JP2592218B2

JP2592218B2 - Ｆｄｄｉステーション・バイパス装置

Info

Publication number: JP2592218B2
Application number: JP5283161A
Authority: JP
Inventors: ルイス・ポール・ハーツバーグ; アントニオ・ルイズ; マーク・フーバート・ウィレビーク−レメーア
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1992-12-29
Filing date: 1993-11-12
Publication date: 1997-03-19
Anticipated expiration: 2012-03-19
Also published as: EP0607546A3; EP0607546A2; JPH06237256A; US5379291A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、広くはトークンベース
のツリー・リング・トポロジーを用いるローカル・エリ
ア・ネットワーク（ＬＡＮ）に関し、特に、権利を制御
する集線装置を利用することによりそのようなネットワ
ークの動作を改善するための方法及び装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】分散型コンピュータ・システムにおける
相互接続及び相互動作についての取り組みは、古くから
行われているが、今なお続けられている。近年、この課
題に対する多くの取り組みから、解決への最も有効な方
法は、タスクを相対的に独立ではあるが接続された断片
に構文解析（パージング）して、相当する標準の組に展
開することであるという結論が出されている。そして、
もし異なるシステムがそれらの対応するレベルにおける
標準に従うならば、それらのシステムは通信することが
できる。即ち、それらのシステムは、通信経路を確立す
るために他のレベルにおける標準の並列する対応関係に
依存する場合がある。開放型システム間相互接続（Open
Systems Interconnection：ＯＳＩ）の基準モデルは、
この構想を反映したものである。

【０００３】ＯＳＩモデルは７階層を規定する。即ち、
信号の機械的及び電気的特性を処理する物理的リンク層
から、ユーザへのファイル転送とネットワーク管理サー
ビスを行うアプリケーション層までである。ＯＳＩモデ
ル内のローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）標準
は、本発明の課題であり制約でもある。ＬＡＮは、各装
置をＬＡＮの信号伝送媒体（例えば、電気的ケーブルや
光ファイバ）へ接続するためのトポロジー（例えば、リ
ングやバス）及び接続された装置による媒体へのアクセ
スを制御するためのプロトコル（例えば、トークンリン
グやタイムドトークン）によって特徴づけられる。

【０００４】ＬＡＮにおける通信容量は、伝送媒体によ
って制限され、さらに、トポロジー及び物理的レベルと
媒体アクセス制御レベルの双方における関連のプロトコ
ルによっても制限される。「帯域幅」は、ＬＡＮの通信
容量の目安となり、普通、毎秒あたりのビット数で与え
られる。例えば、タイムドトークン・プロトコルを用い
たファイバオプティク分散データ・インターフェース
（ＦＤＤＩ）ＬＡＮが１００メガビット／秒（Ｍｂｐ
ｓ）であるとき、同軸ケーブルＥｔｈｅｒｎｅｔＬＡＮ
の帯域幅は、１０Ｍｂｐｓである。

【０００５】しかしながら、これらの数字は、名目上の
ものである。通常、ＬＡＮに接続された装置による密集
した通信要求は、データの流れとデータの噴出とが不規
則に混ざり合ったものである。ＬＡＮの容量は、ある時
には余裕があり、またある時には過負荷状態となること
がある。

【０００６】実質的に変化しないＬＡＮ集線装置に入出
する各フレームを、最小限の資産を利用して集線装置が
速やかに処理する手段を設けることができれば有益であ
る。このことは、ＬＡＮステーションの「受信及び伝送
する権利」を選択的に制御できる手段により実現でき
る。従って、ステーションの、またはステーション・グ
ループの「受信する権利」、及びその（またはそれら
の）「伝送する権利」を分離し且つ制御可能な装置が必
要である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、トー
クンベースのツリー・リングＬＡＮ上のステーション・
グループに対して、外部ステーションから伝送されたフ
レームの内、そのメンバシップ・グループ内に宛先を有
するフレームのみを送ることを保証することである。さ
らに本発明の目的は、外部ステーションに対して、外部
ステーション内に宛先を有するフレームのみを送ること
である。さらに本発明の目的は、１つのグループ内の宛
先に伝送されるフレームが、そのグループ内のステーシ
ョンのみを通ることである。さらに本発明の目的は、フ
レームがその宛先に到達するために不要なステーション
を通過させないことによって、ステーション・グループ
のワークロードを著しく低減することである。さらに本
発明の目的は、主リングの信頼性を増し、無事に伝送す
る確率を向上させることである。さらに本発明の目的
は、ローカル処理のためのステーション利用度を向上さ
せることである。さらに本発明の目的は、フレームがそ
の宛先に到着する平均時間を短縮することである。さら
に本発明の目的は、実際のトークン循環時間（Token Ro
tation Time：ＴＲＴ）を短縮することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明では、権利制御用
集線装置（rights controlling concentrator：ＲＣ
Ｃ）によって、ＬＡＮ構成要素（ステーション、集線装
置、ＭＡＵ等）がそれらを通過する必要の無いフレーム
については、それを「受信する権利」及び／または「伝
送する権利」を選択的に保留する手段が与えられる。Ｒ
ＣＣは、これらのフレームがこれらのＬＡＮ構成要素を
回避する（バイパスする）ことを可能にするものであ
る。特に以下の場合がある。１）外部構成要素からのフレームが、ＲＣＣのメンバシ
ップ内のいずれの構成要素に対してもアドレス指定され
ていない場合、ＲＣＣは、そのフレームがそのメンバシ
ップを通り越してスキッピングするようにし、そのフレ
ームをリング上に返し続ける。２）フレームが、ＲＣＣの背面の特定のＭポートにある
いずれの構成要素にもアドレス指定されていない場合、
ＲＣＣは、そのフレームがこのＭポートをホッピングす
るようにする。３）ＲＣＣのメンバシップの構成要素からのフレーム
が、いずれの外部構成要素にもアドレス指定されていな
い場合、ＲＣＣは、そのフレームを主リング上に伝送し
ない。４）ＲＣＣのメンバシップの全ての構成要素、もしくは
ＲＣＣの特定のＭポートに接続された全ての構成要素が
「リッスンオンリ」である場合、ＲＣＣは、そのような
「リッスンオンリ」の構成要素をバイパスさせるため
に、適宜トークンフレームをスッキピングまたはホッピ
ングさせることができる。また同時に、疑似トークンフ
レームを「リッスンオンリ」構成要素に発してその「リ
ッスンオンリ」構成要素のタイミング要求を満足させ
る。５）「リッスンオンリ」構成要素にも外部構成要素にも
アドレス指定された同報通信型のフレームにおけるフレ
ーム損失を防ぐために、ＲＣＣは、そのようなフレーム
を同時に双方のグループへ経路指定する。このことによ
って、リングの性能と信頼性を向上させ、且つフレーム
待ち時間、構成要素のタスク負荷及び実際のトークン循
環時間を短縮する。

【０００９】

【実施例】本発明は、トークンベースのツリー・リング
・トポロジーを用いてローカル・エリア・ネットワーク
（ＬＡＮ）の実効的な能力を向上させるための方法及び
装置である。このトポロジーは、ＦＤＤＩ及びＩＢＭの
トークンリング等の標準ＬＡＮに使用されている技術レ
ベルを熟知している者には周知である。本発明の説明の
ために例としてＦＤＤＩを参照することが多いが、本発
明は、いずれのトークンベースのツリー・リング・トポ
ロジーにも同様に適用できる。本発明の目的のために、
図１を参照して以下の用語を定義する。

【００１０】集線装置前面：端末を接続する、集線装置
のＡポート及びＢポート（通常リング側）。集線装置背面：端末を接続する、集線装置のＭポート
（通常は非リング側）（例えば、ＤＡＣ＃Ｎに関連する
１１及び１２）。集線装置メンバシップ：集線装置の背面に接続されるＬ
ＡＮ構成要素（例えば、ステーション、マルチステーシ
ョン・アクセス・ユニット（ＭＡＵ）、他の集線装置か
らなるＤＡＣ＃Ｎに関連する８）。ポートＸメンバシップ：共通Ｍポート、即ち、集線装置
の背面のポートＸ（例えば１１及び１２）を介して主リ
ングへ接続されるＬＡＮ構成要素。外部（非メンバシップ）ステーション：特定の集線装置
の前面において、（主）リングへ接続される全てのＬＡ
Ｎ構成要素（例えば、ＤＡＣ＃Ｎに関連する１）。従っ
て、特定の集線装置のメンバシップの外側にあると見な
される。これには別の集線装置を介して接続された全て
の構成要素が含まれる。グループ：特定の記載に相当する１個もしくは複数個の
ステーション。双接続ステーション（ＤＡＳ）：第１のリング４及び第
２のリング５の双方に取り付けられるステーション２。単接続ステーション（ＳＡＳ）：１つのリングにのみ取
り付けられるステーション７。双接続集線装置（ＤＡＣ）：第１のリング及び第２のリ
ングの双方に取り付けられる集線装置３。単接続集線装置（ＳＡＣ）：１つのリングにのみ取り付
けられる集線装置６。マルチステーション・アクセス・ユニット（ＭＡＵ）：
ステーションをリングに接続するアクセス収納ユニッ
ト。

【００１１】図１に示すように、トークンベースのツリ
ー・リング・トポロジーは、限定された数の単接続され
たステーション７もしくは双接続されたステーション２
を持つ主リング４、単接続された集線装置６もしくは双
接続された集線装置７、及び／またはマルチステーショ
ン・アクセス・ユニット等を有する。これらの要素のそ
れぞれは、直接主リングに接続された１つの入力と１つ
の出力を備えている。そのようなステーション、集線装
置もしくはＭＡＵのそれぞれの入力は、ステーション間
の相互接続媒体（光ファイバ、同軸ケーブル、平行ケー
ブル等）により上流側のステーション、集線装置もしく
はＭＡＵへ接続されている。それぞれの出力は、同様の
形で下流側のステーション、集線装置、もしくはＭＡＵ
へ接続されている。それによって、主リングのステーシ
ョン、集線装置、ＭＡＵ等の全体が図１に示すような閉
じたリングを形成している。

【００１２】ステーション、集線装置及びＭＡＵを、第
２のそのようなリングで相互接続して２重リングネット
ワークを形成することがしばしば行われ、そうすること
で、冗長性により信頼性を向上させることができる。こ
の場合、一方のリング４を第１のリングと呼び、他方の
リング５を第２のリングと呼ぶ。第１のリングが破損し
た場合、第２のリングを第１のリングの破損した両端に
つなぎ、リング・トポロジーを維持する。本発明の特徴
は、２重リング態様に依存したり、関連したりするもの
ではない。いずれの例においても、実際に使用されるリ
ングは主リングと呼ばれる。

【００１３】ツリー・トポロジーは、集線装置を介して
ＬＡＮをツリー状に拡張することにより得られる。集線
装置は、その前面においてその「Ａ」ポート１１及び
「Ｂ」ポート１２を介して主リングに接続されている。
この集線装置の目的は、他のステーション及び／または
他の集線装置を取り付ける主リング・バッファとして機
能することである。これらの取付けは、この集線装置の
背面のＭポートにおいてなされる。ある集線装置を別の
集線装置の背面に接続することによって、木の枝のよう
な外観が与えられる。一旦接続されると、直接主リング
上に常駐するステーションであれ、１もしくは複数の集
線装置を介して接続されたステーションであれ、全ての
ステーションは１つのＬＡＮリングを形成する。ツリー
・リング・トポロジーにより、引き続いてネットワーク
のセットアップ・アルゴリズムが実行される。全てのス
テーションが電気的に直列に接続されているため、上流
側の隣のステーションを介して送られる全てのリング伝
送をその下流側の隣のステーションが受信し、反復する
ことができる。

【００１４】全ての伝送は、フレームの形でリングを循
環する。各ステーションは、これら全ての伝送をモニタ
し、処理し、そしてその下流側の隣に対してそれを反復
する。各ステーションは、フレームの受信ビットを確定
することにより自身が宛先ステーションである全てのフ
レームの受信を複写し認知する。各ステーションは、リ
ング・トークンを受信し確保したときは、リング上にそ
のフレームを伝送することができる。フレームは通常、
それらを発信したステーションにより最終的に受信され
たときは、リングから取り除かれる。フレームが伝送し
てそれを発信したステーションに戻って来る間の時間
を、トークン循環時間またはＴＲＴと呼んでいる。これ
には、フレームを発信したステーションが、それが宛先
ステーションに受信され認知されたことを確かめること
ができる役割もある。

【００１５】ツリー・リング・トポロジー動作の直列性
のために、全ての情報フレームをネットワーク中の各ス
テーション毎に送ることが必要である。即ち、各ステー
ションにおいて、各フレームが受信され、処理され、そ
してリング上に再伝送されなければならない。従って、
そのフレームは発信元ステーションと宛先ステーション
のみに関係するのにも拘らず、全てのステーションが、
各フレーム毎に大量のタスクを実行しなければならな
い。

【００１６】通常このプロセスは、しばしば非常に長い
相互接続媒体を介しネットワークに沿ってメッセージ・
フレームを確実に送れる点では、ネットワーク性能にと
って有益である。フレームがステーションを通過する毎
に、発信元ステーションから宛先ステーションへの経路
に従ってさらに伝送し続けるために、そのフレームは補
強される。しかしながら、集線装置もしくはＭＡＵが２
つ以上のステーションをリングへ相互接続するために使
用されている場合、このプロセスはしばしば、消費時間
とステーション利用の両面において無駄である。例え
ば、集線装置のメンバシップ８上に無いステーションか
ら発信し、且つそのようなステーションを宛先とする全
てのフレームについては、それらのフレームをステーシ
ョンを接続した全ての集線装置の背面を通して送っても
何も得るところがない。これらのフレームは、最善の場
合でも、実質的に同じネットワークポイントにおいて入
ったときと同じ形で何も得ずにその集線装置を出て、目
標とする宛先ステーションへ向かうことになる。同様
に、集線装置のメンバシップ８上にあるステーションか
ら発信し、且つそのようなステーションを宛先とするフ
レームについては、集線装置前面から出発して、多数の
無関係な外部ステーション１を通って通常長い伝送を行
った後にその集線装置前面に帰って来ることには何の利
益もない。そして最終的にそのフレームは、入ったとき
と実質的に同じネットワークポイントにおいて何ら変更
されることなくその集線装置を出ていくことになる。

【００１７】無関係なステーションを通してこれらのフ
レームを渡していく無駄に加え、このことは、フレーム
を発信元ステーションから宛先ステーションへ伝送する
信頼性を一般的に低下させる。なぜなら、無関係なステ
ーションによる不必要なフレーム処理が、それら全ての
無関係なステーションの信頼性（ビット・エラーまたは
ＢＥＲ）の影響をそのフレームに及ぼすからである。そ
れは、これらの無関係なステーションがこれらのフレー
ムを不必要に処理し、解析し、反復することが原因であ
る。さらにそれによって、これらのフレームが発信元か
ら出て宛先へ到達して戻って来るまでに要する伝送時間
（または待ち時間）が増加する。これらは全て、ステー
ションもしくはステーション・グループが、本質的にそ
れらに無関係なフレームを不必要に受信することによる
結果である。さらに、集線装置の背面がリッスン（受
信、処理及び反復）のみを必要とし、トーク（伝送）を
必要としないステーションから構成され、もしくは構成
するように意図的に作られている場合、それらを通して
主リングトークンを渡すことは無駄であり且つ性能を低
下させる。

【００１８】本発明は、権利制御用集線装置（right co
ntrolling concentrator）、ＲＣＣから構成される。そ
の構成要素は、１つもしくは複数のステーション・グル
ープの「受信する権利」と「伝送する権利」を別々に制
御し、制限し、及び／または利用可能にすることを総合
的に行っている。従って、「受信する権利」を制御する
ことによってＲＣＣは、特定のフレームに関係する特定
のステーションの特権及び／または拘束を制御する。同
様に、「伝送する権利」を制御することによって、１つ
もしくは複数のステーション・グループの伝送における
特権及び／または拘束を制御する。

【００１９】さらに、ＬＡＮ性能の効率はトークン循環
時間とリング待ち時間に関連する。これらはどちらも、
情報及びトークンフレームの移送距離と経路に影響され
る。従って、「受信及び伝送する権利」の知的制御と制
限により、多数のフレームについてのフレーム移送距離
が短縮されるためにＬＡＮの性能が向上する。

【００２０】本発明はＬＡＮの集線装置であるＲＣＣに
対して、次のことを確実に行う手段を提供するものであ
る。即ち、フレームの発信元または宛先がメンバシップ
８内にある場合にのみ、そのメンバシップ８が「受信す
る権利」を認められて外部ステーション１から伝送され
たそのフレームを送られ、また、発信元ステーションが
外部ステーション１内のステーションのみである場合の
ように、フレームが外部ステーション１内の発信元アド
レスまたは宛先アドレスを有する場合にのみ、外部ステ
ーション１が「受信する権利」を認められてメンバシッ
プ８により伝送されたそのフレームを送られる。そうす
ることによって、ＲＣＣは、特定のステーション・グル
ープを経路として通しても何も得るところが無いとみな
したフレームについては、そのステーション・グループ
を回避させるようにする。

【００２１】同様に、主リングトークンフレームは通
常、「伝送する権利」をステーションに与えるものであ
るが、伝送する権利を要求し且つ認められたステーショ
ン（もしくはステーション・グループ）に対してのみ、
ＲＣＣによって送られる。従ってＲＣＣは、フレームを
「受信する権利」及び「伝送する権利」の双方を制御す
る。

【００２２】本発明の実施例の１つとしては、全てのス
テーションが継続的に通常の「伝送する権利」を与えら
れている（即ち、トークンが保留されていない）ように
ＲＣＣ装置が機能するものである。しかしながらこの装
置は、ステーションもしくはステーション・グループが
通信が到着する宛先ステーション、即ち伝送ステーショ
ンの目的地を保有していないと見なした場合、その伝送
を「受信する権利」をこれらのステーションに対して知
能的に保留する。

【００２３】本発明の別の実施例においては、この装置
は、ステーションもしくはステーション・グループに対
して「伝送する権利」を保留する（即ち、トークンが保
留されている）ように機能する。この結果、リングトー
クンをより速く循環させ、「伝送する権利」を必要とし
ないステーションを飛ばしてスキッピングさせることが
できる。スキッピングの利用は、リング上のステーショ
ン・グループのメンバシップの状況に依存する。例え
ば、何らかの「受信する権利」のみを与えられていると
見なされたステーションに対して実行される。ＲＣＣ
は、これらのステーションに対してトークンが保留され
るようにする。いくつかの例において、フレーム損失を
防ぐためにこのトークンが用いられている場合は、特別
な対策をしなければならない。トークンのバイパスによ
り生じるフレーム損失は、ＲＣＣが失われる可能性のあ
るフレームをそのメンバシップと外部装置の双方に対し
て同時に経路指定することによって防止される。さらに
同時経路指定は、ＦＤＤＩＬＡＮにおいても、「リッス
ンオンリ」ステーションにおけるトークン待ちを満足さ
せるために利用される。そうしない場合、それらのＴＲ
Ｔタイマは時間切れのままになり、リングに障害がある
ことを宣言する。

【００２４】好適例においては、ＲＣＣ装置は、１つも
しくは複数のグループの「受信する権利」と「伝送する
権利」を制御するために機能し、それによって、リング
性能を強化する。ＲＣＣは、ステーション・グループが
通信の到着する宛先ステーション、即ち伝送ステーショ
ンの目的地を保有していないと見なした場合、その伝送
を「受信する権利」をそれらのステーションに対して知
能的に保留する。さらにＲＣＣは、ステーション・グル
ープに対して「伝送する権利」を保留する（即ち、トー
クンが保留される）ように機能する。

【００２５】ＲＣＣは、以下に記載するスキッピング方
法及び／またはホッピング方法によってこれらの機能を
実行する。ＲＣＣは、本発明の機能を実行するために総
合的に動作する次のエレメントからなる。１．図２、符号１５の「メンバシップバイパス制御装
置」（Membership Bypass Controller：ＭＢＣ）。２．図２、符号２０の「バックボーンバイパス制御装
置」（Backbone BypassController：ＢＢＣ）。３．図２及び図３、符号１３の「Ｍポートバイパス回
路」（M-Port Bypass Circuit：ＭＰＢＣ）。４．図５、符号１４の「コンテンション調停及び制御」
（Contention Arbitrator and Control：ＣＡＣ）。

【００２６】上記１．及び２．のエレメント、即ち、
「メンバシップバイパス制御装置」（ＭＢＣ）１５及び
「バックボーンバイパス制御装置」（ＢＢＣ）２０は、
以降に記載するように、本発明により強化される各性能
を得るために必要である。ＭＢＣ１５及びＢＢＣ２０
は、独立したハードウェア及びソフトウェアのいずれに
よっても可能である。

【００２７】メンバシップバイパス制御装置（ＭＢ
Ｃ）：図２を参照すると、「メンバシップバイパス制御
装置」（ＭＢＣ）１５は、外部ステーション１から入っ
て来る全てのフレームをモニタし、各フレームの発信元
と宛先を判断する。ＭＢＣは、そのメンバシップ８に受
信する権利を与えてフレームの経路指定を行う。そうし
ない場合は、端末１６から端末２２へ行くメンバシップ
バイパス２１を経路指定することによって、そのフレー
ムを保留してメンバシップ８をバイパスさせる。

【００２８】ＭＢＣ１５が主リングトークンフレームを
検知したとき、そのメンバシップ８が全て「リッスンオ
ンリ」ステーションからなる場合、ＭＢＣはそのメンバ
シップ８に対して伝送する権利を保留する。ＭＢＣ１５
は、疑似トークンフレームをそのメンバシップに送っ
て、メンバシップ８内のタイマ要求を満足させることに
よってこれを実行する。疑似トークンは主リングトーク
ンとは電気的に独立しているが、リッスンオンリ・ステ
ーションに対しては、ステーション間の「伝送する権
利」を与えない。従って疑似トークンは、主リングトー
クンと競争する第２のトークンと考える（あるいは混同
する）べきではない。疑似トークンは、主リングトーク
ンがリッスンオンリ・ステーションへは送られないのと
同様に、外部ステーション１へは送られない。この疑似
トークンは、バックボーンバイパス制御装置２０に到達
して検知された時点でネットワークから取り除かれる。
通常これは、フレーム損失とはならない。なぜなら外部
ステーション１を宛先とする全てのフレームは、常に主
リングトークンより先行しており、既にメンバシップバ
イパス２１上へ経路指定されているからである。リッス
ンオンリのメンバシップ８及び外部ステーション１の双
方のステーションを宛先とする同報通信型のフレーム
は、フレーム損失を防ぐために双方のグループ（１及び
８）に同時に経路指定される。

【００２９】バックボーンバイパス（ＢＢＣ）：本発明
の第２のエレメントは、「バックボーンバイパス制御装
置」（ＢＢＣ）２０である。ＢＢＣ２０は、ＲＣＣのメ
ンバシップ８から受信する全てのフレームを端末１９に
おいて受信する。ＢＢＣは、各フレームの発信元及び宛
先のアドレスを判断する。そして、フレームの発信元ま
たは宛先ステーションアドレスが外部ステーション１内
のステーションである場合にのみ、外部ステーション１
へ「受信する権利」を与えて、フレームを端末１９から
端末２２へ経路指定する。そうでない場合、外部バイパ
ス１８を介して端末１９から端末１７へ経路指定するこ
とによって、そのフレームを保留して外部ステーション
１をバイパスさせる。

【００３０】スキッピング及びホッピング：ＲＣＣの全
メンバに対して「権利を制御された」バイパス（または
バイパスしない）機能を制限するために、メンバシップ
バイパス２１を利用することを「スキッピング」とい
う。スキッピングは、図２に示すようにメンバシップバ
イパス２１によって実行される。多数の連続するフレー
ムは、同じ発信元と宛先アドレスに関連することが普通
である。従って、一旦スキッピングが呼び出されると、
非常に長い時間呼び出し続けられるのが一般的である。
この間、ＲＣＣのメンバシップ８はローカル・モードで
動作し続けられる（または動作し始める）。このローカ
ル・モードは、ＭＢＣが集線装置のメンバシップ８へ送
られる必要があるフレームを認識した場合にのみ終了す
ることを要する。

【００３１】スキッピングの代わりに、部分的にメンバ
シップ８をバイパスして「受信及び伝送する権利」を制
御可能にすることを「ホッピング」という。ホッピング
は、本発明の第３のエレメントによって実行される機能
である。即ち、図２及び図３に示した「Ｍポートバイア
ス回路」（ＭＰＢＣ）１３であり、以下に記載する。

【００３２】Ｍポートバイパス回路（ＭＰＢＣ）：「Ｍ
ポートバイパス回路」（ＭＰＢＣ）１３は、ホッピング
機能を実行する。その中には、特定のＭポートバイパス
用のスイッチが設けられている。ＭＰＢＣ１３は、ＲＣ
Ｃの各Ｍポートに挿入することができる。ホッピングに
よって、ＲＣＣの１または複数のＭポートを選択的にバ
イパスすることができる。ホッピングは、全体的なメン
バシップバイパス２１を使用する代わりのものとして、
ＭＢＣ１５の制御下で実行される。例えば、ホッピング
においてＭＢＰＣ１３は、特定のＭポート、例えば図３
のＭポート「１」以外のメンバシップ８を全てバイパス
するために呼び出すことができる。この例においては、
Ｍポート「１」のみが、外部ステーションから入って来
るフレームを「受信する権利」を認められる。これらの
フレームは、ＭＢＣ１５が発信元もしくは宛先アドレス
としてＭポート「１」のメンバシップ内にあるステーシ
ョンを見いだすことで判断される。メンバシップ８の残
りのメンバは、ローカル・リングの中で協同的に、動作
しまたは動作し続けることができる。ホッピングは、任
意の数のＭポートの組合せに対しても実行可能である。
例えば、外部ステーション１からのフレームを、（１も
しくは複数の）選択されたＭポートに対してのみ「受信
する権利」を認めて送ることができる。

【００３３】ＭＰＢＣ１３の基本的回路は、図４に示さ
れている。ＭＰＢＣ１３は、ホッピングを行う実施例に
おいてのみ必要なものである。これによってＭＢＣ１５
は、ＲＣＣの特定のＭポート９またはＭポートの組合せ
に対して「受信及び伝送する権利」を制御することがで
きる。その後フレームは、ポートチャネル２４を介して
Ｍポートへ、またはＭＰＢＣ１３のバイパスチャネル２
３を介してＭポートバイアスへといずれかに経路指定さ
れる。

【００３４】スキッピングのみを行うか、あるいはホッ
ピングも行うかの判断は、ＭＢＣ１５に手動によりまた
は自動的に設定された方針による。例えば、外部ステー
ション１と最近非常に頻繁に（またはそれほど頻繁では
ない）情報交換していた履歴を有するＭポート９に対し
て、ホッピングを不能にする（または可能にする）こと
もできる。

【００３５】コンテンション調停及び制御（ＣＡＣ）：
本発明の第４のエレメントは、図２及び図５に示すコン
テンション調停及び制御（ＣＡＣ）１４である。ＣＡＣ
１４は、ＭＢＣ１５とＢＢＣ２０間のフレームの流れ
（フロー）を調停する。フロー・コンテンションは、２
つの発信元が同じリング経路上にフレームを伝送しよう
とするときに生じる。これは、ＭＢＣ１５及びＢＢＣ２
０の双方への入力において起きる可能性がある。ＣＡＣ
１４の動作は、例えば、スキッピングもしくはホッピン
グのいずれかが開始されたとき、外部ステーション１に
対し、継続した遅延の無いリング動作を行う最優先の権
利を与えるようなことである。別の例として、発信元か
ら宛先への伝送を、宛先から発信元への伝送よりも優先
させるようにしてもよい。これは、通常コンテンション
がその宛先ステーションへグループ間伝送される途中の
フレームと、確認のために発信されたステーションへ戻
ろうとするフレームの間でのみ生じることから、特に考
慮されたものである。

【００３６】図５の好適例においては、ＣＡＣ１４は、
以下のような方法によって外部ステーション１からのフ
レームへ優先権を与えている。ＣＡＣ１４が無い場合の
コンテンションの一例として、ＭＢＣ１５が端末１７に
おいて、ライン２５を介して外部ステーション１からフ
レームを受信すると同時に、ライン２７を介してＢＢＣ
２０からも、そのメンバシップ８へ送るフレームを受信
する場合がある。ＭＢＣ１５が、これらの双方の要求に
同時に応じることができないのは明かである。従って、
これらの発信元からのフレームの内、一方は送られ、他
の一方は失われることになる。ＣＡＣ１４は、ライン２
６を介したＭＢＣ１５からのＢＵＳＹ＿ＦＬＡＧ１信号
をモニタリングすることによってこの経路コンテンショ
ンを解消する。ＭＢＣ１５は、そのメンバシップ８へ送
るフレームがある場合は必ずライン２６上のＢＵＳＹ＿
ＦＬＡＧ１をアクティブにする。ＣＡＣ１４は、ＭＢＣ
１５からのアクティブのＢＵＳＹ＿ＦＬＡＧ１を検知す
ると、ＢＢＣ２０からライン２７を介して受信したフレ
ームをバッファ３０に一時的に記憶する。そうすること
によって、ライン２６上のＢＵＳＹ＿ＦＬＡＧ１信号が
非アクティブになるまでＭＢＣ１５への伝送を遅らせ
る。バッファ３０記憶装置は、通常の動作状態における
ＢＢＣ２０からのフレームを一時的に記憶するために十
分な大きさである。バッファ３０がデータの噴出のため
にオーバフローしそうな場合、ＣＡＣはＢＢＣ２０に対
してバッファのＲＥＣＥＩＶＥ＿ＯＶＥＲＦＬＯＷ＿Ｆ
ＬＡＧ信号をライン２９を介して出す。ＢＢＣ２０は、
ＲＥＣＥＩＶＥ＿ＯＶＥＲＦＬＯＷ＿ＦＬＡＧを受信し
ている間、その全てのフレームをライン３１を介して外
部ステーション１に経路指定し、一時的に「権利を制限
された」バイパス機能を無視する。ライン２９を介した
ＲＥＣＥＩＶＥ＿ＯＶＥＲＦＬＯＷ＿ＦＬＡＧが非アク
ティブになると、ＢＢＣ２０はその通常の「権利の制
御」及びバイパス機能の実行を再開する。優先権を持つ
主リングフレームがＭＢＣ１５に届いたとき、ＭＢＣ１
５がライン２７を介したメンバシップ８からのフレーム
の処理中であった場合、ＭＢＣ１５はそのフレームをラ
イン２６を介してバッファ３０へ回す。バッファ３０が
ライン２６からフレームを受け取っている間、ＣＡＣ１
４は、ライン２７を介して端末１７に送られているフレ
ームの終わりを探した後、ＲＥＣＥＩＶＥ＿ＯＶＥＲＦ
ＯＷ＿ＦＬＡＧを出すことによってそれ以降のフレーム
を外部ステーション１へ回避させ、ＢＢＣ２０の外部バ
イパス機能と、ＢＢＣ２０がメンバシップ８から受信す
るフレームに関するＣＡＣ１４のバッファ機能の双方を
一時的に無視する。

【００３７】ＣＡＣ１４が無い場合に生じ得る別のコン
テンションとしては、ＢＢＣ２０が端末２２において、
ライン３１を介してそのメンバシップ８からフレームを
受信すると同時に、ライン３２を介してＭＢＣ１５から
も、その外部ステーション１へ送るフレームを受信する
場合がある。ＢＢＣ２０が、これらの双方の要求に同時
に応じることができないのは明かである。従って、これ
らの発信元からのフレームの内、一方は送られ、他の一
方は失われることになる。ＣＡＣ１４は、ライン２６を
介したＭＢＣ１５からのＢＵＳＹ＿ＦＬＡＧ２信号をモ
ニタリングすることによってこの経路コンテンションを
解消する。ＭＢＣ１５は、外部ステーション１へ送るフ
レームがある場合は必ずライン２６上のＢＵＳＹ＿ＦＬ
ＡＧ２をアクティブにする。ＣＡＣ１４は、ＭＢＣ１５
からのアクティブのＢＵＳＹ＿ＦＬＡＧ１を検知する
と、ＢＢＣ２０からライン３１を介して受信したフレー
ムをバッファ３０に一時的に記憶する。そうすることに
よって、ライン２６上のＢＵＳＹ＿ＦＬＡＧ２信号が非
アクティブになるまで外部ステーション１への伝送を遅
らせる。バッファ３０は、ライン２６上のＢＵＳＹ＿Ｆ
ＬＡＧ２信号が非アクティブであることを検知した後に
のみ、外部ステーション１へ伝送するためにこれらのフ
レームを解放してＢＢＣ２０へ返す。バッファ３０記憶
装置は、通常の動作状態におけるＢＢＣ２０からのフレ
ームを一時的に記憶するために十分な大きさである。バ
ッファ３０がデータの噴出のためにオーバフローしそう
な場合、ＣＡＣはＭＢＣ１５に対してバッファのＴＲＡ
ＮＳＭＩＴ＿ＯＶＥＲＦＬＯＷ＿ＦＬＡＧ信号をライン
２６を介して出す。ＭＢＣ１５は、ＴＲＡＮＳＭＩＴ＿
ＯＶＥＲＦＬＯＷ＿ＦＬＡＧを受信している間、その全
てのフレームをライン２５を介してメンバシップ８に経
路指定し、一時的に「権利を制限された」バイパス機能
を無視する。ライン２６を介したＴＲＡＮＳＭＩＴ＿Ｏ
ＶＥＲＦＬＯＷ＿ＦＬＡＧが非アクティブになると、Ｍ
ＢＣ１５はその通常の「権利の制御」及びバイパス機能
の実行を再開する。

【００３８】マルチプル権利制御用集線装置：単一のＲ
ＣＣ１０を設けたネットワークが、図６に示されてい
る。典型的な構成では、図７に示すように多数のＲＣＣ
１０を用いることがある。実際に、ネットワーク中の全
ての集線装置をＲＣＣとし、本明細書に記載した特長を
最大限に得ることができるであろう。ＲＣＣ１０を単一
で取り付ける方法、または２重に取り付ける方法のいず
れの構成も可能である。従って、ＲＣＣをＳＡＣ６もし
くはＤＡＣ３の代わりに用いることもできる。本発明の
新規性は、特定の接続方法に係るものではない。

【００３９】

【発明の効果】本発明では、権利制御用集線装置（ＲＣ
Ｃ）を用いることにより、ＬＡＮ構成要素（ステーショ
ン、集線装置、ＭＡＵ等）がそれらを通過する必要の無
いフレームについては、それを「受信する権利」及び／
または「伝送する権利」を選択的に保留する手段が与え
られ、その結果ネットワーク動作が改善される。

【図面の簡単な説明】

【図１】典型的なＦＤＤＩネットワークのブロック図で
ある。

【図２】権利制御用集線装置（ＲＣＣ）のブロック図で
ある。

【図３】Ｍポート１への、及びＭポート１からのホッピ
ングを示す図である。

【図４】Ｍポートバイパス回路（ＭＰＢＣ）のブロック
図である。

【図５】コンテンション調停及び制御（ＣＡＣ）エレメ
ントの動作を示すブロック図である。

【図６】１個のＲＣＣとＭ個のメンバシップを有する、
Ｎ個のステーションからなるネットワークを示す図であ
る。

【図７】多数のＲＣＣを有する、Ｎ個のステーションか
らなるネットワークを示す図である。

【符号の説明】

１外部ステーション２双接続ステーション（ＤＡＳ）３双接続集線装置（ＤＡＣ）４主リング６単接続集線装置（ＳＡＣ）７単接続ステーション（ＳＡＳ）８集線装置メンバシップ１０ＲＣＣ１１「Ａ」ポート１２「Ｂ」ポート１３Ｍポートバイパス回路（ＭＰＢＣ）１４コンテンション調停及び制御（ＣＡＣ）１５メンバシップバイパス制御装置（ＭＢＣ）１６、１７、１９、２２端末１８外部バイパス２０バックボーンバイパス制御装置（ＢＢＣ）２１メンバシップ・バイパス３０バッファ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者アントニオ・ルイズアメリカ合衆国10598 ニューヨーク州、ヨークタウン・ハイツ、アーバー・レイン 3160 (72)発明者マーク・フーバート・ウィレビーク−レメーアアメリカ合衆国10549 ニューヨーク州、マウント・キスコ、ディプロマット・ドライブ、アパートメントシックスシー 200 (56)参考文献特開昭57−99842（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−62245（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のツリー・ノードを有するツリー・リ
ング・トポロジー及びトークンベースのプロトコルに従
うローカル・エリア・ネットワークであって、前記ツリ
ー・ノードのそれぞれが、入力用の「Ａ」ポートと出力用の「Ｂ」ポートとを有す
る前面と、それぞれがネットワーク・エレメント又は下位のツリー
・ノードに接続される、ネットワーク・エレメントの接
続用の複数の「Ｍ」ポートを有する背面であって、各
前記ツリー・ノード内の前記「Ｍ」ポートは直列に接続
されることにより前記ネットワーク中の全てのネットワ
ーク・エレメントを直列に接続してトポロジー的リング
を形成し、前記プロトコルが前記リングを回って伝送されるパケッ
トにより前記ネットワーク・エレメント間の通信を管理
する手段と、前記プロトコルに従い、「受信する権利」と「送信する
権利」を分離し且つこれらの権利を独立に制御する分離
・制御手段であって、前記ネットワーク・エレメントのいずれもが前記パケッ
トの通信相手をサポートしていない場合、前記ツリー・
ノードを通る各前記パケットは、前記前面、前記背面、
又は１もしくは複数の前記背面の前記「Ｍ」ポートをバ
イパスするように切り換え可能とされる分離・制御手段
とを有するローカル・エリア・ネットワーク。
【請求項２】前記分離・制御手段が、前記ネットワーク上で伝送するために、前記パケットを
データ・パケットとトークン・パケットとに分離する手
段と、前記前面をバイパスするために、前記背面から前記パケ
ットを切り換えるバックボーン・バイパス制御装置（Ｂ
ＢＣ）と、前記背面をバイパスするために、前記前面から前記パケ
ットを切り換えるメンバシップ・バイパス制御装置（Ｍ
ＢＣ）と、前記ＭＢＣの制御の下、前記パケットに、対応する
「Ｍ」ポートに接続された前記ネットワーク・エレメン
トをバイパスさせる、前記「Ｍ」ポートの各々にある
「Ｍ」ポート・バイパス回路（ＭＰＢＣ）と、同時に前記ＢＢＣ又は前記ＭＢＣに経路指定されたパケ
ット間の競合を解消し且つ前記パケットの損失を防止す
るコンテンション調停及び制御（ＣＡＣ）エレメントと
をさらに有する請求項１記載のローカル・エリア・ネッ
トワーク。
【請求項３】複数のツリーとステーションとを有する、
ツリーのトークンリング・ネットワーク上のパケットに
最短経路を指定可能にする方法であって、多数の前記ス
テーションのそれぞれが前記ツリーの１つを介して前記
ネットワークに接続されており、前記ネットワーク上で伝送するために、データ・パケッ
トとトークン・パケットとに分離するステップと、伝送する権利を与えられた前記ネットワークの各ステー
ションを介して、前記トークン・パケットを経路指定す
るステップと、前記データ・パケットが前記ツリーのステーションの１
つにアドレス指定されていることによって前記ツリーが
前記データ・パケットを受信する権利を与えられている
場合にのみ、前記ネットワークの前記ツリーの前記ステ
ーションを介して、前記データ・パケットを経路指定す
るステップと、前記データ・パケットが前記ツリーのステーションのい
ずれにもアドレス指定されていない場合に受信する権利
を保留して、前記ツリーの前記ステーションをバイパス
するために前記データ・パケットを経路指定するステッ
プと、前記ツリーのステーションの前記伝送する権利と前記受
信する権利とをホッピングによって別々に制御するステ
ップと、優先権設定に従って前記リング上のパケット間のコンテ
ンションを調停するステップとを含む最短経路指定方
法。