(57)【要約】【課題】障害が生じた際に迅速にトポロジーの再構築を高速化する。【解決手段】ネットワークシステムは、予めトポロジーが事前に確定されており、各ノードは、トポロジー構築のために必要な情報を有するトポロジー情報テーブル１１と、障害に応じたトポロジーＩＤとトポロジー情報テーブル１１とを対応づけたトポロジー関連付けテーブル１３と、他のノードからのフレームを受信する際に障害を検出するトポロジー変更検出部１４と、障害に応じたトポロジーＩＤを選択するトポロジー選択部１５と、トポロジー選択部１５が選択したトポロジーＩＤを格納したフレームを隣接ノードに送信するフレーム送受信部１８とを有する。隣接ノードのトポロジー変更検出１４は、フレーム送受信部１８からトポロジーＩＤを受け取ると、当該トポロジーＩＤに対応したトポロジー情報テーブルを参照し、自身の設定変更を行う。【選択図】図１
2011205444.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のノードにより構成され、トポロジーが事前に確定されたネットワークシステムであって、各ノードは、
前記トポロジー構築のために必要な情報を有するトポロジー情報テーブルと、
障害に応じた識別情報であるトポロジーＩＤと前記トポロジー情報テーブルとを対応づけたトポロジー関連付けテーブルと、
他のノードからのフレームを受信する際に障害を検出するトポロジー変更検出部と、
前記障害に応じた前記トポロジーＩＤを選択するトポロジー選択部と、
前記トポロジー選択部が選択したトポロジーＩＤを格納したフレームを隣接ノードに送信するフレーム送受信部とを有し、
前記隣接ノードのトポロジー変更検出は、前記フレーム送受信部からトポロジーＩＤを受け取ると、当該トポロジーＩＤに対応したトポロジー情報テーブルを参照し、自身の設定変更を行う、ネットワークシステム。
【請求項２】
前記複数のノードのうちいずれか１つはルートノードであり、前記ルートノードで障害が発生した場合は、他のノードがルートノードとなる、請求項１記載のネットワークシステム。
【請求項３】
前記ルートノードは、他のノードと同期を取るための基準となるマスタークロックを生成するマスタークロック生成部を有し、当該マスタークロックの時間情報を含む同期フレームを定期的に他のノードに送信する、請求項２記載のネットワークシステム。
【請求項４】
全ノードは、前記マスタークロック生成部を有し、前記ルートノードのみ、前記マスタークロック生成部をオンする、２又は３記載のネットワークシステム。
【請求項５】
自ノードの時間情報を生成するサイクルタイマと、
前記同期フレームを前記フレーム送受信部から受け取り、前記マスタークロックと前記自ノードの時間情報とを比較し、所定の値以上ずれている場合に障害フレームを生成するエラー信号発生部とを有し、
前記フレーム送受信部は、前記障害フレームを前記ルートノードに送信する、請求項３記載のネットワークシステム。
【請求項６】
前記トポロジー情報テーブルは、各ノードを識別するためのノードＩＤと、当該ノードがルートノードであるか否かのルート・非ルートノード情報とを有する、請求項２乃至５のいずれか１項記載のネットワークシステム。
【請求項７】
前記ルートノードにおいて、
前記トポロジー変更検出部は、一定数以上の非ルートノードから前記障害フレームを受信した場合、自身に障害が発生したと判断し、
前記トポロジー選択部は、ルートノードを変更する前記トポロジーＩＤを選択し、
前記フレーム送受信部は、当該トポロジーＩＤを含むフレームを隣接ノードに送信する、請求項５記載のネットワークシステム。
【請求項８】
前記ルートノードから非ルートノードに変更されたノードにおいて、
前記エラー信号発生部は、前記サイクルタイマが生成じした時刻とマスタークロックを比較し、一定時間以上、前記所定の値未満のずれであった場合、当該ノードにおける障害は復旧したと判断し、
前記トポロジー選択部は、ルートノードに戻すための前記トポロジーＩＤを選択し、
前記フレーム送受信部は、当該トポロジーＩＤを含むフレームを隣接ノードに送信する、請求項５記載のネットワークシステム。
【請求項９】
複数のノードにより構成され、トポロジーが事前に確定されたネットワークシステムの障害回復方法であって、
各ノードは、
他のノードからのフレームを受信する際に障害を検出するトポロジー変更検出工程と、
前記障害に応じた識別情報であるトポロジーＩＤを選択するトポロジー選択工程と、
前記トポロジー選択工程にて選択したトポロジーＩＤを格納したフレームを隣接ノードに送信するフレーム送受信工程とを有し、
前記隣接ノードにおける前記トポロジー変更検出工程では、前記トポロジーＩＤと前記トポロジー構築のために必要な情報を有するトポロジー情報テーブルとを対応づけたトポロジー関連付けテーブルを参照し、受信した前記トポロジーＩＤに対応したトポロジー情報テーブルを参照し、自身の設定変更を行う、ネットワークシステムの障害回復方法。
【請求項１０】
前記複数のノードのうちいずれか１つはルートノードであり、前記ルートノードで障害が発生した場合は、他のノードがルートノードとなる、請求項９記載のネットワークシステムの障害回復方法。
【請求項１１】
前記ルートノードは、他のノードと同期を取るための基準となるマスタークロックを生成するマスタークロック生成工程を有し、当該マスタークロックの時間情報を含む同期フレームを定期的に他のノードに送信する、請求項１０記載のネットワークシステム。
【請求項１２】
自ノードの時間情報を生成するサイクルタイマ生成工程と、
前記同期フレームを前記フレーム送受信部から受け取り、前記マスタークロックと前記自ノードの時間情報とを比較し、所定の値以上ずれている場合に障害フレームを生成するエラー信号発生工程とを有し、
前記フレーム送受信工程では、前記障害フレームを前記ルートノードに送信する、請求項１１記載のネットワークシステムの障害回復方法。
【請求項１３】
前記ルートノードにおいて、
前記トポロジー変更検出工程では、一定数以上の非ルートノードから前記障害フレームを受信した場合、自身に障害が発生したと判断し、
前記トポロジー選択工程では、ルートノードを変更する前記トポロジーＩＤを選択し、
前記フレーム送受信工程では、当該トポロジーＩＤを含むフレームを隣接ノードに送信する、請求項１２記載のネットワークシステムの障害回復方法。
【請求項１４】
前記ルートノードから非ルートノードに変更されたノードにおいて、
前記エラー信号発生工程では、前記サイクルタイマが生成じした時刻とマスタークロックを比較し、一定時間以上、前記所定の値未満のずれであった場合、当該ノードにおける障害は復旧したと判断し、
前記トポロジー選択工程では、ルートノードに戻すための前記トポロジーＩＤを選択し、
前記フレーム送受信工程では、当該トポロジーＩＤを含むフレームを隣接ノードに送信する、請求項１２記載のネットワークシステムの障害回復方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トポロジーが事前に確定されたネットワークシステム及びその障害回復方法に関し、特に、ネットワークに障害が発生した場合、トポロジーを再構築する方法により障害を回復するネットワークシステム及びその障害回復方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ネットワークの中でも特に車両で使用されるネットワークでは、ネットワークが通信障害に陥ったことによってトポロジーを再構築しなければならない状態になった場合、安全に関わる自動車制御の寸断を発生させないために即時に切り替えを行う必要がある。これに加えて、リアルタイム通信ではネットワークにルートノード（マスター装置とも呼ばれる）が基準となるクロック（マスタークロック）を供給し、ネットワークに接続された各ノードはそのマスタークロックに同期して送受信を行う仕組みとなっている。
【０００３】
しかし、このルートノードに障害が発生し精度の高いクロックの供給ができなくなった場合には、即時にルートノードを別のノードに交代させネットワークを維持する必要がある。
【０００４】
ネットワークに通信障害が発生した場合に高速にトポロジーを再構築できる技術として特許文献１に記載の技術が公知である。図１５は、特許文献１に記載のネットワーク構成を示す図、図１６は、単一障害時の迂回パスの状態を示すテーブルである。
【０００５】
図１５に示すのは、従来技術のネットワークの一例である。ここでは、始点通信装置Ａから終点通信装置Ｂ間に複数の異なる経路が存在するネットワークとなっている。通常運用されているパスは、ＡＣ→ＣＥである。始点通信装置Ａでは、現在の運用で使用しているパス（ＡＣ→ＣＥ）が格納される運用パスＤＢと、複数の迂回パスの情報が格納されている迂回パスＤＢが存在する。
【０００６】
図１６は、ネットワークのトポロジー状態を示すテーブルである。通常始点通信装置Ａから終点通信装置Ｂ間でやりとりされるデータは、運用パスＡＣ→ＣＥの経路で通信している。この運用パスに影響を与える障害が発生した場合、検出した通信装置が障害の発生箇所が格納されている障害発生通知を始点通信装置Ａに通知する。始点通信装置Ａは、迂回パスＤＢの中から障害の発生箇所に応じた切り替え可能かつ優先度の高い迂回パスを選択し、該当数通信装置を設定することにより障害を回復することができる。
【０００７】
この迂回パスは事前に始点通信装置内の迂回パスＤＢに準備する仕組みを有する。これによって障害が発生した場合に迅速に迂回パスを設定できることが特徴となっている。更に、運用しているパス（現用パス）と迂回パスを別の情報として管理しているため、障害発生中のパスを迂回パスＤＢに保持しておけば、障害復旧後に元のパスに戻すことができる、ということも可能としている。一般的に、現用パスは、ネットワークが正常に動作している範囲では、最適な経路に設定されていることが多いため、元のパスに戻すことができるということを効果としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−２３９３５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来の技術では、以下のような問題点があった。第1の問題点は、従来技術は障害発生時、通信装置からの障害発生通知は始点通信措置が受ける仕組みとなっている。この方法の場合、始点通信装置に接続されている経路がすべて障害になった場合、障害発生の通知を始点通信装置が受け取れないため、迂回ルートの設定もできなくなってしまうことにある。
【００１０】
第２の問題点は、始点通信装置自体に障害が発生した場合、障害発生の通知が始点通信装置に届いたとしても、障害により迂回ルートの設定ができないということにある。また、リアルタイム通信を行うネットワークでルートノードに設定した通信装置が始点通信装置であるときに障害が発生した場合、ネットワークが成立しなくなるという致命的な状態に陥ってしまうということにある。
【００１１】
リアルタイム通信ではマスタークロックを供給するルートノード自体に障害が発生した場合、ネットワークの各ノード間の同期が取れなくなりネットワークが成立しなくなってしまう。しかし従来技術をリアルタイム通信で使用した場合、従来技術は経路の障害発生のみが解決されるため、ルートノードが故障した場合は考慮されていないため、ルートノードが故障すると他の通信装置間の同期が取れなくなり通信が成立しなくなってしまう。
【００１２】
更に、第３の問題として、通信装置が障害を検出した場合、始点通信装置へ障害発生通知を通知する必要があるため、その経路を辿るまでに時間を要してしまう。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係るネットワークシステムは、複数のノードにより構成され、トポロジーが事前に確定されたネットワークシステムであって、各ノードは、前記トポロジー構築のために必要な情報を有するトポロジー情報テーブルと、障害に応じた識別情報であるトポロジーＩＤと前記トポロジー情報テーブルとを対応づけたトポロジー関連付けテーブルと、他のノードからのフレームを受信する際に障害を検出するトポロジー変更検出部と、前記障害に応じた前記トポロジーＩＤを選択するトポロジー選択部と、前記トポロジー選択部が選択したトポロジーＩＤを格納したフレームを隣接ノードに送信するフレーム送受信部とを有し、前記隣接ノードのトポロジー変更検出は、前記フレーム送受信部からトポロジーＩＤを受け取ると、当該トポロジーＩＤに対応したトポロジー情報テーブルを参照し、自身の設定変更を行うものである。
【００１４】
本発明に係るネットワークシステムの障害回復方法は、複数のノードにより構成され、トポロジーが事前に確定されたネットワークシステムの障害回復方法であって、各ノードは、他のノードからのフレームを受信する際に障害を検出するトポロジー変更検出工程と、前記障害に応じた識別情報であるトポロジーＩＤを選択するトポロジー選択工程と、前記トポロジー選択工程にて選択したトポロジーＩＤを格納したフレームを隣接ノードに送信するフレーム送受信工程とを有し、前記隣接ノードにおける前記トポロジー変更検出工程では、前記トポロジーＩＤと前記トポロジー構築のために必要な情報を有するトポロジー情報テーブルとを対応づけたトポロジー関連付けテーブルを参照し、受信した前記トポロジーＩＤに対応したトポロジー情報テーブルを参照し、自身の設定変更を行う、ものである。
【００１５】
本発明においては、障害に応じた識別情報であるトポロジーＩＤとトポロジー構築のために必要な情報を有するトポロジー情報テーブルとを対応づけたトポロジー関連付けテーブルを参照し、障害が発生した場合、隣接ノードから当該障害に対応づけられたトポロジーＩＤを受信し、当該トポロジーＩＤに対応したトポロジー情報テーブルを参照して、トポロジーの再構築を行うことができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、障害が生じた際に迅速にトポロジーの再構築を高速化することができるネットワークシステム及びネットワークシステムの障害回復方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態１にかかるネットワーク構成の一例を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１において使用されるリアルタイム通信における１サイクル分の通信フレームを示す図である。
【図３】本発明の実施の形態１におけるＢＰＤＵ（Bridge Protocol Data Unit）フレームを示す図である。
【図４】本発明の実施の形態１における各ノードに配置される通信ロジックを示す図である。
【図５】本発明の実施の形態１におけるトポロジー情報テーブルの例を示す。
【図６】ルーティングテーブルの例を示す図である。
【図７】隣接ノードテーブルの例を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態にかかるネットワークを示す図である。
【図９】本発明の実施の形態における障害検出方法を示すフローチャートである。
【図１０】トポロジー関連付けテーブルの例を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態２にかかるネットワークを示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態２にかかる障害回復方法を示すフローチャートである。
【図１３】トポロジー関連付けテーブルの例を示す図である。
【図１４】本発明の実施の形態２の変形例にかかる障害回復方法を示すフローチャートである。
【図１５】特許文献１に記載のネットワーク構成を示す図である。
【図１６】単一障害時の迂回パスの状態を示すテーブルを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。この実施の形態は、本発明を、複数のノードにより構成され、トポロジーが事前に確定されたネットワークシステムに適用したものである。
【００１９】
本実施の形態においては、ネットワークのトポロジーが変更となるような障害が発生した場合、事前にトポロジー設定に必要な情報をネットワークの各ノードに格納しておくことにより、トポロジーの再構築を高速化することを特徴とする。また、ネットワークの各ノードが同期して動作するようなリアルタイム通信の場合、事前にルートノードを変更した場合のトポロジー構成を各ノードに格納しておくことにより、ルートノードが障害により故障しても、高速に代替のノードをルートノードに設定したトポロジー構成に変更することを特徴とする。更に、ネットワークのトポロジーが変更となるような障害が発生した場合、障害発生の通知を検出したノードが隣接ノードに対して障害発生を通知し、通知を受けた隣接ノードが自身に格納されているトポロジー設定に必要な情報から再構築するトポロジーを決定することを特徴とする。
【００２０】
本発明の実施の形態１.
図１は、本実施の形態にかかるネットワーク構成の一例を示す図である。本例においては、ノード１乃至５からなり、ノード１はノード２乃至５と接続されている。ノード２はノード１及び３と接続されている。ノード３はノード１，２，４，５と接続されている。ノード４はノード１，３，５と接続されている。ノード５はノード１，３，４と接続されている。ネットワークに接続されるノードはネットワーク設計の時点で確定しているため、ネットワークへの参加が考慮されないノードは接続されないことが前提となる。
【００２１】
リアルタイム通信の場合、ルートノードと呼ばれるネットワーク内の他のノード（非ルートノード）との同期をとるための基準となるクロックであるマスタークロックを生成する機能を持つノードが存在する。本例においては、ノード１がルートノードとなっている。各ノードの構成については後述する。
【００２２】
図２は、本実施の形態において使用されるリアルタイム通信における１サイクル分の通信フレームを示す図である。通信フレームはサイクルタイム単位の周期で転送され、サイクルタイムカウンタ用のカウンタを有する。本実施の形態におけるフレーム構成は、予約可能区間と自由転送区間とに分けられており、それぞれの区間を使用してデータの転送を行う。
【００２３】
また、ルートノードは、ネットワークの複数の非ルートノードに対して、マスタークロックの時間情報を含んだ同期フレームを定期的に送信する。非ルートノードでは、同期フレームのタイミングに同期させ通信データの送受信制御を行う。
【００２４】
図３は、本実施の形態におけるＢＰＤＵ（Bridge Protocol Data Unit）フレームを示す。（以下、ＢＰＤＵフレームをＡＲＳＴＰ用ＢＰＤＵフレーム（ARSTP:Automotive Rapid Spanning Tree Protocol）という）。このＡＲＳＴＰ用ＢＰＤＵフレームは、上述の通信フレームの先頭部分に配置される。そして、イーサネットフレームのデータエリアに、本実施の形態の特徴の１つであるトポロジーＩＤエリアを設けたフレームである。本発明の実施例ではサイクルのスタート区間で送信される。たとえば、ネットワークのサイクルタイムを125usに設定すると、ＢＰＤＵフレームに格納されたトポロジーＩＤもこの周期で各ノードへ通知されることになる。
【００２５】
図４は、本実施の形態における各ノードに配置される通信ロジックを示す図である。通信ロジックは各ノード内に存在している。この通信ロジック内に、マスタークロック生成部１６、サイクルタイマ１３、エラー信号発生部１７、トポロジー変更検出部１４、トポロジー選択部１５、フレーム送受信部１８、トポロジー情報テーブル１１、トポロジー関連付けテーブル１２を有している。その他、ＰＯＲＴ１９及びケーブル２０を備えている。通信ロジック内の各構成要素について詳細に説明する。
【００２６】
マスタークロック生成部１６は、ルートノードのみで機能する。ネットワーク内のノード間の同期を取るための基準の時間情報であるマスタークロックを含んだフレーム（以降同期フレーム）を生成し、フレーム送受信部１８に送る。同期フレームは、例えば、図２で示すＡＲＳＴＰ用ＢＰＤＵフレームの１つのエリアに配置することなどが可能である。
【００２７】
サイクルタイマ１３は、自ノードの時間情報（クロック）を生成し、エラー信号発生部１７にその時間情報を送る。
【００２８】
エラー信号発生部１７は、フレーム送受信部１８より同期フレームを受け取り、同期フレームのマスタークロックとサイクルタイマ１３から送られてくる自ノードの時間情報（クロック）を比較し、時間のズレを判定する。所定の値（システムにより一意に決定すればよい）を超えている場合は、障害情報フレームを生成し、フレーム送受信部１８に通知する。障害情報フレームは例えば、図２で示すＡＲＳＴＰ用ＢＰＤＵフレームの１つのエリアに配置することなどが可能である。
【００２９】
トポロジー変更検出部１４は、スタティックＡＲＳＴＰ用ＢＰＤＵフレームの受信を監視する。そして、例えばサイクルタイム３回連続してフレームが受信されなかった場合、ケーブル断等のパスの障害によるトポロジーの変更が必要と判断する。受信しなかったフレームから障害箇所を判断し、トポロジー選択部１５に通知する。また、ルートノードは障害情報フレームを複数ノードから受け取った場合、自身のノードにマスタークロック生成などで障害が発生したと判断し、トポロジー選択部に通知する。
【００３０】
トポロジー選択部１５は、パスの障害が発生した箇所から、その場合に構成されるべきトポロジーを選択する。選択したトポロジーと関連づけられているトポロジーＩＤを選択し、フレーム送受信部１８に通知する。また、ルートノードは自身が障害となった場合、代替のルートノードへの切り替えを示すトポロジーＩＤを選択し、フレーム送受信部１８に通知する。また、障害に応じたトポロジーに合致したトポロジーをトポロジー情報テーブルから選択し、自身のポート設定、ルーティングテーブル等を変更する。
【００３１】
フレーム送受信部１８は、ＡＲＳＴＰ用ＢＰＤＵフレーム、及び障害情報フレームを送受信する。受信したフレームをトポロジー変更検出部１４へ通知する。また、同期フレームを受信した場合は、エラー信号発生部１７に通知する。また、トポロジー選択部１５よりトポロジーＩＤ情報が通知された場合、ＡＲＳＴＰ用ＢＰＤＵフレームのトポロジーＩＤエリアに通知されたトポロジーＩＤを設定する。
【００３２】
トポロジー情報テーブル１１は、各ノードが起動前に用意しトポロジー構築のために必要な情報が格納されている。図５にトポロジー情報テーブルの例を示す。また、図６にルーティングテーブル、図７に隣接ノードテーブルの例を示す。トポロジー情報は、ルートノードか、非ルートノードかを示すルート非ルートノード情報、ポートの有効又は無効を示す有効無効ポート情報、ルーティングテーブル（送受信先の情報）、隣接ノードテーブル（隣接するノードの情報）から構成される。ルートノードは、サイクルタイムのマスタークロックを生成するマスターノードで１ネットワークに１つ存在するノードである。有効無効ポート情報は、ネットワーク経路が複数存在すると、データが複数のパスを通りオーバーラップするため、必要のない経路のポートは無効としておくための情報である。各通信ロジックは、障害の発生箇所に応じた数のトポロジー情報テーブルを有する。すなわち、例えばケーブルの本数が１０箇所存在するトポロジーであれば、１つの通信ロジックが１０個のトポロジー情報テーブルを有することになる。
【００３３】
トポロジー関連付けテーブル１２の例を図１０、図１３に示す。障害内容に応じたトポロジーＩＤとトポロジー情報テーブルとの関連性を示したテーブルである。
【００３４】
次に、本実施の形態にかかる障害回復方法について説明する。１つのパスがケーブル断線の障害により通信データの伝送が不可となった場合の例を説明する。図８は、本実施の形態にかかるネットワークを示す図である。図８に示すように、５ノード構成のトポロジーにおいて、ノード５とノード３とを接続するケーブルで、ケーブル断が発生したとする。
【００３５】
この場合、ノード５からのフレームを受け取るノード１又はノード４におけるフレーム送受信部１８がＡＲＳＴＰ用ＢＰＤＵフレームを受信し、受信したフレームをトポロジー変更検出部１４に送る。
【００３６】
ノード１又はノード４のトポロジー変更検出部１４では、ＡＲＳＴＰ用ＢＰＤＵフレームを一定回数受信しない場合などの条件により、ケーブル断等によるパスの障害と判断し、トポロジー選択部１５に通知する。
【００３７】
図９は、本実施の形態における障害検出方法を示すフローチャートである。図９に示すように、トポロジー変更検出部１４は、例えば３回分の周期１２５μｓ×３回分、フレームを受信しなかった場合に、ノード３とノード５との間のケーブルが断裂したと判断することができる（ステップＳ１）。
【００３８】
トポロジー選択部１５では、ノード５とノード３の間のケーブルのパスが障害で接続不可となった場合に構成されるトポロジーに該当するトポロジーＩＤを図１０に示すトポロジー関連付けテーブル１２から選択する（ステップＳ２）。本例では、ノード３とノード５との間の接続不良なので、トポロジーＩＤ＝９を選択する。このトポロジーＩＤには、トポロジー情報テーブル１１も同様に関連づけられている。本例では、トポロジー情報テーブルａ３５が対応付けられている。次に、フレーム送受信部１８にトポロジーＩＤを通知し（ステップＳ３）、かつ自身のノードのトポロジー設定を関連づけされたトポロジー情報テーブルの値に変更する（ステップＳ５）。
【００３９】
なお、図９に示すトポロジー選択部１５の制御フローは、制御の一部を抜粋したものであり、実際には、通信ケーブルの切断位置を１−１から順次、すなわち、トポロジーＩＤの１〜１０について、トポロジー関連付けテーブルの切断位置の数分確認していく。
【００４０】
次にフレーム送受信部１８は、トポロジーＩＤをＡＲＳＴＰ用ＢＰＤＵフレームに設定し、隣接ノードに送信する。
【００４１】
隣接ノードのフレーム送受信部１８がＡＲＳＴＰ用ＢＰＤＵフレームを受信し、受信したフレームをトポロジー変更検出部１４に送る。トポロジー変更検出部１４では、フレーム内のトポロジーＩＤを探し、トポロジーＩＤを検出した場合、フレーム送受信部１８に通知する。隣接ノードにおけるトポロジー変更検出部１４においても、図９に示すように、トポロジーＩＤに従ったトポロジー設定に変更する（ステップＳ４）。
【００４２】
これにより、結果的に、たとえば３−５が断線した本例では、３−５のパスに変わる新しいパスとして、上記の方法を用いて３→４→５のケーブル（ノード３とノード４の間のケーブル→ノード４とノード５の間のケーブル）を通ることになる。
【００４３】
また、本ネットワークの例で複数のパスが同時に障害となった場合も、複数箇所が故障となったトポロジー情報を事前に用意し、トポロジー情報テーブルに格納すると共に複数箇所が故障となったことを示すトポロジーＩＤとトポロジー関連付けテーブルを用意しておくことで、トポロジーの変更が可能である。
【００４４】
本実施の形態によれば、トポロジー構築に必要なトポロジー情報テーブル１１を事前に各ノードに用意しておく。このことにより、ケーブル断等のパスの障害でトポロジーの再構築が必要になった場合においても、パスの障害を検出したノードが隣接ノードに順次通知することにより障害をトポロジーＩＤで通知する。このことにより、ネットワークの各ノードがパス障害の箇所に応じたトポロジー情報を選択し新しいトポロジーに設定することがきる。
【００４５】
従来技術では、障害発生を始点通信装置に通知し、始点通信装置でトポロジーの再設定を行う仕組みとなっていた。このため、仮に始点通信装置に通知するパスがすべて障害によりなくなってしまった場合には、トポロジーを変更することはできなかった。これに対し、上述したように、本実施の形態においては、従来技術と同様に高速にトポロジーを構築することができる上、どのノードが故障してもトポロジーの構築が可能となる。
【００４６】
更に、本実施の形態によれば、パスの障害が発生した場合、検出したノードがＡＲＳＴＰ用ＢＰＤＵフレームにトポロジーＩＤ情報を付加し、隣接のノードに通知し、隣接ノードによってトポロジーの再構築を設定する仕組みであるため、従来技術のようにいくつかの経路を辿った後にトポロジーの構築ができる方式より、極めて短い時間でトポロジーの再構築が可能となる。
【００４７】
また、従来例の場合は、障害を検出した通信装置が障害発生通知を始点通信装置に通知する手段となっているが、ネットワークのバスに負荷がかかっている場合、即時に通信できない場合があり、迅速な障害回復に支障を来す。しかし本実施の形態においては、障害を通知する手段が実施例にあるようにＡＲＳＴＰ用ＢＰＤＵフレームの周期が１２５μｓであるなら、この周期の単位で確実に隣接ノードに通知するタイミングを取ることができるため、常に迅速な障害の回復が可能となっている。
【００４８】
本発明の実施の形態２.
次に、本発明の実施の形態２について説明する。図１１に示すように、ルートノードであるノード１のマスタークロックの供給が外部ノイズなどで精度が低くなった場合、ルートノードをノード２に変更する方法について説明する。
【００４９】
ルートノードでは、非ルートノードから一定数以上（たとえば、ネットワークを構成する全ノードの半数以上から）障害情報フレームをトポロジー変更検出部が受け取った場合、図１２のフローに示すように、自身に障害が発生し、クロックの生成の精度が低いと認識する（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）。この場合、ルートノードは、ルートノードをノード２に変更することを決定し、トポロジー選択部１５に通知する。
【００５０】
トポロジー選択部１５では、ルートノードをノード２に変更するトポロジーＩＤを図１３で示すトポロジー関連付けテーブル１２から選択する（ステップＳ１２）。トポロジー情報テーブル１１も同様に関連づけられている。
【００５１】
次に、フレーム送受信部１８にトポロジーＩＤを通知し（ステップＳ１３）、かつ自身のノードのトポロジー設定をトポロジー情報テーブル１１から関連付け表に従った値に変更する（ステップＳ１４）。また、ルートノードであったノード１は、同時にマスタークロック生成部１６の機能を無効とする。
【００５２】
次に、フレーム送受信部１８は、トポロジーＩＤをＡＲＳＴＰ用ＢＰＤＵフレームに設定し、隣接ノードに送信する。
【００５３】
非ルートノードのフレーム送受信部１８は、ＡＲＳＴＰ用フレームを受信し、受信したフレームをトポロジー変更検出部１４に通知する。トポロジー変更検出部１４では、フレーム内のトポロジーＩＤを探し、検出した場合、フレーム送受信部１８に通知する。これが更に隣接ノードに送信される。トポロジー変更検出部１４では、図１２のフローにあるように、トポロジーＩＤに従ったトポロジー設定に変更する。
【００５４】
ルートノードとなったノード２は、マスタークロック生成部の機能を有効にして同期フレームを生成し、フレーム送受信部１８から同期フレームをネットワークの各ノードに送信する。これによって、ルートノードで故障が発生した場合に、ルートノードを変更したトポロジーにネットワークを設定することができる。
【００５５】
更に、トポロジーが変更となった後、元のルートノードであるノード１では、エラー信号発生部１７において、マスタークロックとサイクルタイマの比較を行い、図１２のフローに示すように、一定時間同期ズレが発生しなかった場合（ステップＳ１５：Ｙｅｓ）は、障害が回避できたと判断し、ルートノードをノード１に設定するための制御を行う。ルートノードを２に変更した場合と同じ制御シーケンスとなる（ステップＳ１６）。これは、一般的に、元のルートに設定したノードは、クロック精度も高くネットワークでは重要な機能を持っている可能性があることが多いためである。
【００５６】
本発明の実施の形態２の変形例
次に、ルートノードが故障により通信不可となり障害情報フレームを受信できない場合について述べる。図１４にフローを示す。隣接した非ルートノードのエラー信号発生部では一定期間内、例えばＡＲＳＴＰ用ＢＰＤＵフレームの周期が１２５μｓとしたとき、１２５μｓ×３の時間分の間同期フレームを受信しなかった場合であって（ステップＳ２１：Ｎｏ）、同期フレームと自ノードの時間情報差が大きい場合（ステップＳ２６：Ｙｅｓ）、ルートノードが故障したと判断する。その場合は、エラー信号発生部１７は、障害情報フレームを生成する（ステップＳ２７）。また、このとき、ルートノードをノード２に変更することを決定し、トポロジー選択部に通知する。以降の手順はルートノード1のマスタークロックの精度が低くなった場合と同じとなる。
【００５７】
すなわち、その後、一定期間内に度づきフレームを受信し（ステップＳ２１：Ｙｅｓ）、それが一定期間続いた場合（ステップＳ２２：Ｙｅｓ）、ノード１は、正常な状態に戻ったと判断し、トポロジー選択部１５は、トポロジーＩＤ＝１１、トポロジー情報テーブル＝ａ０１を選択する（ステップＳ２３）。そして、トポロジー選択部１５は、フレーム送受信部１８にトポロジーＩＤを通知し（ステップＳ２４）、ルートノードをノード１にしたとポロジー設定に変更する（ステップＳ２５）。
【００５８】
これによってルートノードが故障した場合にでもルートノードを変更し継続したネットワークの成立が可能となる。
【００５９】
本実施の形態によれば、ルートノードが故障した場合でもネットワーク内の非ルートノードをルートノードにすることができ、また障害復帰時にルートノードを元に戻すことが出来るため、特にマスタークロックに同期して通信を行うようなリアルタイム通信では、必要な技術である。
【００６０】
なお、本発明は上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることは勿論である。
【００６１】
例えば、上述の実施の形態では、ハードウェアの構成として説明したが、これに限定されるものではなく、任意の処理を、ＣＰＵ（Central Processing Unit）にコンピュータプログラムを実行させることにより実現することも可能である。この場合、コンピュータプログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（tangible storage medium）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（random access memory））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。
【符号の説明】
【００６２】
１１  トポロジー情報テーブル
１２  トポロジー関連付けテーブル
１３  サイクルタイマ
１４  トポロジー変更検出部
１５  トポロジー選択部
１６  マスタークロック生成部
１７  エラー信号発生部
１８  フレーム送受信部
１９  ＰＯＲＴ
２０  ケーブル
【図１】
2011205444.tif 000003
【図２】
2011205444.tif 000004
【図３】
2011205444.tif 000005
【図４】
2011205444.tif 000006
【図５】
2011205444.tif 000007
【図６】
2011205444.tif 000008
【図７】
2011205444.tif 000009
【図８】
2011205444.tif 000010
【図９】
2011205444.tif 000011
【図１０】
2011205444.tif 000012
【図１１】
2011205444.tif 000013
【図１２】
2011205444.tif 000014
【図１３】
2011205444.tif 000015
【図１４】
2011205444.tif 000016
【図１５】
2011205444.tif 000017
【図１６】
2011205444.tif 000018