JP4725271B2 - リング型ネットワークの監視方法、ネットワーク装置、リング型ネットワークシステム - Google Patents

Description

本発明は、リング型ネットワークの監視方法、ネットワーク装置、リング型ネットワークシステムに関し、特に、ループ状伝送路に冗長に設けられたネットワーク装置の監視等に適用して有効な技術に関する。

より詳細には、互いにデータ伝送方向が逆な二つの回線より成る二重化ループとして構成され、二つの回線に同時に送信し、受信時にどちらかの回線から選択して受信を行う、リング型トポロジーによって成るＬＡＮ（Local Area Network）、制御ネットワークなどのリング型ネットワークにおいて、局を二重化し、かつその二重化ペアを同一局番にて構成するシステムに関する。

ループ状伝送路を有するリング型ネットワークは、トークンリング、ＦＤＤＩ（Fiber Distributed Data Interface）のほか、様々なネットワークが知られている。前述のように、例えばトークン巡回などの方法で送信権を均一に、定期的に巡回するようなシステムにおいては、各局が相互に存在を定期的に認識することができる。例えば、ある一定期間以上送信を行わない局については、何らかの理由でリングから脱落したとみなす。それにより、リング上の実際の構成情報を認識、更新することができる。

また、このようなネットワークで稼動系局および待機系局からなる二重化構成（デュプレックス）を採用する場合、一般には、二重化ペア局の局番を同一の局番とし、稼動系局が送信したフレームを他の受信局が有効フレームとして使用する。待機系局は、待機モードであるため送信権をもたないか、もしくは送信するが、受信局側で待機系局の送信したフレームであることを識別して破棄する、などの方法が知られている。

ネットワークにおいて局の二重化構成をとる場合、ネットワークのユーザ（アプリケーション）の要求やシステム状態、保守作業などの必要に応じて二重化構成の稼動系と待機系の間で切換えを行う場合が生じる。ユーザや保守員は、ネットワークの任意の個所から、コマンドメッセージなどによって切換え指示を出したり、構成を監視することなどが考えられるが、このとき、二重化局の待機系が存在し、かつ切換え可能な状態であるか否かという情報を把握することは非常に重要である。

ここで、待機系の局が、送信権を持たないことによって、同一局番の二重化を実現する方式を考える。例えば各局の送信帯域を時分割によってスケジューリングする方式や、送信権（トークン）を巡回させて送信権を持つ局を決定するような場合、二重化局のうち稼動系局のみが送信権を持つことにより、受信側の他の局はある局が二重化されているか否かを意識せずに、常に受信したデータを稼動系局データとして取り扱うことができる。送信局が常に全局宛てに同報通信（ブロードキャスト）を行うメモリ共有型のネットワークの場合は特に、全ての局が局単位で受信メモリ領域を確保することになるので、稼動系局のみが送信を行う方法は、メモリ管理の簡易化を図る上で有益な方法である。

しかし、上述のように、稼動系局のみが送信を行う局の二重化方法の場合、待機系が送信権を持たないので、待機系局の生存確認を行う手段が別途必要になる。待機系局が送信を行う場合は、その送信フレームの受信監視によって待機系局がシステム上で生存しているか否かを確認できるが、送信しない場合は、ネットワーク経由以外の方法で、もしくはそのネットワーク以外の別の通信経路によって、生存を確認する必要があるという技術的課題を生じてしまう。

これを回避するため、ある特定の生存確認用のフレームを定義して、正規のデータ伝送帯域以外に待機系局の生存確認のための帯域を設け、そこで待機系局に通信をさせて生存確認を行う方法も考えられる。しかし、全体の局数が大きいシステム、さらには、ほとんどの局が二重化されている場合などを考慮すると、待機系の生存確認用の帯域時間が、正規の伝送帯域時間に対して比較的大きな時間比率を占めることになり、システム全体の伝送効率が低下する、という別の技術的課題を生じる。

なお、特許文献１には、ＣＰＵと、このＣＰＵの配下の冗長化された第１および第２通信ユニットからなるノードを、当該第１および第２通信ユニットの各々を介して第１および第２伝送路の各々に接続し、第１および第２通信ユニットの各々は、第１および第２伝送路の各々において認識した他ノードのネットワーク加入リストを作成して相互に交換するとともに、上位のＣＰＵに通知する動作を行う二重化ネットワークシステムが開示されている。

しかし、この特許文献１の技術では、上述の技術的課題は認識されておらず、第１および第２通信ユニットの各々が、互いに他が健全か否かを判別するための具体的な方法については開示されていない。
特開２００５−９４５０５号公報

本発明の目的は、ループ状伝送路上に稼働系局および待機系局を冗長に設け、稼働系局のみが送信権を持つようにしたリング型ネットワークにおいて、ループ状伝送路以外に特別な通信手段を必要とすることなく、待機系局の存在および生存確認を行うことが可能な技術を提供することにある。

本発明の他の目的は、ループ状伝送路上に稼働系局および待機系局を冗長に設け、稼働系局のみが送信権を持つようにしたリング型ネットワークにおいて、稼動系局間のデータ伝送効率を低下させることなく、待機系局の存在および生存確認を行うことが可能な技術を提供することにある。

本発明の第１の観点は、伝送データおよび前記伝送データに随伴する制御データを含むフレームが周回するループ状伝送路と、
前記ループ状伝送路に設けられた稼働系局と、
前記稼働系局の少なくとも一つに対応し、当該稼働系局を二重化局に冗長化するために設けられた待機系局と、
を含むリング型ネットワークの監視方法であって、
前記稼働系局が、前記制御データの一部に第１の識別情報を設定した前記フレームを前記ループ状伝送路に送出する第１工程と、
前記待機系局が、当該待機系局を通過する前記フレームの送信元局番を参照して当該待機系局に対応する前記稼働系局から送信されて来たか否かを判別し、対応する前記稼働系局から送信されて来たと判別された場合に当該待機系局を通過する前記フレームの前記制御データの前記第１の識別情報を別の第２の識別情報に書き換える第２工程と、
前記稼働系局が、前記フレームの前記制御データが前記第１の識別情報から前記第２の識別情報に書き換えられたか否かを判別し、前記制御データが書き換えられている場合に、前記二重化局の存在および／または当該二重化局を構成する前記待機系局の生存を認識する第３工程と、
を含むリング型ネットワークの監視方法を提供する。

本発明の第２の観点は、第１の観点記載のリング型ネットワークの監視方法において、
前記ループ状伝送路は、前記フレームが互いに逆方向に周回する第１および第２ループ状伝送路に二重化され、
前記第１工程では、前記稼働系局から前記第１および第２ループ状伝送路に対して、同じ前記フレームが送出され、
前記第３工程では、前記二重化局の前記稼働系局から最短経路で前記待機系局に向かう方向に前記フレームが伝送される前記第１または第２ループ状伝送路において、前記待機系局の下流側に位置する当該二重化局以外のすべての前記稼働系局が、自局を通過する前記フレームの前記制御データが前記第２の識別情報に書き換えられたか否かを判別することで、前記二重化局の存在および／または当該二重化局を構成する前記待機系局の生存を認識するリング型ネットワークの監視方法を提供する。

本発明の第３の観点は、第１の観点記載のリング型ネットワークの監視方法において、
前記ループ状伝送路は、前記フレームが互いに逆方向に周回する第１および第２ループ状伝送路に二重化され、
前記第１工程では、前記稼働系局から前記第１および第２ループ状伝送路に対して、同じ前記フレームが送出され、
前記第３工程では、前記二重化局の前記稼働系局は、当該二重化局の前記待機系局から最短経路で前記稼働系局に向かう方向に前記フレームが伝送される前記第１または第２ループ状伝送路を経由して前記待機系局から到来する前記フレームの前記制御データが前記第２の識別情報に書き換えられたか否かを判別することで、前記待機系局の存在および／または当該待機系局の生存を認識するリング型ネットワークの監視方法を提供する。

本発明の第４の観点は、第１の観点記載のリング型ネットワークの監視方法において、前記制御データは、前記フレームの先頭を識別するためのスタートデリミタであるリング型ネットワークの監視方法を提供する。

本発明の第５の観点は、フレームの伝送方向が互いに逆な二つの回線より成るループ状伝送路と、同一局番が付与された稼動系局および待機系局を含む二重化局とを備え、二つの前記回線に前記フレームを同時に送信し、受信時にどちらかの前記回線を選択して前記フレームの受信を行うリング型ネットワークシステムの制御方法であって、
前記フレームに含まれるフレーム識別子を２種類使い分け、前記稼動系局が送信した前記フレームが前記待機系局を通過する際、当該待機系局が前記フレームの送信元局番を参照して当該待機系局に対応する前記稼働系局から送信されて来たか否かを判別し、対応する前記稼働系局から送信されて来たと判別された場合に前記フレーム識別子を書き換え、前記稼働系局は、前記フレーム識別子の書き換えの有無に基づいて、前記待機系局の存在認識および／または動作監視を行うリング型ネットワークの監視方法を提供する。

本発明の第６の観点は、伝送データおよび前記伝送データに随伴する制御データを含むフレームが流れるループ状伝送路に冗長に設けられた稼働系局および／または待機系局として機能するネットワーク装置であって、
前記待機系局として機能する場合には、当該待機系局を通過する前記フレームの送信元局番を参照して当該待機系局に対応する前記稼働系局から送信されて来たか否かを判別し、対応する前記稼働系局から送信されて来たと判別された場合に当該フレームの前記制御データの一部を書き換える動作を実行し、前記稼働系局として機能する場合には、前記フレームを前記ループ状伝送路に送出する動作と、前記ループ状伝送路から受信される前記フレームの前記制御データが書き換えられたか否かに基づいて、前記待機系局の存在および／または健全性を判別する動作とを実行する制御論理手段と、
前記待機系局の存在および／または健全性の判別結果を記憶する記憶手段と、を含むネットワーク装置を提供する。

本発明の第７の観点は、第６の観点記載のネットワーク装置において、前記制御データは、前記フレームの先頭を識別するためのスタートデリミタであるネットワーク装置を提供する。

本発明の第８の観点は、伝送データおよび前記伝送データに随伴する制御データを含むフレームが流れるループ状伝送路と、
前記ループ状伝送路に冗長に設けられ、稼働系局および／または待機系局として機能するネットワーク装置と、
を含むリング型ネットワークシステムであって、
個々の前記ネットワーク装置は、
前記待機系局として機能する場合には、当該待機系局を通過する前記フレームの送信元局番を参照して当該待機系局に対応する前記稼働系局から送信されて来たか否かを判別し、対応する前記稼働系局から送信されて来たと判別された場合に当該フレームの前記制御データの一部を書き換える動作を実行し、前記稼働系局として機能する場合には、前記フレームを前記ループ状伝送路に送出する動作と、前記ループ状伝送路から受信される前記フレームの前記制御データが書き換えられたか否かに基づいて、前記待機系局の存在および／または健全性を判別する動作とを実行する制御論理手段と、
前記待機系局の存在および／または健全性の判別結果を記憶する記憶手段と、を含むリング型ネットワークシステムを提供する。

本発明の第９の観点は、第８の観点記載のリング型ネットワークシステムにおいて、前記制御データは、前記フレームの先頭を識別するためのスタートデリミタであるリング型ネットワークシステムを提供する。

たとえば、本発明のリング型ネットワークシステムにおいては、稼動系局のみが能動的、もしくは受動的にフレーム送信を行う。待機系局は、他局、また自局と同一の局番を持つ稼動系局のフレームを受信することは可能であるが、送信は行わない。ループ型ネットワークであるので、各局はフレームの受信、中継送信を繰り返してリング状にフレームを伝達し、自局が送信したフレーム（周回戻りフレーム）を送信元の局が除去するものとする。ネットワークは互いに伝送方向が逆な二つの回線より成る二重化ループとして構成され、各ノードは送信時は二つの回線に同時に送信し、受信時にどちらかの回線を選択して受信を行う機能を有する。
送信権を持った稼動系局がフレームを送信し、それを順次各局が中継送信する。この際、自局と同じ送信元局番を持つフレームを受信した待機系局が、そのフレームを中継する際に、フレーム開始識別子（スタートデリミタ）等の制御データを別の種類に書き換えて中継送信する。

各受信局及び送信元の稼動系局は、二つの回線のいずれかからスタートデリミタが書き換えられたフレームを受信、検出することで、そのフレームの送信元局が二重化され、かつその二重化ペアである待機系局が生存していることを認識することができる。

上記した本発明によれば、たとえば、稼働系局間の通常の通信で用いられるフレームを構成する伝送データ以外のフレーム識別子等の制御データの一部を、当該フレームの送信権を持たない待機系局が、当該フレームの自局の通過に際して特定の識別情報に書き換え、当該フレームの送信元の稼働系局または他の稼働系局が、制御データの書き換えの有無によって、待機系局の存在および当該待機系局の生存状態を判別するので、本来のループ状伝送路以外に、待機系局の生存確認のための通信手段を設ける必要がない。

さらに、稼働系局間での本来の伝送データの通信に用いられるフレームにおいて当該伝送データに関係しない制御データの部分を利用するので、稼働系局間における本来の通信のデータ伝送効率が低下することもない。

本発明によれば、ループ状伝送路上に稼働系局および待機系局を冗長に設け、稼働系局のみが送信権を持つようにしたリング型ネットワークにおいて、ループ状伝送路以外に特別な通信手段を必要とすることなく、待機系局の存在および生存確認を行うことが可能となる。

また、ループ状伝送路上に稼働系局および待機系局を冗長に設け、稼働系局のみが送信権を持つようにしたリング型ネットワークにおいて、稼動系局間のデータ伝送効率を低下させることなく、待機系局の存在および生存確認を行うことが可能となる。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施の形態であるリング型ネットワークシステムで用いられるフレームの構成の一例を示す概念図であり、図２は、本発明の一実施の形態であるリング型ネットワークシステムの構成の一例を示す概念図、図３は、本実施の形態のリング型ネットワークシステムを構成するネットワーク装置の構成の一例を示すブロック図、図４は、本実施の形態のリング型ネットワークシステムの作用の一例を示す概念図、図５は、本実施の形態のリング型ネットワークシステムの作用の一例を示すフローチャートである。

図２に例示されるように、本実施の形態のリング型ネットワークシステムは、ループ状伝送路２０と、このループ状伝送路２０の経路上に接続され、各々が局を構成する複数のネットワーク装置１０を含んでいる。

ループ状伝送路２０は、右回りのＡ系ループ２１と、左回りのＢ系ループ２２の二つのループに二重化されている。
本実施の形態の場合、ループ状伝送路２０上には、冗長化されていない単独のシングル構成局０およびシングル構成局２と、各々が二重に冗長化された二重化構成局１および二重化構成局３が配置されている。

二重化構成局１は互いに同一の機能を有する稼働系局１−ａ、待機系局１−ｂで構成されることによって冗長化され、同様に、二重化構成局３は互いに同一の機能を有する稼働系局３−ａおよび待機系局３−ｂで構成されることによって冗長化されている。

従って、ループ状伝送路２０上には、全部で６台の局が存在し、この６台の局の各々が、ネットワーク装置１０で構成されている。
二重化構成局１を構成する稼働系局１−ａおよび待機系局１−ｂには、同一の局番が割り当てられており、他のシングル構成局０、シングル構成局２、二重化構成局３からは一つの二重化構成局１として認識される。

同様に、二重化構成局３を構成する稼働系局３−ａおよび待機系局３−ｂには同一の局番が割り当てられ、他のシングル構成局０、シングル構成局２、二重化構成局１からは一つの二重化構成局３として認識される。

本実施の形態の場合、二重化構成局を構成する待機系局以外の各局は、たとえば、ループ状伝送路２０を循環する一つの図示しないトークンフレーム（以下、トークン）を受信して保持することで送信権を獲得してフレーム４０の送信を実行し、送信したフレーム４０がループ状伝送路２０を一周して自局に戻ってきた時点でトークンをループ状伝送路２０に解放（送信）することで、他の局に送信権を移譲する。

あるいは、二重化構成局を構成する待機系局以外の各局間における送信権の授受方法としては、各局が全帯域時間のうち自局が送信すべき時間帯（タイムスロット）を能動的に認識して送信権を獲得してフレーム４０の送信を実行することにより、各局間でのフレーム４０の送信の重複を回避する方法を用いてもよい。

このように、本実施の形態の場合、二重化構成局を構成する待機系局はフレーム４０の送信権は持たないが、後述のように、通過するフレーム４０の参照および一部の制御情報の更新は可能である。

図３に例示されるように、個々の局を構成するネットワーク装置１０は、一例として、フレーム処理部１１、制御メモリ１２、Ａ系受信バッファ１３、Ａ系送信バッファ１４、Ｂ系受信バッファ１５およびＢ系送信バッファ１６を含んでいる。

また、ネットワーク装置１０は、外部の情報処理装置３０に接続され、この情報処理装置３０からの情報の送受信要求に応じて、他のネットワーク装置１０（局）との間でループ状伝送路２０を介した情報通信を実行する。

フレーム処理部１１は、ネットワーク装置１０から受け取った伝送データを、後述のようなフレーム４０に乗せて他の局に送信したり、他の局から受信したフレーム４０から伝送データを取り出して情報処理装置３０に伝達する処理を行う。

さらに、本実施の形態の場合には、フレーム処理部１１には、後述の図５のフローチャートに例示される処理を実行することで、冗長化された二重化構成局の存在の有無や二重化構成局を構成する待機系局の生存確認を実行するための制御論理手段１１ａが設けられている。

制御メモリ１２は、フレーム処理部１１がフレーム４０を処理する際に必要とする各種の制御情報が格納されている。
本実施の形態に関係する情報として、制御メモリ１２には、自局局番情報１２ａ、稼働／待機識別情報１２ｂ、待機系状態情報１２ｃ、デフォルトデリミタコード１２ｄ、書き換え用デリミタコード１２ｅ、他局情報１２ｆが格納されている。

自局局番情報１２ａは、自局に割り当てられた局番が格納されている。この場合、二重化構成局１では、稼働系局１−ａ、待機系局１−ｂは同じ局番が設定される。他の二重化構成局３においても同様である。

稼働／待機識別情報１２ｂには、自局が二重化構成局を構成しているか否か、および二重化構成局を構成する場合に、自局が稼働系局か、待機系局かを識別するための情報が格納される。

待機系状態情報１２ｃには、二重化構成局を構成し、自局が稼働系局として機能する場合に、対応する待機系局の側の生存状態を識別する情報が格納される。
デフォルトデリミタコード１２ｄは、後述のフレーム４０を構成するスタートデリミタ４１として、稼働系局が設定する識別情報（この場合、後述の“ＪＫ”）が格納される。

書き換え用デリミタコード１２ｅには、後述のフレーム４０を構成するスタートデリミタ４１を、待機系局が書き換える場合に用いる識別情報（この場合、後述の“ＪＪ”）が格納される。

他局情報１２ｆは、ループ状伝送路２０上で存在が認識された他局の情報であり、認識された他局の数だけ存在する。個々の他局情報１２ｆは、当該他局の局番１２ｆ−１、当該他局が二重化構成局であるか否かを示す二重化有無１２ｆ−２、当該他局が二重化構成局である場合における待機系局の生存状態を示す待機系状態１２ｆ−３の情報を含んでいる。

Ａ系受信バッファ１３（Ｂ系受信バッファ１５）は、Ａ系ループ２１（Ｂ系ループ２２）の上流側から到来するフレーム４０の受信を行う。
Ａ系送信バッファ１４（Ｂ系送信バッファ１６）は、Ａ系ループ２１（Ｂ系ループ２２）の下流側へのフレーム４０の送信を行う。

フレーム処理部１１は、Ａ系ループ２１（Ｂ系ループ２２）のＡ系受信バッファ１３（Ｂ系受信バッファ１５）に到来したフレーム４０を判別し、必要な処理を行った後、自局が通常の単独局または二重化構成局の稼働系局であり、かつ当該フレーム４０の送信元の場合には当該フレーム４０を廃棄し、それ以外の場合には、Ａ系送信バッファ１４（Ｂ系送信バッファ１６）からＡ系ループ２１（Ｂ系ループ２２）に再送信する。

本実施の形態の場合、制御論理手段１１ａは、自局が二重化構成局の待機系局であり、かつＡ系ループ２１（Ｂ系ループ２２）から受信したフレーム４０の送信元が、自局が属する二重化構成局の稼働系局である場合に、当該フレーム４０のスタートデリミタ４１を後述のように書き換えて、Ａ系ループ２１（Ｂ系ループ２２）に再送信する処理を行う。

図１に例示されるように、本実施の形態のリング型ネットワークシステムで用いられるフレーム４０は、スタートデリミタ４１、フレームヘッダ４２、伝送データ４３、フレームチェックコード４４およびエンドデリミタ４５で構成されている。

スタートデリミタ４１は、フレーム４０の先頭を識別するための情報である。
フレームヘッダ４２は、当該フレーム４０の送信元の局を示す送信元局番、宛先局などの情報を含んでいる。

伝送データ４３は、フレーム４０によって搬送される正味の伝送データである。
フレームチェックコード４４は、フレーム４０の伝送中のエラーの検出や訂正を受信側で行う際に用いられるエラーチェックコード等の情報が格納されている。

エンドデリミタ４５は、当該フレーム４０の末端を識別するための情報が格納されている。
本実施の形態の場合、スタートデリミタ４１では、一例として４ｂｉｔ−５ｂｉｔ符号変換方式を使用しており、稼動系局がフレーム４０の送信時に付加するスタートデリミタ４１のコードを“ＪＫ”、待機系局が同一グループの二重化構成局の局番を送信元局番として持つフレーム４０の中継時にスタートデリミタ４１を書き換える際には、当該スタートデリミタ４１のコードとして“ＪＪ”を用いる。

以下、本実施の形態のリング型ネットワークシステムの作用の一例について説明する。
各局は、ループ状伝送路２０から受信するフレーム４０の中継を行い、同時に受信データとして内部に取り込む。送信権は、シングル構成局０⇒稼働系局１−ａ⇒シングル構成局２⇒稼働系局３−ａの順で周回している。待機系局１−ｂ、待機系局３−ｂは、送信権は持たないが、自局の生存を、他局に伝達するために、自局に対応する稼働系局１−ａまたは稼働系局３−ａが送信元のフレーム４０が自局を通過する際に、そのスタートデリミタ４１を後述のように書き換える。

図４は、二重化構成局１の稼働系局１−ａが送信するフレーム４０（フレームＦ１−ａ）がループ状伝送路２０を周回する間にどのように処理されるかを示している。稼働系局１−ａのフレーム処理部１１は、フレーム４０の送信に際しては、制御メモリ１２に設定されているデフォルトデリミタコード１２ｄ（この場合、“ＪＫ”）をスタートデリミタ４１に用いる。

稼働系局１−ａが送信した、スタートデリミタ４１が“ＪＫ”のフレームＦ１−ａ（ＪＫ）を、同じ二重化構成局１に属する待機系局１−ｂがスタートデリミタ４１が“ＪＪ”のフレームＦ１−ａ（ＪＪ）に書き換える。すなわち、待機系局１−ｂは、受信したフレーム４０のフレームヘッダ４２に設定されている送信元局番が自局と同じ場合に、スタートデリミタ４１を“ＪＫ”から“ＪＪ”書き換える。

スタートデリミタ４１を書き換えても、フレーム４０のデータ部（伝送データ４３）には影響がなく、各局は、当該フレーム４０を受信しつつ、受信フレームを上流から下流へと中継転送する。ループ状伝送路２０を一周して戻ったフレームは、送信元の局にて削除され、次の局に送信権が渡る。送信は常に同時にＡ系ループ２１、Ｂ系ループ２２の両系に同じフレーム４０を送信し、受信局は両系から受信し、どちらか一方を選択して取り込む。

図４において、稼働系局１−ａが送信したフレームＦ１−ａ（ＪＫ）は、Ａ系ループ２１では稼働系局１−ａ⇒シングル構成局０⇒待機系局３−ｂの方向へと流れ、最終的に待機系局１−ｂを通過する時にフレームＦ１−ａ（ＪＪ）に書き換えられて稼働系局１−ａに戻る。

また、Ｂ系ループ２２では、フレーム４０は、稼働系局１−ａ⇒待機系局１−ｂ⇒シングル構成局２の方向へと流れ、待機系局１−ｂを通過する時にフレームＦ１−ａ（ＪＪ）に書き換えられてシングル構成局２⇒二重化構成局３、シングル構成局０に中継され、最終的に稼働系局１−ａに戻る。このため、送信元の二重化構成局１以外のシングル構成局２、二重化構成局３、シングル構成局０の各々では、待機系局１−ｂによって書き換えられたスタートデリミタ４１を有するフレームＦ１−ａ（ＪＪ）がＢ系ループ２２を経由して自局を通過する際に、スタートデリミタ４１が“ＪＪ”に書き換えられていることを確認することで、当該フレームＦ１−ａ（ＪＪ）の送信元の局番の二重化構成局１が二重化構成であること、および待機系局１−ｂが健全であることを同時に認識できる。

このように、各局はＡ系ループ２１、Ｂ系ループ２２のいずれかから、スタートデリミタ４１が“ＪＪ”に書き換えられて送信されたフレーム４０を受信し、中継する。
従って、フレーム４０の送信元の二重化構成局１（稼働系局１−ａ）以外の各局は、自局を通過するフレーム４０（フレームＦ１−ａ）において、スタートデリミタ４１が書き換えられている場合に、当該フレーム４０の送信元の局は二重化構成であること、および、稼働系局および待機系局の双方が健全であること、を認識できる。

本実施の形態の場合には、各局において、「スタートデリミタ４１が書き換えられたフレーム４０を送信した送信元局番」を他局情報１２ｆの局番１２ｆ−１に記憶するとともに、対応する二重化有無１２ｆ−２に、二重化構成局として記憶する。

また、制御論理手段１１ａでは、二重化有無１２ｆ−２に、既に二重化構成局であるとの情報が設定されている局については、待機系局にてスタートデリミタ４１が書き換えられているか否かを監視することで、待機系局の生存の有無を判別する。

すなわち、二重化有無１２ｆ−２で一旦、二重化構成局として記憶された後、待機系局によるスタートデリミタ４１の書き換えが行われている場合には、待機系局は健全であり、待機系局によるスタートデリミタ４１の書き換えが行われない場合は、待機系局は障害であると認識できる。

これにより、リング型ネットワークシステム上でどの局が二重化構成局として二重化されているのか、また、二重化されている場合には、送信権を持たない（送信を行わない）待機系局が生存しているか否かを監視することができる。

すなわち、図４の場合、Ｂ系ループ２２が健全ならば、稼働系局１−ａから送信され、待機系局１−ｂで書き換えられたフレームＦ１−ａ（ＪＪ）が通過するシングル構成局２、二重化構成局３、シングル構成局０は、当該フレームＦ１−ａ（ＪＪ）の書き換えの有無をチェックすることで、待機系局１−ｂを含む二重化構成局１の存在の有無、および待機系局１−ｂの健全性の有無を認識できる。

また、二重化構成局において、フレーム４０の送信元である稼動系局に限るならば、Ａ系ループ２１、Ｂ系ループ２２どちらかの回線が断線状態となっても、自局が送信元の戻りフレームを監視すれば、自局の二重化ペアである待機系局の生存を確認することができる。

図５のフローチャートで、上述の本実施の形態の各局の動作を説明する。
まず、Ａ系ループ２１またはＢ系ループ２２からフレーム４０を受信すると（ステップ１０１）、当該フレーム４０のフレームヘッダ４２の送信元局番が自局のものか否かを、自局局番情報１２ａと照合して判別する（ステップ１０２）。

そして、送信元が自局の場合には、さらに、稼働／待機識別情報１２ｂを参照して、自局は二重化構成局か否かを判別し（ステップ１０３）、二重化構成局でない場合には、自局が送信して周回してきたフレーム４０を廃棄して（ステップ１０９）、送信権を下流側の局に解放する（ステップ１１０）。

一方、ステップ１０３で自局が二重化構成局であると判定された場合には、さらに自局が稼働系局か待機系局かを稼働／待機識別情報１２ｂで判別し（ステップ１０３）、待機系局の場合には、自局の稼働系局が送信元の当該フレーム４０のスタートデリミタ４１を書き換え用デリミタコード１２ｅで書き換え（ステップ１０５）、書き換え後の当該フレーム４０を下流側に中継送信する（ステップ１０６）。

上述のステップ１０４で自局が稼働系局であると判定された場合は、自局が送信した当該フレーム４０のスタートデリミタ４１が書き換えられているか否かを判別し（ステップ１０７）、書き換えられている場合には、自局の待機系局は健全であると判断して、待機系状態情報１２ｃに当該判断結果を記録する（ステップ１０８）。また、ステップ１０７で書き換えられていない、と判定された場合には、自局の待機系局になんらかの障害があると見なして、その障害の情報を待機系状態情報１２ｃに記録する（ステップ１１１）。

このステップ１０８またはステップ１１１における待機系状態情報１２ｃの記録の後、受信したフレーム４０の廃棄（ステップ１０９）、および送信権の解放（ステップ１１０）による他局への送信権の移譲を行う。

上述のステップ１０２で受信したフレーム４０の送信元が自局でないと判定された場合には、フレームヘッダ４２の宛先局番が自局のものか否かを判別し（ステップ１１２）、自局宛てでない場合には、スタートデリミタ４１の書き換えの有無をチェックにより、他局の二重化状態や、待機系局の状態を確認して対応する他局情報１２ｆに記録した後（ステップ１１４）、当該フレーム４０を下流側に中継送信する（ステップ１１５）。

ステップ１１２で自局宛てと判定された場合には、フレーム４０から伝送データ４３を取り込んで、情報処理装置３０に送出した後（ステップ１１３）、スタートデリミタのチェック後（ステップ１１４）、フレーム４０を下流側に中継送信する（ステップ１１５）。

このように、本実施の形態によれば、送信方向が逆なＡ系ループ２１およびＢ系ループ２２の二つの回線より成るループ状伝送路２０によって回線が二重化され、二重化、非二重化を含む全ての稼動系局（シングル構成局０、シングル構成局２、稼働系局１−ａ、稼働系局３−ａ）のみがフレーム４０の送信権を持ち、相互にデータ交換を行うようなリング型ネットワークにおいて、稼動系局のデータ伝送効率を低下させることなく、フレーム４０の送信権を持たない待機系局１−ｂ、待機系局３−ｂ等の待機系局の生存確認を行うことができる。

また、Ａ系ループ２１およびＢ系ループ２２の二つの回線が健全な状態である場合は、全ての局において自局を含むリング型ネットワークシステムにおける個々の局が二重化構成か否かを把握することができる。

また、Ａ系ループ２１およびＢ系ループ２２の二つの回線のいずれかに一箇所故障が起きた場合であっても、二重化構成局の稼動系局は自局と同一局番をもつ二重化ペアの待機系局の生存確認を行うことができる。

これにより、ループ状伝送路２０におけるフレーム４０の伝送効率を低下させることなくリング型ネットワークシステムにおけるシステム構成を把握することができ、システム保守の容易化、システム管理の容易化、予防保全性の向上を図ることができ、さらなる信頼性の向上を実現できる。

本発明の一実施の形態であるリング型ネットワークシステムで用いられるフレームの構成の一例を示す概念図である。 本発明の一実施の形態であるリング型ネットワークシステムの構成の一例を示す概念図である。 本発明の一実施の形態であるリング型ネットワークシステムを構成するネットワーク装置の構成の一例を示すブロック図である。 本発明の一実施の形態であるリング型ネットワークシステムの作用の一例を示す概念図である。 本発明の一実施の形態であるリング型ネットワークシステムの作用の一例を示すフローチャートである。

符号の説明

０ シングル構成局
１ 二重化構成局
１−ａ 稼働系局
１−ｂ 待機系局
２ シングル構成局
３ 二重化構成局
３−ａ 稼働系局
３−ｂ 待機系局
１０ ネットワーク装置
１１ フレーム処理部
１１ａ 制御論理手段
１２ 制御メモリ
１２ａ 自局局番情報
１２ｂ 稼働／待機識別情報
１２ｃ 待機系状態情報
１２ｄ デフォルトデリミタコード
１２ｅ 書き換え用デリミタコード
１２ｆ 他局情報
１２ｆ−１ 局番
１２ｆ−２ 二重化有無
１２ｆ−３ 待機系状態
１３ Ａ系受信バッファ
１４ Ａ系送信バッファ
１５ Ｂ系受信バッファ
１６ Ｂ系送信バッファ
２０ ループ状伝送路
２１ Ａ系ループ
２２ Ｂ系ループ
３０ 情報処理装置
４０ フレーム
４１ スタートデリミタ
４２ フレームヘッダ
４３ 伝送データ
４４ フレームチェックコード
４５ エンドデリミタ

Claims (9)

1. 伝送データおよび前記伝送データに随伴する制御データを含むフレームが周回するループ状伝送路と、
   前記ループ状伝送路に設けられた稼働系局と、
   前記稼働系局の少なくとも一つに対応し、当該稼働系局を二重化局に冗長化するために設けられた待機系局と、
   を含むリング型ネットワークの監視方法であって、
   前記稼働系局が、前記制御データの一部に第１の識別情報を設定した前記フレームを前記ループ状伝送路に送出する第１工程と、
   前記待機系局が、当該待機系局を通過する前記フレームの送信元局番を参照して当該待機系局に対応する前記稼働系局から送信されて来たか否かを判別し、対応する前記稼働系局から送信されて来たと判別された場合に当該待機系局を通過する前記フレームの前記制御データの前記第１の識別情報を別の第２の識別情報に書き換える第２工程と、
   前記稼働系局が、前記フレームの前記制御データが前記第１の識別情報から前記第２の識別情報に書き換えられたか否かを判別し、前記制御データが書き換えられている場合に、前記二重化局の存在および／または当該二重化局を構成する前記待機系局の生存を認識する第３工程と、
   を含むことを特徴とするリング型ネットワークの監視方法。
2. 請求項１記載のリング型ネットワークの監視方法において、
   前記ループ状伝送路は、前記フレームが互いに逆方向に周回する第１および第２ループ状伝送路に二重化され、
   前記第１工程では、前記稼働系局から前記第１および第２ループ状伝送路に対して、同じ前記フレームが送出され、
   前記第３工程では、前記二重化局の前記稼働系局から最短経路で前記待機系局に向かう方向に前記フレームが伝送される前記第１または第２ループ状伝送路において、前記待機系局の下流側に位置する当該二重化局以外のすべての前記稼働系局が、自局を通過する前記フレームの前記制御データが前記第２の識別情報に書き換えられたか否かを判別することで、前記二重化局の存在および／または当該二重化局を構成する前記待機系局の生存を認識することを特徴とするリング型ネットワークの監視方法。
3. 請求項１記載のリング型ネットワークの監視方法において、
   前記ループ状伝送路は、前記フレームが互いに逆方向に周回する第１および第２ループ状伝送路に二重化され、
   前記第１工程では、前記稼働系局から前記第１および第２ループ状伝送路に対して、同じ前記フレームが送出され、
   前記第３工程では、前記二重化局の前記稼働系局は、当該二重化局の前記待機系局から最短経路で前記稼働系局に向かう方向に前記フレームが伝送される前記第１または第２ループ状伝送路を経由して前記待機系局から到来する前記フレームの前記制御データが前記第２の識別情報に書き換えられたか否かを判別することで、前記待機系局の存在および／または当該待機系局の生存を認識することを特徴とするリング型ネットワークの監視方法。
4. 請求項１記載のリング型ネットワークの監視方法において、前記制御データは、前記フレームの先頭を識別するためのスタートデリミタであることを特徴とするリング型ネットワークの監視方法。
5. フレームの伝送方向が互いに逆な二つの回線より成るループ状伝送路と、同一局番が付与された稼動系局および待機系局を含む二重化局とを備え、二つの前記回線に前記フレームを同時に送信し、受信時にどちらかの前記回線を選択して前記フレームの受信を行うリング型ネットワークシステムの制御方法であって、
   前記フレームに含まれるフレーム識別子を２種類使い分け、前記稼動系局が送信した前記フレームが前記待機系局を通過する際、当該待機系局が前記フレームの送信元局番を参照して当該待機系局に対応する前記稼働系局から送信されて来たか否かを判別し、対応する前記稼働系局から送信されて来たと判別された場合に前記フレーム識別子を書き換え、前記稼働系局は、前記フレーム識別子の書き換えの有無に基づいて、前記待機系局の存在認識および／または動作監視を行うことを特徴とするリング型ネットワークの監視方法。
6. 伝送データおよび前記伝送データに随伴する制御データを含むフレームが流れるループ状伝送路に冗長に設けられた稼働系局および／または待機系局として機能するネットワーク装置であって、
   前記待機系局として機能する場合には、当該待機系局を通過する前記フレームの送信元局番を参照して当該待機系局に対応する前記稼働系局から送信されて来たか否かを判別し、対応する前記稼働系局から送信されて来たと判別された場合に当該フレームの前記制御データの一部を書き換える動作を実行し、前記稼働系局として機能する場合には、前記フレームを前記ループ状伝送路に送出する動作と、前記ループ状伝送路から受信される前記フレームの前記制御データが書き換えられたか否かに基づいて、前記待機系局の存在および／または健全性を判別する動作とを実行する制御論理手段と、
   前記待機系局の存在および／または健全性の判別結果を記憶する記憶手段と、
   を含むことを特徴とするネットワーク装置。
7. 請求項６記載のネットワーク装置において、前記制御データは、前記フレームの先頭を識別するためのスタートデリミタであることを特徴とするネットワーク装置。
8. 伝送データおよび前記伝送データに随伴する制御データを含むフレームが流れるループ状伝送路と、
   前記ループ状伝送路に冗長に設けられ、稼働系局および／または待機系局として機能するネットワーク装置と、
   を含むリング型ネットワークシステムであって、
   個々の前記ネットワーク装置は、
   前記待機系局として機能する場合には、当該待機系局を通過する前記フレームの送信元局番を参照して当該待機系局に対応する前記稼働系局から送信されて来たか否かを判別し、対応する前記稼働系局から送信されて来たと判別された場合に当該フレームの前記制御データの一部を書き換える動作を実行し、前記稼働系局として機能する場合には、前記フレームを前記ループ状伝送路に送出する動作と、前記ループ状伝送路から受信される前記フレームの前記制御データが書き換えられたか否かに基づいて、前記待機系局の存在および／または健全性を判別する動作とを実行する制御論理手段と、
   前記待機系局の存在および／または健全性の判別結果を記憶する記憶手段と、
   を含むことを特徴とするリング型ネットワークシステム。
9. 請求項８記載のリング型ネットワークシステムにおいて、前記制御データは、前記フレームの先頭を識別するためのスタートデリミタであることを特徴とするリング型ネットワークシステム。

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