JPH02162937A - Priority control system in medium access of lan - Google Patents
Priority control system in medium access of lanInfo
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Landscapes
- Small-Scale Networks (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、１つの伝送媒体を用いて複数のノードが互い
に通信を行うことを可能にするローカルエリアネットワ
ーク（Ｌ Ａ Ｎ）における媒体アクセ久方法に関する
ものであり、さらに詳しくは、大きな伝達遅延を許容で
きない情報（音声や動画など）と比較的大きな伝達遅延
を許容できる情報（データなど）とを混在させて通信す
る場合に、前者を後者に優先させて媒体アクセスを行う
方法に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to medium access in local area networks (LANs) that allow multiple nodes to communicate with each other using one transmission medium. It concerns a method, and more specifically, when communicating a mixture of information that cannot tolerate a large transmission delay (such as audio and video) and information that can tolerate a relatively large transmission delay (such as data), the former is used to communicate the latter. The present invention relates to a method for accessing a medium by giving priority to
従来、ローカルエリアネットワーク（Ｌ Ａ Ｎ）は、
コンピュータ相互間およびコンピュータと端末間のデー
タ通信に使用されることが多かった。従って、通信すべ
き情報としてはデータのみを考えれば良く、通信に伴う
伝達遅延に対してはさほど厳しい条件は課せられなかっ
た。とは言え、データの通信であっても伝達遅延は小さ
いほどサービス性は増すから、遅延の低減に関しては多
くの研究と提案がなされてきた。Traditionally, local area networks (LANs)
It was often used for data communication between computers and between computers and terminals. Therefore, only data needs to be considered as the information to be communicated, and very strict conditions are not imposed on transmission delays associated with communication. However, even in data communication, the smaller the transmission delay, the better the service quality, so many studies and proposals have been made regarding delay reduction.
しかし、近年、ＬＡＮのマルチメディア化ヒが要求され
るようになってきた。マルチメディア化とは、従来から
扱ってきたコンピュータ間のデータのみならず、音声や
動画もひとつのＬＡＮで伝達し、あらゆるメディアの通
信に対応しようとすることである。ＬＡＮのマルチメデ
ィア化に伴って新たに生ずる問題は、音声や動画のよう
に即時性を要求する情報をいかに小さい遅延時間で運ぶ
かという問題である。音声や画像のような即時性を要求
する情報は、遅れて通信相手に到着しても意味をなさな
いから、厳しい遅延特性が要求される。However, in recent years, there has been a demand for multimedia LANs. Multimedia means not only the data that has traditionally been handled between computers, but also audio and video transmission over a single LAN, making it compatible with all types of media communications. A new problem that arises as LANs become multimedia is how to transport information that requires immediacy, such as audio and video, with minimal delay time. Information that requires immediacy, such as audio and images, is meaningless if it arrives at the communication partner late, so strict delay characteristics are required.
一方、データに関しては、伝達遅延が小さい方が好まし
いが、即時性という点では音声２画像より要求は小さい
。以上のことを考えると、即時性を要求する情報と、即
時性を要求しない情報では、ＬＡＮの中での取り扱いに
差が生じてしかるべきである。即ち、前者を後者に優先
させて取り扱う必然性がある。これを優先制御と言って
、マルチメディア化されたＬＡＮでは必要不可欠な機能
となりつつある。On the other hand, with regard to data, it is preferable that the transmission delay be small, but in terms of immediacy, the requirements are smaller than for audio and images. Considering the above, there should be a difference in the handling within the LAN between information that requires immediacy and information that does not require immediacy. In other words, there is a necessity to treat the former with priority over the latter. This is called priority control, and it is becoming an essential function in multimedia LANs.
優先制御の代表的な例として Ｏｒｗｅｌｌ ｒｉｎｇ
（オーウェルリング）における例を説明する。この例に
ついては１文献： Ｒ，Ｍ、ファルコナー、 Ｊ、Ｌ、
アダムス共著「オーウェルニア・プロトコル・フォー・
アン・インテグレーテッド・サービセーズ・ローカル・
ネットワーク」、ブリティッシュ・テレコム・テクノロ
ジー・ジャーナル、１９８５年１０月発行（Ｒ，Ｍ、
Ｆａｌｃｏｎｅｒ ａｎｄ Ｊ、Ｌ、Ａｄａ＋ｍｓ、”
Ｏｒｗｅｌｌ ：ａ ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｆｏｒ ａｎ
ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ５ｅｒｖｉｃｅｓ ｌｏｃａ
ｌｒｌｅｔｗｏｒｋ”、Ｂｒ、 Ｔｅｌｅｃｏｍ Ｔｅ
ｃｈｎｏｌ、 Ｊ、、ｖｏｌ、３． ｎｏ、４゜Ｏｃｔ
、１９８５）が挙げられる。Orwell ring is a typical example of priority control.
(Orwelling). One reference for this example: R.M. Falconer, J.L.
Adams, co-author, “Overnian Protocol for
An Integrated Services Local
'Network', British Telecom Technology Journal, October 1985 (R,M,
Falconer and J.L.Ada+ms,”
Orwell: a protocol for an
integrated 5 services locala
lrletwork”, Br, Telecom Te
chnol, J., vol. 3. no, 4゜Oct
, 1985).
第９図は、Ｏｒ％Ｉｅｌｌ ｒｉｎｇ（オーウェルリン
グ）のハードウェア構成を示す図であって、１は伝達ノ
ード、２は伝送媒体である。１および２は図のように接
続されていて、リングを構成する。リング上には、整数
個の時間的スロット（以下、タイムスロットという）が
存在し、矢印の方向に巡回している。FIG. 9 is a diagram showing the hardware configuration of the Or%Iell ring, where 1 is a transmission node and 2 is a transmission medium. 1 and 2 are connected as shown to form a ring. There are an integer number of time slots (hereinafter referred to as time slots) on the ring, which circulate in the direction of the arrow.
動作は次のとおりである。送信すべき情報を有するノー
ドは、上流から空きタイムスロットが送られてくるのを
待っている。空きタイムスロットを捕捉すると、タイム
スロットの中に、宛先アドレス、送信元アドレスおよび
送信すべき情報を挿入して、次のノードに伝達する。す
べてのノードは、上流から送られてきたタイムスロット
を監視している。もし、送られてきたタイムスロットの
宛先アドレスが自らのアドレスと一致し七いれば、その
タイムスロット情報は自ノード宛のものと理解して、情
報を取り込む。そして、当該タイムスロットは空き状態
にして、次のノードに伝達する。The operation is as follows. Nodes that have information to send are waiting for free time slots to be sent to them from upstream. When a vacant time slot is acquired, the destination address, source address, and information to be transmitted are inserted into the time slot and transmitted to the next node. All nodes monitor the time slots sent from upstream. If the destination address of the sent time slot matches its own address, it understands that the time slot information is addressed to its own node and takes in the information. Then, the time slot is left vacant and transmitted to the next node.
このようにして、タイムスロットを用いた通信が成立す
る。オーウェルリングにおける媒体アクセス方式は、基
本的にはＣａｍｂｒｉｄｇｅ ｒｉｎｇ（ケンブリッジ
リング）に代表されるスロットリング方式である。ただ
、ケンブリッジリングでは、タイムスロットに情報をの
せて送出したノードが、リングを一巡して帰ってきた当
該タイムスロットを空きに戻すのに対し、オーウェルリ
ングでは、タイムスロットの情報を受は取ったノードが
、当該タイムスロットを空き状態に戻す点が異なってい
る。In this way, communication using time slots is established. The medium access method in the Orwellian ring is basically a throttling method represented by the Cambridge ring. However, in the Cambridge Ring, the node that sends out information in a time slot goes around the ring and returns the time slot to empty, whereas in the Orwell Ring, the node that sends out the information in a time slot goes around the ring and returns the time slot to empty. The difference is that the node returns the time slot to an empty state.
次に、オーウェルリングにおける媒体アクセス優先制御
を説明する。各ノードにはローカルブロック上限値が割
り当てられている。ローカルブロック上限値は２種あっ
て、高優先ローカルブロッり上限値と低優先ローカルブ
ロック上限値がある。Next, medium access priority control in the Orwellian ring will be explained. Each node is assigned a local block limit. There are two types of local block upper limit values: a high priority local block upper limit value and a low priority local block upper limit value.
高優先ローカルブロック上限値ＤＨ１（ｉはノード番号
を示す）と低優先ローカルブロック上限値ＤＬ、とは、
ＤＨｉ＞ＤＬｌの関係がある。また、各ノードは高優先
と低優先のローカルブロックカウンタを有している。The high priority local block upper limit value DH1 (i indicates the node number) and the low priority local block upper limit value DL are as follows:
There is a relationship of DHi>DLl. Each node also has high priority and low priority local block counters.
高優先（または低優先）の情報を有するノードは、空き
スロットを利用して情報を伝達することができるが、１
ブロツクを送るたびに高優先（または低優先）のローカ
ルブロックカウンタを増加していく。そして、高優先の
カウンタ値がＤＦＩ、に、低優先のカウンタ値がＤＬ□
に達すると、そのノードはポーズ状態になり送信を停止
する。全ノードがポーズ状態になると、全ノードにリセ
ットがかかって、カウンタはＯになり送信を再開するこ
とができる。全ノードがポーズ状態にならなくても、全
ノードがポーズ状態またはアイドル状態（ローカルブロ
ックカウンタは上限値に満たないが、送信すべき情報が
ない状態）のいずれかになれば同様にリセットがかかる
。A node with high priority (or low priority) information can use an empty slot to transmit information, but 1
Each time a block is sent, the high priority (or low priority) local block counter is incremented. Then, the high priority counter value is DFI, and the low priority counter value is DL□
Once that is reached, the node enters a pause state and stops transmitting. When all nodes enter the pause state, all nodes are reset, the counter becomes O, and transmission can be resumed. Even if all nodes do not become paused, a reset will occur if all nodes become either paused or idle (the local block counter is below the upper limit, but there is no information to send). .
全ノードがポーズ状態またはアイドル状態になったか否
かは、試行スロットで調べることができる。試行スロッ
トでは、試行ビット＝１．空塞表示＝空、宛先アドレス
＝自アドレスである。アイドルまたはポーズ状態にある
ノードは、空きスロットが来るたびに試行ビットを１に
する。試行スロットは、空きであるために、他のノード
は、送信すべき情報があれば使用することができる。も
し、試行スロットが、空きの状態で戻ってきたとすると
、試行スロットを送出したノードは他のすべてのノード
がアイドルかまたはポーズ状態であると判断する。そし
て、リセットビーットを送出して、すべてのノードにリ
セットを通知する。Whether all nodes have become paused or idle can be checked in a trial slot. In trial slot, trial bit=1. Vacant indication = empty, destination address = own address. A node in an idle or paused state sets its try bit to 1 whenever it has a free slot. Since the trial slot is free, other nodes can use it if they have information to send. If the trial slot returns empty, the node that sent the trial slot determines that all other nodes are idle or paused. Then, it sends a reset bit to notify all nodes of the reset.
トラヒックが比較的緩やかな場合は、アイドル状態のノ
ードが多いため、＠繁にリセットがかかる。従って、送
信すべき情報は優先度の高低にかかわらず、スムーズに
送出することができる。しかし、トラヒックが混んでく
ると、リセット間隔が長くなる。最も混んだ状態では、
Σ（ＤＨ工＋１＋ｌ
ＤＬ、）のブロックが通信し終えないとリセットがかか
らない（Ｎはノード数）、このとき、低優先のある。Ｄ
Ｈよ＞ＤＬＬであるので、優先の情報の割合は、極めて
小さいと言える。すなわち、高優先の情報は低優先の情
報に対して優先的に取り扱われる。以上がオーウェルリ
ングにおける優先制御の概略である。When traffic is relatively slow, there are many idle nodes, so resets occur frequently. Therefore, information to be transmitted can be transmitted smoothly regardless of its priority level. However, when traffic becomes busy, the reset interval becomes longer. In the most crowded conditions,
A reset is not applied until the block Σ(DH engineering+1+l DL,) completes communication (N is the number of nodes). In this case, there is a low priority. D
Since H>DLL, the proportion of priority information can be said to be extremely small. That is, high-priority information is handled preferentially over low-priority information. The above is an outline of priority control in Orwell's ring.
上記従来のオーウェルリングにおける優先制御の問題点
は次のとおりである。The problems with the priority control in the conventional Orwellian ring described above are as follows.
■ふたつの優先順位しか設けられない。■Only two priorities can be set.
■ノードの動作が複雑である。■Node operation is complicated.
第１の問題点は、ＤＨ，＞ＤＬＬと設定するが故の問題
点である。いま仮に、３つの優先順位に対応すべく、新
たに中間の優先度を設けて、そのローカルブロック上限
値ＤＭｉとして、Ｄ Ｈｉ＞ Ｄ Ｍｉ ＞ Ｄ Ｌ
ｉのように設定したとする。このようにすれば、ＤＨｉ
はＤＭｉに対して優先し、ＤＭｉはＤＬ、に対して優先
するので、３つの優先順位が達成できる。しかし、それ
ぞれのブロックの大きさが問題である。１ブロツクを１
タイムスロツトで構成したとすると、仮に、ＤＬ、を１
ブロツク。The first problem is that DH,>DLL is set. Now, suppose that a new intermediate priority is created to correspond to the three priorities, and its local block upper limit value DMi is D Hi > D Mi > D L
Suppose that it is set as i. If you do this, DHi
has priority over DMi, and DMi has priority over DL, so three priorities can be achieved. However, the size of each block is a problem. 1 block to 1
If it is configured with time slots, then DL is 1
Block.
すなわち１タイムスロツトとしてもＤＨｌは少なくとも
、１００ブロツク（すなわち１００タイムイムスロツト
となる。すなわち、１００Ｎタイムスロツトが巡回する
までリセットされないことになり、非常に長い時間がか
かる。That is, even for one time slot, DH1 is not reset until at least 100 blocks (that is, 100 time slots) have been cycled, which means that it takes a very long time.
第２の問題点について説明する。オーウェルリングのノ
ードの状態遷移図を第１０図に示した。The second problem will be explained. A state transition diagram of the nodes of the Orwell ring is shown in FIG.
この図かられかるように、状態と動作および判断が複雑
に交錯している。このような複雑さによる問題は、ひと
つにはハードウェア／ソフトウェアの重装備につながる
ことである。その結果、経済性が失われるばかりでなく
、処理に伴う遅延も大きくなる。問題のふたつめは、誤
動作時または故障時の影響である０例えば、ローカルブ
ロックヵウツタが故障すると、際限なくスロットを送出
してリセットがかからない状態が発生する。ひとつのノ
ードの故障がネットワーク全体に影響を及ぼす可能性が
あるという問題がある。As you can see from this diagram, states, actions, and judgments intersect in a complex way. One problem with such complexity is that it leads to heavy hardware/software implementation. As a result, not only is economic efficiency lost, but processing delays also increase. The second problem is the effect of malfunction or failure. For example, if the local block counter fails, a situation occurs in which slots are sent out endlessly and no reset occurs. The problem is that failure of one node can affect the entire network.
本発明の目的は、このような従来の問題を解決し、ノー
ドの動作が簡便でかつ優先制御が有効に動作可能なＬＡ
Ｎの媒体アクセスにおける優先制御方式を提供すること
にある。An object of the present invention is to solve such conventional problems and to provide an LA in which node operation is simple and priority control can be performed effectively.
The object of the present invention is to provide a priority control method for N medium access.
上記目的を達成するため、本発明のＬＡＮの媒体アクセ
スにおける優先制御方式は、複数のノードをリング状に
接続する伝送媒体から成るリング形ネットワークの上を
、固定長のタイムスロットが周回し、タイムスロットを
転送単位として上記ノード相互間で情報を伝達する通信
システムにおいて、前記タイムスロットを管理するタイ
ムスロット管理ノードを有し、該タイムスロット管理ノ
ードは、連続し°た複数のタイムスロットより成るタイ
ムスロット群を構成し、各々のタイムスロット群に優先
順位番号を付与し、各タイムスロット群に含まれるタイ
ムスロットの利用率を計測し、該計測結果を基に、タイ
ムスロット群に含まれるタイムスロット数を調整し、送
信すべき情報を有するノードは、前置ノードから送られ
てきたタイムスロットが空き状態であり、かつそのタイ
ムスロットが屈するタイムスロット群に付与された優先
順位番号が、送信すべき情報の優先順位番号と一致する
ときに、そのタイムスロットに宛先アドレス、送信元ア
ドレスおよび送信すべき情報を挿入して送信し、前記複
数のノードは、すべてのタイムスロットを監視して自ノ
ード宛の情報を取り込んで受信することに特徴がある。In order to achieve the above object, the priority control method for medium access in a LAN of the present invention is such that a fixed length time slot circulates on a ring network consisting of a transmission medium connecting a plurality of nodes in a ring shape. The communication system that transmits information between the nodes using slots as transfer units has a time slot management node that manages the time slots, and the time slot management node is configured to manage time slots consisting of a plurality of consecutive time slots. Configure slot groups, assign a priority number to each time slot group, measure the utilization rate of the time slots included in each time slot group, and based on the measurement results, select the time slots included in the time slot group. A node that has information to send will adjust the number of timeslots and determine if the time slot sent from the prefix node is free and the priority number assigned to the time slot group to which that time slot falls When the priority number of the information to be transmitted matches the priority number of the information to be transmitted, the destination address, the source address, and the information to be transmitted are inserted into that time slot and transmitted, and the plurality of nodes monitor all the time slots and transmit the information to their own node. It is characterized by the fact that it captures and receives information addressed to it.
また、前記ＬＡＮの媒体アクセスにおける優先制御方式
において、前記タイムスロット管理ノードは、全タイム
スロットの利用率を計測し、前記利用率が定められた値
以上の場合に限り、タイムスロット群を構成して各々の
タイムスロット群に優先順位番号を付与し、前記利用率
が定められた値に満たないときは、タイムスロット群を
構成しないことに特徴がある。Further, in the priority control method for medium access of the LAN, the time slot management node measures the utilization rate of all time slots, and configures a time slot group only when the utilization rate is equal to or higher than a predetermined value. A priority number is assigned to each time slot group, and when the utilization rate is less than a predetermined value, the time slot group is not formed.
本発明においては、連続した複数のタイムスロットより
成るタイムスロット群を１つの優先順位に割り当て、別
のタイムスロット群を別の優先順位に割り当てて使用し
、１つのタイムスロット群に含まれるタイムスロット数
を可変としている。In the present invention, a time slot group consisting of a plurality of consecutive time slots is assigned to one priority level, another time slot group is assigned to a different priority level, and the time slots included in one time slot group are used. The number is variable.
すなわち、本発明では、優先順位毎にタイムスロット群
が割り当てられているので、送信すべき情報を持つノー
ドは空きスロットを受は取ると、対応する優先順位の情
報をアドレスと共にそのスロットに挿入して送信する。That is, in the present invention, time slot groups are assigned for each priority, so when a node that has information to transmit receives an empty slot, it inserts information of the corresponding priority into that slot along with an address. and send.
すべてのノードは、すべてのタイムスロットを監視して
自ノード宛の情報を取込んで受信する。タイムスロット
管理ノードは、各優先順位ごとのタイムスロット数を管
理するとともにその利用率（スルーブツトレート）を計
測する。もし、高優先のタイムスロット群の利用率が一
定の値を越え、かつ低優先のタイムスロット群がゼロで
ない場合には、タイムスロット管理ノードは高優先のタ
イムスロット数を増加させ。All nodes monitor all time slots and capture and receive information destined for themselves. The time slot management node manages the number of time slots for each priority and measures the utilization rate (throughput rate). If the utilization rate of the high priority time slot group exceeds a certain value and the low priority time slot group is not zero, the time slot management node increases the number of high priority time slots.
低優先のタイムスロット数を減少させる。これにより、
構成が簡単で、有効な優先制御動作が可能となり、故障
に強い経済的な通信システムが実現できる。Reduce the number of low priority time slots. This results in
The configuration is simple, effective priority control operation is possible, and an economical communication system that is resistant to failures can be realized.
以下、本発明の一実施例を１図面により詳細に説明する
。Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described in detail with reference to one drawing.
第２図は、本発明を適用したリング形ネットワークのハ
ードウェア構成を示す図であって、１は伝達ノード、２
は伝送媒体、３はタイムスロット管理ノードである。第
９図にて説明したのと同様に、リング上を整数回のタイ
ムスロットが巡回している。送信情報を持つノードは、
空きタイムスロットを捕捉して、情報に宛先アドレスと
送信元アドレスを付加して、タイムスロットに挿入して
送出する。一方、すべてのノードは、上流から送られて
くるタイムスロットを監視していて、自ノード宛のタイ
ムスロットであれば、そこに含まれる情報を取り込む、
また、自ノードが送出したタイムスロットであれば、そ
れを空き状態に戻して解放する。基本的にケンブリッジ
リングと同様な動作を行う。FIG. 2 is a diagram showing the hardware configuration of a ring network to which the present invention is applied, in which 1 is a transmission node, 2 is a diagram showing a hardware configuration of a ring network to which the present invention is applied;
is a transmission medium, and 3 is a time slot management node. As explained in FIG. 9, time slots circulate on the ring an integral number of times. A node with sending information is
It captures an empty time slot, adds the destination address and source address to the information, inserts it into the time slot, and sends it out. On the other hand, all nodes monitor the time slots sent from upstream, and if the time slot is addressed to their own node, they take in the information contained therein.
Furthermore, if the time slot was sent by its own node, it is returned to an empty state and released. It basically operates in the same way as a Cambridge ring.
第１図は本発明の一実施例を示す媒体アクセスにおける
優先制御方式を説明するための図であり。FIG. 1 is a diagram for explaining a priority control system in medium access showing an embodiment of the present invention.
（ａ）は第２図に示すノード１における情報送信時の状
態遷移図（媒体アクセス方法）を示し、（ｂ）は第２図
に示すタイムスロット管理ノード３における動作を示し
ている。(a) shows a state transition diagram (medium access method) at the time of information transmission in the node 1 shown in FIG. 2, and (b) shows the operation in the time slot management node 3 shown in FIG.
第１図（ａ）に示すように、アイドル状態において送信
すべき情報が発生すると、状態はアクティブに遷移する
。アクティブ状態においては、ノードは空きタイムスロ
ットが送られてくるのを待っている。タイムスロットは
すべてタイムスロット群を成し、各タイムスロット群に
は優先順位が付されているので、ノードは各タイムスロ
ットの優先順位を認識することができる。いま仮に、優
先順位ｊ（１≦ｊ≦ｎ）の空きタイムスロットが捕捉で
きて、かつ保有する情報の優先順位がｊであったとする
。この場合に限り、ノードは空きスロットを用いて情報
を送信することができる。さらに。As shown in FIG. 1(a), when information to be transmitted occurs in the idle state, the state changes to active. In the active state, a node is waiting for free time slots to be sent to it. The time slots all form time slot groups, and each time slot group is assigned a priority order, so that a node can recognize the priority of each time slot. Assume now that an empty time slot of priority j (1≦j≦n) can be acquired and that the priority of the held information is j. Only in this case can a node use an empty slot to transmit information. moreover.
送信すべき情報があるときはアクティブ状態に留まり、
そうでない場合にはアイドル状態に遷移する。このよう
に、第１０図にて説明したオーウェルリングの送信の際
の状態遷移図と比べて明らかなように、本実施例は非常
に簡素化できる。Remains active when there is information to send;
Otherwise, it transitions to an idle state. In this way, as is clear from the state transition diagram during Orwell ring transmission explained in FIG. 10, this embodiment can be greatly simplified.
タイムスロット管理ノード３は、第１図（ｂ）に示すよ
うに、タイムスロットの利用率（スループットレート）
を測定する（１０１）。測定の方法は後述する。各タイ
ムスロット群の利用率を把握した後、テーブル（タイム
スロット管理ノード３の内部記憶装置上に作成する）を
参照して（１０２）、後述の方法によってタイムスロッ
ト群の構成を変更する必要があるか否か判定する（１０
３）。その必要がなければ、再度タイ１１スロツト利用
率の測定動作に移る６その必要があれば、タイムスロッ
ト群の構成の変更、即ちひとつのタイムスロット群に含
まれるタイムスロット数の変更を表示する（１０４）。As shown in FIG. 1(b), the time slot management node 3 manages the time slot utilization rate (throughput rate).
is measured (101). The measurement method will be described later. After understanding the utilization rate of each time slot group, it is necessary to refer to the table (created on the internal storage device of the time slot management node 3) (102) and change the configuration of the time slot group using the method described below. Determine whether or not there is (10
3). If it is not necessary, move on to the measurement operation of the tie 11 slot utilization rate again6. If necessary, display the change in the configuration of the time slot group, that is, the change in the number of time slots included in one time slot group ( 104).
その後、再度タイムスロット利用率の測定動作に移る。Thereafter, the operation moves to measuring the time slot utilization rate again.
次に、優先制御メカニズムについて説明する。Next, the priority control mechanism will be explained.
第３図は、本発明の実施例における優先制御メカニズム
の概念を説明するための図である。（１）〜（９）の各
々の図は、１フレーム内における高優先順位のタイムス
ロット群の大きさと、低優先順位のタイムスロット群の
大きさと、それらの利用率を表している。なお、１フレ
ーム内には一定数のタイムスロットが含まれている。第
３図では、高優先順位のタイムスロット群は全体の約５
５％を占めており、低優先順位のタイムスロット群は全
体の約４５％を占めている。仮に、１フレームの中に１
００個のタイムスロットが含まれるとすると、高優先順
位に５５個のタイムスロットが割り当てられ、低優先順
位に４５個のタイムスロットが割り当てられている。両
優先順位の間には明確な境界が設けられている。この境
界の設は方は後述する。FIG. 3 is a diagram for explaining the concept of the priority control mechanism in the embodiment of the present invention. Each of the figures (1) to (9) represents the size of a high-priority time slot group, the size of a low-priority time slot group, and their utilization rates within one frame. Note that one frame includes a fixed number of time slots. In Figure 3, the high priority time slots are about 5 of the total.
5%, and the low priority time slot group occupies about 45% of the total. Suppose there is 1 in 1 frame.
If 00 time slots are included, 55 time slots are assigned to high priority and 45 time slots are assigned to low priority. There is a clear demarcation between both priorities. How to establish this boundary will be described later.
タイムスロットの利用率（Ｘ）の求め方について説明す
る。The method for determining the time slot utilization rate (X) will be explained.
タイムスロット管理ノード３は、高優先順位のタイムス
ロット数とその領域、低優先順位のタイムスロット数と
その領域を把握している。そして。The time slot management node 3 knows the number of high priority time slots and their areas, and the number of low priority time slots and their areas. and.
タイムスロット管理ノード３を通過するすべてのタイム
スロットを監視し、使用中の高優先順位のタイムスロッ
ト数、および、使用中の低優先順位のタイムスロット数
をカウントする。カウントされた値を、既に設定された
タイムスロット群のタイムスロット数で除して、タイム
スロットの利用率（Ｘ）を求める。なお、Ｘの値がフレ
ームによって著しく変動する場合には、Ｘの平均的値を
もって利用率とすることが有効である。All time slots passing through the time slot management node 3 are monitored, and the number of high priority time slots in use and the number of low priority time slots in use are counted. The counted value is divided by the number of time slots in the already set time slot group to obtain the time slot utilization rate (X). Note that if the value of X varies significantly from frame to frame, it is effective to use the average value of X as the utilization rate.
第３図には、高優先順位のタイムスロット群（以下、Ｈ
と略称する）と低優先順位のタイムスロット群（以下、
Ｌと略称する）の利用率が定性的に示されている。（１
）はＨとＬの利用率（Ｘ）が共に高い場合を示す。この
場合、タイムスロット管理ノード３は、ＨとＬの間の境
界を変化させることによって、Ｈのタイムスロット数を
増大させ、Ｌのタイムスロット数を減少させる。（２）
、 （３）の場合についても同様な動作を行う、 （
４）、（５）、（６）にては、Ｈのタイムスロット利用
率が中程度であるため、操作は行わない、（７）につい
ては、Ｈのりイムスロット利用率が低く、Ｌのタイムス
ロット利用率が高いため、タイムスロット数を減少させ
、Ｌのタイムスロット数を増大させる。 （８）、 （
９）についてはＨのタイムスロット利用率は低いが、Ｌ
のタイムスロット利用率は中程度以下であるため、操作
を行わない１以上を要約すると次のようになる。Ｈが不
足（利用率が高い）すると、Ｌを浸食する。Ｈが中程度
の利用率であれば、Ｌの如何にかかわらず、現状を維持
する。Ｌが不足し、かつＨに充分余裕がある場合に限り
、ＬがＨを浸食する。Figure 3 shows a group of high priority time slots (hereinafter referred to as H
) and low-priority time slots (hereinafter referred to as
(abbreviated as L) is shown qualitatively. (1
) indicates a case where both the utilization rates (X) of H and L are high. In this case, the time slot management node 3 increases the number of time slots for H and decreases the number of time slots for L by changing the boundary between H and L. (2)
, Perform the same operation in case (3), (
In 4), (5), and (6), the time slot utilization rate of H is moderate, so no operation is performed.For (7), the time slot utilization rate of H is low and the time slot utilization rate of L is low. Since the slot utilization rate is high, the number of time slots is decreased and the number of time slots of L is increased. (8), (
Regarding 9), the time slot utilization rate of H is low, but the time slot utilization rate of L is low.
Since the time slot utilization rate of 1 or more is below medium, the summary of 1 or more in which no operation is performed is as follows. When H is insufficient (utilization rate is high), L is eroded. If H has a medium utilization rate, the current status is maintained regardless of L. L erodes H only when L is insufficient and H has sufficient margin.
このようなタイムスロット数の増減によって、優先度の
高い情報の伝達が優先度の低い情報の伝達に比べてスム
ーズに行われるようになる。By increasing or decreasing the number of time slots in this way, the transmission of high priority information can be carried out more smoothly than the transmission of low priority information.
第４図は、高優先順位のタイムスロット利用率と低優先
順位のタイムスロット利用率の各々の場合に対するタイ
ムスロット数の増減の方法をまとめたものである。ここ
で、タイムスロットの利用率を「高い」、「中程度」、
「低い」と３段階に区切ったが、「高い」とは当該の優
先順位のトラヒックが多く、アクセス遅延が大きい場合
を示し、「中程度」とは当該の優先順位のトラヒックが
多くなく少なくもない場合を示し、「低い」とは、当該
の優先順位のトラヒックが少なく、タイムスロット数を
減らしてもアクセス遅延が大きく増大しない場合を示し
ている。タイムスロットの利用率の「高い」、［中程度
」、「低い」を−船釣に百分率で表すことはできない。FIG. 4 summarizes methods for increasing and decreasing the number of time slots for each case of high priority time slot utilization rate and low priority time slot utilization rate. Here, set the time slot utilization rate to "high", "medium",
It is divided into three levels, ``low'' and ``high'' indicates that there is a lot of traffic with the corresponding priority and the access delay is large, and ``medium'' indicates that there is not a lot of traffic with the corresponding priority and at least "Low" indicates a case where the traffic of the relevant priority is small and the access delay does not increase significantly even if the number of time slots is reduced. ``High,''``medium,'' and ``low'' timeslot utilization cannot be expressed as a percentage.
ケースバイケースである。しかし、もしシステムの規模
が決まればそれぞれの範囲をおおよそ決定することがで
きる。It depends on the case. However, if the scale of the system is determined, each range can be roughly determined.
以下にその例を示す。An example is shown below.
第５図は、タイムスロット利用率と伝達遅延の関係を示
した例である。以下の条件の下にシミュレーションで求
めた結果である。FIG. 5 is an example showing the relationship between time slot utilization rate and transmission delay. These are the results obtained by simulation under the following conditions.
リング上のビット数 ＝６０００
リング上のスロット数＝３０
１スロツトのビット数＝２００
１パケツトのビット数＝２０００
第５図から分かるように、タイムスロット利用率が８０
％を越えると伝達遅延は急激に増大する。Number of bits on the ring = 6000 Number of slots on the ring = 30 Number of bits in one slot = 200 Number of bits in one packet = 2000 As can be seen from Figure 5, the time slot utilization rate is 80.
%, the transmission delay increases rapidly.
従って、このネットワークにおいては、利用率８０％以
上を利用率が「高い」としてもよい、利用率が「低い」
と「中程度」は−例として５０％で区切る。これはタイ
ムスロット数の増減の幅に依存するが、増減の幅を１０
％とするならば、その変化に対して双方とも大きな影響
を受けないからである。Therefore, in this network, a usage rate of 80% or more may be considered "high" or "low".
and "moderate" are separated by 50%, for example. This depends on the range of increase/decrease in the number of time slots, but the range of increase/decrease is 10
This is because if it is set as %, neither side will be greatly affected by the change.
前記第４図は、優先順位が２つの場合を示したが、第６
図は、優先順位が３つの場合を示している。第６図（ａ
）は高優先順位のタイムスロット利用率が高い場合のタ
イムスロットの増減、第６図（ｂ）は高優先順位のタイ
ムスロット利用率が中程度の場合のタイムスロットの増
減、第６図（ｃ）は高優先順位のタイムスロット利用率
が低い場合のタイムスロットの増減を示している。この
ようなタイムスロット数の増減によって、タイムスロッ
ト群の大きさの適正化が図られ、優先度の高い情報の伝
達が優先度の低い情報の伝達に比べてスムーズに行われ
るようになる。The above figure 4 shows the case where there are two priorities, but the 6th
The figure shows a case where there are three priorities. Figure 6 (a
) is the increase/decrease in time slots when the high priority time slot utilization rate is high, Figure 6(b) is the increase/decrease in time slots when the high priority time slot utilization rate is medium, and Figure 6(c) is the increase/decrease in time slots when the high priority time slot utilization rate is medium. ) shows the increase/decrease in time slots when the utilization rate of high priority time slots is low. By increasing or decreasing the number of time slots in this way, the size of the time slot group can be optimized, and the transmission of high-priority information can be performed more smoothly than the transmission of low-priority information.
第７図は、複数の優先順位のタイムスロット群の区別方
法を示した図である。（ａ）は第１の方法。FIG. 7 is a diagram showing a method for distinguishing between time slot groups of a plurality of priorities. (a) is the first method.
（ｂ）は第２の方法、（ｃ）は第３の方法を示す。いず
れも、ふたつの優先順位の場合を例にしている。(b) shows the second method, and (c) shows the third method. In both cases, two priority orders are used as examples.
第１の方法は、フレームの先頭（ハツチングの部分）に
、高優先順位めタイムスロット群の範囲と低優先順位の
タイムスロット群の範囲を明示した構成である。各ノー
ドはハツチングの部分を参照することによって、＃１か
ら４ｍまでが高優先順位のタイムスロット群の範囲であ
り、＃（ｍ＋１）から＃ｎまでが低優先順位のタイムス
ロット群の範囲であることを認識できるので、高優先順
位の情報をもつときは前者に、低優先順位の情報を持つ
ときは後者にアクセスして通信を行う。第２の方法は、
高優先順位のタイムスロット群の開始点（ハツチングの
部分）と、低優先順位のタイムスロット群の開始点（ハ
ツチングの部分）とに、それぞれの優先順位のタイムス
ロット群の始まりであることを明示した構成である。こ
の場合も同様に。The first method is a configuration in which the range of the high-priority time slot group and the range of the low-priority time slot group are clearly indicated at the beginning of the frame (the hatched part). By referring to the hatched area, each node can determine that #1 to 4m is the range of high priority time slots, and #(m+1) to #n is the range of low priority time slots. Therefore, when it has high-priority information, it accesses the former, and when it has low-priority information, it accesses the latter for communication. The second method is
The start point (hatched part) of a high-priority time slot group and the start point (hatched part) of a low-priority time slot group are clearly marked as the beginning of the respective priority time slot groups. This is the configuration. Similarly in this case.
各ノードは、各々の優先順位の範囲を知ることができる
。第３の方法は、各々のタイムスロットの先頭（ハツチ
ングの部分）にそのタイムスロットの優先順位を明示し
た構成である。この場合も同様に、各ノードは、各々の
優先順位の範囲を知ることができる。Each node can know the range of its respective priorities. The third method is a configuration in which the priority of each time slot is clearly indicated at the beginning (hatched part) of each time slot. In this case as well, each node can know the range of its respective priorities.
第８図は、本発明の他の構成例であり、優先順位ごとの
タイムスロット群を構成するモードと構成しないモード
がトラヒックの程度によって切り替わる方式の状ａ遷移
図である。FIG. 8 is another configuration example of the present invention, and is a state transition diagram of a system in which a mode in which time slot groups are configured for each priority and a mode in which they are not configured are switched depending on the level of traffic.
システムは、タイムスロット群未構成モードからスター
トする。このモードでは、前述のような優先順位毎のタ
イムスロット群を構成しない。つまり、すべての優先順
位の情報が差別なく通信できる。この状態においてタイ
ムスロット管理ノード３は、タイムスロットの利用率（
ｘ）を定期的に測定している。そして、Ｘがある一定の
値（α：例えば５０％）を屈えない限り（ｘ＜α）、シ
ステムはタイムスロット群未構成モードに留まる。しか
し、Ｘがαを越えた場合（ｘ＞α）、システムはタイム
スロット群構成モードに遷移し、第３図で説明した動作
を行う、このとき、各優先順位毎のタイムスロット群の
大きさは、タイムスロット管理ノードが、それまで収集
したタイムスロットの利用率に基づいて設定する。The system starts in time slot group unconfigured mode. In this mode, time slot groups are not configured for each priority as described above. In other words, information of all priorities can be communicated without discrimination. In this state, the time slot management node 3 determines the time slot utilization rate (
x) is measured regularly. Then, unless X exceeds a certain value (α: 50%, for example) (x<α), the system remains in the time slot group unconfigured mode. However, if X exceeds α (x>α), the system transitions to the time slot group configuration mode and performs the operation described in FIG. is set by the time slot management node based on the time slot utilization rates collected so far.
以上説明したように、本発明によれば、任意の数の優先
順位を設けることができ、ノードの構成・動作が簡単に
できる。また、タイムスロット管理ノードが、各優先順
位毎のタイムスロット利用率を把握しているので、この
情報を各ノードに伝達して、各ノードからの送信に対す
る促進・制限を行うことができる。As described above, according to the present invention, an arbitrary number of priorities can be set, and the configuration and operation of nodes can be simplified. Furthermore, since the time slot management node knows the time slot utilization rate for each priority, this information can be transmitted to each node to promote or restrict transmission from each node.
第１図は本発明の一実施例を示す優先制御方式を説明す
るための図、第２図は本発明を適用したリング形ネット
ワークのハードウェア構成例を示す図、第３図は本発明
の優先ＩＩＪ御メカニズムの概念を示す図、第４図は高
優先順位のタイムスロット利用率と低優先順位のタイム
スロット利用率の各々の場合に対するタイムスロット数
の増減の方法を示す図、第５図はタイムスロット利用率
と伝達遅延の関係を示す図、第６図は優先順位が３っの
場合のタイムスロット利用率の各々の場合に対するタイ
ムスロット数の増減の方法を示す図、第７図は複数の優
先順位のタイムスロット群の区別方法を示す図、第８図
は本発明の他の構成例を示すシステムの状態遷移図、第
９図はオーウェルリングのハードウェア構成を示す図、
第１０図はオーウェルリングのノードにおける情報通信
の際の状１ル遷移図である。
１：ノード、２：伝送媒体、３：タイムスロット管理ノ
ード。
（ａ）
第
図（その１）FIG. 1 is a diagram for explaining a priority control method showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing an example of the hardware configuration of a ring network to which the present invention is applied, and FIG. FIG. 4 is a diagram showing the concept of the priority IIJ control mechanism; FIG. 4 is a diagram showing a method for increasing/decreasing the number of time slots for each case of high priority time slot utilization rate and low priority time slot utilization rate; FIG. 5 is a diagram showing the relationship between time slot utilization rate and transmission delay, FIG. 6 is a diagram showing how to increase or decrease the number of time slots for each case of time slot utilization rate when the priority is 3, and FIG. FIG. 8 is a state transition diagram of a system showing another configuration example of the present invention; FIG. 9 is a diagram showing the hardware configuration of an Orwell ring;
FIG. 10 is a state transition diagram during information communication in the nodes of the Orwellian ring. 1: Node, 2: Transmission medium, 3: Time slot management node. (a) Figure (Part 1)
Claims (2)
成るリング形ネットワークの上を、固定長のタイムスロ
ットが周回し、タイムスロットを転送単位として上記ノ
ード相互間で情報を伝達する通信システムにおいて、前
記タイムスロットを管理するタイムスロット管理ノード
を有し、該タイムスロット管理ノードは、連続した複数
のタイムスロットより成るタイムスロット群を構成し、
各々のタイムスロット群に優先順位番号を付与し、各タ
イムスロット群に含まれるタイムスロットの利用率を計
測し、該計測結果を基に、タイムスロット群に含まれる
タイムスロット数を調整し、送信すべき情報を有するノ
ードは、前置ノードから送られてきたタイムスロットが
空き状態であり、かつそのタイムスロットが属するタイ
ムスロット群に付与された優先順位番号が、送信すべき
情報の優先順位番号と一致するときに、そのタイムスロ
ットに宛先アドレス、送信元アドレスおよび送信すべき
情報を挿入して送信し、前記複数のノードは、すべての
タイムスロットを監視して自ノード宛の情報を取り込ん
で受信することを特徴とするＬＡＮの媒体アクセスにお
ける優先制御方式。(1) In a communication system in which fixed-length time slots circulate on a ring-shaped network consisting of a transmission medium that connects multiple nodes in a ring, and information is transmitted between the nodes using time slots as transfer units. , a time slot management node that manages the time slots, the time slot management node forming a time slot group consisting of a plurality of consecutive time slots,
A priority number is assigned to each time slot group, the utilization rate of the time slots included in each time slot group is measured, and based on the measurement results, the number of time slots included in the time slot group is adjusted and transmitted. A node that has information to be transmitted must ensure that the time slot sent from the prefix node is free, and that the priority number assigned to the time slot group to which the time slot belongs is the priority number of the information to be transmitted. When a match occurs, the destination address, source address, and information to be sent are inserted into that time slot and transmitted, and the multiple nodes monitor all time slots and take in the information addressed to their own node. A priority control method in LAN medium access characterized by receiving.
ットの利用率を計測し、前記利用率が定められた値以上
の場合に限り、タイムスロット群を構成して各々のタイ
ムスロット群に優先順位番号を付与し、前記利用率が定
められた値に満たないときは、タイムスロット群を構成
しないことを特徴とする請求項１記載のＬＡＮの媒体ア
クセスにおける優先制御方式。(2) The time slot management node measures the utilization rate of all time slots, and only when the utilization rate is greater than or equal to a predetermined value, forms a time slot group and assigns a priority number to each time slot group. 2. The priority control system for medium access in a LAN according to claim 1, wherein when the usage rate is less than a predetermined value, no time slot group is formed.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63318132A JPH02162937A (en) | 1988-12-16 | 1988-12-16 | Priority control system in medium access of lan |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63318132A JPH02162937A (en) | 1988-12-16 | 1988-12-16 | Priority control system in medium access of lan |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02162937A true JPH02162937A (en) | 1990-06-22 |
Family
ID=18095862
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63318132A Pending JPH02162937A (en) | 1988-12-16 | 1988-12-16 | Priority control system in medium access of lan |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02162937A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0646070A (en) * | 1992-03-04 | 1994-02-18 | Koninkl Ptt Nederland Nv | Method for transmission of data packet-type information |
| US6603747B2 (en) | 1997-11-14 | 2003-08-05 | Nec Corporation | Communication control method and communication control apparatus |
-
1988
- 1988-12-16 JP JP63318132A patent/JPH02162937A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0646070A (en) * | 1992-03-04 | 1994-02-18 | Koninkl Ptt Nederland Nv | Method for transmission of data packet-type information |
| US6603747B2 (en) | 1997-11-14 | 2003-08-05 | Nec Corporation | Communication control method and communication control apparatus |
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