JPH0646061A - 分散伝送方式 - Google Patents

分散伝送方式

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JPH0646061A
JPH0646061A JP19534992A JP19534992A JPH0646061A JP H0646061 A JPH0646061 A JP H0646061A JP 19534992 A JP19534992 A JP 19534992A JP 19534992 A JP19534992 A JP 19534992A JP H0646061 A JPH0646061 A JP H0646061A
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JP
Japan
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block
bps
transmission
segments
mac frame
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JP19534992A
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English (en)
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Naomasa Shimojo
直政 下條
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 伝送遅延を極小化すると共にシーケンスを保
存して分散伝送する。 【構成】 送信側中継装置14のしきい値記憶部14b-1
に、予めMACフレーム21を分散して伝送すべきであ
るか、分散せずに伝送すべきかのしきい値Stを設定し
ておき、分散処理部14dはMACフレーム21を構成
するセグメント数SNがしきい値ST以上の場合、セグ
メント数をしきい値で除算して得られる数にMACフレ
ームをブロック分割すると共に、各ブロックにブロック
毎のシーケンスを維持するためのBPSを付加して複数
の伝送路TL1〜TLnに均等になるように分散して伝
送し、MACフレームを構成するセグメント数がしきい
値以下の場合には、MACフレームを分散せず1本の伝
送路で伝送する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はローカルエリアネットワ
ーク(LAN)間で中継装置を介して多数のセグメント
よりなるMACフレームを複数の伝送路に分散して伝送
する分散伝送方式に関する。
【0002】
【従来の技術】LAN(Local Area Network)とWAN
(Wide Area Network)間に中継装置であるIWU(Inte
r Working Unit)を設け、該IWUによりLAN−WA
N−LAN接続を実現して各LANの端末(例えばLA
Nワークステーション)間で通信を行うシステムがあ
る。このような通信システムにおいては、LAN−WA
N−LAN接続は広帯域(例えば8Mbps)−狭帯域(たと
えば1.5Mbps)−広帯域通信であるため、その中継を行う
IWUとしてWANの伝送効率を向上させることが重要
な課題となっている。限りある伝送資源を有用に活用す
る方法の1つとして、MACフレーム(LAN間でのデ
ータ通信における1塊の伝送単位で、宛先アドレスD
A、発信元アドレスSA、データ、FCS等を含んでい
る)を細分化し複数の伝送路に送出して伝送負荷を分散
させる負荷分散方式(分散伝送方式)が考察されてい
る。一般に、負荷分散には以下に示す2種類 (a) 隣接ノード間の複数の伝送路を使用した第1の負荷
分散 (b) 複数のネットワーク経路を使用した第2の負荷分散 のレベルがある。
【0003】図15は第1の負荷分散方式の説明図であ
り、1,2は隣接ノードを構成するLAN、3はWAN
であり、隣接ノード間に2つの伝送路A,Bが設けられ
ている。4、5はLANとWAN(Wide Area Netwaor
k)間に設けられた中継装置であるIWUである。この第
1の負荷分散方式によれば、隣接ノード間に複数の伝送
路が存在する場合に1つのMACフレームを分割して伝
送することにより伝送効率を向上しようとするものであ
る。図15は第1の負荷分散方式における最も簡単なネ
ットワークモデルであり、このネットワークにおける負
荷分散は、送信側IWUが1つのMACフレームを細分
化して2つの伝送路に送出し、受信側IWUがこれらを
受信して元のMACフレームに組み立てるという手順に
より行われる。細分化はハードウェアによるフレーム転
送能力の向上の点からも必須の機能であり、後述するよ
うに本発明においてもMACフレームのハードウェアに
よるセグメント転送を前提にしている。
【0004】図16は第2の負荷分散方式の説明図であ
り、A〜Iは図示しないLANとWAN間に設けた中継
装置(IWU)であり、a〜pは伝送路である。この第
2の分散方式によれば、複雑なネットワーク中の2つの
IWU間で通信を行う場合、1つのMACフレームをい
くつかの伝送方路に分けて送出し、それを中継IWUが
ネットワーク全体としてうまくトラヒックを分散させて
効率良く伝送して目的IWU迄送り届けて伝送効率を向
上させるものである。この第2の負荷分散方式は、パケ
ット交換ネットワークとして様々な研究がなされている
が順序列をデータリンクレイヤレベルで保証しておらず
上位のプロトコルにこれを依存している。伝送ネットワ
ークにおいては研究段階であり、最近のLAN−WAN
接続の要求からコネクションレス(connection less)の
概念をWANへ取り込み、ダイナミックに伝送路を変更
して負荷分散する方法が求められている。しかしなが
ら、実用レベルで実現されているのはホスト−特定端末
(プリンタ、ファックス等)間を固定伝送路でつないで
大量データ転送を行う場合のシーケンス割り当てによる
負荷分散が主であり、通常LANの大小パケットが混在
する場合において有用な非シーケンス割り当て分散の有
効な方法は未だ見出されていない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】第1の負荷分散(複数
伝送路による隣接ノード間の負荷分散)を実現する上で
以下の3つの解決すべき問題点がある。すなわち、 分散化伝送遅延の問題(伝送遅延の極小化が必要) シーケンス保存の問題(細分化フレームの順序ずれ
発生に対処する必要) 同一性(identity)の問題(同一の宛先、発信元アド
レスのMACフレームが同時に来た場合のMACフレー
ム識別の必要)である。 について:負荷分散した時の伝送遅延が単一伝送路に
よる伝送遅延より小さくなくては分散化の意義が薄れる
(第2の負荷分散法式では、中継フレームを他のネット
ワークに分散するトラヒック分散の意義の方が重要であ
る)。従って、負荷分散アルゴリズムは、負荷分散を矛
盾なく実現すると同時にを満足すること、すなわち、
実際の伝送路数と伝送するMACフレームの大きさを考
慮して伝送時間が極小となるように負荷分散しなければ
ならない。しかし、従来はかかるを考慮せずに負荷分
散するものであり、単一伝送路伝送の方が有利にも拘ら
ず分散して伝送する問題や、伝送時間の極小化ができな
い問題があった。
【0006】は伝送路の経路等によって先に送出した
セグメントが後に送出したセグメントよりも遅れて到着
するという問題である。かかる場合には、データ順序が
狂ってしまうため、データのシーケンスを保存する必要
がある。かかる問題は、結構頻繁に発生する可能性があ
り、従来は以下のようなシーケンス割り当てにより解決
している。すなわち、MACフレームを細分化する際に
細分化した各部(セグメントフレーム)にシーケンス番
号を付け、途中で順序の逆転が発生しても、受信側でこ
のシーケンス番号を識別することにより元のMACフレ
ームを復元する。しかしながら、この方法は、受信側の
IWUにおいて個々のセグメントのシーケンス番号を一
々見る必要があり、IWUの負荷が大きくなり、しかも
処理に時間を要して転送遅延が大きくなる問題がある。
また、この方法に限定したのでは、1本の伝送路しかな
い場合にはシーケンスは保存されるのに、シーケンス番
号を見てしまって伝送効率が悪くなる問題がある。の
問題は余り発生しないが、従来かかる点を考慮していな
い問題があった。
【0007】以上から、本願発明は第1の分散伝送方式
において、実用レベルで伝送路可変の負荷分散が行える
分散伝送方式を提供することである。本発明の別の目的
は、伝送遅延を極小化して伝送できる分散伝送方式を提
供することである。本発明の別の目的は、セグメントの
集まりであるブロック毎にシーケンス番号を付すだけで
シーケンスの保存ができる分散伝送方式を提供すること
である。本発明の更に別の目的は同一性の問題を、フレ
ーム毎のFCS(フレームチェックシーケンス)に基づ
いて、あるいはブロック毎にフレーム識別子を用意する
ことにより容易に解決できる分散伝送方式を提供するこ
とである。
【0008】
【課題を解決するための手段】図1は本発明の原理説明
図である。11,12は隣接ノードを構成するLAN、
13はWAN(ネットワーク)であり、隣接ノード間に
n本の伝送路TL1〜TLnが設けられている。14,1
5はLANとWAN間に設けられた中継装置(IWU)
である。送信側の中継装置14には、しきい値記憶部14
b-1、分散処理部14dが設けられ、受信側中継装置1
5にはMACフレーム組み立て処理部15gが設けられ
ている。21はMACフレームである。
【0009】
【作用】送信側の中継装置14のしきい値記憶部14b-1
に、予めMACフレーム21を分散して伝送すべきであ
るか、分散せずに伝送すべきであるかのしきい値STを
設定しておき、分散処理部14dはMACフレーム21
を構成するセグメント数SNがしきい値ST以上の場
合、セグメント数をしきい値で除算して得られる数にM
ACフレームをブロック分割すると共に、各ブロックを
複数の伝送路TL1〜TLnに均等になるように分散し
て伝送し、MACフレーム21を構成するセグメント数
がしきい値以下の場合には、MACフレームを分散せず
1本の伝送路で伝送する。このようにすれば、伝送遅延
を極小化して分散伝送することができる。また、分散処
理部14dは各ブロックの先頭にブロックパーティショ
ンセグメントBPSを付加すると共に、MACフレーム
21の先頭ブロックに付加する先頭BPSにMACフレ
ームのトータルセグメント数、先頭からのブロック位置
を示すBPSシーケンス番号、ブロック分割数、各ブロ
ックのセグメント数を少なくとも含め、先頭ブロック以
外のブロックのBPSに先頭からのブロック位置を示す
BPSシーケンス番号を少なくとも含めて伝送する。ブ
ロック内のセグメントのシーケンスは維持されているか
ら、ブロック毎にシーケンス番号を付すだけでMACフ
レーム全体のセグメントのシーケンス保存ができる。
【0010】更に、受信側中継装置15は、先頭BPS
を受信した時、該先頭BPSに含まれる情報に基づいて
ブロック毎に該ブロックを記憶するメモリ領域における
先頭アドレスとブロックのセグメント数とを管理する受
信管理テーブルRATを作成し、各ブロックの先頭に付
加されたBPSに基づいて該受信管理テーブルRATを
参照してブロックを記憶するメモリ領域の先頭アドレス
とセグメント数を求め、該セグメント数分のセグメント
(ブロック)を該先頭アドレスから順にメモリ領域に記
憶するようにして元のMACフレームを組み立てる。こ
のようにすれば、受信側中継装置15はブロック毎のシ
ーケンス番号を参照するだけで、元のMACフレームに
おけるセグメントのシーケンスを保存しながら、組み立
てることができ、中継装置の負荷を軽減でき転送遅延を
少なくできる。また、本発明によれば、フレーム毎のF
CS(フレームチェックシーケンス)に基づいて、ある
いはブロック毎にフレーム識別子を用意することにより
容易にMACフレームの同一性を識別できる。
【0011】
【実施例】1本の伝送路でフレームを送る場合には該フ
レームを構成する各セグメントのシーケンスは保存され
る。本発明では分散化伝送遅延の問題と同一性の問題を
解決するためにこの特性を利用し、できるだけナンバリ
ングすることなくフレームを複数の伝送路に分散化する
ことを試みている。アプローチとしては、 ・ブロック分散の概念 ・伝送遅延とセグメント数及びブロック分割数の関係の
評価、 ・ブロック分散を実現する中継装置(IWU)の構成と
具体的伝送手順 の順番で説明する。すなわち、まず、本発明の「ブロッ
ク分散方式」がどのような状況を考慮して検討されたか
を説明したあと、ブロック分散方式を用いた場合の伝送
遅延とセグメント数の関係を定性的に評価し、その結果
によってMACフレームをブロックに分割し、得られた
ブロックを分散化する最適設計について言及する。その
あと、本方式を実現するための中継装置の構成と具体的
な伝送手順について説明する。
【0012】(a) ブロック分散の概念(図1参照) 送信側中継装置14の送信キュー→伝送路→受信側中継
装置15の受信キューの間ではセグメントフレームのシ
ーケンスは保証される。このような経路が複数あるとす
ると幾つかのセグメントからなるフレームを分割する
際、シーケンスを保存した経路数個のブロックに分割
し、これらをパラレルに伝送する方が効率が良い場合が
あると考えられる。たとえば、あるMACフレーム21
(図1参照)が50個のセグメントSよりなる2つのセ
グメントフレーム(ブロック)BL1,Bl2に分割さ
れたとして、送信側中継装置14がそのシーケンス番号
1、2、3、・・・50をポート1(第1伝送路TL
1)に割り当て、シーケンス番号51、52、53、・
・・100を第2ポート(第2伝送路TL2)に割り当
てればポート(伝送路)毎のシーケンスは保存されるこ
とになる。これらは同時に転送されるから、1〜100
迄のセグメントを1本の同一バンド幅の伝送路でシーケ
ンス転送した場合よりも遅延は小さいはずである。
【0013】もちろん、分割されたブロックはどれが先
に到着するか保証されないからブロック単位でナンバリ
ングする必要はある。そこで、本発明では、ブロックB
L1,BL2の先頭にブロックの境界を識別し、かつ、
着信側でフレームを組み立てるのに必要な情報(ブロッ
クパーティションセグメント:以後単にBPSという)
を置く。BPSには、引っ越しの際に幾つかに梱包され
た荷物の個口と同じようにブロック番号(BPSシーケ
ンス番号)やブロック分割数等の情報を含ませるように
する。すなわち、送信側の中継装置14はセグメント列
(MACフレーム)21をブロック分割した際に、各ブ
ロックのブロック番号とブロック分割数等を含むBPS
を生成する。そして、ブロックの送信タイミング時に各
送信ポートの送信キューへBPS付きブロック毎に一括
転送する。ファームウェア的に見るとこのブロック一括
転送は重要である。なぜならば、ポートを識別しながら
各セグメントを一つ一つ逐次転送するのに比較して遅延
が小さいからである。一方、受信側の中継装置15で
は、受信キューから獲得したBPSの情報によって予め
フレーム組み立て用のバッファ領域を確保することがで
き、その情報に従ってキューイングバッファからブロッ
ク毎に一括転送することができる。もし、後者のブロッ
クが先に到着してもBPSに含まれるブロック番号(B
PSシーケンス番号)を用いてフレーム組立バッファ内
の妥当な格納アドレスを発見することは容易であり、最
終的に元のMACフレーム21のシーケンス通りにMA
Cフレームを復元することができる。
【0014】(b) 伝送遅延とセグメント数及びブロック
分割数の関係の評価 ブロック化方式についての別の考察すべき事柄は、ブロ
ック化作業による遅延の問題がある。たとえば、極端な
例であるが、2つのセグメントよりなるMACフレーム
を2本の伝送路で転送する場合を考えると、ブロック化
されるセグメントは高々1個である。このような小フレ
ームの転送の場合にはブロック化に要する時間はパラレ
ル転送で短縮される時間のアドバンテージよりも大きく
なり、ブロック化は有効でなくなる可能性がある。つま
り、分割化の優位性はブロック化に要する時間とパラレ
ル転送で短縮される時間のアドバンテージのトレードオ
フにより依存する。
【0015】1フレームに要する伝送遅延の評価式は、
次式 [伝送遅延時間」=[受信側中継装置での1MACフレ
ーム組立完了時刻]−[送信側中継装置での1MACフ
レームの分割開始時刻] =[ブロック分割判定時間]+[ブロック設定時間]+
[エンキュー時間]+[送信キュー遅延時間]+[伝送
路遅延時間]+[受信キュー遅延時間] +[デキ
ュー時間]+[フレーム組立時間] で表現される。すなわち、 τ=τj+b(τHPHG)+(s+b)(τqiqo)+{Σ(τ1k(t)}/L (k=1〜(s+b)) =A+B+C+D ・・・(1) となる。
【0016】但し、 L:伝送路数 b:ブロック分割数 s:セグメント数 τj:ブロック分割判定時間 τHP:1ブロック当りの、分割してBPSを設定する時
間 τHG:1ブロック当りの、BPSを取り除きフレームを
組み立てる時間 τqi:1セグメント当りのエンキュー時間 τqo:1セグメント当りのデキュー時間 τ1k:1セグメント当りの、その時刻における伝送路滞
在時間 ここで、A(=τj)はブロック分割判定に要する時
間、B(=b(τHPHG))は(送信側でブロック化を行
ってBPSの設定及びBPSとデータブロックの関連付
けを行う時間+受信側でBPSを取り除き1フレームを
組み立てる時間)、C(=(s+b)(τqiqo))は(全て
のブロックのセグメントが送信キューにキューイングさ
れる時間+受信キューにキューイングされている時
間)、D(=Σ(τ1k(t)/L)は全てのセグメントが送信
キューにエンキューしてから受信キューをデキューする
までの時間である。Dの項が時間に依存しているのはそ
の時のキューイングの状態によって遅延の変動が起こる
ことを示している。このうち、上記したブロック化に要
する時間に相当するのはA,Bの部分、不可分散による
アドバンテージに相当するのはDの部分、Cは共通に必
要な部分である。
【0017】今、簡単のために、 ・1ポート単位の伝送路バンド幅は同一 ・伝送速度に比べて送受信割込み制御の処理は十分に高
速である(つまり、割込み制御の遅延が連続伝送に影響
を与えることはない) と仮定すると、上記遅延評価式のD項は次のように表現
できる。 D=8・ls・(s+b)/L/C0 ・・・(2) 但し、C0:伝送路速度(bit/sec) 1s:1セグメント当りのオクテッド長 ここで、ブロック化しない場合の遅延(=τo)とブロ
ック化する場合の遅延(=τb)を比較する。ブロック
化しない場合にはA,Bの項がなくてb=0となるか
ら、 τo=s(τqiqo)+8・ls・s/C0 ・・・(3) 一方、ブロック化する場合は、 τb=τj+b(τHPHG)+(s+b)(τqiqo)+8・ls・(s+b)/L/C0 =A+B+(s+b)(τqiqo)+8・ls・(s+b)/L/C0 ・・・(4) となる。
【0018】ここで、ブロック分散のための余分に必要
な時間を E=A+B+b(τqiqo) のように定義すると τb=E+s(τqiqo)+8・ls・(s+b)/L/C0 ・・・(4)′ となる。従って、τbの方がτoよりも小さくなるときの
Eの条件は τb−τo<0 を計算すると E<(8・1s/C0){s-(s+b)/L} (6) となる。この式をもとにL=bとし、bをパラメータと
してsとEの関係を示すと図2に示すようになる。
【0019】この図2より次の傾向を読み取ることがで
きる。すなわち、 ・ブロック分割が有効である領域は少なくともb=2の
グラフの下領域にEが存在する時である。従って、ブロ
ック分散による負荷分散を行った場合に分散化に要する
遅延時間を測定した結果がこの領域にあればブロック分
散の有効性があると判断できる。 ・異なるブロック数のグラフを比較すると、同一セグメ
ント数においてはブロック数が大きくなってもEの余裕
度はそれ程多くはならない。これは分散する伝送路数を
多くしたからと言ってそれによる遅延縮小のメリットは
必ずしも大きくならないことを示している。一方、同一
Eで異なるセグメント数のグラフを比較すると、ブロッ
ク数=2のsはブロック数=4のsの2倍はないことが
判る。従って、ブロック分割増大よりもs増大の方がマ
ージン増加の効果が大きいと言える。
【0020】図2及び(3)式、(4)′式から予想される遅
延時間とセグメント数及びブロック分割数の関係を図3
に示す。これを見ると判るように、伝送遅延はセグメン
ト数が少ない時にはブロック分割しない方が小さく、セ
グメント数が多い場合にはブロック化するアドバンテー
ジの方が大きいことが判る。ブロック化の優位性を判断
するセグメント数をブロック分割しきい値STと表現す
ると、セグメント数SNがしきい値STより大きい場合
ブロック分割数が大きい方が遅延は小さいことが判る。
これらのことからブロック分割を行う判断としては次の
ことが言える。 ・セグメント数SNがしきい値STより小さい場合には
ブロック分割数b=1とする ・セグメント数SNがしきい値STより大きい場合には
ポート数(伝送路数)=ブロック分割数としてブロック
化する。 ここで評価した方法では大胆な仮定を行っているので、
結果はブロック分割する場合としない場合の遅延効果の
定性的傾向を示していると解釈するのが妥当である。ブ
ロック分割の効果が有効と判断されるブロック分割しき
い値STは、図3の各直線交点におけるセグメント数で
あるが、余裕を見てこの値より少し大きめにしても良
い。
【0021】(c) 送信側中継装置の構成図 図4は送信側中継装置IWU14の構成図であり、隣接
ノード間に伝送路が3本ある場合の例である。図中、1
4aはLANから入力されたMACフレームをセグメン
トに分割するセグメント分割部、14bはMACフレー
ムをブロックに分割すべきか否か、又分割する場合のブ
ロック数を決定するブロック数決定部であり、ブロック
分割のしきい値STを記憶するしきい値記憶部14b-1
と、セグメント分割部14aから入力されるMACフレ
ームのセグメント数SNとしきい値STの大小を比較
し、SN≦STの場合にはブロック分割しない旨を指示
し(b=1)、SN>STの場合にはブロック分割を指
示する比較部14b-2と、SN>STの場合にブロック分
割数bを算出するブロック分割数算出部14b-3を備えて
いる。14cはMACフレームを記憶するデータバッフ
ァ、14dは分割すべきブロック数bに基づいてフレー
ム管理テーブルFATや各ブロックの先頭に付されるブ
ロックパーティションセグメントBPSを生成すると共
に、各ブロックをどのポート(伝送路)に割り当てるか
を決定する分散処理部、14eはフレーム管理テーブル
FATを記憶するフレーム管理テーブル記憶部、14f
は各ブロックのBPSを記憶するBPS記憶部、14g
はポート毎にブロック伝送順を管理するブロック伝送順
序管理部であり、第1〜第3ポート用のキュー部14g-1,
14g-2,14g-3を備えている。14h〜14jは各ポート
14k〜14nに対応して設けられた第1〜第3送信制
御部であり、対応するキュー部14g-1,14g-2,14g-3に記
憶されたブロック伝送順に従って各ブロックのBPSと
ブロックのセグメントデータをそれぞれBPS記億部1
4f、データバッファ14cから読み出して第1〜第3
ポート14k〜14nを介して第1〜第3伝送路TL1
〜TL3に出力するものである。尚、データバッファ1
4c、フレーム管理テーブル記憶部14e、BPS記憶
部14fは1つのRAM上の領域を使用する。
【0022】図5はフレーム管理テーブルFATとBP
Sの内容説明図であり、同図(a)はフレーム管理テーブ
ルFATの内容説明図、同図(b)はフレームの先頭ブロ
ックに付加するフレーム先頭BPSの内容説明図、同図
(c)は先頭ブロック以外のブロックに付加するBPSの
内容説明図である。フレーム管理テーブルFATは分散
処理部14dの制御で生成され、フレーム識別子fi
d、宛先アドレスDA、発信元アドレスSA、ブ
ロック分割数b、及び各ブロックの情報を含み、ブロッ
ク毎に該ブロックを送出するポート番号(伝送路)P
i(i=1,2,3,・・・b)、該ブロックのBP
Sを記憶するBPS記億部14fの先頭アドレスを指す
BPSポインタBPi、該ブロックのデータを記憶す
るデータバッファ−14cにおける先頭アドレスを指す
ブロックデータポインタDPi、該ブロックのセグメ
ント数Siを管理するようになっている。
【0023】各ブロックの先頭に付加されるBPSはフ
レーム管理テーブルFATと同様に分散処理部14dの
制御で生成され、先頭ブロックに付加されるフレーム先
頭BPSは、宛先アドレスDA、発信元アドレスS
A、フレーム先頭識別コードOxff、サイクリック識
別子cid、トータルセグメント数SN、ブロック
の先頭からの位置を示すBPSシーケンス番号Seq、
ブロック分割数b、及び各ブロックの情報を含み、ブ
ロック毎に該ブロックを送出するポート番号(伝送
路)Pi(i=1,2,3,・・・b)、該ブロック
のセグメント数Siを保持するようになっている。先頭
ブロック以外のブロックに付加される各BPSは、宛
先アドレスDA、発信元アドレスSA、サイクリッ
ク識別子cid、ブロックの先頭からの位置を示すB
PSシーケンス番号Seq、ブロックのセグメント数
Siを保持するようになっている。
【0024】図6はブロック伝送順序管理部14gにお
ける各キュー部14g-1,14g-2,14g-3の説明図であり、各
キュー部はそれぞれリングバッファRBFと、キューイ
ングカウンタQCNTを備えている。リングバッファR
BFには送出する順にブロックがキューイングされ、各
ブロックに対応して該ブロックのBPS記憶位置を指
すBPSポインタBPiとBPSのセグメント数Bi、
ブロックデータ記憶位置を示すブロックデータポイン
タDPiとブロックのセグメント数Siが記憶されるよ
うになっている。キューイングカウンタQCNTはブロ
ックがキューイングされる毎にインクリメントし、また
デキューされる毎にデクリメントし、各伝送路に分散す
るブロック数が均等になるように、分散処理部14dが
分散処理時に参照する。
【0025】(d) 送信側中継装置の制御 図7〜図10は送信側中継装置の制御の流れ図である。ブロック分割処理(図7参照) LANよりMACフレームが入力されると、セグメント
分割部14aはセグメント分割してデータバッファ−1
4cに格納すると共に、全セグメント数SNを求める。
ブロック数決定部14bは、セグメント分割部14aよ
りMACフレームの全セグメント数SNが入力される
と、ブロック分割しきい値ST(図3に従って予め設定
されている)と全セグメント数SNの大小を比較し、S
N≦STの場合にはブロック分割しないとしてブロック
分割数b=1とし、SN>STの場合にはブロック分割
をするものとし、次式 b=SN/ST により、ブロック分割数bを演算する(ステップ10
1)。尚、上式において余りは例えば切上げてブロック
分割数bは整数になっている。
【0026】ブロック分割数bが決定されると、分散処
理部14dはフレーム管理テーブルFATを記憶するた
めの領域(フレーム管理テーブル記億部14e)を確保
すると共に、その先頭アドレスを獲得する(ステップ1
02)。ついで、フレーム識別子fid、宛先アド
レスDA、発信元アドレスSA、ブロック分割数b
をフレーム管理テーブル記億部14eの先頭アドレスか
ら順に記憶する(ステップ103)。しかる後、分散処
理のメインル−チンを実行する(ステップ104)。
【0027】分散処理(図8、図9参照) 分散処理のメインル−チンにおいては、まずi=1と
し、ついで1BPSを記憶するための記億領域(BPS
記億部14f)を確保すると共に、先頭アドレスBPi
を獲得する(ステップ201)。ついで、i=1か判断
し(ステップ202)、i=1であれば、フレーム先頭
BPSを生成する。すなわち、宛先アドレスDA、発信
元アドレスSA、フレーム先頭識別コードOxff、サイク
リック識別子cid、トータルセグメント数SN、ブロ
ックの先頭からの位置を示すBPSシーケンス番号Se
q、ブロック分割数bをBPS記億部14fに格納する
(ステップ203)。しかる後、フレーム先頭BPSの
セグメント数Biを計算すると共に、BPSの先頭アド
レスBPiをフレーム管理テーブルFATに記録する
(ステップ204、205)。
【0028】BPS先頭アドレスの記録後、データバッ
ファー14cの先頭アドレスとブロック分割数bを用い
て、各ブロックの先頭アドレスBP2〜BPbを計算し
てフレーム管理テーブルFATに記録する(ステップ2
06)。ついで、各ブロックのセグメント数S1〜Sb
を計算してフレーム管理テーブルFATに記録する(ス
テップ207)。尚、第1〜第(b−1)ブロックまで
のセグメント数はST、最後の第bブロックのセグメン
ト数は[SN-(b-1)・ST]となる。しかる後、分散処理部1
4dは各キュー部14g-1〜14g-3のキューイングカウンタ
QCNTの計数値(初期値は0)を捜査してキューイン
グ長(計数値)が最も小さいものを求め、該キューイン
グ長が最も小さいキューイングカウンタQCNTに応じ
たポート番号Piを求め、該ポート番号をフレーム管理
テーブルFATとフレーム先頭BPSに記録する(ステ
ップ208,209)。
【0029】ついで、ポート番号Piと、第iブロック
に付加するBPSのBPSポインタBPiと、該BPS
のセグメント数Biとを引数として該当キュ−部のリン
グバッファーRBFにエンキューする(ステップ21
0)。又、ポート番号Piと、データバッファーにおけ
る第iブロックの先頭アドレス(データポインタ)DP
iと、第iブロックのセグメント数Siとを引数として
該当キュ−部のリングバッファーRBFにエンキュ−す
る(ステップ211)。以上により、ステップ208で
求めたポート番号に対応するキュ−部のリングバッファ
RBFに、第iブロックがキューイングされる。すなわ
ち、第iブロックに対応して 該ブロックのBPS記憶位置を指すBPSポインタB
PiとBPSのセグメント数Bi、ブロックデータ記
憶位置を示すブロックデータポインタDPiとブロック
のセグメント数Siがそれぞれ所定のキュー部にキュー
イング(記憶)される。
【0030】以上により、第iブロックの分散処理が終
了すれば、分散処理部14dは全ブロックの分散処理が
終了したか判断し、すなわちi=bであるか判断し(ス
テップ212)、i=bであれば分散処理を終了し、i
<bであればi+1→iによりiをインクリメントし
(ステップ213)、ステップ201に戻り以降の処理
を繰り返す。一方、ステップ202においてi≠1であ
れば、先頭ブロック以外のブロックのBPSを生成す
る。すなわち、宛先アドレスDA、発信元アドレスS
A、サイクリック識別子cid、ブロックの先頭からの
位置を示すBPSシーケンス番号Seq、ブロックのセ
グメント数SiをBPS記億部14fに格納する(ステ
ップ214)。しかる後、BPSのセグメント数Biを
計算すると共に(ステップ215)、BPSの先頭アド
レスBPiをフレーム管理テーブルFATに記録し(ス
テップ216)、以後、ステップ208以降の処理を行
なう。
【0031】送信処理(図10) 以上の分散処理により、ブロック伝送順序管理部14g
の各キュ−部にブロックが分散されてキューイングされ
ると、各キュ−部に対応する送信制御部14h〜14j
は以下の処理を行なって伝送順にブロックをデキューし
ながら対応するポートを介して伝送路に送り出して受信
側中継装置に伝送する。すなわち、各送信制御部14h
〜14jは対応するキュ−部のリングバッファーRBF
よりポインタとセグメント数を獲得し、セグメント数を
データ数としてセットする(ステップ301、30
2)。尚、1つのブロックにつき、 BPSポインタBPiとBPSセグメントBi及び データバッファーポインタDPiとブロックセグメン
ト数Siが順に獲得される。ついで、データ数が0であ
るかチェックし(ステップ303)、データ数が0でな
ければ、ポインタ(BPSポインタあるいはデータバッ
ファーポインタ)が指示するアドレスから1セグメント
を読出して対応するポートを介して伝送路に送り出す
(ステップ304)。
【0032】1セグメントのデータ送出後、データ数を
デクリメントすると共に(ステップ305)、ポインタ
をインクリメントし(ステップ306)、しかる後、ス
テップ303に戻り以降の処理を繰り返す。一方、ステ
ップ303においてデータ数=0であれば、1BPSま
たは1ブロックの伝送が終了する。ついで、全ブロック
の伝送が完了したかチェックし(ステップ307)、完
了してなければステップ301に戻り次に伝送すべきB
PS又はブロックのポインタとセグメント数を獲得して
以降の処理を繰り返す。以上により、各キュ−部にキュ
ーイングされているブロック順序で、まずBPSが次い
でブロックが対応するポート及び伝送路を介して受信側
中継装置に伝送される。
【0033】(e) 受信側中継装置の構成図 図11は受信側中継装置IWUの構成図であり、隣接ノ
ード間に3本の伝送路TL1〜TL3がある場合の例で
ある。図中、15a〜15cは各伝送路TL1〜TL3
に対応するポート、15d〜15fは各ポートより取り
込まれたブロックを取り込み順にキューイングする受信
キュー、15gはMACフレームを記憶するメモリ領域
を確保すると共に、受信したフレーム先頭BPSを用い
て受信管理テーブルRATを生成し、かつ、該受信管理
テーブルRATを用いて伝送されてきたブロックより元
のMACフレームを復元する(組み立てる)MACフレ
ーム組立処理部、15hは受信管理テーブルRATを記
憶する受信管理テーブル記憶部、15iは各ブロックを
元のシーケンスを維持しながら記憶し、最終的にMAC
フレームを記憶するするMACフレーム記憶部である。
MACフレーム組立処理部15gは、各ポートに対応し
て処理部15g-1〜15g-3を備え、対応する受信キューより
受信ブロック順にBPSとブロックデータを取り出して
MACフレーム組み立て処理を行なう。
【0034】図12は受信管理テーブルRATの内容説
明図である。受信管理テーブルRATは、フレーム先頭
BPSに基づいてMACフレーム組み立て処理部15g
の制御で生成され、発信元アドレスSA、フレーム
先頭識別コードOxff、サイクリック識別子cid、
トータルセグメント数SN、ブロックの先頭からの位
置を示すBPSシーケンス番号Seq、ブロック分割
数b、及び各ブロックの情報を含み、ブロック毎にブ
ロックポート番号Pi(i=1,2,3,・・・b)、
該ブロックのセグメント数Si、ブロックの各セグ
メントデータを記憶するMACフレーム記億部15iに
おける先頭アドレスaddiを保持するようになってい
る。尚、先頭アドレスaddiは図13を参照して以下
のように生成される。すなわち、MACフレームを記憶
するメモリ領域(MACフレーム記億部15i)の先頭
アドレスをA1とすれば第1ブロックの先頭アドレスa
dd1はA1となり、第2ブロックの先頭アドレスadd
2(=A2)は(A1+S1)となる。但し、S1は第1ブ
ロックのセグメント数である。以下、同様に第3ブロッ
クの先頭アドレスadd3(=A3)は(A2+S2)とな
り、第4ブロックの先頭アドレスadd4(=A4)は
(A3+S3)、・・・となる。
【0035】(f)MACフレーム組み立て処理 図14は受信側中継装置によるMACフレーム組み立て
処理の流れ図である。MACフレーム組み立て処理部1
5gにおける各処理部15g-1〜15g-3はそれぞれこの流れ
図に従ってMACフレーム組み立て処理を並行的に実行
する。各処理部は対応する受信キュ−から受信ブロック
順にセグメントを獲得し、内蔵のデータカウンタ(初期
値は0)であるかチェックする(ステップ401、40
2)。データカウンタの内容が0の場合には、受信キュ
−から獲得したセグメントはBPSと判断し、つぎに該
BPSがフレーム先頭BPSであるかをフレーム先頭識
別コ−ドを参照して判断する(ステップ403、40
4)。フレーム先頭BPSであれば、MACフレーム組
み立て用のデータバッファー領域(MACフレーム記億
部15i)及びその先頭アドレスA1を確保し、次いで
フレームリリース処理を行なう(ステップ405、40
6)。フレームリリース処理は直前に組み立てていたフ
レームをFCS(フレームチェックシ−ケンス)に掛
け、FCSがOKでない場合には破棄するものである。
これにより、同一性の問題を解決できる。ついで、受信
管理テーブルRATを作成して受信管理テーブル記億部
15hに格納する(ステップ407,408)。この場
合、図13で説明したように各ブロックを記憶する領域
の先頭アドレスaddiが計算されて受信管理テーブル
RATに記録される。
【0036】受信管理テーブルRATの作成が完了すれ
ば、図示しないバッファーポインタ及びデータカウンタ
にそれぞれ、先頭アドレスadd1とブロックセグメン
ト数S1をセットして初めに戻る。以後、次のセグメン
トが受信キュ−より取り込まれる(ステップ401)。
今度は、データカウンタの内容は0でないから、ステッ
プ402において「NO」となる。このため、処理部15
g-1〜15g-3は獲得したセグメントデータをバッファーポ
インタが指示する記億域に格納する(ステップ41
0)。ついで、データバッファーポインタの内容をイン
クリメントし(ステップ411)、データカウンタの内
容をデクリメントし(ステップ412)、初めに戻る。
以後、ステップ401→402→410→411→41
2の処理が繰り返され、最終的に1ブロックの全セグメ
ントデータがMACフレーム記億部15iの指定された
領域に格納される。
【0037】1ブロックの全セグメントデータがMAC
フレーム記億部15iに格納された時点では、データカ
ウンタの内容は0になり、受信キューより獲得する次の
セグメントはBPSと判断される。このBPSはフレー
ム先頭識別コ−ドを有していないからフレーム先頭BP
Sでない。マークフレーム組立処理部15gはBPSに
含まれる発信元アドレスSA、サイクリック識別子ci
d、BPSシーケンス番号をキーとして(BPSシーケ
ンス番号のみをキーとしても良い)受信管理テーブルR
ATを参照し、第2ブロックのデータ記憶領域における
先頭アドレスadd2とセグメント数S2を求め、内蔵の
バッファーポインタ及びデータカウンタにそれぞれセッ
トし始めに戻る。以後、ステップ401→402→41
0→411→412の処理が繰り返され、最終的に1ブ
ロック(第2ブロック)の全セグメントデータがMAC
フレーム記億部15iの指定された領域に格納される。
以後、同様にして第3、第4・・・第bブロックがMA
Cフレーム記憶部15iに格納されて行き、最終的にM
ACフレームがMACフレーム記憶部15iに連続的に
記憶され(組立られ)、LANに順に送出される。
【0038】以上ではフレーム毎のFCS(フレームチ
ェックシーケンス)に基づいてMACフレームの同一性
の判断を行っているが、ブロック毎にフレーム識別子を
付加することによりMACフレームの同一性を識別する
ようにもできる。また、以上では、送信側、受信側の中
継装置を別々に説明したが、各中継装置は送信、受信の
両構成を備えているものである。以上、本発明を実施例
により説明したが、本発明は請求の範囲に記載した本発
明の主旨に従い種々の変形が可能であり、本発明はこれ
らを排除するものではない。
【0039】
【発明の効果】以上本発明によれば、予めMACフレー
ムを分散して伝送すべきであるか、分散せずに伝送すべ
きかのしきい値STを設定しておき、MACフレームを
構成するセグメント数SNがしきい値ST以上の場合、
セグメント数をしきい値で除算して得られる数にMAC
フレームをburo分割すると共に、各ブロックを複数
の伝送路に均等になるように分散して伝送し、MACフ
レームを構成するセグメント数がしきい値以下の場合に
は、MACフレームを分散せず1本の伝送路で伝送する
ようにしたから、伝送遅延を極小化して分散伝送するこ
とができる。また、本発明によれば、各ブロックの先頭
にBPSを付加すると共に、MACフレームの先頭ブロ
ックに付加するフレーム先頭BPSにMACフレームの
トータルセグメント数、先頭からのブロック位置を示す
BPSシーケンス番号、ブロック分割数、各ブロックの
セグメント数を少なくとも含め、先頭ブロック以外のブ
ロックのBPSに先頭からのブロック位置を示すBPS
シーケンス番号を少なくとも含めて伝送するように構成
したから、各ブロック内のセグメントのシーケンスは維
持されており、ブロック毎にシーケンス番号を付すだけ
でMACフレーム全体のセグメントのシーケンス保存が
できる。
【0040】更に、本発明によれば、フレーム先頭BP
Sを受信した時、該フレーム先頭BPSに含まれる情報
に基づいてブロック毎に該ブロックを記憶するメモリ領
域における先頭アドレスとブロックのセグメント数とを
管理する受信管理テーブルを作成し、各ブロックの先頭
に付加されたBPSの内容をキーとして該受信管理テー
ブルを参照し、ブロックを記憶するメモリ領域の先頭ア
ドレスとセグメント数を求め、該セグメント数分のセグ
メント(ブロック)を該先頭アドレスから順にメモリ領
域に記憶するようにして元のMACフレームを組み立て
るようにしたから、受信処理に際してブロック毎のシー
ケンス番号を参照するだけで、元のMACフレームをそ
のシーケンスを保存しながら組み立てることができ、中
継装置の負荷を軽減でき転送遅延を少なくできる。ま
た、本発明によれば、フレーム毎のFCS(フレームチ
ェックシーケンス)に基づいて、あるいはブロック毎に
フレーム識別子を用意することにより容易にMACフレ
ームの同一性を識別できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理説明図である。
【図2】ブロック化による遅延時間Eとセグメント数の
関係図である。
【図3】伝送遅延時間とセグメント数及びブロック数の
関係図である。
【図4】本発明の送信側中継装置の構成図である。
【図5】フレーム管理テーブル及びBPSの内容説明図
である。
【図6】キュー部の説明図である。
【図7】送信側中継装置による処理の第1の流れ図(ブ
ロック分割処理)である。
【図8】送信側中継装置による処理の第2の流れ図(分
散処理)である。
【図9】送信側中継装置による処理の第3の流れ図(分
散処理)である。
【図10】送信側中継装置による処理の第4の流れ図
(送信処理)である。
【図11】受信側中継装置の構成図である。
【図12】受信管理テーブルの内容説明図である。
【図13】ブロックの記憶位置説明図である。
【図14】MACフレームの組立処理の流れ図である。
【図15】従来の第1の負荷分散方式の説明図である。
【図16】従来の第2の負荷分散方式の説明図である。
【符号の説明】
11,12・・LAN 13・・WAN(ネットワーク) 14・・送信側中継装置(IWU) 14b−1・・しきい値記憶部 14d・・分散処理部 15・・受信側中継装置(IWU) 15g・・MACフレーム組立処理部 21・・MACフレーム TL1〜TLn・・伝送路

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ローカルエリアネットワーク(LAN)
    間で中継装置を介して多数のセグメントよりなるMAC
    フレームを複数の伝送路に分散して伝送する分散伝送方
    式において、 送信側の中継装置に予めMACフレームを分散して伝送
    すべきであるか、分散せずに伝送すべきかのしきい値を
    設定しておき、 該中継装置はMACフレームを構成するセグメント数が
    しきい値以上の場合、セグメント数をしきい値で除算し
    て得られる数のブロックにMACフレームを分割すると
    共に、各ブロックを複数の伝送路に分散して伝送し、 MACフレームを構成するセグメント数がしきい値以下
    の場合には、MACフレームを分散せず1本の伝送路で
    伝送することを特徴とする分散伝送方式。
  2. 【請求項2】 各伝送路で伝送するブロック数が均等に
    なるように各ブロックを伝送路に分散することを特徴と
    する請求項1記載の分散伝送方式。
  3. 【請求項3】 各ブロックの先頭にブロックパーティシ
    ョンセグメントBPSを付加すると共に、 MACフレームの先頭ブロックに付加する先頭BPSに
    MACフレームのトータルセグメント数、先頭からのブ
    ロック位置を示すBPSシーケンス番号、ブロック分割
    数、各ブロックのセグメント数を少なくとも含め、 先頭ブロック以外のブロックのBPSに先頭からのブロ
    ック位置を示すBPSシーケンス番号を少なくとも含め
    て伝送することを特徴とする請求項1又は請求項2記載
    の分散伝送方式。
  4. 【請求項4】 受信側の中継装置は、先頭BPSを受信
    した時、該先頭BPSに含まれる情報に基づいてブロッ
    ク毎に該ブロックを記憶するメモリ領域における先頭ア
    ドレスと、ブロックセグメント数とを管理する受信管理
    テーブルを作成し、 各ブロックの先頭に付加されたBPSを受信した時、該
    BPSに基づいて前記受信管理テーブルを参照して該ブ
    ロックを記憶するメモリ領域の先頭アドレスとブロック
    セグメント数を求め、 該セグメント数分のセグメントを該先頭アドレスから順
    にメモリ領域に記憶することによりMACフレームを組
    立ることを特徴とする請求項3記載の分散伝送方式。
JP19534992A 1992-07-22 1992-07-22 分散伝送方式 Withdrawn JPH0646061A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100390427B1 (ko) * 2000-12-06 2003-07-07 엘지전자 주식회사 케이블 네트워크에서의 mac 프레임 포맷 및 통신 설정방법
US8201469B2 (en) 2006-08-08 2012-06-19 Isuzu Motors Limited Output shaft reduction-type dual clutch transmission

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