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ネットワーク通信における送信時間幅制御法 - 日産自動車株式会社
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発明の名称 ネットワーク通信における送信時間幅制御法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2003−218890(P2003−218890A)
公開日 平成15年7月31日(2003.7.31)
出願番号 特願2002−13038(P2002−13038)
出願日 平成14年1月22日(2002.1.22)
代理人 【識別番号】100086450
【弁理士】
【氏名又は名称】菊谷 公男 (外2名)
【テーマコード(参考)】
5K032
【Fターム(参考)】
5K032 CA17 
発明者 ウォン リカルド
要約 課題
トークンパッシング方式を用いて通信を行うネットワークにおいて、ゲートウェイにデータ要求が集中した際に、その要求に対する応答が遅れることを防ぐ。

解決手段
ゲートウェイ1にソフトウェア上で主トークンコントローラ2Aおよび副トークンコントローラ2Bを設定して、これらにそれぞれノード番号を設定することにより、トークンが各ノード間を一周する間に、ゲートウェイ1に割り当てられるトークンの回数が2回となる。これにより、他のノードに比べ送信時間幅を2倍確保することができるので、ゲートウェイ1にデータ要求が集中したとしても、各ノードからの要求にすばやく応答しデータを送信することができる。
特許請求の範囲
【請求項1】 トークンパッシング方式を用いて複数のノード間の通信を行うネットワークにおいて、所定のノードに複数のトークンを割り当てることを特徴とするネットワーク通信における送信時間幅制御法。
【請求項2】 前記所定のノードに割り当てるトークンの数を、該ノードに対して要求された通信データ量によって可変させることを特徴とする請求項1記載のネットワーク通信における送信時間幅制御法。
【請求項3】 前記所定のノードは、当該ノードが属するネットワークを外部のノードまたはネットワークと接続するゲートウェイであることを特徴とする請求項1または2記載のネットワーク通信における送信時間幅制御法。
【請求項4】 トークンパッシング方式を用いて複数のノード間の通信を行うネットワークにおいて、所定のノードに複数トークン設定手段を備え、前記複数トークン設定手段が前記所定のノードに複数のトークンを割り当てることを特徴とするネットワーク通信における送信時間幅制御装置。
【請求項5】 前記複数トークン設定手段が前記所定のノードに割り当てるトークンの数を、ソフトウェアによって可変させることを特徴とする請求項4記載のネットワーク通信における送信時間幅制御装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、トークンパッシング方式を用いて各ノード間で通信を行うネットワークにおける送信時間幅の制御法に関する。
【0002】
【従来の技術】図6に示すように、LAN3で接続されたノード5A、5B、5CがネットワークXを構成し、ゲートウェイ1Aを介してノード10と接続される。ネットワークXおよびゲートウェイ1Aは、各ノード間での送信時間を均等に割り当てるトークンパッシング方式を用いて通信を行う。またゲートウェイ1Aとノード10間でもデータ交換を行うことができる。
【0003】トークンパッシング方式は、ノード5A、5B、5Cに備えられたトークンコントローラ6A、6B、6Cおよびゲートウェイ1Aに備えられたトークンコントローラ2C間で、例えば図中破線で示した向きにLAN3を通じてトークン(送信権)を周回させて、トークンを受け取ったノードがデータ送信を行うものである。トークンを受け取ったノードには、データ送信を行うための所定の送信時間幅が割り当てられ、データ送信の終了または送信時間幅の経過により、トークンは次のノードへ渡される。ゲートウェイ1Aおよび各ノード5A、5B、5Cは常にデータの受信を行うことができる。
【0004】図7に各ノード間でのトークンパッシング方式による通信の様子を示す。ここではノード5A、5Cはとくに要求するデータを有しないが、ノード5Bがノード10に保有されたデータを必要としているものとする。トークンはある所定のノードから各ノード間で周回を始める。ノード5Aはトークンを受け取った場合、ノード5Aは要求するデータがないのでトークンをノード5Bに送信する。ノード5Bはトークンを受け取ったときに、ゲートウェイ1Aにノード10のデータを要求し、その後トークンをノード5Cに送信する。ゲートウェイ1Aとノード10はデータ交換が可能なので、ゲートウェイ1Aはノード5Bからデータ要求があるとすぐに、ノード10からデータを取り込み記憶する。
【0005】ノード5Cはトークンを受け取るが、要求するデータがないのでトークンをゲートウェイ1Aに送信する。ゲートウェイ1Aはトークンを受け取ったときに、記憶していたノード10からのデータをノード5Bに送信する。データ送信後トークンをノード5Aに送信する。以上のように各ノード間にトークンを周回させることによって、データ通信が行われる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の方法にあっては、ゲートウェイ1AはネットワークXから見れば一つのネットワークノードであり、トークンを受け取ったときに割り当てられる送信時間幅は他のノードと同じである。よってゲートウェイ1Aに、複数のノード5A、5B、5Cからノード10のデータの要求が集中した場合に、ゲートウェイ1Aは1回のデータの送信時間幅ではすべてのノードからのデータ要求には応答することができないことがある。
【0007】図8にゲートウェイのデータ要求に対する応答の遅れの例を示す。ここでは、トークンがゲートウェイ1A、ノード5A、5B、5Cの順に周回するN周期目で、ノード5A、5B、5Cがトークンを受け取ったときにそれぞれがゲートウェイ1Aにノード10のデータを要求した場合を示している。N周期目でゲートウェイ1Aは各ノードからのデータ要求を受けるとすぐにノード10と通信を行い、ノード5Aから要求されたデータを未送信データD1とし、ノード5B、5Cから要求されたデータを未送信データD2、D3として記憶する。
【0008】N+1周期目で、トークンを受け取ったゲートウェイ1Aは記憶していた未送信データの送信を開始する。各ノードからのデータ要求が集中したため、1回の送信時間幅ではすべての未送信データD1、D2、D3を送信することができずに、ノード5Aに対してのみ未送信データD1の送信を行う。N+1周期目においてノード5A、5B、5Cはゲートウェイ1Aに要求するデータはなく、各ノード間でトークンを周回させる。N+2周期目においてゲートウェイ1Aがトークンを受け取ったときに、N+1周期目で送信することができずに残っていた未送信データD2をノード5Bへ送信する。N+3周期目においてゲートウェイ1Aがトークンを受け取ったときに、残りの未送信データD3をノード5Cに送信する。
【0009】すなわち、各ノードからゲートウェイ1Aへのデータ要求が集中し未送信データが多くなったために、未送信データD2はノード5BへN+2周期目に送信され、未送信データD3はノード5CへN+3周期目に送信されることになる。このようにゲートウェイ1Aは1周期にトークンが1つしか割り当てられず、ノードが要求したデータを1周期に1つしか送信することができなかった。よってデータを要求したノードがデータを受け取るまでの時間が長くなり、要求を発したノードでは場合によって処理が中断することになる。
【0010】そこで本発明はこのような従来の問題点に鑑み、ゲートウェイにデータ要求が集中した際にも、その要求に対する応答が遅れることのないネットワーク通信における送信時間幅制御法を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、トークンパッシング方式を用いて複数のノード間の通信を行うネットワークにおいて、所定のノードに複数のトークンを割り当てるものとした。請求項2記載の発明は、所定のノードに割り当てるトークンの数を、該ノードに対して要求された通信データ量によって可変させるものとした。請求項3記載の発明は、所定のノードは、当該ノードが属するネットワークを外部のノードまたはネットワークと接続するゲートウェイであるものとした。
【0012】請求項4記載の発明は、トークンパッシング方式を用いて複数のノード間の通信を行うネットワークにおいて、所定のノードに複数トークン設定手段を備え、複数トークン設定手段が所定のノードに複数のトークンを割り当てるものとした。請求項5記載の発明は、複数トークン設定手段が所定のノードに割り当てるトークンの数を、ソフトウェアによって可変させるものとした。
【0013】
【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、所定のノードに複数のトークンが割り当てられるので、他のノードに比べ所定のノードは送信時間幅を長く確保することができる。これにより他のノードから所定のノードに複数のデータ要求があった場合でも、送信時間幅を経過することによってデータ送信が中断されることなく、すばやく要求に応答しデータ送信をすることができる。また所定のノードに複数のトークンを割り当てたとしても、他のノードの設定を変更する必要がないので、安価にネットワークを構築することができる。
【0014】請求項2記載の発明によれば、要求された通信データ量によって、ノードに割り当てるトークンの数を可変させることにより、要求されたデータ量が多いほど多くのトークンを割り当ててデータの送信時間幅を長く確保するなど、より効率よく要求に応答することができる。請求項3記載の発明によれば、データ要求が集中しやすいゲートウェイに複数のトークンが割り当てられるので、効率よく他のノードからの要求に応答することができる。
【0015】請求項4記載の発明によれば、所定のノードに複数トークン設定手段を備えることにより、所定のノードに複数のトークンを割り当てることができるので、所定のノードはデータの送信時間幅を長く確保することができる。請求項5記載の発明によれば、所定のノードに割り当てるトークンの数をソフトウェアによって可変させることにより、ソフトウェアの書き換えだけでノードに割り当てるトークンの数を変更することができるので、安価にトークンを割り当てる数の設定変更を行うことができる。
【0016】
【発明の実施の形態】図1に本発明における実施の形態を示す。ノード5A、5B、5CがLAN3で接続されネットワークXを構成する。またネットワークXがゲートウェイ1を介してノード10に接続される。ゲートウェイ1は接続された両者(ネットワークX、ノード10)の通信プロトコルを変換し、両者間でデータ通信が行えるようにするためのものである。
【0017】ゲートウェイ1の内部にはトークンコントローラ2を備える。トークンコントローラ2は送信時間幅を制御することができるものである。またトークンコントローラ2は内部に、ソフトウェアによって設定された主トークンコントローラ2Aおよび副トークンコントローラ2Bを備える。他の構成および作用については上記従来例と同じであり、同じ番号をつけて説明を省略する。また各ノード間を接続するLAN3は、低速バスでも高速バスでもよい。トークンコントローラ2は本発明における複数トークン設定手段を構成する。
【0018】図2の(a)、図2の(b)を用いて各トークンコントローラの構成および動作を説明する。図2の(a)はトークンコントローラ6A、6B、6Cの構成を示し、図2の(b)はトークンコントローラ2の構成を示す。各構成はソフトウェア内で構築されている。図2の(a)に示すように、トークンコントローラ6A、6B、6Cはそれぞれがトークン検出部20、データ送信部21、トークン送信部22とで構成される。トークン検出部20は自分宛てのトークンを検出するためのものであり、データ送信部21は他のノードから自分ノード宛てにデータ要求があった場合、要求されたデータを送信するためのものである。トークン送信部22は他のノードから要求された未送信データがない場合、または送信時間幅を経過した場合に、次のノードへトークンを送信する。
【0019】図2の(b)に示すように、トークンコントローラ2にはソフトウェアによって主トークンコントローラ2A、副トークンコントローラ2Bが設定され、2つ分のトークンコントローラの機能を持つ。主トークンコントローラ2Aはトークン検出部23、データ送信部24、トークン送信部25で構成され、副トークンコントローラ2Bは、トークン検出部26、データ送信部27、トークン送信部28で構成される。
【0020】また、主トークンコントローラ2Aおよび副トークンコントローラ2Bはそれぞれノード番号を持ち、主トークンコントローラ2Aのノード番号はゲートウェイ1のノード番号Yとし、副トークンコントローラ2Bのノード番号はY+1とする。
【0021】トークン検出部23は主トークンコントローラ2A宛てのトークンを検出するためのものであり、データ送信部24は他のノードからゲートウェイ1に要求されたノード10のデータを送信するためのものである。またトークン送信部25は他のノードから要求された未送信データがない場合または送信時間幅を経過した場合に、次のノードへトークンを送信する。次のノードとは、ノード番号が主トークンコントローラ2Aよりも1大きい副トークンコントローラ2Bのことである。
【0022】トークン検出部26は主トークンコントローラ2Aのトークン送信部25から送信されたトークンを検出する。データ送信部27は他のノードからゲートウェイ1に要求されたノード10のデータを送信するためのものである。またトークン送信部28は未送信データがない場合または送信時間幅を経過した場合に、次のノードへトークンを送信する。
【0023】このようにトークンコントローラ2に、ソフトウェアによって主トークンコントローラ2Aおよび副トークンコントローラ2Bの2つのトークンコントローラを設定することにより、ゲートウェイ1は他のノードの2倍の送信時間幅を持つ。
【0024】図3、図4にトークンコントローラ2が行う処理の流れを示す。ステップ100において、LAN3に接続されたゲートウェイ1やノード5A、5B、5C間でトークンパッシング方式によるネットワークが構築されると、ステップ101において、主トークンコントローラ2Aではトークン検出部23が自分宛てのトークンが送信されてきていないかをチェックする。トークンを検出した場合はステップ102へ進み、データ送信部24が他のノードからノード10のデータ要求があり、送信待ちの未送信データがあるかどうかをチェックする。未送信データがある場合にはステップ103へ進み、未送信データがない場合にはステップ105へ進む。
【0025】ステップ103において、データ送信部24はデータを要求したノードへデータを所定の単位量で送信する。ステップ104では、データ送信をする際の送信時間幅を経過していないかどうかを判断する。送信時間幅を経過していないときはステップ102に戻り、未送信データが残っている場合はデータ送信を続ける。送信時間幅を経過したときは送信を中断しステップ105へ進む。ステップ105では、トークン送信部25が次のノード番号を持つ副トークンコントローラ2Bへトークンを送信する。破線で囲んだステップ101からステップ105の処理は主トークンコントローラ2Aで行われる。
【0026】次のステップ106において、トークンコントローラ2Bではトークン検出部26が自分宛てのトークンが送信されてきていないかをチェックする。ステップ107からステップ109までの処理はデータ送信部27の動作であるほかは、上述したステップ102からステップ104までの処理と同様であり説明を省略する。ステップ110では、トークン送信部28がトークンを次のノードへ送信する。以上の処理が終了した後、ステップ101へ戻る。
【0027】破線で囲んだステップ106からステップ110までの処理は副トークンコントローラ2Bで行われる。以上のように、トークンコントローラ2にソフトウェア上で主トークンコントローラ2A、および副トークンコントローラ2Bが設定されることにより、ゲートウェイ1はデータ送信時間幅を2倍確保することができる。
【0028】本実施例は以上のように構成され、トークンコントローラ2に、ソフトウェアによって主トークンコントローラ2Aおよび副トークンコントローラ2Bの2つのトークンコントローラを設定し、それぞれのトークンコントローラにノード番号を設定することにより、トークンが各ノード間を一周する間にゲートウェイ1に割り当てられるトークンの回数を2回とすることができる。これによりゲートウェイ1は送信時間幅を2倍確保することができる。
【0029】図5に各ノード間での通信の様子を示す。ここでは、トークンがゲートウェイ1、ノード5A、5B、5Cの順に周回するN周期目で、ノード5A、5B、5Cがトークンを受け取ったときにそれぞれがゲートウェイ1にノード10のデータを要求した場合を示している。N周期目でゲートウェイ1は各ノード5A、5B、5Cからのデータ要求を受けるとすぐにノード10と通信を行い、各ノードから要求されたデータを未送信データD1、D2、D3として記憶する。
【0030】本実施例では各周期において、ゲートウェイ1にトークンが2回割り当てられることにより、ゲートウェイ1が十分な送信時間幅を持つことができる。よってN+1周期目において未送信データD1、D2をノード5A、5Bに送信することができ、またN+2周期目において未送信データD3をノード5Cに送信することができる。このようにゲートウェイ1はN+2周期目までに要求されたすべての未送信データD1、D2、D3を各ノードへ送信することができる。これによりノードが要求したデータを受け取るまでの時間が長くなり、データを要求したノードの処理が中断するといった現象が防止される。
【0031】なお上記実施例では、ゲートウェイ1にトークンコントローラを2個設定したが、トークンコントローラはソフトウェアで構成されるからこれに限定されず要求された通信データ量によって、適宜所定の数を可変に設定するようにしてもよい。また、ゲートウェイ1に複数のトークンコントローラを設定するものとしたが、他のノードに複数のトークンコントローラを設定するようにしてもよい。




 

 


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