JPH04291851A - ループ型ｌａｎにおけるノード状態通知方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ローカルエリアネット
ワーク（ＬＡＮ）　においてループ型の伝送路を形成し
、この伝送路上を周回する複数個の固定長のフレームに
よりノード間のデータの送受信を行うためのループ型Ｌ
ＡＮにおけるノード状態通知方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】本発明が適用されるループ型ＬＡＮは、
図１に示されるように、データの送受信を行う複数のノ
ードたとえば３つのノード１−１，１−２，１−３、及
びＬＡＮの監視を行う監視ノード２をループ型の伝送路
で接続している。図１のループ型ＬＡＮにおいて、たと
えばノード１−１からノード１−２にフレームを送信す
るとき、ノード１−２の受信バッファがオーバーフロー
等で受信が不可能な状態（以下、ビジー状態）となった
場合、ノード１−１ではノード１−２のビジー状態を認
識できないので、ノード１−１はノード１−２宛にフレ
ームを送信することになる。この結果、ノード１−２に
て当該フレームを破棄したり、当該フレームに付加され
ている制御用ビットを使用することにより送信元ノード
１−１に対して再送要求を行っていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ノード
１−１はノード１−２の受信バッファがビジー状態で受
信できない状態にもかからわず送信するために、伝送路
上に無駄なフレームが行き交うこととなり、伝送路上の
トラフィックの増大を招き、また、データ送信において
は宛先ノードの受信状態が分からないためにデータ送信
におけるフレーム破棄によりデータの信頼性が低下する
という課題がある。

【０００４】従って、本発明の目的は、伝送路上のトラ
フィックを低下させ、また、データの信頼性の低下を防
止したループ型ＬＡＮにおけるノード状態通知方法を提
供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めの第１の手段は、自ノードがビジー状態である場合に
は他ノードに自ノードのビジー状態を通知し、この通知
を受信した他ノードは自ノードへの送信を停止するもの
である。第２の手段によれば、第１の手段に加えて、自
ノードのビジー状態が正常状態に復旧した場合には他ノ
ードに自ノードの正常状態を通知し、この通知を受信し
た他ノードは自ノードへの送信停止を解除するものであ
る。

【０００６】

【作用】上述の手段によれば、伝送路上に周回する未受
信フレームの増加はなく、伝送路のトラフィックの増大
が最小限となる。また、ビジー状態のノード宛のフレー
ムは一時的に送信元ノードで維持されることになり、デ
ータの信頼性は低下せず、その後、破棄されることにな
る。

【０００７】

【実施例】図２は本発明に係るループ型ＬＡＮにおける
フレーム送受信方法に用いられるフレームのフォーマッ
トを示す図である。図２において、図２（Ａ）に示すよ
うに、１フレームは８バイトのフレームヘッダと　１２
０バイトのデータ領域の計　１２８バイトの固定長フレ
ームとなっている。フレームヘッダの１バイト目Ｈ１は
、図２（Ｂ）に示すように、フレームの送信元を示す送
信元アドレスＳＡ、２バイト目Ｈ２は、図２（Ｃ）に示
すように、フレームの宛先を示す宛先アドレスＤＡ、３
バイト目Ｈ３は、図２（Ｄ）に示すように、フレームの
制御を行うための制御用ビットである。さらに図２（Ｄ
）の制御用ビットは、使用状態ビットＵＳＤ、特殊ビッ
トＳＢ、ビジービットＢＳＹから構成されている。

【０００８】ここで使用状態ビットＵＳＤは、フレーム
の有効、無効を示すビットであり、該当フレームが無効
状態の時は“０”であるが、有効状態の時（データ領域
に有効データが入っている時）は“１”となる。なお、
この使用状態ビットの操作は、送信元で行なう。特殊ビ
ットＳＢは、特殊フレーム識別ビットで、自ノードの受
信バッファの状態を他ノードに通知するときのみ“１”
となり、そのパケットが通常のパケットではなく、受信
バッファがビジー状態に遷移したこと、もしくはビジー
状態より受信可能状態に遷移したことを通知するための
特殊フレームであることを示し、通常フレーム時には“
０”である。また、特殊パケット送信時はブロードキャ
ストを用い、宛先アドレスＤＡには、オール１つまり“
１１１１１１１”を書き込む。

【０００９】ビジービットＢＳＹは、各ノードの受信バ
ッファの状態を示すビットであり、受信可能状態には“
０”であるが、受信バッファにおいてオーバーフロー等
の障害が発生し受信できない状態のときは“１”となる
。次に、本発明に係る各ノードの詳細について図３、図
４を参照して説明する。図３において、１０は中継器で
あって、伝送路が光ファイバであれば、光／電気変換器
を含んで構成される。１１は中継器１０で受信されたデ
ータを８ビットづつ記憶する８ビットシフトレジスタで
ある。１２は受信フレームのプレアンブル部分からの信
号により同期検出し、各部へタイミング信号を発生する
ものである。１３は送信元アドレス（ＳＡ）検出部であ
って、同期検出部１２からのタイミングＳＡＴＩＭに従
って制御用ビット中のフレームの送信元を示す送信元ア
ドレスＳＡを識別して他ノードから送信されたフレーム
を検出するものである。１４は宛先アドレス（ＤＡ）検
出部であって、同期検出部１２からのタイミングＤＡＴ
ＩＭ　に従って伝送路上のフレームの制御用ビット中の
フレームの宛先を示す宛先アドレスＤＡを識別して自ノ
ード宛のフレームを検出するものである。１５は使用状
態ビット（ＵＳＤ）　検出部であって、同期検出部１２
からのタイミングＣＮＴＴＩＭに従って制御ビット中の
使用状態ビットＵＳＤを識別して有効フレームの検出を
行うものである。１６は特殊ビット（ＳＢ）検出部であ
って、同期検出部１２からのタイミングＣＮＴＴＩＭに
従って制御ビット中の特殊ビットＳＢを識別して特殊パ
ケット、通常パケットを検出するものである。１７はビ
ジービット（ＢＳＹ）　検出部であって、同期検出部１
２からのタイミングＣＮＴＴＩＭに従って制御ビジービ
ットＢＳＹを識別して相手ノードの受信バッファの状態
を検出するものである。

【００１０】１８はフレーム処理部であって、各検出部
１３〜１７の検出結果に応じてフレームの破棄、フレー
ムの受信、フレームのリピート、ビジー操作、フレーム
の送信停止、送信再開を行うものである。１９は受信さ
れたフレームを蓄積する受信バッファ、２０は送信すべ
きフレームを蓄積する送信バッファである。

【００１１】２１は受信バッファライトコントロール部
であって、フレーム処理部１８によるＳＡ，　ＤＡ，　
ＵＳＤ，　ＳＢ，　ＢＳＹの結果を解析して受信バッフ
ァへの書き込みタイミングを発生するものである。２２
は受信バッファオーバーフロー監視部であって、受信バ
ッファ１９のオーバーフローを監視し、その監視結果を
送信バッファリードコントロール部２３に通知するもの
である。

【００１２】２４はビジーノードアドレス管理部であっ
て、フレーム処理部１８により検出されたＳＡ，　ＤＡ
，　ＵＳＤ，　ＳＢ，　ＢＳＹを解析してビジーノード
のアドレスを管理し、送信バッファリードコントロール
部２３にノードのアドレスを通知するものである。送信
バッファリードコントロール部２３は、ビジーノードア
ドレス管理部２４の解析結果より送信バッファ２０のリ
ードタイミング生成セレクト部２５の伝送路より取り込
んだデータ（以下リピートデータ）及び送信データのセ
レクト制御を行い、また、受信バッファオーバーフロー
監視部２２による監視結果よりセレクト部２６、セレク
ト部２５のセレクト制御により特殊パケットの送信を制
御するものである。

【００１３】２７は送信バッファライトコントロール部
であって、送信先アドレスＤＡを検出、識別して各送信
先アドレスに対応する送信バッファのアドレスに、書き
込みタイミングを生成して書き込みを行うものである。 セレクト部２５は、送信バッファリードコントロール部
２３によるセレクトタイミング信号により送信データと
リピートデータとの選択を行うものであり、セレクト部
２６は、自ノード受信バッファオーバーフロー時の特殊
パケットと送信データとのセレクトを送信バッファリー
ドコントロール部２３によるセレクトタイミングにてセ
レクトを行うものである。

【００１４】２８は中継器であって、伝送路が光ファイ
バであれば、電気／光変換器を含んで構成される。次に
、図３の回路動作を説明する。 受信動作 図４を参照して説明する。検出部１３〜１７によりＤＡ
，　ＳＡ，　ＵＳＤ，　ＢＳＹ，　ＳＢが検出されると
、フレーム処理部１８は、ステップ４０１　にて、送信
元（ＳＡ）が自ノードか否かを判別し、ステップ４０２
　にて送信先ＤＡが自ノードか他ノードかを判別し、ス
テップ４０３　にて有効フレーム（ＵＳＤ＝“１”）か
無効フレーム（ＵＳＤ＝“０”）かを判別し、ステップ
４０４　にて、特殊フレーム　（ＳＢ＝“１”）か通常
フレーム　（ＳＢ＝“０”）かを判別し、ステップ４０
５　にてビジー状態（ＢＳＹ＝“１”）か否かを判別す
る。

【００１５】送信元が自ノードであれば、ステップ４０
１　でのフローがステップ４０６　に進み、フレームの
破棄を行う。具体的には、送信バッファリードコントロ
ール部２３を介してセレクタ２５，　２６を動作せしめ
、送信バッファ２０からデータの送信を行う。送信元Ｓ
Ａが他ノードであり、宛先ＤＡが自ノードであり、有効
フレームであり（ＵＳＤ＝“１”）、かつ通常フレーム
　（ＳＢ＝“０”）であれば、フローはステップ４０１
〜４０４　を介してステップ４０７　に進み、受信フレ
ームを受信バッファ１９に書込む。具体的には、受信バ
ッファライトコントロール部２１を動作せしめてデータ
の書込みを行う。

【００１６】送信元ＳＡが他ノードであり、宛先ＤＡが
他ノードである場合、フローはステップ４０１，　４０
２を介してリピート処理がされる。また、送信元ＳＡが
他ノードであり、宛先ＤＡが自ノードであり、かつ無効
フレーム（ＵＳＤ＝“０”）である場合も、リピート処
理がされる。具体的には、送信バッファリード制御部２
３を介してセレクタ２５を動作せしめる。

【００１７】また、送信元ＳＡが他ノードであり、宛先
ＤＡが自ノードであり、有効フレームであり（ＵＳＤ＝
“１”）、特殊フレーム　（ＳＢ＝“１”）であり、か
つビジー状態である（ＢＳＹ＝“１”）場合には、フロ
ーはステップ４０１，　４０２，　４０３，　４０４，
　４０５を介してステップ４０９　に進み、当該送信元
ＤＡ宛への送信を停止する。具体的には、ビジーノード
アドレス管理部２４に通知し、送信バッファリードコン
トロール部２３を介して当該送信元ＤＡ宛への送信動作
を停止する。なお、この場合、ビジーノードアドレス管
理部２４は当該ノードアドレスＤＡを記憶する。

【００１８】また、送信元ＳＡが他ノードであり、宛先
ＤＡが自ノードであり、有効フレームであり（ＵＳＤ＝
“１”）、特殊フレーム　（ＳＢ＝“１”）であり、か
つビジー状態でない（ＢＳＹ＝“０”）場合には、フロ
ーはステップ４０１，　４０２，　４０３，　４０４，
　４０５を介してステップ４１０　に進み、当該送信元
ＤＡ宛への送信を再開する。具体的には、ビジーノード
アドレス管理部２４に通知し、送信バッファリードコン
トロール部２３を介して当該送信元ＤＡ宛への送信動作
を再開する。なお、この場合、ビジーノードアドレス管
理部２４は当該ノードアドレスＤＡを消去する。

【００１９】ビジー状態の送信動作 ノード１−ｉにおいて、受信バッファ１９のビジー状態
（オーバーフロー状態）がオーバーフロー検出部２２に
よって検出されると、その旨が送信バッファリードコン
トロール部２３に通知され、この結果、セレクタ２５，
　２６により特殊パケット生成部２２から特殊パケット
　（フレーム）　が中継器２８を介して伝送路上に送出
される。この場合、特殊ビットＳＢは“１”である。

【００２０】ビジー状態の解消後の送信動作ノード１−
ｉにおいて、受信バッファ１９のビジー状態（オーバー
フロー状態）の解消がオーバーフロー検出部２２によっ
て検出されると、その旨が送信バッファリードコントロ
ール部２３に通知され、この結果、やはり、セレクタ２
５，　２６により特殊パケット生成部２２から特殊パケ
ット　（フレーム）　が中継器２８を介して伝送路上に
送出される。この場合、特殊ビットＳＢは“０”である
。

【００２１】なお、特殊パケットヘッダ生成部２２は、
ブロードキャスト通信により他ノードに自ノードの受信
バッファ１９の状態を通知するビジービットを操作し、
ビジー特殊パケット、復旧特殊パケットを生成している
。図５は図３の各検出部１３〜１７、フレーム処理部１
８の詳細な論理回路図である。つまり、図５では、フレ
ーム処理部１８は図４のフローチャート（ソフトウェア
）の代りにハードウェアで構成したものである。図５に
おいて、各検出部１３〜１７は、そのビット数に応じた
数のＤフリップフロップによって構成され、各Ｄフリッ
プフロップのデータ入力にはシフトレジスタ１１のデー
タが供給され、各Ｄフリップフロップのクロック入力に
は同期検出部１２からのタイミング信号が供給される。 つまり、シフトレジスタ１１の各データＲＤＡＴ０〜７
は同期検出部１２のタイミング信号ＳＡＴＩＭ，　ＤＡ
ＴＩＭ，　ＣＭＴＴＩＭにより各対応のＤフリップフロ
ップにラッチされることになる。

【００２２】フレーム処理部１８は、ＳＡ検出部１３に
ラッチされた送信元アドレスＳＡと自ノードのアドレス
とを比較する比較器１８１　、ＤＡ検出部１４にラッチ
された宛先アドレスＤＡと自ノードアドレスとを比較す
る比較器１８２　、及びアンド回路　１８３〜１８５　
、ナンド回路１８６　、及びゲート機能（ＥＮ）を有す
るバッファ　１８７よりなる。アンド回路１８３　の存
在のために、フレーム破棄は次の条件のすべてが満足さ
れた場合のみ行われる。

【００２３】１）受信された送信元アドレスＳＡが自ノ
ードのアドレスと一致であること、 ２）受信された使用状態ビットＵＳＤが“１”（有効）
であること。アンド回路１８４　の存在のために、フレ
ーム受信は次の条件がすべて満たされる場合のみ行われ
る。 １）受信した送信元アドレスＳＡが自ノードのアドレス
と不一致であること、 ２）受信された宛先アドレスＤＡが自ノードアドレスと
一致していること、 ３）受信した有効状態ビットＵＳＤが“１”（有効）で
あること、 ４）特殊ビットＳＢが“０”（通常）であること、５）
自ノードの受信バッファがビジーでないこと（＊ＲＢＵ
Ｆ＝“０”）。

【００２４】アンド回路１８５　の存在のために、フレ
ームリピート、すなわち、受信フレームをそのまま送信
フレームとするのは、次の条件のすべてが満足された場
合に行われる。 １）受信された送信元アドレスＳＡが自ノードのアドレ
スと不一致であること、 ２）受信された使用状態ビットＵＳＤが“１”（使用状
態）であること。

【００２５】ナンド１８６　及びアンド回路１８７　の
存在のために、送信停止は次の条件のすべてが満たされ
た場合に行われる。 １）受信された送信元アドレスＳＡが自ノードのアドレ
スと不一致であること 、２）受信された宛先アドレスＤＡが自ノードのアドレ
スと一致していること、 ３）受信され使用状態ビットＵＳＤが“１”（使用状態
）であること、 ４）受信された特殊ビットＳＢが“１”（特殊フレーム
）であること、 ５）受信されたビジービットＢＳＹが“１”（ビジー状
態）であること。

【００２６】また、ナンド１８６　及びアンド回路１８
７　の存在のために、送信停止解除は次の条件のすべて
が満たされた場合に行われる。 １）受信された送信元アドレスＳＡが自ノードのアドレ
スと不一致であること、 ２）受信された宛先アドレスＤＡが自ノードのアドレス
と一致していること、 ３）受信され使用状態ビットＵＳＤが“１”（使用状態
）であること、 ４）受信された特殊ビットＳＢが“１”（特殊フレーム
）であること、 ５）受信されたビジービットＢＳＹが“０”（非ビジー
状態）であること。

【００２７】以上の各ビットのラッチ結果より、パケッ
ト破棄、パケット受信、パケットリピート、ビジーノー
ド宛の送信停止・送信再開の処理を行なう。なお、ビジ
ービットＢＳＹの認識は特殊パケット受信時のみ行い、
送信停止、送信再開処理は受信特殊パケットより送信元
アドレスＳＡとビジービットＢＳＹとを検出管理し、そ
の結果より各ノード宛の送信バッファ内のデータの読み
出し、読み出し停止の処理を行なう。

【００２８】次に、本発明に係る図３、図４（または図
５）に示すノードを図１のリングＬＡＮに用いた場合の
動作例を図６を参照して説明する。図６（Ａ）に示すよ
うに、ノード１−１からノード１−２へフレームを送信
する場合、宛先アドレスＤＡにはノード１−２のノード
アドレスたとえば“２”を、送信元アドレスＳＡにはノ
ード１−１のノードアドレスたとえば“１”を、使用状
態ビットＵＳＤにはフレームの使用中を示す“１”を、
ビジービットＢＳＹには“０”を、特殊ビットＳＢにも
“０”をそれぞれ書き込む。

【００２９】正常時の動作では、ノード１−２において
フレームは受信され、受信されたフレームはそのままリ
ピートされてノード１−１に戻り、送信元のノード１−
１において使用状態ビットＵＳＤが“０”とされて再び
伝送路に送出されて下流の送信フレームを有するノード
が使用する。次にノード１−２において受信バッファが
ビジー状態になった場合は、そのフレームヘッダ検出部
１５において無効フレームを検出し、図６（Ｂ）に示す
ように、無効フレームに特殊パケットヘッダ生成部２２
において生成されたパケット　（ＳＢ＝“１”，　ＢＳ
Ｙ＝“１”，　　ＳＡ＝自ノードアドレス、ＤＡ＝１１
１１１１１１）　を書込み各ノードに送信する。その特
殊パケットを受信した各ノードはノード１−２への送信
を停止する。

【００３０】ノード１−２がビジー状態より復旧した時
も同様に、特殊パケットヘッダ生成部２２において生成
されたパケット　（ＳＢ＝“１”，　ＢＳＹ＝“０”，
　　ＳＡ＝自ノードアドレス、ＤＡ＝１１１１１１１１
）　を書き込み各ノードに送信する。復旧通知を受信し
た各ノードはノード１−２宛の送信を再開することにな
る。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、受
信バッファがビジー状態であるノードが他ノードへビジ
ー状態通知を行うことにより、他ノードより自ノード宛
への送信が停止されるためトラフィックを向上でき、ま
た、受信バッファの容量分だけビジーノード宛のデータ
をストックしているため、データ通信における信頼度も
向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用されるループ型ＬＡＮを示す図で
ある。

【図２】本発明に係るフレームファートを示す図である
。

【図３】本発明に係るノードを示すブロック回路図であ
る。

【図４】図３の回路動作を説明するフローチャートであ
る。

【図５】図３の部分詳細図である。

【図６】本発明に係るループＬＡＮの動作の一例を示す
図である。

【符号の説明】

１−１，１−２，１−３…ノード ２…監視ノード １３…送信元アドレス検出部 １４…宛先アドレス検出部 １５…使用状態ビット検出部 １６…特殊ビット検出部 １７…ビジービット検出部 １８…フレーム処理部 ２５，　２６…セレクタ １９…受信バッファ ２０…送信バッファ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　複数のノード（１−１〜１−３）をル
   ープ型伝送路により接続したループ型ＬＡＮにおいて、
   自ノードがビジー状態である場合には他ノードに前記自
   ノードのビジー状態を通知し、該通知を受信した前記他
   ノードは前記自ノードへの送信を停止することを特徴と
   するループ型ＬＡＮにおけるノード状態通知方法。
2. 【請求項２】　　前記自ノードのビジー状態が正常状態
   に復旧した場合には前記他ノードに前記自ノードの正常
   状態を通知し、該通知を受信した前記他ノードは前記自
   ノードへの送信停止を解除する請求項１に記載のループ
   型ＬＡＮにおけるノード状態通知方法。