JPH0766818A - トークン再発生方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明はトークンパッシング方式の情報ネッ
トワークにおいて、トークンの受信欠落が生じた場合に
これを確実かつ迅速に回復させ、さらにネットワーク回
線の使用効率を向上させるようなトークン再発生方式を
提供することを目的とする。 【構成】 異なる２種類の値の後続局監視時間を用意し
て、これらに対応する一定の識別コードをトークンフレ
ームに付加することにより、トークンフレームの受信局
における後続局監視時間が指定される。このときトーク
ンフレームの送信局は常に自局の後続局監視時間とは異
なるもう一方の後続局監視時間に対応する識別コードを
トークンフレームに付加する。これにより、トークンフ
レームの送信局と受信局がほぼ同時刻に後続局監視を開
始した場合でも、その終了時刻に差異があり、受信局は
時間的余裕をもって送信局のリトライトークンフレーム
を受信することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はＬＡＮやＷＡＮ等の情報
ネットワークシステムにおける局間（プロセッサ間）の
通信方式であるトークン通信方式に係り、特にトークン
の受信を確実に行う為のトークン再発生方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＬＡＮ（ローカルエリアネットワークシ
ステム）やＷＡＮ（ワイドエリアネットワークシステ
ム）等のように、複数のコンピュータや各種プロセッサ
を通信回線を介して接続した情報ネットワークシステム
が現在広く利用されている。この様なネットワークシス
テムでは、プロセッサ間の通信を効率良く行う為、トー
クン通信方式が使用され、特にバス形のネットワークシ
ステムではトークンパッシング方式が採用されている。
この方式は、各プロセッサ（各局）がネットワーク上へ
データを送信する機会を平等に得られるようにする方式
であり、トークンフレームと呼ばれるフレームが利用さ
れる。すなわち、トークンフレームはネットワークの回
線上を巡回するデータ送信のための送信権を授受する制
御情報であり、このトークンフレームには宛先局のアド
レスを含むものである。この方式ではトークンを持って
いる局が送信局となり、データの送信後、自局の局番の
次の局番（降順）あるいは自局の局番の前の局番（昇
順）を後続局の局番として宛先アドレス部に設定したト
ークンフレームを送出する。他の各局ではこのトークン
フレームの宛先アドレス部の局番を調べ自局の局番であ
ればこれを取り込み、新たなトークンの所有局、つまり
送信局となる。

【０００３】また、新たな送信局はデータを送信した
後、再び前の送信局と同じ順序（降順あるいは昇順等）
に従って新たな後続局の局番を設定し、トークンフレー
ムを送出する。このように局番順にトークンの授受を繰
り返し、末端の局番（最後の局番あるいは最初の局番）
にトークンが回ってきたとき、後続局としてもう一方の
末端の局番（最初の局番あるいは最後の局番）を設定す
る。このようにして、全ての局が参加するトークン伝達
のループが形成され、送信権の授受が均等かつ円滑に行
われることになる。

【０００４】ところで、この様なトークンパッシング方
式を使用するネットワークシステムにおいて、回線上に
予期しないノイズ等が発生する場合がある。かかる場
合、送信局から出力されたトークンフレームがこのノイ
ズ等の影響を受け、後続局で受信されないことも起こり
得る。この様な状態を放置すればトークンフレームに従
った送信権の伝達が停止してしまい、以後どの局もデー
タの送信が行えなくなる。これを防ぐためトークンパッ
シング方式のネットワークシステムでは、送信局がトー
クンフレーム送出後、特定の後続局監視時間を設け、後
続局が伝送フレームを回線上に送出するのを監視するこ
とになっている。そして、後続局による伝送フレームが
観測されれば、トークンフレームが正常に伝達されたと
判断し、後続局の監視を終了する。

【０００５】しかしながら、もし後続局監視時間内に回
線上に信号が全く検出されなかった時は、何らかの理由
でトークンフレームが後続局に伝わらなかったか、もし
くは後続局により受信されなかったと判断し、再び同じ
後続局宛にトークンフレーム（リトライトークンフレー
ム）を出力し、このときも後続局の監視を行い、リトラ
イトークンフレームが確実に伝達されるまで、この動作
を繰り返す。この様にしてトークンフレームが確実に後
続局に伝わ様に構成している。

【０００６】ここで、従来より上述の後続局監視時間を
決めるのに、次の２つの方法が用いられている。すなわ
ち、（イ）全ての局が同一の固定された後続局監視時間
を用いる方式、及び（ロ）局番の大きさに比例した値
等、局番をパラメータにして算出した値をその局の後続
局監視時間として用いる方式である。この場合各局がそ
の局番に応じてそれぞれ異なった後続局監視時間を持つ
ことになる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の後続局監視時間の決め方には、次のような問
題がある。

【０００８】まず、上記（イ）の方式では、ネットワー
クが２局のみで構成されている場合、トークンが２局間
を往復するだけなのでお互いにリトライトークンフレー
ムの受信ができなくなることがある。例えば、局番が１
の局Ａと局番が２の局Ｂがネットワークを通じてデータ
の送受信を行う場合、今局Ａが送信局となり、データを
局Ｂ宛に送信した後、送信権を局Ｂに付与する為、宛先
アドレス部の局番をＢに設定したトークンフレームを回
線上に送出し、一定の時間（後続局監視時間）局Ｂの信
号を監視する。局Ｂでは局Ａより送信されたデータに引
き続き上述のトークンフレームを受信する。この時点で
局Ｂは送信局となるが、たまたま送信すべきデータを持
っていないとすると、受信したトークンフレームの宛先
アドレス部の局番をＡに変え直ちに局Ａにトークンフレ
ームを送り返し、後続局である局Ａの信号を局Ａと同じ
時間（後続局監視時間）を設けて監視する。かかる場
合、この局Ｂより発せられたトークンフレームが局Ａに
正常に伝われば問題は生じないのであるが、ノイズその
他の理由により局Ａに伝わらない場合、局Ａでは後続局
監視時間が経過しても局Ｂから何の信号も届かないた
め、自局の送出したトークンフレームが局Ｂに受信され
ていないと判断し、再度トークンフレームを送出する準
備をする。他方局Ｂでは、トークンフレームを受信後直
ちにこれを送信したため局Ｂの後続局監視開始時刻は局
Ａの後続局監視開始時刻の直後となり、両者の間には大
差がなくなる。さらに両局Ａ、Ｂが同一の後続局監視時
間を用いているために、局Ａの後続局監視時間がタイム
オーバーした直後に局Ｂの後続局監視時間もタイムオー
バーし、局Ｂも再度トークンフレームの送出準備を始め
る。従って局Ａが送出したリトライトークンフレーム
は、局Ｂのリトライトークンフレーム準備中に到着して
しまい、局Ｂによって受信されない。このため局Ｂでは
リトライトークンフレーム送出後さらに後続局監視時間
がタイムオーバーするまで局Ａの信号を監視し続けるこ
とになる。その後もこのような現象が連続すると、局Ａ
と局Ｂが送出するリトライトークンフレームが互いの次
のリトライトークンフレームの準備中に到着してしま
い、これを受信できず、データの送信権の授受が延滞す
る。

【０００９】次に上記（ロ）の方式では、後続局監視時
間を局の数だけ用意しなければならないため、これが比
較的長い値をもつ局では、トークンフレームの伝達が失
敗してから、リトライトークンフレームの送出準備に入
るまでの待ち時間がかさみ、ネットワーク回線の使用効
率が低下する。

【００１０】例えば、局番の大きさに比例した後続局監
視時間を用いると、局番の大きな局ほど無駄な待ち時間
が増え、それだけリトライトークンフレームの送出が遅
れることになる。この間他の局は回線を利用することが
できず、トークンフレームを待ち続ける。この傾向は局
の総数が多くなればなるほど顕著になる。

【００１１】本発明はトークンパッシング方式の情報ネ
ットワークにおいて回線の使用効率を向上させ、トーク
ンの受信欠落を迅速に回復させるような後続局監視時間
を設定したトークン再発生方式を提供することを目的と
する。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、トークンを送
信し複数のプロセッサ間、又は複数の局間のデータ通信
を行う情報ネットワークシステムに適用され、トークン
送出後に後続局を監視するための後続局監視時間に対応
する識別コードをトークンに付加する手段を有し、トー
クンの授受関係にある２つの局が互いに異なる後続局監
視時間を用いることを特徴とする。

【００１３】トークンフレームを受信した各局は、受信
したトークンフレームに付加されている識別コードに対
応する後続局監視時間をそれぞれ用いるものとする。図
１は本発明の原理を説明するフローチャートである。図
１では互いに異なる第１の後続局監視時間と第２の後続
局監視時間とが用いられている。

【００１４】まず、ステップＳ１１において第１の局か
ら第２の局へデータを出力し、Ｓ１２で第２の後続局監
視時間に対応する識別コードをトークンフレームに付加
する。

【００１５】次にＳ１３で上記トークンフレームを第１
の局から第２の局へ送出し、Ｓ１４で第１の局は前記第
２の後続局監視時間とは異なる第１の後続局監視時間の
間、第２の局からの応答を監視する。

【００１６】このとき、第１の後続局監視時間内に第２
の局からトークンフレームが送出されれば、第２の局が
トークンフレームを受信したことが確認され（Ｓ１５，
Ｙｅｓ）、第１の局は監視を終了する（Ｓ１６）。

【００１７】ところが、第２の局からのトークンフレー
ムが第１の後続局監視時間内に確認されないとき（Ｓ１
５，Ｎｏ）、第２の局がトークンフレームを受信しなか
ったものとしてＳ１３に戻り、再び第２の局へトークン
フレームを出力する。そして、第２の局がトークンフレ
ームを受信したことが確認されるまで、Ｓ１３〜Ｓ１５
の動作を繰り返し行う。

【００１８】このとき第１の後続局監視時間と第２の後
続局監視時間を異ならせておくことによりデータ通信を
確実に行うものである。本発明では、前記情報ネットワ
ークが第１の局と第２の局の２局により構成され、これ
らの２局間でトークンフレームの授受を繰り返す構成と
することもできる。

【００１９】

【作用】本発明は、最初の送信局が、自局が用いる後続
局監視時間とは異なる後続局監視時間に対応する識別コ
ードをトークンフレームに付加して回線上に送出する。
このトークンフレームを受信した後続局は付加された識
別コードに対応する後続局監視時間を自局の後続局監視
時間とし、他の識別コード、例えば最初の送信局が使用
していた後続局監視時間に対応する識別コードを新たな
識別コードとしてトークンフレームに付加して送出す
る。このように２種類の後続局監視時間を交互に指定す
ることにより後続局が常に自局と異なる後続局監視時間
を使用してトークンフレームの確認を行うので、ノイズ
等によりトークンフレームの送信ができない場合でも再
度トークンフレームを発送するので確実にトークンフレ
ームの受信を行い、且つ必要最小限の待ち時間でリトラ
イトークンを発生させるトークン再発生方式となってい
る。

【００２０】また多数の局によるネットワークシステム
の場合でも後続局監視時間の種類を必要に最小限に限定
することにより、リトライトークンフレーム送出の準備
に入るまでの待ち時間が全体として短時間で済む。すな
わち、局番をパラメータとして後続監視時間を決めた場
合よりもネットワーク回線の使用効率を格段に向上させ
る。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。図２にデータ送信のための制御情報を
もつ本実施例におけるトークンフレームの構成を示す。
宛先アドレス部にはあらかじめ決められたトークン伝達
順序に従って、後続局となるトークンフレームの宛先局
の局番が送信局により設定される。このときのトークン
伝達順序としては、例えば降順あるいは昇順に局番の設
定される。したがって、各局は次の宛先局の局番を記憶
し、トークンフレームを受信した局はこの局番を宛先ア
ドレス部に書き込む。

【００２２】識別コードは、トークンフレームを受信し
た局で用いる後続局監視時間を指定するために付加され
る。ここでは例えば２つの異なる後続局監視時間Ｘ，Ｙ
にそれぞれ対応する識別コードを、例えばＰ０，Ｐ１と
し、トークンフレームの送信局は自局が用いる後続局監
視時間とは異なる後続局監視時間に対応した識別コード
をトークンフレームに付加してこれを送出する。例え
ば、送信局がトークンフレームの送出後、後続局監視時
間Ｘにより後続局の信号を監視するのであれば、Ｙに対
応する識別コードＰ１をトークンフレームに付加する。
一方、トークンフレームを受信した後続局は付加された
識別コードＰ１に対応した後続局監視時間Ｙを自局の後
続局監視用に用い、もう一方の識別コードＰ０をトーク
ンフレームに付加して送出する。

【００２３】このようにトークンフレームが送信される
度に、識別コードＰ０，Ｐ１が交互に切り替えられる
為、一つのトークンフレームの送信局と受信局とでは常
に異なった値の後続局監視時間が用いられる構成であ
る。

【００２４】次に、図３に本発明の第１の実施例の動作
を説明するタイミングチャートを示す。これは局Ａ及び
局Ｂの２局で構成されたトークンパッシング方式のネッ
トワーク上におけるトークンの授受の時間的推移を示す
ものである。尚、初期時においては送信局は局Ａである
ものとし、その後続局監視時間はＸであるものとする。

【００２５】先ず、時刻ｔ１において、送信局である局
Ａが次の送信局である局Ｂに送信権を与えるため識別コ
ードＰ１を付加したトークンフレーム１１を回線上に送
出する。識別コードＰ１は上述の如く、後続局監視時間
Ｙに対応するものであり、対応する識別コードＰ１を付
与したトークンフレーム１１が局Ｂに送信される。ま
た、局Ａはその後、時刻ｔ２〜ｔ５までの間、つまり後
続局監視時間Ｘの間、局受信モードに入り、局Ｂの信号
の入力を待つ。

【００２６】一方、局Ｂはトークンフレーム１１を受信
すると、これに付加されている識別コードＰ１を認識
し、対応する後続局監視時間Ｙを自局の後続局監視時間
とする。ここで、局Ｂに送信すべきデータがあればその
データを送信するが、局Ｂに送信すべきデータがない場
合、局Ａに送信権を送り返すべく、トークンフレーム１
２の宛先アドレス部に局番Ａを、識別コードにはもう一
方のコードＰ０をそれぞれ設定し、例えば時刻ｔ３にこ
れを送出する。時刻ｔ２からｔ３までの時間ｔｓはトー
クンフレーム送出の準備に要する時間である。局Ｂは時
刻ｔ４で受信モードに入り、後続局監視時間Ｙを限度と
して局Ａの信号を待つ。このときｔ４と先の局Ａの後続
局監視開始時刻ｔ２との間には、同図に示す如くｔｓ＋
ｔｆのわずかな時間差しかなく、いいかえれば両局によ
る後続局監視はほぼ同時刻に開始されることになる。
尚、ｔｆはトークンフレームのフレーム長である。

【００２７】ここで、回線上に発生したノイズ等の理由
により、このトークンフレーム１２が局Ａに受信されな
かった、つまり局Ａが受信に失敗したとする。かかる場
合、後続局監視時間ＹがＸより十分長いものとすると、
時刻ｔ５に局Ａの後続局監視が先にタイムオーバーする
ため、局Ａはトークンフレーム１１が局Ｂに受信されな
かったものと判断してリトライトークンフレーム１３の
送出準備に入り、時刻ｔ６に局Ｂ宛にこれを送出する。
局ＢではＸより十分長い後続局監視時間Ｙを用いて局Ａ
の信号を待っている為、時間的余裕をもってリトライト
ークンフレーム１３を受信することができ、タイムオー
バーする前に正常なトークンの授受を回復することがき
る。すなわち、局Ｂはこのリトライトトークンフレーム
１３を受信することができ、このリトライトークンフレ
ームの入力により局Ｂは再度トークンフレームを出力す
ることができ、局Ａではこのトークンフレームの入力を
確認できる。

【００２８】尚、図３において局Ａの後続局監視時間Ｙ
が時刻ｔ６以降破線になっているのは、上述の如くこの
時点で後続局監視を終えたことを示している。したがっ
て、時刻ｔ４以後局Ｂが局Ａの信号を待ち続けた時間は
同図に示す如くＸ−ｔｆである。

【００２９】この後局Ｂは、リトライトークンフレーム
１３に付加されていた識別コードＰ１とは異なるＰ０を
トークンフレーム１４に付加して時刻ｔ８に局Ａ宛にこ
れを送出し、時刻ｔ９からｔ１０まで、後続局監視時間
Ｙの間、受信モードに入る。局Ａでは時刻ｔ８にトーク
ンフレーム１４を受信し、時刻ｔ７より開始した局Ｂの
監視を終了する。こうして局Ａはトークンフレーム１２
の受信失敗後、一度リトライトークンフレーム１３を送
るだけで迅速に通常のデータ送信モードに移行できる。

【００３０】尚、上述と異なり、一度のリトライトーク
ンフレーム（例えば１３）の出力に基づいて局Ｂから出
力されたトークンフレーム（例えば１４）が、局Ａで再
度ノイズ等により受信に失敗すれば、上述と同様再度リ
トライトークンフレームを出力することもでき、上述の
受信の失敗を回復することができる。

【００３１】次に、図４に基づいて本発明の第２の実施
例の動作を説明する。本実施例は、局１から局Ｎまでの
Ｎ局で構成されるトークンパッシング方式のネットワー
クにおけるトークンの伝達の時間的推移を図示したもの
である。

【００３２】この実施例では簡単の為、トークン伝達順
序を局番の降順、つまり局番の小さい順とする。すなわ
ち、トークンが局Ｎまで伝わると次の送信局は局１とな
る構成である。また、トークンフレームは第１の実施例
と同様、図１に示す構成である。

【００３３】先ず、時刻ｔ１において送信権を持つ局１
が識別コードＰ１を付加したトークンフレーム２１を次
の送信権優先順位を持つ局２宛に送出して受信モードに
入り、後続局監視時間Ｘを設定して局２の信号を待つ。
局２は受信したトークンフレーム２１に付加されている
識別コードＰ１に対応する後続局監視時間Ｙを自局の後
続局監視時間とし、新たにもう一方の識別コードＰ０を
付加したトークンフレーム２２を時刻ｔ２において局３
宛に送出して受信モードに入る。局１は局２から回線上
に送出されたトークンフレーム２２を確認すると、トー
クンフレーム２２を観測した局１は直ちに局２の監視を
終了し、通常の受信モードに移行する。

【００３４】その後、トークンフレーム２２を受信した
局３は識別コードＰ０をＰ１に変えたトークンフレーム
２３を時刻ｔ３において局４宛に送出し、後続局監視時
間Ｘを設定して受信モードに入る。局２はこのトークン
フレーム２３を観測することにより局３の監視を終了す
る。以下、上述の処理を繰り返し、時刻ｔ（Ｎ−１）で
は最大の局番をもつ局Ｎに到達する。今、Ｎが奇数であ
るとすると、トークンフレーム２（Ｎ−１）には識別コ
ードＰ０が付加されているため局ＮはＰ１を付加したト
ークンフレーム２Ｎを時刻ｔＮにおいて次の送信局であ
る局１宛に送出し、局１の信号を待つ。局１はトークン
フレーム２Ｎに付加された識別コードＰ１に従って自局
の後続局監視時間をＹとし、Ｐ０を付加したトークンフ
レーム３１を時刻ｔ（Ｎ＋１）において局２宛に送出
し、これを観測した局Ｎは局１の監視を終了する。こう
してネットワーク上の送信権は局番の降順に定められた
トークン伝達ループを一巡するわけである。尚、Ｎが偶
数の時は図３と異なり、トークンフレーム２（Ｎ−１）
には識別コードＰ１が付加されるため局Ｎの後続局監視
時間はＹとなり、トークンフレーム２Ｎには識別コード
Ｐ０が付加される。

【００３５】尚、この第２の実施例でも後続局監視時間
ＹがＸに比べて十分長いものとすると、トークンの送信
局と受信局における後続局監視時間が大きく異なるため
に第１の実施例の場合と同様にして、トークンフレーム
の受信失敗を迅速に回復することができる。

【００３６】例えば、局２から発せられるトークンフレ
ーム２２が、前述のノイズ等により局１及び局３で観測
されなかったとすると、後続局監視時間Ｘの経過後必ず
局１から局２へトークンフレームが再度出力され、この
時局２は後続局監視時間Ｘより長い後続局監視時間Ｙの
間トークンフレームの観測をしており、再度発せられた
トークンフレームを観測することができる。したがっ
て、局２は自局から発したトークンフレームがノイズ等
により局３に受信されなかったことを知り、再度トーク
ンフレームを局３へ出力することになる。

【００３７】尚、上述の実施例では後続局監視時間がＸ
とＹの２種類に限られているため、後続局監視がどの局
においても冗長とならず、効率よくリトライトークンフ
レームを出力することができる。

【００３８】また、上述の実施例ではトークンフレーム
の伝達順序としては、例えば局番の降順あるいは昇順で
説明したが、各局が滞りなく次の局へトークンを伝達で
きるように論理ループを形成するような任意の順序を用
いることができる。

【００３９】

【発明の効果】本発明によれば、識別コードによる後続
局監視時間の切り替えを行っているため、不測の要因に
よるトークンの受信欠落が生じてもこれを迅速かつ確実
に回復させることができる。

【００４０】したがって、２局構成のネットワークの従
来例にみられるような、トークンの受信欠落に端を発す
るデータ送信権授受の延滞という現象を防止できる。ま
た３以上の多数局により構成されたネットワークにおい
ては上述のトークン授受の迅速な回復に必要な最小限の
種類の後続局監視時間を用いているため、従来の局の数
に応じた後続局監視時間を用いる方法よりも短時間でリ
トライトークンを発生させることができ、ネットワーク
回線の使用効率を向上させることになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理説明図である。

【図２】一実施例のトークンフレームの構成図である。

【図３】第１の実施例におけるトークンフレーム授受の
時間的推移を示すタイミングチャートである。

【図４】第２の実施例におけるトークンフレーム伝達の
時間的推移を示すタイミングチャートである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トークンによりデータ送信権の授受を行
   うネットワークシステムにおいて、 トークン送出後に後続局を監視するための後続局監視時
   間に対応する識別コードをトークンに付加する手段を有
   し、 トークンの授受関係にある２つの局が互いに異なる後続
   局監視時間を用いることを特徴とするトークン再発生方
   式。