(57)【要約】【課題】装置内中継遅延を低減することができるＬＡＮ中継装置を得ること。【解決手段】ＬＡＮポート３−１〜３−３と、ＬＡＮポート３−１〜３−２から入力された受信フレームを格納するための受信フレームバッファ１２−１〜１２−３と、受信フレームバッファ１２−１〜１２−３に受信フレームが格納された場合、その受信フレームバッファ以外の受信フレームバッファからの受信フレームを出力していない場合に、その格納された受信フレームを読み出してその受信フレームが入力されたＬＡＮポート以外のＬＡＮポートへ出力する共有出力バス調停部１１と、を備える。【選択図】        図１
2010148032.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネットワークから入力されるフレームを受信し、また、送信フレームを前記ネットワークに出力するポートを複数備え、全二重リピータとして動作するＬＡＮ中継装置であって、
前記ポートから入力された受信フレームを格納するための受信フレームバッファ、
をポートごとに備え、
さらに、
前記受信フレームバッファに受信フレームが格納されたかを監視し、前記受信フレームバッファに受信フレームが格納された場合、その受信フレームバッファを読み出し対象バッファとし、読み出し対象バッファ以外の受信フレームバッファに格納された受信フレームを出力していない場合には、前記読出し対象バッファに格納された受信フレームを読み出し、読み出した受信フレームを前記読み出し対象バッファに対応するポート以外のポートへ出力する共有出力調停手段、
を備えることを特徴とするＬＡＮ中継装置。
【請求項２】
前記読み出し対象バッファに受信フレームが格納され、前記読み出し対象バッファ以外の受信フレームバッファに格納された受信フレームを出力していない場合には、前記読み出し対象バッファへの受信フレームの格納が終了する前に、その受信フレームの読み出しおよび出力を行うことを特徴とする請求項１に記載のＬＡＮ中継装置。
【請求項３】
前記ネットワークを産業用ネットワークとすることを特徴とする請求項１または２に記載のＬＡＮ中継装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全二重リピータとして機能するＬＡＮ中継装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の全二重リピータは、複数のイーサネット（登録商標）ポートを持ち、受信ポート以外の全てのポートに受信フレームをコピーして出力するという単純な処理によって、受信フレームを他のポートに中継していた。これに対し、イーサネット（登録商標）スイッチは、受信フレームの宛先イーサネット（登録商標）アドレスを解析して、必要なポートにのみ受信フレームを出力するという高度な中継処理を行なっている。
【０００３】
全二重リピータは、受信ポートごとにフレームを格納するバッファを持ち、受信フレームを他のポートに出力する際に、全てのポートにフレームが出力されていないことを確認してから出力するため、半二重リピータのようにＬＡＮ（Local  Area  Network）上でフレームの衝突を起こすことがない。また、全二重リピータは、各ポートから受信した受信フレームが集中した場合に、受信フレームを格納するバッファからの出力が遅延してバッファがあふれフレーム廃棄をすることがないように、ＩＥＥＥ（The  Institute  of  Electrical  and  Electronics  Engineers，Inc.）８０２．３ｘで定義されているフロー制御を実装している（たとえば、非特許文献１参照）。
【０００４】
一般的な全二重リピータのフレーム制御方法では、各ポート経由で送受信するフレームの入出力制御を行う入出力制御部は、受信フレームバッファのデータがあふれそうになった場合、送信フレームバッファから送信フレームを出力中でなければＰＡＵＳＥフレームを出力する。送信フレームの出力中であれば、その送信フレームの出力終了を待って、ＰＡＵＳＥフレームを出力する。そして、このＰＡＵＳＥフレームをＬＡＮポートに接続されているフレームを送信している機器に送信することにより、フレーム送信停止を依頼する。
【０００５】
また、たとえば下記特許文献１に記載されているように、上記のような全二重リピータ機能を産業用に利用する方法が提案されている。この下記特許文献１には、全二重リピータに実装されているフロー制御機能を利用して、それぞれのポートに接続されている局の出力フレームを調整し、制御用リアルタイム伝送を提供する方法が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−９２１０９号公報
【非特許文献１】スティーブン・サンダース著「ギガビットイーサネット（登録商標）徹底解説」日経BP社，1999年10月25日  P.39〜45
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来の全二重リピータは、受信フレームバッファを有するだけでなく、フロー制御を行なうために送信フレームバッファも持ち、受信フレームを中継する際は、一旦、受信フレームバッファにフレームを格納し、そのフレームを出力するときはさらに送信フレームバッファに格納してから出力する。そのため、装置内中継遅延が大きい、という問題があった。特に、産業用ネットワークなど定時性を要求されるネットワークに適用する場合には、装置内中継遅延が大きな課題となる。
【０００８】
一方、産業用ネットワークなど定時性を要求されるネットワークでは、中継対象のフレームの送信を行う各局のフレーム出力がスケジュールされており、ＬＡＮ回線が輻輳することがなく、バッファオーバーフローが生じることはないため、フロー制御を活用する必要はない。さらに、このようなネットワークでは、マルチキャストやブロードキャストが多用される傾向があり、イーサネット（登録商標）スイッチのような高度な交換機能が不要である。
【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、高度な中継機能を要求しないネットワークにおいて、装置内中継遅延を低減することができる、ＬＡＮ中継装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、ネットワークから入力されるフレームを受信し、また、送信フレームを前記ネットワークに出力するポートを複数備え、全二重リピータとして動作するＬＡＮ中継装置であって、前記ポートから入力された受信フレームを格納するための受信フレームバッファ、をポートごとに備え、さらに、前記受信フレームバッファに受信フレームが格納されたかを監視し、前記受信フレームバッファに受信フレームが格納された場合、その受信フレームバッファを読み出し対象バッファとし、読み出し対象バッファ以外の受信フレームバッファに格納された受信フレームを出力していない場合には、前記読出し対象バッファに格納された受信フレームを読み出し、読み出した受信フレームを前記読み出し対象バッファに対応するポート以外のポートへ出力する共有出力調停手段、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、受信フレームバッファに受信フレームが格納された場合、共有出力バス調停部が、格納されたフレームを読み出して共有出力バスに出力し、その受信フレームが入力されたポート以外のＬＡＮポートに出力するようにしたので、装置内中継遅延を低減することができる、という効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に、本発明にかかるＬＡＮ中継装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１３】
図１は、本発明にかかるＬＡＮ中継装置の機能構成例を示す図である。本実施の形態のＬＡＮ中継装置１は、ＬＡＮ２−１〜２−３を収容しており、また、共有出力バス１０と、共有出力バス調停部１１と、ＬＡＮ２−１〜ＬＡＮ２−３にそれぞれ対応するＬＡＮポート３−１〜３−３と、ＬＡＮポート３−１〜３−３にそれぞれ対応する受信フレームバッファ１２−１〜１２−３と、を備えている。
【００１４】
共有出力バス１０は、全てのＬＡＮポート３−１〜３−３が共有する、出力フレームが中継されるためのバスである。共有出力バス調停部１１は、ＬＡＮポート３−１〜３−３ごとの受信フレームバッファ１２−１〜１２−３を監視し、フレームを格納した受信フレームバッファ１２−１〜１２−３を共有出力バス１０に接続する。また、受信フレームバッファ１２−ｉ（ｉ＝１〜３）は、ＬＡＮポート３−ｉが受信したフレームを一時的に格納する。なお、ここでは、ＬＡＮポートが３つの場合を説明したが、これに限らずＬＡＮポートの数はいくつでもよく、ＬＡＮポートごとに受信フレームを備えることとする。
【００１５】
つづいて、本実施の形態の動作について説明する。ＬＡＮポート３−ｉ経由で受信したイーサネット（登録商標）フレームは、受信フレームバッファ１２−ｉに格納される。共有出力バス調停部１１は、常に受信フレームバッファ１２−１〜１２−３と、共有出力バス１０を監視している。共有出力バス調停部１１は、受信フレームバッファ１２−ｉにフレームが格納され、かつ、共有出力バス１０にフレームが出力されていないと判断した場合、受信フレームバッファ１２−ｉに格納されているフレームを読み出し、共有出力バス１０に出力する。また、共有出力バス調停部１１は、共有出力バス１０にフレームを出力した受信フレームバッファ１２−ｉが接続するＬＡＮポート３−ｉには、そのフレームは出力せず、ＬＡＮポート３−ｉ以外のＬＡＮポート３−１〜３−３にそのフレームを出力する。
【００１６】
図１では、ＬＡＮポート３−１から入力したフレームを格納するバッファ１２−１のデータが共有出力バス１０に出力され、共有出力バス１０に出力されたフレームがＬＡＮポート３−２，３−３に出力される例を示している。図１では、このような出力の切り替えを模式的に示すために、ＯＮ／ＯＦＦスイッチを図示しているが、実際にスイッチを備える必要はなく、入出力の有無をＬＡＮポートごとに、選択できるようになっていればよい。
【００１７】
また、受信フレームバッファ１２−１〜１２−３にフレームが格納されていても、いずれかの受信フレームが共有出力バス１０に出力されているときは、共有出力バス調停部１１は、受信フレームバッファ１２−１〜１２−３からフレームは読み出さない（共有出力バス１０に出力しない）。
【００１８】
本実施の形態のＬＡＮ中継装置１は、主に産業用ネットワークで用いられることを前提としている。産業用ネットワークでは、複数のＬＡＮポートから同時にフレームを受信することは一般にはないため、本実施の形態では、ＬＡＮポート３−１〜３−３のうちの複数のポートが同時にフレームを受信することは想定していない。しかし、ネットワーク構成変更の過渡期などには、ＬＡＮポート３−１〜３−３のうち複数のポートが同時にフレームを受信することはあり得る。このように、ＬＡＮポート３−１〜３−３のうち複数のポートが同時にフレームを受信した場合、すなわち、受信フレームバッファ１２−１〜１２−３のうちの複数のバッファにフレームが格納された場合、共有出力バス調停部１１は、適用されるネットワークに適したスケジュールアルゴリズム（たとえば、ラウンドロビンなど）に基づいて、データが格納されている受信フレームバッファ１２−１〜１２−３から、順にフレームを読み出して、共有出力バス１０に出力する。
【００１９】
上記の例の場合、他の受信フレームバッファ１２−１〜１２−３に格納されたフレームが共有出力バス１０に出力されている間は、それ以外の受信フレームバッファ１２−１〜１２−３からフレームの読み出しは行わないため、フレームの待機が発生することになる。しかし、ネットワークが安定し、周期的に各局からのフレーム送受信を行なっているときは、複数のＬＡＮポート３−１〜３−３が同時にフレームを受信することはない。したがって、フレームを待ち合わせる頻度は非常に少なく、受信フレームバッファ１２−１〜１２−３は、イーサネット（登録商標）の最大長フレームが格納できる程度の容量があれば十分である。
【００２０】
なお、受信フレームバッファ１２−ｉに受信フレームを格納しているときに、共有出力バス１０にフレームが出力されていなければ、共有出力バス調停部１１は受信フレームバッファ１２−ｉに１つのフレームが全て格納されるまで待たずに、一般的にカットスルーと呼ばれる方式、すなわちバッファにフレームを書き込みながら同時に読み出しを行ないＬＡＮ中継装置内にフレームを滞留させない中継方式を実施してもよい。
【００２１】
以上のように、本実施の形態では、受信フレームバッファ１２−１〜１２−３に受信フレームが格納された場合、共有出力バス調停部１１が、格納されたフレームを読み出して共有出力バスに出力し、その受信フレームが入力された以外のＬＡＮポート３−１〜３−３に出力するようにした。そのため、フレームを出力する際の送信用のバッファリングが不要となり、装置内中継遅延を低減させることができる。また、カットスルー中継を採用する場合には、受信フレームバッファ１２−１〜１２−３にフレームを格納する時間を削減し、さらに装置内中継遅延を低減させ、定時性の要求の高いネットワークに低遅延でフレームを中継させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
以上のように、本発明にかかるＬＡＮ中継装置は、全二重リピータとして機能するＬＡＮ中継装置に有用であり、特に、産業用ネットワークで用いられるＬＡＮ中継装置に適している。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明にかかるＬＡＮ中継装置の機能構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００２４】
１  ＬＡＮ中継装置
２−１〜２−３  ＬＡＮ
３−１〜３−３  ＬＡＮポート
１０  共有出力バス
１１  共有出力バス調停部
１２−１〜１２−３  受信フレームバッファ
【図１】
2010148032.tif 000003