JP2522155B2 - ロ―カルエリアネットワ―ク間中継装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＩＳＯ８８０２−３
（ＩＥＥＥ８０２．３）に規定される衝突検出機能付き
キャリア検知多重アクセス方式（ＣＳＭＡ／ＣＤ方式）
を用いたローカルエリアネットワーク（以下ＬＡＮとい
う）用インタフェース部及び回線用インタフェース部を
持つＬＡＮ間中継装置および、このＬＡＮ間中継装置の
回線側バッファ管理及び送受信を行う通信システムに関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種のＬＡＮ中継装置について
図５を参照して説明する。

【０００３】図５に示すように従来のＬＡＮ中継装置
は、ＬＡＮ用インタフェース部１、中継処理制御部２、
送信バッファ部３４、受信バッファ部３５および回線用
インタフェース部１０をバス状に接続するシステムバス
３から構成される。

【０００４】ＬＡＮ用インタフェース部１は、ＩＳＯ８
８０２−３（ＩＥＥＥ８０２．３）に規定されるＣＳＭ
Ａ／ＣＤ方式でＬＡＮを通信媒体としてフレームの送受
信を行うためのＬＡＮインタフェースである。

【０００５】ここで、フレームとは、伝送路上に流れる
データのある集合であり、例えばＩＳＯ８８０３−３
（ＩＥＥＥ８０２．３）ではメディアアクセスコントロ
ールフレーム（ＭＡＣフレーム）として、行先アドレ
ス、発信元アドレスならびにデータ等を含むことが規定
されている（ISO/IEC8802-3:1990, ANSI/IEEE802.3-199
0年版, 情報処理システム−ローカルエリアネットワー
ク−，パート３：衝突検出機能付きキャリア検知多重ア
クセス方式と物理レイヤ仕様（InformationProcessing
Systems -Local Area Networks-, Part3: Carrier Sens
e MultipleAccess with Collision Detection method a
nd Physical Layer Specifications）, pp.33-37）。

【０００６】中継処理制御部２は、ＬＡＮ用インタフェ
ース部１がＬＡＮ伝送路２２より受信したフレームの行
先アドレス情報を参照し、中継すべきフレームであれば
システムバス３を介して送信バッファ部３４に格納す
る。そして、送信バッファ部３４に格納した順に、回線
用インタフェース部１０を介してこのフレームを回線１
９へ送信する。また、回線用インタフェース部１０が回
線より受信したフレームを、システムバス３を介して受
信バッファ部３５に格納する。そして、受信バッファ部
３５に格納した順に、ＬＡＮ用インタフェース部１を介
してこのフレームをＬＡＮ伝送路２２へ送信する。

【０００７】ここで、中継処理制御部２はローカルアド
レステーブルを持ち、このアドレス情報を基にして回線
１９側へ中継すべきかどうかを決定する。このような従
来のＬＡＮ中継装置は、例えばＩＥＥＥ８０２．１でメ
ディアアクセスコントロールブリッジ（ＭＡＣブリッ
ジ）として規定されているものがある。また、この中継
処理制御部２において経路制御テーブルを有し、受け取
った行き先アドレスを他のネットワークのためにアドレ
ス変換する機能を具備することも可能である。このよう
な機能を持つＬＡＮ中継装置は、例えば文献『村井・楠
本訳：”ＴＣＰ／ＩＰによるネットワーク構築Ｖｏｌ．
１−原理・プロトコル・アーキテクチャ−”，共立出版
（Douglas E. Comer著：”Internetworking with TCP/I
P Vol.1:Principles, Protocols, and Architecture",
Prentice Hall(Dec. 1991)）』に記載されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のＬＡＮ
中継装置では、到着順にフレームを回線へ送信するた
め、回線を流れるフレームが多くなると装置内に送信待
ちのフレームが増加してしまう。このため、ＬＡＮ中継
装置を介して２つのＬＡＮに接続される端末同士が通信
を行った時、一方のＬＡＮに接続された端末から送信し
たフレームがもう一方のＬＡＮの相手端末に到達するま
での到達時間が長くなり、相手端末からの応答である応
答フレームを受信するまでに送信タイムアウトになって
しまうことが多い。この際、送信タイムアウト後に相手
端末から受信した応答フレームは廃棄されることにな
り、フレームの再送信が必要となるという問題がある。
また、比較的データ長が長いフレームが回線上を伝送さ
れている時、このフレームの伝送が完了するまで他の比
較的データ長が短いフレームの転送が待たされ、短いフ
レームの到達時間が長くなってしまうという問題があ
る。このことは、特に回線の通信速度が比較的遅い場合
に顕著に現れる。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明のローカルエリア
ネットワーク間中継装置は、可変長フレームが伝送され
るローカルエリアネットワーク伝送路と回線の間に設置
され前記回線を介したローカルエリアネットワーク間の
データ転送を中継するローカルエリアネットワーク間中
継装置において、前記ローカルエリアネットワークから
受信した可変長フレームを複数の固定長フレームに分解
する分解手段と、前記分解手段により分解された固定長
フレームを前記可変長フレームごとに格納する複数の送
信エントリと、これら複数の送信エントリの各々に対応
して設けられ、対応する送信エントリ内に送出すべき固
定長フレームが存在することを示すフレーム格納識別部
と、前記複数の送信エントリの各々に対応して設けら
れ、対応する送信エントリ内の固定長フレームのうち送
出すべきものの番号を格納するフレーム番号格納手段
と、前記フレーム格納識別部が固定長フレームの存在を
示している送信エントリのうちから１つを選択するとと
もに、選択される送信エントリが巡回するようにこの選
択を繰り返す選択手段と、前記選択手段により選択され
た送信エントリに対応する前記フレーム番号格納手段の
内容を更新し前記選択手段により選択された送信エント
リ内の固定長フレームのうち前記フレーム番号格納手段
が指示するものに最終フレームであることを示す最終フ
レーム識別子とエントリ番号とを付加し最終フレーム識
別子とエントリ番号とが付加された固定長フレームを前
記回線に送出する送出手段と、前記複数の送信エントリ
に対応して設けられ、前記回線から受信した固定長フレ
ームを当該固定長フレームに付加されたエントリ番号に
ごとに格納する複数の受信エントリと、前記最終フレー
ム識別子が最終フレームであることを示す固定長フレー
ムが前記受信エントリに格納されたときに当該受信エン
トリに格納された固定長フレームから可変長フレームを
生成して前記ローカルエリアネットワークに送出する組
立手段とを含む。

【００１０】

【実施例】次に本発明のＬＡＮ中継装置の一実施例につ
いて図面を参照して詳細に説明する。

【００１１】図１を参照すると、本発明の一実施例にお
いて、ＬＡＮ用インタフェース部１は、ＬＡＮ伝送路２
２を通信媒体としてフレームの送受信を行うためのイン
タフェース部である。送信バッファ部４は、ＬＡＮ伝送
路２２側から回線１９側へのフレーム送信の際にこのフ
レームを一時的に保持するためのバッファである。受信
バッファ部５は、回線１９側からＬＡＮ伝送路２２側へ
のフレーム受信の際にこのフレームを一時的に保持する
ためのバッファである。中継処理制御部２は、送信バッ
ファ部４および受信バッファ部５のバッファ管理を行う
制御回路である。分割フレーム記憶部７は、送信バッフ
ァ部４のフレームを分割したものを一時的に保持するた
めのバッファである。組立フレーム記憶部８は、回線１
９側から受け取った分割フレームを組み立てる際に一時
的に保持するためのバッファである。送受信バッファ数
制御部６は、送信バッファ部４、受信バッファ部５、分
割フレーム記憶部７および組立フレーム記憶部８につい
て、フレームを格納するバッファ数の上限値を設定し
て、溢れが起こらないように制御する回路である。分割
組立制御部９は、分割フレーム記憶部７および組立フレ
ーム記憶部８のバッファ管理を行う制御回路である。

【００１２】まず、ＬＡＮ用インタフェース部１は、Ｌ
ＡＮ伝送路２２側から回線１９側へのフレーム送信の際
には、ＬＡＮ伝送路２２から受け取ったフレームを、中
継処理制御部２による制御に従いシステムバス３に送出
する。また、このＬＡＮ用インタフェース部１は、回線
１９側からＬＡＮ伝送路２２側へのフレーム受信の際に
は、システムバス３上のフレームを、中継処理制御部２
による制御に従いＬＡＮ伝送路２２に送出する。

【００１３】中継処理制御部２は、ＬＡＮ伝送路２２側
から回線１９側へのフレーム送信の際には、ＬＡＮ用イ
ンタフェース部１がＬＡＮ伝送路２２より受信したフレ
ームの行先アドレス情報を参照し、中継すべきフレーム
であればシステムバス３を介して送信バッファ部４に格
納する。また、この中継処理制御部２は、回線１９側か
らＬＡＮ伝送路２２側へのフレーム受信の際には、受信
バッファ部５に格納されたフレームを、ＬＡＮ用インタ
フェース部１を介してＬＡＮ伝送路２２へ送信する機能
を持つ。この際、中継処理制御部２は、このフレーム送
信動作とフレーム受信動作とがシステムバス３で衝突を
起こさないように両者の調停を行う。

【００１４】送受信バッファ数制御部６は、送信バッフ
ァ部４，分割フレーム記憶部７，受信バッファ部５なら
びに組立フレーム記憶部８における格納可能なバッファ
数の上限値をそれぞれ設定して、これらの上限値を越え
ることがないように監視して制御する。なお、このバッ
ファ数の上限値は、システム立上げ時に送受信バッファ
数制御部６に設定しておく。また、この送受信バッファ
数制御部６は、これらのバッファにおける送受信バッフ
ァ数を分割組立制御部９に通知する。

【００１５】分割フレーム記憶部７は、送信バッファ部
４に格納されている可変長のフレームを固定長のフレー
ム（分割フレーム）に分割して、分割フレーム記憶部７
の空きエントリに保持する。その後、送信バッファ部４
の中のフレームが格納されていたエントリを解放する。

【００１６】組立フレーム記憶部８は、回線１９側から
の分割フレームを保持する。そして、その分割フレーム
を元の可変長フレームに組み立てた後、この組み立てた
フレームを受信バッファ部５へ転送し、組立フレーム記
憶部８の中の格納されていたエントリを解放する。

【００１７】分割組立制御部９は、送受信バッファ数制
御部６より通知された送受信バッファ数に従い、分割フ
レーム記憶部７に格納されている分割フレームを回線用
インタフェース部１０を介して回線１９へ送信する。そ
して、その分割フレームの送信を完了した後、分割フレ
ーム記憶部７の中の格納されていたエントリを解放す
る。また、この分割組立制御部９は、回線１９から回線
用インタフェース部１０を介して受信された分割フレー
ムを、組立フレーム記憶部８に格納する。ここで回線１
９は双方向の転送を同時に行うことができる（全二重）
と仮定すると、分割組立制御部９によるフレームの送信
と受信は同時に動作することが可能である。

【００１８】図２は、送信バッファ部４、受信バッファ
部５、分割フレーム記憶部７および組立フレーム記憶部
８のフレーム格納構成図である。

【００１９】図２−ａ）を参照すると、送信バッファ部
４ならびに受信バッファ部５は、各々内部にフレームを
格納するバッファと、このバッファの各エントリ毎にフ
レームが格納されているかを識別するためのフレーム識
別子１１を持つ。また、図２−ｂ）を参照すると、分割
フレーム記憶部７は、内部に分割フレームを格納するバ
ッファと、このバッファの各エントリ毎にフレーム格納
識別子１２および送信終了分割フレーム番号識別子１３
を持つ。図２−ｃ）を参照すると、組立フレーム記憶部
８は、内部に分割フレームを格納するバッファと、この
バッファの各エントリ毎にフレーム格納識別子１４およ
び受信終了分割フレーム番号識別子１５を持つ。なお、
フレーム識別子１１、１２、１４の値が１の時対応する
バッファのエントリにフレームが格納されていることを
示し、値が０の時対応するバッファのエントリが空いて
いることを示す。また、送信終了分割フレーム番号識別
子１３および受信終了分割フレーム番号識別子１５の値
は、それぞれ対応するバッファのエントリにおいて最後
に回線１９側へ送信および受信を終了した分割フレーム
のフレーム番号を保持する。図２−ａ）では、第１エン
トリの送信終了分割フレーム番号識別子１３の値が２と
なっており、第１エントリの第２フレームまでは送信が
終了していること、および、次に第３フレームを送信す
る予定であることを示している。また、同様に第２エン
トリの送信終了分割フレーム番号識別子１３の値が１と
なっており、第２エントリの第１フレームの送信が終了
していること、および、次に第２フレームを送信する予
定であることを示している。さらに、第３エントリのフ
レーム格納識別子１２が０であることから、第３エント
リが空きエントリであることを示している。

【００２０】次に、送信バッファ部４，受信バッファ部
５，分割フレーム記憶部７および組立フレーム記憶部８
内の動作について、図１ならびに図２を用いて説明す
る。

【００２１】中継処理制御部２は、ＬＡＮ用インタフェ
ース部１を介して受け取ったフレームを送信バッファ部
４に格納する際、送信バッファ部４内の各エントリのフ
レーム格納識別子１１をエントリ番号の小さい順に検索
して、この値が０のエントリを見つけると、そのエント
リに対応するバッファにフレームを格納する。そしてこ
のとき、送信バッファ部４において、対応するエントリ
のフレーム識別子１１に値１を書き込む。また、中継処
理制御部２は、受信バッファ部５のフレームをＬＡＮ伝
送路２２に転送する際、受信バッファ部５内のフレーム
格納識別子１１の値をエントリ番号の小さい順に検索し
て、この値が１となっているエントリを見つけると、そ
のエントリに対応するバッファに格納されているフレー
ムをＬＡＮ用インタフェース部１を介してＬＡＮ伝送路
２２へ転送する。そして、この転送を完了した後、受信
バッファ部５において、対応するエントリのフレーム識
別子１１に値０を書き込む。

【００２２】次に、送信バッファ部４では、フレーム格
納識別子１１の値をエントリ番号の小さい順に検索し
て、この値が１となっているエントリが見つかると、そ
のエントリに対応するバッファに格納されているフレー
ムを分割フレーム記憶部７内の同じエントリ番号のバッ
ファへ転送し、このエントリのフレーム格納識別子１２
の値を１とする。このとき、送信バッファ部４内に格納
されていたエントリのフレーム格納識別子１１の値を０
とする。また、分割フレーム記憶部７では、システム立
上げ時に予め設定しておいた一定のフレーム長に基づ
き、転送されたフレームを分割して保持する。このと
き、分割フレームの最終フレームについては、後述する
ように最終である旨の識別フラグをたてる。

【００２３】分割組立制御部９は、分割フレーム記憶部
７の各エントリのフレーム格納識別子１２の値を検索し
て、この値が１となっているエントリを見つけると、対
応する送信終了分割フレーム番号識別子１３に値１を加
算する。そして、その加算結果値の示すフレーム番号の
分割フレームを、回線用インタフェース部１０を介して
回線１９へ送信する。ここで、分割フレーム記憶部７の
フレーム格納識別子１２を検索する順番は、例えばエン
トリが３つの場合は第１エントリ、第２エントリ、第３
エントリ、第１エントリというように、１つの分割フレ
ームを送信する毎に巡回するように順序付けする。ま
た、最終分割フレームの送信完了後には、対応するエン
トリのフレーム格納識別子１２および送信終了分割フレ
ーム番号識別子１３へ値０を書き込む。

【００２４】また、分割組立制御部９は、回線用インタ
フェース部１０から受け取った分割フレームから、後述
するように格納すべきエントリ番号を抽出して、このエ
ントリの受信終了分割フレーム番号識別子１５の値に値
１を加算する。そして、その加算結果値をフレーム番号
として、対応するエントリのバッファにその分割フレー
ムを格納する。ここで、格納しようとするフレームが最
終フレームであった場合には、格納動作完了後、フレー
ム格納識別子１４に値１を書き込む。

【００２５】組立フレーム記憶部８では、内部のフレー
ム格納識別子１４をエントリ番号の小さい順に検索し
て、この値が１となっているエントリを見つけると、そ
のエントリに対応するバッファのフレームを受信バッフ
ァ部５の同じエントリ番号のバッファに転送し、その受
信バッファ部５内の同じエントリのフレーム格納識別子
１１に値１を書き込む。また、受信バッファ部５への格
納終了後、組立フレーム記憶部８内の対応するフレーム
格納識別子１４ならびに受信終了分割フレーム番号識別
子１５に値０をそれぞれ書き込む。

【００２６】次に、分割組立制御部９が、回線用インタ
フェース部１０を介して分割フレームを送受信するとき
の動作について説明する。

【００２７】図３は回線１９上を流れる分割フレームの
フォーマット構成を示している。図３を参照すると、回
線１９上を流れる分割フレームは、エントリ番号１６、
最終フレーム識別子１７、分割フレームデータ１８から
構成される。後述するように、エントリ番号１６と最終
フレーム識別子１７は分割組立制御部９が付与する。ま
た、分割フレームデータ１８には、ＬＡＮ伝送路２２か
ら受け取ったフレームを分割したものが格納される。

【００２８】分割組立制御部９は、回線１９側へ分割フ
レームを送信する際、送信しようとする分割フレームの
分割フレーム記憶部７内のエントリ番号を分割フレーム
のエントリ番号１６として設定する。また、そのエント
リ番号の示す送信終了分割フレーム番号識別子１３の値
に１を足した値をフレーム番号として、そのフレーム番
号の示す位置に保持されるデータを分割フレームの分割
フレームデータ１８として設定する。さらに、分割フレ
ームの最終フレーム識別子１７には、そのフレームが最
終フレームであれば値１を、そうでない場合には値０を
設定する。これらの値が設定された分割フレームは、回
線用インタフェース部１０を介して、回線１９へ送信さ
れる。

【００２９】分割組立制御部９は、回線１９側から分割
フレームを受け取ると、受信した分割フレームのエント
リ番号１６をエントリ番号として、組立フレーム格納部
８に分割フレームデータ１８を格納する。この際、組立
フレーム格納部８内の対応するエントリの受信終了分割
フレーム番号識別子１５に１を加算した値をフレーム番
号として使用する。また、受け取った分割フレームの最
終フレーム識別子１７が値１の場合、組立フレーム記憶
部８内の対応するエントリのフレーム格納識別子１４を
値１に設定する。

【００３０】次に、本発明のＬＡＮ中継装置を使用して
構成した通信システムの一実施例について、図４を用い
て説明する。

【００３１】図４を参照すると、ＬＡＮ中継装置２０お
よび端末２５，２６をバス状にＬＡＮ伝送路２３を介し
て接続して１つのＬＡＮを構築し、さらにＬＡＮ中継装
置２１および端末２７，２８をバス状にＬＡＮ伝送路２
４を介して接続してもう１つのＬＡＮ伝送路を構築す
る。この比較的遠距離に配置された２つのＬＡＮを、回
線１９によりＬＡＮ中継装置２０とＬＡＮ中継装置２１
とを接続することにより、相互に通信可能とする。

【００３２】次に別々のＬＡＮ伝送路２３，２４に接続
された端末間の通信について説明する。

【００３３】ここで、端末２５と端末２７で通信を行
い、それと同時に端末２６と端末２８で通信を行ってい
るとする。また、端末２５と端末２７間の通信は、比較
的頻繁にデータ長の長いフレームを送受信していると仮
定し、端末２６と端末２８間の通信は、間隔を空けてデ
ータ長の短いフレームを送受信していると仮定する。こ
こで、フレームを受信した端末は相手端末にそれを受信
したことを示す短い応答フレームを送信し、応答フレー
ムを受信した端末は次のフレームを送信する。

【００３４】このとき、ＬＡＮ中継装置２０が端末２５
から送信されたデータ長の長いフレームを回線１９に送
信中であっても、端末２６から送信されたデータ長の短
いフレームもしくは短い応答フレームは、回線中で分割
されて転送されるため、待たされることなくデータ長に
比例した時間後にＬＡＮ中継装置２１で受信される。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、各
端末が送受信するデータ長が分かれば一意に相手端末ま
で到達する時間が決まり、それぞれの端末においてフレ
ームを送信してから応答フレームを受信するまでの時間
間隔を見積もることができる。これにより、端末同士の
通信の際、フレームがＬＡＮ間中継装置に滞留して送信
タイムアウトになることを防ぐことができ、また、タイ
ムアウト後に応答フレームがＬＡＮ上に送信されること
を防ぐことができる。そして、送信バッファ部内のフレ
ームを時分割して回線へ送信することにより、送信バッ
ファ部内の送信待ちフレームの滞留時間を平均化するこ
とでシステム全体としての滞留時間を短くすることがで
きる。また、長いフレームの後に短いフレームをＬＡＮ
側から受け取って回線側へ送信する際、長いフレームの
送信完了を待つことなしに短いフレームの送信を先に完
了させることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のＬＡＮ中継装置の内部構成図である。

【図２】本発明のＬＡＮ中継装置の送信バッファ部、受
信バッファ部、分割フレーム記憶部および組立フレーム
記憶部のフレーム格納構成図である。

【図３】本発明のＬＡＮ中継装置の回線上の分割フレー
ムフォーマットである。

【図４】本発明のＬＡＮ中継装置で構成した通信システ
ムの構成図である。

【図５】従来のＬＡＮ中継装置の内部構成図である。

【符号の説明】

１ ＬＡＮ用インタフェース部 ２ 中継処理制御部 ３ システムバス ４，３４ 送信バッファ部 ５，３５ 受信バッファ部 ６ 送受信バッファ数制御部 ７ 分割フレーム記憶部 ８ 組立フレーム記憶部 ９ 分割組立制御部 １０ 回線用インタフェース部 １１，１２，１４ フレーム格納識別子 １３ 送信終了分割フレーム番号識別子 １５ 受信終了分割フレーム番号識別子 １６ バッファ番号 １７ 最終フレーム識別子 １８ 分割フレームデータ １９ 回線 ２０，２１ ＬＡＮ中継装置 ２２，２３，２４ ＬＡＮ伝送路 ２５，２６，２７，２８ 端末

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 可変長フレームが伝送されるローカルエ
   リアネットワーク伝送路と回線の間に設置され、前記回
   線を介したローカルエリアネットワーク間のデータ転送
   を中継するローカルエリアネットワーク間中継装置にお
   いて、 前記ローカルエリアネットワークから受信した可変長フ
   レームを複数の固定長フレームに分解する分解手段と、 前記分解手段により分解された固定長フレームを前記可
   変長フレームごとに格納する複数の送信エントリと、 これら複数の送信エントリの各々に対応して設けられ、
   対応する送信エントリ内に送出すべき固定長フレームが
   存在することを示すフレーム格納識別部と、 前記複数の送信エントリの各々に対応して設けられ、対
   応する送信エントリ内の固定長フレームのうち送出すべ
   きものの番号を格納するフレーム番号格納手段と、 前記フレーム格納識別部が固定長フレームの存在を示し
   ている送信エントリのうちから１つを選択するととも
   に、選択される送信エントリが巡回するようにこの選択
   を繰り返す選択手段と、 前記選択手段により選択された送信エントリに対応する
   前記フレーム番号格納手段の内容を更新し、前記選択手
   段により選択された送信エントリ内の固定長フレームの
   うち前記フレーム番号格納手段が指示するものに最終フ
   レームであることを示す最終フレーム識別子とエントリ
   番号とを付加し、最終フレーム識別子とエントリ番号と
   が付加された固定長フレームを前記回線に送出する送出
   手段と、 前記複数の送信エントリに対応して設けられ、前記回線
   から受信した固定長フレームを当該固定長フレームに付
   加されたエントリ番号にごとに格納する複数の受信エン
   トリと、 前記最終フレーム識別子が最終フレームであることを示
   す固定長フレームが前記受信エントリに格納されたとき
   に、当該受信エントリに格納された固定長フレームから
   可変長フレームを生成して前記ローカルエリアネットワ
   ークに送出する組立手段とを含むことを特徴とするロー
   カルエリアネットワーク間中継装置。