(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の冗長化プロトコルを用いて冗長化経路を確保したリング型ネットワークを構成し、前記リング型ネットワークを構成している他のネットワーク中継装置と接続される一方のポートから所定の間隔で制御フレームを送信し、前記リング型ネットワークを構成している他のネットワーク中継装置と接続される他方のポートで前記制御フレームを受信し、前記制御フレームを受信してから次の前記制御フレームを所定の一定時間である待機時間以上受信しない場合に前記リング型ネットワーク内の通信経路を前記冗長化経路に切り替えるネットワーク中継装置であって、
前記待機時間を算出して設定する自動設定モードである、又は前記自動設定モードではないことを識別するための第１の識別情報を格納した前記制御フレームを生成する生成手段と、
前記生成手段で生成された前記制御フレームを所定の間隔で送信する送信手段と、
前記送信手段により所定の間隔で送信された前記制御フレームを受信し、受信した前記制御フレームの受信時刻を記録する受信手段と、
受信した前記制御フレームに前記自動設定モードであることを識別する前記第１の識別情報が格納されている場合に、前記受信手段により記録された前記受信時刻に基づいて前記待機時間を算出して設定する待機時間設定手段と、
前記制御フレームを受信してから次の前記制御フレームを前記待機時間以上受信しない場合に前記冗長化経路に切り替える切替手段と
を備えたネットワーク中継装置。
【請求項２】
請求項１に記載のネットワーク中継装置において、
前記生成手段は、前記制御フレームの送信時刻を前記制御フレームに格納し、
前記受信手段は、受信した前記制御フレームに格納されている前記送信時刻を記録し、
前記待機時間設定手段は、前記受信時刻と前記送信時刻に基づいて、個々の前記制御フレームが前記リング型ネットワーク内を周回するのに要した周回時間をそれぞれ算出し、前記周回時間に基づいて前記待機時間を算出することを特徴とするネットワーク中継装置。
【請求項３】
請求項１に記載のネットワーク中継装置において、
前記生成手段は、前記制御フレームを個々に識別するための第２の識別情報を前記制御フレームに格納し、
前記送信手段は、前記制御フレームを所定の間隔で送信するとともに、前記制御フレームの送信時刻と前記制御フレームに格納した前記第２の識別情報とを対応付けて記録し、
前記受信手段は、受信した前記制御フレームに格納されている前記第２の識別情報を参照し、特定した前記第２の識別情報に対応付けて前記受信時刻を記録し、
前記待機時間設定手段は、前記受信時刻と前記送信時刻とに基づいて、個々の前記制御フレームが前記リング型ネットワーク内を周回するのに要した周回時間をそれぞれ算出し、前記周回時間に基づいて前記待機時間を算出することを特徴とするネットワーク中継装置。
【請求項４】
請求項２又は３に記載のネットワーク中継装置において、
前記待機時間設定手段は、算出したそれぞれの前記周回時間の中から平均の周回時間を算出するとともに、最長の周回時間から前記平均の周回時間を減算した時間に対して前記制御フレームの送信間隔を加算することにより得られた時間を前記待機時間として設定することを特徴とするネットワーク中継装置。
【請求項５】
請求項２又は３に記載のネットワーク中継装置において、
前記待機時間設定手段は、算出したそれぞれの前記周回時間に基づいて平均の周回時間を算出するとともに、前記周回時間及び前記平均の周回時間に基づいて標準偏差時間を算出したうえで、前記標準偏差時間に所定の値を乗算した偏差時間に対して前記制御フレームの送信間隔を加算することにより得られた時間を前記待機時間として設定することを特徴とするネットワーク中継装置。
【請求項６】
請求項１に記載のネットワーク中継装置において、
前記待機時間設定手段は、前記受信手段で受信した個々の前記制御フレームの受信時刻から前記制御フレームの受信間隔を算出し、前記受信間隔に基づいて前記待機時間を算出することを特徴とするネットワーク中継装置。
【請求項７】
請求項６に記載のネットワーク中継装置において、
前記待機時間設定手段は、前記受信間隔の平均値を算出したうえで、前記受信間隔の最大値から前記受信間隔の平均値を減算した差分最大値に対して前記受信間隔の平均値を加算することにより得られた値を前記待機時間として設定することを特徴とするネットワーク中継装置。
【請求項８】
請求項６に記載のネットワーク中継装置において、
前記待機時間設定手段は、前記受信間隔の平均値を算出したうえで、個々の前記制御フレームの前記受信間隔及び前記受信間隔の平均値から標準偏差時間を算出するとともに、前記標準偏差時間に所定の値を乗算した偏差時間に対して前記受信間隔の平均値を加算することにより得られた値を前記待機時間として設定することを特徴とするネットワーク中継装置。
【請求項９】
所定の冗長化プロトコルに基づいて冗長化経路を確保した通信経路と、
前記通信経路上に配置され、前記通信経路を介してフレームを中継する複数のネットワーク中継装置と、
前記複数のネットワーク中継装置のうち、一方のネットワーク中継装置に対して前記フレームを中継しつつ、これらネットワーク中継装置間の通信状態を監視するための制御フレームを所定の間隔で送信するとともに、前記通信経路を経由して他方のネットワーク中継装置から転送された前記制御フレームを受信するマスタースイッチとを備えたリング型ネットワークであって、
前記マスタースイッチは、
前記制御フレームを受信してから次の前記制御フレームを所定の一定時間である待機時間として設定するために、前記待機時間を自動で算出する自動設定モードである、又は前記自動設定モードではないことを識別するための第１の識別情報を格納した前記制御フレームを生成する生成手段と、
前記生成手段により生成された前記制御フレームを所定の間隔で一方の前記ネットワーク中継装置へ向けて送信する送信手段と、
前記送信手段により所定の間隔で送信され、前記通信経路を経由して他方の前記ネットワーク中継装置から転送された前記制御フレームを受信するとともに、受信した前記制御フレームの受信時刻を記録する受信手段と、
受信した前記制御フレームに前記自動設定モードであることを識別する前記第１の識別情報が格納されている場合に、前記受信手段により記録された前記受信時刻に基づいて前記待機時間を算出して設定する待機時間設定手段と、
前記制御フレームを受信してから次の前記制御フレームを前記待機時間以上受信しない場合に前記通信経路を前記冗長化経路に切り替える切替手段と
を備えるリング型ネットワーク。
【請求項１０】
請求項９に記載のリング型ネットワークにおいて、
前記生成手段は、前記制御フレームの送信時刻を前記制御フレームに格納し、
前記受信手段は、受信した前記制御フレームに格納されている前記送信時刻を記録し、
前記待機時間設定手段は、前記受信時刻と前記送信時刻に基づいて、個々の前記制御フレームが前記通信経路を経由するのに要した周回時間をそれぞれ算出し、前記周回時間に基づいて前記待機時間を算出することを特徴とするリング型ネットワーク。
【請求項１１】
請求項９に記載のリング型ネットワークにおいて、
前記生成手段は、前記制御フレームを個々に識別するための第２の識別情報を前記制御フレームに格納し、
前記送信手段は、前記制御フレームを所定の間隔で送信するとともに、前記制御フレームの送信時刻と前記制御フレームに格納した前記第２の識別情報とを対応付けて記録し、
前記受信手段は、受信した前記制御フレームに格納されている前記第２の識別情報を参照し、特定した前記第２の識別情報に対応付けて前記受信時刻を記録し、
前記待機時間設定手段は、前記受信時刻及び前記送信時刻に基づいて、個々の前記制御フレームが前記通信経路を経由するのに要した周回時間をそれぞれ算出し、前記周回時間に基づいて前記待機時間を算出することを特徴とするリング型ネットワーク。
【請求項１２】
請求項１０又は１１に記載のリング型ネットワークにおいて、
前記待機時間設定手段は、算出したそれぞれの前記周回時間の中から平均の周回時間を算出するとともに、最長の周回時間から前記平均の周回時間を減算した時間に対して前記制御フレームの送信間隔を加算することにより得られた時間を前記待機時間として設定することを特徴とするリング型ネットワーク。
【請求項１３】
請求項１０又は１１に記載のリング型ネットワークにおいて、
前記待機時間設定手段は、算出したそれぞれの前記周回時間に基づいて平均の周回時間を算出するとともに、前記周回時間及び前記平均の周回時間に基づいて標準偏差時間を算出したうえで、前記標準偏差時間に所定の値を乗算した偏差時間に対して前記制御フレームの送信間隔を加算することにより得られた時間を前記待機時間として設定することを特徴とするリング型ネットワーク。
【請求項１４】
請求項９に記載のリング型ネットワークにおいて、
前記待機時間設定手段は、前記受信手段で受信した個々の前記制御フレームの受信時刻から前記制御フレームの受信間隔を算出し、前記受信間隔に基づいて前記待機時間を算出することを特徴とするリング型ネットワーク。
【請求項１５】
請求項１４に記載のリング型ネットワークにおいて、
前記待機時間設定手段は、前記受信間隔の平均値を算出したうえで、前記受信間隔の最大値から前記受信間隔の平均値を減算した差分最大値に対して前記受信間隔の平均値を加算することにより得られた値を前記待機時間として設定することを特徴とするリング型ネットワーク。
【請求項１６】
請求項１４に記載のリング型ネットワークにおいて、
前記待機時間設定手段は、前記受信間隔の平均値を算出したうえで、個々の前記制御フレームの前記受信間隔及び前記受信間隔の平均値から標準偏差時間を算出するとともに、前記標準偏差時間に所定の値を乗算した偏差時間に対して前記受信間隔の平均値を加算することにより得られた値を前記待機時間として設定することを特徴とするリング型ネットワーク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リング型ネットワークにおいて正確にネットワーク内の通信状態を監視するためのネットワーク中継装置及びリング型ネットワークに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数のネットワーク中継装置を接続してリング型トポロジを構成したネットワークにおいて、各ネットワーク中継装置に実装された冗長化プロトコルを用いて通信経路の冗長化を図ることにより、ネットワーク内に何らかの通信障害が発生した場合、それまでの通信経路を代替の経路（冗長化経路）に切り替えて通信障害を回避する技術が知られている（例えば、特許文献１）。この先行技術は、リング型ネットワーク内に配置された複数のスイッチングハブのうち、予めネットワーク内の通信を監視するための基点となるスイッチングハブを選択しておき、これらスイッチングハブの少なくとも２つのポートのうち、一方のポートをユーザフレームの送受信が可能なフォワーディング状態に設定し、他方のポートをユーザフレームの送受信が禁止されたブロッキング状態に設定するものである。
【０００３】
上記の基点となるスイッチングハブは、リング型ネットワーク内における通信状態を監視するための制御フレームをフォワーディング状態のポートから所定の間隔でリング型ネットワーク内に送信する。そしてリング型ネットワーク内を転送された制御フレームをブロッキング状態のポートで受信する。このとき基点となるスイッチングハブには、各ポートに制御フレームの数を計数するためのカウンタ回路が備えられている。このカウンタ回路は、ブロッキング状態に設定されたポートにおいて、受信したフレームが制御フレームであるか否かを識別するとともに、制御フレームを受信した場合、その受信したフレーム数をカウントする。そして、基点となるスイッチングハブは、カウンタ回路で計算された値を所定の間隔で（一定時間ごとに）読み出し、前回の読み出し時から今回読み出す時までの間に、上記のフレーム数に増加があったか否かを判別する。
【０００４】
その結果、フレーム数が増加していない場合、基点となるスイッチングハブはネットワーク内に通信障害が発生したと判断し、それまでブロッキング状態に設定していたポートをフォワーディング状態に設定する。これにより、通信経路を代替の通信経路に瞬時に切り替えて、通信障害を回避することができる。また、通信障害の影響によりユーザフレームが破棄される時間を最小限に抑えることができると考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２０１００９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した先行技術による障害検知の手法は、予め設定された一定の間隔で制御フレームの受信カウント数を監視しているため、通信障害が発生した場合の応答性に優れるという利点がある。しかしながら、障害検知の応答性を重視し、予め設定された一定の間隔を短くしすぎると、わずかなネットワーク内の遅延についても通信障害であると誤検知するおそれがある。
【０００７】
例えば、ネットワーク内で一時的にトラフィック量が増加したことにより制御フレームの転送速度が遅延していると、一定時間内では基点となるスイッチングハブに制御フレームが到達しないことがある。この場合、次に受信カウント数の読み出しを行うタイミングではフレーム数が増加していないため、それによってスイッチングハブは通信経路上に障害が発生したと判断してしまう。その反面、この問題を解消するために、転送速度の遅延を見越して読み出しの間隔を過度に長く設定すると、障害検知の応答性が大きく低下するという問題がある。
【０００８】
そこで本発明は、ネットワーク内の状況に応じて正確に通信障害を検知するとともに、その誤検知を防止することができる技術の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するための本発明は、、本発明は、所定の冗長化プロトコルを用いて冗長化経路を確保したリング型ネットワークを構成し、リング型ネットワークを構成している他のネットワーク中継装置と接続される一方のポートから所定の間隔で制御フレームを送信し、リング型ネットワークを構成している他のネットワーク中継装置と接続される他方のポートで制御フレームを受信し、制御フレームを受信してから次の制御フレームを所定の一定時間である待機時間以上受信しない場合にリング型ネットワーク内の通信経路を冗長化経路に切り替えるネットワーク中継装置であって、待機時間を算出して設定する自動設定モードである、又は自動設定モードではないことを識別するための第１の識別情報を格納した制御フレームを生成する生成手段と、生成手段で生成された制御フレームを所定の間隔で送信する送信手段と、送信手段により所定の間隔で送信された制御フレームを受信し、受信した制御フレームの受信時刻を記録する受信手段と、受信した制御フレームに自動設定モードであることを識別する第１の識別情報が格納されている場合に、受信手段により記録された受信時刻に基づいて待機時間を算出して設定する待機時間設定手段と、制御フレームを受信してから次の制御フレームを待機時間以上受信しない場合に冗長化経路に切り替える切替手段とを備えたネットワーク中継装置である。
【００１０】
また、上記の目的を達成するために、本発明は、所定の冗長化プロトコルに基づいて冗長化経路を確保した通信経路と、通信経路上に配置され、通信経路を介してフレームを中継する複数のネットワーク中継装置と、複数のネットワーク中継装置のうち、一方のネットワーク中継装置に対してフレームを中継しつつ、これらネットワーク中継装置間の通信状態を監視するための制御フレームを所定の間隔で送信するとともに、通信経路を経由して他方のネットワーク中継装置から転送された制御フレームを受信するマスタースイッチとを備えたリング型ネットワークであって、マスタースイッチは、制御フレームを受信してから次の制御フレームを所定の一定時間である待機時間として設定するために、待機時間を自動で算出する自動設定モードである、又は自動設定モードではないことを識別するための第１の識別情報を格納した制御フレームを生成する生成手段と、生成手段により生成された制御フレームを所定の間隔で一方のネットワーク中継装置へ向けて送信する送信手段と、送信手段により所定の間隔で送信され、通信経路を経由して他方の前記ネットワーク中継装置から転送された制御フレームを受信するとともに、受信した制御フレームの受信時刻を記録する受信手段と、受信した制御フレームに自動設定モードであることを識別する第１の識別情報が格納されている場合に、受信手段により記録された受信時刻に基づいて待機時間を算出して設定する待機時間設定手段と、制御フレームを受信してから次の制御フレームを待機時間以上受信しない場合に通信経路を冗長化経路に切り替える切替手段とを備えるリング型ネットワークである。
【００１１】
本発明のネットワーク中継装置及びリング型ネットワークによれば、ネットワーク内の状況に応じて正確に通信障害を検知するとともに、その誤検知を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態におけるリング型ネットワークの構成例を概略的に示す図である。
【図２】リング型ネットワークに配置された他のネットワークの構成例を概略的に示す図である。
【図３】スイッチングハブの機能的な構成を概略的に示すブロック図である。
【図４】制御フレームの基本的な構成を概略的に示す図である。
【図５】制御フレームの送信処理を概略的に示すフローチャートである。
【図６】制御フレームの受信処理を概略的に示すフローチャートである。
【図７】第１実施形態におけるメモリ部のテーブルに保存された送信時刻、受信時刻及び待機時間を示す表である。
【図８】図５に示す制御フレームの送信処理についてその変形例を概略的に示すフローチャートである。
【図９】図６に示す制御フレームの受信処理についてその変形例を概略的に示すフローチャートである。
【図１０】第２実施形態におけるメモリ部のテーブルに保存された送信時刻、受信時刻及び待機時間を示す表である。
【図１１】第３実施形態におけるメモリ部のテーブルに保存された送信時刻、受信時刻及び待機時間を示す表である。
【図１２】第４実施形態におけるメモリ部のテーブルに保存された送信時刻、受信時刻及び待機時間を示す表である。
【図１３】第５実施形態におけるメモリ部のテーブルに保存された測定情報、受信時刻及び待機時間の設定情報を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００１４】
〔リング型ネットワークの概略〕
図１は、第１実施形態におけるリング型ネットワークの構成例を概略的に示す図である。また、図２は、リング型ネットワーク８内に配置された他のネットワーク１８，２０の構成例を概略的に示す図である。リング型ネットワーク８は、複数のスイッチングハブ１，２，４，６を有している。スイッチングハブ１，２，４，６は、例えばフレームを送受信するレイヤ２スイッチや、レイヤ３スイッチ等である。
【００１５】
スイッチングハブ１は、マスタースイッチとしてリング型トポロジを有するネットワークの冗長化に適したリング冗長プロトコル（冗長化プロトコル）を実装している。なお、スイッチングハブ２，４，６にもリング冗長プロトコルを実装する必要があるリング冗長プロトコルと、スイッチングハブ２，４，６としてリング冗長プロトコルを実装しない通常のスイッチングハブを用いることができるリング冗長プロトコルとがある。リング冗長プロトコルとしては、例えばＭＭＲＰ２（Ｍｕｌｔｉ  Ｍａｓｔｅｒ  Ｒｉｎｇ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ  ２）やＭＲＰ（Ｍｅｔｒｏ  Ｒｉｎｇ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）、ＥＡＰＳ（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）等がある。いずれにしても、各スイッチングハブ１，２，４，６はリング冗長化プロトコルに基づいてフレームを転送するリング型ネットワーク８を構成している。リング型ネットワーク８には、他のネットワーク１０，１２，１４，１６が接続されており、これら他のネットワーク１０，１２，１４，１６は、リング型ネットワーク８を介して相互に通信することができる。
【００１６】
各スイッチングハブ１，２，４，６は、それぞれ図示しない複数のポートを備えており、各ポートから接続先のスイッチングハブ２，４，６，１や、他のネットワーク１０，１２，１４，１６に対してフレームを中継する。なお、図１中にスイッチングハブ１，２，４，６同士の間、又はこれらと各ネットワーク１０，１２，１４，１６との間に示されている実線の矢印は、フレームの転送方向を表している。
【００１７】
本実施形態で挙げるリング型ネットワークは、例えば複数の国間や地域間に跨って敷設される大規模な広域ネットワークを想定している。例えばスイッチングハブ２，４間、又はスイッチングハブ４，６間には、例えばある１つの国内又は地域内で構成されたネットワーク１８，２０が介在している。
【００１８】
〔地域拠点の構成〕
これらネットワーク１８，２０は、図２中に示すネットワーク２０の構成例のように、例えば世界規模を想定した広域のリング型ネットワーク８内において、それぞれ何れかの地域拠点（例えば欧米拠点、アジア拠点等）に位置付けられるものである。なお、図２ではスイッチングハブ４，６間に配置されたネットワーク２０を例に取り上げているが、もう一方のネットワーク１８についても同様に、その地域拠点内において独自のプロトコルに基づきフレームの転送を行う構成を有するものとする。
【００１９】
図２中に示すネットワーク２０は、例えばスイッチングハブ２２，２４や図示しない複数のスイッチングハブを有している。またスイッチングハブ２２，２４は、さらに拠点内ネットワーク２６を介して相互に接続されている。これらスイッチングハブ２２，２４は、上記のマスタースイッチ１をはじめ、リング型ネットワーク８を構成するスイッチングハブ２，４，６と共通のリング冗長化プロトコルに準拠している。
【００２０】
またスイッチングハブ２２は、スイッチングハブ４と別の拠点内ネットワーク２８を介して相互に接続されている。一方スイッチングハブ２４もまた、他の拠点内ネットワーク３０を介してスイッチングハブ６と相互に接続されている。さらに、各スイッチングハブ２２，２４には、拠点内サーバ３２，３４が接続されている。
【００２１】
例えば、一方の拠点内サーバ３２から他方の拠点内サーバ３４へデータを転送する場合、このデータはスイッチングハブ２２へ転送されて、拠点内ネットワーク２６を介してスイッチングハブ２４へ転送される。そしてデータは、スイッチングハブ２４から拠点内サーバ３４へ転送される。また、１つの拠点内サーバ３２から周辺のネットワーク１８（図１参照）へデータを転送する場合、このデータはスイッチングハブ２２から拠点内ネットワーク２８を介してスイッチングハブ４へ転送され、さらにスイッチングハブ４に接続されたネットワーク１８へ転送される。
【００２２】
図１に示すマスタースイッチ１から制御フレームが送信された場合、この制御フレームは、スイッチングハブ４から地域拠点としてのネットワーク２０へ転送される。そして、ネットワーク２０内において制御フレームは、拠点内ネットワーク２８、スイッチングハブ２２、拠点内ネットワーク２６を介してスイッチングハブ２４へ転送され、さらにスイッチングハブ２４から拠点内ネットワーク３０を介してスイッチングハブ６へ転送される。そして制御フレームは、スイッチングハブ６からマスタースイッチ１へ転送される。
【００２３】
このように、リング型ネットワーク８に他のネットワーク１８，２０が含まれて複雑に構成された場合であっても、各スイッチングハブ１，２，４，６が冗長化プロトコルに基づいて制御フレームを転送できるため、このリング型ネットワーク８内の通信状態を監視することができる。但し、構成が複雑になるため伝送時間が増加する要素も多くなり、従来技術では障害を誤検知する可能性が高く、作業者や管理者が手動で待機時間を設定する必要があった。
【００２４】
なお、ここでは大規模な広域ネットワークを例に挙げているが、リング型ネットワークとしての形態は、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）におけるリング型ネットワークのように各スイッチングハブ１，２，４，６が直接ネットワークケーブルを介して接続された構成であってもよい。
【００２５】
図１中に示す特定のスイッチングハブ１は、リング型ネットワーク８内で通信状態を監視するための基点となるマスタースイッチとして設定されている（以下、スイッチングハブ１を「マスタースイッチ１」として記載する。）。このとき、マスタースイッチ１に備えられた複数のポート（図示しない）のうち、スイッチングハブ６に接続されているポートはブロッキング状態に設定されており、このポートではユーザフレームを送受信することができない。一方、スイッチングハブ２に接続されているポートはフォワーディング状態に設定されており、このポートではユーザフレームを送受信することができる。
【００２６】
したがって、例えば周辺のネットワーク１０からリング型ネットワーク８を経由して他の周辺のネットワーク１６へユーザフレームを転送する場合、ユーザフレームはリング型ネットワーク８内においてマスタースイッチ１からスイッチングハブ２、そしてスイッチングハブ２から他のネットワーク１８を介してスイッチングハブ４へ転送され、さらにスイッチングハブ４から他のネットワーク２０を介してスイッチングハブ６へ転送される。そしてユーザフレームは、スイッチングハブ６からネットワーク１６へ送り出される。このとき、リング型ネットワーク８を管理している通信事業者とは別の通信事業者により他のネットワーク１８，２０が管理されている場合、これら他のネットワーク１８，２０内をユーザフレームが転送されるのに要する時間は他のネットワーク１８，２０の構成に依存するため、個々の通信状況によって長くなったり、短くなったりする。
【００２７】
また、マスタースイッチ１は、リング型ネットワーク８内で通信状態を監視するための制御フレームを生成し、これをリング型ネットワーク８内に周回させる。ユーザフレームを送受信する場合とは異なり、マスタースイッチ１はフォワーディング状態のポート及びブロッキング状態のポートから、それぞれ制御フレームを送受信することができる。このときマスタースイッチ１は、各ポートから所定の間隔で制御フレームを送信する。フォワーディング状態のポートから送信された制御フレームは、スイッチングハブ２，４，６を経由してマスタースイッチ１のブロッキング状態に設定されたポートへ転送される。また、ブロッキング状態のポートから送信された制御フレームは、スイッチングハブ６，４，２を経由してフォワーディング状態に設定されたポートへ転送される。
【００２８】
〔待機時間〕
このときマスタースイッチ１には、制御フレームを受信してから次の制御フレームを一定時間以上受信しない場合に障害が発生したと判断する際の一定時間である「待機時間」が設定されるものとなっている。本実施形態のマスタースイッチ１は、この待機時間を、予め制御フレームに格納された測定情報と、各ポートで制御フレームを受信した時刻に基づいて自動的に設定することができる。
【００２９】
上記の待機時間が設定されると、マスタースイッチ１は例えばフォワーディング状態のポートから制御フレームを送信した後、その待機時間を経過してもブロッキング状態のポートにおいて制御フレームを受信していない場合、マスタースイッチ１からスイッチングハブ２，４，６を経由する通信経路で障害が発生したと判断する。そしてマスタースイッチ１は、冗長化プロトコルに基づきそれまでブロッキング状態に設定していたポートをフォワーディング状態に設定し、このポートでユーザフレームを送受信する。
【００３０】
これにより、上記のネットワーク１０からネットワーク１６へユーザフレームを転送する場合、例えばスイッチングハブ２とスイッチングハブ４との間に障害が発生すると、リング型ネットワーク８内の通信経路はマスタースイッチ１からスイッチングハブ２，４，６を経由する通信経路から、マスタースイッチ１からスイッチングハブ６を経由する通信経路へ切り替わることになる。
【００３１】
このように、待機時間の経過とともに瞬時に通信経路を切り替えることで、通信障害によりユーザフレームが破棄される時間を大幅に短縮することができる。なお、待機時間を自動的に設定する手法の詳細については、別の図面を用いてさらに後述する。
【００３２】
図３は、スイッチングハブ１の機能的な構成を概略的に示すブロック図である。ここでは、リング冗長プロトコルに基づいてリング型ネットワーク８内で通信状態を監視するための基点として設定されたマスタースイッチ１を用いてその機能的な構成を説明する。なお、スイッチングハブ２，４，６もマスタースイッチ１と同様の構成を備えていてもよい。
【００３３】
〔スイッチングハブ（ネットワーク中継装置）の構成〕
マスタースイッチ１は、複数のポート３６，３８、及び制御部４０を備えている。ポート３６は、図１中に示すスイッチングハブ２と接続されており、ポート３８はスイッチングハブ６と接続されている。また、図示しないポートが周辺のネットワーク１０と接続されている。
【００３４】
ポート３６は、冗長化プロトコルに基づいてフォワーディング状態に設定されており、この状態でポート３６はユーザフレームや制御フレームを送受信することができる。一方、ポート３８はブロッキング状態に設定されており、この状態でポート３８はユーザフレームの送受信を行わず、制御フレームのみを送受信する。
【００３５】
制御部４０は、制御フレーム生成部４２、待機時間設定部４４、及びメモリ部４６を備えている。スイッチングハブ１が冗長化プロトコルに基づいてマスタースイッチとして設定された場合、制御部４０は制御フレームの転送処理や待機時間の設定処理等を行う。
【００３６】
〔制御フレーム生成部（制御フレーム生成手段）〕
制御フレーム生成部４２は、リング型ネットワーク８内の通信状態を監視するための制御フレームを生成する。制御フレーム生成部４２は、監視する用途に応じて様々な種類の制御フレームを生成することができる。
【００３７】
また、制御フレーム生成部４２は、待機時間の設定を行うために、リング型ネットワーク８を制御フレームが周回するのに要する周回時間や、ある制御フレームとその次の制御フレームとの受信間隔を測定する場合、これらを測定するための測定情報を制御フレームに格納して、ポート３６又はポート３８へ転送する。具体的に、制御フレーム生成部４２は、測定情報として、監視ＩＤ（第２の識別情報）や、時刻情報（制御フレームの送信時刻）を制御フレームに格納する。なお、時刻情報を制御フレームに格納する場合、監視ＩＤは制御フレームに格納しなくてもよい。また、下記する変形例の場合、時刻情報を格納せずに、監視ＩＤのみを制御フレームに格納する。
【００３８】
〔ポート及び制御部（送信手段）〕
ポート３６，３８は、制御フレーム生成部４２から転送された制御フレームを送信する。なお、制御フレームの構成については、図４を用いてさらに詳しく後述する。また、下記する変形例の場合、制御部４０は、制御フレームを送信する際に、制御フレームの送信時刻を監視ＩＤに対応付けてメモリ部４６のテーブルに登録する。
【００３９】
〔ポート及び制御部（受信手段）〕
ポート３６，３８は、制御フレームを受信すると、これを制御部４０へ転送する。制御部４０は、受信した制御フレームに格納されている監視ＩＤと時刻情報(送信時刻)とをメモリ部４６へ登録する。また、同時に、制御部４０は、監視ＩＤに対応付けて制御フレームの受信時刻を登録する。なお、制御フレームの構成、及びメモリ部４６のテーブルについては別の図面を参照してさらに詳しく後述する。また、下記する変形例の場合、制御部４０は、制御フレームの受信時刻を監視ＩＤに対応付けてメモリ部４６のテーブルに登録する。
【００４０】
〔待機時間設定部（待機時間設定手段）〕
待機時間設定部４４は演算部４８を備えており、この演算部４８は、メモリ部４６のテーブルに登録されている測定情報及び受信時刻から制御フレームの周回時間や、受信間隔等を算出する。また演算部４８は、算出した周回時間や受信間隔に基づいて上記の待機時間を算出する。なお、待機時間を算出する手法については別の図面を参照してさらに詳しく後述する。また、待機時間設定部４４は、演算部４８が算出した待機時間を設定する。
【００４１】
〔切替手段〕
制御部４０は、待機時間を設定した後の通常のリング冗長プロトコルの動作において、制御フレームを所定の間隔でリング型ネットワーク８内に送信する。そして、制御フレームを受信して待機時間が経過した後も次の制御フレームを受信していない場合、制御部４０は、冗長化プロトコルに基づいてブロッキング状態に設定されたポート３８をフォワーディング状態に設定する。
【００４２】
〔制御フレーム〕
図４は、制御フレーム５０の基本的な構成を概略的に示す図である。制御フレーム５０は、例えば、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）フレームやＭＡＣ−ｉｎ−ＭＡＣフレームなど、ネットワークに応じた種々のフレームに対応しており、これらのフレームに上記の測定情報が格納されている。なお、図４ではその一例として、ＭＡＣフレーム形式のフレームに測定情報を格納した制御フレームの基本的な構成について説明する。
【００４３】
ここに示す制御フレーム５０は、ＤＡ（Ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ  Ａｄｄｒｅｓｓ）領域５２、ＳＡ（Ｓｏｕｒｃｅ  Ａｄｄｒｅｓｓ）領域５４、Ｔｙｐｅ領域５６、Ｐｒｏｔｏｃｏｌ領域５８、及びＭｅｓｓａｇｅ領域６０により構成されている。ＤＡ領域５２には、制御フレーム５０の宛先ＭＡＣアドレスが登録される。例えば、ＤＡ５２、ＳＡ領域５４には冗長化プロトコルに対応した所定のＭＡＣアドレスが登録される。
【００４４】
Ｔｙｐｅ領域５６には、このＭＡＣフレームが制御フレーム５０であることを識別する情報が格納される。また、Ｐｒｏｔｏｃｏｌ領域５８には、例えばリング冗長プロトコルを示す識別情報が格納される。
【００４５】
なお、制御フレーム５０には、図示していないが、上記の各領域に加えてさらにＶＬＡＮ（Ｖｅｒｔｕａｌ  ＬＡＮ）  ＴＡＧ領域を備えた形式のフレームとしてもよい。これによりリング型ネットワーク８内でＶＬＡＮが設定されている場合、ＶＬＡＮごとに制御フレームを生成することができる。また、ＶＬＡＮごとに待機時間を設定することができる。
【００４６】
〔測定情報〕
Ｍｅｓｓａｇｅ領域６０には測定情報が格納されており、この測定情報は冗長制御情報６２、及び設定自動化情報６４を有する。また、Ｒｅｓｅｒｖｅｄ６６は予約された領域であり、例えば測定情報の機能を拡張する際に新たに設定される領域である。冗長制御情報６２には、例えば設定自動化情報６４が格納されていることを示す識別情報が格納されている。また、設定自動化情報６４には、自動設定モード６８及び時刻情報７０が格納されている。自動設定モード６８には、監視ＩＤ７２及びモード７４が格納されている。
【００４７】
第２の識別情報としての監視ＩＤ７２は、制御フレーム５０を個々に識別するための情報であり、例えばランダムに設定された番号やシリアル番号等がこれに該当する。また第１の識別情報としてのモード７４は、待機時間を算出して設定する自動設定モードである（ＯＮ）、又は自動設定モードではなく通常のリング冗長プロトコルの状態である（ＯＦＦ）を識別するためのＯＮ又はＯＦＦを示す識別情報や、待機時間の算出方法を示すモード（例えば「モード１」〜「モード４」等）情報である。また時刻情報７０には、制御フレーム５０の送信時刻を示す情報が格納されている。なお、モード７４は例えばマスタースイッチ１に監視用の端末を接続して、作業者や管理者等が手動で設定してもよい。あるいは、制御部４０が自動的にモード７４を設定してもよい。
【００４８】
図５は、制御フレーム５０の送信処理を概略的に示すフローチャートである。ここでは主に、制御部４０で制御フレーム５０を生成し、これをポート３６から送信する際の処理について説明する。
【００４９】
ステップＳ１００：制御部４０の制御フレーム生成部４２は、モードの設定を確認する。モードの設定がＯＦＦである場合、制御フレーム生成部４２は、制御フレームを送信して（ステップＳ１０８）この処理を終了（ＥＮＤ）する。一方、モードの設定がＯＮである場合、制御フレーム生成部４２は、待機時間の算出方法を示すモードを設定し（ステップＳ１０２）、次のステップＳ１０４へ進む。
【００５０】
ステップＳ１０４：ここで制御フレーム生成部４２は、監視ＩＤ７２及び時刻情報（送信時刻）７０を制御フレーム５０に格納する。
ステップＳ１０６：次に制御部４０は、制御フレーム５０をポート３６から送信し、ステップＳ１００へ戻る。
【００５１】
図６は、制御フレーム５０の受信処理を概略的に示すフローチャートである。ここでは主に、ポート３８で受信した制御フレーム５０の測定情報に基づいて待機時間を算出する処理について説明する。
【００５２】
ステップＳ２００：ポート３８は、制御フレーム５０を受信する。ポート３８は、受信した制御フレーム５０を制御部４０へ転送する。
ステップＳ２０２：制御部４０は、受信した制御フレーム５０のＭｅｓｓａｇｅ領域６０を参照する。ここに格納されたモード７４の設定内容が「ＯＦＦ」を示す場合、待機時間の算出は行わずにこの処理を終了する（ＥＮＤ）。また、モード７４の設定内容が「ＯＮ」を示す場合、制御部４０は、受信した制御フレーム５０の自動設定モード６８に格納されている監視ＩＤ７２に対応付けて、制御フレーム５０に格納されている送信時刻（時刻情報７０）と制御フレーム５０を受信した時刻とをメモリ部４６のテーブルに記録する（ステップＳ２０４）。
【００５３】
ステップＳ２０６：待機時間設定部４４の演算部４８は、メモリ部４６のテーブルに登録された測定情報及び制御フレーム５０の受信時刻に基づいて、待機時間を算出する（待機時間設定処理）。待機時間設定部４４は、算出した待機時間を設定して、この処理を終了する（ＥＮＤ）。なお、待機時間算出処理については、図７から図１３を用いてさらに詳しく後述する。
【００５４】
図７は、第１実施形態におけるメモリ部４６のテーブルに保存された送信時刻、受信時刻及び待機時間を示す表である。第１実施形態では、平均周回時間に揺らぎ時間を加算して得られた値を待機時間として設定する。
【００５５】
左から１列目に配置された監視ＩＤの欄には、送信した制御フレーム５０を個々に識別するための各監視ＩＤが示されている。左から２列目に配置された送信時刻の欄には、個々の制御フレーム５０を送信した時刻がそれぞれ示されている。また左から３列目に配置された受信時刻の欄には、制御フレーム５０を受信した時刻がそれぞれ示されている。
【００５６】
左から４列目に配置された周回時間の欄には、制御フレーム５０がリング型ネットワーク８内を周回するのに要した時間が示されている。この周回時間は、テーブルを行方向にみた受信時刻と送信時刻との差により算出される。例えば、図７中の上から２行目に示される監視ＩＤ７２（ＡＡ１１）が格納された制御フレーム５０は、００時００分００秒００１ミリ秒に送信され、その後、００時００分００秒３１０ミリ秒に受信されている。したがって、この制御フレーム５０の周回時間は３０９ｍｓ（ｍｉｌｌｉ  ｓｅｃｏｎｄ：ミリ秒）である。
【００５７】
また、左から５列目に配置された送信間隔の欄には、個々の制御フレーム５０を送信した間隔が示されている。なお、送信間隔は予め所定の間隔に設定し、これを送信間隔の欄に登録してもよい。また、送信時刻の欄に示される個々の制御フレーム５０の送信時刻の差を算出し、これによって得られた時間を送信間隔の欄に登録してもよい。
【００５８】
右から４列目及び５列目に配置された平均周回時刻、及び最大周回時間の欄には、周回時間の欄に登録された周回時間の平均時間（３１４ｍｓ）、及び周回時間の中で最も時間を要した周回時間（３２０ｍｓ）がそれぞれ示されている。なお、上記の平均周回時間、及び最大周回時間を算出するために必要なサンプル数を予め設定してもよい。例えば、所定個数分の制御フレーム５０を受信した後に待機時間の算出を開始する。その一方で、継続して制御フレーム５０を送受信しながら所定のサンプル数のフレームを受信すると、再び待機時間の算出を行い、前に算出された待機時間を更新する。これにより、リング型ネットワーク８内におけるトラフィック量の変化に柔軟に対応できるとともに、常に最適な待機時間を設定することができる。
【００５９】
また、右から２列目に配置された揺らぎ時間の欄には、最大周回時間と平均周回時間との差を算出して得られた時間（６ｍｓ）が示されている。待機時間の欄には、算出された待機時間が示されている。このとき待機時間の欄には、上記の送信間隔（１００ｍｓ）に揺らぎ時間（６ｍｓ）を加算して得られた時間（１０６ｍｓ）が待機時間として登録される。
【００６０】
待機時間設定部４４は、上記の算出手法により待機時間を設定する際、所定個数の制御フレーム５０を受信後、個々の監視ＩＤ７２に対応して登録された送信時刻及び受信時刻に基づいて周回時間を算出する。次に待機時間設定部４４は、送受信した所定個数分の制御フレーム５０の中から周回時間の平均時間（平均周回時間）を算出するとともに、各制御フレーム５０の周回時間のうち、最も時間を要した最大周回時間を特定する。続いて待機時間設定部４４は、最大周回時間と平均周回時間との差を算出し、得られた値を揺らぎ時間としてテーブルに登録する。そして待機時間設定部４４は、平均周回時間に揺らぎ時間を加算して得られた値を待機時間として設定し、図７に示す制御フレーム受信処理（末尾）へ復帰する。
【００６１】
このように、第１実施形態において、制御フレーム５０には、待機時間を自動で設定するか否かを識別するための第１の識別情報（モード７４）が格納されている。このモード７４は、例えば、待機時間を自動設定する場合（ＯＮ）又は自動設定しない場合（ＯＦＦ）を示す識別情報である。この情報を制御フレーム５０に格納しておくことで、制御フレーム５０をリング型ネットワーク８内の通信状態を監視するために用いる、又は、制御フレーム５０を待機時間の自動設定のために用いることができる。
【００６２】
すなわち、マスタースイッチ１において、待機時間を自動設定する場合のモード７４を制御フレーム５０に格納することにより、制御フレーム５０を受信した時間に基づいて待機時間を自動的に設定することができる。したがって、マスタースイッチ１は、リング型ネットワーク８の状況に応じて待機時間を効率的に設定することができる。さらに、作業者や管理者が手動で待機時間を設定するといった手間を掛けることなく、自動的に待機時間を設定することができる。
【００６３】
また、マスタースイッチ１は、定期的に制御フレーム５０を送信してリング型ネットワーク８内を周回するのに要する時間を測定することで、待機時間を自動更新することができる。このため、たえず変化するリング型ネットワーク８内のトラフィック量を考慮したうえで最適な待機時間を動的に設定することができる。
【００６４】
さらに、マスタースイッチ１において、制御フレーム５０の送信時刻を制御フレーム５０に格納することで効率的に待機時間を設定することができる。すなわち、マスタースイッチ１は、制御フレーム５０に送信時刻を格納しておくことにより、リング型ネットワーク８内を個々の制御フレーム５０が周回するのに要した時間（周回時間）を個別に算出することができる。
【００６５】
〔第１実施形態の変形例〕
第１実施形態については、以下の変形例も適用可能である。図８は、図５に示す制御フレーム５０の送信処理についてその変形例を概略的に示すフローチャートである。なお図８は、図５に対応するフローチャートであり、図８において、図５と同様の手順には同符号を付し、その詳細な説明は省略する。以下、第１実施形態と異なる手順のみを説明する。
【００６６】
ステップＳ１０４：制御フレーム生成部４２は、監視ＩＤ７２を制御フレーム５０に格納する。（時刻情報７０は制御フレーム５０に格納しなくてよい。）
【００６７】
ステップＳ１１０：制御部４０は、制御フレーム５０を送信した際に（ステップＳ１０６）、監視ＩＤ７２と対応付けて制御フレーム５０の送信時刻をメモリ部４６のテーブルに登録する。
【００６８】
第１実施形態において、制御部４０は、送信時刻をメモリ部４６に記録する手順は、図６中に示すステップＳ２０４のように、制御フレーム５０を受信した際に行っていたが、変形例のステップＳ１１０のように、制御フレーム５０の送信時に送信時刻をメモリ部４６のテーブルに記録してもよい。
【００６９】
また、図９は、図６に示す制御フレーム５０の受信処理についてその変形例を概略的に示すフローチャートである。図９は、図６に対応するフローチャートである。図８に示す制御フレーム５０の送信処理により送信された制御フレーム５０を受信した場合、以下の変形例も適用可能である。以下、第１実施形態と異なる手順のみ説明する。
【００７０】
ステップＳ２０４：制御部４０は、受信した制御フレーム５０の自動設定モード６８に格納されている監視ＩＤ７２に対応付けて、制御フレーム５０を受信した時刻をメモリ部４６のテーブルに記録する。
【００７１】
制御部４０は、上記のステップＳ１１０に示す手順により制御フレーム５０の送信時にその送信時刻をメモリ部４６に記録した場合、制御フレーム５０を受信した際にその受信時刻を監視ＩＤ７２と対応付けてメモリ部４６に記録すればよい。
【００７２】
変形例において、所定の間隔で送信される制御フレーム５０に対してこれを個々に識別するための監視ＩＤ７２を格納しておくことで、マスタースイッチ１は制御フレーム５０を送信した際にこの送信時刻を監視ＩＤ７２と対応付けて記録している。また、制御フレーム５０を受信した際、個々の監視ＩＤ７２に基づいてこれに対応して制御フレーム５０の受信時刻を記録している。したがって、監視ＩＤ７２に対応付けて記録された受信時刻及び送信時刻に基づいて周回時間を個別に算出することができる。
【００７３】
なお、待機時間を設定する自動設定モードのときは、制御部４０における制御フレーム５０による通常の障害検知の動作は停止されている。しかし、自動設定モードのときにリング型ネットワーク８に障害が発生することも考えられる。これに対処するために、自動設定モードにおいて、所定の時間（例えば、１秒）、制御フレーム５０を受信しないときは、障害発生を検知するように、制御部４０を設定するとよい。この場合、制御部４０は自動設定モードを解除するか、障害が回復するまで、自動設定モードを停止する。
【００７４】
〔第２実施形態〕
図１０は、第２実施形態におけるメモリ部４６のテーブルに保存された送信時刻、受信時刻及び待機時間を示す表である。第２実施形態では、送信間隔に偏差時間を加算して得られた値を待機時間として設定するものとする。
【００７５】
左から１列目〜３列目に配置された監視ＩＤの欄、送信時刻の欄、及び受信時刻の欄には、第1実施形態と同様に、生成した制御フレーム５０に格納した監視ＩＤ、これを送信した時刻、及び受信した時刻が示されている。また、左から４列目に配置された送信間隔の欄には、個々の制御フレーム５０を送信した間隔が示されている。周回時間の欄には、個々の制御フレーム５０がリング型ネットワーク８内を周回するのに要した時間が示されている。
【００７６】
右から３列目に配置された平均周回時間の欄には、サンプルとなる所定個数分の制御フレーム５０がリング型ネットワーク８内を周回するのに要した平均時間が示されている。なお、第1実施形態と同様に上記の平均周回時間、及び最大周回時間を設定するために、待機時間を算出するのに必要なサンプル数を予め設定してもよい。
【００７７】
右から２列目に配置された偏差時間の欄には、標準偏差時間に所定の定数（図１０では、「３」）を乗算して得られた値が示されている。具体的には、この標準偏差時間は、個々の周回時間と平均周回時間との差をそれぞれ二乗し、これらの値を加算して得られた値（総和）をサンプル数で除算することにより得られた値の平方根により算出される。また、所定の定数は、例えば予めリング型ネットワーク８内や、図１に示す他のネットワーク１８でトラフィック量が通信帯域に対して最大となった場合における制御フレーム５０の周回時間を考慮し、これと上記の標準偏差時間との差が極端に長くなることを抑制するための値である。
【００７８】
右から１列目に配置された待機時間の欄には、上記の送信間隔と偏差時間とを加算することにより得られた値が示されている。
【００７９】
なお待機時間設定部４４は、上記の算出手法により待機時間を設定する際、個々の制御フレーム５０の送信時刻及び受信時刻に基づいて送信間隔及び周回時間を算出し、個々に算出された周回時間から所定のサンプル数ごとに平均周回時間を算出する。続いて待機時間設定部４４は、個々に算出された周回時間及び平均周回時間に基づいて標準偏差時間を算出し、これに所定の定数を乗算した偏差時間を算出する。そして待機時間設定部４４は、送信間隔に偏差時間を加算して、得られた値を待機時間として設定する。
【００８０】
〔第３実施形態〕
図１１は、第３実施形態におけるメモリ部４６のテーブルに保存された送信時刻、受信時刻及び待機時間を示す表である。この第３実施形態では、制御フレーム５０の平均受信間隔に揺らぎ時間を加算した値を待機時間として設定している。
【００８１】
第１実施形態及び第２実施形態におけるメモリ部４６のテーブルと同様に、第３実施形態におけるメモリ部４６のテーブルは監視ＩＤの欄、送信時刻の欄、及び受信時刻の欄を備えており、各欄にはそれぞれ監視ＩＤ、制御フレーム５０の送信時刻及び受信時刻が示されている。
【００８２】
左から４列目に配置された受信間隔の欄には、個々の制御フレーム５０を受信した時刻の間隔が示されている。例えば監視ＩＤ７２（ＡＡ１１）を格納した制御フレーム５０を受信してから、次に監視ＩＤ７２（ＡＡ１２）を格納した制御フレーム５０を受信するまでの時間は１１１ｍｓであり、これが受信間隔の欄に示されている。
【００８３】
右から３列目に配置された平均受信間隔の欄には、各制御フレーム５０の受信間隔の中から算出された平均の受信間隔が示されている。また、右から２列目に配置された揺らぎ時間の欄には、算出された受信間隔のうち最も長い受信間隔と、平均受信間隔との差を算出して得られた値が示されている。また、右から１列目に配置された待機時間の欄には、平均受信間隔と揺らぎ時間とを加算することにより得られた値が示されている。なお、第１実施形態及び第２実施形態と同様に、待機時間を算出するのに必要なサンプル数を予め設定してもよい。例えば、所定個数分の制御フレーム５０を受信した後に待機時間の算出を開始しつつ、継続して制御フレーム５０を送受信しながら所定のサンプル数の制御フレーム５０を受信する度に待機時間を算出することによって、前に算出した待機時間を更新してもよい。
【００８４】
待機時間設定部４４は、上記の算出手法により待機時間を設定する際、個々の制御フレーム５０を受信した順にこれらの受信間隔を算出する。そして所定サンプル数分の受信間隔の中から平均の受信間隔を算出する。また、待機時間設定部４４は、所定サンプル数分の受信間隔の中から最も長い受信間隔を特定するとともに、これに平均時間を加算した揺らぎ時間を算出する。さらに待機時間設定部４６は、平均受信時間に揺らぎ時間を加算し、得られた値を待機時間として設定する。
【００８５】
なお、第３実施形態では、第１実施形態及び第２実施形態とは異なり送信時刻を待機時間の算出に用いていない。よって、例えば、メモリ部４６のテーブルから送信時刻の欄を削除してもよい。制御フレーム５０に送信時刻を格納する手順、又は制御フレーム５０の送信時にメモリ部４６のテーブルに送信時刻を記録する手順を省いてもよい。
【００８６】
〔第４実施形態〕
図１２は、第４実施形態におけるメモリ部４６のテーブルに保存された送信時刻、受信時刻及び待機時間を示す表である。第１実施形態から第３実施形態におけるメモリ部４６のテーブルと同様に、第４実施形態におけるメモリ部４６のテーブルは監視ＩＤの欄、送信時刻の欄、及び受信時刻の欄を備えており、各欄にはそれぞれ監視ＩＤ、制御フレーム５０の送信時刻及び受信時刻が示されている。
【００８７】
左から４列目に配置された受信間隔の欄には、受信時刻の欄に示された個々の制御フレームの受信時刻に基づいて、それぞれの制御フレーム５０を受信した間隔が示されている。第３実施形態と同様に、例えば監視ＩＤ７２（ＡＡ１１）を格納した制御フレーム５０を受信してから、監視ＩＤ７２（ＡＡ１２）を受信するまでの時間は１１１ｍｓであり、この値が受信間隔の欄に示されている。
【００８８】
また、右から３列目に配置された平均受信間隔の欄には、受信間隔の欄に示されているそれぞれの受信間隔に基づいて算出した平均の受信間隔が示されている。また右から２列目に配置された偏差時間の欄には、個々の受信間隔及び平均受信間隔に基づいて算出した標準偏差時間に所定の定数（図１２では、「３」）を乗算した値が示されている。また、右から１列目に配置された待機時間の欄には、平均受信間隔と偏差時間とを加算して得られた値が示されている。なお、第２実施形態で偏差時間は、個々の周回時間及び平均周回間隔に基づいて標準偏差時間を算出していたのに対し、第４実施形態では、個々の受信間隔及び平均受信間隔に基づいて標準偏差時間を算出する点で相違するが、その他偏差時間の計算方法、及び所定の定数については第２実施形態と同様である。
【００８９】
待機時間設定部４４は、上記の算出手法により待機時間を設定する際、個々の制御フレーム５０を受信した順にこれらの受信間隔を算出し、次に個々に算出された受信間隔から所定のサンプル数ごとに平均周回時間を算出する。次に、個々に算出された受信間隔及び平均受信間隔に基づいて標準偏差時間を算出し、これに所定の定数を乗算した偏差時間を算出する。そして待機時間設定部４４は、平均受信間隔と偏差時間とを加算して、得られた値を待機時間として設定する。
【００９０】
このように待機時間設定部４４は、制御フレーム５０の受信間隔を基準にして待機時間を算出してもよい。これによりリング型ネットワーク８内でのフレーム転送における遅延時間を考慮して常に最適な時間を待機時間として設定することができる。
【００９１】
なお、第４実施形態では第３実施形態と同様に、送信時刻を待機時間の算出に用いていない。よって、例えばメモリ部４６のテーブルから送信時刻の欄を削除してもよい。制御フレーム５０に送信時刻を格納する手順、又は制御フレーム５０の送信時にメモリ部４６のテーブルに送信時刻を記録する手順を省いてもよい。
【００９２】
〔第５実施形態〕
図１３は、第５実施形態におけるメモリ部４６のテーブルに保存された測定情報、制御フレーム５０の受信時刻及び待機時間の設定情報を示す表である。第５実施形態では、予め所定の待機時間をテーブルに登録しておくとともに、ネットワークの構成に応じて第１実施形態から第４実施形態により算出した待機時間を追加する。そして、状況に応じて最適な待機時間を選択する。
【００９３】
左から１列目には、待機時間の算出方法を表すモードが示されている。また、各モード別に待機時間の算出に必要なパラメータが２列目から６列目に示されている。上から２行目に配置された「モード０」の欄には、初期状態として登録された値であり、例えばネットワークを構築した際の初期設定値として用いることができる。
【００９４】
上から３行目に配置された「モード１」の欄には、第１実施形態により算出された待機時間がそれぞれ示されている。また、上から３行目に配置された「モード２」の欄には、第２実施形態により算出された待機時間がそれぞれ示されている。また上から４行目及び５行目に配置された「モード３」及び「モード４」の欄には、第３実施形態及び第４実施形態により算出された待機時間が示されている。なお、図１３中に示す各列のパラメータは、それぞれモード別に待機時間の算出に必要な値が示されており、各モードにおいて待機時間の算出に必要のないパラメータについては、便宜的に斜線を引いて示している。
【００９５】
このように、各モードにより算出された待機時間を設定することで、例えばネットワークの構成やトラフィック量に応じて各モードの待機時間の中から最適な待機時間を選択することができる。例えば、所定時間内に生成された制御フレームの周回時間が待機時間を超える回数を各モード別に計測し、このうち一番少ない回数のモードを待機時間として設定してもよい。なお、このとき例えば作業者や管理者等によらず、制御部４０に決定させてもよい。これにより、図１に示すリング型ネットワーク８のように、ネットワーク内に他のネットワークが存在する複雑な構成のリング型ネットワークであっても、常に最適な待機時間を自動で設定することができる。
【００９６】
また、第１実施形態から第４実施形態では、所定の間隔で送信される制御フレーム５０に対して、所定のサンプル数ごとに待機時間を算出しており、動的に待機時間を更新することができる。このため、作業者や管理者等が常にこの待機時間を監視しなくても、定期的にマスタースイッチ１でモード７４のＯＮ又はＯＦＦを設定させて、自動的にネットワーク内のトラフィック量に応じた待機時間を柔軟に設定することができる。
【００９７】
またリング型ネットワーク８内で通信遅延が発生した場合であっても、これを考慮したうえで最適な待機時間を設定することができる。このため、通信遅延を通信断の発生と誤って検知することを防止できる。
【００９８】
このように本実施形態のネットワーク中継装置及びリング型ネットワークによれば、リング型ネットワーク８内に他のネットワークを含む構成であっても、このネットワーク８内を制御フレーム５０が転送される時間、及びトラフィック量を考慮したうえで最適な待機時間を自動で設定できる。また、制御フレーム５０には、これを送信した時刻や個別に識別するための監視ＩＤ７２を格納しておくことができ、個々の制御フレーム５０がリング型ネットワーク内を周回するのに要した周回時間を正確に計測することができるとともに、個別に計測された周回時間や、制御フレームの送信間隔及び受信間隔に基づいて最適な待機時間を設定することができる。
【符号の説明】
【００９９】
１    マスタースイッチ（ネットワーク中継装置）
２，４，６  スイッチングハブ
８    リング型ネットワーク
３６，３８  ポート
４０    制御部
４２    制御フレーム生成部
４４    待機時間設定部
４６    メモリ部
５０    制御フレーム
６４    設定自動化情報（測定情報）
７０    時刻情報
７２    監視ＩＤ（第２の識別情報）
７４    モード（第１の識別情報）
【図１】
0005483198.tif 000002
【図２】
0005483198.tif 000003
【図３】
0005483198.tif 000004
【図４】
0005483198.tif 000005
【図５】
0005483198.tif 000006
【図６】
0005483198.tif 000007
【図７】
0005483198.tif 000008
【図８】
0005483198.tif 000009
【図９】
0005483198.tif 000010
【図１０】
0005483198.tif 000011
【図１１】
0005483198.tif 000012
【図１２】
0005483198.tif 000013
【図１３】
0005483198.tif 000014