JP5121789B2 - データ伝送システム及びコンピュータ - Google Patents

Description

本発明は、パケット交換処理のＣＣＩＴＴ勧告であるＨＤＬＣのＸ．７５プロトコルによりデータ伝送を行うデータ伝送システム及びコンピュータに関する。

従来から、パケット交換処理のＣＣＩＴＴ勧告であるＸ．７５プロトコルによるデータ伝送システムはよく知られ、実際に多くのシステムが稼動している。このＸ．７５システムでは、パケット交換機１１とパケット交換機１２との間で、Ｘ．７５プロトコルの主要なネットワークによりデータ伝送を形成し、それらのパケット交換機と専用端末装置との間でＸ．２５プロトコルでサブネットワークによりデータ伝送を行うようになっている。

これらのＨＤＬＣ手順を採用した通信システムにおいてパケット流入を規制する方式が知られている（特許文献１参照）。

そして、例えばパケット交換機Ａに接続されている専用端末装置ａが遠方のパケット交換機Ｂに接続されている専用端末装置ｂとデータ伝送を行う場合には、図５に示すように、専用端末装置ａは直接接続されているパケット交換機Ａに加入登録処理を行い（Ｓ５０１）、次に中継回線登録処理を行う（Ｓ５０２）。

そして同様に加入登録処理と中継回線登録処理を行った、パケット交換機Ｂに接続されている専用端末装置ｂと、実際にデータ伝送を行う（Ｓ５０３）。伝送するデータがなくなったら、専用端末装置ａは、中継回線離脱処理を行い（Ｓ５０４）、加入離脱処理を行って、データ伝送を終了する。

このように、通常は、専用端末装置はデータ伝送の前後で、直接接続されているパケット交換機との加入登録処理及び加入離脱処理を行うことが必要であった。しかし、このような処理はデータ伝送に直接必要なものではなく、このような処理により時間がかかってしまい、効率的なデータ伝送を行うことができないという問題があった。

ところで、近年、インターネットの急速な発展により、データ伝送もＴＣＰ／ＩＰプロトコルを用いるコンピュータによってなされてきている。

特開平８−１５４１０３号公報

本発明は、上述のような上記Ｘ．７５プロトコルによるデータ伝送システムおいて、効率的なデータ伝送を行うことの可能なデータ伝送システム及びコンピュータを提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明の請求項１は、Ｘ．７５プロトコルによりデータ伝送を行う複数のパケット交換機と、これらのパケット交換機に接続される、ＴＣＰ／ＩＰプロトコルによりデータ伝送が可能なコンピュータから成るデータ伝送システムであって、前記コンピュータは、パケットを伝送するパケット交換機に対して、Ｘ．７５プロトコルによりデータを伝送するためのネットワーク・ユーテリティ・フィールドを付加及び除去するＮＵＦ付加除去手段と、前記パケット交換機に対して送信するパケットを生成するパケット生成手段と、前記パケット交換機から送信されてきたパケットを解析するパケット解析手段と、を有することを特徴とするデータ伝送システムを提供する。

本発明によれば、汎用端末装置であるコンピュータをＸ．７５プロトコルに基づくパケット交換機として用い、効率的なデータ伝送を行えるデータ伝送システム及びコンピュータを得ることができる。

本発明の一実施形態のデータ伝送システムの全体を示す図である。 本発明の一実施形態のＰＣなどを示す図である。 本発明一実施形態のネットワークの下層のレベルを示す図である。 本発明一実施形態のＰＣを用いたネットワークにおいてデータ伝送の処理を示す図である。 従来のＸ．７５プロトコルで専用端末装置間でのデータ伝送処理の手順を示す図である。 図４に示す中継回線登録処理におけるパケットの流れを示す図である。 図４に示すデータ伝送処理におけるパケットの流れを示す図である。 図４に示す中継回線離脱処理におけるパケットの流れを示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。図１に本発明一実施形態によるデータ伝送システムの全体構成を示す。

データ伝送システムは、ＨＤＬＣ Ｘ．７５のプロトコルによりパケットデータ伝送を行うパケット交換機１１及びパケット交換機１２と、これらのパケット交換機各々に、変復調装置（ＭＯＤＥＭ）を介して接続される専用端末装置及び汎用端末装置（パーソナルコンピュータ（ＰＣ））から成る。

今の場合、例えばパケット交換機１１に２台の専用端末装置と汎用端末装置が接続され、パケット交換機１２にＭＯＤＥＭを介して１台の専用端末装置、１台の汎用端末装置が接続され、これらのパケット交換機と各端末装置は、サブネットワークとしてＨＤＬＣのＸ．２５プロトコルによりパケット通信を行っている。

パケット交換機１１は、変復調装置（ＭＯＤＥＭ）１３ＭＤを介して専用端末装置１３に接続され、変復調装置１４ＭＤを介して専用端末装置１４に接続され、変復調装置１５ＭＤを介して汎用端末装置であるパーソナルコンピュータ（ＰＣ）１５に、各々接続されている。

ＨＤＬＣは、データをフレーム単位で伝送する手順である。パケット交換は、端末から送られてきたメッセージを一旦、交換機に蓄積し、一定の大きさに区切りパケットとして伝送する。Ｘ．２５プロトコルは、パケットをＨＤＬＣ手順のＩフレーム情報部に載せて転送するものである。Ｘ．２５プロトコルが自己のネットワーク内の通信に使用されるプロトコルであるのに対して、Ｘ．７５プロトコルは、他のネットワークと通信を行う際に用いられるものであり、ネットワーク同士の信号授受を管理するための情報（フィールド）が加わっている。

パケット交換機は、ＴＣＰ／ＩＰプロトコルにおけるルータに相当し、ネットワークとネットワークを区切る役割、専用端末装置やＰＣで構成されるサブネットワークを取りまとめる役割を有する。したがって、他のネットワークから届いたパケットからネットワーク・ユーテリティ・フィールド（ＮＵＦ）を除去して自ネットワークの専用端末装置に送り、自ネットワーク内の専用端末装置からのパケットにＮＵＦを付加して他ネットワークに送り出す。この機能を行うためにパケット交換機は内部に対端末交換部を有する。ＰＣは、自身で交換機能即ちＮＵＦの付加・分離機能を有するので、これ等に対応するパケット交換機には対端末交換部は不要である。

したがって、パケット交換機１１はその内部に、専用端末装置１３とパケット交換を行うための対端末交換部１１ａ、専用端末装置１４とパケット交換を行うための対端末交換部１１ｂを有する。パケット交換機１２はその内部に、専用端末装置１６とパケット交換を行うための対端末交換部１２ａを有する。一方、ＰＣ１５及びＰＣ１７はその内部にパケット交換機１１，１２の交換機能を有しており、パケット交換機内に対応する対端末交換部は設けられていない。

図２に、パケット交換機１１と、変復調装置１５ＭＤ及びＰＣ１５の接続関係を示す。ＰＣ１５には、ＨＤＬＣカード２１が挿入されており、ＰＣ１５は変復調装置１５ＭＤとはこのＨＤＬＣカードを介して信号の授受を行う。変復調装置１５ＭＤはパケット交換機１１から送られてきた変調信号を復調し、ＨＤＬＣから送られてきた信号（データ）を変調する装置である。パケット交換機１１内にも変復調機能を有する部分があるが、図には示していない。

ＰＣ１５は、標準機能部２２とプロトコル処理部２３とに分けて示したが、実際にはプロトコル処理部２３は標準機能部２２によりソフトウェア的に機能しており物理的に分けられているわけではない。

標準機能部２２は、通常のコンピュータが有するように、制御部２２ａと演算部２２ｂと記憶部２２ｃと、入出力部２２ｄと表示部２２ｅを有する。一方、プロトコル処理部２３は、プロトコル制御部２３ａとＮＵＦ付加除去部２３ｂとパケット生成部２３ｃとパケット解析部２３ｄとを有する。

図３に、ＰＣ１５の通信における下から３層の階層関係を示す。ＰＣ１５では、通常の使用状態では物理層及びデータリンク層がイーサネットであり、ネットワーク層がＩＰとなる状態３１である。一方、パケット交換機１１と通信を行うときには、ＰＣ１５にＨＤＬＣカード２１を挿入することにより、物理層がＲＳ−２３２Ｃ、データリンク層がＨＤＬＣ、ネットワーク層がＸ．７５である状態３２となる。ＨＤＬＣカード２１は、物理層での信号伝送の機能を担う。

専用端末装置では、端末部としての機能と交換機としての機能が分けられているので、データ伝送及び中継回線登録処理の前に加入登録の処理が必要であり、データ伝送及び中継回線離脱処理の後に加入離脱の処理が必要である。これに対してＰＣでは、端末部と交換機の機能が一体となっているので、加入登録及び加入離脱の処理が不要となる。

即ち、例えば図１に示すパケット交換機１１と専用端末装置１４の間では、図５に示すように、パケット交換機１１に専用端末装置１４を加入登録する処理（Ｓ５０１）、中継回線登録処理（Ｓ５０２）、データ伝送処理（Ｓ５０３）、中継回線離脱処理（Ｓ５０４）、専用端末装置１４の登録をパケット交換機１１から離脱させる加入離脱処理（Ｓ５０５）がなされる。

これに対して、例えばＰＣ１５と、パケット交換機１１の間では、図４に示すように、中継回線登録処理（Ｓ４０１）、データ伝送処理（Ｓ４０２）、中継回線離脱処理（Ｓ４０３）がなされる。

例えば、図１に示すようにパケット交換機１１とパケット交換機１２のメインのネットワークを用いて、ＰＣ１５と、専用端末装置１６がデータ伝送を行うとする。パケット交換機１１と１２の間及び、パケット交換機１２と専用端末装置１６の間の伝送手順は、従来と同じなので、特にＰＣ１５とパケット交換機１１の間のデータ伝送の手順を説明する。

ＳＡＭＢパケット、ＵＡパケットには、パケットの区切りを示す情報、アドレス部の情報及び制御部の情報が含まれている。パケットの区切りを示す情報は、流れてくる情報がどこで区切れるかを示す情報であり、アドレス部は、例えば、そのコマンドが、相手に通信のための動作を行わせるための命令を意味するコマンドフレームか、その命令に対する応答であることを意味するレスポンス・フレームかを識別するために用いられる。制御部の情報は、どのコマンドであるか即ち今の場合、ＳＡＢＭかＵＡかを示す情報である。

ＣＲパケット、ＣＣパケットには、論理チャネル情報、アドレス・フィールドの情報、パケットタイプの情報及び付加情報が含まれている。論理チャネルとは、物理的に１本しかない回線上で複数の通信をやり取りする際に用いられる情報であり、その複数の通信一つ一つに割り振られるＩＤのようなものである。アドレス・フィールドは接続先の端末装置を指定するための情報である。専用端末装置１６にデータを伝送するならば、この端末装置のＩＤが指定される。パケットタイプの情報はこの場合、ＣＲパケットかＣＣパケットかを表す情報である。付加情報はこれ等以外に付加される情報である。

ＤＴパケットには、論理チャネル情報、送信順序・受信順序の情報及びユーザ・データ・フィールドが含まれる。論理チャネル情報については上述した。ユーザが送信したいデータの容量が大きい場合には、複数のＤＴパケットを連続して送信することが行われる。送信順序・受信順序の情報は、この連続して送信されたＤＴパケットの順序を表す情報である。この情報は、回線に過大な情報が一時的に流れることを防止するための通信のフロー制御にも用いられる。

ＲＲパケットには、受信確認の情報及び受信負荷の情報が含まれる。受信確認の情報は、複数のＤＴパケットが連続して送信された場合に何番目のパケットまでを正確に受信したかを、ＤＴパケットの送信側に伝えるための情報である。受信負荷の情報は、許容量を超えるＤＴパケットが送信された場合に、「現在、処理ができなくなったので少し待って欲しい」旨を相手側に伝えるための情報である。

ＤＩＳＣパケットには、ＳＡＭＢパケットと同様に、パケットの区切りを示す情報、アドレス部及び制御部が含まれている。

以下の動作手順で説明する各パケットの前に付けているＳは、ＰＣや専用端末装置からパケット交換機に送信される制御信号を示し、Ｒはパケット交換機からＰＣや専用端末装置に返送される制御信号を示す。また、これらのＲ，Ｓの後に続く数字は送られるステップの順序を示している。なお、後で専用端末装置とパケット交換機の制御信号の授受を説明するので、ＰＣとパケット交換機での制御信号のおおまかな順序は、対応する番号で示している。

例えば、次に説明される中継回線登録処理の最初に出てくるＳ３ＳＡＢＭは、３番目にＳＡＢＭパケットがＰＣからパケット交換機に送信されることを意味する。但し、この場合加入登録処理がないので、３番目は実際には、１番目である。

（１）中継回線登録処理（Ｓ４０１）
ＰＣ１５では、データを伝送するに先立ってまずステップＳ４０１において、中継回線登録の処理を行う。この処理は、ＰＣ１５とパケット交換機１２との間でなされる。

図６に示すように、データリンクの設定を要求するためのＳＡＭＢパケットをＳ３とするデータＳ３ ＳＡＭＢとして、ＰＣ１５からパケット交換機１２に送られる。ＰＣ１５から送出されるこのＳＡＭＢパケットには、そのあて先アドレスとして、専用端末装置１６を一意に特定するアドレスが入れられている。

また、ＳＡＭＢパケットには、Ｘ．７５プロトコルでパケット交換するためのＮＵＦが付加されている。ＮＵＦのデータ長は、例えば１バイトであり、網間で必要な情報（ルーティングやフロー制御に必要な情報、網を制御するために必要な情報など）が入れられている。Ｘ．７５プロトコルで通信するためのＮＵＦの付加や、除去は、図２に示すＮＵＦ付加除去部２３ｂでなされる。

正確には、ＳＡＭＢパケットがＰＣに挿入されたＨＤＬＣカード２１から送出され、変復調装置１５ＭＤにおいて所定信号で変調されパケット交換機１１を介して、パケット交換機１２に送られる。パケット交換機１２内では復調され、ＳＡＭＢパケットが受信される。変復調装置においてデータの変調及び復調がなされるが、以後この変復調処理の説明は省く。

次に、データＳ３ ＳＡＭＢを受信したパケット交換機１２は、データＲ３ ＵＡをＰＣ１５に送信する。即ち、ＵＡパケットをＰＣ１５に返すことにより、パケット交換機１２がネットワークへの加入をデータリンク層のレベルで了承したことを意味する。

次にＰＣ１５は、ＣＲパケットをデータＳ４ ＣＲとしてパケット交換機１２に送る。

このパケットにより、ＰＣ１５はパケット交換機１２に呼設定の要求を行い、ネットワーク層のレベルでパケット交換機１２とのネットワークをつなぐ意志を示す。このＣＲパケットは、図２に示すパケット生成部２３ｃで生成される。

これに対してパケット交換機１２は、データＲ４ ＣＣをＰＣ１５に返し、パケット交換機１２が、ＰＣの呼設定要求に対してネットワーク層のレベルでＰＣ１５のネットワーク加入を了承したことを示す。ＣＣパケットの内容は、図２に示すパケット解析部２３で解析され理解される。

このようにして、ＰＣ１５とパケット交換機１２は、中継回線の登録処理が完了する。

（２）データ伝送処理（Ｓ４０２）
次に、ＰＣ１５は専用端末装置１６に、例えばテキストデータを伝送する。ＰＣ１５は交換機機能を有するので、ＰＣ１５からＣＲパケットにＮＵＦを付加して、データＳ６ ＣＲとして送出する。データＳ６ ＣＲのＣＲパケットは、これからデータを送ることを示す。ＣＲパケットを受け取ったパケット交換機１２は、対端末交換部１２ａにおいてＮＵＦを取り除いて、サブネットワーク（Ｘ．２５プロトコル）で専用端末装置１６にＣＲパケットを送る。これは、専用端末装置１６にデータ送付開始の意志を伝えることになる。

専用端末装置１６は、ＣＡパケットをデータＲ５ ＣＡとしてパケット交換機１２に送り、伝送データを受け取る準備ができていることを伝える。

パケット交換機１２は、ＰＣ１５にＣＣパケットを送り（データＲ６ ＣＣ）、伝送しようとしているデータの受け取り準備ができていることを示す。

ＰＣ１５は、ＮＵＦを付加してパケット交換機１２にＤＴパケットを送り（データＳ９ ＤＴ）、このパケットによって、伝送したいテキストデータを伝送する。伝送テキストデータが長い場合には、複数のＤＴパケットが連続して送出され、送信順序の情報も送られる。

パケット交換機１２は、ＮＵＦをはずしてＤＴパケットを、データＳ１０ ＤＴとして専用端末装置１６に送る。

データを受信した専用端末装置１６は、伝送データが正しく受信されたかどうかをＲＲパケットとしてパケット交換機１２に伝送する（データＲ８ ＲＲ）。このＲＲパケットはパケット交換機１２においてＮＵＦを付加され、Ｘ．７５プロトコルでＰＣ１５に送られる（データＲ９ ＲＲ）。

ＲＲパケットにより、専用端末装置１６に伝送データが正しく送れなかったことをＰＣ１５が知ったときには、例えば再びＤＴパケットをパケット交換機１２に送り、このＤＴパケットをパケット交換機１２から専用端末装置１６に送る。

専用端末装置１６に伝送データが正しく送れたことをＰＣ１５が知ったときには、ＰＣ１５はＮＵＦを付加してＸ．７５プロトコルにより、ＣＱパケットをパケット交換機１２に送る（データＳ１２ ＣＱ）。ＣＱパケットは呼切断の要求を行うためのパケットであり、今の場合ＰＣ１５が、パケット交換機１２にデータ伝送が終了したことを伝達することになる。

ＣＱパケットを受け取ったパケット交換機１２は、ＮＵＦをはずしてＸ．２５プロトコルによりＣＱパケットを専用端末装置１６に送る（データＳ１３ ＣＱ）。このＣＱパケットにより、専用端末装置１６は、呼切断の要求があったことを検知する。

ＣＱパケットを受け取ると専用端末装置１６は呼を切断し、Ｘ．２５プロトコルによりＣＦパケットをデータＳ１１ ＣＦとして、パケット交換機１２に送る。ＣＦパケットは、呼切断要求に対する返答のパケットであり、専用端末装置１６が呼切断を正常に行ったことをパケット交換機１２に伝えたことになる。

パケット交換機１２は、ＣＦパケットにＮＵＦを付けてデータＲ１２ ＣＦとして、Ｘ．７５プロトコルにより、ＰＣ１５に送る。ＰＣ１５はＣＦパケットの受信により、専用端末装置１６で呼切断が正常になされたことを検知する。

このように、データ伝送の処理では、実際のデータ伝送処理（実伝送処理）の前に呼接続処理がなされ、データ伝送の後に呼切断の処理がなされる。

（３）中継回線離脱処理（Ｓ４０３）
中継回線離脱の手順を図８に示す。上記（２）のようにデータ伝送処理が終わると、ＰＣ１５はＤＩＳＣパケットをパケット交換機１２に送信する（データＳ１４ ＤＩＳＣ）。このＤＩＳＣパケットの生成は、パケット生成部２３ｃにおいてなされる。

ＤＩＳＣパケットは、データリンク設定の切断を行うためのパケットであり、ＰＣ１５がパケット交換機１２にデータリンク層のレベルで、互いの網を切断する意思を示す。

これに対してパケット交換機１２は、ＵＡパケットをデータＲ１４ ＵＡとしてＰＣ１５に送る。ＵＡパケットは、データリンク設定の要求に対する返答にためのパケットであり、パケット交換機１２は、ＰＣ１５に対してデータリンク層において、網を切断する意思を示すことになる。このようにしてＰＣ１５とパケット交換機１２の間で中継回線の離脱処理がなされる。

上記実施形態のＰＣ１５内で、各パケットの生成はパケット生成部２３ｃでなされ、各パケットの内容検知はパケット解析部２３ｄでなされる（図２）。ＮＵＦの付加や除去はＮＵＦ付加除去部２３ｂで行われる。

ところで、上記実施形態の説明では、１つのパケット交換機１１に接続されている汎用端末装置であるＰＣと、他のパケット交換機１２に接続されている専用端末装置との間でデータ伝送を行う場合について説明した。しかし、パケット交換機１１に接続されている専用端末装置あるいはＰＣと、パケット交換機１２に接続されているＰＣの間でデータを伝送する場合も同様の手順でデータ伝送を行うことができる。

また、パケット交換機１１の接続される専用端末装置とパケット交換機１２に接続されている専用端末装置間でデータ伝送を行うときには、図５に示すように中継回線登録処理の前に加入登録処理Ｓ５０１を行い、中継回線離脱処理の後に加入離脱処理Ｓ５０５を行う従来の手順に従って、データ伝送を行うことができる。

本発明のこの実施形態によれば、Ｘ．７５プロトコルのネットワークシステムにおいて一般のパーソナルコンピュータにより、専用端末装置とデータ伝送を行うことが可能となる。

上記実施形態では汎用端末装置としてパーソナルコンピュータを用いた場合について説明したが、本発明はこれに限られず、ＴＣＰ／ＩＰプロトコルなどによりデータ伝送を行う一般のコンピュータに適用することが可能である。

１１、１２・・・パケット交換機、
１１ａ，１１ｂ，１２ａ・・・対端末交換部、
１３，１４，１６・・・専用端末装置、
１５、１６・・・ＰＣ（パーソナルコンピュータ）
１３ＭＤ，１４ＭＤ，１５ＭＤ，１６ＭＤ，１７ＭＤ・・・変復調装置、
２１・・・ＨＤＬＣカード、
２２・・・標準機能部、
２２ａ・・・制御部、
２２ｂ・・・演算部、
２２ｃ・・・記憶部、
２２ｄ・・・入出力部、
２２ｅ・・・表示部、
２３・・・プロトコル処理部、
２３ａ・・・プロトコル制御部、
２３ｂ・・・ＮＵＦ付加除去部、
２３ｃ・・・パケット生成部、
２３ｄ・・・パケット解析部。

Claims (2)

1. Ｘ．７５プロトコルによりデータ伝送を行う複数のパケット交換機と、
   これらのパケット交換機に接続される、ＴＣＰ／ＩＰプロトコルによりデータ伝送が可能なコンピュータから成るデータ伝送システムであって、
   前記コンピュータは、
   パケットを伝送するパケット交換機に対して、Ｘ．７５プロトコルによりデータを伝送するためのネットワーク・ユーテリティ・フィールドを付加及び除去するＮＵＦ付加除去手段と、
   前記パケット交換機に対して送信するパケットを生成するパケット生成手段と、
   前記パケット交換機から送信されてきたパケットを解析するパケット解析手段と、
   を有することを特徴とするデータ伝送システム。
2. Ｘ．７５プロトコルによりデータ伝送を行うパケット交換機に接続される、ＴＣＰ／ＩＰプロトコルによりデータ伝送が可能なコンピュータであって、
   パケットを伝送するパケット交換機に対して、Ｘ．７５プロトコルによりデータを伝送するためのネットワーク・ユーテリティ・フィールドを付加及び除去するＮＵＦ付加除去手段と、
   前記パケット交換機に対して送信するパケットを生成するパケット生成手段と、
   前記パケット交換機から送信されてきたパケットを解析するパケット解析手段と、
   を有することを特徴とするコンピュータ。

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