(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数箇所に設置された一方がマスタとなり他方がスレーブとなる２台のコンピュータ装置を、１系ネットワークと２系ネットワークとによる２重化されたネットワークで接続することで構成され、ネットワーク内のコンピュータ装置の間でフレームを送受信するネットワークシステムに適用される障害監視システムであり、
前記ネットワークシステムは、
それぞれのコンピュータ装置ごとに２台用意され、コンピュータ装置から受信したフレームを一方と他方の複数の経路に分岐して送信し、一方と他方の複数の経路から受信したフレームを、接続された前記コンピュータ装置に送信する２分岐接続装置と、
前記２分岐接続装置から一方の経路に送出されたフレームを中継すると共にネットワーク側から受信したフレームを接続された前記２分岐接続装置に送出する１系ネットワーク中継装置と、
前記２分岐接続装置から他方の経路に送出されたフレームを中継すると共にネットワーク側から受信したフレームを接続された前記２分岐接続装置に送出する２系ネットワーク中継装置と、
前記１系ネットワーク中継装置から受信したフレームを前記１系ネットワークに送信し、前記１系ネットワークから受信したフレームを前記１系ネットワーク中継装置に送信する１系ネットワーク接続装置と、
前記２系ネットワーク中継装置から受信したフレームを前記２系ネットワークに送信し、前記２系ネットワークから受信したフレームを前記２系ネットワーク中継装置に送信する２系ネットワーク接続装置とを備え、
前記１系ネットワーク中継装置と前記２系ネットワーク中継装置は、一方をマスタとし他方をスレーブとして運用するネットワークシステムの障害監視システムにおいて、
それぞれの前記２分岐接続装置は、前記１系ネットワーク中継装置及び前記２系ネットワーク中継装置の障害を監視し、マスタとされる一方の前記ネットワーク中継装置に障害が発生した場合には、スレーブとされる他方の前記ネットワーク中継装置をマスタに切替える
障害監視システム。
【請求項２】
前記１系ネットワーク中継装置と前記２系ネットワーク中継装置は、互いに障害を監視し、マスタとされる一方のネットワーク中継装置に障害が発生した場合には、スレーブとされる他方のネットワーク中継装置をマスタに切替える
請求項１記載の障害監視システム。
【請求項３】
さらに、前記１系ネットワーク及び前記２系ネットワークに接続されるネットワーク監視装置を備え、
前記ネットワーク監視装置は、前記１系ネットワーク又は前記２系ネットワークを介して、前記１系ネットワーク中継装置と前記２系ネットワーク中継装置の障害を監視し、マスタとされる一方のネットワーク中継装置に障害が発生した場合には、スレーブとされる他方のネットワーク中継装置をマスタに切替える制御を行う
請求項２記載の障害監視システム。
【請求項４】
前記１系ネットワーク接続装置及び前記２系ネットワーク接続装置は、それぞれのネットワーク接続装置毎に独立して動作し、それぞれの前記２分岐接続装置についても２分岐接続装置毎に独立して動作する
請求項３記載の障害監視システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンピュータ装置（以下、「コンピュータ」と略記する）が送受信するフレームをネットワークに中継するネットワーク中継装置の障害を監視する場合に適用して好適な障害監視システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、駅間ネットワーク等の高い信頼性が求められる制御システムでは、その高信頼制御を実現するために、制御用のコンピュータが２重化され、さらには、その制御用のコンピュータを接続するネットワークも２重化されることがあった。なお、一般にネットワーク層で用いられるデータをパケットと呼び、データリンク層で用いられるデータをフレームと呼ぶが、以下の説明ではパケットとフレームは、同じ意味とし、「フレーム」に統一して取り扱う。
【０００３】
ネットワークを２重化すれば、一方のネットワークに障害が発生してデータの送受信が行えなくなっても、他方のネットワークに切替えてデータの送受信を行い、制御システムの動作を継続することができる。このような２重化ネットワークシステムは、２重化されたネットワークと、２重化されたネットワーク毎に接続されてデータの入出力を行うネットワーク接続装置、さらにネットワーク接続装置に接続され、２重化されたコンピュータにフレームを中継するネットワーク中継装置によって構成されていた。
【０００４】
２重化ネットワークシステムは、以下の動作を行う。すなわち、フレームを送信する送信元のコンピュータに接続されるネットワーク中継装置は、２重化されたネットワーク接続装置に２つの同じフレームを送信する。そして、２重化されたネットワーク接続装置は、それぞれが２重化ネットワークに同じフレームを送信する。
【０００５】
２重化された宛先のネットワーク接続装置は２重化されたネットワークからフレームを受信すると、宛先のネットワーク中継装置にこのフレームをそれぞれ送信する。ここで、宛先のネットワーク中継装置は、最も早く到着したフレームを宛先のコンピュータに中継し、既に宛先のコンピュータに中継したフレームと同じ通信番号が付され、遅く到着したフレームを廃棄する。このようにネットワーク中継装置は、他の装置から到着したフレームについて中継するか廃棄するかの選択を行うことで、宛先のコンピュータがフレームを重複受信しないように制御している。
【０００６】
なお、２重化ネットワークシステムは、上述した駅間ネットワークの他、高い信頼性を要求される業界、例えばプラント制御システムの構築時に採用されている。そして、２重化ネットワークシステムを実現するためには、以下の特許文献１に開示されるような技術が検討されてきた。
【０００７】
特許文献１には、スレーブ回線切替え装置へ送信したチェック要求メッセージに対して返送されるチェック応答メッセージの受信有無により通信系でのデータ通信の障害を監視する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−２７３９３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、２重化されたコンピュータのうち、一方のコンピュータに障害が発生した場合、他方のコンピュータに切替えてフレームの送受信をすることが求められる。ここで、ネットワーク中継装置が１台だけ設定され、このネットワーク中継装置に障害が発生すると、コンピュータはネットワークを介して他のコンピュータとフレームを送受信することができない。このため、ネットワーク中継装置を２重化することが検討されていた。しかし、上述したようにネットワーク中継装置は、２重化されたネットワークから同一のフレームを受信した場合には先着したフレームを中継し、後着したフレームを廃棄する。このため、２重化されたネットワーク中継装置がそれぞれ独立に動作すると、各ネットワーク中継装置が中継したフレームが同一となって、コンピュータが同一の複数のフレームを受信する可能性がある。
【００１０】
このような事態を避けるため、２重化されたネットワーク中継装置は、一方をマスタとし、他方をスレーブとするマスタ−スレーブ関係を設定している。しかし、単にネットワーク中継装置のマスタ−スレーブ関係を維持するだけでは、マスタとされたネットワーク中継装置に障害が発生した場合に、スレーブとされたネットワーク中継装置に処理を引き継ぐまで時間がかかる場合があった。
【００１１】
本発明はこのような状況に鑑みて成されたものであり、２重化されたネットワーク中継装置の障害を監視し、ネットワーク中継装置に発生した障害がフレームの送受信に影響しないようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、フレームを送受信する２重化されたコンピュータ装置と、２重化されたコンピュータ装置にそれぞれ接続され、コンピュータ装置から受信したフレームを複数の経路に分岐して送信し、複数の経路から受信したフレームをコンピュータ装置に送信する２重化された２分岐接続装置と、２分岐接続装置から受信したフレームを中継して２重化されたネットワークに接続される他の２重化されたネットワーク中継装置に送信し、他の２重化されたネットワーク中継装置からネットワークを介して受信したフレームを２分岐接続装置に中継する２重化されたネットワーク中継装置と、ネットワークに接続され、ネットワーク中継装置から受信したフレームをネットワークに送信し、ネットワークから受信したフレームを２重化されたネットワーク中継装置に送信する２重化されたネットワーク接続装置と、を備え、２重化された２分岐接続装置は、それぞれ２重化されたネットワーク中継装置の障害を監視し、マスタとされる一方のネットワーク中継装置に障害が発生した場合には、スレーブとされる他方のネットワーク中継装置をマスタに切替えるものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、２重化された２分岐接続装置がネットワーク中継装置の障害を監視し、ネットワーク中継装置に障害が発生した場合には、ネットワーク中継装置のマスタスレーブ関係を速やかに切替える。このため、マスタとされたネットワーク中継装置によるフレームの中継を継続することができ、２重化されたネットワークを用いたフレームの送受信における可用性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施の形態例における２重化ネットワークシステムの構成例を示すネットワーク接続図である。
【図２】本発明の一実施の形態例における２重化ネットワークシステムを構成する各装置の概要を示す説明図である。
【図３】本発明の一実施の形態例におけるネットワーク中継装置の内部構成の例を示すブロック図である。
【図４】本発明の一実施の形態例におけるネットワーク中継装置において、現用系コンピュータと１系ネットワーク及び２系ネットワークとの間に構成されるフレームの伝送経路の例を示した図である。
【図５】本発明の一実施の形態例におけるネットワークスイッチ及び２分岐接続装置の詳細な構成例を示すブロック図である。
【図６】本発明の一実施の形態例におけるフレームフォーマットの例を示す説明図である。
【図７】本発明の一実施の形態例の２重化コンピュータが支線内監視プログラムを用いて支線内のネットワーク中継装置の動作を監視する例を示すブロック図である。
【図８】本発明の一実施の形態例の２重化コンピュータが支線内監視プログラムを用いて支線内のネットワーク中継装置の動作を監視する例を示すフローチャートである。
【図９】本発明の一実施の形態例の第１の駅におけるネットワーク中継装置の接続構成例を示すブロック図である。
【図１０】本発明の一実施の形態例の１系ネットワーク中継装置が障害を検出した際における機能の停止処理の例を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の一実施の形態例のネットワーク監視装置の概要を示すブロック図である。
【図１２】本発明の一実施の形態例のネットワーク監視処理の例を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の一実施の形態例のネットワーク監視装置が２重化ネットワーク接続装置と２重化ネットワーク中継装置の間で監視する経路の例を示す説明図である。
【図１４】本発明の一実施の形態例の待機系とされるネットワーク中継装置の監視を行う例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施の形態例（以下、「本実施の形態例」という）について、添付図面を参照して説明する。本実施の形態例では、２重化したネットワークを用いて行うフレームの伝送処理の信頼性を高めた２重化ネットワークシステム７に適用した例について説明する。この２重化ネットワークシステム７では、コンピュータがプログラムを実行することにより、後述する内部ブロックが連携して行う障害監視方法を実現する障害監視システムとしても用いられる。
【００１６】
図１は、２重化ネットワークシステム７の構成例を示すネットワーク接続図である。
２重化ネットワークシステム７は、１系ネットワーク５ａと２系ネットワーク５ｂである、２重化されたネットワーク（以下、「２重化ネットワーク５」と総称する）とを備える。２重化ネットワーク５は、例えば、光ファイバによって配設された広帯域の幹線伝送路であり、高速でフレームを転送することが可能である。
【００１７】
この２重化ネットワークシステム７は、マスタとして決定される１系ネットワーク中継装置２ａと、スレーブとして決定される２系ネットワーク中継装置２ｂ（以下、「２重化ネットワーク中継装置２」と総称する）を備える。以下の説明において、２重化された２系統のネットワークや、２重化された装置のうち、マスタとして決定されたネットワーク及び装置が「現用系」として実際にフレームの処理を行う。一方、スレーブとして決定されたネットワーク及び装置が「待機系」として現用系を補助したり、現用系に障害が発生したときに代わりにフレームの処理を行ったりするものとする。
【００１８】
以下、現用系について構成及び動作を説明するが、待機系においても現用系と同じ構成及び動作を行うものとする。なお、現用系としては、１系ネットワーク中継装置１ａ、２分岐接続装置１０ａ（図２参照）、１系コンピュータ１ａであり、待機系としては、２系ネットワーク中継装置２ｂ、２分岐接続装置１０ｂ（図２参照）、２系コンピュータ１ｂである。
【００１９】
２重化ネットワーク中継装置２には、それぞれ１系コンピュータ１ａ、２系コンピュータ１ｂである、２重化されたコンピュータ装置（以下、「２重化コンピュータ１」と総称する）が接続され、フレームを送受信する。２重化コンピュータ１には、２分岐接続装置１０ａ，１０ｂが接続され（後述する図２を参照）、１系コンピュータ１ａ、２系コンピュータ１ｂは、それぞれ独立して動作する。２分岐接続装置１０ａ，１０ｂは、１系コンピュータ１ａ、２系コンピュータ１ｂがそれぞれ送受信する経路を分岐しており、それぞれ独立して動作する。
【００２０】
１系コンピュータ１ａから受信したフレームの送信元となる１系ネットワーク中継装置２ａは、２重化コンピュータ１が送信するフレームを中継してネットワークに接続された他の駅に設置された１系ネットワーク中継装置２ａに送信する。一方、フレームの宛先となる他の駅に設置された１系ネットワーク中継装置２ａは、送信元の１系ネットワーク中継装置２ａから２重化ネットワーク５を介して受信したフレームを２重化コンピュータ１に中継している。フレームには、宛先のコンピュータ、宛先のネットワーク中継装置を特定するための符号（例えば、ＭＡＣアドレス、ＩＰアドレス）と共に、送信元のネットワーク中継装置が中継するフレーム毎に通信番号が付されている。このため、宛先のネットワーク中継装置は、２重化されたネットワークから２つの同じフレームを受信しても、フレームに付された通信番号に基づいて既に中継したフレームであるか判断することができる。
【００２１】
図１に示す２重化ネットワーク５には、それぞれ１系ネットワーク接続装置３ａ，２系ネットワーク接続装置３ｂである、２重化されたネットワーク接続装置（以下、「２重化ネットワーク接続装置３」と総称する）を介して２重化ネットワーク中継装置２が設置される。２重化ネットワーク接続装置３は、２重化ネットワーク５に接続され、２重化ネットワーク中継装置２から受信したフレームを２重化ネットワーク５に送信し、２重化ネットワーク５から受信したフレームを２重化ネットワーク中継装置２に送信する。また、２重化ネットワーク中継装置２は、駅毎に設置されているため、駅間でのフレーム通信は２重化ネットワーク５を介して行われる。そして、１系ネットワーク接続装置３ａと２系ネットワーク接続装置３ｂは、それぞれ独立して動作する。
【００２２】
ここで、第１の駅に設置された１系ネットワーク接続装置３ａは、１系ネットワーク５ａに接続され、２系ネットワーク接続装置３ｂは、２系ネットワーク５ｂに接続される。また、第１の駅に設置された２重化ネットワーク中継装置２には、それぞれ１系コンピュータ１ａと２系コンピュータ１ｂが接続される。
【００２３】
また、２重化ネットワークシステム７は、第１及び第２の駅に設置された２重化ネットワーク中継装置２の動作を監視するネットワーク監視装置６を備える。このネットワーク監視装置６は、２重化ネットワーク５に接続された各装置のフレーム送受信の状況を監視する監視センターに設置されており、集中監視型の制御を行う。そして、ネットワーク監視装置６は、後述するネットワーク監視プログラムを起動して２重化ネットワーク５に接続された各装置の動作を遠隔監視し、２重化ネットワーク中継装置２の障害を検知すると、マスタ−スレーブ関係の見直し等を行っている。
【００２４】
２重化コンピュータ１、２重化ネットワーク中継装置２は、いわゆるホットスタンバイの２重化方式が採られている。そして、１系コンピュータ１ａは、予め定められたアプリケーションプログラムを実行する現用系として動作し、１系ネットワーク中継装置２ａは、現用系として２重化ネットワーク５にフレームを中継する。また、２系コンピュータ１ｂは、そのアプリケーションプログラムの実行を待機している待機系として動作し、２系ネットワーク中継装置２ｂは、待機系として１系ネットワーク中継装置２ａの動作が異常となった場合に、２重化ネットワーク５にフレームを中継する。
【００２５】
ホットスタンバイの２重化コンピュータ１は、現用系の１系コンピュータ１ａの正常機能が喪失した場合や、１系コンピュータ１ａと２重化ネットワーク接続装置３との間の通信に障害が発生した場合等に以下の動作を行う。すなわち、このような場合には現用系の１系コンピュータ１ａが待機系となり、それまでの待機系の２系コンピュータ１ｂが現用系となって、所定のアプリケーションを継続して実行する。
【００２６】
なお、第２の駅についても、２重化コンピュータ１、２重化ネットワーク中継装置２、２重化ネットワーク接続装置３がそれぞれ設置されるが、重複する説明を省略する。また、２重化ネットワーク中継装置２及び２重化ネットワーク接続装置３を接続する支線伝送路、並びに２重化ネットワーク中継装置２と２重化コンピュータ１を接続する支線伝送路を略称して「支線」と言うこともある。支線は、システムの構成に応じて増減することが可能である。そして、支線内で接続された各装置については「ネットワークノード」と呼ぶ。また、例えば、誤ってケーブル等が接続されると、２重化コンピュータ１や２重化ネットワーク中継装置２が受信したフレームは廃棄する仕様としてある。
【００２７】
次に、２重化ネットワークシステム7の構成の概要について説明する。
図２は、２重化ネットワークシステム7を構成する各装置の概要を示す説明図である。
第１の駅に設置された２重化ネットワーク中継装置２は、上述したように２重化ネットワーク接続装置３を介して、２重化ネットワーク５に接続される。２重化ネットワーク中継装置２には、それぞれ２組のネットワークスイッチ２０ａ，２０ｂと、２分岐接続装置１０ａ，１０ｂと、によって２重化されている。そして、２重化ネットワーク中継装置２は、２分岐接続装置１０ａから受信したフレームを中継して２重化ネットワーク５に接続される他の駅に設置された２重化ネットワーク中継装置２にフレームを送信する。また、他の２重化ネットワーク中継装置２から２重化ネットワーク５を介して受信したフレームを２分岐接続装置１０ａ，１０ｂに中継する。ここで、２分岐接続装置１０ａ，１０ｂは、マスタとされる１系ネットワーク中継装置２ａに対して優先してフレームの送受信を行っている。
【００２８】
２重化されたネットワークスイッチ２０ａは、ネットワークスイッチ２０ａ−１，２０ａ−２と表し、２重化された２分岐接続装置１０ａは、２分岐接続装置１０ａ−１，１０ａ−２と表す。同様に、２重化されたネットワークスイッチ２０ｂは、ネットワークスイッチ２０ｂ−１，２０ｂ−２と表し、２重化された２分岐接続装置１０ｂは、２分岐接続装置１０ｂ−１，１０ｂ−２と表す。ただし、図３以降の図面では、記載を簡潔にするために、ネットワークスイッチ２０ａ，２０ｂ、２分岐接続装置１０ａ，１０ｂとして表す。
【００２９】
１系コンピュータ１ａには、現用系の２分岐接続装置１０ａが接続され、２系コンピュータ１ｂには、待機系の２分岐接続装置１０ｂが接続される。現用系がフレームを送信する際に、２分岐接続装置１０ａは、１系コンピュータ１ａから受信したフレームを、ネットワークスイッチ２０ａ，２０ｂにそれぞれ複数の経路（例えば、２経路）に分岐して送信する。待機系の２分岐接続装置１０ｂは、２系コンピュータ１ｂから受信したフレームを、ネットワークスイッチ２０ａ，２０ｂにそれぞれ複数の経路（例えば、２経路）に分岐して送信する。
【００３０】
現用系の１系ネットワーク中継装置２ａは、１系ネットワーク接続装置３ａ，２系ネットワーク接続装置３ｂに接続される。待機系の２系ネットワーク中継装置２ｂは、１系ネットワーク接続装置３ａ，２系ネットワーク接続装置３ｂに接続される。ただし、１系ネットワーク中継装置２ａ，２系ネットワーク中継装置２ｂは、互いの動作状況を監視するように構成されている。
【００３１】
また、現用系でフレームを受信する際には、現用系の１系ネットワーク５ａから１系ネットワーク接続装置３ａを介して、１系ネットワーク中継装置２ａがフレームを受信する。この受信したフレームは、ネットワークスイッチ２０ａを経て２分岐接続装置１０ａに送られる。２分岐接続装置１０ａは、複数の経路（例えば、２経路）から受信したフレームを１系コンピュータ１ａに送信し、１系コンピュータ１ａがこのフレームを受信する。
【００３２】
ここで、本実施の形態例に係る障害検知を行うための監視処理について、以下の第１〜第４の監視処理の概要を説明する。これらの監視処理の詳細な内容については、後述する。
（１）第１の監視処理
１系ネットワーク中継装置２ａ，２系ネットワーク中継装置２ｂは、それぞれ自装置における各部位の障害監視を行う。なお、自装置の障害監視（タイマーチェック、パリティチェック等）については、従来から行われる処理であるため、詳細な説明を省略する。
（２）第２の監視処理
支線内監視プログラムを搭載する２重化コンピュータ１が、１系ネットワーク中継装置２ａ，２系ネットワーク中継装置２ｂと２分岐接続装置１０ａ，１０ｂの間の経路について障害監視を行う。マスタ（現用系）の１系ネットワーク中継装置２ａに障害が発生した場合には、スレーブ（待機系）の２系ネットワーク中継装置２ｂをマスタに切替える。
【００３３】
（３）第３の監視処理
１系ネットワーク中継装置２ａ，２系ネットワーク中継装置２ｂが互いに障害監視を行う。ここでは、１系ネットワーク中継装置２ａ，２系ネットワーク中継装置２ｂが互いに監視フレームを送り、他系から応答フレームを受け取れないときには、他系のネットワーク中継装置が停止していると判断する。
（４）第４の監視処理
ネットワーク監視装置６が、２重化ネットワーク５を介して第１又は第２の駅における２重化ネットワーク中継装置２の障害監視を行い、障害の発生時には２重化ネットワーク中継装置２のマスタとスレーブの切替えを制御する。このとき、ネットワーク監視装置６は、第１の駅に設置された２重化コンピュータ１に対して経路診断コマンド（以下、ｐｉｎｇコマンド）を送出し、２重化コンピュータ１が動作していることを監視している。また、ネットワーク監視装置６は、２重化ネットワーク接続装置３の動作監視を行うと共に、定期的に２重化ネットワーク中継装置２のログを収集し、２重化ネットワーク中継装置２に発生する障害の予兆を検知する。
【００３４】
次に、２重化ネットワーク中継装置２の詳細な構成例について説明する。
図３は、２重化ネットワーク中継装置２の内部構成の例を示すブロック図である。なお、図３〜図５では、図２に示した２分岐接続装置１０ａ，１０ｂ、ネットワークスイッチ２０ａ，２０ｂの構成を簡略化して構成及び動作の説明を行う。
【００３５】
２重化ネットワーク５は、それぞれ、リング状のネットワークとして構成され、１系ネットワーク５ａと２系ネットワーク５ｂは、互いに独立に動作する。従って、第１の駅に設置された２重化コンピュータ１から送出されたフレームは、２重化ネットワーク中継装置２によって、２つの同一のフレームに分離される。分離されたフレームはそれぞれ別個に、２重化ネットワーク５を経由して、例えば、第２の駅に設置された宛先となる２重化コンピュータ１へ送信される。ただし、実際に第２の駅に設置された２重化コンピュータ１が受信するのは、先に到着したフレームだけであり、後に到着したフレームは宛先の２重化ネットワーク中継装置２によって廃棄される。
【００３６】
２重化ネットワーク中継装置２が備えるネットワークスイッチ２０は、例えば、一般のスイッチングハブなどを用いて構成することができる。その基本機能は、２重化ネットワーク５で通信されるフレームから２重化ネットワーク中継装置２に接続されている２重化コンピュータ１宛のフレームを取り出し、その取り出したフレームを２重化コンピュータ１へ送信することにある。
【００３７】
なお、ネットワークスイッチ２０は、他の駅に設置された１系ネットワーク５ａから送信された監視フレームに応答して、所定の応答フレームを返送する機能など、一般のスイッチングハブが有していない伝送経路を診断する機能なども有している。
【００３８】
また、２分岐接続装置１０は、１つの伝送路を２つの伝送路に分岐すると共に、２つの伝送路を１つの伝送路に合流させる機能を有する。すなわち、２分岐接続装置１０は、２重化コンピュータ１に接続された伝送路を、１系ネットワーク５ａに到る伝送路と２系ネットワーク５ｂに到る伝送路とに分岐する。また、１系ネットワーク５ａからの伝送路と２系ネットワーク５ｂからの伝送路とを、２重化コンピュータ１に接続された伝送路に合流させる。
【００３９】
図４は、２重化ネットワーク中継装置２において、現用系のコンピュータと２重化ネットワーク５との間に構成されるフレームの伝送経路の例を示した図である。図４Ａは、１系コンピュータ１ａが現用系である場合における動作中の伝送路を示し、図４Ｂは、２系コンピュータ１ｂが現用系である場合における動作中の伝送路を示す。なお、図４において、太い実線は、動作中の伝送経路を表し、破線は、待機中の伝送経路を表す。
【００４０】
図４Ａに示すように、１系コンピュータ１ａが現用系であるときには、１系コンピュータ１ａは、動作中の伝送路により、２分岐接続装置１０ａ、ネットワークスイッチ２０ａ及び１系ネットワーク接続装置３ａを介して１系ネットワーク５ａに接続される。さらに、１系コンピュータ１ａは、２分岐接続装置１０ａ、ネットワークスイッチ２０ｂ及び２系ネットワーク接続装置３ｂを介して２系ネットワーク５ｂに接続される。
【００４１】
また、図４Ｂに示すように、２系コンピュータ１ｂが現用系であるときには、２系コンピュータ１ｂは、動作中の伝送路により、２分岐接続装置１０ｂ、ネットワークスイッチ２０ａ及び１系ネットワーク接続装置３ａを介して１系ネットワーク５ａに接続される。さらに、２系コンピュータ１ｂは、２分岐接続装置１０ｂ、ネットワークスイッチ２０ｂ及び２系ネットワーク接続装置３ｂを介して２系ネットワーク５ｂに接続される。
【００４２】
以上のように、ネットワークスイッチ２０及び２分岐接続装置１０の基本機能は、いずれも、２重化コンピュータ１と２重化ネットワーク接続装置３との間の伝送路を切替えることにある。
【００４３】
続いて、図５を参照して、２重化ネットワーク中継装置２のさらに詳細な構成及び機能について説明する。
図５は、ネットワークスイッチ２０及び２分岐接続装置１０の詳細な構成例を示すブロック図である。
【００４４】
上述したように、２分岐接続装置１０においては、２重化コンピュータ１に接続された伝送路１１は、１系ネットワーク５ａに到る伝送路１２と２系ネットワーク５ｂに到る伝送路１３とに分岐される。
【００４５】
一般に、伝送路は、送信伝送路と受信伝送路がペアになって構成されているが、２分岐接続装置１０におけるフレームの送受信処理は、送信伝送路と受信伝送路とでは、一部異なっているので、以下に補足する。
【００４６】
２分岐接続装置１０において、２重化コンピュータ１からフレームが送信される側の送信伝送路については、伝送路１１を、電気的に単純に、伝送路１２と伝送路１３とに分岐するものであればよい。そうすれば、現用系の１系コンピュータ１ａから出力されたフレームは、２分岐接続装置１０によって同じフレームが１系ネットワーク５ａ側の伝送路１２にも、２系ネットワーク５ｂ側の伝送路１３にも送出されることになる。なお、待機系の２系コンピュータ１ｂからは、１系ネットワーク５ａ又は２系ネットワーク５ｂに到るフレームは送出されない。
【００４７】
それに対し、２重化コンピュータ１がフレームを受信する側の伝送路については、伝送路１１〜１３は、ハードウェアの構成として切り離される。これは、伝送路１２からのフレームと伝送路１３からのフレームとの衝突を回避することを目的としたものである。そこで、２分岐接続装置１０には、フレームの衝突を調整するための伝送制御を行う受信フレーム伝送制御部１４が設置されている。
【００４８】
すなわち、受信フレーム伝送制御部１４には、例えば、受信フレームを一時的に記憶するバッファメモリ１５が設置される。そして、１系ネットワーク５ａからの受信フレーム及び２系ネットワーク５ｂからの受信フレームは、一旦バッファメモリ１５に記憶された後、順次、２重化コンピュータ１に接続された伝送路１１に送出される。
【００４９】
次に、ネットワークスイッチ２０の詳細な構成及び機能について説明する。
ネットワークスイッチ２０は、フレーム伝送制御部２１、経路切替部２２、監視フレーム伝送制御部２３、現用系接続スイッチ制御部２４、重複フレーム廃棄処理部２５、受信管理テーブル２６、送信管理テーブル２７、バッファメモリ２８を備える。
【００５０】
フレーム伝送制御部２１は、いわゆる一般のスイッチングハブそのものに対応する構成及び機能を有し、１系ネットワーク５ａ又は２系ネットワーク５ｂの幹線伝送路の一部を構成する。
【００５１】
すなわち、フレーム伝送制御部２１には、図示しない複数の通信ポートが設置されている。各通信ポートは、入力伝送路及び出力伝送路の接続端子を有している。フレーム伝送制御部２１は、ある通信ポートの入力伝送路から入力したフレームに含まれる宛先アドレス（ＭＡＣアドレス等）に応じて、適宜、そのフレームを出力する通信ポートを決定する。そして、フレーム伝送制御部２１は、入力したフレームを、決定した通信ポートに接続された出力伝送路へ送出する。このとき、フレーム伝送制御部２１は、フレームの送信順を示す通信番号をフレームに付して送信する。
【００５２】
一方、フレーム伝送制御部２１は、２重化ネットワーク５から１対多の通信方式（例えば、ブロードキャスト）でフレームが到着すると、フレームから取得した通信番号を送信元の２重化ネットワーク中継装置２毎に受信管理テーブル２６に書込む。そして、２重化ネットワーク５から１対１の通信方式（例えば、ユニキャスト）でフレームが到着すると、フレームから取得した通信番号、及びコンピュータを特定する識別符号を送信元の２重化ネットワーク中継装置２毎に受信管理テーブル２６に書込んで、フレームの着順を通信方式毎に管理する。
【００５３】
このように宛先の２重化ネットワーク中継装置２が２重化ネットワーク５から受信するフレームの通信番号を通信方式毎に管理する。このため、送信元の２重化ネットワーク中継装置２は、ブロードキャストで送信したフレームの送信通信番号を管理する。一方、宛先の２重化ネットワーク中継装置２は、ユニキャストで受信したフレームの受信通信番号と、２重化コンピュータ１のＭＡＣアドレスを管理してフレームを中継する２重化コンピュータ１を特定している。このため、ユニキャストとブロードキャストが混在したフレームが到着しても、宛先の２重化ネットワーク中継装置２は、正しくフレームが受信したことを識別することができる。
【００５４】
経路切替部２２は、フレーム伝送制御部２１に接続されている伝送路２１ａに接続すべき伝送路を、１系コンピュータ１ａに到る伝送路２２ａ及び２系コンピュータ１ｂに到る伝送路２２ｂから一方を選択し、その接続関係を切替える装置である。伝送路２２ａには、スイッチＳＷａが設置され、伝送路２２ｂには、スイッチＳＷｂが設置され、そのうち一方がオンし、他方がオフする。なお、図５では、スイッチＳＷａがオン、スイッチＳＷｂがオフしている。
【００５５】
スイッチＳＷａ，ＳＷｂのオン又はオフの制御は、現用系接続スイッチ制御部２４から供給される現用系指示信号によって行われる。ここで、現用系指示信号は、１系コンピュータ１ａ又は２系コンピュータ１ｂのいずれかを現用系として指示する信号である。スイッチＳＷａ，ＳＷｂは、現用系となっている１系コンピュータ１ａ又は２系コンピュータ１ｂ側に接続される伝送路２２ａ，２２ｂ上のものがオンし、他方がオフする。
【００５６】
従って、ネットワークスイッチ２０ａ，２０ｂは、現用系となっている１系コンピュータ１ａ又は２系コンピュータ１ｂに到る伝送路を接続する。そして、待機系となっている２系コンピュータ１ｂ又は１系コンピュータ１ａに到る伝送路を切断する。
【００５７】
なお、これらのスイッチＳＷａ，ＳＷｂは、ハードウェア的に伝送路を切断するものに限定されるものではない。例えば、ネットワークスイッチ２０にマイクロプロセッサが設置される場合には、そのマイクロプロセッサがプログラム制御で２重化コンピュータ１との間でフレームの送受信をするか、又は、送受信を停止するかによって、スイッチＳＷａ，ＳＷｂのオン又はオフを実現してもよい。
【００５８】
監視フレーム伝送制御部２３は、２重化コンピュータ１から自装置（ネットワークスイッチ２０）宛に送信された監視フレームを受信すると、そのとき自装置が正常に動作している場合には、自装置が正常であることを示す情報を含んだ応答フレームを、送信元の２重化コンピュータ１のそれぞれに返送する。
【００５９】
ここで、２重化コンピュータ１から送信される監視フレームには、自身の動作状態を示す情報、すなわち、自身が現用系であるか又は待機系であるかを示す情報が含まれている。現用系接続スイッチ制御部２４は、監視フレーム伝送制御部２３によって受信された監視フレームからその現用系であるか又は待機系であるかを示す情報を取り出し、その情報に基づき、経路切替部２２に対し、現用系指示信号を出力する。現用系指示信号は、例えば、１ビットのフラグ信号であり、“０”の場合、１系コンピュータ１ａが現用系、“１”の場合、２系コンピュータ１ｂが待機系と定める。
【００６０】
上述したように２重化ネットワーク５は互いに独立してフレームを伝送する。ここで、現用系の１系コンピュータ１ａから送信されたフレームは、１系ネットワーク５ａ及び２系ネットワーク５ｂの両方を経由して、宛先となる現用系の１系コンピュータ１ａへ届けられる。その場合、宛先の現用系の１系コンピュータ１ａは、同じフレームが２重に到着しており、一方のフレームを廃棄する必要がある。
【００６１】
重複フレームの廃棄処理は、現用系の１系コンピュータ１ａ自身が行うことができる。そこで、２重化ネットワーク中継装置２が備えるネットワークスイッチ２０ａ，２０ｂのそれぞれに重複フレーム廃棄処理部２５を設け、重複フレーム廃棄処理部２５で重複フレームの一方のフレームを廃棄する。重複フレーム廃棄処理部２５は、送信元の２重化ネットワーク中継装置２が２重化ネットワーク５で同じフレームを送信する場合に、フレーム伝送制御部２１から渡されたフレームの内、ネットワークから先着したフレームは受信処理を行ってフレーム伝送制御部２１に返す。そして、先着したフレームと同じ通信番号が付されてネットワークから後着したフレームは廃棄処理を行う処理を行う。
【００６２】
具体的には、ネットワークスイッチ２０ａの重複フレーム廃棄処理部２５は、フレーム伝送制御部２１が受信したフレームから現用系の１系コンピュータ１ａ宛のフレームを取り出す。そして、同じ２重化ネットワーク中継装置２内にある他方のネットワークスイッチ２０ｂの重複フレーム廃棄処理部２５で同様にして取り出されたフレームと比較する。この比較に際して、後述するようにフレームに付された通信番号が参照される。
【００６３】
例えば、受信したフレームと同じフレームが他方のネットワークスイッチ２０ｂの重複フレーム廃棄処理部２５で既に取り出されていた場合、すなわち、先着のフレームがあった場合には、その取り出した後着のフレームを廃棄する。これにより、現用系の１系コンピュータ１ａは、重複したフレームを受信しなくて済む。
【００６４】
上記の処理は、１系コンピュータ１ａが待機系であり、２系コンピュータ１ｂが現用系である場合にも同様に行われる。このときには、上記の処理で現用系及び待機系として説明した処理ブロックを逆に入れ替えればよい。
【００６５】
なお、フレームに付される通信番号は、２重化ネットワーク中継装置２にフレームが到着した順で受信管理テーブル２６を用いて管理される。２重化ネットワーク中継装置２は、２重化ネットワーク５に２重化ネットワーク接続装置３を介して接続される全ての２重化ネットワーク中継装置２毎に受信管理テーブル２６を作成しておく。この受信管理テーブル２６は、２重化ネットワーク５から到着したフレームの到着順を管理すると共に、送信元の２重化ネットワーク中継装置２によってフレームが送信された順序を示す通信番号を、送信元の２重化ネットワーク中継装置２毎に管理する。そして、受信管理テーブル２６は、ネットワークスイッチ２０ａ，２０ｂのそれぞれに設けてあり、２重化ネットワーク５に接続される各駅の２重化ネットワーク中継装置２毎に複数ある。このため、２重化ネットワーク５から受信したフレームの送信元である２重化ネットワーク中継装置２について個別にフレームの通信番号を管理することができる。
【００６６】
フレーム伝送制御部２１は、ネットワークスイッチ２０ａが現用系に設定されると、現用系の受信管理テーブル２６に書き込んだ内容を適宜待機系の受信管理テーブル２６に同期させる。これにより、ネットワークスイッチ２０ａが待機系に変更され、ネットワークスイッチ２０ｂが現用系に変更された場合であっても、ネットワークスイッチ２０ｂは、自身が持つ受信管理テーブル２６によってフレームの受信状況の管理を引き継ぐことができる。
【００６７】
また、２重化コンピュータ１が送信するフレームに付される通信番号は、２重化ネットワーク中継装置２が送信する順に送信管理テーブル２７を用いて管理される。送信管理テーブル２７は、ネットワークスイッチ２０ａ，２０ｂのそれぞれに設けてあり、２重化ネットワーク５に接続される各駅の２重化ネットワーク中継装置２毎に複数ある。
【００６８】
フレーム伝送制御部２１は、ネットワークスイッチ２０ａが現用系に設定されると、現用系の送信管理テーブル２７に書き込んだ内容を適宜待機系の送信管理テーブル２７に同期させる。これにより、ネットワークスイッチ２０ａが待機系に変更され、ネットワークスイッチ２０ｂが現用系に変更された場合であっても、ネットワークスイッチ２０ｂは、自身が持つ送信管理テーブル２７によってフレームの受信状況の管理を引き継ぐことができる。
【００６９】
次に、フレームの構成例を説明する。
図６は、フレームフォーマットの例を示す説明図である。図６Ａは、２重化ネットワーク中継装置２が中継するフレームのフレームフォーマットの例を示し、図６Ｂは、２重化ネットワーク中継装置２間で通信するフレームのフレームフォーマットの例を示す説明図である。
【００７０】
図６Ａに示すフレームフォーマットは、２重化ネットワーク中継装置２が中継するフレームに適用される。このフレームフォーマットには、ＭＡＣアドレスフィールド、ＩＰアドレスフィールド、ユーザ情報フィールド、送受信の番号フィールドが含まれる。なお、これらのフィールド以外の情報も含まれる場合があるが、ここでは説明を省略する。
【００７１】
ＭＡＣアドレスフィールドには、ユニキャスト通信が行われる際に宛先のコンピュータを特定するＭＡＣアドレスが書き込まれる。
ＩＰアドレスフィールドには、ネットワーク中継装置に割り振られるＩＰアドレスが書き込まれる。
ユーザ情報フィールドには、フレームがユニキャスト通信又はブロードキャスト通信のうち、いずれの通信方式で送信されたかが書き込まれる。この通信方式の情報は、ユーザ情報の一例として挙げたものであり、他にも様々な情報が含まれる。
送信通信番号フィールドには、送信するフレームの通信番号が書き込まれる。
受信通信番号フィールドには、受信するフレームの通信番号が書き込まれる。
なお、送受信の番号フィールドの数は、２重化ネットワークシステム７で用いる通信方式の数に応じて増減することが可能であり、「トレーラ」とも呼ばれる。
【００７２】
ブロードキャストを用いてフレームを送受信する場合には、例えば、ＩＣＭＰ（Internet Control Message Protocol）、ＵＤＰ（User Datagram Protocol）が用いられる。また、ユニキャストを用いてフレームを送受信する場合には、例えば、ＩＣＭＰ，ＵＤＰ，ＴＣＰ（Transmission Control Protocol）が用いられる。
【００７３】
２重化ネットワーク中継装置２は、支線内の２重化コンピュータ１からフレームを受信すると、送受信の通信番号フィールドを加え、２重化ネットワーク接続装置３を介して２重化ネットワーク５にフレームを中継する。このようにフレームに送受信の通信番号フィールドを加える処理を「カプセル化処理」と呼ぶ。逆に、２重化ネットワーク中継装置２は、２重化ネットワーク５から２重化ネットワーク接続装置３を介して受信したフレームから送受信の通信番号フィールドの内容を読み取った後、送受信の通信番号フィールドをフレームから除いて、支線内の２重化コンピュータ１にフレームを中継する。このようにフレームから送受信の通信番号フィールドを除く処理を「デカプセル化処理」と呼ぶ。
【００７４】
ここで、送受信の通信番号フィールドは、フレームの最後尾に追加することが望ましい。例えば、フレームの送信中にネットワーク障害が発生した場合には、２重化ネットワーク５の途中にアナライザを入れてフレームの内容及び２重化ネットワーク５の通信状況を解析する運用が行われている。このアナライザは、一般的にＭＡＣアドレスフィールド、ＩＰアドレスフィールド、ユーザ情報フィールドの並び順でフレームから取り出した内容を確認し、プロトコルの解析を行う。このため、アナライザによる解析が行いやすいように送受信の通信番号フィールドの配置する箇所を検討する必要がある。本実施の形態例に係るフレームでは、ユーザ情報フィールドの後ろに送受信の通信番号フィールドを設けることによって、従来から行っているアナライザでの解析やジャーナル機能の実行に影響することなく、アナライザの解析範囲を一般的なフィールドの並びに従わせることができる。
【００７５】
図６Ｂに示すフレームフォーマットは、１系のネットワーク中継装置２ａと２系ネットワーク中継装置２ｂの間で通信する際に用いられるフレームに適用される。このフレームフォーマットには、宛先アドレスフィールド、送信元アドレスフィールド、タイプ／データ長フィールド（ここまでＭＡＣヘッダ）、通信番号フィールド、ネットワーク中継装置情報フィールド、パディングフィールド、通信番号反転フィールド（ここまでデータ部）、ＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）フィールドが含まれる。
【００７６】
宛先アドレスフィールドには、宛先のネットワーク中継装置のアドレスが含まれる。このアドレスには、例えばマルチキャストアドレスが用いられており、宛先のネットワーク中継装置以外の装置がフレームを受信した場合に廃棄される。
送信元アドレスフィールドには、１系又は２系の区別を示す情報が含まれる。これにより、宛先のネットワーク中継装置では、どの系からフレームを受信したか判断できる。
タイプ／データ長フィールドには、フレームの種類を示す値と共に、データ部のデータ長が含まれる。
【００７７】
通信番号フィールドには、上述したようにフレームの通信番号が含まれる。これにより、宛先のネットワーク中継装置は、フレームの先着受信を判断することができる。
ネットワーク中継装置情報フィールドには、宛先のネットワーク中継装置に対して行う各種の監視コマンドやレスポンス等が含まれる。
パディングフィールドには、データ長を揃えるために所定の値が埋められる。
通信番号反転フィールドには、通信番号フィールドに含まれるフレームの通信番号を反転したパターンが含まれる。この反転したパターンにより通信番号との整合性チェックが行われる。
ＣＲＣフィールドには、フレームのチェックサムとして用いられる誤り検出符号が含まれる。
【００７８】
［第２の監視処理の例］
次に、２重化ネットワークシステム７における通信監視の処理について、図７と図８を参照して説明する。
図７は、２重化コンピュータ１が支線内監視プログラムを用いて支線内の２重化ネットワーク中継装置２の動作を監視する例を示すブロック図である。
支線内監視プログラムは、上述した第２の監視処理において、２分岐接続装置１０ａ，１０ｂを制御して支線内における各装置の経路を監視するために用いられる。１系コンピュータ１ａと２系コンピュータ１ｂは、共に支線内監視プログラムを実行している。
【００７９】
１系コンピュータ１ａは、１系ＬＡＮを介して２分岐接続装置１０ａ−１、１系ネットワーク中継装置２ａ及び２系ネットワーク中継装置２ｂに接続される。また、１系コンピュータ１ａは、２系ＬＡＮを介して２分岐接続装置１０ａ−２、１系ネットワーク中継装置２ａ及び２系ネットワーク中継装置２ｂに接続される。同様に、２系コンピュータ１ｂは、１系ＬＡＮを介して２分岐接続装置１０ｂ−１、１系ネットワーク中継装置２ａ及び２系ネットワーク中継装置２ｂに接続される。また、２系コンピュータ１ｂは、２系ＬＡＮを介して２分岐接続装置１０ｂ−２、１系ネットワーク中継装置２ａ及び２系ネットワーク中継装置２ｂに接続される。そして、２分岐接続装置１０ａ，１０ｂは、それぞれ２重化ネットワーク中継装置２の障害を監視し、マスタとされる１系ネットワーク中継装置２ａに障害が発生した場合には、スレーブとされる２系ネットワーク中継装置２ｂをマスタに切替える制御を行う。
【００８０】
ここで、２重化コンピュータ１と２重化ネットワーク中継装置２との間における経路探索や、２重化ネットワーク中継装置２の構成管理は後述するネットワーク監視プログラムで行うことも可能である。しかし、ＬＡＮケーブル等の配線は幹線を経るよりも支線内の方が短いため、支線内では支線内監視プログラムを用いた方が監視コマンドの送受信が早まり、障害を早く検知することができる。また、支線内監視プログラムを用いれば、２重化ネットワーク中継装置２のマスタ−スレーブの管理を目的とした監視を行うことができる。なお、２重化ネットワーク中継装置２と２重化ネットワーク接続装置３の間の経路診断は、後述するネットワーク監視プログラムで行う。
【００８１】
図８は、２重化コンピュータ１が支線内監視プログラムを用いて支線内の２重化ネットワーク中継装置２の動作を監視する例を示すフローチャートである。
【００８２】
始めに、１系コンピュータ１ａの指示により２分岐接続装置１０ａは、１系ＬＡＮと２系ＬＡＮ、現用系の１系ネットワーク中継装置２ａと待機系の２系ネットワーク中継装置２ｂの動作を監視する。また、２系コンピュータ１ｂの指示により２分岐接続装置１０ｂは、１系ＬＡＮと２系ＬＡＮ、現用系の１系ネットワーク中継装置２ａと待機系の２系ネットワーク中継装置２ｂの動作を監視する。これらの監視により、２分岐接続装置１０ａ，１０ｂは、支線内の２重化ネットワーク中継装置２の動作状態を判断し、１系ＬＡＮと２系ＬＡＮのいずれが現用系として動作しているかを判断する（ステップＳ１）。
【００８３】
ここで、２分岐接続装置１０ａ，１０ｂは、２重化コンピュータ１から受信した監視フレームを２重化ネットワーク中継装置２に送り、２重化ネットワーク中継装置２から応答メッセージが数秒（例えば、２秒）経っても受信できなかった場合には再び監視フレームを送る。そして、例えば、最大３回の監視フレームの再送信を行っても２重化ネットワーク中継装置２から応答メッセージを受信できなかった場合には、通信異常が発生したと判断している。
【００８４】
次に、２重化コンピュータ１の指示により２分岐接続装置１０ａ，１０ｂは、現用系の１系ネットワーク中継装置２ａと２重化コンピュータ１の間における通信経路の判断を行う。合わせて、現用系の１系ネットワーク中継装置２ａの動作状態を判断する。さらに、１系ネットワーク中継装置２ａと２系ネットワーク中継装置２ｂのいずれが現用系として動作しているかを判断する（ステップＳ２）。
【００８５】
次に、２重化コンピュータ１は、以下の判断を行う。即ち、２重化コンピュータ１は、１系ネットワーク中継装置２ａと２系ネットワーク中継装置２ｂが全て通信異常であると判断した場合、２分岐接続装置１０ａ，１０ｂがエラーメッセージを出力する（ステップＳ３）。
【００８６】
２重化コンピュータ１は、現用系である１系ネットワーク中継装置２ａの経路に異常があると判断した場合に、待機系である２系ネットワーク中継装置２ｂの経路が正常であれば、待機系である２系ネットワーク中継装置２ｂが動作していると判断する。このとき、２分岐接続装置１０ａ，１０ｂは、待機系の２系ネットワーク中継装置２ｂに対して、スレーブであった２系ネットワーク中継装置２ｂをマスタに切替える指示を行い、２系ネットワーク中継装置２ｂの系をスレーブからマスタに切替える（ステップＳ４）。
【００８７】
２重化コンピュータ１は、待機系である２系ネットワーク中継装置２ｂの経路に異常が生じた場合、待機系である２系ネットワーク中継装置２ｂが停止状態にあると判断する。このとき、２重化コンピュータ１は、現用系の１系ネットワーク中継装置２ａに対して待機系の２系ネットワーク中継装置２ｂを停止させる指示を行う。これにより、待機系の２系ネットワーク中継装置２ｂの動作が停止する（ステップＳ５）。
なお、上記のステップＳ１，Ｓ３２までの処理と、Ｓ３３〜３５の判断処理は、例えば１秒毎に繰り返し行う。これにより、各装置の動作状態を常に監視することができる。
【００８８】
［第３の監視処理の例］
次に、上述した第３の監視処理において、１系ネットワーク中継装置２ａ，２系ネットワーク中継装置２ｂが互いに障害監視を行う例について、図９と図１０を参照して説明する。
図９は、第１の駅における１系ネットワーク中継装置２ａ，２系ネットワーク中継装置２ｂの接続構成例を示すブロック図である。
【００８９】
１系ネットワーク中継装置２ａ，２系ネットワーク中継装置２ｂは、２重化された中継装置間ＬＡＮ４ａと、１本の制御線４ｂによって互いに接続される。中継装置間ＬＡＮ４ａは、例えば、１００ＢＡＳＥ−ＴＸによって構築されており、１系ネットワーク中継装置２ａ，２系ネットワーク中継装置２ｂの動作状態を監視する監視フレームが互いに送受信される。このため、１系ネットワーク中継装置２ａは、２系ネットワーク中継装置２ｂの障害を監視し、２系ネットワーク中継装置２ｂは、１系ネットワーク中継装置２ａの障害を監視している。ここで、マスタとされる１系ネットワーク中継装置２ａに障害が発生した場合には、スレーブとされる２系ネットワーク中継装置２ｂをマスタに切替えて処理を継続する。なお、以下の説明では、監視動作の主体となる１系ネットワーク中継装置２ａを「自系」と呼び、監視対象となる２系ネットワーク中継装置２ｂを「他系」と呼ぶが、自系及び他系は相対的な概念である。
【００９０】
上述したように２重化された１系ネットワーク中継装置２ａ，２系ネットワーク中継装置２ｂは、互いに中継装置間ＬＡＮ４ａを使用した監視フレームの送受信による動作監視と、制御線４ｂの状態監視を行う。中継装置間ＬＡＮ４ａ及び制御線４ｂを用いた監視は、例えば約２００ミリ秒毎に行われる。中継装置間ＬＡＮ４ａを用いた監視において、例えば１秒（２００ミリ秒×５回）を経過しても、自系が他系から中継装置間ＬＡＮ４ａの２本ともに監視フレームを受信しなかった場合に、他系が停止していると判断する。
【００９１】
制御線４ｂを用いた状態監視では、自系は、自系に制御線４ｂが接続されていること、他系に制御線４ｂが接続されていること、及び他系の電源状態（電源オンされているか否か）を監視する。そして、自系は、自系の電源がオンされた時に、自系が１系又は２系のいずれであるかを判断する。ここで、自系及び他系が共に動作している場合には、１系である自系をマスタとして決定する。しかし、１系の電源がオフされていれば、２系である他系をマスタとして決定する。
【００９２】
ここで、制御線４ｂを用いた状態監視において行われる自系の動作例及び判断条件を説明する。
（１）自系に制御線４ｂが接続されていない場合、自系は不図示の警告ランプを点灯して自系の動作を停止する。
（２）自系に制御線４ｂが接続されているが、他系に制御線４ｂが接続されていない場合、中継装置間ＬＡＮ４ａのリンク確認を行い、他系から送出される監視フレームの受信を待つ。他系から監視フレームを受信できない場合には、自系をマスタとして決定する。
（３）他系の電源がオフされているか否かの判断は、制御線４ｂの状態が「他系接続有り」、かつ、制御線４ｂから判明した他系の状態が「電源オフ」、かつ、中継装置間ＬＡＮ４ａの２本共にリンクが切断されている状態とする。
（４）自系が他系の異常を検知すると、他系を停止させるか否かを判断する。
【００９３】
そして、自系から他系にマスタ−スレーブ関係を切替える際には以下の制御項目が必要である。ここでは、自系がマスタに決定されたものとして説明を行う。
（１）マスタにおけるスイッチ機能の停止
マスタに決定された自系のネットワークスイッチ２０ａと、スレーブに決定された他系のネットワークスイッチ２０ｂが共にスイッチングハブとして動作すると、支線内の１系コンピュータ１ａは同一のフレームを２回受信する。このため、自系は、ネットワークスイッチ２０ａの障害を検出すると、このネットワークスイッチ２０ａを停止し、他系のネットワークスイッチ２０ｂに系を切替える。
（２）他の装置に影響を与える機能の停止
２系ネットワーク接続装置３ｂの異常発生時には、２系ネットワーク中継装置２ｂが２系ネットワーク接続装置３ｂに対して動作状態を続けると他の駅に配置された２重化ネットワーク中継装置２に対して影響を与える。このため、自系は、他系が２系ネットワーク接続装置３ｂに接続する動作を停止させる。
【００９４】
次に、自系の障害時における処理の例を説明する。
図１０は、１系ネットワーク中継装置２ａが障害を検出した際における機能の停止処理の例を示すフローチャートである。ここでは、１系ネットワーク中継装置２ａがマスタであり、２系ネットワーク中継装置２ｂがスレーブの関係としている。
【００９５】
始めに、１系ネットワーク中継装置２ａが自身のハードウェア障害を検出すると（ステップＳ１１）、１系ネットワーク中継装置２ａのネットワークスイッチ２０ａを停止し（ステップＳ１２）、ハードウェアの初期化等のリセットを行う（ステップＳ１３）。そして、停止要因（障害の内容）やトレースデータ等を不図示のメモリに保存した後、１系ネットワーク中継装置２ａ自身の機能を停止する（ステップＳ１４）。
【００９６】
２系ネットワーク中継装置２ｂは、ステップＳ１３において、１系ネットワーク中継装置２ａがネットワークスイッチ２０ａを停止したことにより、１系ネットワーク中継装置２ａが送出するはずの監視フレームがタイムアウトして受信できなくなったことを検出する（ステップＳ１５）。このとき、２系ネットワーク中継装置２ｂは、１系ネットワーク中継装置２ａの電源がオンされているか否かを確認し（ステップＳ１６）、中継装置間ＬＡＮ４ａを用いて２系ネットワーク中継装置２ｂ自身のテストを行い、２系ネットワーク中継装置２ｂが正常に動作していることを確認する（ステップＳ１７）。
【００９７】
その後、２系ネットワーク中継装置２ｂは、１系ネットワーク中継装置２ａへリセット信号を出力する（ステップＳ１８）。このリセット信号は、スレーブに設定されている２系ネットワーク中継装置２ｂをマスタに切替えるために用いられる。
【００９８】
ここで、１系ネットワーク中継装置２ａは、２系ネットワーク中継装置２ｂからリセット信号を受けると、停止要因（障害の内容）やトレースデータ等を不図示のメモリに保存した後、１系ネットワーク中継装置２ａ自身の機能を停止する（ステップＳ１９）。その後、１系ネットワーク中継装置２ａを交換するためユーザによって主電源がオフされる（ステップＳ２０）。
【００９９】
一方、以前から２系ネットワーク中継装置２ｂがマスタに決定されていた場合には、そのまま２系ネットワーク中継装置２ｂが単独のマスタとして動作する。一方、以前は２系ネットワーク中継装置２ｂがスレーブに決定されていた場合には、２系ネットワーク中継装置２ｂが単独のマスタとして動作するように移行する（ステップＳ２１）。そして、ステップＳ２０において１系ネットワーク中継装置２ａの電源がオフされたことを確認した後、１系の１系ネットワーク中継装置２ａに出力していたリセット信号をオフにする（ステップＳ２２）。
【０１００】
［第４の監視処理の例］
次に、ネットワーク監視装置６の動作例について、図１１〜図１４を参照して説明する。始めに、上述した第４の監視処理においてネットワーク監視装置６が障害監視を行う例について説明する。
図１１は、ネットワーク監視装置６の概要を示すブロック図である。
【０１０１】
ネットワーク監視装置６は、２重化ネットワーク５に接続され、２重化ネットワーク５及び２重化ネットワーク接続装置３を介して、２重化ネットワーク中継装置２の障害を監視する。そして、マスタとされる１系ネットワーク中継装置２ａに障害が発生した場合には、スレーブとされる２系ネットワーク中継装置２ｂをマスタに切替える制御を行う。
【０１０２】
ネットワーク監視装置６では、ネットワーク監視プログラムが動作しており、第１の駅に設置される２重化ネットワーク接続装置３に監視フレームを送出する（図中の（１）で示す矢印）。そして、ネットワーク監視装置６は、２重化ネットワーク接続装置３に障害が発生していない場合に、さらに２重化ネットワーク中継装置２に監視フレームを送出する（図中の（２）で示す矢印）。このとき、現用系の１系ネットワーク中継装置２ａに障害が発生していれば、ネットワーク監視装置６は、待機系の２系ネットワーク中継装置２ｂをスレーブからマスタに切替える等の処理を行う。また、ネットワーク監視装置６は、２重化コンピュータ１にｐｉｎｇコマンドを送出する（図中の（３）で示す矢印）。これにより、２重化コンピュータ１までの経路を診断することができる。
【０１０３】
図１２は、ネットワーク監視装置６が行うネットワーク監視処理の例を示すフローチャートである。この処理は、２重化ネットワーク５に接続される全ての駅の２重化ネットワーク中継装置２と、２重化ネットワーク接続装置３に対して行われる。
【０１０４】
始めに、ネットワーク監視装置６は、第１の駅に設置された１系ネットワーク接続装置３ａと２系ネットワーク接続装置３ｂの動作を監視し（ステップＳ３１）、異常を検出するとアラームを出力する（ステップＳ３２）。
【０１０５】
次に、ネットワーク監視装置６は、第１の駅に設置された１系ネットワーク中継装置２ａと２系ネットワーク中継装置２ｂの動作を監視し（ステップＳ３３）、現用系である１系ネットワーク中継装置２ａを待機系に切替え、待機系の２系ネットワーク中継装置２ｂを現用系に切替える、マスタ−スレーブ関係の切替えが必要か否かを判断する（ステップＳ３４）。マスタ−スレーブ関係を切替える必要がなければ、待機系の２系ネットワーク中継装置２ｂを停止する必要があるか否かを判断する（ステップＳ３５）。
【０１０６】
待機系の２系ネットワーク中継装置２ｂを停止する必要がなければ、ネットワーク監視装置６は、第１の駅に設置された１系コンピュータ１ａと２系コンピュータ１ｂにｐｉｎｇコマンドを発行して、２重化コンピュータ１への経路を診断する（ステップＳ３６）。経路の診断結果を受け取ると、ネットワーク監視装置６は、再び２重化ネットワーク中継装置２のマスタ−スレーブ関係を切替える必要があるか否かを判断する（ステップＳ３７）。これば、現用系の１系ネットワーク中継装置２ａに接続されるはずの２重化コンピュータ１に対する経路が切断されていれば、スレーブの２系ネットワーク中継装置２ｂをマスタに切替えて運用する必要があるためである。マスタ−スレーブ関係を切替える必要がなければ、系を維持したまま処理を終了する。
【０１０７】
ステップＳ３４，Ｓ２７において、２重化ネットワーク中継装置２のマスタ−スレーブ関係を切替える必要があると判断した場合、ネットワーク監視装置６は、スレーブの２系ネットワーク中継装置２ｂをマスタに切替える指示を行って、２系ネットワーク中継装置２ｂをマスタに切替える（ステップＳ３８）。一方、ステップＳ３５で待機系の２系ネットワーク中継装置２ｂを停止する必要がないと判断した場合には、ネットワーク監視装置６は、現用系の１系ネットワーク中継装置２ａに指示して、待機系の２系ネットワーク中継装置２ｂを停止する処理を行う（ステップＳ３９）。
【０１０８】
図１３は、ネットワーク監視装置６が２重化ネットワーク接続装置３と２重化ネットワーク中継装置２の間で監視する経路の例を示す説明図である。
上述したようにネットワーク監視装置６は、ネットワーク監視プログラムを動作させて、２重化ネットワーク５に接続される各駅の２重化ネットワーク中継装置２の動作を監視する。ここで、ネットワーク監視装置６が１系ネットワーク５ａを介して１系ネットワーク接続装置３ａに監視フレームを送る場合を想定する。この監視フレームは、１系ネットワーク接続装置３ａにおいて２つに分岐され、それぞれ１系ネットワーク中継装置２ａと２系ネットワーク中継装置２ｂに送られる（図中の（１）、（２）で示す矢印）。
【０１０９】
また、ネットワーク監視装置６は、２系ネットワーク５ｂを介して２系ネットワーク接続装置３ｂに監視フレームを送る。この監視フレームは、２系ネットワーク接続装置３ｂにおいて２つに分岐され、それぞれ１系ネットワーク中継装置２ａと２系ネットワーク中継装置２ｂに送られる（図中の（３）、（４）で示す矢印）。
【０１１０】
このようにして、ネットワーク監視装置６は、２重化ネットワーク５を介して他の駅における２重化ネットワーク中継装置２に監視フレームを送って、２重化ネットワーク接続装置３と２重化ネットワーク中継装置２の全ての経路を監視することが可能である。
【０１１１】
［変形例］
なお、監視センターに設置されるネットワーク監視装置６によらず、他の駅に設置された待機系の２系ネットワーク中継装置２ｂの監視を行うことも可能である。
図１４は、スレーブ系とされる２系コンピュータ１ｂが２重化ネットワーク５を介して１系コンピュータ１ａに接続される待機系の２系ネットワーク中継装置２ｂの動作を監視する経路の例を示す。
【０１１２】
ネットワーク監視プログラムを実行する２系コンピュータ１ｂは、２重化ネットワーク５を介して他の駅に設置される待機系の２系ネットワーク中継装置２ｂの動作を監視することができる。ここで、第２の駅に設置された２系コンピュータ１ｂは、２分岐接続装置１０ａを介して１系ネットワーク５ａに監視フレームを送る。このとき、第１の駅に設置された１系ネットワーク接続装置３ａを経て第１の駅に設置された２系ネットワーク中継装置２ｂに監視フレームが届き、経路診断を行う（図中の（１）で示す矢印）。
【０１１３】
また、第２の駅に設置された２系コンピュータ１ｂは、２分岐接続装置１０ｂを介して２系ネットワーク５ｂに監視フレームを送る。このとき、第１の駅に設置された２系ネットワーク接続装置３ｂを経て第１の駅に設置された２系ネットワーク中継装置２ｂに監視フレームが届き、経路診断を行う（図中の（２）で示す矢印）。
【０１１４】
このようにスレーブの２系コンピュータ１ｂがネットワークの監視を行うのは、マスタである１系コンピュータ１ａのネットワーク監視プログラムでは監視できない２重化ネットワーク中継装置２の待機系と２重化ネットワーク接続装置３との経路を監視するためである。
【０１１５】
以上説明した一実施の形態例に係る２重化ネットワークシステム７によれば、２重化ネットワーク接続装置３は、２重化された１系ネットワーク中継装置２ａと２系ネットワーク中継装置２ｂの障害発生を監視する。そして、２重化ネットワーク接続装置３は、マスタとされた１系ネットワーク中継装置２ａに障害が発生した場合には、スレーブとされた２系ネットワーク中継装置２ｂをマスタに切替える指示を行うことにより、１系の１系ネットワーク中継装置２ａから２系ネットワーク中継装置２ｂに速やかに処理を引き継がせることができる。
【０１１６】
また、２重化された１系ネットワーク中継装置２ａと２系ネットワーク中継装置２ｂは、中継装置間ＬＡＮ４ａ及び制御線４ｂを介して互いに障害を監視し合う。この場合も、マスタとされた１系ネットワーク中継装置２ａに障害が発生した場合には、スレーブとされた２系ネットワーク中継装置２ｂが自身をマスタに切替えることができる。
【０１１７】
また、ネットワーク監視装置６は、２重化ネットワーク５及び２重化ネットワーク接続装置３を介して２重化された１系ネットワーク中継装置２ａと２系ネットワーク中継装置２ｂの障害発生を監視する。そして、マスタとされた１系ネットワーク中継装置２ａに障害が発生した場合には、ネットワーク監視装置６は、スレーブとされた２系ネットワーク中継装置２ｂが自身をマスタに切替える指示を行う。
【０１１８】
そして、上記の２重化ネットワーク接続装置３による監視、２重化された１系ネットワーク中継装置２ａと２系ネットワーク中継装置２ｂ間での監視、及びネットワーク監視装置６による監視を組み合わせることによって、２重化ネットワーク中継装置２及びＬＡＮ等のケーブル障害を確実に検出し、速やかに対応することが可能となる。このため、２重化ネットワークシステム７における可用性を高めることができる。
【０１１９】
また、２重化ネットワーク中継装置２は、２重化ネットワーク５に２重化ネットワーク接続装置３を介して接続される全ての２重化ネットワーク中継装置２毎に受信管理テーブル２６を作成しておく。このため、２重化ネットワーク５から受信したフレームの送信元である２重化ネットワーク中継装置２について個別にフレームの通信番号を管理することができる。
【０１２０】
なお、上述した２重化ネットワークシステム７は、駅間のフレーム通信だけでなく、遠隔地のサーバがクライアントに対してフレームを送信したり、処理速度の異なるコンピュータが共に処理を行ったりする場合にも有効である。
【０１２１】
また、１対多の通信方式の例としてブロードキャストに適用した例を説明したが、マルチキャスト、エニーキャストに適用していてもよい。また、２重化ネットワーク５のネットワーク・トポロジーは、リング型で構成したが、メッシュ型、２重化されたバス型ネットワーク、２重化されたスター型等の各種の接続形態を採用することもできる。
【０１２２】
また、カプセル化処理及びデカプセル化処理は、２重化ネットワークシステム７だけでなく、ＶＬＡＮ（Virtual Local Area Network）等の各種のネットワークシステムに適用することも可能である。
【０１２３】
また、上述した実施の形態例における一連の処理は、ハードウェアにより実行することができるが、ソフトウェアにより実行することもできる。一連の処理をソフトウェアにより実行する場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータ、又は各種の機能を実行するためのプログラムをインストールしたコンピュータにより、実行可能である。例えば汎用のパーソナルコンピュータ等に所望のソフトウェアを構成するプログラムをインストールして実行すればよい。
【０１２４】
また、上述した実施の形態例の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記録媒体を、システムあるいは装置に供給してもよい。また、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（又はＣＰＵ等の制御装置）が記録媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても、本実施の形態例と同様の機能が実現されることは言うまでもない。
【０１２５】
この場合のプログラムコードを供給するための記録媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることができる。
【０１２６】
また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、上述した実施の形態例の機能が実現される。加えて、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ等が実際の処理の一部又は全部を行う。その処理によって上述した実施の形態例の機能が実現される場合も含まれる。
【０１２７】
また、本発明は上述した実施の形態例に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の要旨を逸脱しない限りその他種々の応用例、変形例を取り得ることは勿論である。
【符号の説明】
【０１２８】
１…２重化コンピュータ、１ａ…１系コンピュータ、１ｂ…２系コンピュータ、２…２重化ネットワーク中継装置、２ａ…１系ネットワーク中継装置、２ｂ…２系ネットワーク中継装置、３…２重化ネットワーク接続装置、３ａ…１系ネットワーク接続装置、３ｂ…２系ネットワーク接続装置、４ａ…中継装置間ＬＡＮ、４ｂ…制御線、５…２重化ネットワーク、５ａ…１系ネットワーク、５ｂ…２系ネットワーク、６…ネットワーク監視装置、７…２重化ネットワークシステム、１０…２分岐接続装置、１１〜１３…伝送路、１４…受信フレーム伝送制御部、１５…バッファメモリ、２０…ネットワークスイッチ、２１…フレーム伝送制御部、２１ａ…伝送路、２２…経路切替部、２２ａ，２２ｂ…伝送路、２３…監視フレーム伝送制御部、２４…現用系接続スイッチ制御部、２５…重複フレーム廃棄処理部、２６…受信管理テーブル、２７…送信管理テーブル、２８…バッファメモリ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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