JPH0691554B2

JPH0691554B2 - 情報通信装置

Info

Publication number: JPH0691554B2
Application number: JP12672685A
Authority: JP
Inventors: スチーブン・アール・ヘツセル
Original assignee: Hewlett Packard Co
Current assignee: HP Inc
Priority date: 1984-06-13
Filing date: 1985-06-11
Publication date: 1994-11-14
Anticipated expiration: 2009-11-14
Also published as: JPS611146A; US4707693A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の属する技術分野〕データ通信方法〔従来技術〕従来から、種々の方式のデータ通信網によりユーザ端
末、コンピュータ、およびその他の周辺機器の間で通信
が行なわれている。コンピュータの能力が増大するにつ
れて、一台のコンピュータがサービスできるユーザの数
が多くなり、コンピュータの費用が低減するにつれて、
コンピュータはますます広く分布して個々のユーザに奉
仕するようになる。コンピュータの費用は急速に下がっ
てきているがほとんどの周辺機器の費用の低下は遅い。
周辺機器の出費を最小限にする一つの方法は機器を共有
することである。その結果、比較的高価な機器を共有す
る更に有効な方法がますます必要になってくる。更に一
層低額のコンピュータが急増し拡がるにつれて、これら
コンピュータに出入する情報も一層広く分散することに
なる。その結果、遠い場所にある情報を同時にアクセス
する必要性が増加する。これに対応してデータ通信網の
数と複雑さとが確実に増すことになる。

これら通信網では、データは集中制御または分散制御の
いずれかで処理される。データを処理する二つの方法の
うち集中制御の方が簡単である。しかし、集中制御の場
合、一つの制御装置が通信網中のデータの流れを指令す
るのであるから、すべてのデータを処理する能力がない
場合には使用できない可能性がある。しかも更に悪いこ
とに、もし制御装置自身が故障すればデータ通信網全体
が故障を起す危険がある。以上の理由から、通信網の制
御は離れた情報点、すなわち節点（ノード）に分散させ
ることが多い。

一般に、二つの包括的分散制御技法が使用されている。
一つは一般に回線交換方式と言われており、他の方法は
一般にパケット交換方式と言われている。回線交換方式
は電話網の切替に似ていて、コンピュータにおいて時々
生じる短かい極めて大容量の情報すなわちバースト情報
通信の場合、容量に関連して経費が高くなる。バースト
情報通信の場合、接続を完了するに必要な時間は実際の
伝送時間と比較して非常に大きくなる。しかし、長い期
間接続されたままになっていれば、バーストとバースト
との間の遊び（idle）時間の大きな部分が使用されずに
無駄になる。一方、パケット交換方式は、郵便制度で取
扱われる手紙に似ている。但し、パケット交換方式は手
紙の代わりに非常に低額になった電子装置で極めて迅速
に分類され送達されるコンピュータ・データパケットを
取扱う。短い通信は一つのデータパケットで効率よく運
ぶことができ、より長い通信は一連のパケットを用いて
処理することができて、そのパケットのどれもバースト
とバーストとの間の頻繁な遊び期間に通信リソースを占
有するものはない。

したがって、パケット交換通信方式は、最小のハードウ
ェアが必要とされる一方、効率と信頼性が要求される。
通信方式に対するその他の必要条件は各種コンピュータ
と周辺装置との間で中央制御装置の助けを借りずにパケ
ットを高い伝達確率で通信を行うという能力である。更
に生産が簡単で、取付に必要な部品が簡単であり、一般
にあまり複雑でない通信網を提示するという必要条件が
ある。これらの要求事項に合うような従来の通信方式は
米国特許第4,063,220号に開示されている。

〔発明の目的〕

本発明は、構成簡単で高信頼性の情報通信装置を提供す
ることを目的とする。

〔発明の概要〕

一般に、情報は普通、パケットと呼ばれる単位でこのよ
うな装置により運ばれる。議論を進める上で、パケット
という語は通信網を通して流れる分離不可能なデータの
意味で使用する。パケットにはメッセージの全体または
その断片が含まれる。

本発明によれば、プロトコルはパケットを限られたリソ
ースすなわち通信網の遠隔節点への外部データリンクを
争うものと見做して通信を制御する。一つのノードにお
いてリンクを使用することになっているパケット間のコ
ンテンションは、これらコンテンションするパケットに
優先度を割当てることによって解決される。特定の節点
では、ローカルコンピュータまたは他のローカル装置で
発生するパケットをローカルパケットと言う。これに対
し回路網（ネットワーク）パケットがある。回路網パケ
ットは回路網内の節点で発生するパケットでローカルパ
ケット以外を言う。ローカルパケットのすべておよび回
路網パケットのすべては先入れ先出しの優先順序で処理
される。回路網パケットはすべてローカルパケットすべ
てより優先度が上である。

ローカルパケットと回路網パケットの間の優先度は三つ
の形のいずれかを取る。単純優先権、くり返し割込み優
先権、再開始割込み優先権である。単純優先権すなわち
割込みのない優先権は、優先度規則が限られたリソース
によるサービスの終りあるいはサービスが行われていな
いときに実施されることを示している。優先度規則は簡
潔に次のように述べることができる。即ち、「一つのジ
ョブについて一旦サービスが開始されるとそのサービス
はいつも完結される」。再開始割込み優先権は、優先度
規則が常に有効であることを示している。優先度の高い
ジョブが到達すると優先度の低いジョブは直ちに中断さ
れる。ただし、割込み優先権を持つ優先度の高いジョブ
がサービスを終ると優先度の低いジョブが再び処理され
る。そのサービスは最後に停止したところから始まる。
サービスが打切られることはない。くり返し割込み優先
権も同様に優先度規則が常に有効であることを示してい
る。ただし、一部処理された優先度の低いジョブが再び
処理されるとき、前に実施したすべてのサービスが消え
てしまいジョブを初めからやり直さなければならない。
本発明の実施例は、優先度規則の最初の二つの例、すな
わち、単純優先権および再開始割込み優先権とを取扱っ
ている。

本発明の実施例による簡単な交番通信方式は局地で発生
したパケット、すなわちローカルパケット、回路網から
節点に到達したパケット、すなわち回路網パケットとを
処理するプロトコルを定義している。このプロトコルで
は、回路網パケットは（１）それらが発生した節点、す
なわち、ソース節点またはそれらがローカルパケットと
なるローカル節点、および（２）パケットの目的地節点
であって、そこで回路網パケットが普通回路網から除か
れる節点、を除くすべての介在節点を通過する。これら
パケットはそのソースと目的地との間の節点に直通伝送
路を備えている。

スルートラヒック（through−traffic）割込みモードで
は、節点に入り通過する回路網パケットはその節点内の
すべてのローカルパケット伝達より優先権は上である。
節点に入る回路網パケットは始め入力シフトレジスタを
通ることによって遅れる。その間に、ローカルパケット
の伝送が中断され、節点出力スイッチは回路網パケット
が伝送のため通過するシフトレジスタの出力を選択す
る。受信器を取除くものと仮定し、回路網パケットの目
的地が節点自身である場合には、回路網パケットは節点
に入出することがなく、逆にパケットが回路網から除外
される。

回路網パケットが入力シフトレジスタから出てくるとき
その径路に遅延回路を付加することにより、非割込みス
ルートラヒックモードを実行することができる。遅延回
路は回路網パケットに対する保持回路として働く。ロー
カルパケットの伝送が最初に完了する。次に節点を通過
する回路網パケットが遅延回路から進むことができるよ
うになり、外部リンクに伝送される。再び受信器のない
場合を仮定して、回路網パケットの目的地が節点だけで
ある場合には、回路網パケットは回路網に再伝送される
ことはない。

簡潔性以外のいくつかの利点が本発明によって得られ
る。大きな利点の一つはシフトレジスタのような遅延回
路を使用することによって、伝達されるデータの有効性
を破壊することなくローカルパケットの伝送を中断する
時間があるということである。換言すれば、くり返し割
込みが不要であるということである。他の利点は受信器
を取除くとき、このプロトコルによればリングの残り
（典型的にはリングの半分）が余分にトラヒックを運ぶ
ことができるということである。これによって大部分の
他のプロトコルよりも容量が約２倍になる。

本発明による他の利点はシステムを位相空間的に拡大あ
るいは拡張することが容易であるということである。従
来の通信網によれば、プロトコルには通信中に協働する
ことができる節点の領域を制限するという性質があるの
が一般であった。構成が母線である場合、制限特性は母
線上のある範囲の放送である。構成がトークンまたは溝
付リングである場合には、制限特性は実際にそのリング
に現われる節点群になる。いずれの場合にも、制限特性
によって基本的通信プロトコルを多重構造に真直ぐ拡張
することができなくなる。従来の通信網では、多重構
造、すなわち、リングまたは母線を結合するには、普通
複雑な「ブリッジ」機能が必要である。これらブリッジ
機能はブリッジを通過するパケットごとに広範な処理を
必要とする。このため、このようなブリッジ機能は伝送
を妨げ遅らせることになる。本発明の実施例によるプロ
トコル方式には従来技術のこの制限が無い。アドレス比
較器を更に追加して径路構成を容易にすることにより、
一つの節点から多数の回路網出力ポートを簡単に設ける
ことができる。待合せに対して記憶装置を追加すること
により、一つの節点に多数の回路網入力ポートを取付け
ることができる。このように、ブリッジ機能が複雑さを
わずか増すだけで、速さを落すことなく、且つプロトコ
ルを変更せずに実現される。これはパケットは完全に自
蔵式で周囲とは無関係となっているため本発明によって
可能となる。伝送を行うのにトークンやスロットを必要
としない。

〔実施例〕

本発明は二つのスルートラヒック優先権プロトコルを取
扱うことができる。一つは割込み優先権であり他は非割
込み優先権である。これらについて別々に説明すること
にする。

スルートラヒック割込みモード第１図は本発明の実施例を示すブロック図である。

第１図において、ローカルパケットが通信システム内の
一節点たとえば回路網内の節点100に取付けられたコン
ピュータのようなホストから発生し、節点記憶装置26に
記憶される。

スルートラヒック割込みモードでは、節点100のローカ
ルパケット伝送は節点100を通過する回路網パケットに
より先取される。したがってこのモードでローカルパケ
ットが伝送される前に、モードはシステム回路網からの
通過パケットが節点100に伝送されていないことを検査
し確認する。たとえば、シフトレジスタ11の左端に入る
ビット流れは遊び（idle）パターンがあるか否かを検査
される。回路網パケットが節点100に到達すると、回路
網パケットはまず入力部10内の入力シフトレジスタ11に
入り、伝達されている回路網パケットのアドレスが入力
シフトレジスタ11に結合されている比較器12で節点のア
ドレスと比較されて節点100かその目的地であるか否か
が確認される。そうでない場合、回路網パケットは節点
100を通過する。

ここで使用しているシフトレジスタ11,14は常に直列化
および並列化機能を行う。シフトレジスタ11,14はまた
データ径路に或る一定の遅れを導入する。したがって、
これらの装置11,14は情報を遅らせるとき情報を保持す
る作用をもする。

シフトレジスタ11に有効なパケットの部分が存在しない
ことを保証するに充分なほど長い時間パケットが検出さ
れない場合および回路網システムにより規定される流れ
制御に必要な他の判定基準が満たされる場合には、ロー
カルパケットは伝達できる状態になっている。それでロ
ーカルパケットは節点記憶装置26からの必要に応じ中間
シフトレジスタ14に送られここで直列化され、出力マル
チプレクサ20を通って回路網に伝達される。同時に、循
環冗長符号（CRC）のチェックサムがCRC発生器21で計算
される。ローカルパケットの伝送が完了すると、出力マ
ルチプレクサ20は伝送用CRCを選択しEOT（伝送の終り）
パターン発生器18からの適切なEOTパターンを持つCRCに
従う。このようなパターンはまた伝送されているデータ
が無いとき絶えず伝送されている遊びパターンであるこ
ともある。

ローカルパケットが伝送されている間に回路網から有効
な通過パケットが検出される場合、すなわち、節点100
の外部の回路網パケットが節点100の中に入る場合に
は、ローカルパケットの伝送は終了する。出力マルチプ
レクサ20はまずCRC発生器21に切替え次にEOTパターン発
生器18に切替えてローカルパケットの終端を明らかに、
最後に入力シフトレジスタ11の出力に切替えて、ここで
通過パケットが節点100を通過して残りのシステム回路
網に伝送されるようにする。

回路網パケットがその固有の遅れ、たとえば、入力シフ
トレジスタ11によって与えられる遅れを伴って節点100
を直接且つ直ちに通過しない唯一の条件は、節点アドレ
ス比較器12がその回路網パケットをまさにその節点100
に且つその節点だけに向けられたパケットであると識別
するか否かということである。この条件下では、出力マ
ルチプレクサ20はEOT/遊びパターン発生器18の出力に切
替えて伝送し、回路網が今は利用可能になっている回路
網内の後続の節点に信号を送る。この場合に入ってくる
回路網パケットは入力シフトレジスタ11を通過し、入力
シフトレジスタ11に結合しているレジスタ13内に並列の
形でラッチされる。並列レジスタ13から、データは節点
記憶装置26に送られる。入ってくる回路網パケットのデ
ータ速度が非常に速い場合には、回路網パケット内のデ
ータは節点記憶装置26に記憶される前により広い語にラ
ッチされることができる。

スルートラヒック優先権モードスルートラヒック優先権モードでは、非割込み優先権は
節点に入る回路網トラヒックに与えられる。こうして局
部的に発生したパケットの伝送は一旦始まれば必らず完
結する。第２図に示した本発明の他の実施例はこのモー
ドの動作を提示している。第２図において、第１図と同
一部分には同一符号を付している。

第２図に示すとうり、このモードで節点200に入る回路
網パケットはローカルパケットの伝送が完了するまで挿
入可能な遅れ回路24の中に停止のままになっている。こ
の時間が終ると、通過回路網パケットは中間マルチプレ
クサユニット28と出力マルチプレクサ20とを経由して節
点200を通過し再び回路網内に伝送される。挿入可能な
遅れ回路24を読取および書込のアドレスポインタ34,36
を備える２ポート記憶装置33を備えている。これらアド
レスポインタ34,36の相対値から現在挿入される遅れが
決まり、記憶装置33の大きさから挿入可能な最大の遅れ
が決まる。

特に第２図の実施例によるこのモードでは、有効な回路
網パケットが現在節点200を通過する途中の入力シフト
レジスタ内に無い場合および節点200内の挿入可能な遅
れ24が最小、すなわち、読取および書込のアドレスポイ
ンタ34,36が等しい場合、ローカルパケットは節点200か
ら伝達されることができる。この過程では、中間マルチ
プレクサ30はローカルパケットをシフトレジスタ14に送
って直列化し、伝送のため出力マルチプレクサ20によっ
て選択される。

ローカルパケットを伝送する途中で、有効な通過パケッ
トが節点200に入るのが検出されると、その通過パケッ
トは２ポート記憶装置33に送られて遅延される。ローカ
ルパケットの伝送が終了すると、出力マルチプレクサ20
はCRC発生器21の出力を選択して伝達されるローカルパ
ケットに追加し、遊びパターン発生器18からの出力のよ
うな適切なパケットの終りマーカをCRCの後に付ける。
この点で、２ポート記憶装置33は、読取および書込のア
ドレスポインタ34,36が等しくないことで示されるが、
データを含んでいるか否かが確認される。もしデータを
含んでいる場合には、出力マルチプレクサ20は再び直列
シフトレジスタ14を選択し、２ポート記憶装置内の通過
パケットが節点200を通して伝送を始める。

通過パケットが回路網から節点200に入りつづけている
かぎり、パケットは入力シフトレジスタ11と２ポート記
憶装置33とを通過し、ここでパケットが遅延される。２
ポート記憶装置33は挿入可能な遅れを作るがその値はそ
の関連する書込および読取のアドレスポインタ34,36の
相対値で決まる。書込アドレスポインタト34はデータが
節点200に入っているかぎり増加を続け、読取アドレス
ポインタ36はポインタが不等である、すなわち、伝達さ
れないデータがまだ記憶装置33の中にあるかぎり増加を
続ける。換言すれば、書込アドレスポインタ34を増加す
ることにより、２ポート記憶装置33は初期遅れから本質
的に数え上げて行く。しかし、有効なデータが節点200
に入り込んでいないときは、書込アドレスポインタ34は
増加を停止する。読取アドレスポインタ36はデータが伝
達され終るとき増加する。この過程は書込および読取の
アドレスポインタ34,36が等しくなるまであるいは有効
なデータが再び節点200に入るまで継続する。書込およ
び読取のアドレスポインタ34,36が等しくなると、挿入
された遅れ24は最小になる。この点で、出力マルチプレ
クサ20がマーカ、たとえば、遊びパターンを、伝達用
に、選択し、次いで節点200が再びローカルパケットを
伝達できる状態になる。また回路網データが再び節点20
0に入ると、データは前と等しい速さで２ポート記憶装
置33に入出する。

こうして、本発明の実施例のこのモードでは、節点200
に到達する回路網パケットはパケットが再伝送される前
に、節点200に現在挿入されている遅れを受ける。しか
し、節点200にあるアドレス比較器12が現在の節点だけ
を目的地としているパケットの到着を識別すると、出力
マルチプレクサ20は書込および読取のアドレスポインタ
34,36が等しくなっている場合にかぎりシフトレジスタ1
4を選択する。そうでない場合は、出力マルチプレクサ2
0は伝送のため遊びパターン発生器18の出力を選択し、
節点入力シフトレジスタ11に入るデータは前のようにレ
ジスタ13に並列の形でラッチされる。データの速さが望
ましくない程速い場合には、更に並列ラッチが生ずる。
次に回路網パケットは最後にホストに送られる前の節点
記憶装置26に送られる。

本実施例では、ローカルパケットおよび外部回路網パケ
ットを伝送するのに中間マルチプレクサ30を備えている
ように説明してあるが、第３図に示す他の実施例ではこ
れは必要がない。第１図と同一部分には同一符号を付し
ている。そのかわり、節点300は入力レジスタを含む入
力ポート10と出力マルチプレクサ20との間に２ポート記
憶装置33を配設することによって第１図のシステムより
拡張されている。勿論、出力はシフトレジスタ37で直列
になおされなければならない。又、シフトレジスタ37
は、第１図のシフトレジスタ11,14と同じ機能を有す
る。この方法では、先に記した挿入可能な遅れ回路24に
関連する予め選択できる遅れは伝送のため出力マルチプ
レクサ20で選択される前に節点300を通過する回路網パ
ケットに入っている。

〔発明の効果〕

簡単な構成で、データを破壊することなく信頼性の高い
情報通信装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図は、各々本発明の情報通信装置
に使用する節点の第１、第２、第３実施例を示すブロッ
ク図。 100,200,300:節点、 11,14,37:シフトレジスタ、 12:比較器、 13:レジスタ、 18:パターン発生器、 20:マルチプレクサ、 21:CRC発生器、 26:接点記憶装置、 10:入力部。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ネットワークパケットを受信し伝送し、ロ
ーカルパケットを送信する情報通信装置において、前記ネットワークパケットを受信し保持する入力手段
と、前記入力手段に接続され、前記ネットワークパケットが
前記情報通信装置内に存在するか否かを確認する確認手
段と、前記入力手段に接続され、前記ネットワークパケットを
識別するアドレス比較手段と、前記ローカルパケットを供給するためのソース手段と、マーカ信号を発生するパターン発出手段と、前記入力手段に接続され、前記ネットワークパケットを
受信してこれを所定量だけ遅延させる、読み取り及び書
き込みのアドレスポインタを備えた２ポート記憶装置か
ら成る可変遅延手段と、前記可変遅延手段と前記ソース手段とに接続され、前記
ネットワークパケットまたは前記ローカルパケットを選
択的に保持し出力する出力保持手段と、前記出力保持手段と前記パターン発出手段とに接続さ
れ、前記ネットワークパケットと前記ローカルパケット
と前記マーカ信号とを選択的に出力し伝送する出力選択
手段と、を備えて成る情報通信装置。
【請求項２】前記出力保持手段が、前記遅延手段と前記ソース手段とに接続され、前記ネッ
トワークパケットまたは前記ローカルパケットを選択的
に出力する中間選択手段と、前記中間選択手段の出力を保持しこれを前記出力選択手
段に出力する保持手段と、を備えて成ることを特徴とする特許請求の範囲第（１）
項記載情報通信装置。