(57)【要約】【課題】全二重型イーサネット（登録商標）・ネットワークにおいて、ＩＥＥＥ８０２．１ｐ対応のハブ装置を用いることなく優先通信を実現する。【解決手段】ハブ装置１の各ポート１０には、局装置２（２ａ，２ｂ，２ｃ）および優先通信管理サーバ４が、全二重伝送路３を介して相互に接続されている。ハブ装置１の各ポート１０は、ＩＥＥＥ．８０２．３規格ならびにＩＥＥＥ．８０２．３ｘ規格に準拠しているが、ＩＥＥＥ．８０２．１ｐ規格には準拠していない。前記局装置２はそれぞれ、自局の優先度を優先通信管理サーバ４へ通知する優先度通知部２１（２１ａ，２１ｂ，２１ｃ）を備えている。優先通信管理サーバ４は、各局装置２から通知される優先度情報に基づいて、各局装置２におけるデータ送信量の抑制強度を決定し、この抑制強度に応じたポーズフレームを生成して各局装置２へ送信する。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の局装置とハブ装置とが全二重式のデータ伝送路により相互に接続され、各局装置が自局の優先度を設定すると、各局装置の送信データ量が前記優先度に基づいて制限される優先通信対応ネットワークにおいて、
前記ハブ装置に接続された優先通信管理サーバを具備し、
前記優先通信管理サーバは、
各局装置から通知される優先度情報に基づいて、各局装置に固有のポーズフレームを生成する手段と、
前記ポーズフレームを各局装置へ送信する手段とを含み、
前記各局装置は、ポーズフレームを受信するごとに、当該ポーズフレームにおいて指定されたポーズ時間Δｔだけデータ送信を中断することを特徴とする優先通信対応ネットワーク。
【請求項２】
前記ポーズフレームを生成する手段は、
各局装置から通知される優先度情報に基づいて、各局装置におけるデータ送信量の抑制強度を決定する手段と、
前記決定された送信抑制強度に基づいて、各局装置に送信するポーズフレームを生成する手段とを含むことを特徴とする請求項１に記載の優先通信対応ネットワーク。
【請求項３】
前記優先通信管理サーバは、局装置から前記優先度情報を通知されるごとに、前記ポーズフレームを周期的に所定回数だけ送信することを特徴とする請求項１または２に記載の優先通信対応ネットワーク。
【請求項４】
複数の局装置とハブ装置とが全二重式のデータ伝送路により相互に接続された優先通信対応ネットワークにおいて、前記ハブ装置に接続される優先通信管理サーバであって、
各局装置から通知される優先度情報に基づいて、各局装置に固有のポーズフレームを生成する手段と、
前記ポーズフレームを各局装置へ送信する手段とを含むことを特徴とする優先通信対応ネットワークの優先通信管理サーバ。
【請求項５】
前記ポーズフレームを生成する手段は、
各局装置から通知される優先度情報に基づいて、各局装置におけるデータ送信量の抑制強度を決定する手段と、
前記決定された送信抑制強度に基づいて、各局装置に送信するポーズフレームを生成する手段とを含むことを特徴とする請求項４に記載の優先通信対応ネットワークの優先通信管理サーバ。
【請求項６】
前記局装置から優先度情報を通知されるごとに、前記ポーズフレームを周期的に所定回数だけ送信することを特徴とする請求項４または５に記載の優先通信対応ネットワークの優先通信管理サーバ。
【請求項７】
前記優先通信管理サーバは、
各局装置から通知される優先度情報をＹ１，Ｙ２…Ｙｉ…Ｙｎとしたとき、
各局装置の送信抑制強度ＱｉをＭＡＸ［Ｙ１，Ｙ２…Ｙｎ］−Ｙｉと定義し、
各局装置に送信するポーズフレームで指定するポーズ時間Δｔを、前記送信抑制強度Ｑｉの関数として決定することを特徴とする請求項４ないし６のいずれかに記載の優先通信対応ネットワークの優先通信管理サーバ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、優先通信対応ネットワークおよびその優先通信管理サーバに係り、特に、全二重型イーサネット（登録商標）・ネットワークにおいて、ＩＥＥＥ８０２．１ｐ対応のハブ装置を用いることなく優先通信を実現する優先通信対応ネットワークおよびその優先通信管理サーバに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ハブ装置を中心として複数の局装置をスター状に接続し、各局装置が相互にデータ伝送を行うスター型の全二重型イーサネット（登録商標）・ネットワークでは、ハブ装置がバッファ機能を備えるために、送信と受信とが同時に可能な全二重方式を適用できる。
【０００３】
ハブ装置内のバッファでは、各イーサネット（登録商標）・フレームが先入れ先出し方式（ＦＩＦＯ：Ｆｉｒｓｔ　Ｉｎ　Ｆｉｒｓｔ　Ｏｕｔ）で処理されるため、全ての通信はフレームの到着順に応じて公平に処理される。一方、ハブ装置の特定のポートへ複数のポートからの通信が集中すると、ハブ装置内の送信バッファ内にイーサネット（登録商標）・フレームの待ち行列が生じる。このような場合に、意図的に特定の通信のフレームを多く送出させる技術として優先通信が提案されている。従来のイーサネット（登録商標）・ネットワーク用優先通信方式の例として、アメリカ電気・電子技術者協会のＩＥＥＥ８０２．１ｐ規格で標準化されているハブ装置と局装置を使用する方式がある。
【０００４】
図４は、前記ＩＥＥＥ８０２．１ｐ規格で標準化されたハブ装置８と局装置７により優先通信を実現する従来技術のブロック図であり、ここでは４つの局装置７（７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ）がハブ装置８を介して相互に接続され、３つの局装置７ａ，７ｂ，７ｃが１つの局装置７ｄへデータを送信している。各局装置はＩＥＥＥ８０２．１ｐ規格に準拠し、送出するイーサネット（登録商標）・フレームの各々に優先度ラベル（高、中、低）を付加する。各イーサネット（登録商標）・フレームはハブ装置８を介して中継されるが、このハブ装置８は前記ラベルに基づいて各フレームの優先度を判断し、優先度に応じた頻度でフレームの送信を行うことにより優先通信を実現する。
【０００５】
同図では、局装置７ａから送出される各フレームに優先度が「高」である旨のラベルが付加されている。同様に、局装置７ｂから送出される各フレームには優先度「中」のラベルが付加され、局装置７ｃから送出される各フレームには優先度「低」のラベルが付加されている。
【０００６】
なお、ここでいう「優先度に応じた頻度でのフレーム送信」とは、例えば優先度「高」のフレームが１ポートあたり５０個／秒の頻度で送信されるとすれば、優先度「中」のフレームは同３０個／秒、優先度「低」のフレームは同２０個／秒といったように、優先度に比例して単位時間あたりの送出フレーム数に差異を設けることである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来技術では、各局装置から送出されるイーサネット（登録商標）・フレームに付加されたラベルを認識するために、ＩＥＥＥ８０２．１ｐ対応のハブ装置が必須であったため、ＩＥＥＥ８０２．１ｐ規格に対応しないイーサネット（登録商標）・ネットワークにおいて同方式による優先通信を実現することはできなかった。
【０００８】
本発明の目的は、上記した従来技術の課題を解決し、全二重型イーサネット（登録商標）・ネットワークにおいて、ＩＥＥＥ８０２．１ｐ対応のハブ装置を用いることなく優先通信を実現できる優先通信対応ネットワークおよびその優先通信管理サーバを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
複数の局装置とハブ装置とが全二重式のデータ伝送路により相互に接続され、各局装置が自局の優先度を設定すると、各局装置の送信データ量が前記優先度に基づいて制限される優先通信対応ネットワークにおいて、前記ハブ装置に優先通信管理サーバが接続され、前記優先通信管理サーバが、各局装置から通知される優先度情報に基づいて、各局装置におけるデータ送信量の抑制強度を決定する手段と、前記抑制強度に基づいて、各局装置に送信するポーズフレームを生成する手段と、前記ポーズフレームを各局装置へ送信する手段とを含み、前記各局装置は、ポーズフレームを受信するごとに、当該ポーズフレームにおいて指定されたポーズ時間Δｔだけデータ送信を中断することを特徴とする。
【００１０】
上記した特徴によれば、優先通信管理サーバが、各局装置から通知された優先度情報を集計して各局装置における送信抑制強度を決定し、この送信抑制強度に応じたポーズフレームを生成して各局装置へ送信するので、ＩＥＥＥ８０２．１ｐ対応のハブ装置を含まないネットワークにおいても優先通信を実現できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本発明を適用した優先通信対応ネットワークの主要部の構成を示したブロック図であり、前記と同一の符号は同一または同等部分を表している。
【００１２】
ハブ装置１の各ポート１０（１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ）には、それぞれ局装置２（２ａ，２ｂ，２ｃ）および優先通信管理サーバ４が、全二重伝送路３（３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ）を介して相互に接続されている。ハブ装置１の各ポート１０は、ＩＥＥＥ．８０２．３規格ならびにＩＥＥＥ．８０２．３ｘ規格に準拠しているが、ＩＥＥＥ．８０２．１ｐ規格には準拠していない。したがって、ハブ装置１には、各イーサネット（登録商標）・フレームに付加された優先度を識別する機能が備わっていない。前記局装置２はそれぞれ、自局の優先度を前記優先通信管理サーバ４へ予め通知する優先度通知部２１（２１ａ，２１ｂ，２１ｃ）を備えている。
【００１３】
図２は、前記優先通信管理サーバ４の主要部の構成を示したブロック図であり、前記と同一の符号は同一または同等部分を表している。
【００１４】
優先通信管理サーバ４は、優先度の低い局装置に対して送信抑制処理を行う。
これは、ＩＥＥＥ．８０２．１ｐ規格に準拠した優先通信において、ハブ装置が送信フレーム数に差異を発生させる処理に相当する。本実施形態では、ＩＥＥＥ．８０２．３ｘ規格で定義され、イーサネット（登録商標）・ネットワークの輻輳制御に用いられるフローコントロール機構を適用することで前記優先通信と同等の機能を実現している。
【００１５】
局装置は、その受信バッファの容量を越える量のイーサネット（登録商標）・フレームが到着した場合に、これを破棄するが、フローコントロール機構では、相互に接続された一対のイーサネット（登録商標）局装置間において、受信端の局装置が、その受信バッファの容量が満杯に近づいた時に、送信端の局装置に対して送信の中止を命令する信号（ポーズフレーム）を送ることで、自律的にフレーム破棄を避けることができる。
【００１６】
図２において、優先通信管理部４１は、各局装置２から通知される優先度情報を管理する。ポーズフレーム生成部４２は、前記優先度情報に基づいて、各局装置の送信データ量を制限するためのポーズフレームを局装置ごとに生成し、これを各局装置へ所定期間だけ周期的に送信する。このポーズフレームには、データ送信を中断させるポーズ時間が登録されており、このポーズフレームを受信した局装置は、前記ポーズ時間だけデータ送信の中断を余儀なくされる。
【００１７】
次いで、図３を参照して本実施形態における優先通信の手順を詳細に説明する。各局装置２は、データの送信に先立って自局の優先度Ｓ（Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃ）を設定し［ステップＳ１，Ｓ２，Ｓ３］、これを優先順位管理サーバ４へ通知する［ステップＳ４，Ｓ５，Ｓ６］。
【００１８】
前記優先度の通知は、ＩＥＥＥ．８０２．１ｐ規格の場合と同様に、各局装置２の優先度通知部２１がイーサネット（登録商標）・フレームに優先度ラベルを付与し、これを優先順位管理サーバ宛に送信することにより行われる。ここでは、優先度Ｓの順位がＳａ（低）＜Ｓｂ（中）＜Ｓｃ（高）であるものとして説明する。各局装置２は、前記優先度Ｓの送信を完了した後、自身のデータ送信を開始する。
【００１９】
優先順位管理サーバ４では、各局装置２から優先度Ｓを受信すると、優先通信管理部４１が各優先度Ｓに基づいて送信抑制強度Ｑを決定する。送信抑制強度Ｑは局装置２ごとに決定され［ステップＳ７］、ポーズフレーム生成部４２に通知される。
【００２０】
ポーズフレーム生成部４２は、通知された送信抑制強度Ｑに基づいて、各局装置２へ送信するポーズフレームＰ（Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ）を生成し［ステップＳ８］、これを各局装置２へ周期Ｔで定期的に所定回数Ｎだけ送信する［ステップＳ９（Ｓ１２），Ｓ１０（Ｓ１３），Ｓ１１（Ｓ１４）］。なお、本実施形態では、前記周期Ｔと所定回数Ｎとの積（Ｔ＊Ｎ）が一定となるように、それぞれの値が設定される。
【００２１】
局装置２ａに送信されるポーズフレームＰａにはポーズ時間としてΔｔａが登録されているので、局装置２ａはポーズフレームＰａの受信後、ポーズ時間Δｔａの期間だけデータ送信を中断し、その後再開する。同様に、局装置２ｂに送信されるポーズフレームＳｐｂにはポーズ時間Δｔｂ（＜Δｔａ）が登録されているので、局装置２ｂはポーズフレームＰｂの受信後、ポーズ時間Δｔｂの期間だけデータ送信を中断し、その後再開する。同様に、局装置２ｃはポーズフレームＰｃの受信後、ポーズ時間Δｔｃ（＜Δｔｂ）の期間だけデータ送信を中断し、その後送信を再開する。
【００２２】
前記所定期間Ｔが完了すると、各局装置２は、前記自局の優先度Ｓを改めて優先順位管理サーバ４へ通知する。以下同様に、優先順位管理サーバ４から各局装置２へ、ポーズフレームＰが所定の回数Ｎだけ所定の周期Ｔで繰り返し送信される。
【００２３】
ポーズフレーム生成部４２は、前記ポーズフレームＰを周期ＴでＮ回だけ送出するので、各局装置２は、１回の優先度通知によりＴ＊Ｎの期間だけ優先通信状態となる。なお、各局装置２にはポーズフレームＰの送出周期Ｔおよび送出回数Ｎが予め通知されているので、周期（Ｔ＊Ｎ）で自局の優先度Ｓを繰り返し通知することにより、継続して優先通信を行えるようになる。
【００２４】
このように、本実施形態によればポーズフレームＰで指定されるポーズ時間Δｔとポーズフレームの送出周期Ｔを調整することにより、各局装置における送信データ量を任意に制限することができる。
【００２５】
次いで、前記優先度に基づいて最適なポ−ズ時間Δｔを決定する方法の一例を説明する。なお、ここでは各局装置２から優先通信管理部４へ通知される優先度が「０」〜「７」の整数値であり、「７」が最高優先度、「０」が最低優先度である。これは、ＩＥＥＥ８０２．１ｐ規格において、イーサネット（登録商標）・フレームに付加するラベル上で指定される優先度値と一致している。
【００２６】
優先通信管理部４１は、各局装置２から受信した優先度を集計し、要求された優先度に応じたデータ送信量が各局装置２において確保されるように、ポーズフレームの送出周期Ｔと各周期におけるポーズ時間Δｔとをポーズフレーム生成部４２へ通知する。本実施形態では、例えば次式（１）に基づいて、前記優先度Ｓに基づいて送信抑制強度Ｑを求め、ポーズ時間Δｔがポーズフレームの送出周期Ｔに対して送信抑制強度Ｑｉに比例した割合を占めるように、前記ポーズ時間Δｔおよびポーズフレーム送出周期Ｔを決定する。
送信抑制強度Ｑｉ＝ｍａｘ［Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃ］−Ｓｉ　…（１）
【００２７】
例えば、各局装置２ａ，２ｂ，２ｃから通知された優先度Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃが、それぞれ「７」、「４」、「１」であれば、各局装置２ａ，２ｂ，２ｃの送信
抑制強度Ｑａ，Ｑｂ，Ｑｃは、それぞれ「０」、「３」、「６」と決定される。
したがって、各局装置２ａ，２ｂ，２ｃに送信されるポーズフレームにおいて指示されるポーズ時間Δｔａ，Δｔａ，Δｔａは、比例係数を「ｋ」とすれば、それぞれ「０＊ｋ」，「３＊ｋ」、「６＊ｋ」となる。
【００２８】
本実施形態によれば、既存の装置ならびにプログラムだけを用い、物理的な実装を伴うことなく優先通信を実現できる。さらに具体的に言えば、例えば、イーサネット（登録商標）・ネットワークと他のネットワークとの接続点には多くの場合ＩＰルータが存在する。このような場合、ＩＰルータにプログラム化した優先通信管理部（４１）およびポーズフレーム生成部（４２）を追加し、さらに各局装置（２）に優先度通知部（２１）のプログラムを搭載することにより、ＩＥＥＥ８０２．１ｐに準拠したハブ装置を用いることなく優先通信を実現できる。
【００２９】
なお、上記した実施形態では、３つの局装置がほぼ同時に自身の優先度を通知してデータ送信を開始するものとして説明したが、優先通信が既に実行されているネットワークに対して新たな局装置（２ｄ）が加わる場合は、局装置２ｄから優先度Ｓｄを受信した優先通信管理部４が、全ての優先度に基づいて前記送信抑制強度Ｑｉを再設定し、これを次の周期で各局装置に通知する。
【００３０】
【発明の効果】
本発明によれば、優先通信管理サーバが、各局装置から通知された優先度情報を集計して各局装置における送信抑制強度を決定し、この送信抑制強度に応じたポーズフレームを生成して各局装置へ送信するので、ＩＥＥＥ８０２．１ｐ対応のハブ装置を含まないネットワークにおいても優先通信を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した優先通信対応ネットワークの主要部の構成を示したブロック図である。
【図２】優先通信管理サーバ４の主要部の構成を示したブロック図である。
【図３】本実施形態の優先通信手順を示したシーケンス図である。
【図４】従来の優先通信を模式的に表現したブロック図である。
【符号の説明】１…ハブ装置，２（２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ）…局装置，３（３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ）全二重伝送路…，４…優先通信管理サーバ，１０（１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ）…ポート，２１（２１ａ，２１ｂ，２１ｃ）優先度通知部…，４１…優先通信管理部，４２…ポーズフレーム生成部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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