(57)【要約】【課題】ベストエフォート方式と帯域固定方式とを切り替え可能で、帯域固定方式を用いる際に通信を瞬断させることなく設定帯域を変更可能な帯域制御回路及びこれを用いたネットワーク中継装置を提供する。【解決手段】基準時間情報を生成する基準カウンタ１１と、基準時間情報によって示される期間内に読み出されたデータ量を計測する積算カウンタ１２とを備え、積算カウンタ１２によって計測されたデータ量が所定量に到達した場合に、積算カウンタ１２の値がリセットされ、帯域固定方式での通信時、ＦＩＦＯ１又は２からのデータ読み出し中に読み出したデータの積算量が所定量を超えた場合、該所定値を超過したデータ分だけ次回のデータ読み出し時の所定値を小さくする。【選択図】図４
2008131279.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベストエフォート方式と帯域固定方式とを切り替え可能で、複数の入力ポートから入力されたデータを多重化して出力ポートから出力するネットワーク中継装置に用いられ、前記各入力ポートから入力されたデータが格納されたＦＩＦＯから読み出したデータに帯域制限を設定するか否かを決定する帯域制御回路であって、
基準時間情報を生成する基準カウンタと、前記基準時間情報によって示される期間内に読み出されたデータ量を計測する積算カウンタとを備え、
前記積算カウンタによって計測されたデータ量が所定量に到達した場合に、前記積算カウンタの値がリセットされ、
帯域固定方式での通信時、前記任意のＦＩＦＯからのデータ読み出し中に読み出したデータの積算量が所定量を超えた場合、該所定値を超過したデータ分だけ次回のデータ読み出し時の所定値を小さくすることを特徴とする帯域制御回路。
【請求項２】
ベストエフォート方式と帯域固定方式とを切り替え可能で、複数の入力ポートから入力されたデータを多重化して出力ポートから出力するネットワーク中継装置であって、
各入力ポートから入力されたデータがそれぞれ格納される複数のＦＩＦＯと、
前記ＦＩＦＯに蓄積されたデータの読出順序を決定する読出順序決定手段と、
前記読出順序決定手段からの出力に応じて前記ＦＩＦＯのいずれかからデータを読み出す手段と、
前記ＦＩＦＯから読み出したデータに帯域制限を設定するか否かを決定する帯域制限決定手段とを有し、
帯域固定方式での通信時には、前記任意のＦＩＦＯからのデータ読み出し中に、読み出したデータの積算量が所定量に達した場合には、そのＦＩＦＯからのデータの読み出しを停止して、データの読み出し元のＦＩＦＯを他のＦＩＦＯへ変更することを特徴とするネットワーク中継装置。
【請求項３】
前記読出順序決定手段は、前記複数のＦＩＦＯのそれぞれへのデータの書き込み完了のタイミングに応じて、データの読み出し順序を決定することを特徴とする請求項２記載のネットワーク中継装置。
【請求項４】
２以上の前記ＦＩＦＯに対してデータ書き込みが同時に完了した場合、前記読み出し順序決定手段は、最後にデータを読み出してからの経過時間が最も長いＦＩＦＯをデータの読み出し元として選択することを特徴とする請求項３記載のネットワーク中継装置。
【請求項５】
前記帯域制限手段は、基準時間情報を生成する基準カウンタと、前記基準時間情報によって示される期間内に読み出されたデータ量を計測する積算カウンタとを備え、
前記積算カウンタによって計測されたデータ量が所定量に到達した場合に、前記積算カウンタの値がリセットされ、
帯域固定方式での通信時、前記任意のＦＩＦＯからのデータ読み出し中に読み出したデータの積算量が所定量を超えた場合、該所定値を超過したデータ分だけ次回のデータ読み出し時の所定値を小さくすることを特徴とする請求項２から４のいずれか１項記載のネットワーク中継装置。
【請求項６】
前記帯域制限手段は、前記入力ポートごとに個別に設けられていることを特徴とする請求項２から５のいずれか１項記載のネットワーク中継装置。
【請求項７】
前記帯域制限は、前記入力ポートのそれぞれに個別に設定されることを特徴とする請求項２から６のネットワーク中継装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は帯域制限回路及びネットワーク中継装置に関し、特に、通信に瞬断を生じさせることなく伝送帯域の設定を変更できる帯域制限回路及びネットワーク中継装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数ポートから受信したＬＡＮ信号を多重制御してＷＡＮ信号として出力するネットワーク中継装置において、ポートごとの帯域制御方式にはベストエフォート方式と帯域固定方式とがある。
【０００３】
前者の実現方法として伝送するプロトコルに依存しない手法が特許文献１の「無線伝送システム、無線伝送装置及びそれに用いる無線伝送方法」に開示されている。これは、受信したＬＡＮ信号をフレーム単位で採番して順番にメモリから読み出すことで、プロトコルに依存しないベストエフォート伝送を可能とするものである。
【０００４】
特許文献１に開示される発明は、ＬＡＮ回線ごとに固定帯域を割り当てることなく、互いに信号が混ざり合うことのない複数の独立したＬＡＮ回線を一つの無線伝送路に収容している。
【０００５】
しかしながら、ユーザによってはポートごとの伝送帯域を任意に固定する運用方法も必要とされるため、提案されているベストエフォート方式と同様に、プロトコルに依存しない回路構成での帯域固定方式による帯域制御が望まれる。
【０００６】
また、複数のポートから入力されたデータを多重化して一つの出力ポートから出力する装置に関する従来技術として、特許文献２に開示される「パケット多重装置及び通信方法」がある。
【０００７】
特許文献２に開示される発明は、各入力ポート間の平均待ち時間をほぼ等しくすることにより、各入力ポート間の公平性を保証できるパケット多重装置に関するものである。
【特許文献１】特開２００６−１１５０３４号公報
【特許文献２】特開２０００−０１３４３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献２に開示される発明は、帯域制御方式を切り換えることを想定した構成ではない。さらに、帯域固定制御を行う場合に設定帯域を変更することについても考慮した構成ではないため、設定帯域を変更した際に通信の瞬断する可能性がある。
また、設定帯域の変更時に過剰に読み出したデータの取り扱いに関しても何ら考慮されていない。
しかも、複数ポートで同時にフレームを受信した場合にどのポートを選択するのかについて何ら考慮していない。このため、複数ポートで同時にフレームを受信した場合に伝送帯域の均等性が損なわれる恐れがある。
【０００９】
このように、従来は、ベストエフォート方式と帯域固定方式とを切り替え可能で、帯域固定方式を用いる際に通信を瞬断させることなく設定帯域を変更可能な帯域制御回路及びこれを用いたネットワーク中継装置は提供されていなかった。
【００１０】
本発明はかかる問題に鑑みてなされたものであり、ベストエフォート方式と帯域固定方式とを切り替え可能で、帯域固定方式を用いる際に通信を瞬断させることなく設定帯域を変更可能な帯域制御回路及びこれを用いたネットワーク中継装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明は、第１の態様として、ベストエフォート方式と帯域固定方式とを切り替え可能で、複数の入力ポートから入力されたデータを多重化して出力ポートから出力するネットワーク中継装置に用いられ、各入力ポートから入力されたデータが格納されたＦＩＦＯから読み出したデータに帯域制限を設定するか否かを決定する帯域制御回路であって、基準時間情報を生成する基準カウンタと、基準時間情報によって示される期間内に読み出されたデータ量を計測する積算カウンタとを備え、積算カウンタによって計測されたデータ量が所定量に到達した場合に、積算カウンタの値がリセットされ、帯域固定方式での通信時、任意のＦＩＦＯからのデータ読み出し中に読み出したデータの積算量が所定量を超えた場合、該所定値を超過したデータ分だけ次回のデータ読み出し時の所定値を小さくすることを特徴とする帯域制御回路を提供するものである。
【００１２】
また、上記目的を達成するため、本発明は、第２の態様として、ベストエフォート方式と帯域固定方式とを切り替え可能で、複数の入力ポートから入力されたデータを多重化して出力ポートから出力するネットワーク中継装置であって、各入力ポートから入力されたデータがそれぞれ格納される複数のＦＩＦＯと、ＦＩＦＯに蓄積されたデータの読出順序を決定する読出順序決定手段と、読出順序決定手段からの出力に応じてＦＩＦＯのいずれかからデータを読み出す手段と、ＦＩＦＯから読み出したデータに帯域制限を設定するか否かを決定する帯域制限決定手段とを有し、帯域固定方式での通信時には、任意のＦＩＦＯからのデータ読み出し中に、読み出したデータの積算量が所定量に達した場合には、そのＦＩＦＯからのデータの読み出しを停止して、データの読み出し元のＦＩＦＯを他のＦＩＦＯへ変更することを特徴とするネットワーク中継装置を提供するものである。
【００１３】
本発明の第２の態様においては、読出順序決定手段は、複数のＦＩＦＯのそれぞれへのデータの書き込み完了のタイミングに応じて、データの読み出し順序を決定することが好ましい。これに加えて、２以上のＦＩＦＯに対してデータ書き込みが同時に完了した場合、読み出し順序決定手段は、最後にデータを読み出してからの経過時間が最も長いＦＩＦＯをデータの読み出し元として選択することがより好ましい。
【００１４】
本発明の第２の態様の上記のいずれの構成においても、帯域制限手段は、基準時間情報を生成する基準カウンタと、基準時間情報によって示される期間内に読み出されたデータ量を計測する積算カウンタとを備え、積算カウンタによって計測されたデータ量が所定量に到達した場合に、積算カウンタの値がリセットされ、帯域固定方式での通信時、任意のＦＩＦＯからのデータ読み出し中に読み出したデータの積算量が所定量を超えた場合、該所定値を超過したデータ分だけ次回のデータ読み出し時の所定値を小さくすることが好ましい。また、帯域制限手段は、入力ポートごとに個別に設けられていることが好ましい。また、帯域制限は、入力ポートのそれぞれに個別に設定されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ベストエフォート方式と帯域固定方式とを切り替え可能で、帯域固定方式を用いる際に通信を瞬断させることなく設定帯域を変更可能な帯域制御回路及びこれを用いたネットワーク中継装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
〔発明の概要〕
本発明にかかるネットワーク中継装置は、受信したＬＡＮ信号をフレーム単位でＦＩＦＯ１、２へ書き込み、読み出し順序決定回路３が、ＦＩＦＯ１、２に書き込まれた順番でＬＡＮ信号を採番する。この採番情報から読み出し順序が決定され、ポート制御回路４において読み出しポートを決定する。
読み出しポート選択の際にベストエフォート方式を採用した場合には、採番された順番にフレーム読み出しポートを選択することによってポートごとの伝送帯域をほぼ均等に割り振る。一方、帯域固定方式を選択した場合には、ポートごとに一定時間当たりの読み出しバイト数に上限を与えることにより、伝送帯域を固定する。
最後に、読み出しポート選択結果に基づいて各ポートに対応するＦＩＦＯ１、２からデータを読み出し、各ポートから読み出されたデータを多重制御して出力データとして出力する。
【００１７】
上記特徴を備えた本発明のネットワーク中継装置の好適な実施の形態について、以下に説明する。
【００１８】
〔発明の実施の形態〕
本発明の好適な実施の形態について説明する。
図１に、本実施形態にかかるネットワーク中継装置の構成を示す。
このネットワーク中継装置は、２ポートのＬＡＮ信号を多重制御してＷＡＮ信号に変換する装置である。
【００１９】
ネットワーク中継装置は、ＦＩＦＯ１、２、読み出し順序決定回路３、及びポート制御回路４を有する。ＦＩＦＯ１、２は、受信したＬＡＮ信号が書き込まれるメモリである。読み出し順序決定回路３は、受信したＬＡＮ信号からフレーム単位で書き込みを検出し、読み出し順序を計算した後でその順序情報を出力する。ポート制御回路４は読み出し順序決定回路３が出力する順序情報が入力され、内部で生成する制限を条件付けした上で読み出しポートを決定して、多重制御後に出力ＷＡＮ信号として出力する。
【００２０】
図２に、読出順序決定回路３の構成を示す。読出順序決定回路３は、書込検出回路５、順序計算回路６、及び順序保持テーブル７を有する。書込検出回路５は、受信したＬＡＮ信号から各ポートへの書き込みをフレーム単位で検出し、受信完了信号を出力する。順序計算回路６は、書込検出回路５から出力される受信完了信号が入力され、受信完了信号をもとに読み出し順序を計算して順序計算結果を出力する。順序保持テーブル７は、順序計算回路６から出力される順序計算結果が入力され、その順序を保持して順番に順序情報として出力する。
【００２１】
図３に、ポート制御回路４の構成を示す。ポート制御回路４は、ポートセレクタ８、帯域制御回路９、及びポート選択回路１０を有する。ポートセレクタ８は、ＦＩＦＯ１、２から出力されるＦＩＦＯ読み出しデータ有効情報を帯域制御回路９へ出力し、ポート選択回路１０が出力するポート選択信号に従ってＦＩＦＯ１、２から読み出されるデータを選択して多重制御して後段に出力する。帯域制御回路９は、ポートセレクタ８が出力するデータ有効情報に従って、設定通りの帯域制限情報を生成して制限信号としてポート選択回路１０へ出力する。ポート選択回路１０は、読出順序決定回路３から入力される順序情報と帯域制限回路９から入力される制限信号とを基にポート選択信号を生成してポートセレクタ８へ出力する。
【００２２】
図４に、帯域制御回路９の構成を示す。帯域制御回路９は、基準カウンタ１１、積算カウンタ１２、及びオーバーフローカウンタ１３を有する。なお、帯域制御回路９は使用するポート数と同数の回路を各ポートごとに設置する必要があるが、ここでは１ポート分の回路のみ説明する。
基準カウンタ１１は、一定の基準時間を計測するためのカウンタであり、基準時間信号を積算カウンタ１２及びオーバーフローカウンタ１３へ出力する。積算カウンタ１２は、ポートセレクタ８から読出有効情報が、基準カウンタ１１から基準時間信号がそれぞれ入力され、各ポートの設定伝送帯域に従った読出バイト数制限を超えると、制限信号をポート選択回路１０とオーバーフローカウンタ１３とに出力する。オーバーフローカウンタ１３は、ポートセレクタ８から読出有効信号が、基準カウンタ１１から基準時間信号がそれぞれ入力され、積算カウンタ１２からの制御信号が入力された時点から基準時間がリセットされるまでの読み出しバイト数を積算し、基準時間がリセットされた時点で積算カウンタ１２へ積算値をロードする。
【００２３】
本実施形態にかかるネットワーク中継装置の動作について説明する。
ネットワーク中継装置が受信したＬＡＮ信号は、ＦＩＦＯ１、２にフレーム単位で書き込まれるとともに、読出順序決定回路２へ入力される。書込検出回路５は、受信したＬＡＮ信号のフレームの末尾を検出すると（換言すると、書き込みが完了すると）、ポートを識別可能な受信完了信号を生成する。受信完了信号は順序計算回路６へ入力される。順序計算回路６は、ポート別のＦＩＦＯ１、２に書き込みが完了するごとにカウンタ値を１インクリメントすることで、書き込みが完了したフレームに対して順番に採番を行う。ここで、二つのポートからそれぞれ入力された二つのＬＡＮ信号の受信を同時に完了した場合、直前に採番されたポートとは逆のポートを先に採番することで、ポート間の伝送帯域の均等性をより高められる。採番結果は順序計算結果として順序保持テーブル７へ入力され、採番結果を記憶して順番に順序情報として出力する。
【００２４】
ポート制御回路４の動作について説明する。帯域制御回路９は、読出有効情報と基準カウンタ値（基準時間）とを基に、ポートごとの設定伝送帯域に従って帯域制限を実施するための制限信号を生成する。一定の基準時間を計測するためのカウンタである基準カウンタ１１は、帯域制限を実施しない場合はカウンタ値が“０”に固定される。なお、基準カウンタ値が“０”の場合は、ベストエフォート方式となる。
【００２５】
積算カウンタ１２は、ポートセレクタ８が出力する読出有効情報を検出し、データ有効状態におけるＦＩＦＯ１、２の読み出しバイト数を積算する。帯域制限時には、ポートごとに設定した伝送帯域に制限されるように積算バイト数の上限を設定し、制限の積算バイト数に達した時点で制限信号を出力して、該当ポートからフレーム読み出しが行われないようにする。ここで、データの読み出しはフレーム単位で行っているため、制限信号が出力された時点で読み出し中のフレームは最後まで読み出される。従って、通信中にポートごとの伝送帯域の設定を変更しても、通信を瞬断させることなく設定を切り換えられる。
【００２６】
次に、オーバーフローカウンタ１３は、積算カウンタ１２が制限信号を出力した時点から読み出し途中のフレームが読み出し終わるまで、すなわち、制限値を超えて積算したバイト数を積算する。そして、オーバーフローカウンタ１３は、基準カウンタ１１がフルカウントする（基準時間が経過する）たびに、その時点での積算値を積算カウンタ１２へロード（出力）し、自身のカウンタ値（積算値）をクリアする。これにより、帯域制限値を超えて送出された分のバイト数は次の読み出し時に積算値から減算されることとなり、ポートごとに設定した伝送帯域を実現できる。
【００２７】
次に、ポート選択回路１０は読み出し順序決定回路３によって生成された読み出し順序情報に、帯域制限回路９で生成された制限信号によるポートごとの読み出し制限情報を条件付けすることで、各ＦＩＦＯからの読み出しポートを決定し、ポート選択信号としてポートセレクタ８へ出力する。ポートセレクタ８はポート選択信号のポート指定に従って該当するポートからフレームを読み出して、１本のＷＡＮ信号に多重して出力する。
【００２８】
このように、受信したＬＡＮ信号にフレーム単位で採番することで、ベストエフォート方式のみならず帯域固定方式においてもプロトコルに依存しない帯域制限を実現でき、同一の回路構成でベストエフォート方式と帯域固定方式とを選択可能となる。
さらに、帯域固定方式においては、任意に固定帯域を設定でき、ベストエフォート方式と帯域固定方式の設定変更及びポートごとの伝送帯域の設定変更を通信の瞬断を生じさせることなく実現できる。
【００２９】
このように、本実施形態にかかるネットワーク中継装置は、受信フレームに採番して順番に読み出すベストエフォート方式に帯域制限回路を追加しているため、プロトコルに依存しない帯域固定方式の帯域制限を実現でき、ポートごとの帯域制限の設定によって同一の回路構成でベストエフォート方式と帯域固定方式とを選択できる。
また、ポートごとの伝送帯域の設定を変更する際に、読み出し中のフレームの最後まで読み出した後で設定を変更するため、通信中に伝送帯域の設定を変更しても、瞬断を生じさせることがない。
【００３０】
なお、上記実施形態は本発明の好適な実施の一例であり、本発明はこれに限定されることはない。
例えば、上記実施形態ではＬＡＮ信号のポート数が２の場合を例としたが、Ｎポート（Ｎ≧１：ただし、Ｎは自然数）であっても良い。
このように、本発明は様々な変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の好適な実施の形態にかかるネットワーク中継装置の構成を示す図である。
【図２】読出順序決定回路の構成を示す図である。
【図３】ポート制御回路の構成を示す図である。
【図４】帯域制御回路の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００３２】
１、２    ＦＩＦＯ
３    読出順序決定回路
４    ポート制御回路
５    書込検出回路
６    順序計算回路
７    順序保持テーブル
８    ポートセレクタ
９    帯域制御回路
１０    ポート選択回路
１１    基準カウンタ
１２    積算カウンタ
１３    オーバーフローカウンタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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