JPH1028123A - ネットワークのデータ通信方式 - Google Patents

ネットワークのデータ通信方式

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JPH1028123A
JPH1028123A JP18223796A JP18223796A JPH1028123A JP H1028123 A JPH1028123 A JP H1028123A JP 18223796 A JP18223796 A JP 18223796A JP 18223796 A JP18223796 A JP 18223796A JP H1028123 A JPH1028123 A JP H1028123A
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JP18223796A
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Yoshito Tobe
義人 戸辺
Tatsuya Kimura
達也 木村
Yukihiko Maede
幸彦 前出
Mitsuko Kobayashi
光子 小林
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Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 データ転送中にネットワークの使用状況
に応じて最適な伝送品質のもとにデータ通信を行うこと
にある。 【解決手段】 ATM端末101 ,102 間で複数のA
TM交換機をもつATMネットワーク11を通してデー
タを通信するネットワークのデータ通信方式において、
予め通信パラメータが未知である場合、送信側のATM
端末は、ATM交換機の間でUBRを用いてコネクショ
ンを生成する第1のコネクション生成手段12と、この
コネクションの生成後にデータをセル分割して送信し、
セル単位で送信統計を集計する送信統計集収手段134
と、この送信統計に基づいて通信パラメータを決定し、
ATM交換機の間でCBRを用いて新たなコネクション
を生成する第2のコネクション生成手段12とを備え、
この新たなコネクションに切替えてデータ通信を行うネ
ットワークのデータ通信方式である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、計算機その他の機
器を含む複数の装置の間でデータ通信を行うネットワー
クのデータ通信方式に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、複数の装置間でデータ通信を行う
ネットワークとしては、ATM(非同期転送モード)方
式によるネットワークおよびイーサネットによるネット
ワークなどがある。
【0003】このATMのネットワークは、図17に示
すように端末A1と端末A2の間に多数のATM交換機
であるATMスイッチSW1〜SW4,…が介在され、
データの送信に先立ち、仮想コネクションを設定し、こ
の設定された通信経路に対して送信すべきデータを所定
長さのセルに分割し、各セルごとに宛先などの接続情報
を含んだヘッダを付与し相手端末に送信する方式であ
る。
【0004】従って、例えば端末A1から端末A2にデ
ータを送信する場合、送信側の端末A1と受信側の端末
A2の間に仮想コネクションを設定する必要がある。こ
の仮想コネクションを設定する場合、ATMスイッチS
W1との間でシグナリングを行う。つまり、送信側の端
末A1は、ATMスイッチSW1に対して受信側の端末
A2のアドレスや仮想パス識別子VPI,仮想チャネル
識別子VCI等のごときコネクションのための識別子を
知らせる。このとき、同時にデータ伝送帯域やデータ伝
送種別等のデータ伝送に必要な伝送品質のパラメータも
知らせる。
【0005】ここで、ATMスイッチSW1は、ヘッダ
情報に基づき他のATMスイッチと情報交換を行いなが
ら要求される伝送品質を満たすルートを決定し、仮想コ
ネクションを設定する。このようにして仮想コネクショ
ンが設定されると、送信側端末A1は、当該コネクショ
ンを通してシグナリング時に要求した伝送品質を守る範
囲でデータの送信を行う。
【0006】次に、イーサネットのネットワークは、C
SMA/CDバス方式のLANであって、図18に示す
ように共通の伝送ケーブル101上に複数のハブと呼ば
れる集線装置1021 、1022 ,…がブランチされ、
これら集線装置1021 、1022 ,…にそれぞれ複数
の端末B1,…、複数の端末B2,…が接続され、端末
B1・B2の間で片方向だけのデータ転送を行う方式で
ある。103はターミネータ(終端器)である。
【0007】端末B1から端末B2にデータを送信する
場合、端末B1は、集線装置1021 を介して他の端末
がネットワークを使用しているか否かを確認する。ネッ
トワークを使用していない場合には該当する集線装置1
021 を経由して伝送ケーブル101上にデータを転送
する。この転送データは基本的にはネットワーク内に接
続される全ての端末に送られる。従って、各端末は、デ
ータの受信後、宛先を調べ、自分宛の場合にはそのまま
データを取り込み、自分宛でない場合にはその受信デー
タを破棄する。偶然にも複数の端末が同時にデータを転
送した場合、データの衝突によって正しく転送されない
ので、データを送信した複数の端末が互いにランダムな
時間を待った後、ネットワークの使用状況を確認し、ネ
ットワークが空いていれば再びデータを転送する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】従って、以上のような
ATMのネットワークでは、仮想コネクションの伝送品
質が最初のシグナリングによるコネクション設定時のみ
要求でき、データ転送の途中の段階では要求できない。
その結果、データ転送の途中でネットワーク全体の利用
状況が変わっても伝送品質のパラメータを変更できない
問題がある。
【0009】一方、イーサネットのネットワークは、フ
ァイル転送など、大量のデータを転送する場合、1つの
端末が長時間にわたってネットワークを占有し、他の端
末がネットワークを使えなくなる問題がある。例えばプ
ラントの制御機器等を使用する場合、長時間にわたって
ネットワークが通信不可能な状態になっているとき、た
またま制御機器によって制御するプラントに異常が発生
しても、その状況を上位機器に連絡することが難しく、
操業の停止を招きかねない問題がある。
【0010】本発明は上記実情に鑑みてなされたもの
で、データ転送中にネットワークの状況に応じてデータ
転送の伝送品質に変更可能とするネットワークのデータ
通信方式を提供することにある。
【0011】さらに、本発明の他の目的は、ある端末が
大量にデータを連続して転送する場合でも、他の端末が
ネットワークを利用可能にするネットワークのデータ通
信方式を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】請求項1に対応する発明
は、ATM端末間で複数のATM交換機をもつATMネ
ットワークを通してデータを通信するネットワークのデ
ータ通信方式において、 予め通信パラメータが未知で
ある場合、送信側のATM端末は、前記ATMネットワ
ークを構成するATM交換機との間でUBR(Unspecif
i-ed Bit Rate )サービス・カテゴリを用いて第1のコ
ネクションを生成する第1のコネクション生成手段と、
この第1のコネクションの生成後に実際にデータをセル
分割して送信するとともにセル単位で送信統計を集計す
る送信統計集収手段と、この集計された送信統計に基づ
いて通信パラメータを決定し、前記ATM交換機との間
でCBR(Constant Bit Rate )またはVBR(Variab
le Bit Rate)を用いて新たな第2のコネクションを生
成する第2のコネクション生成手段とを備え、この第2
のコネクションに切替えてデータ通信を行うネットワー
クのデータ通信方式である。
【0013】この請求項1に対応する発明は、以上のよ
うな手段を講じたことにより、データ送信に先立ち、予
め通信パラメータが未知であるとき、UBRを用いて第
1のコネクションを生成し、実際にデータを送信して送
信統計を集計し通信パラメータを決定する。そして、こ
の決定された通信パラメータに基づいてCBRまたはV
BRを用いて新たな第2のコネクションを生成し、この
第2のコネクションの下にデータを通信するので、予め
通信パラメータが不明な場合でも、送信能力に応じてデ
ータ通信を行うことができる。
【0014】請求項2に対応する発明は、ATM端末間
で複数のATM交換機をもつATMネットワークを通し
てデータを通信するネットワークのデータ通信方式にお
いて、 送信側のATM端末は、コネクションの生成後
のデータ通信中にセル単位で送信統計を集計する送信統
計集収手段と、この集計された送信統計から得られる通
信パラメータと現在通信中コネクションの通信パラメー
タとを比較し、前記送信統計から得られる通信パラメー
タが現在通信中コネクションの通信パラメータよりも所
望とするパラメータ値の範囲を越えたとき、送信統計か
ら得られる通信パラメータに基づいて新たなコネクショ
ンを生成するコネクション処理制御手段とを備え、この
生成された新たなコネクションに切替えてデータ通信を
行うネットワークのデータ通信方式である。
【0015】この請求項2に対応する発明は、以上のよ
うな手段を講じたことにより、セル単位ごとにネットワ
ークの状況を調べ、このネットワークの状況手ある通信
パラメータが現在通信中コネクションの通信パラメータ
からかけ離れた状況にあるとき、新たなコネクションを
生成し、この生成された新たなコネクションに切替えて
データを通信するので、送信のデータ量の変動に十分対
処しながら最適なコネクションを生成しつつデータ通信
を行うことができる。
【0016】請求項3に対応する発明は、両端のイーサ
ネット端末間に複数のATM交換機をもつATMネット
ワークを設け、フレーム形式でデータを通信するネット
ワークのデータ通信方式において、前記各イーサネット
端末と前記ATMネットワークとの間にそれぞれブリッ
ジを設け、前記イーサネット端末は、TCP(Transmis
sion Control Protocol )/IP(Internet Protocol
)をもつデータ・フレームの中にATMシグナリング
・メッセージを埋め込んで送信し、前記各ブリッジは、
受信した前記データ・フレームの中からATMシグナリ
ング・メッセージを抽出し、前記ATMネットワークに
シグナリングを行ってフレーム形式でデータ通信を行う
ネットワークのデータ通信方式である。
【0017】この請求項3に対応する発明は、以上よう
な手段を講じたことにより、各ブリッジがイーサネット
端末から送られてくるフレームの中からATMシグナリ
ング・メッセージを抽出し、前記ATMネットワークに
シグナリングを行うことにより、VCCを生成しデータ
通信を行うので、フレーム形式でデータを扱う端末間に
おいても、ATMの通信品質をもたせながらデータ通信
を行うことができる。
【0018】請求項4に対応する発明は、コネクション
型のトランスポート層相当プロトコルが存在し、送信側
端末にてウインドウを用いたフロー制御を行うネットワ
ークのデータ通信方式において、 前記送信側端末に、
アプリケーションタスクからTCPタスクを介して受信
側端末とデータ通信を行っているとき、定期的にTCP
タスクがもつTCPコネクション毎の時系列的な送信ウ
インドウ番号の履歴から当該送信ウインドウ番号の進行
状況を判断し、前記TCPコネクションのIPMTU
(最大伝送単位)サイズを可変するネットワーク監視タ
スクを設けたネットワークのデータ通信方式である。
【0019】この請求項4に対応する発明は、以上のよ
うな手段を講じることにより、ネットワーク監視タスク
において送信ウインドウ番号の進行が遅いと判断された
とき、輻輳が生じているとみなしてTCPコネクション
のIP MTUサイズを小さくし、逆に送信ウインドウ
番号の進行が順調であると判断されたとき、TCPコネ
クションのIP MTUサイズを大きくすることによ
り、輻輳時のIPパケットのパケット欠落率を低下させ
ることができる。
【0020】請求項5に対応する発明は、両端のイーサ
ネット端末間にATMネットワークを設け、フレーム形
式でデータを通信するネットワークのデータ通信方式に
おいて、前記各イーサネット端末と前記ATMネットワ
ークとの間にそれぞれブリッジを設け、前記イーサネッ
ト端末は、TCP/IPをもつデータ・フレームの中に
ATMシグナリング・メッセージおよび帯域予約メッセ
ージを埋め込んで送信し、前記各ブリッジは、受信した
前記データ・フレームの中から帯域予約メッセージを抽
出したとき、前記ATMシグナリングを行って前記帯域
予約メッセージの要求予約内容に応じたVCCを生成す
るネットワークのデータ通信方式である。
【0021】この請求項5に対応する発明は、以上のよ
うな手段を講じたことにより、ブリッジがデータ・フレ
ームの中から帯域予約メッセージを抽出したとき、その
要求に応じた帯域のVCCを生成するので、ルータを介
することなく、ネットワークの通信品質を保証しつつデ
ータ通信を行うことができる。
【0022】請求項6に対応する発明は、帯域他資源が
予約可能であって、受付制御を行うATM交換機と端末
とからなるネットワークのデータ通信方式において、前
記ATM交換機は、送信側端末の間でトラヒック契約し
た後、データ通信中にVCCを流れるデータ量を監視
し、契約量が所定の量以下であり、かつ、単位時間当た
りに所定回数続いたとき、割当て帯域を削減するととも
に、前記送信側端末に通知するネットワークのデータ通
信方式である。
【0023】この請求項6に対応する発明は、以上のよ
うな手段を講じたことにより、ATM交換機がデータ通
信中に実際のデータ量を監視し、契約よりもはるかに少
ないデータ量のとき、割当て帯域を削減するとともに前
記送信側端末に通知するので、ATM交換機の資源を効
率的に使用することができる。
【0024】この請求項7に対応する発明は、ATM端
末間に複数のATM交換機からなるATMネットワーク
を配置したネットワークのデータ通信方式において、前
記ATM交換機は、送信側ATM端末に対してバースト
・トレランスを通知し、この送信側ATM端末では、前
記バースト・トレランスに基づいてMTUサイズを決定
し、この決定されたMTUに従ってIPパケットのサイ
ズを決定し、セル分割を行って送信するネットワークの
データ通信方式である。
【0025】この請求項7に対応する発明は、以上のよ
うな手段を講じたことにより、送信側ATM端末では、
バースト・レトランスに基づいてMTUサイズを決定す
るので、MTUサイズが大きすぎることによるIPパケ
ットの廃棄を防ぐことができる。
【0026】請求項8に対応する発明は、複数の機器が
ネットワークを介してデータの授受を行うネットワーク
のデータ通信方式において、前記ネットワーク上に前記
複数の機器から出力されるデータラインを集線するイー
サネット・ハブまたはイーサネット・スイッチおよび遅
延時間を作り出すノードを設け、前記イーサネット・ハ
ブまたはイーサネット・スイッチは、ある1つの機器か
ら大きな帯域を占めるデータを受信したとき、このデー
タを前記ノードに入力して遅延させた後に再び前記イー
サネット・ハブまたはイーサネット・スイッチに戻して
所望の宛先に送り出すことにより、前記遅延時間の間に
他の機器どうしのデータ通信を可能にするネットワーク
のデータ通信方式である。
【0027】このような手段とすることにより、他の機
器どうしのデータ通信が途切れることがなく、特に緊急
メッセージのデータ転送が長時間停止するような危険性
を未然に回避できる。
【0028】請求項9に対応する発明は、複数の機器が
ネットワークを介してデータの授受を行うネットワーク
のデータ通信方式において、前記ネットワーク上に前記
複数の機器から出力されるデータラインを集線するイー
サネット・ハブまたはイーサネット・スイッチを設け、
このイーサネット・ハブまたはイーサネット・スイッチ
には遅延時間を作り出すバッフアを有し、ある1つの機
器から大きな帯域を占めるデータを受信したとき、この
データを前記バッフアに入力して遅延させた後に所望の
宛先の機器に送り出すことにより、前記遅延時間の間に
他の機器どうしのデータ通信を可能にするネットワーク
のデータ通信方式である。この請求項9に対応する発明
においても、請求項8に対応する発明と同様の作用を奏
する。
【0029】
【発明の実施の形態】
(第1の実施の形態)図1は請求項1に係わるATMネ
ットワークのデータ通信方式の一実施形態を示す構成図
であって、例えば2つのATM端末間で動画像等の連続
メディア情報を通信するときに有効なネットワークであ
る。
【0030】同図において101 ,102 ,…は送信す
べきデータを所定の固定長バイトのセルに分割し、各セ
ルごとに接続情報を含んだヘッダ情報を付加して転送
し、かつ、ヘッダ情報を翻訳して受信する機能をもつA
TM端末であって、これらATM端末101 ,102
…間には多数のATM交換機111 ,112 ,…より成
るATMネットワーク11が介在されている。
【0031】各ATM端末101 ,102 ,…は、ユー
ザ情報転送に必要なエンド−エンドの仮想コネクション
を生成し、かつ、転送終了の解放処理を実行するコネク
ション生成・解放処理部12と、セル分割組立およびヘ
ッダ翻訳、セル転送状態の把握などを行うATMインタ
フェース・カード13とによって構成されている。
【0032】前記コネクション生成・解放処理部12
は、コネクションの生成(設定)制御やコネクションの
解放制御その他必要な処理制御を行う処理プログラムを
格納するプログラムメモリ121、動画像データなどを
記憶するメインメモリまたは外部記憶装置122、処理
中の必要なデータを記憶するバッフアメモリ123、プ
ログラムメモリ121から必要な処理プログラムを読み
出してコネクションの生成・解放処理制御を実行するマ
イクロプロセッサ等のコネクション制御処理部124な
どによって構成されている。
【0033】一方、ATMインタフェース・カード13
は、セル分割組立およびヘッダ翻訳等の機能をもつSA
R(Segmentation And Reassembly )部131、物理層
部132、光−電気変換部133およびATMネットワ
ーク11にシグナリングを行ってVCC(仮想チャンネ
ル・コネクション)を確立した後に当該VCCに関する
送信速度を観測するセル送信統計収集部134などによ
って構成されている。
【0034】これらコネクション生成・解放処理部12
およびATMインタフェース・カード13はシステムバ
ス14によって接続されている。以上のようなATM端
末を含むATMネートワークにおいてATM端末101
が通信相手である他のATM端末との間でデータ通信を
行うに先立ち、シグナリングを行ってコネクションを設
定する。しかし、この段階では通信の品質・伝送効率面
等から必要な伝送品質パラメータが未知の状態にあるこ
とが多い。
【0035】そこで、コネクション制御処理部124で
は、データ転送に先立ってプログラムメモリ121の処
理プログラムに従ってネットワーク上で転送するトラヒ
ックのサービス・カテゴリとして分類されるCBR(Co
nstant Bit Rate )、VBR(Variable Bit Rate )、
UBR(Unspecified Bit Rate)、ABR(Available
Bit Rate)のうち、図2に示すようにUBRのサービス
・カテゴリを選択し、詳細トラヒック・パラメータを指
定せずに、図示(イ)に示すようにVCC(仮想コネク
ション)1を生成する。このコネクションVCC1を生
成した後にメインメモリまたは外部記憶装置122から
実際に動画像データを読み出し、SAR部131にてセ
ル分割してネットワーク上に転送する。ここで、UBR
とは、事前に必要帯域を割り当てることなく、転送中に
帯域に空きがあればセルを転送し、空きがなければ溢れ
たセルを廃棄するサービス・カテゴリである。
【0036】このとき、セル送信統計収集部134で
は、生成されたVCC1を利用したデータ通信を開始す
ると、VCC1に関する送信速度を観測する。例えば毎
秒当たりのバイト数であり、この観測結果をコネクショ
ン制御処理部124で読み取り、ここでセル速度,バー
スト長さ等の通信パラメータを決定する。
【0037】コネクション制御処理部124では、決定
された通信パラメータに基づき、CBRもしくはVBR
のサービス・カテゴリを用いて、図示(ロ)のように新
たな仮想コネクションVCC2を生成する。そして、こ
の新たなコネクションVCC2が生成された後、この新
たなコネクションVCC2に切替えてデータ送信を行
う。ここで、CBR,VBRは、ATM端末からの通信
パラメータの申告に基づき、ATM交換機がセル損失品
質やセル転送遅延品質などの要求品質を保証できる必要
帯域の割り当てを行うサービス・カテゴリである。通
常、発生セル間隔の固定および可変に応じてCBRもし
くはVBRが用いられる。因みに、CBRを用いてコネ
クションを生成する場合、一例としてピークセル速度を
セル速度としてシグナリング・パラメータとする。VB
Rを用いてコネクションを生成する場合、単純にはヒー
クセル速度を平均セル速度とするが、ある期間の観測範
囲の平均セル速度とピークセル速度とを計測し、シグナ
リング・パラメータとしてもよい。
【0038】従って、以上のような実施の形態のデータ
通信方式によれば、予め通信パラメータが不明な場合で
あっても、UBRのサービス・カテゴリを用いて、仮想
的にVCC1を生成し、実際にデータを伝送して通信パ
ラメータを解明し、CBRもしくはVBRのサービス・
カテゴリを用いて、通信パラメータに基づく要求品質の
コネクションを確立するので、送信能力に応じた通信を
行うことができる。
【0039】なお、この請求項1の他の実施の形態とし
て、例えば受信側のATM端末を複数台設置すること、
またセル送信統計収集部134を設置せずに、外部記憶
装置122からATMインタフェース・カード13への
データの送出レートをソフトウエアによって計測し、セ
ル速度やシェービング値を算出し、新たなコネクション
を生成してもよい。 (第2の実施の形態)請求項2に係わるネットワークの
データ通信方式の一実施形態について説明する。この実
施の形態の構成は、図1と同じであるので、ここでは図
1の構成を用いて説明する。
【0040】この実施の形態の意図する点について図3
を用いて簡単に説明すると、同図(a)に示す従来の場
合にはコネクションの生成後、転送すべきデータ全部を
転送し、この転送終了後にコネクションを解放する方式
であり、一方、請求項1に係わるデータ通信方式は、同
図(b)に示すように、UBRのサービス・カテゴリを
用いてコネクションVCC1を生成後、実際にデータを
転送してみて適当な時間に通信パラメータを解明する
と、この通信パラメータに基づいてCBRもしくはVB
Rを用いてコネクションVCC2を生成し、さらに所望
の時刻にコネクションVCC3を生成し直す方式であ
る。
【0041】これに対し、この請求項2に係わるデータ
通信方式は、同図(c)に示すように、データセル単位
ごとに通信パラメータを解明し、データセルごとにネッ
トワークの利用状況を把握しながら新たなコネクション
を生成し、データを転送する方式である。
【0042】以下、本実施の形態について具体的に説明
する。今、ATM端末101 とATM端末10との間で
コネクションが生成され、動画像等のデータ通信が行わ
れているものとする。ここで、ATMインタフェースカ
ード13のセル送信統計収集部134は、データ通信中
にVCCに関する送信速度、つまりセル単位の毎秒当た
りのバイト数等を集計する。
【0043】しかる後、コネクション制御処理部124
は、セル送信統計収集部134によって得られる送信統
計の集計値を読み取り、セル速度等の通信パラメータを
評価する。この通信パラメータの評価は、通信中のコネ
クションがもつ通信パラメータと送信統計による集計値
より得られる通信パラメータとを比較し、この集計値か
ら得られる通信パラメータが通信中コネクションの通信
パラメータよりも過大になっているとき、つまり予めユ
ーザサイドにより定める通信パラメータの範囲値を越え
たとき、任意のATMレイヤ・サービス・カテゴリ,例
えばCBRなどを用いて新たなコネクションを生成す
る。そして、新たなコネクションが生成されたならば、
前のコネクションから新たなコネクションに切替えてデ
ータ送信を行う。
【0044】従って、この実施の形態による構成によれ
ば、データ通信中にセル単位で送信統計を集計し、この
集計結果に基づいて通信パラメータを評価し、通信品質
および効率等の面から問題がある場合には、新たなコネ
クションを生成し、この新たなコネクションの確立後に
新たなコネクションに切替えてデータ通信を行うので、
通信中のデータ量の変動に基づいて適宜にコネクション
を生成し、要求品質を維持しつつ安定にデータを通信で
きる。 (第3の実施の形態)図4は、請求項3に係わるネット
ワークのデータ通信方式の一実施形態を示す構成図であ
る。
【0045】この実施の形態は、両端イーサネット端末
間にATMネットワークを設け、フレーム形式でデータ
を送信することにより、イーサネットでありながらAT
Mで直結するように見なすデータ通信方式を実現するこ
とにある。
【0046】このイーサネットは、CSMA/CD方式
であって、全部の端末を1本の伝送ケーブルにつなぎ、
この伝送ケーブルを共通データ伝送路としてデータフレ
ーム形式で転送するデータ通信方式であり、広域パケッ
ト通信技術のデータグラムに似たコネクションレス型シ
ステムとも言える。
【0047】以下、図4を参照して具体的に説明する。
同図において201 ,202 はパーソナルコンピュータ
などのイーサネット端末であって、説明の便宜上、20
1 は送信側端末、202 は受信側端末とする。このCS
MA/CD方式のプロトコルは、物理インタフェース、
媒体アクセス制御(MAC)および論理リンク制御(L
LC)の3階層構成となっており、OSIの参照モデル
のレイヤー1(物理層)とレイヤー2(データリンク
層)との範囲に相当し、パケットの伝送に必要な機能で
ある。そこで、これら端末201 ,202 は、以上のよ
うなプロトコルを実現するための疑似的なATMコネク
ションを扱うプログラミング・インタフェースを有し、
データフレーム形式中にATMシグナリング・メッセー
ジを埋め込んで送信する機能をもっている。
【0048】このデータフレーム形式は、図5に示すよ
うに、イーサネットヘッダ、IP(Internet Protocol
)ヘッダ、TCP(Transmission Control Protocol
)、Q.2931メッセージおよびFCS(フレーム
・チェック・シーケンス)から構成され、特にQ.29
31は、N−ISDNのレイヤ3プロトコルであるQ.
931およびQ.933をベースに、B−ISDNとし
てコネクションの設定・解放に関するメーセージをもっ
たものである。
【0049】211 ,212 はデータフレーム形式の中
からATMシグナリング・メッセージを抽出し、ATM
ネットワーク側にATMシグナリングを行うフレーム−
ATM変換機能をもつブリッジである。これらブリッジ
211 ,212 間には複数のATM交換機221 ,22
2 ,…,22n から成るATMネットワーク22が接続
されている。
【0050】前記ブリッジ211 ,212 は、図6に示
すようにイーサネット端末からのデータ・フレームを受
信するイーサネットポート211と、受信されたデータ
・フレームを蓄積するデータ蓄積メモリ212と、受信
データ処理およびATM変換処理等のプログラムを記憶
するプログラムメモリ213と、ATMポート214
と、データ蓄積メモリ212内の受信データを解析した
り、棄却したり、内部処理をしたり、受信データをAT
Mポート214にフォワードしたり、Q.2931メッ
セージを解読しVCCを生成するマイクロプロセッサ等
を有するデータ処理制御部215などによって構成され
ている。
【0051】次に、以上のようなネットワークのデータ
通信方式の動作について説明する。送信側端末201
ら受信側端末202 にデータを転送する場合、送信側端
末201 は、図5に示すようなデータ・フレーム中にI
TU−T勧告のQ.2931を設け、これにATMシグ
ナリング・メッセージを設け、ここにATMシグナリン
グ・メッセージを埋め込んでフレーム形式で送信する。
一般に、ATMシグナリングには、UNI(User Netwo
rk Interface)のシグナリングとNNI(Network Netw
ork Interface )のシグナリングとがある。UNIのシ
グナリングとしては、現在,ITU−T勧告のQ.29
31を使うのが一般的である。Q.2931のメッセー
ジは、通常,ATM端末とATM交換機との間でやりと
りされるが、この実施の形態では、イーサネットに接続
される端末から出るデータ・フレームのTIP/IP情
報の中に、Q.2931メッセージを入れ込む。このと
き、Q.2931メッセージ識別用にはTCPポート番
号を割り当てるものとする。なお、フレーム中に書き込
む宛先アドレスは、イーサネット端末が接続されるブリ
ッジ宛となる。
【0052】つまり、この送信側端末201 は、アプリ
ケーション・タスクからATM API(Application
Programming Interface )相当のAPIを通して別の端
末向けの送信要求が発生したとき、前述したようにQ.
2931メッセージを含むフレームを送信する。
【0053】ここで、ブリッジ211 は、イーサネット
ポート211を介してQ.2931メッセージを含むデ
ータ・フレームを受信すると、一旦,データ蓄積メモリ
212に蓄積する。ここで、データ処理制御部215
は、プログラムメモリ213のプログラムに従ってデー
タ・フレームの内容を解析し、Q.2931メッセージ
を抽出し、ATMネットワーク22にATMシグナリン
グを行う。
【0054】ここで、ATMネットワーク22が送信側
端末201 の要求に基づいてVCCを生成すると、Q.
2931メッセージの応答メッセージを返還する。送信
側端末201 は、Q.2931メッセージの応答メッセ
ージが返ってきたとき、仮想的なATMのコネクション
が生成したと判断し、仮想的なコネクションを用いてデ
ータ通信を行う。その際、TCPポート番号は特別に割
り当てたものを用い、VPI/VCIを識別子とする。
【0055】ブリッジ211 は、TCP番号を検査し、
仮想ATMコネクションを用いるデータであると判断す
ると、VPI/VCIを抽出し、対応する出力VPI/
VCIへと変換し、AAL(ATM Adaptation Layer)5
の分解を行ってATMネットワーク22の所定のVCC
に出力する。
【0056】従って、ブリッジ212 側では、逆にAT
Mネットワーク側からデータを受け取った後、仮想AT
Mコネクション向けである場合およびイーサネット端末
向けにQ.2931メッセージを配送しなければならな
い場合には、フレームを加工しイーサネット端末202
に配送する。
【0057】従って、以上のような実施の形態の構成に
よれば、送信側端末および受信側端末がともにイーサネ
ット端末である場合でも、ブリッジ21でフレーム−A
TM変換し、或いはATM変換−フレーム変換すること
により、途中のATM部分に対して明示的にVCCを生
成しデータを転送するので、データの通信品質を保証で
きる。 (第4の実施の形態)図7および図8は請求項4に係わ
るネットワークのデータ通信方式の一実施形態を説明す
る図である。
【0058】この実施の形態は、パケット形式でデータ
通信を行うネットワークのデータ通信方式であって、送
信端末がコネクション型のトランスポート層相当プロト
コルをもっているとき、当該プロトコルの中のフロー制
御を適切に実行することにある。
【0059】一般に、トランスポート層(OSI参照モ
デルの4層)は、ネットワークに依存しないエンド・ツ
ー・エンドのコネクションと処理サービスとを提供する
ものであり、このトランスポート・プロトコルはアプリ
ケーションのデータを順序づけられたパケット形式に分
割し、これらパケットの伝送を管理し、重複や紛失のな
い、順序正しいデータの配送を提供する。
【0060】このトランスポート層に相当するレベルに
は、2つの主要なプロトコル,つまりTCPとUDPが
あるが、そのうちTCPはコネクション型通信であり、
通信に先立ってバーチャル・サーキット(仮想回線)を
確立し、大量のデータを継続的に送信するのに適してい
る。このTCPは広範囲の上位層のデータ送信をサポー
トすることから、上位層を特定する多数のポートをもっ
ている。
【0061】従って、送信側ATM端末311 は、多数
のポートをもつことから、TCPデータの先頭のTCP
ヘッダ部分に、送り元アドレスおよびポート番号、送り
先アドレスおよびポート番号の他、アクノリッジ・ナン
バACK、フロー制御を行うウインドウWNDWその他
必要な制御情報を付加してなるパケット形式とし、AT
Mネットワークまたは一般的なインターネットワーク等
のネッワーク32を通して受信側のATM端末312
送信する。
【0062】ところで、以上のような送信側ATM端末
311 は、図8に示すようなソフトウェア・タスク構成
とする。すなわち、この送信側ATM端末311 は、タ
スク構成上、ユーザ側とカーネル側とに分けられ、ユー
ザ側には、各ユーザの要求に適用可能なアプリケーショ
ンタスク33とネットワーク42の輻輳状態を監視する
ためのネットワーク監視タスク34とが設けられ、一
方、カーネル側には、通信の基本的なソフト,つまりT
CPタスク36、IPタスク37、データリンク層の副
層の1つである媒体アクセス制御MACに関するMAC
ドライバ38などが設けられている。
【0063】前記ネットワーク監視タスク34は、定期
的にTCPコネクション毎の送信ウインドウ番号を収集
するウインドウ収集手段と、この収集手段で収集された
送信ウインドウ番号を時系列的に保持するウインドウ保
持手段と、この保持された送信ウィンドウ番号の履歴か
ら輻輳の有無を判断する輻輳有無判断手段と、この判断
結果から輻輳状態にあるとき、IP MTU(Maximum
Transmission Unit :最大伝送単位)サイズを小さくす
る伝送サイズ可変制御手段とが設けられている。
【0064】次に、以上のようなネットワークのデータ
通信方式の動作について説明する。今、アプリケーショ
ンタスク33から他の受信側端末312 に対してパケッ
ト形式で通信する場合、アプリケーションタスク33か
らTCPタスク36にデータを渡し、さらにTCPタス
ク36からIPタスク37に渡す。このIPタスク37
で受けたデータは、MACドライバ37を介して送信さ
れる。
【0065】このとき、ネットワーク監視タスク34
は、定期的にTCPタスク36がもつTCPコネクショ
ン毎の送信ウインドウ番号を取り込み、順次時系列的に
送信ウインドウ番号を内部変数として保持し、その送信
ウインドウ番号の履歴から送信ウインドウ番号の進行状
況を判断する。つまり、送信ウインドウ番号の進行が遅
いと判断されたとき、輻輳が生じていると判断し、該当
TPCコネクションのIP MTUサイズを小さくし、
輻輳の影響を少なくする。逆に、送信ウインドウ番号の
進行が順調であると判断したとき、TCPコネクション
のIP MTUサイズを大きくする。
【0066】従って、以上のような実施の形態のデータ
通信方式によれば、TCPコネクション毎の送信ウイン
ドウ番号を時系列的に保持し、その送信ウインドウ番号
の履歴から送信ウインドウ番号の進行状況を判断するの
で、ネットワークがATMである場合でも、輻輳時のI
Pパケットのパケット欠落率を低下させることが可能で
ある。 (第5の実施の形態)請求項5に係わるネットワークの
データ通信方式の一実施形態について説明する。この実
施形態の構成は、図4ないし図6とほぼ同じであるの
で、ここではそれら図4ないし図6の構成を用いて説明
する。
【0067】この実施の形態は、両端にイーサネット端
末を接続したATMネットワークのデータ通信方式にお
いて送信側のイーサネット端末から送信するフレームに
RSVP(Resource Reservetion Protocol :資源予約
型インターネット・プロトコル)等の帯域予約メッセー
ジを埋め込み、予め帯域予約をする方式である。
【0068】このイーサネットは、CSMA/CD方式
であって、全部の端末を1本の伝送ケーブルにつなぎ、
この伝送ケーブルを共通データ伝送路としてデータフレ
ーム形式で転送するデータ通信方式であり、広域パケッ
ト通信技術のデータグラムに似たコネクションレス型シ
ステムとも言える。
【0069】この実施形態の構成は、図4に示すように
パーソナルコンピュータなどのイーサネット用端末20
1 ,202 にそれぞれATMシグナリングを実行するフ
レーム−ATM変換機能をもつブリッジ211 ,212
が接続され、これらブリッジ211 ,212 間にATM
ネットワーク22が接続されている。
【0070】これら端末201 ,202 は、CSMA/
CD方式のプロトコルを実現するための疑似的なATM
コネクションを扱うプログラミング・インタフェースを
有し、データフレーム形式中にATMシグナリング・メ
ッセージを埋め込んで送信する機能をもっている。この
データフレーム形式は、図5に示すように、イーサネッ
トヘッダ、IP(Internet Protocol )ヘッダ、TCP
(Transmission Control Protocol )、Q.2931メ
ッセージおよびFCS(フレーム・チェック・シーケン
ス)等で構成され、特にQ.2931には、N−ISD
Nのレイヤ3プロトコルであるQ.931およびQ.9
33をベースに、B−ISDNとしてコネクションの設
定・解放に関するメーセージの他、RSVP等の帯域予
約メッセージを埋め込むものとする 前記ブリッジ211 ,212 は、図6に示すように端末
から送られてくるデータ・フレームを受信するイーサネ
ットポート211と、受信されたデータ・フレームを蓄
積するデータ蓄積メモリ212と、受信データ処理およ
びATM変換処理等のプログラムを記憶するプログラム
メモリ213と、ATMポート214と、データ蓄積メ
モリ212内の受信データを解析したり、棄却したり、
内部処理をしたり、受信データをATMポート214に
フォワードしたり、Q.2931メッセージを解読しV
CCを生成するマイクロプロセッサ等を有するデータ処
理制御部215などによって構成されている。
【0071】次に、以上のようなネットワークのデータ
通信方式の動作について説明する。送信側端末201
は、図5に示すようなデータ・フレーム中にITU−T
勧告のQ.2931を設け、これにATMシグナリング
・メッセージをもったデータフレームをブリッジ211
宛に送信する。
【0072】ここで、ブリッジ211 は、イーサネット
ポート211を介してQ.2931メッセージを含むフ
レームを受信し、データ蓄積メモリ212に蓄積する
と、データ処理制御部215では、プログラムメモリ2
13のプログラムに従ってフレームデータの内容を解析
し、Q.2931メッセージを抽出し、ATMネットワ
ーク22にATMシグナリングを行い、仮想的なATM
のコネクションを生成し、受信側端末202 と接続され
ると、当該仮想的なコネクションを用いてデータ通信を
行う。
【0073】ところで、このデータ通信中に、送信側端
末201 がデータ・フレーム中のQ.2931にATM
シグナリング・メッセージの他、RSVP等の帯域予約
メッセージを埋め込んであるとき、ブリッジ211 は、
イーサネット−ATM変換を実行するとき、帯域予約メ
ッセージ内部の要求を解析し、当該要求に応じて帯域の
VCCを生成する処理を実行する。すなわち、ブリッジ
211 は、RSVP等の帯域予約メッセージが流れたと
き、LANエミュレーションのデータ仮想チャネル・コ
ネクションのサービス・パラメータを決定し、このLA
Nエミュレーションを使用しつつ通信品質を保証するも
のである。
【0074】従って、以上のような実施の形態のデータ
通信方式によれば、ルータを介することなく、ブリッジ
211 が送信側端末201 からRSVP等の帯域予約メ
ッセージが流れたとき、LANエミュレーションのデー
タ仮想チャネル・コネクションのサービス・パラメータ
を決定し、このLANエミュレーションに基づいてデー
タフレームを送信するので、通信品質の保証を確保でき
る。 (第6の実施の形態)図9は請求項6に係わるネットワ
ークのデータ通信方式の一実施形態を説明する構成図で
ある。
【0075】この実施の形態は、帯域他資源を予約する
ことが可能であり、かつ、受付け制御を行うATM交換
機とATM端末とからなるネットワークのデータ通信方
式において、ATM交換機とATM端末との間でトラヒ
ック契約後、ATM交換機で実際に流れるデータ量を監
視し、契約よりはるかに少ない量しか流れていないと
き、割当て帯域を削減し、交換機の資源を効率的に使用
することにある。
【0076】同図において411 ,412 ,…はATM
端末であって、これらATM端末411 ,412 ,…間
に複数のATM交換機421 ,422 ,…からなるAT
Mネットワーク42が介在されている。
【0077】ATM端末411 ,412 ,…は、仮想コ
ネクションを生成し、かつ、データ転送終了後の解放処
理を実行するコネクション生成・解放処理部43と、セ
ル分割組立およびヘッダ翻訳、セル転送状態の把握など
を行うATMインタフェース・カード44とによって構
成されている。
【0078】前記コネクション生成・解放処理部43
は、コネクションの生成(設定)制御やコネクションの
解放制御その他必要な処理制御を行う処理プログラムを
格納するプログラムメモリ431、動画像データなどを
記憶するメインメモリまたは外部記憶装置432、処理
中の必要なデータを記憶するバッフアメモリ433、プ
ログラムメモリ431から必要な処理プログラムを読み
出してコネクションの生成制御を実行するマイクロプロ
セッサ等のコネクション制御処理部434などによって
構成されている。
【0079】一方、ATMインタフェース・カード44
は、セル分割組立およびヘッダ翻訳等の機能の他、セル
のヘッダ部分に宛先、帯域予約等の接続情報を付加して
出力するSAR(Segmentation And Reassembly )部4
41、複数の分割セルを格納してフレーム形式のデータ
を出力する物理層部442、光−電気変換部443およ
びATMネットワーク11にシグナリングを行ってVC
Cを確立した後に当該VCCに関する送信速度を観測す
るセル送信統計収集部444などによって構成されてい
る。
【0080】これらコネクション生成・解放処理部43
およびATMインタフェース・カード44はシステムバ
ス45によって接続されている。以上のようなATM端
末を含むATMネートワークにおいてATM端末411
が通信相手である他のATM端末との間でデータ通信を
行うに先立ち、シグナリングを行ってコネクションを設
定する。
【0081】一方、各ATM交換機42i (421 ,4
2 ,423 ,424 ,…)は、図10に示すように構
成されている。このATM交換機42i は、フレーム形
式のデータを受信する受信ポートa〜dと、これら受信
ポートa〜dで受信されたデー・フレーム(光)を電気
信号に変換するとともに、この電気信号からクロックを
抽出する送受信部421,…と、この抽出されたクロッ
クを用いてSDH(Syn-chronous Digital Hierarchy
)フレームからATMセルを取出し、ヘッダ情報を出
力するセル取出部422,…と、図11に示すようなパ
ラメータを格納するトラヒックテーブル423,…と、
前記ヘッダ情報に基づいてトラヒックテーブル423を
参照し、宛先ポート,新たなVPI/VCI情報等の宛
先情報を取出し、セル情報の先頭に付加するトラヒック
観測部424,…とが設けられている。従って、各セル
取出部422は、セル情報の先頭に宛先情報を付加して
共有メモリバッフア425に書き込む。
【0082】また、各ATM交換機42i は、共有メモ
リバッフア425に書き込まれたデータの宛先情報をみ
て適切なポートに出力する共有メモリバッフア制御部4
25aと、複数のセルを格納してSDHフレームとして
出力するフレーマ426,…と、このSDHフレームを
光信号に変換し出力する送信部427,…と、トラヒッ
クテーブル423を参照しながらリソース制御その他必
要な制御管理を実行する管理部428とが設けられてい
る。
【0083】なお、トラヒックテーブル423の「設定
値」には、コネクション設定時に設定された単位時間当
たりの通信セル数が設定される。「実測最大値」は、コ
ネクション設定後の実際の通信が始まると、単位時間当
たりの通信セル数を計測し、単位時間当たりの通信セル
数の最大値を記憶する。この実測最大値が設定値の50
%以下になるのが単位時間相当で100回を越えたとき
に過大申告と判断し、割当て帯域の削減対象とする。
【0084】次に、以上のようなネットワークのデータ
通信方式の動作について説明する。送信側のATM端末
411 のコネクション制御処理部43では、プログラム
メモリ431の処理プログラムに従ってシグナリングを
行ってVCCを生成しデータ通信を行うが、前記シグナ
リング時にATM端末411 は、ATM交換機42i
の間でトラヒックに関する契約を行うので、当該ATM
交換機42i では、トラヒックに関する契約内容をトラ
ヒックテーブル423に登録するとともに、トラヒック
契約の要求にあった帯域に見合う資源を割り当てるべく
VCCを生成し、データ通信を行う。
【0085】しかる後、ATM交換機42i の管理部4
28は、データ通信中にVCC上を流れるセルデータ量
を監視する。つまり、管理部428は、VCC上を流れ
るセルデータ量に対し、トラヒックテーブル423の設
定値や単位時間当たりの通信セル数の実測最大値等を参
照し、実測最大値が設定値の50%以下になるのが単位
時間相当で100回を越えたときに過大申告と判断と判
断し、自ATM交換機における割当て帯域を削減すると
ともに、送受信部421を通して送信側ATM端末41
i に対して帯域を削減した旨を通知する。
【0086】なお、上記実施の形態は、ATMネットワ
ークについて述べているが、資源管理が可能な一般の通
信ネットワークであってもよい。従って、以上のような
実施の形態のデータ通信方式によれば、交換機側で受付
け制御を行う機能があるとき、実際のデータ通信中のデ
ータ量が契約済みトラヒック量よりはるかに少ないと
き、予め定めた分の割当て帯域を削減するので、無駄に
なっているトラヒックを除外することが可能となり、V
CC生成の機会を増加させることができ、交換機の資源
を効率的に生かすことができる。 (第7の実施の形態)図12および図13は請求項7に
係わるネットワークのデータ通信方式の一実施形態を説
明する構成図である。
【0087】この実施の形態は、ATMネットワークの
データ通信方式において、トラヒック契約時にATM交
換機側から送信側ATM端末にバッフアメモリ容量等の
制約からバースト・トレランスを通知し、送信側ATM
端末ではバースト・トレランスに基づいてMTU(Maxi
mum Transfer Unit :最大伝送単位)を決定することに
ある。
【0088】具体的には、上位のシステム51からIP
パケットフレームを受けると、送信側ATM端末52
は、ATM交換機53とトラヒック契約を結ぶとともに
シグナリングを行う。ここで、ATM交換機53は、ト
ラヒック契約の要求に基づいてVCCを生成すると、送
信側ATM端末52はMTUに従うIPパケットに基づ
いてセル分割し、VCCを通して相手側ATM端末にデ
ータを送信する。
【0089】このとき、送信側ATM端末52は、IP
パケットがATM交換機53のバーストトレランスmを
知らずにMTUサイズのIPパケットに従ってn個のセ
ルに分割して送信する。
【0090】その結果、ATM交換機53では、 n>m の関係となるので、(n−m)個のセルが余った状態と
なり、(n−m)個のセルが廃棄されてしまい、結果と
してIPパケットが相手ATM端末に到着しないことに
なる。
【0091】そこで、ATM交換機53は、送信側AT
M端末52に対し、VCC設定時にバースト・トレラン
スmを通知する。ここで、送信側ATM端末52は、バ
ースト・トレランスmを受信すると、一旦バッフアメモ
リに格納し、バースト・トレランスmに基づいてMTU
サイズを変更し、このMTUに従ってIPパケットのサ
イズを決定し、当該サイズに基づいてIPパケットをセ
ル化し送出する。
【0092】従って、以上のような実施の形態によれ
ば、送信側ATM端末52がATM交換機53のバース
ト・トレランスに基づいてMTUを決定し、IPパケッ
トをセル化して送信するので、MTUサイズが大きすぎ
ることによるIPパケットひいてはセルの欠落を防止で
き、相手側ATM端末に対しIPパケットをセル化して
確実に送信できる。 (第8の実施の形態)図14は請求項8に係わるネット
ワークのデータ通信方式の一実施形態を説明する構成図
である。
【0093】この実施の形態は、複数の工業用コントロ
ーラや計算機どうしが接続されたデータ伝送ネットワー
クのデータ通信方式であって、ファイル転送用データの
ようにバースト的に大きな帯域を占めるデータフレーム
を受けたとき、このファイル転送用データを遅らし、そ
の遅延時間を利用して他のコントローラ間データの数を
増加させる方式である。
【0094】具体的には、図14に示すように、例えば
工業用コントローラとして機能する複数のイーサネット
端末611 ,612 ,613 と、ファイル転送用データ
のようにバースト的に大きな帯域を占めるデータフレー
ム等を遅延するノード62と、これらイーサネット端末
611 ,612 ,613 およびノード62を集線処理す
るイーサネットハブ63とが設けられている。
【0095】このイーサネットハブ63は、複数のイー
サネット端末611 ,612 ,613 およびノード62
に対応するポート1,2,3,4を有し、これらポート
1,2,3,4はそれぞれ物理層依存送受信部631お
よびMAC(Media Access Control)部632を介して
ハブ部633と接続されている。
【0096】次に、図14に示す構成をもつネットワー
クのデータ通信方式の動作について説明する。今、イー
サネット端末611 から送られてくるデータを、対応す
るポート1で受け、物理層依存送受信部631およびM
AC部632を介してハブ部633に送出する。このハ
ブ部633は、受信したデータがブロードキャストデー
タであるとき、ポート2または3に送出する。ユニキャ
ストデータであるときには、TCPのポード番号を検査
することにより、ファイル転送等のバルク転送データか
否かを判断する。バルク転送データであると判断された
とき、該データをポート4へ送り出す。このポート4か
ら受けたデータはノード62内の内部レジスタ621に
よって定まる時間だけ遅延させて出力する。例えば1Mb
it分のメモリ容量で、10Mbpsのイーサネットの場合、 1Mbit/10Mbps=100ms の時間遅延される。そして、内部シフトレジスタ621
の出力は再びハブ部633に戻され、所定の宛先に基づ
いて必要なポート2または3に送られる。一方、ハブ部
633においてTCPのポート番号を検査した結果、バ
ルク転送データでないと判断されたとき、該データをそ
のまま所定の宛先ノードに送る。
【0097】その結果、バルク転送データに対しては、
人為的な遅延をかけて出力し、TCPウインドウ制御に
よるフロー制御が働き、送出速度が遅くなり、ネットワ
ーク内でバルク転送で他緊急メッセージのデータ転送が
長時間停止する危険性を防止できる。
【0098】図15を用いて説明すれば、例えば図15
(a)のようにコントロール間データがイーサネットハ
ブ63を介して送られているとき、同図(b)のように
△マークで示すファイル転送が行われたとき、コントロ
ール間データが長時間停止し、そのために緊急メッセー
ジが必要なノードに転送できなくなる。
【0099】そこで、同図(c)に示すように、ハブ部
633がファイル転送データをノード62に送出し所定
時間遅延することにより、その遅延時間内にコントロー
ル間データを転送し、緊急メッセージの転送を可能とす
る。
【0100】従って、以上のような実施の形態のデータ
通信方式によれば、各コントローラからでる線をハブ6
3に収容し、このハブ63の1ポートに遅延時間を大き
くするためのノード62を設け、ファイル転送用データ
のようにバースト的に大きな帯域を占めるデータフレー
ムを受けたとき、このデータフレームを大きな遅延時間
をもつノード62を通して再度ハブ63に戻した後、所
望の宛先にデータフレームを送り出すようにしたので、
ファイル転送に要するエンド・ノード間の遅延時間を意
図的に大きくさせて、転送レートを低下させることによ
り、コントローラ間の通信が途切れることなくデータ通
信を行うことができる。
【0101】なお、上記実施の形態は、制御用LAN等
のデータ伝送用ネットワークにイーサネット・ハブを用
いたが、このイーサネット・スイッチを用いた場合でも
同様に適用可能である。また、ポート数を4個とした
が、任意のポート数および任意のハブ数を用いて実施で
きる。 (第9の実施の形態)図16は請求項9に係わるネット
ワークのデータ通信方式の一実施形態を説明する構成図
である。
【0102】この実施の形態は、複数の工業用コントロ
ーラや計算機どうしが接続されたデータ伝送ネットワー
クのデータ通信方式であって、イーサネット・ハブまた
はイーサネット・スイッチの内部に遅延用バッフア・モ
ジュールを設け、図14と同様にフアィル転送用データ
のごときバースト的に大きな帯域を占めるデータフレー
ムを受けたとき、このフアィル転送用データを遅らし、
その遅延時間を利用して他のコントローラ間データの数
を増加させる方式である。
【0103】具体的には、図16に示すように、例えば
工業用コントローラとして機能する複数のイーサネット
端末611 ,612 ,613 ,614 と、これら端末6
1,612 ,613 ,614 を集線処理するイーサネ
ットハブ63とからなり、そのうち、イーサネットハブ
63は、イーサネット端末611 ,612 ,613 ,6
4 にそれぞれ対応するポート1,2,3,4が設けら
れ、こられポート1,2,3,4にそれぞれ物理層依存
送受信部631およびMAC部632を介してハブ部6
33が接続されている。このハブ部633にはファイル
転送用データのようにバースト的に大きな帯域を占める
データフレーム等を遅延させるバッフア(シフトレジス
タ)634が設けられている。
【0104】次に、以上のような実施の形態の動作につ
いて説明する。今、イーサネット端末611 から送られ
てくるデータを、対応するポート1で受け、物理層依存
送受信部631およびMAC部632を介してハブ部6
33に送出する。このハブ部633では、受信したデー
タがブロードキャスト・データであるときには、ポート
2または3または4に送出する。ユニキャスト・データ
であるときには、TCPのポード番号を検査することに
より、ファイル転送等のバルク転送データか否かを判断
する。バルク転送データであると判断されたとき、該デ
ータを内部シフトレジスタ634に送る。ここで、所定
時間ごとに順次シフトされ、所定遅延時間後に出力さ
れ、再びハブ部633に戻され、所定の宛先ノードに送
られる。
【0105】ハブ部633においてTCPのポート番号
を検査した結果、バルク転送データでないと判断された
とき、該データをそのまま所定の宛先ノードに送る。そ
の結果、バルク転送データに対しては、人為的な遅延を
かけて出力し、TCPウインドウ制御によるフロー制御
が働き、送出速度が遅くなり、ネットワーク内でバルク
転送で他緊急メッセージのデータ転送が長時間停止する
危険性を防止できる。
【0106】従って、以上のような実施の形態のデータ
通信方式によれば、各コントローラからでる線をハブ6
3に収容し、このハブ63内に所定の遅延時間を作り出
すバッフア634を設け、ファイル転送用データのよう
にバースト的に大きな帯域を占めるデータフレームを受
けたとき、このデータフレームを大きな遅延時間をもつ
バッフア634を通して再度ハブ633に戻した後、所
望の宛先にデータフレームを送り出すようにしたので、
ファイル転送に要するエンド・ノード間の遅延時間を意
図的に大きくさせて、転送レートを低下させることによ
り、コントローラ間の通信が途切れることなくデータ通
信を行うことができる。なお、ポート数を4個とした
が、任意のポート数および任意のハブ数を用いて実施で
きる。
【0107】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、次
のような種々の効果を奏する。請求項1の発明では、U
BRサービス・カテゴリを用いてコネクションを生成し
た後データを送信し、ネットワークの状況を把握した上
で新たにコネクションを生成しデータ通信を行うので、
予め通信パラメータが不明な場合でも、送信能力に応じ
てデータ通信を行うことが可能である。
【0108】請求項2の発明では、送信データ量の変動
に十分対処しながら最適なコネクションのもとにデータ
通信を行うことができる。請求項3の発明は、フレーム
形式でデータを扱う端末間でも、ATMの通信品質を維
持しつつデータ通信を行うことができる。
【0109】請求項4の発明は、ウインドウ番号の進行
状態に応じてTCPコネクションのIP MTUサイズ
を可変するので、輻輳時のIPパケットのパケット欠落
率を低減かできる。
【0110】請求項5の発明は、送信側イーサネット端
末とATMネットワークの間にブリッジを介在し、フレ
ーム形式のデータを通信するに際し、ブリッジは、フレ
ーム中に帯域予約メッセージがあるとき、その予約内容
に応じたVCCを生成するので、ネットワークの通信品
質を保証しつつデータ通信を行うことができる。
【0111】請求項6の発明は、送信側端末との契約よ
りも実際のデータ量が少ないとき、ATM交換機は、割
当て帯域を削減し、送信側端末に通知することにより、
ATM交換機の資源を効率的に利用できる。
【0112】請求項7の発明は、送信側ATM端末で
は、ATM交換機のバースト・レトランスに基づいてM
TUサイズを可変するので、IPパケットの廃棄を防ぐ
ことができる。請求項8および請求項9の発明は、ある
端末が大量にデータを連続して転送する場合でも、他の
端末がネットワークを容易に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 請求項1に係わるネットワークのデータ通信
方式の一実施形態を示す構成図。
【図2】 コネクションの生成とデータ送信との関係を
説明する図。
【図3】 請求項2に係わるネットワークのデータ通信
方式を説明する図。
【図4】 請求項3に係わるネットワークのデータ通信
方式の一実施形態を示す構成図。
【図5】 請求項3に係わるネットワークのデータ通信
方式で扱うフレームの構成図。
【図6】 図4に示すブリッジの具体的な構成例図。
【図7】 請求項4に係わるネットワークのデータ通信
方式の一実施形態を示す構成図。
【図8】 図7に示す送信側端末のタスク構成を説明す
る図。
【図9】 請求項6に係わるネットワークのデータ通信
方式の一実施形態を示す構成図。
【図10】 図9に示すATM交換機の具体的な構成例
図。
【図11】 図10に示すトラヒックテーブルの格納デ
ータ列の一例を説明する図。
【図12】 請求項7に係わるネットワークのデータ通
信方式の一実施形態を示す構成図。
【図13】 図12におけるMTUサイズの変更例を説
明する図。
【図14】 請求項8に係わるネットワークのデータ通
信方式の一実施形態を示す構成図。
【図15】 図14に示すデータ通信方式の動作を説明
する図。
【図16】 請求項9に係わるネットワークのデータ通
信方式の一実施形態を示す構成図。
【図17】 従来のATMのネットワーク構成を示す
図。
【図18】 従来のイーサネットのネットワーク構成を
示す図。
【符号の説明】
101 ,102 ,311 ,312 ,411 ,412 ,5
2…ATM端末 11,22,42…ATMネットワーク 111 ,112 ,421 ,,53…ATM交換機 12…コネクション生成・解放処理部 13…ATMインタフェース・カード 134…セル送信統計収集部 201 ,202 ,611 ,612 ,…イーサネット端末 211 ,212 …ブリッジ 32…ネットワーク 34…ネットワーク監視タスク 51…上位システム 62…ノード 63…イーサネット・ハブ 633…ハブ部 634…遅延用バッフア
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 光子 東京都府中市東芝町1番地 株式会社東芝 府中工場内

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ATM端末間で複数のATM交換機をも
    つATMネットワークを通してデータを通信するネット
    ワークのデータ通信方式において、 予め通信パラメータが未知である場合、 送信側のATM端末は、 前記ATM交換機の間でUBR(Unspecifi-ed Bit Rat
    e )サービス・カテゴリを用いて第1のコネクションを
    生成する第1のコネクション生成手段と、この第1のコ
    ネクションの生成後に実際にデータをセル分割して送信
    するとともにセル単位で送信統計を集計する送信統計集
    収手段と、この集計された送信統計に基づいて通信パラ
    メータを決定し、前記ATM交換機との間でCBR(Co
    nstant Bit Rate )またはVBR(Variable Bit Rate
    )を用いて新たな第2のコネクションを生成する第2
    のコネクション生成手段とを備え、この第2のコネクシ
    ョンに切替えてデータ通信を行うことを特徴とするネッ
    トワークのデータ通信方式。
  2. 【請求項2】 ATM端末間で複数のATM交換機をも
    つATMネットワークを通してデータを通信するネット
    ワークのデータ通信方式において、 送信側のATM端末は、 コネクションの生成後のデータ通信中にセル単位で送信
    統計を集計する送信統計集収手段と、この集計された送
    信統計から得られる通信パラメータと現在通信中コネク
    ションの通信パラメータとを比較し、前記送信統計から
    得られる通信パラメータが現在通信中コネクションの通
    信パラメータよりも所望とするパラメータ値の範囲を越
    えたとき、送信統計から得られる通信パラメータに基づ
    いて新たなコネクションを生成するコネクション処理制
    御手段とを備え、この生成された新たなコネクションに
    切替えてデータ通信を行うことを特徴とするネットワー
    クのデータ通信方式。
  3. 【請求項3】 両端のイーサネット端末間に複数のAT
    M交換機をもつATMネットワークを設け、フレーム形
    式でデータ通信を行うネットワークのデータ通信方式に
    おいて、 前記各イーサネット端末と前記ATMネットワークとの
    間にそれぞれブリッジを設け、 前記イーサネット端末は、TCP(Transmission Contr
    ol Protocol )/IP(Internet Protocol )をもつデ
    ータ・フレームの中にATMシグナリング・メッセージ
    を埋め込んで送信し、 前記各ブリッジは、受信した前記データ・フレームの中
    からATMシグナリング・メッセージを抽出し、前記A
    TMネットワークにシグナリングを行ってフレーム形式
    でデータ通信を行うことを特徴とするネットワークのデ
    ータ通信方式。
  4. 【請求項4】 コネクション型のトランスポート層相当
    プロトコルをもち、送信側端末にてウインドウを用いた
    フロー制御を行うネットワークのデータ通信方式におい
    て、 前記送信側端末に、アプリケーションタスクからTCP
    タスクを介して受信側端末とデータ通信を行っていると
    き、定期的にTCPタスクがもつTCPコネクション毎
    の時系列的な送信ウインドウ番号の履歴から当該送信ウ
    インドウ番号の進行状況を判断し、前記TCPコネクシ
    ョンのIP MTU(最大伝送単位)サイズを可変する
    ネットワーク監視タスクを設けたことを特徴とするネッ
    トワークのデータ通信方式。
  5. 【請求項5】 両端のイーサネット端末間に複数のAT
    M交換機をもつATMネットワークを設け、フレーム形
    式でデータを通信するネットワークのデータ通信方式に
    おいて、 前記各イーサネット端末と前記ATMネットワークとの
    間にそれぞれブリッジを設け、 前記イーサネット端末は、TCP(Transmission Contr
    ol Protocol )/IP(Internet Protocol )をもつデ
    ータ・フレームの中にATMシグナリング・メッセージ
    および帯域予約メッセージを埋め込んで送信し、 前記各ブリッジは、受信した前記データ・フレームの中
    から帯域予約メッセージを抽出したとき、前記ATMシ
    グナリングを行って前記帯域予約メッセージの要求予約
    内容に応じたVCCを生成することを特徴とするネット
    ワークのデータ通信方式。
  6. 【請求項6】 帯域他資源が予約可能であって、受付制
    御を行うATM交換機と端末とからなるネットワークの
    データ通信方式において、 前記ATM交換機は、 送信側端末の間でトラヒック契約した後、データ通信中
    にVCCを流れるデータ量を監視し、契約量が所定の量
    以下であり、かつ、単位時間当たりに所定回数続いたと
    き、割当て帯域を削減するとともに、前記送信側端末に
    通知する帯域削減通知手段を設けたことを特徴とするネ
    ットワークのデータ通信方式。
  7. 【請求項7】 ATM端末間に複数のATM交換機をも
    つATMネットワークを配置したネットワークのデータ
    通信方式において、 送信側ATM端末に対してバースト・トレランスを通知
    する前記ATM交換機と、 このATM交換機から送られてくるバースト・トレラン
    スに基づいてMTUサイズを決定し、この決定されたM
    TUに従ってIPパケットのサイズを決定し、セル分割
    してデータを送信する送信側ATM端末と、 を備えたことを特徴とするネットワークのデータ通信方
    式。
  8. 【請求項8】 複数の機器がネットワークを介してデー
    タの授受を行うネットワークのデータ通信方式におい
    て、 前記ネットワーク上に前記複数の機器から出力されるデ
    ータラインを集線するイーサネット・ハブまたはイーサ
    ネット・スイッチと遅延時間を作り出すノードとを設
    け、 前記イーサネット・ハブまたはイーサネット・スイッチ
    は、 ある1つの機器から大きな帯域を占めるデータを受信し
    たとき、このデータを前記ノードに入力して遅延させた
    後に再び前記イーサネット・ハブまたはイーサネット・
    スイッチに戻して所望の宛先の機器に送り出すととも
    に、前記遅延時間の間に他の機器どうしのデータ通信を
    可能にすることを特徴とするネットワークのデータ通信
    方式。
  9. 【請求項9】 複数の機器がネットワークを介してデー
    タの授受を行うネットワークのデータ通信方式におい
    て、 前記ネットワーク上に前記複数の機器から出力されるデ
    ータラインを集線するイーサネット・ハブまたはイーサ
    ネット・スイッチを設け、 前記イーサネット・ハブまたはイーサネット・スイッチ
    は、遅延時間を作り出すバッフアを有し、ある1つの機
    器から大きな帯域を占めるデータを受信したとき、この
    データを前記バッフアで遅延させた後に所望の宛先の機
    器に送り出すとともに、前記遅延時間の間に他の機器ど
    うしのデータ通信を可能にすることを特徴とするネット
    ワークのデータ通信方式。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6697370B1 (en) 1997-10-30 2004-02-24 Ntt Docomo Inc. Bandwidth control method of packet data in packet switching network and packet switching network system
JP2012526410A (ja) * 2009-05-04 2012-10-25 アルカテル−ルーセント 仮想ネットワーク内で先験的な知識なしにアドミッションを制御しデータフローにリソースを割り当てる方法
JP2013061762A (ja) * 2011-09-13 2013-04-04 Hitachi Ltd 分散システムにおけるシステム間連携装置
JP2020107975A (ja) * 2018-12-26 2020-07-09 株式会社日立ビルシステム Mtu設定システム、及びその方法
JP2022133227A (ja) * 2021-03-01 2022-09-13 富士通株式会社 光伝送装置、光伝送システム、および光伝送装置の更新方法

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