潜在的な未使用性は、帯域幅の静的な分割
アプローチの欠点として指摘される。
【００４２】所定のステーションがある帯域幅を未使用
である時に別のステーションがその帯域幅の使用を予約
する試みが可能となるように、帯域幅が動的に割当てら
れ、且つ割当て解除される場合、帯域幅の割当てを要求
する新たな接続をいつ許可すべきかを各ステーションが
決定する手段、及び共用媒体帯域幅の割当て、及び接続
終了時のそれに続く割当て解除を他のステーションに知
らせる手段が必要となる。国際標準化機構（ＩＳＯ）の
システム管理におけるＯＳＩ（Open SystemInterconnec
tion）モデルは、システム管理機能を使用するアプリケ
ーションが、静的プログラミング言語変数、或いはデー
タベース要素に似た "管理情報ベース" （Management I
nfomation Base：ＭＩＢ）オブジェクトを定義すること
を許容する。ＯＳＩモデルにおけるＭＩＢオブジェクト
及びこのモデルにもとづくプロダクトは、ＭＩＢオブジ
ェクトの値をセットするＳＥＴオペレーション、ＭＩＢ
オブジェクトの値を検索するＧＥＴオペレーション、及
びＭＩＢオブジェクトがセットされた結果の値が閾値を
越える場合にその通知処理を実行するTHRESHOLD と称さ
れる第３のオペレーションなどを支援する。ＭＩＢオブ
ジェクトに対するオペレーションは"原子的"な意味を成
し、そこでは１つの処理はオブジェクトを単一のオペレ
ーションとして獲得（ＧＥＴ）及びセット（ＳＥＴ）
し、それによりオペレーションの期間中、オブジェクト
に対するアクセスを直列化する。こうした直列化は複数
のステーションが同時にオブジェクトの更新を試行する
ときに必要となり、これはトークン・リング或いはトー
クン・バスなどの共用媒体ネットワークにおける通常の
ケースに相当する。
【００４３】優先権保証はＱＯＳを保証するために重要
なファクタである。優先権保証はハードウェア論理或い
はソフトウェアにおいて実施されるコンポーネント（co
mponent）のオペレーションにより可能となる。このコ
ンポーネントは、共用媒体ローカル・エリア・ネットワ
ーク・セクションに接続される優先待ち行列或いは伝送
チャネルへのアクセスを統制する。優先待ち行列或いは
伝送チャネルへの全てのアクセスはこのコンポーネント
を通過せねばならず、その結果、全ての通信トランザク
ションがこのコンポーネントにより拒否或いはトラッキ
ングされる。
【００４４】上述のコンポーネントは優先待ち行列或い
は伝送チャネルの全てのユーザに、少なくとも３つの機
能を提供する。すなわち、（１）帯域幅割当て機能は、
ある間隔におけるスループット（例えば１秒当たりのビ
ット数）を含むＱＯＳベクトルを受諾し、（２）帯域幅
割当て解除機能は、ＱＯＳベクトルを受諾して割当てら
れた資源を解放し、（３）優先権送信機能は、優先権予
約を有するものとして識別されるパケット或いはフレー
ムを受諾し伝送する。３つのケースの各々において、各
オペレーションはいくつかの標準的理由により障害を来
す。すなわち、 （ａ）共用媒体上において使用可能な帯域幅が十分に存
在しない場合、或いは問い合わせ中のステーションがそ
の合計割当てに達した場合、帯域幅割当て要求は失敗す
る。 （ｂ）帯域幅割当て解除要求が予約された合計量を越え
ようとする場合、当該要求は失敗するか、或いはエラー
となる。 （ｃ）送信者のパケット（フレーム）の送信レートが帯
域幅割当て要求の間に折衝されたレートよりも大きい場
合、或いはパケット（フレーム）サイズが許容最大値を
越える場合、伝送は失敗する。
【００４５】本発明の重要な機能には、帯域幅の管理情
報ベース（ＭＩＢ）がある。ＭＩＢはスループット・オ
ブジェクト及び遅延オブジェクトを含み、これらは１又
は複数のステーションにより読出し（ＧＥＴ）或いは書
込み（ＳＥＴ）される。遅延ＭＩＢオブジェクトは、現
在優先フレームを送信中のリング上のステーションの数
（構成を通じて静的に決定されるか、或いは「優先ステ
ーションの現在数（current_number_of_priority_stati
ons ）」と呼ばれるシステム管理ＭＩＢオブジェクトを
使用して動的に決定される）、及び最大フレーム・サイ
ズ（maximum_frame_size）と呼ばれるＭＩＢオブジェク
トにもとづく。
【００４６】ステーションの帯域幅マネジャ・コンポー
ネントは、媒体アクセス制御（ＭＡＣ）フレームの経路
制御（ＲＣ）フィールドを最大フレーム・サイズ（maxi
mum_frame_size）に初期化する。このフィールドは、ブ
リッジなどの他のコンポーネントによっても、最大フレ
ーム・サイズを制約するために使用されるため、帯域幅
マネジャは、フレームをＭＡＣアプリケーションに転送
する以前に、単にＡＣを高位の値に対してより低位の値
に変更する。フレーム、優先順位ゼロ、またはゼロでな
い優先順位を受信すると、帯域幅マネジャはその長さが
最大フレーム・サイズ（maximum_frame_size）を越えな
いか確認する。越える場合、帯域幅マネジャは別のＭＩ
Ｂオブジェクトである訂正モード（correction_mode ）
を問い合わせ、この訂正モードが１にセットされている
場合、そのフレームは拒否され、そのことが送信処理に
通知され、ＭＩＢオブジェクトである最大フレーム・サ
イズ超過（maximum_frame_size_exceeded ）が１だけ増
分される。訂正モードが１にセットされていない場合、
そのフレームは、通常、maximum_frame_size_exceeded
の増分後に伝送される。ユーザは選択的に、最大フレー
ム・サイズ超過カウンタなどの任意のカウンタに対して
閾値を適用し、カウンタが閾値を越える時に通知を受け
るようにすることも可能である。
【００４７】帯域幅マネジャはまたフレームの優先フィ
ールド（トークン・リングのＡＣ）を検査し、それが高
い優先順位の場合（トークン・リングの場合ではゼロよ
り大きい場合）、送信者が自身の折衝レート内に存在す
るかを確認する。同一のワークステーションには、同一
のネットワーク装置から同一の共用伝送媒体にフレーム
を送信する複数の送信者が存在することもある。従っ
て、帯域幅マネジャは各アプリケーション（例えばＮｅ
ｔＢＩＯＳ、ＴＣＰ／ＩＰ、ＩＰＸ／ＳＰＸ）に対して
複数のＭＩＢオブジェクトを保持し、各アプリケーショ
ンがその折衝レート内に留まり、そのレートを越えて送
信しないように、またそれにより共用媒体（例えばトー
クン・リング）上の他のワークステーション内、或いは
同一のワークステーション内の他のアプリケーションの
性能を、潜在的に低下しないことを保証する。
【００４８】アプリケーションは帯域幅マネジャ・コマ
ンドである「帯域幅割当て（allocate_bandwidth）」を
介して、その帯域幅割当てを増加する。このコマンドが
成功すると、アプリケーションのレートが折衝済の時間
間隔の間、要求量、平均量、また最大値で増加される。
アプリケーションは帯域幅マネジャ・コマンドの 「帯
域幅割当て解除（deallocate_bandwidth）」 を使用し
て、その帯域幅割当てを減少することが可能であり、こ
のコマンドによりアプリケーションのレートは解放され
る量だけ減少される。帯域幅マネジャの帯域幅割当てコ
ンポーネント（すなわちサブネットワーク帯域幅管理コ
ンポーネント）の実施例は、ＬＡＮ上へのステーション
の挿入に先立ってセットされ変更されていない事前構成
値と同様に簡単なものにできる。ＯＳＩシステム管理な
どのより強力なツールが帯域幅割当て機構により使用可
能であり、この場合、予約帯域幅の特殊な構成は必要と
されず、ステーションの帯域幅はＳＥＴ及びＧＥＴオペ
レーション、及び共通管理情報プロトコル（ＣＭＩＰ：
Common Management Infomation Protocol ）と呼ばれる
ＯＳＩシステム管理プロトコルを使用して、動的に増加
できる。
【００４９】上述のように、図２は共用伝送媒体に接続
されるいくつかのワークステーションを表し、この図で
は共用伝送媒体はＩＢＭ或いはＩＥＥＥ ８０２．５ト
ークン・リングに相当する。各ステーションは、媒体ア
クセス制御（ＭＡＣ）フレームの送受信を順番に保証す
るためのアクセス・プロトコルに従わねばならない。
【００５０】図３はトークン・リング・フレームのフィ
ールドを表す。ＡＣフィールド３００はアクセス制御フ
ィールドであり、ワークステーションは通過フレーム
（passing frame ）内のこのフィールドに、トークンを
予約するために値をセットする。この予約は、フレーム
がリングを正確に一巡した後に、トークンが送信側のス
テーションにより解放される時に実行される。アクセス
優先順位はノード内のメッセージ優先順位とは同一では
ない。トークン或いはフレームの優先順位は、アクセス
制御フィールドの最初の３ビットにおいて示される。異
なる優先順位に対する予約は、同じフィールドの最後の
３ビットにより示される。リング・ステーションはリン
グ上に発信されたトークンが要求した優先順位にあるこ
とを要求するために、予約ビットを使用する。
【００５１】リング・ステーションは、伝送するフレー
ムの優先順位より以下の優先順位を有する任意のトーク
ンを使用して、任意の優先順位で当該フレームを伝送す
ることができる。適切なトークンが使用可能でない場
合、リング・ステーションは、次に示すように要求した
優先順位のトークンを、通過トークン或いはフレーム内
で予約する。 ・別のリング・ステーションが等しいかより高位の優先
順位を予約した場合、リング・ステーションはそのフレ
ーム或いはトークン内に予約を行うことができない。 ・予約ビットがセットされていない場合、或いは当該予
約ビットがリング・ステーションによって要求される優
先順位よりも低位にセットされている場合、リング・ス
テーションは予約ビットを自身の要求優先順位にセット
する。
【００５２】開始区切り文字（ＳＤ：starting delimit
er）３０２は単一バイトであり、伝送される通信バッフ
ァの開始区切り文字を示す。全ての有効なフレーム及び
トークンはこのバイトで開始される。ＦＣ ３０４はフ
レーム制御フィールド、ＥＤ３４０は終了区切り文字、
またＦＳ ３５０はフレーム・ステータス・フィールド
である。宛先アドレス３１０は通信バッファの配布用の
アドレスである。ソース・アドレス３２０は通信バッフ
ァの発信アドレスである。情報フィールド３２６はオプ
ションの配布情報或いは他の通信情報用に含まれてい
る。フレーム・チェック・シーケンス３３０はフレーム
制御フィールド、宛先及びソース・アドレス、オプショ
ンの経路情報フィールド、情報フィールド及びフレーム
・チェックのシーケンスをカバーする。
【００５３】図４は本発明によるトークン・リング上に
おける予約処理を表す。ステーションは特定の優先順位
で将来のトークンを予約でき、当該トークンの優先順位
は増加し、またその元の値にリセットすることが可能で
ある。更にフレーム伝送において、個々のステーション
による優先順位の使用は制約を受けない。仮に、全ての
ステーションが全てのフレームを任意の優先順位で伝送
するとしても、リングの機能には変更は生じない。ま
た、優先権伝送に対するアクセスが統制されない場合に
は、特定のスループット・レートを保証する方法はな
く、また優先フレームを有するステーションがリングへ
のアクセスを獲得するのに要する時間を制限する方法は
ない。
【００５４】図５はＯＳＩシステム管理のブロック図を
示す。ＩＢＭトークン・リングなどの共用伝送媒体上に
おける帯域幅の管理は、システム管理機能として考慮さ
れる。対象となる層はＯＳＩ用語では"リンク層"、ＩＥ
ＥＥではＭＡＣ層或いは媒体アクセス制御層と呼ばれる
ＯＳＩ層２（参照番号５００）である。関連する管理情
報ベース（ＭＩＢ）は、ＭＡＣの各ユーザごとに、オブ
ジェクト名を "折衝レート"（negotiated_rate）と称す
る第１のスループット・オブジェクト、及び "実レー
ト"（actual_rate）と称する第２のスループット・オブ
ジェクトを含む。同様に"時間間隔"（time_interval ）
と称する時間間隔オブジェクト、及び各アプリケーショ
ンごとにクロックが読出された最後の時間を示す"ラス
ト・タイム"と称するオブジェクトが存在する。システ
ム・クロックはＭＩＢの一部ではないが、システム・ク
ロックへのアクセスも通常実施される。ＭＩＢに含まれ
る他のオブジェクトには、訂正モード、最大優先フレー
ム・サイズ、最大フレーム・サイズ、及びレート超過カ
ウンタ及びフレーム・サイズ超過カウンタがある。
【００５５】図６はＭＩＢ ６００及びそれに作用する
エージェント（agent ）を表す。ＮｅｔＢＩＯＳ或いは
ＴＣＰ／ＩＰなどの帯域幅割当てサービスが、帯域幅割
当てサービスを採用する。このオペレーションは、帯域
幅管理ＭＩＢオブジェクトを読出し（ＧＥＴ）及び更新
（ＳＥＴ）する機能を含む。これらのオブジェクトは単
純ネットワーク管理プロトコル（Simple Network Manag
ementProtocol）或いはＯＳＩ ＣＭＩＰ基本プロトコ
ルなどのシステム管理プロダクトを通じて実施される。
【００５６】図７はＩＢＭ ＯＳ／２、ＤＯＳ及びマイ
クロソフトＤＯＳ／Ｗｉｎｄｏｗｓワークステーション
において見い出される典型的なコンポーネントのブロッ
ク図を示す。ＮＤＩＳ ７００インタフェースは業界標
準のＭＡＣインタフェースに相当するネットワーク・ド
ライバ・インタフェース仕様である。「ベクタリング
（vectoring ）」コンポーネント７１０はデバイス・ド
ライバと当該デバイスのプロトコル「スタック」との間
に配置される。ベクタリングは単一のプロダクトのみを
サポートするように設計されたデバイス上を、他のプロ
ダクトが実行できるようにすることを可能とする。
【００５７】本発明では、全ての伝送フレームがネット
ワーク・デバイスまでの途中で通過しなければならない
ポイントとして、ベクタリング・コンポーネント（ＯＳ
／２では"protman．os2"と称される）を使用する。この
コンポーネントは、ＩＥＥＥ８０２．５におけるＭＡＣ
フレームのＲＣフィールドに、最大フレーム・サイズを
セットするために使用される。また、このコンポーネン
トは、以前にセットされた最大レートに準じるかどうか
を判断するために、各伝送フレームの長さフィールドを
検査する。全ての優先フレームはこのコンポーネントを
通過し、それらはトークン・リングでは、ＭＡＣフレー
ムのＡＣフィールドの値により認識される。
【００５８】図８は図７に示される「ベクタリング及び
帯域幅管理」コンポーネントの論理を指定する流れ図で
ある。このコンポーネントは入力ブロック８００に示さ
れるように伝送フレームを受信し、判断ブロック８１０
において全てのフレームの長さをチェックし、この長さ
が最大値を越える場合は、判断ブロック８１２及び出力
ブロック８１４に示されるように、ＭＩＢオブジェクト
のカウントをインクリメントする。また、判断ブロック
８１０において、フレームの長さが最大フレーム・サイ
ズＭＩＢオブジェクト（maximum_frame_size）を越える
場合には、選択的に当該フレームを拒否する。図８のフ
ロー図に示されるように、送信アプリケーション、すな
わちＮｅｔＢＩＯＳなどのプロトコル・プロダクトが不
正にフローの折衝レートを越えないことを保証するため
に、優先フレームが判断ブロック８３０に示される内容
で測定（meter ）される。ＮＤＩＳの「プロトコルＩ
Ｄ」フィールドは特定のＭＩＢを特定のアプリケーショ
ンに関連させるために使用される。特定のアプリケーシ
ョンがその折衝レート内に収まることを保証するため
に、単純な測定アルゴリズムが使用される。このこと
は、同じワークステーション内或いは同じリング上の他
のワークステーション内の他のアプリケーションのＱＯ
Ｓが、不完全な振舞いの処理または誤った処理によって
帯域幅を奪われないことを保証する。本発明の実施例で
は、折衝レートは最大に設定されるが、折衝平均レート
を使用することも可能である。どのケースにおいても、
特定のアプリケーションのＭＩＢオブジェクトは、その
アプリケーションがＮＤＩＳに登録されて、プロトコル
ＩＤを獲得するまで定義されない。これが発生する時、
機能ブロック８４２に示されるように、スループット・
カウントなどのＭＩＢオブジェクト・カウンタはゼロに
セットされる。
【００５９】遅延統計は最大フレームサイズＭＩＢオブ
ジェクト（maximum_frame_size：非優先トラフィックに
対してはオブジェクトmaximum_data_frame_size が、優
先トラフィックに対してはオブジェクトmaximum_priori
ty_frame_size が存在する）にもとづき決定される。動
的に構成或いは維持されるものに、データ・ステーショ
ン・カウント（data_station_count）及び優先ステーシ
ョン・カウント（priority_station_count）があり、こ
れらは最大フレーム・サイズと共に、最悪の場合の遅延
を予測するために使用される。
【００６０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
通信ネットワークへのアクセスを統制するデータ処理シ
ステムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による典型的なワークステーションの構
成を示すブロック図である。
【図２】本発明によるネットワークにより相互接続され
る３台のワークステーションを含むデータ処理システム
の図である。
【図３】本発明による媒体アクセス制御（ＭＡＣ）フレ
ーム形式を表す図である。
【図４】本発明によりトークン・リング上に発生する優
先権予約を表す図である。
【図５】本発明による管理情報ベース（ＭＩＢ：Manage
ment Infomation Base）のＯＳＩシステム管理構造を表
す図である。
【図６】本発明によるＯＳＩ管理手順、エージェント処
理、及び管理オブジェクト・オペレーションの関係を表
す図である。
【図７】本発明によるブロック図である。
【図８】本発明による詳細論理を示す流れ図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョン・カイル・ビグラー アメリカ合衆国78759、テキサス州オース ティン、タウンシップ・トレイル 6804 (72)発明者 マーク・ロドニイ・シンプソン アメリカ合衆国78729、テキサス州オース ティン、テソロ・トレイル 6900

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】複数のコンピュータを相互接続するネット
    ワークを通じて情報を伝送するデータ処理システムであ
    って、 （ａ）伝送される情報の優先順位を含む要求サービスの
    品質を示すネットワーク情報を記憶する記憶手段と、 （ｂ）伝送される上記情報及び上記優先順位にもとづき
    フレーム・サイズを割当てる手段と、 を含むデータ処理システム。
  2. 【請求項２】実伝送レートが上記要求サービスの品質を
    越える時点を検出する手段を含む、請求項１記載のデー
    タ処理システム。
  3. 【請求項３】実伝送レートが上記要求サービスの品質を
    越える時、カウンタを増分する手段を含む、請求項２記
    載のデータ処理システム。
  4. 【請求項４】上記カウンタをテストし、該カウンタが予
    め定義された閾値を越えることにもとづき警告する手段
    を含む、請求項３記載のデータ処理システム。
  5. 【請求項５】複数のコンピュータが相互接続されたネッ
    トワークを通じて情報を伝送する方法であって、 （ａ）伝送される情報の優先順位を含む要求サービスの
    品質を示すネットワーク情報を記憶するステップと、 （ｂ）伝送される上記情報及び上記優先順位にもとづき
    フレーム・サイズを割当てるステップと、 を含む方法。
  6. 【請求項６】実伝送レートが上記要求サービスの品質を
    越える時点を検出するステップを含む、請求項５記載の
    方法。
  7. 【請求項７】実伝送レートが上記要求サービスの品質を
    越える時、カウンタを増分するステップを含む、請求項
    ６記載の方法。
  8. 【請求項８】上記カウンタをテストし、該カウンタが予
    め定義された閾値を越えることにもとづき警告するステ
    ップを含む、請求項７記載の方法。
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