JP5140735B2 - 産業用イーサネットネットワークに基づいた故障処理方法、システム、および交換装置 - Google Patents

Description

本発明は、産業用イーサネットネットワークの技術分野、特に産業用イーサネットネットワークに基づいた故障処理方法、システム、および交換装置に関する。（イーサネットは登録商標。以下同様。）

イーサネットネットワーク技術の発展とともに、イーサネットネットワークはますます産業分野に利用されて、産業生産の運営安定性および利益増大は、故障の場合に産業用イーサネットネットワークの有効性についてより多くを必要とする。産業用イーサネットネットワークの高有効性の要件からみて、既存の産業用イーサネットネットワークは、一般に、マスター・スレーブ・リング・ネットワーク冗長性実施機構を使用し、この機構は、イーサネット・ネットワーク・システムのマスター交換装置によってネットワーク全体の動作を制御して、故障がイーサネットネットワークの特定の交換装置で起こる場合にネットワーク全体が利用できることを確実にする。しかしながら、上記のマスター・スレーブ・リング・ネットワーク冗長性実施機構において、ネットワークの故障リスクはマスター交換装置に非常に収束され、それによって故障がマスター交換装置で起こる場合には、イーサネットネットワーク全体が利用できなくなる可能性がある。

先行技術においては、故障がマスター・スレーブ・リング・ネットワーク冗長性実施機構のマスター交換装置で起こる場合にネットワークが利用できないという問題を解決するために、分散イーサネット・ネットワーク・システムが用いられて、それはリング構造を形成するために順番に接続した複数の交換を含む。図１はシステムによって故障処理を実行するフローチャートを示す。

ステップ１０１：システムにおける全ての交換のための構成を実行する。

ステップ１０２：所定の構成の命令によるシステムのためのループ検出およびプロトコル機械検出を周期的に実行する。

ステップ１０３：ループ故障またはプロトコル機械故障を検出するときに故障警告メッセージを送る。

方法が、分散故障検出および診断を実行し、イーサネットネットワークの通信の公平性の原理を示して、マスター交換装置で起こる故障によって生じるイーサネットネットワークの有効性の非常に収束されたリスクの問題を解決することは、既存のイーサネットネットワーク故障処理方法から理解され得る。しかしながら、複数の故障がネットワークの複数の交換装置で起こる場合には、分散単一リング冗長性ネットワークが単一交換装置で起きた故障を処理できるだけなので、イーサネット・ネットワーク・システムが利用できなくて、単一故障がネットワークで起こるときに、交換装置のメッセージ転送経路が変えられたので、イーサネットネットワークの故障回復の時間は長くなり、そして交換装置の固有のＦＤＢテーブルが故障回復の間に回復される必要があるので、イーサネットネットワークの有効性は対応して減少する。

本発明の目的は、複数の故障が先行技術における複数の交換装置で起こるときにイーサネット・ネットワーク・システムが利用できないという問題を解決するために産業用イーサネット・ネットワーク・システムに基づいた故障処理方法を提供することである。

本発明の別の目的は、複数の故障が先行技術におけるイーサネット・ネットワーク・システムの複数の交換装置で起こるときにシステムが利用できないという問題を解決するために産業用イーサネット・ネットワーク・システムに基づいた故障処理システムおよび交換装置を提供することである。

上記の技術的問題を解決するために、本発明は以下の技術的な解決策を提供する。

産業用イーサネットネットワークに基づいた故障処理方法では、ネットワークの交換装置は相互冗長二重リンクにより接続され、そこでは作業リンクは作業状態にあり、且つ予備リンクは予備状態にあり、方法は、ネットワークの交換装置間の二重リンクの接続状態を検出する段階と、作業リンクが故障状態にあり、予備状態が接続状態にあるときに、予備リンクを作業リンクに切り換える段階とを含む。

リンクの接続状態は、接続状態のリンク、故障状態のリンク、または切断状態のリンクを含む。

交換装置は少なくとも４つのポートを含み、それぞれ２つのポートを経由してその隣接する交換装置に接続し、そして同じリンクの交換装置の２つのポートは同じリングのポートであり、そして同じ交換装置に接続している交換装置の２つのポートは同じ方向のポートである。

予備リンクを作業リンクと交換する段階は次の段階を含む。
交換装置によって、作業リンクを故障状態にしている故障ポートと同じ方向のポートを検索する段階、そして
作業リンクの作業ポートの状態を禁止状態に変換して、同じ方向のポートを含む予備リンクが接続状態にあるとき、予備リンクの予備ポートの状態を作業ポートの最初の状態に変換する段階。

予備リンクの予備ポートの状態を作業ポートの最初の状態に変換することは、
作業ポートの最初の状態はフォワーディング状態であり、そして予備ポートの状態はフォワーディング状態に変換される、または
作業ポートの最初の状態はブロッキング状態であり、そして予備ポートの状態はブロッキング状態に変換されることを含む。

方法は、
交換装置によって、予備リンクの予備ポートの状態を維持し、そして故障が二重リンクの両方ともに起こるとき、または作業リンクが故障状態にあり、且つ予備リンクが切断状態にあるとき、故障ポートの状態をブロッキング状態に変換する段階と、
ネットワークのブロッキング状態の作業ポートにフォワーディング状態への転換を通知する段階と、を更に含む。

方法は、所定の構成によって二重リンクのポートの状態を設定して、ネットワークの交換装置が初期化されるときにクロック同期を実行する段階を更に含む。

方法は、故障が作業リンクで起こるときに、交換装置によって、警報をマルチキャスト方法で送る段階を更に含み、警報は故障タイプの情報および起きた故障の位置を含む。

産業用イーサネットネットワークに基づいた故障処理システムは、相互冗長二重リンクにより接続される複数の交換装置を備え、そこでは作業リンクは作業状態にあり、且つ予備リンクは予備状態にあり、
そこでは交換装置は、隣接する交換装置間の二重リンクの接続状態を検出するように適合させた検出ユニットと、
作業リンクが故障状態にあり、且つ予備リンクが接続状態にあるときに、予備リンクを作業リンクに切り換えるように適合させた交換ユニットと、を備える。

スイッチユニットは、
作業リンクを故障状態にしている故障ポートと同じ方向のポートを検索するように適合させた検索ユニットと、
同じ方向のポートを備える予備リンクが接続状態にあるときに、作業リンクの作業ポートの状態を禁止状態に変換し、そして予備リンクの予備ポートの状態を作業ポートの最初の状態に変換するように適合させた動作ユニットと、を備える。

交換装置は、
故障が二重リンクの両方ともに起こるか、または作業リンクが故障状態にあり、且つ予備リンクが切断状態にあるとき、予備リンクの予備ポートの状態を維持し、そして故障ポートの状態をブロッキング状態に変換するように適合させた変換ユニットと、
ネットワークのブロッキング状態の作業ポートにフォワーディング状態への変換を通知するように適合させた通知ユニットと、を更に備える。

交換装置は、
所定の構成によって、二重リンクのポートの状態を設定し、そしてネットワークの交換装置が初期化されるときにクロック同期を実行するように適合させた設定ユニットと、
故障が作業リンクで起こるときにマルチキャスト方法で警報を送るように適合させた警報ユニットと、
を更に備え、そこでは警報は故障タイプの情報および起きた故障の位置を含む。

交換装置は、
それに接続される交換装置間の二重リンクの接続状態を検出するように適合させた検出ユニットと、
作業リンクが故障状態にあり、且つ予備リンクが接続状態にあるときに、予備リンクを作業リンクに切り換えるように適合させたスイッチユニットと、を備える。

スイッチユニットは、
作業リンクを故障状態にする故障ポートと同じ方向のポートを検索するように適合させた検索ユニットと、
同じ方向のポートを備える予備リンクが接続状態にあるときに、作業リンクの作業ポートの状態を禁止状態に変換し、そして予備リンクの予備ポートの状態を作業ポートの最初の状態に変換するように適合させた動作ユニットと、を備える。

交換装置は、
故障が二重リンクの両方ともに起こるか、または作業リンクが故障状態にあり、且つ予備リンクが切断状態にあるとき、予備リンクの予備ポートの状態を維持し、そして故障ポートの状態をブロッキング状態に変換するように適合させた変換ユニットと、
ネットワークのブロッキング状態の作業ポートにフォワーディング状態への変換を通知するように適合させた通知ユニットと、を更に備える。

交換装置は、
所定の構成によって、二重リンクのポートの状態を設定し、そしてネットワークの交換装置が初期化されるときに、クロック同期を実行するように適合させた設定ユニットと、
故障が作業リンクで起こるときに、マルチキャスト方法で警報を送るように適合させた警報ユニットと、
を更に備え、そこでは警報は故障タイプの情報および起きた故障の位置を含む。

本発明のネットワークの交換装置は相互冗長二重リンクにより接続され、そこでは作業リンクは作業状態にあり、予備リンクは予備状態にあり、ネットワークの交換装置の二重リンクの接続状態は検出され、作業リンクが故障状態にあり、且つ予備状態が接続状態にあるときに、予備リンクは作業リンクに切り換えられることを、本発明で提供される解決策から理解できる。複数の故障が本発明の相互冗長二重リンクのリング構造で起こるときに、ネットワーク有効性は予備リンクへ切り換えることによって確実にされ、そして単一リングネットワーク構造の冗長スイッチングの間にデータ転送経路の変更によって生じる正常データを送信することによって必要とされるリダイレクション時間は、相互冗長リンクで切り換わることにより回避され、それによりネットワークの故障回復の時間は短縮される。

本発明は、複数の故障が先行技術における複数の交換装置で起こるときにイーサネット・ネットワーク・システムが利用できないという問題を解決するために産業用イーサネット・ネットワーク・システムに基づいた故障処理方法を提供することができる。

さらに本発明は、複数の故障が先行技術におけるイーサネット・ネットワーク・システムの複数の交換装置で起こるときにシステムが利用できないという問題を解決するために産業用イーサネット・ネットワーク・システムに基づいた故障処理システムおよび交換装置を提供することができる。

先行技術の故障処理方法のフローチャート 本発明の第１実施形態による産業用イーサネットネットワークに基づいた故障処理方法のフローチャート 交換装置間の二重リンクとして接続されるポートの状態の略図 本発明による２つの交換装置間のポートの接続の略図 本発明の第２実施形態による産業用イーサネットネットワークに基づいた故障処理方法のフローチャート 本発明の第３実施形態による産業用イーサネットネットワークに基づいた故障処理方法のフローチャート 本発明の第４実施形態による産業用イーサネットネットワークに基づいた故障処理方法のフローチャート 本発明による産業用イーサネットネットワークに基づいた故障処理システムの構造の略図 本発明の第１実施形態による交換装置のブロック図 本発明の第２実施形態による交換装置のブロック図

本発明の核心は産業用イーサネットネットワークに基づいた故障処理方法を提供することであり、そしてネットワークの交換装置は相互冗長二重リンクにより接続され、そこでは作業リンクは作業状態にあり、予備リンクは予備状態にあり、ネットワークの交換装置間の二重リンクの接続状態は検出され、そして作業リンクが故障状態にあり、且つ予備状態が接続状態にあるときに、予備リンクは作業リンクに切り換えられる。

当業者に本発明の技術的な解決策を理解させて、本発明の目的、特徴、および利点を明らかにするために、本発明は添付図面および実施形態を参照して以下に詳細に説明される。

図２は、本発明の第１実施形態による産業用イーサネットネットワークに基づいた故障処理方法のフローチャートを例示する。産業用イーサネットネットワークの交換装置は相互冗長二重リンクにより接続され、そこでは作業リンクは作業状態にあり、且つ予備リンクは予備状態にある。

ステップ２０１：ネットワークの交換装置間の二重リンクの接続状態を検出する。

そこにおいてリンクの接続状態は以下を含む。すなわちリンクは接続状態にあり、リンクは故障状態にあるか、またはリンクは切断状態にある。接続状態のリンクのポートは、リンクの接続がＩＥＥＥ８０２．３プロトコルに基づいて正常であることを規定し、そしてデータ交換はポートを経由して隣接する交換装置の間で通常実施されることができて、切断状態のリンクのポートは、リンクの接続がＩＥＥＥ８０２．３プロトコルに基づいて故障であることを規定し、そしていかなるデータ交換もポートを経由して実行されることができず、そして故障状態のリンクのポートは、リンクの接続がＩＥＥＥ８０２．３プロトコルに基づいて正常であることを規定し、しかし、故障が隣接する交換装置で起こった時から、いかなるデータ交換もポートを経由して隣接する交換装置間で実施されることができない。

そこにおいてネットワークの交換装置の各々は少なくとも４つのポートを含み、そしてそれぞれ２つのポートを経由してその隣接する交換装置に接続し、同じリンクの交換装置の２つのポートは同じリングのポートであり、そして同じ交換装置に接続している交換装置の２つのポートは同じ方向のポートである。

ステップ２０２：作業リンクが故障状態にあり、且つ予備リンクが接続状態にあるときに、予備リンクを作業状態に換える。

具体的には、交換装置は作業状態を故障状態にする故障ポートと同じ方向のポートを検索し、そして作業リンクの作業ポートの状態を禁止状態に変換し、そして同じ方向のポートを含む予備リンクが接続状態にあるときに、予備リンクの予備ポートの状態を作業ポートの最初の状態に変換する。作業ポートの最初の状態がフォワーディング状態である場合には、予備ポートの状態はフォワーディング状態に変換され、そして作業ポートの最初の状態がブロッキング状態である場合には、予備ポートの状態はブロッキング状態として変換される。

図３は、本発明によるイーサネットネットワークの交換装置間の二重リンク構造として接続されるポートの状態の略図を例示する。

図３は、二重リンクによるリング構造として相互に接続される交換装置Ａ、交換装置Ｂ、交換装置Ｃ、交換装置Ｄ、交換装置Ｅ、および交換装置Ｆを例示する。内部リング・リンクのすべての装置の同じリングのポートは禁止状態にあり、外部リンクの交換装置Ｄ以外の５つの交換装置の同じリングのポートは禁止状態にある。外部リングの交換装置Ｄの２つのポートに関して、１つはフォワーディング状態に設定され、そして他方はブロッキング状態に設定される。従ってループは、ネットワーク・ストームを効果的に防止するためにこの設定方法でネットワークに形成されず、そして対応する内部リング・リンクの禁止状態のすべてのポートは予備ポートであり、それにより内部リング・リンクは作業リンクとして作用する外部リング・リンクの予備リンクである。

本発明によるイーサネットネットワークの二重リンク構造において、交換装置を初期化する間に、１つのリングのすべてのポートは禁止状態に設定され、そして他のリングのポートの全てのうちの１つはブロッキング状態に設定され、そして他は所定の構成によってフォワーディング状態に設定される。初期化の間に、交換装置のポートはクロック同期および装置の構成機能を実行し、フォワーディング状態の交換装置のポートはポートを通過するすべてのデータ・メッセージを送り、ブロッキング状態の交換装置のポートは交換装置の間に接続検出要求メッセージおよびリンク検出応答メッセージを送るだけであり、そして他のいかなるデータ・メッセージも除き、そして禁止状態の交換装置のポートはすべてのデータ・メッセージを除く。

図４は本発明による交換装置の間のポートの接続の略図を例示し、それは交換装置間の二重リンクとして接続されるポートの状態の略図に関連して利用される。

２つの交換装置は２対の相互冗長ポートによって相互接続し、そこでは相互接続したポートの１つの対は作業ポートであり、そして相互接続したポートのもう一方の対は予備ポートである。故障が２つの交換装置間のリンクで起こらないときに、交換装置の各々の同じ方向のポートの作業ポートの状態はフォワーディング状態またはブロッキング状態にあり、そして同じ方向のポートの予備ポートは禁止状態にある。フォワーディング状態のポートはポートに関するデータの全てを送り、ブロッキング状態のポートは２つの交換装置の間に接続検出要求メッセージおよび接続検出応答メッセージを送るだけで、他のいかなるデータ・メッセージも除き、そして禁止状態のポートはいかなるデータも送らない。フォワーディング状態のポートが接続故障を検出するとき、交換装置は交換装置の作業リンクの故障が起こるときに正常なデータ通信を保つために作業ポートを切り換えることができる。

図５は、本発明の第２実施形態による産業用イーサネットネットワークに基づいた故障処理方法のフローチャートを例示し、それは図３に示される交換装置の二重リンク構造の略図に関連して利用される。実施形態は、故障が作業リンクだけで起こり、且つ予備リンクがネットワークにおいて接続状態にあるときのフローチャートを例示する。

ステップ５０１：ネットワーク装置の間の二重リンクの接続状態を検出する。

本発明による産業用イーサネットネットワークの交換装置は、同じ方向の１対の独立ポートによって隣接する交換装置との冗長接続を実行し、そこでは１つのポートは作業ポートであり、他のポートは予備ポートであり、そして全ての交換装置は順番に接続されて、リングにおいて二重リンク構造を形成する。

この実施形態において、故障が作業リンクで起こるとき、リンクのポートは、リンクの接続がＩＥＥＥ８０２．３プロトコルに基づいて正常であることを規定するが、しかし、故障が隣接する装置で起こった時から、データはこのポートを経由して隣接する交換装置と交換されることができず、そして予備リンクは接続状態にあり、そしてリンクのポートは、リンクの接続がＩＥＥＥ８０２．３プロトコルに基づいて正常であることを規定し、そしてデータは通常このポートを経由して隣接する交換装置と交換されることができる。

ステップ５０２：作業リンクが故障状態にあるかどうかについて決定し、故障状態にある場合は、ステップ５０３を実行し、さもなければ、ステップ５０５を実行する。

ステップ５０３：交換装置によって、作業リンクを故障状態にする故障ポートと同じ方向のポートを検索する。

ステップ５０４：作業リンクの作業ポートの状態を禁止状態に変換し、予備リンクの予備ポートの状態を作業ポートの最初の状態に変換し、そして現在の手順を終了させる。

作業ポートの最初の状態がフォワーディング状態であるとき、予備ポートの状態はフォワーディング状態に変換され、そして作業ポートの最初の状態がブロッキング状態であるとき、予備ポートの状態はブロッキング状態に変換される。

ステップ５０５：作業リンクの作業状態および作業リンクのポートの状態設定を維持し、そして現在の手順を終了させる。

図６は、本発明の第３実施形態による産業用イーサネットネットワークに基づいた故障処理方法のフローチャートを例示し、それは図３に示される交換装置の二重リンク構造の略図に関連して利用される。故障がネットワークの作業リンクに起こるとき、実施形態は予備リンクの状態に基づいた故障処理のフローチャートを例示する。

ステップ６０１：ネットワーク装置間の二重リンクの接続状態を検出する。

予備リンクが接続状態にあるとき、リンクの接続は正常であり、そしてデータは通常このポートを経由して隣接する交換装置と交換されることが可能であり、予備リンクが切断状態にあるとき、リンクの接続は故障していて、そしてデータはこのポートを経由して他の交換装置と交換されることができず、予備リンクが故障状態にあるとき、リンクの接続は正常であり、しかし、故障が隣接する装置に起こった時から、データはこのポートを経由して隣接する交換装置と交換されることができない。

ステップ６０２：作業リンクが故障しているときに予備リンクの状態を決定し、その状態が接続状態にある場合、ステップ６０３を実行し、その状態が切断または故障状態にある場合、ステップ６０４を実行する。

ステップ６０３：予備リンクを作業リンクに切り換え、そして現在の手順を終了させる。

交換装置は、作業状態を故障状態にする故障ポートと同じ方向のポートを検索して、作業リンクの作業ポートの状態を禁止状態に変換し、そして同じ方向のポートを含む予備リンクが接続状態にあるときに予備リンクの予備ポートの状態を作業ポートの最初の状態に変換する。すなわち、作業ポートの最初の状態がフォワーディング状態であるとき、予備ポートの状態はフォワーディング状態に変換され、そして作業ポートの最初の状態がブロッキング状態であるとき、予備ポートの状態はブロッキング状態に変換される。

ステップ６０４：予備リンクの予備ポートの状態を維持して、故障ポートの状態をブロッキング状態に変換する。

交換装置の同じ方向のポートのリンク接続状態がすべて切断状態にあるとき、リンクの作業状態は接続回復テクニックによりネットワークの交換装置により回復される、すなわち、交換装置は、ポートの接続状態が正常かどうか連続的に検出し、交換装置の同じ方向のポートの１つの接続状態は正常であることが検出される場合は、交換装置はポートをフォワーディング状態として直接設定し、さもなければ、検出は続けられ、そして交換装置の同じ方向の他のポートの接続状態も正常であることが検出される場合は、交換装置はポートを禁止状態として設定する。

ステップ６０５：ネットワークのブロッキング状態の作業ポートにフォワーディング状態への変換を通知し、そして現在の手順を終了させる。

図７は本発明の第４実施形態による産業用イーサネットネットワークに基づいた故障処理方法のフローチャートを例示し、それは図３に示される交換装置の二重リンク構造の略図に関連して利用される。実施形態は産業用イーサネットネットワークに基づいた故障処理方法の詳細なフローチャートを例示する。

ステップ７０１：所定の構成によって二重リンクのポートの状態を設定し、そして交換装置を初期化する間にクロック同期を実行する。

ステップ７０２：ネットワークの交換装置間の二重リンクの接続状態を検出する。

ステップ７０３：故障が作業リンクで起こるかどうか決定し、故障が起こる場合は、ステップ７０４を実行し、さもなければ、ステップ７１０を実行する。

ステップ７０４：交換装置によって、故障タイプの情報および起きた故障の位置を含む警報をマルチキャスト方法で送る。

ステップ７０５：予備リンクの状態を決定し、それが接続状態にある場合は、ステップ７０６を実行し、そしてそれが故障または切断状態にある場合は、ステップ７０８を実行する。

ステップ７０６：交換装置によって、作業リンクを故障状態にする故障ポートと同じ方向のポートを検索する。

ステップ７０７：作業リンクの作業ポートの状態を禁止状態に変換し、予備リンクの予備ポートの状態を作業ポートの最初の状態に変換し、そして現在の手順を終了させる。

ステップ７０８：予備リンクの予備ポートの状態を維持して、故障ポートの状態をブロッキング状態に変換する。

ステップ７０９：ネットワークのブロッキング状態の作業ポートにフォワーディング状態への変換を通知し、そして現在の手順を終了させる。

ステップ７１０：作業リンクの作業状態および作業リンクのポートの状態設定を維持し、そして現在の手順を終了させる。

産業用イーサネットネットワークに基づいた故障処理方法に対応して、本発明は産業用イーサネットネットワークに基づいた故障処理システムを更に提供する。

図８は、本発明による産業用イーサネットネットワークに基づいた故障処理システムの構造的略図を例示する。都合よく例示するために、４つの交換装置、すなわち、交換装置８１０、交換装置８２０、交換装置８３０、および交換装置８４０が略図に示される。４つの交換装置は相互冗長二重リンクにより接続され、外部リングは作業状態の作業リンクであり、そして内部リングは予備状態の予備リンクである。

システムの交換装置の各々は隣接する交換装置間の二重リンクの接続状態を検出するために適合させた検出ユニットと、作業リンクが故障状態にあり、且つ予備リンクが接続状態にあるときに、予備リンクを作業リンクに切り換えるために適合させたスイッチユニットとを含み、そこではスイッチユニットは、作業リンクを故障状態にする故障ポートと同じ方向のポートを検索するために適合させた検索ユニットと、作業リンクの作業ポートの状態を禁止状態に変換し、そして同じ方向のポートを含む予備リンクが接続状態にあるときに、予備リンクの予備ポートの状態を作業ポートの最初の状態に変換するために適合させた動作ユニットとを更に含む。

さらに、交換装置は、故障が二重リンクの両方ともに起こるか、または作業リンクが故障状態にあり、そして予備リンクが切断状態にあるときに、リンクの予備ポートの状態を維持して、故障ポートの状態をブロッキング状態に変換するために適合させた変換ユニットと、ネットワークのブロッキング状態の作業ポートにフォワーディング状態への変換を通知するために適合させた通知ユニットと、所定の構成による二重リンクのポートの状態を設定し、そしてネットワークの交換装置を初期化する間にクロック同期を実行するために適合させた設定ユニットと、故障が作業リンクに起こるときにマルチキャスト方法で警報を送るために適合させた警報ユニットとを更に含むことができ、そこでは警報は故障タイプの情報および起きた故障の位置を含む。

産業用イーサネットネットワークに基づいた故障処理方法およびシステムに対応して、本発明は交換装置を更に提供する。

図９は本発明の第１実施形態による交換装置のブロック図を例示する。

交換装置は検出ユニット９１０およびスイッチユニット９２０を含む。

検出ユニット９１０はそれに接続される交換装置間の二重リンクの接続状態を検出するために適合し、そして作業リンクが故障状態にあり、且つ予備リンクが接続状態にあるときに、スイッチユニット９２０は予備リンクを作業リンクに切り換えるために適合している。

図１０は本発明の第２実施形態による交換装置を例示する。

交換している装置は、設定ユニット１０１０、検出ユニット１０２０、スイッチユニット１０３０、変換ユニット１０４０、通知ユニット１０５０、および警報ユニット１０６０を含む。

設定ユニット１０１０は、所定の構成による二重リンクのポートの状態を設定し、そしてネットワークの交換装置を初期化する間にクロック同期を実行するために適合し、検出ユニット１０２０は、それに接続される交換装置間の二重リンクの接続状態を検出するために適合し、そして作業リンクが故障状態にあり、且つ予備リンクが接続状態にあるときに、スイッチユニット１０２０は予備リンクを作業リンクに切り換えるために適合し、故障が二重リンクの両方ともに起こるときに、または作業リンクが故障状態にあり、且つ予備リンクが切断状態にあるときに、変換ユニット１０４０はリンクの予備ポートの状態を維持して、故障ポートの状態をブロッキング状態に変換するために適合し、通知ユニット１０５０はネットワークのブロッキング状態の作業ポートにフォワーディング状態への変換を通知するために適合し、そして故障が作業リンクに起こるときに、警報ユニット１０６０は警報をマルチキャスト方法で送るために適合し、そこでは警報は故障タイプの情報および起きた故障の位置を含む。

そこにおいて、スイッチユニット１０３０は、作業リンクを故障状態にする故障ポートと同じ方向のポートを検索するために適合させた検索ユニットｌ０３１と、
作業リンクの作業ポートの状態を禁止状態に変換し、そして同じ方向のポートを含む予備リンクが接続状態にあるときに、予備リンクの予備ポートの状態を作業ポートの最初の状態に変換するために適合させた動作ユニット１０３２とを含む。

本発明の実施形態からよく理解できるように、多点故障がネットワークに発生するときに、本発明による相互冗長二重リンクのリング構造は、予備リンクへ切り換えることによってネットワーク有効性を確実にすることができ、そして単一リング・ネットワーク構造の冗長スイッチングの間のデータ転送経路の変更から生じる正常なデータを送信することによって必要とされるリダイレクション時間は、相互冗長リンクで切り換わることにより回避され、それによりネットワークの故障回復の時間は短縮される。

本発明が実施形態により説明されているけれども、当業者は本発明が本発明の精神を逸脱しない範囲で修正および変更を有することを認めなければならない、そして添付の請求の範囲は本発明の精神を逸脱しない範囲でそれらの修正および変更を含むことを目的とする。

本願は、２００７年１１月２６日に中国の知的財産事務所により出願された「産業用イーサネットネットワークに基づいた故障処理方法、システム、および交換装置」と題する中国特許出願第２００７１０１６７３７４．２号の利益を主張する。そしてそれは完全に本願明細書に引用したものとする。

Claims (11)

1. 産業用イーサネット（登録商標）ネットワークに基づいた故障処理方法において、前記ネットワークの交換装置が相互冗長二重リンクにより接続され、そこでは作業リンクが作業状態にあり、予備リンクが予備状態にある方法であって、
   前記ネットワークの前記交換装置間の前記二重リンクの接続状態を検出する段階と、前記作業リンクが故障状態にあり、且つ前記予備状態が接続状態にあるとき、前記予備リンクを前記作業リンクに切り換える段階を含み、
   前記リンクの接続状態が、接続状態の前記リンク、故障状態の前記リンク、または切断状態の前記リンクを含み、前記交換装置が少なくとも４つのポートを含み、そしてそれぞれ２つのポートを経由してその隣接する交換装置に接続し、同じリンクの交換装置の２つのポートは同じリングのポートであり、そして同じ交換装置に接続している交換装置の２つのポートは同じ方向のポートであり、
   前記予備リンクを前記作業リンクに切り換える前記段階が、
   前記交換装置によって、前記作業リンクを前記故障状態にする前記故障ポートと同じ方向のポートを検索する段階と、
   前記作業リンクの前記作業ポートの状態を禁止状態に変換し、そして同じ方向の前記ポートを含む前記予備リンクが接続状態にあるときに、前記予備リンクの前記予備ポートの状態を前記作業リンクの最初の状態に変換する段階と、
   を含むことを特徴とする方法。
2. 前記予備リンクの前記予備ポートの状態を前記作業ポートの最初の状態に変換する前記段階において、
   前記作業ポートの最初の状態はフォワーディング状態であり、そして前記予備ポートの状態はフォワーディング状態に変換されるか、または
   前記作業ポートの最初の状態はブロッキング状態であり、そして前記予備ポートの状態はブロッキング状態に変換されることを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 交換装置によって、前記予備リンクの前記予備ポートの状態を維持し、そして故障が前記二重リンクの両方ともに起こるとき、または前記作業リンクが故障状態にあり、且つ前記予備リンクが切断状態にあるとき、前記故障ポートの状態をブロッキング状態へ変換する段階と、
   前記ネットワークの前記ブロッキング状態の前記作業ポートにフォワーディング状態への変換を通知する段階と、
   をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
4. 所定の構成による前記二重リンクの前記ポートの状態を設定し、そして前記ネットワークの前記交換装置が初期化されるときにクロック同期を実施する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
5. 故障が前記作業リンクに起こるとき、前記交換装置によって、警報をマルチキャスト方法で送る段階をさらに含み、前記警報は故障タイプの情報および起きた故障の位置を含むことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の方法。
6. 相互冗長二重リンクにより接続される複数の交換装置を備える、産業用イーサネット（登録商標）ネットワークに基づいた故障処理システムであって、作業リンクが作業状態にあり、予備リンクが予備状態にあり、そして前記交換装置は、
   隣接する交換装置間の前記二重リンクの接続状態を検出するために適合させた検出ユニットと、前記リンクの接続状態が、接続状態の前記リンク、故障状態の前記リンク、または切断状態の前記リンクを含み、
   前記作業リンクが故障状態にあり、且つ前記予備リンクが接続状態にあるとき、前記予備リンクを前記作業リンクに切り換えるために適合させたスイッチユニットと、
   前記交換装置が少なくとも４つのポートを含み、そしてそれぞれ２つのポートを経由してその隣接する交換装置に接続し、同じリンクの交換装置の２つのポートは同じリングのポートであり、そして同じ交換装置に接続している交換装置の２つのポートは同じ方向のポートであり、
   前記スイッチユニットが、
   前記作業リンクを故障状態にする前記故障ポートと同じ方向のポートを検索するために適合させた検索ユニットと、
   前記作業リンクの前記作業ポートの状態を禁止状態に変換し、そして前記同じ方向の前記ポートを含む前記予備リンクが接続状態にあるときに、前記予備リンクの前記予備ポートの状態を前記作業ポートの最初の状態に変換するために適合させた動作ユニットと、
   を備えるシステム。
7. 前記交換装置が、
   前記予備リンクの前記予備ポートの状態を維持し、そして故障が二重リンクの両方ともに起こるときに、または前記作業リンクが故障状態にあり、且つ前記予備リンクが切断状態にあるときに、前記故障ポートの状態をブロッキング状態に変換するために適合させた変換ユニットと、
   前記ネットワークのブロッキング状態の前記作業ポートにフォワーディング状態への変換を通知するために適合させた通知ユニットと、
   をさらに備えることを特徴とする請求項６記載のシステム。
8. 前記交換装置が、
   所定の構成による前記二重リンクの前記ポートの状態を設定し、前記ネットワークの前記交換装置が初期化されるときに、クロック同期を実行するために適合させた設定ユニットと、
   故障が前記作業リンクに起こるときに、警報をマルチキャスト方法で送信するために適合させた警報ユニットと、
   をさらに備え、前記警報は故障タイプの情報および起きた故障の位置を含むことを特徴とする請求項６記載のシステム。
9. 相互接続された交換装置間の前記二重リンクの接続状態を検出するために適合させた検出ユニットと、
   前記リンクの接続状態が、接続状態の前記リンク、故障状態の前記リンク、または切断状態の前記リンクを含み、
   前記作業リンクが故障状態にあり、且つ前記予備リンクが切断状態にあるときに、前記予備リンクを前記作業リンクに切り換えるために適合させたスイッチユニットと、
   前記交換装置が少なくとも４つのポートを含み、そしてそれぞれ２つのポートを経由してその隣接する交換装置に接続し、同じリンクの交換装置の２つのポートは同じリングのポートであり、そして同じ交換装置に接続している交換装置の２つのポートは同じ方向のポートであり、
   前記スイッチユニットが、
   前記作業リンクを故障状態にする前記故障ポートと同じ方向のポートを検索するために適合させた検索ユニットと、
   前記作業リンクの前記作業ポートの状態を禁止状態に変換し、そして前記同じ方向の前記ポートを含む前記予備リンクが接続状態にあるときに、前記予備リンクの前記予備ポートの状態を前記作業ポートの最初の状態に変換するために適合させた動作ユニットと、
   を備えることを特徴とする交換装置。
10. 前記予備リンクの前記予備ポートの状態を維持し、そして故障が二重リンクの両方ともに起こるときに、または前記作業リンクが故障状態にあり、且つ前記予備リンクが切断状態にあるときに、前記故障ポートの状態をブロッキング状態に変換するために適合させた変換ユニットと、
    前記ネットワークのブロッキング状態の前記作業ポートにフォワーディング状態への変換を通知するために適合させた通知ユニットと、
    をさらに備えることを特徴とする請求項９記載の交換装置。
11. 所定の構成による前記二重リンクの前記ポートの状態を設定し、前記ネットワークの前記交換装置が初期化されるときに、クロック同期を実行するために適合させた設定ユニットと、
    故障が前記作業リンクに起こるときに、警報をマルチキャスト方法で送信するために適合させた警報ユニットと、
    をさらに備え、前記警報は故障タイプの情報および起きた故障の位置を含むことを特徴とする請求項９記載の交換装置。

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