JPH0793636B2 - 共用媒体ネットワーク上の動的スイッチ・プロトコル - Google Patents

共用媒体ネットワーク上の動的スイッチ・プロトコル

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JPH0793636B2
JPH0793636B2 JP4182672A JP18267292A JPH0793636B2 JP H0793636 B2 JPH0793636 B2 JP H0793636B2 JP 4182672 A JP4182672 A JP 4182672A JP 18267292 A JP18267292 A JP 18267292A JP H0793636 B2 JPH0793636 B2 JP H0793636B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一般的には、共用媒体
ネットワーク（ｓｈａｒｅｄ ｍｅｄｉｕｍｎｅｔｗｏ
ｒｋ）上に動的スイッチ・プロトコルを実現する方法に
関する。さらに具体的には、本発明はトークン・バス・
プロトコルの上に動的スイッチ・プロトコルを重畳する
（ｓｕｐｅｒｉｍｐｏｓｅ）ことによって、基本トーク
ン・バスの機能上の能力とリンク利用効率を向上し、ト
ークン・バス・ネットワークと動的スイッチ・ネットワ
ークの両方をサポートする統一トランザクション・プロ
トコルを実現することを目的としている。
【０００２】
【従来の技術】トークン・バスは従来から周知の技術で
あり、すべてのノードがすべての送信を受信するが、ど
の時点でも１つのノードだけが送信を許される物理同報
通信（ブロードキャスト）媒体を特徴としている。トー
クン・バスは従来の電気的バス構造および無線伝送に、
また、光ファイバ媒体の場合には、受動スター形光カプ
ラに適用可能である。
【０００３】トークン・バス上で行われる伝送は、トー
クン・バス上の他のノードにアドレス指定が可能なフレ
ーム構造になっている。普通、トークン・バス・アーキ
テクチャ（設計思想）では、１つのトークンがバス上の
すべてのノード間を循環して、バス媒体へのアクセスを
制御している。つまり、どの時点においても、バス上の
１つのノードだけがトークンを保持し、この保持によっ
て送信目的のためにバス媒体を所有する。あるノードが
その送信を完了すると、そのノードはトークン循環方針
に従って次のノードにトークンを引き渡す。代表例とし
て、トークンは１サイクルに一度、バス上の各ノードを
循環して、論理的アクセス・リングを形成している。
【０００４】ＩＥＥＥ ８０２．４は、１９８４年１２
月に米国規格協会（ＡＮＳＩ）によって承認されたトー
クン・バス・アーキテクチャであり、それ以来業界標準
となっている。ＩＥＥＥ ８０２．４アーキテクチャ仕
様は、１９８８年６月にＩＥＥＥによって発行された第
４版が参照可能である。
【０００５】ＩＥＥＥ ８０２．４アーキテクチャは共
用物理バス媒体の基本トークンパッシング媒体（ｔｏｋ
ｅｎ−ｐａｓｓｉｎｇ ｍｅｄｉａ）アクセス・プロト
コルを記述している。本発明の１実施例では、動的スイ
ッチ・プロトコルをＩＥＥＥ８０２．４トークン・バス
・プロトコルの上に重畳してそのプロトコルの効率を向
上している。
【０００６】ＩＥＥＥ ８０２．４トークン・バス標準
はトークン・バス・アーキテクチャを表しており、論理
リングを初期設定し、トークンをやりとりし、トークン
が紛失したときトークンを回復するためのプロトコルを
定義している。ＩＥＥＥ ８０２．４では、すべての送
信は、詳細リンク・ヘッダが付いた完全密閉型（ｆｕｌ
ｌｙ ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｅｄ）フレームになってい
る。ＩＥＥＥ標準は、非インターロック（ｎｏｎ−ｉｎ
ｔｅｒｌｏｃｋｅｄ）と応答確認付き要求（ｒｅｑｕｅ
ｓｔ−ｗｉｔｈ−ｒｅｓｐｏｎｓｅ）の２つのフレーム
伝送プロトコルを定義している。非インターロック・フ
レーム伝送では、単純な単一フレームが任意の宛先に送
信される。応答確認付き要求伝送では、宛先に単一フレ
ームが送信され、次いでこの宛先が暗黙に送信側のトー
クン権を獲得して、送信側の要求フレームに対して単一
フレーム応答を返すようになっている。宛先の応答フレ
ームの送信が完了すると、送信元の要求側はそのトーク
ン権を取り戻す。非インタロック・プロトコルと応答確
認付き要求プロトコルのどちらの場合も、フレーム送信
では、制御情報と宛先アドレス指定情報からなる詳細リ
ンク・ヘッダが送られる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明によれば、上述
した伝送プロトコルに関連して生じる非効率の主要原因
が軽減化される。その非効率とは、送信されるすべての
フレームに完全なリンク・ヘッダを付けると、大きなデ
ータ・ブロックがより小さいフレームの列として送信さ
れるとき、不必要なオーバヘッドが生じることである。
このような送信が必要になるのは、ステーション（局）
に置かれているバッファ・スペースに制約があるためで
あり、また、エラー保護範囲を改善するためでもある。
例えば、データ・フレームが２５６バイトで、ヘッダが
３２バイトのときは、発生するオーバヘッドは総送信の
うち約１２．５パーセントである。本発明によって実現
される伝送プロトコルは、２つのリンク・サーバ間に仮
想回線（ｖｉｒｔｕａｌ ｃｉｒｃｕｉｔ）を確立する
ことによって、このオーバヘッドを軽減している。
【０００８】トークン・バスはブロック化媒体（ｂｌｏ
ｃｋｉｎｇ ｍｅｄｉｕｍ）であるので、どの時点にお
いてもネットワーク内で送信が許されるのは１つだけで
ある。受動カプラの代わりに非ブロック化スイッチを使
用すると、ネットワークのトポロジに影響を与えること
なく、ネットワークのパフォーマンスを向上することが
できる。非ブロック化スイッチを使用すると、スループ
ット量が増加し、機能的能力が強化される。ＩＥＥＥ
８０２．４伝送プロトコルは非ブロック化スイッチを採
用する交換スター形ネットワークに適用可能であるが、
その結果構築されたネットワークは相対的に非効率であ
り、非ブロック化スイッチの強化された機能的能力は効
率よく利用されていない。望ましいことは、これらの２
つのネットワーク・タイプ、つまり、交換スター形ネッ
トワークと受動スター形ネットワークに対して統一伝送
プロトコルを定義することである。そうすれば、一方の
タイプを他方のタイプで置換するとき、フレーム・フォ
ーマットを変更する必要がなく、この結果、同一のフレ
ーム・フォーマットと認識ハードウェアを、どちらの場
合にも使用することが可能になるので、共通のリンク・
サーバを設計することが大幅に容易化される。このよう
に相互動作可能性（ｉｎｔｅｒ−ｏｐｅｒａｂｉｌｉｔ
ｙ）が本発明を動機づけた主要要因であり、本発明の背
景となっている。
【０００９】以上に鑑みて、本発明の主目的は、共用媒
体ネットワーク上に動的スイッチ・プロトコルを実現す
ることである。
【００１０】本発明の別の目的は、トークン・バス・プ
ロトコルの上に動的スイッチ・プロトコルを重畳するこ
とによって、基本トークン・バスの機能上の能力とリン
ク利用効率を向上し、トークン・バス・ネットワークと
動的スイッチ・ネットワークを共にサポートする統一ト
ランザクション・プロトコルを実現することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、動的ス
イッチ・プロトコルをトークン・バス・プロトコルの上
に重畳することによって、基本トークン・バスの機能的
能力とリンク利用効率を向上し、トークン・バス・ネッ
トワークと動的スイッチ・ネットワークを共にサポート
する統一トランザクション・プロコトルが得られる。こ
れらの強化機能を生み出す本発明の特徴を挙げると、次
のとおりである。
【００１２】１．フレーム・フォーマットはトークン・
バス・プロトコルと動的スイッチ・プロトコルのどちら
にも共通している。フレーム伝送は動的スイッチ・プロ
トコルおよび疑似動的スイッチ・プロトコルの特徴であ
るスイッチ制御をトークン・バス・プロトコル自体の中
で使用している。
【００１３】２．インタロック伝送およびデータ伝送は
トークン・バス・プロトコルの上に重畳された回線交換
プロトコルを使用して、トークンを保持する送信側ノー
ドと宛先ノード間に仮想回線を確立する。初期フレーム
送信は通常のリンク・ヘッダを使用し、送信側と宛先間
に「回線交換」経路を確立する。そのあとに続くフレー
ムはリンク・ヘッダ情報がなく、これによって伝送効率
を向上している。このような伝送で最後のフレームが現
れると、仮想回線は切り離され、他の送信の再開が可能
になる。
【００１４】３．非インタロック・フレーム伝送はパケ
ット交換フレームとして行われる。これによって、非イ
ンクロック・フレーム伝送は、回線交換プロトコルを使
用するフレーム伝送と区別され、基本的ＩＥＥＥ ８０
２．４フレーム非インタロック要求送信プロトコルとの
互換性を保っている。
【００１５】一般的に、トークン・バス・プロトコル内
で回線交換プロトコルを使用すると、より汎用化された
伝送シーケンスが可能になり、トークン・バスのバンド
幅の利用効率が向上する一方、パケット交換プロトコル
と基本トークン・バス・プロトコルとの互換性を保つこ
とができる。本発明の利点を具体的に挙げると、次のと
おりである。
【００１６】１．トークン・バスで仮想回線経路を使用
すると、関係フレームの送信においてリンク・ヘッダ情
報が不要になるので、トークン・バス・プロトコルのス
ループット量が向上する。例えば、トークン・バスで回
線交換経路を使用すると、リンク・ヘッダが４８バイト
長で、各データ・フレームが５１２または２５６バイト
長であるとき、データ転送時のリンク利用率が大体１０
％〜２０％向上する。
【００１７】２．本発明は、回線交換伝送を使用するの
で、トークン・バスをカスケードまたはブリッジすると
きに特に便利である。回線交換経路を使用すると、別々
のトークン・バス上で独立に循環するトークンを同期化
し、異なるカスケード・バス上の２つのノード間に完全
な経路を形成することができるので、カスケードまたは
ブリッジしたバスをサポートするために必要なプロトコ
ルが単純化する。また、回線交換プロトコルによると、
トークン・バス間のブリッジまたはスイッチ・エレメン
トによってカスケードされたトークン・バス・ネットワ
ークを経由して送信される関係フレーム列（ストリー
ム）の送信順序が乱れることがない。
【００１８】これとは対照的に、ＩＥＥＥ ８０２．４
トークン・バスの定義では、バスをカスケードまたはブ
リッジするようになっていない。そのプロトコルは単数
の離散的フレーム伝送だけを定義しているので、このプ
ロトコルによると、フレーム列の論理的関係が保たれて
いない。従って、カスケードされたトークン・バス・ネ
ットワーク上の２ノード間に複数の経路が存在すると、
フレーム列の伝送順序はそのネットワークを通過すると
き保たれないおそれがある。
【００１９】３．トークン・バス上で論理的回線経路を
使用すると、トークン・バスがもつインタロック伝送能
力が、単純なＩＥＥＥ ８０２．４応答確認付き要求で
可能とされる以上に拡張される。回線交換論理経路を使
用すると、トランザクションをさらに複雑化することが
できるので、トークン・バス・アーキテクチャがもつ機
能的能力が向上する。
【００２０】４．パケット交換伝送を使用すると、基本
トークン・バスの離散的フレーム伝送プロトコルとの互
換性が保たれると同時に、フレーム構造を変更しない
で、回線交換機能を含むようにプロトコルを拡張するこ
とができる。
【００２１】５．本発明によれば、通常のリンク・レベ
ル伝送のための動的スイッチ・プロトコルとトークン・
バス・プロトコルが統一化されているので、フレーム・
フォーマットの共通化、認識ロジックの共通化、および
通常の伝送プロトコルのロジックの共通化が可能であ
る。これにより、リンク・インタフェース・ロジックを
トークン・バスの物理的接続媒体から動的スイッチ媒体
に移行することが単純化される。
【００２２】本発明は次の点で従来技術とは基本的に異
なっており、このことは従来技術から容易に想到し得る
ものではない。すなわち、従来技術では、動的スイッチ
・プロトコルとトークン・バス・アクセス・プロトコル
は伝統的に別々の異種ネットワーク・プロトコルとして
扱われており、その実現も根本的に異なる方法で行われ
ている。本発明の教示するところによれば、通常のフレ
ーム伝送ではこれらのプロトコルを統一化できるので、
トークン・バス・プロトコル機能が強化され、ネットワ
ーク・インタフェースをトークン・バス媒体から非ブロ
ック化動的スイッチ媒体に移行することが単純化され
る。
【００２３】本発明は次の点で特に有用であり、利点が
ある。つまり、交換バス・プロトコルとトークン・バス
・プロトコルとは共に現存のコンピュータ通信プロダク
トに組み込まれており、しかも、コンピュータ通信の将
来の動向は、本発明の重要性を重視する傾向にありそう
なことである。特に、スター形光カプラは、光ファイバ
・コンポーネントからなる、安価なバスおよびスター形
ネットワーク構成を構築する上で魅力的な媒体となって
おり、トークン・バスはこのような構成においてノード
・アクセスを制御する上で効率のよいアクセス方法にな
っている。
【００２４】本発明によれば、ＩＥＥＥ ８０２．４ト
ークン・バス標準の機能上およびパフォーマンス上の能
力が向上するので、標準自体だけでなく、この標準の定
義の対象となっている、関連の物理的相互接続媒体（受
動スター形光カプラなど）の有用性が向上する。その上
に、比較的安価なトークン・バス物理媒体から非ブロッ
ク化動的スイッチ媒体に至るまでのパフォーマンス向上
を、トークン・バス・インタフェースに与える影響を最
小限にして可能にするので、トークン・バスの利用効率
が最適化される。
【００２５】本発明によれば、次のような構成も可能で
ある。
【００２６】１．動的スイッチ・プロトコルとトークン
・バス・プロトコルは、共通フレーム・フォーマット、
共通認識ロジック、および通常伝送プロトコルのための
共通ロジックを使用して、通常のリンク・レベル伝送の
ために使用され、これにより、リンク・インタフェース
・ロジックをトークン・バスの物理接続媒体から動的ス
イッチ媒体への移行を単純化する。
【００２７】２．光ファイバ・コンポーネントからなる
バスおよびスター形ネットワーク構造をスター形光カプ
ラで構築し、該ネットワークにおけるノードのアクセス
をトークン・バス・プロトコルで制御する。
【００２８】３．該共用媒体ネットワークは非ブロック
化スイッチをそこに組み入れたスター形ネットワークを
含み、回線交換動作によって、フレーム列全体が他のス
テーションからのフレームが途中に介在しない正しい順
序で、宛先に受信されるようにする。
【００２９】４．データ書込みシーケンスでは、データ
が正しく処理され、宛先のデータ・バッファにストアさ
れたことを確認する受信確認文字列が使用され、この受
信確認は非インタロック・モードとインタロック・モー
ドのどちらでも返却することが可能であり、インタロッ
ク・モードのときは、最後のデータ・フレームは受動Ｓ
ＯＦ区切り文字を搬送し、受信確認応答は回線交換経路
を終了させる切離しＳＯＦ区切り文字を搬送する。
【００３０】５．記憶域読取り動作は要求側リンク・サ
ーバから送信側リンク・サーバに送られる読取り要求の
記憶域要求パケットから始まり、読取り要求の記憶域要
求パケットは、通常、非インタロックになっており、記
憶域要求パケットの受信側は、通常のトークン循環順序
でトークンを取得したとき記憶域要求パケットとデータ
を返却する。
【００３１】
【実施例】共用媒体ネットワークでの動的スイッチ・プ
ロトコルについて上述した本発明の目的と利点は、添付
図面を参照して以下に詳述するいくつかの好適実施例に
よって、当業者には容易に理解されるであろう。なお、
いくつかの図面において、類似の構成要素は同一参照符
号を付けて示されている。
【００３２】図１は、本発明によるフレームの全体構造
を示した図である。このフレームはフレーム開始区切り
文字（ｓｔａｒｔ−ｏｆ−ｆｒａｍｅ（ＳＯＦ）ｄｅｌ
ｉｍｉｔｅｒ）から始まり、そのあとに送信元（ソー
ス）アドレスと宛先アドレスと、さらに、フレームの内
容を解読するときに役立つ情報とを収めたリンク・ヘッ
ダが続き、そのあとにフレームの可変長情報フィールド
が続き、最後に巡回冗長コード（ＣＲＣ）ワードが置か
れている。
【００３３】図２は、いくつかの広い概念のデータ・フ
レーム・フォーマットの構造を示した図であり、フレー
ムの代表的な長さは、５１２バイトである。
【００３４】図３は、図３（ａ）に示しているような非
インタロック・メッセージ伝送と図３（ｂ）に示してい
るようなインタロック・メッセージ伝送の両方の場合の
ネットワーク用のいくつかの単純なメッセージ伝送プロ
トコルを示した図である。
【００３５】図４は、単純なデータ伝送のためのいくつ
かのプロトコルを示した図であり、図４（ａ）は代表的
な読取りデータ伝送プロトコルを示し、図４（ｂ）は代
表的な書込みデータ伝送プロトコルを示している。
【００３６】１好適実施例によれば、本発明は、スター
形光カプラ・ネットワークなどの受動ブロードキャスト
（同報通信）媒体を通して相互接続されたステーション
からなるネットワークに適用可能である。米国特許出願
第０７／６７９，８７４号（出願日：１９９１年４月３
日、発明の名称：ＰＲＯＴＯＣＯＬ ＦＯＲ ＨＹＢＲ
ＩＤ ＬＯＣＡＬ ＡＲＥＡ ＮＥＴＷＯＲＫＳ（ハイ
ブリッド・ローカル・エリア・ネットワーク用のプロト
コル））は、非ブロック化スイッチを備えた複数のステ
ーションを相互接続するためのローカル・エリア・ネッ
トワークを開示している。このネットワークは本発明で
利用可能であり、本明細書の一部を構成するものであ
る。各ステーションには、１つまたは２つ以上のリンク
・サーバが置かれており、リンク・サーバはステーショ
ンとネットワークとのインタフェースとなっている。各
リンク・サーバは１対の光ファイバ・リンクでネットワ
ークに接続可能である。リンク・サーバはネットワーク
において基本的アドレス可能単位（実体）となってい
る。採用されている媒体アクセス・プロトコルはトーク
ン・バスである。このプロトコルでは、ステーションの
送信権はステーション間を循環するトークンによって制
御される。送信すべきデータをもつリンク・サーバは、
トークンを受け取るまでは待ち状態に置かれる。トーク
ンを受け取ると、そのリンク・サーバはデータを送信
し、最終的にトークンを次の順番にあるリンク・サーバ
に送る。従って、ネットワーク内のリンク・サーバはト
ークン循環順序によって決定される論理リングを形成す
る。
【００３７】フレーム構造 本発明によれば、ネットワーク上の送信はすべてフレー
ム構造になっている。図１に示すように、各フレームは
特殊なフレーム開始（ＳＯＦ−ｓｔａｒｔ−ｏｆ−ｆｒ
ａｍｅ）区切り文字から始まり、そのあとに送信元（ソ
ース）アドレスと宛先アドレスを、フレーム内容を解読
するときに役立つ情報と一緒に収めたリンク・ヘッダが
続く。フレームの情報フィールドがリンク・ヘッダの次
に置かれており、フレームは巡回冗長コード（ＣＲＣ）
ワードで終わる。フレーム内の情報フィールドは可変長
である。トークン・バスでこのフォーマットを使用する
と、フレーム送信のタイプによっては、リンク・ヘッダ
を省略することが可能であり、そのようなフレームで
は、情報フィールドはＳＯＦ区切り文字のすぐ後に置か
れる。一般的なフレーム構造を示したのが図１である。
【００３８】ＳＯＦ区切り文字は、フレームの開始を示
すほかに、経路セットアップのための制御情報を伝える
ためにも使用される。例えば、同一宛先にアドレス指定
されたフレーム列の中の最初のフレームに特殊な接続Ｓ
ＯＦ区切り文字を付けて、後続フレームのための経路を
セットアップする必要があることを示すことが可能であ
る。この経路は物理回線であっても、論理回線であって
も構わない。フレーム列の中の最後のフレームは、特殊
な切離しＳＯＦ区切り文字によってその経路を終了させ
る。このような回線交換動作には、次のように、いくつ
かの利点がある。
【００３９】１．同一宛先に送信されるフレーム列の最
初のフレームを除く、すべてのフレームからリンク・ヘ
ッダ部分を除去することができる。
【００４０】２．カスケードされた受動スター形サブネ
ットワークとスイッチから構成されたネットワークで
は、２つのリンク・サーバ間に複数の経路が存在するこ
がある。回線交換動作を使用すると、フレーム列をその
送信時と同じ順序で宛先で受信することができる。これ
とは反対に、パケット交換や離散的フレーム送信では、
ネットワークがフレーム相互間の関係を認識しないで、
フレームを複数の経路を指定して送信すると、パケット
が順序を乱して到着する可能性がある。
【００４１】３．受動スター形ネットワークを非ブロッ
ク化スイッチが組み込まれるように変形したときは、回
線交換動作によると、他のステーションからのフレーム
が途中に紛れ込むことなく、フレーム列全体を宛先で受
信することができる。
【００４２】以下に説明する異種のＳＯＦ区切り文字
は、本発明では、各種フレーム・タイプを区別するため
にセットで使用されている。このセットは、いくつかの
異なる実施例において、本明細書に述べている基本的機
能以上の付加機能をもつように機能を強化することが可
能である。
【００４３】１．接続ＳＯＦ（ＣＳＯＦ） この区切り文字は、同一宛先に送られるフレーム列の最
初のフレームを示すために使用される。接続ＳＯＦ区切
り文字が現れると、動的スイッチは送信元とそのフレー
ムの宛先終了点間に回線交換経路を形成する。この区切
り文字がトークン・バスで使用されたときは、論理的回
線交換経路が作られるが、この場合には、接続フレーム
の中でアドレス指定された宛先ノードだけが後続のフレ
ームを処理する。その他のノードはすべて、送信側ノー
ドとビット同期を保ち、切離しＳＯＦ区切り文字を検出
すること以外は、これらのフレームを無視する。
【００４４】２．受動ＳＯＦ（ＰＳＯＦ） この区切り文字は、回線交換経路上を送信されるフレー
ム列のすべての中間フレームの中で使用される。この区
切り文字が現れると、動的スイッチはフレーム列の最初
のフレームでセットアップされた回線交換経路上の関連
フレームをパスする。交換ネットワークとトークン・バ
スのどちらの場合も、ノードのアドレス指定またはフレ
ーム制御情報はこのようなフレームでは必ずしも必要で
はないので、データ・フレーム・ストリームのように、
関連フレーム・ストリームからフレーム・ヘッダを除去
することが可能である。
【００４５】３．切離しＳＯＦ（ＤＳＯＦ） この区切り文字は、同一宛先に送られるフレーム列の最
後のフレームを示すために使用される。切離しＳＯＦ区
切り文字が現れると、動的スイッチはこのフレームを送
信し、そのあとで、以前に現れた接続ＳＯＦによって確
立された交換経路を切り離す。切離しＳＯＦ区切り文字
がトークン・バスで使用されたときは、この区切り文字
が現れると、論理的回線交換経路が終了し、バス上のす
べてのノードは、後続フレーム送信の解読を再開する。
【００４６】４．接続および切離しＳＯＦ（ＣＤＳＯ
Ｆ） この区切り文字は単一フレーム・メッセージを示すため
に使用される。この区切り文字が現れると、動的スイッ
チは、そのフレームを送信するだけの目的のために、送
信元から宛先までの一時的経路「パケット交換回線」を
確立する。この交換経路は、このフレームの送信が完了
すると、切り離される。トークン・バスでは、この区切
り文字は、回線交換経路と回線交換プロトコルによらな
いすべてのトークン・バス・フレームに対して、デフォ
ルトＳＯＦ区切り文字になっている。これは、ＩＥＥＥ
８０２．４に定義されている基本トークン・バス・フ
レームとの互換性を保つためである。
【００４７】フレームの種類 本発明によれば、送信されるフレームは基本的に２種類
に分類されている。メッセージ・フレームとデータ・フ
レームである。メッセージ・フレームは読取り動作、書
込み動作、制御動作といったように、実行すべき動作を
指定する。データ・フレームは読取り動作や書込み動作
の対象となるデータを搬送し、その前に置かれたメッセ
ージ・フレームと関連づけられている。
【００４８】メッセージ・フレームは、上述した４種類
の区切り文字の１つで始まることができ、区切り文字の
種類に応じて（図２（ａ）または図２（ｂ）参照）、Ｓ
ＯＦワードのあとに続けてリンク・ヘッダを置くことが
可能である。リンク・ヘッダに記述される内容には、送
信元アドレス、宛先アドレス、フレームを識別する順序
番号、メッセージの種類に応じた特有の情報がある。順
序番号は、紛失したフレームの回復を容易にするための
ものである。図２は、メッセージ送信とデータ送信の場
合の基本的フレーム構造を示している。
【００４９】メッセージ・フレームはインタロックにす
ることも、非インタロックにすることも可能である。ト
ークン・バスでメッセージ・フレームをインタロックに
した場合は、送信側に置かれたリンク・サーバは、単一
フレームまたはフレーム・ストリームの送信が完了する
と、即時に媒体の制御権を手放し、宛先から受信確認ま
たは応答があるまで待機する。この受信確認または応答
は、メッセージ・フレームまたはフレーム・ストリーム
で行われる。この受信確認を受け取ると、発信元のフレ
ームを送信したリンク・サーバは媒体の制御権を取り戻
す。インタロック動作はリンク・ヘッダの中のフラグに
よって示される。
【００５０】このインタロック動作は、媒体に伝播遅延
があり、受信側ステーションで同期をとり直すとき遅れ
が生じるので、トークン・バスでは非効率的である。そ
のために、大部分のメッセージ・フレームは非インタロ
ック・フレームとして送信される。非インタロック・メ
ッセージに対する受信確認は、そのメッセージの宛先が
媒体へのアクセス権を取得するまで（トークン・バスの
場合は、次回のトークンが到着するまでの期間）据え置
かれる。しかし、ある種のトランザクションはインタロ
ック伝送を必要としており、このようなハンドシェーク
が何回か必要になる場合もあるが、この場合には、回線
交換プロトコルを使用すると、非常に広範なインタロッ
ク伝送を行うことが可能になる。
【００５１】ＩＥＥＥ ８０２．４の基本トークン・バ
スはメッセージ・フレームとデータ・フレームを共に、
１つの一般化されたデータ・フレーム・タイプとして扱
っているので、順次フレーム伝送は、トークン・バス・
プロトコル・レベルでは定義可能な関係をもっていな
い。これとは対照的に、本発明によれば、単一のデータ
・フレーム、あるいはこれに関係する（順次）データ・
フレーム・ストリームをトークン・バス上の回線交換経
路を通って送ることが可能である。この場合には、各デ
ータ・フレームは受動ＳＯＦ区切り文字をもち、リンク
・ヘッダはＳＯＦのあとに置かれていない（図２）。デ
ータ・フィールドはＳＯＦのすぐ後に置かれ、可変長で
ある。図２はデータ・フレームの構造を示している。図
には、代表例として５１２バイト長のデータ・フレーム
が示されている。図２（ａ）はＣＤＳＯＦ区切り文字を
もつ代表的なデータ・フレームを示し、図２（ｂ）はＣ
ＳＯＦ区切り文字をもつ代表的なデータ・フレームを示
し、図２（ｃ）はＰＳＯＦ区切り文字をもつ代表的なデ
ータ・フレームを示している。本発明の目的のために定
義されたデータ・フレームは、通常、メッセージ・フレ
ームから始まるフレーム列の一部として送信される。
【００５２】伝送プロトコル 図３は、図３（ａ）に示すような非インタロック・メッ
セージ伝送と図３（ｂ）に示すようなインタロック・メ
ッセージ伝送の両方の場合のネットワークのメッセージ
伝送プロトコルを示している。図３（ａ）に示すよう
に、各フレームは、発信元の送信（上段）の場合も、応
答送信（下段）の場合も、トークンをパスしてネットワ
ークでの送信制御権を手放している。これとは対照的
に、図３（ｂ）のインタロック伝送では、発信元の送信
（上段）がなされ、それに対する応答（中段）が受信さ
れ、そのあと、発信元ノードはトークン（下段）をパス
することによってネットワークでの送信制御権を手放す
ようになっている。リンク・サーバはトークンを受け取
ると、常にプリアンブルでその送信を開始して、ネット
ワーク内の他のステーションがそれぞれのレシーバと送
信側リンク・サーバのトランスミッタとの同期をとるこ
とを可能にする。メッセージ・フレームは、フレームの
リンク・ヘッダの中のフラグに応じて、インタロック応
答を通知する場合と、通知しない場合がある。非インタ
ロック・フレームのあとに、同じステーションまたは異
なるステーションをアドレス指定した追加フレームを続
けて、接続および切離しＳＯＦ（ＣＤＳＯＦ）区切り文
字を使用すれば、トークン・バスでのパケット交換と同
じ効果が得られる。トークン・バスでのインタロック伝
送は接続ＳＯＦ（ＣＳＯＦ）区切り文字をもつフレーム
から始まり、場合によっては、そのあとに受動ＳＯＦ
（ＰＳＯＦ）区切り文字をもつ１つまたは２つ以上のフ
レームが続き、最後は伝送終了（ＥＯＴ）区切り文字で
終わる。
【００５３】ＥＯＴ区切り文字が検出されると、フレー
ムの宛先は送信側に対する応答の伝送を開始する。この
応答はプリアンブル、１つまたは２つ以上の応答メッセ
ージ・フレーム（最後のフレームは切離しＳＯＦ（ＤＳ
ＯＦ）区切り文字をもっている）、および終結ＥＯＴ区
切り文字からなっている。そのあと、発信元はその送信
権を取り戻し、プリアンブルと追加フレームを付けてそ
の送信を再開することが可能になる。最低限、送信側リ
ンク・サーバは、応答メッセージを受信したあと送信を
再開して、トークンをネットワーク内の次のリンク・サ
ーバに渡さなければならない。これとは対照的に、ＩＥ
ＥＥ ８０２．４トークン・バスの応答確認付き要求イ
ンタロック・プロトコルによると、要求フレームを１つ
だけ宛先に送り、そのあとに宛先からの応答フレームを
１つ続けて送ることができるが、どちらのフレームにも
完全なリンク・ヘッダ情報を記載する必要がある。
【００５４】図４はデータ伝送プロトコルであり、図４
（ａ）は代表的な読取りデータ伝送プロトコルを示し、
図４（ｂ）は代表的な書込みデータ伝送プロトコルを示
している。データ・フレームは、通常、ＳＲＰ（Ｓｔｏ
ｒａｇｅ−ＲｅｑｕｅｓｔＰａｃｋｅｔ：記憶域要求パ
ケット）メッセージ・フレームと一緒に送られ、２つの
プロセスが単一メッセージ・フレームで許容される以上
のデータをやりするときに使用される。リンク・サーバ
の上に置かれた機能は記憶域転送機能の使用を開始し
て、別のリンク・サーバとの間でデータを送受信する。
【００５５】プロトコルは読取り動作用と書込み動作用
に別々に定義されている。さらに、どちらのプロトコル
も、インタロック・モードと非インタロック・モードの
どちらでも実行可能である。
【００５６】記憶域書込み動作は、図４（ａ）に示すよ
うに、書込みＳＲＰメッセージ・フレームと、そのあと
に続く１つまたは２つ以上のデータ・フレームとから構
成されている。総データ量はＳＲＰの中で指定される。
個々のデータ・フレームは可変長であり、その長さはア
ーキテクチャで許される最大長までである。ＳＲＰは接
続ＳＯＦ（ＣＳＯＦ）区切り文字と、その後に続くデー
タ・フレームのアドレス指定パラメータとを収めてい
る。データ・フレーム自体は、ＳＲＰフレームによって
セットアップされた回線交換経路を流れ、リンク・ヘッ
ダを含んでいない。複数のデータ・フレームをＳＲＰの
あとに続けることができ、その区切りとしてアイドル文
字列を置くことができる。最後のフレームは、通常、切
離しＳＯＦ（ＤＳＯＦ）区切り文字によって識別される
ので、他の無関係のメッセージ・フレームをそのあとに
続けることができる。
【００５７】書込みデータ列は、図４（ｂ）に示すよう
に、そのデータの処理が正しく行われ、宛先のデータ・
バッファにストアされたことを確認するために、ＡＣＫ
（受信確認）文字列が必要である。ＡＣＫは非インタロ
ック・モードでも、インタロック・モードでも返すこと
が可能であるが、後者の場合には、最後のデータ・フレ
ームが受動ＳＯＦ（ＰＳＯＦ）区切り文字をもち、ＡＣ
Ｋ応答が回線交換経路を終了させる切離しＳＯＦ（ＤＳ
ＯＦ）区切り文字をもつことを意味する。
【００５８】記憶域読取り動作は、要求側リンク・サー
バから送信側リンク・サーバに送られる読取り要求ＳＲ
Ｐから始まる。読取り要求ＳＲＰは、通常、非インタロ
ックになっており、ＳＲＰの受信側は、通常のトークン
巡回順序でトークンを獲得すると、ＳＲＰとデータを返
送する。この場合、返送される読取り要求ＳＲＰは回線
交換経路を作り出し、この経路を利用して、応答側リン
ク・サーバは、記憶域書込みデータを転送する場合とま
ったく同じように、データを送信する。別の方法とし
て、送信元リンク・サーバからの読取り要求ＳＲＰは接
続ＳＯＦ（ＣＳＯＦ）区切り文字を使用して、回線交換
経路を作ることができる。そうすると、応答側リンク・
サーバからは、読取り要求ＳＲＰに対するインタロック
応答としてデータ・フレームだけが送られる。これらの
データ・フレームの最終フレームは切離しＳＯＦ（ＤＳ
ＯＦ）を搬送して、回線交換経路を終了させる。
【００５９】本発明による共用媒体ネットワークでの動
的スイッチ・プロトコルのいくつかの実施例とその変形
について詳しく説明してきたが、本発明の開示事項およ
び教示事項が示すように、その設計構造を種々態様に変
更することが当業者には可能であることはもちろんであ
る。
【００６０】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明は、トー
クン・バス・プロトコル内で回線交換プロトコルを使用
したので、より汎用化された伝送シーケンスが可能にな
り、トークン・バスのバンド幅の利用効率が向上する。
また、パケット交換プロトコルと基本トークン・バス・
プロトコルとの互換性を保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるフレーム構造の全体を示した図で
ある。
【図２】いくつかの広い概念のデータ・フレーム・フォ
ーマットの構造を示した図である。
【図３】（ａ）に示しているような非インタロック・メ
ッセージ伝送と（ｂ）に示しているようなインタロック
・メッセージ伝送の両方の場合のネットワーク用のいく
つかの単純なメッセージ伝送プロトコルを示した図であ
る。
【図４】単純なデータ伝送のためのいくつかのプロトコ
ルを示した図であり、（ａ）は代表的な読取りデータ伝
送プロトコルを示し、（ｂ）は代表的な書込みデータ伝
送プロトコルを示している。
【符号の説明】
ＡＣＫ 受信確認 ＣＤＳＯＦ 接続および切離しＳＯＦ ＣＲＣ 巡回冗長コード ＣＳＯＦ 接続ＳＯＦ ＤＳＯＦ 切離しＳＯＦ ＥＯＴ 伝送終了 ＰＳＯＦ 受動ＳＯＦ ＳＯＦ フレーム開始 ＳＲＰ 記憶域要求パケット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｌ 12/42 29/06 8838−5Ｋ Ｈ０４Ｌ 11/00 ３３０ 9371−5Ｋ 13/00 ３０５ Ｚ (72)発明者 ピーター アンソニィー フラナゼック アメリカ合衆国 10536 ニューヨーク州 カトナー パイン ツリー ドライブ （番地なし) (72)発明者 クリストス ジョン ジョージョー アメリカ合衆国 10605 ニューヨーク州 ホワイト プレーンズ ノスバンド ア ヴェニュー 14 アパートメント ６エイ チ (72)発明者 トーマス カニアンスラ フィリップス アメリカ合衆国 12533 ニューヨーク州 ホープウェル ジャンクション チェル シー コーブ ドライブ ノース 5407 (72)発明者 マーチン ウイリアム サックス アメリカ合衆国 コネチカット州 ウエス トポート ウォーノック ドライブ 28 (72)発明者 アヌジャン マナグラ ヴァルマ アメリカ合衆国 95064 カリフォルニア 州 サンタ クルツ ハーガー コート 102 (72)発明者 トーマス ミルトン ウォーカー アメリカ合衆国 55902 ミネソタ州 ロ チェスター 18ティーエイチ ストリート サウス． ウエスト． 518 (72)発明者 グレゴリー マイケル ノードストロン アメリカ合衆国 55960 ミネソタ州 オ ロノコ ウッヅヴュー レーン 745 (56)参考文献 特開 昭58−202649（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−196944（ＪＰ，Ａ)

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 共用媒体ネットワークにおいて送信ノー
    ドと宛先ノードとの間に回線交換経路を確立する動的ス
    イッチ・プロトコルを、トークン・バス・ネットワーク
    に適用されるＩＥＥＥ８０２．４規格で規定したトーク
    ン・バス・プロトコル上に重畳する方法であって、バス
    上のすべてのノード間にトークンを巡回させてバスへの
    アクセスを制御し、いかなる時点においても唯一のノー
    ドのみが該トークンを保持して送信のために占有するよ
    うにして、基本トークン・バスの機能上の能力とリンク
    利用率とを向上し、トークン・バス・ネットワークと動
    的スイッチ・ネットワークを共にサポートする統一トラ
    ンザクション・プロトコルを実現する方法であって、 （ａ）トークン・バス・プロトコルと動的スイッチ・プ
    ロトコルの両方に共通するフレーム・フォーマットを使
    用し、 （ｂ）インタロックされたデータ伝送においてトークン
    ・バス・プロトコル上に回線交換プロトコルを重畳し
    て、トークンを保持する送信側ノードと宛先ノード間に
    回線交換経路を確立し、その場合に、初期フレームの送
    信では通常のリンク・ヘッダを使用して送信側ノードと
    宛先ノード間に回線交換経路を確立し、その後に続くフ
    レームにはリンク・ヘッダ情報を含めないことによっ
    て、伝送効率を向上させ、前記伝送における最後のフレ
    ームは回線交換経路を切り離し、これによって他の送信
    が再開されることを可能にし、その場合に、トークン・
    バス・プロトコル内で回線交換プロトコルを使用するこ
    とによって、より汎用化された伝送シーケンスを可能に
    し、トークン・バスのバンド幅の利用効率を向上したこ
    とを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 共用媒体ネットワーク上に動的スイッチ
    ・プロトコルを重畳した方法において、非インタロック
    ・フレーム伝送はパケット交換フレームの形で行い、回
    線交換プロトコルを使用するフレーム伝送と区別し、か
    つ基本ＩＥＥＥフレーム非インタロック要求伝送プロト
    コルとの互換性を保つようにしたことを特徴とする請求
    項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 共用媒体ネットワーク上に動的スイッチ
    ・プロトコルを重畳した方法において、前記回線交換伝
    送はトークン・バスをカスケードまたはブリッジする際
    に使用され、回線交換経路は別々のトークン・バス上を
    独立に循環するトークンの同期をとり、かつカスケード
    された異なるバス上の２つのノード間に完全な経路を形
    成するために適用され、これにより、カスケードまたは
    ブリッジされたバスをサポートするために必要なプロト
    コルを単純化し、さらに、回線交換経路はその間に介在
    するブリッジまたはスイッチ・エレメントによってカス
    ケードされたトークン・バスのネットワークを通って送
    信される関連フレーム・ストリームの送信順序を乱さな
    いようにしたことを特徴とする請求項１に記載の方法。
  4. 【請求項４】 共用媒体ネットワーク上に動的スイッチ
    ・プロトコルを重畳した方法において、接続ＳＯＦ区切
    り文字は同一宛先に送られるフレーム列の最初のフレー
    ムを示すために使用され、この区切り文字が現れると、
    動的スイッチは送信側ノードとそのフレームの宛先ノー
    ド間に回線交換経路を作り、接続ＳＯＦ区切り文字がト
    ークン・バス・ネットワークで使用されたときは、論理
    的回線交換経路を作成し、この場合には、接続フレーム
    の中でアドレス指定された宛先ノードだけが後続のフレ
    ームを処理し、他のノードはすべて、送信を行った送信
    側ノードとビット同期を保ち、切離しＳＯＦ区切り文字
    を検出すること以外は、これらのフレームを無視するこ
    とを特徴とする請求項１に記載の方法。
  5. 【請求項５】 共用媒体ネットワーク上に動的スイッチ
    ・プロトコルを重畳した方法において、受動ＳＯＦ区切
    り文字は回線交換経路上を送信されたフレーム列のすべ
    ての中間フレームの中で使用され、受動ＳＯＦ区切り文
    字が現れると、動的スイッチは交換ネットワークとトー
    クン・バスのどちらの場合も、フレーム列の最初のフレ
    ームによってセットアップされた回線交換経路上の関連
    フレームをパスし、これにより、データ・フレーム・ス
    トリームのような、関連フレーム・ストリームからフレ
    ーム・ヘッダを除去することを可能にした請求項１に記
    載の方法。
  6. 【請求項６】 共用媒体ネットワーク上に動的スイッチ
    ・プロトコルを重畳した方法において、切離しＳＯＦ区
    切り文字は同一宛先に送られたフレーム列の最後のフレ
    ームを示すために使用され、この区切り文字が現れる
    と、動的スイッチは当該フレームを送信し、その後で、
    先の接続ＳＯＦによって確立された交換経路を切り離
    し、この区切り文字がトークン・バスで使用されたとき
    は、論理的回線交換経路を終了させ、バス上のすべての
    ノードが後続のフレーム送信の解読を再開するようにし
    たことを特徴とする請求項１に記載の方法。
  7. 【請求項７】 共用媒体ネットワーク上に動的スイッチ
    ・プロトコルを重畳した方法において、接続および切離
    しＳＯＦ区切り文字は単一フレーム・メッセージを示す
    ために使用され、この区切り文字が現れると、動的スイ
    ッチは、そのフレームの送信だけを目的として、送信元
    から宛先までの一時的経路「パケット交換回線」を確立
    し、該交換経路は当該フレームの送信が完了すると同時
    に切り離され、トークン・バスでは、回線交換経路およ
    びプロトコルによらないすべてのトークン・バス・フレ
    ームにおいて、接続および切離しＳＯＦ区切り文字を、
    デフォルトのＳＯＦ区切り文字とすることによって、基
    本トークン・バス・フレーム伝送プロトコルと互換性を
    保つようにしたことを特徴とする請求項１に記載の方
    法。
  8. 【請求項８】 共用媒体ネットワーク上に動的スイッチ
    ・プロトコルを重畳した方法において、記憶域書込み動
    作では、記憶域書込み要求パケット・メッセージ・フレ
    ームとそのあとに続く１つまたは２つ以上のデータ・フ
    レームが使用され、総データ量は記憶域要求パケットの
    中で指定され、該記憶域要求パケットは接続ＳＯＦ区切
    り文字とそのあとに続くデータ・フレームのアドレス指
    定パラメータも含んでおり、その場合において、データ
    ・フレームは記憶域要求パケット・フレームでセットア
    ップされた回線交換経路上を流れるので、リンク・ヘッ
    ダをもたず、最後のデータ・フレームは切離しＳＯＦ区
    切り文字で示したことを特徴とする請求項１に記載の方
    法。
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US744153 1991-08-13

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