(57)【要約】【課題】  経路が多重化されたネットワークにおいて、１つのネットワーク経路に通信が集中して通信負荷が増大するおそれがない通信制御装置を実現する。【解決手段】  多重化されたネットワーク経路に送信する診断メッセージに応答する受信メッセージで情報が設定されるルーティングテーブルを有し、前記多重化されたネットワーク経路の１つを選択して通信するノードが前記ルーティングテーブルの情報に基づいて前記ネットワーク経路を切り替える通信制御装置おいて、  前記ネットワーク経路の優先経路に関する情報を取得して前記ルーティングテーブルに情報を設定する優先経路処理手段を備える。【選択図】                    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多重化されたネットワーク経路に送信する診断メッセージに応答する受信メッセージで情報が設定されるルーティングテーブルを有し、前記多重化されたネットワーク経路の１つを選択して通信するノードが前記ルーティングテーブルの情報に基づいて前記ネットワーク経路を切り替える通信制御装置おいて、
前記ネットワーク経路の優先経路に関する情報を取得して前記ルーティングテーブルに情報を設定する優先経路処理手段を備えたことを特徴とする通信制御装置。
【請求項２】
前記ルーティングテーブルは、経路設定のない初期状態において最初に診断メッセージを受信した前記ネットワーク経路を、使用するネットワーク経路として設定することを特徴とする請求項１に記載の通信制御装置。
【請求項３】
前記優先経路処理手段は、最初に受信した診断メッセージが優先経路からのものであれば前記ルーティングテーブルの設定を優先経路を使用するネットワーク経路とし、そうでなければ前記ルーティングテーブルの設定を代替経路を使用するネットワーク経路とすることを特徴とする請求項１又は２に記載の通信制御装置。
【請求項４】
前記優先経路処理手段は、優先経路使用中に故障が検出された場合には、前記ルーティングテーブルの現在の設定を削除し、代替経路が使用可能なことを確認した後に前記ルーティングテーブルの設定を代替経路を使用するネットワーク経路とすることを特徴とする請求項３に記載の通信制御装置。
【請求項５】
前記優先経路処理手段は、代替経路の使用中に優先経路からの診断メッセージを受信した場合には、受信した経路が現在使用中の経路より優先度が高いことを確認したときに前記ルーティングテーブルの設定を前記優先経路を使用するネットワーク経路とすることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の通信制御装置。
【請求項６】
前記ノードは、前記多重化されたネットワーク経路の夫々に対するバーチュアルＩＰアドレスを有し、このバーチュアルＩＰアドレスに対応して優先経路が設定されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の通信制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノードが多重化されたネットワーク経路を切り替えて通信を行う通信制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
多重化されたネットワーク経路に送信する診断メッセージに応答する受信メッセージで情報が設定されるルーティングテーブルの情報に基づいてネットワーク経路を切り替える通信制御装置に関連する先行技術文献としては次のようなものがある。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−００８５８１号公報
【０００４】
図１１は特許文献１で開示されている従来の通信制御装置の一例を示す機能ブロック図である。１及び２は互いに通信するノードであり、３１及び３２で示す多重化（図示の例では２重化）されたネットワーク経路Ａ及びネットワーク経路Ｂの一方を選択して通信する。
【０００５】
ノードの機能構成を、ノード２により説明する。２１はネットワークインターフェース手段であり、ネットワークメディアとノードとを接続する物理層とデータリンク層を実現している。
【０００６】
点線のブロック２２は通信制御手段であり、ネットワーク層、トランスポート層を実現する通信制御機能（一般的な例としてＴＣＰ／ＩＰ等）を有する。２２１はネットワーク経路切り替え手段、２２２は再送付機能付送信手段、２２３は送信要求応答待ちタイマ手段である。
【０００７】
２３は、ノード２内で実行される一般アプリケーションであり、通信制御手段２２における再送付機能付送信手段２２２、ネットワーク経路切り替え手段２２１を経由して、ネットワークインターフェース手段２１に接続される。この一般アプリケーションは、ネットワークが多重化されていることを意識しない設計となっている。
【０００８】
２４は、ネットワーク多重化管理手段であり、診断メッセージ送信手段２４１、診断メッセージ受信手段２４２、ルーティングテーブル２４３、ネットワーク経路監視手段２４４及びタイマ手段２４５よりなる。
【０００９】
診断メッセージとは、各ノードのネットワーク経路ステータス情報を更新するために、定周期に行われる診断用の通信メッセージである。定周期に診断メッセージを送受信することによって、各ノードが自身のルーティングテーブル２４３の内容を最新の状態に更新する。
【００１０】
診断メッセージ送信手段２４１は、診断メッセージを各ネットワーク経路に順次定周期に送信する機能を有する。診断メッセージ受信手段は、各ネットワーク経路から返される診断メッセージを受信し、その結果をもとにルーティングテーブル２４３の情報を更新する機能を有する。タイマ手段２４５は、定周期なタイミング信号を診断メッセージ送信手段２４１及びネットワーク経路監視手段２４４に供給する。
【００１１】
２５はメッセージ手段であり、ネットワーク経路監視手段２４４により検出されたネットワーク経路の状態変化をオペレータに通知する。
【００１２】
ルーティングテーブル２４３には、多重化されたネットワーク経路に順次送信された診断メッセージの受信情報が反映され、どのネットワーク経路が正常でどのネットワーク経路が異常であるかの情報を更新している。
【００１３】
ネットワーク経路監視手段２４４は、ルーティングテーブル２４３の情報を取得し、最初に受信したネットワーク経路からの受信メッセージが正常であれば、そのネットワーク経路を選択する指令をネットワーク経路切り替え手段２２１に発信し、使用するネットワーク経路を決定する。この決定は、選択したネットワーク経路が正常である限り変更されない。
【００１４】
通信制御手段２２における再送機能付送信手段２２２は、一般アプリケーション２３からの相手先ノードへの送信要求に対する応答が、送信要求応答待ちタイマ手段２２３がタイムアウトする前に返らない場合、そのネットワーク経路に異常があったと判断して、異常情報をルーティングテーブル２４３に与えてステータスを更新し、その結果を受けるネットワーク経路監視手段２４３によりネットワーク経路を切り替え、再送信する機能を有する。
【００１５】
送信要求応答待ちタイマ手段２２３は、送信要求フレームを送出してから、それに対する応答フレームを受信するまでの時間を監視する。このタイマ手段の設定値には、そのネットワークのパフォーマンスにより適切な値が設定される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
従来の多重化されたネットワーク経路の選択に関する通信制御では、最初に正常を確認して選択したネットワーク経路中に異常がなければそのネットワーク経路を使用してノード間の通信を実行する。図示の場合では、例えばネットワーク経路Ａのみが通常データの通信経路として使用され、ネットワーク経路Ｂは診断通信のみの使用となる。
【００１７】
この場合、夫々のネットワーク経路の通信負荷に着目すると、ネットワーク経路Ａ上ではデータアクセス通信や上位の管理情報通信等が行われるため負荷が高く、ネットワーク経路Ｂでは診断通信しか行われていないため、負荷が非常に低い状態となる。
【００１８】
ネットワーク経路として汎用的なイーサネット（登録商標）を使用する場合では、通信負荷が高くなると伝送遅延が発生する確率が高くなる。従って、ネットワーク経路の伝送遅延を減少させる観点からは、負荷が低い側のネットワーク経路にいくらかの通信を振り分けることが望ましい。しかしながら、従来の通信制御では通信相手により使用するネットワーク経路に優先順位を持たせることができないため、通信負荷の振り分けができないという問題がある。
【００１９】
本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、経路が多重化されたネットワークにおいて、１つのネットワーク経路に通信が集中して通信負荷が増大するおそれがない通信制御装置を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
このような課題を達成するために、本発明の構成は次の通りである。
（１）多重化されたネットワーク経路に送信する診断メッセージに応答する受信メッセージで情報が設定されるルーティングテーブルを有し、前記多重化されたネットワーク経路の１つを選択して通信するノードが前記ルーティングテーブルの情報に基づいて前記ネットワーク経路を切り替える通信制御装置おいて、
前記ネットワーク経路の優先経路に関する情報を取得して前記ルーティングテーブルに情報を設定する優先経路処理手段を備えたことを特徴とする通信制御装置。
【００２１】
（２）前記ルーティングテーブルは、経路設定のない初期状態において最初に診断メッセージを受信した前記ネットワーク経路を、使用するネットワーク経路として設定することを特徴とする（１）に記載の通信制御装置。
【００２２】
（３）前記優先経路処理手段は、最初に受信した診断メッセージが優先経路からのものであれば前記ルーティングテーブルの設定を優先経路を使用するネットワーク経路とし、そうでなければ前記ルーティングテーブルの設定を代替経路を使用するネットワーク経路とすることを特徴とする（１）又は（２）に記載の通信制御装置。
【００２３】
（４）前記優先経路処理手段は、優先経路使用中に故障が検出された場合には、前記ルーティングテーブルの現在の設定を削除し、代替経路が使用可能なことを確認した後に前記ルーティングテーブルの設定を代替経路を使用するネットワーク経路とすることを特徴とする（３）に記載の通信制御装置。
【００２４】
（５）前記優先経路処理手段は、代替経路の使用中に優先経路からの診断メッセージを受信した場合には、受信した経路が現在使用中の経路より優先度が高いことを確認したときに前記ルーティングテーブルの設定を前記優先経路を使用するネットワーク経路とすることを特徴とする（１）乃至（４）のいずれかに記載の通信制御装置。
【００２５】
（６）前記ノードは、前記多重化されたネットワーク経路の夫々に対するバーチュアルＩＰアドレスを有し、このバーチュアルＩＰアドレスに対応して優先経路が設定されていることを特徴とする（１）乃至（５）のいずれかに記載の通信制御装置。
【発明の効果】
【００２６】
以上説明したことから明らかなように、本発明によれば、経路が多重化されたネットワークにおいて、通信の宛先ノード毎に使用するネットワーク経路の選択に優先度を設定することできるので、多重化したネットワークセグメントを効率的に使用し、１つのネットワーク経路に通信が集中して通信負荷が増大することを避けることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明を図面により詳細に説明する。図１は本発明を適用した通信制御装置の一実施形態を示す機能ブロック図である。図１１で説明した従来装置と同一要素には同一符号を付し、説明を省略する。以下、本発明の特徴部につき説明する。
【００２８】
ネットワーク多重化管理手段２４において、３００はルーティングテーブルであり、従来装置におけるルーティングテーブル２４３の機能に加えて、優先経路処理手段４００と通信して使用するネットワーク経路の削除と追加を実行する。
【００２９】
５００は優先経路設定情報テーブルであり、通信の相手先ノード毎に多重化されたネットワーク経路に関する優先使用順位が設定される。この設定は、エンジニアリング段階でのデフォルト設定又はオペレータの介入による手動設定である。
【００３０】
優先経路処理手段４００は、ルーティングテーブル３００に反映される受信メッセージに基づくネットワーク経路の情報と優先経路設定情報テーブル５００の設定情報とを参照し、設定の削除と追加により優先順位の高いネットワーク経路への変更処理を実行する。
【００３１】
以下、図２乃至図１０により優先経路への切り替え例を説明する。図２は、４つのノードＮ１乃至Ｎ４が、２重化されたネットワーク経路Ａ及びＢを介して通信する制御システムのネットワーク構成図である。ノードＮ１は上位装置（ヒューマン・マシン・インターフェイス、ＨＭＩで示す）、ノードＮ２はデータサーバ、ノードＮ３及びＮ４はコントローラ１及びコントローラ２である。
【００３２】
ノードＮ１において、VIP＿HMIはノード１を一意に特定するバーチュアルＩＰアドレス、PIP＿HMI−Aはネットワーク経路Ａと通信するゲートウェイＩＰアドレス、PIP＿HMI−Bはネットワーク経路Ｂと通信するゲートウェイＩＰアドレスである。
【００３３】
ノードＮ２において、VIP＿DSはノード２を一意に特定するバーチュアルＩＰアドレス、PIP＿DS−Aはネットワーク経路Ａと通信するゲートウェイＩＰアドレス、PIP＿DS−Bはネットワーク経路Ｂと通信するゲートウェイＩＰアドレスである。
【００３４】
ノードＮ３において、VIP＿C1はノード３を一意に特定するバーチュアルＩＰアドレス、PIP＿C1−Aはネットワーク経路Ａと通信するゲートウェイＩＰアドレス、PIP＿C1−Bはネットワーク経路Ｂと通信するゲートウェイＩＰアドレスである。
【００３５】
ノードＮ４において、VIP＿C2はノード４を一意に特定するバーチュアルＩＰアドレス、PIP＿C2−Aはネットワーク経路Ａと通信するゲートウェイＩＰアドレス、PIP＿C2−Bはネットワーク経路Ｂと通信するゲートウェイＩＰアドレスである。
【００３６】
ルーティングテーブルによる宛先ノードと使用するネットワーク経路情報は、宛先ノードのバーチュアルＩＰアドレスとこのノードが通信するネットワーク経路へのゲートウェイＩＰアドレスのセット情報である。
【００３７】
図２に示したネットワーク構成において、ノードＮ２のデータサーバと他のノード間の通信におけるデータサーバの動作に着目する。図３は、ノードＮ２のルーティングテーブルの状態遷移を表す模式図である。図４は、優先経路設定情報テーブル５００の設定例を示すテーブルであり、VIP＿HMIはネットワーク経路Ｂを優先経路に、VIP＿C1及びVIP＿C2はネットワーク経路Ａを優先経路に設定されている。
【００３８】
図３において、状態Ｚ１はノードが起動したときの初期状態を示す。この初期状態で診断メッセージを受信したときの動作について説明する。この時点では、まだコントローラ１に対する経路はまったく設定されていないため、コントローラ１への優先経路がどちらかにかかわらず、先に診断メッセージを受信した経路を使用する経路としてルーティングテーブルに設定する。
【００３９】
図５は、初期状態においてコントローラ１からの診断メッセージを、優先経路として設定されているネットワーク経路Ａから受信した時のルーティング設定処理手順を示すフローチャートである。ステップＳ１で、初めて受信した診断メッセージが優先経路からのものであるため、ステップＳ２でルーティングテーブルの設定をネットワーク経路Ａに設定し、ステップＳ３で終了する。
【００４０】
このルーティングテーブル設定処理により、図３の状態はＺ１の初期状態からＺ２の「優先経路を使用」状態に移動する。初めて受信した診断メッセージが優先経路からのものでない場合には、Ｚ１の初期状態から状態Ｚ３の「代替経路を使用」状態に移行する。
【００４１】
次に状態Ｚ２の「優先経路を使用」状態で動作中に優先経路の故障を検出した場合の動作について説明する。図６は、この動作の処理手順を示すフローチャートである。ステップＳ１でネットワーク経路Ａの故障発生が確認されると、ステップＳ２でルーティングテーブルより現在の経路設定を削除し、ステップＳ３のチェックで代替経路が使用可能かどうかを確認する。使用可能であればステップＳ４で代替経路（ネットワークイ経路Ｂ）を使用するためのルーティング設定を実行し、ステップＳ５で終了する。
【００４２】
このルーティングテーブル設定処理により、図３の状態はＺ２の状態からＺ３の「代替経路を使用」状態に移動する。
【００４３】
次にＺ３の「代替経路を使用」状態で動作中に優先経路からの診断メッセージを受信した場合の動作について説明する。図７はこの動作の処理手順を示すフローチャートである。ステップＳ１で優先経路からの診断メッセージを受信すると、ステップＳ２で受信した経路（優先経路）が現在使用中の経路（代替経路）より優先度が高いかどうかを確認する。
【００４４】
具体的には、設定情報から宛先がコントローラ１であるときの優先経路の設定を読み込み、診断メッセージの受信経路が設定情報中の優先経路と一致した場合には現在の経路より優先度の高い経路が使用可能になったことになるので、ステップＳ３で現在の経路を削除し、ステップＳ４で優先経路を使用するためのルーティング設定を実行し、ステップＳ５で終了する。
【００４５】
このルーティングテーブル設定処理により、図３の状態はＺ３の状態からＺ２の「優先経路を使用」状態に移動する。尚、図３の状態Ｚ３の「代替経路を使用」で動作中に代替経路の故障を検出した場合及び状態Ｚ２の「優先経路を使用」で動作中に両方の経路の故障を検出した場合は共にＺ１の初期状態に戻る。
【００４６】
図８は本発明を適用した他の実施形態を示す制御システムのネットワーク構成図である。ノードＮ１乃至Ｎ４がネットワーク経路Ａ及びネットワーク経路Ｂを介して通信する形態は、図２の構成と同一である。
【００４７】
この実施形態では、ネットワーク中の各ノードは、ネットワーク経路Ａ側のネットワークインターフェースにVIP＿＊＊及びPIP＿＊＊−Aが設定され、ネットワーク経路Ｂ側のネットワークインターフェースにVIP＿＊＊´及びPIP＿＊＊−Bが設定されている点を特徴としている。ここで、＊＊はノード名を示す。即ち、ここでの特徴は各ノードに２つ実装されているネットワークインタフェース夫々に別の仮想IPアドレス（VIP）を割り付けている、という点にある。
【００４８】
図９は、宛先ノードに対する優先経路を設定した優先経路設定情報テーブル５００の設定例であり、VIP＿＊＊とVIP＿＊＊´では優先経路に違いがあり、VIP＿＊＊宛の経路は常にネットワーク経路Ａが、VIP＿＊＊´宛の経路は常にネットワーク経路Ｂが優先順位が上になるものとして設定されている。
【００４９】
図１０は、定常状態に移行するまでのルーティングテーブル設定操作の手順を示すフローチャートである。ステップＳ１でネットワーク多重化機能動作が開始されると、ステップＳ２でネットワーク経路ＡからコントローラＣ１の診断メッセージを受信すると、ステップＳ３で宛先VIP＿C1のゲートウェイをPIP＿C1−Aとするルーティング設定を行なう。
【００５０】
ステップＳ３ネットワーク経路ＢからコントローラＣ１の診断メッセージを受信すると、ステップＳ４で宛先VIP＿C1´のゲートウェイをPIP＿C1−Bとするルーティング設定を行ない、ステップＳ６で初期状態設定を完了する。
【００５１】
即ち、定常状態ではVIP＿＊＊は相手側ノードのPIP＿＊＊−Aへ、VIP＿＊＊´は相手側ノードのPIP＿＊＊−Bへルーティングする。これにより、VIP＿＊＊を通信相手として指定しているアプリケーションは通信経路としてネットワーク経路Ａを、VIP＿＊＊´を通信相手として指定しているアプリケーションはネットワーク経路Ｂを使用することになる。
【００５２】
２つのノード間のネットワーク経路のうちどちらか片方が使用できなくなった場合には、故障した経路のルーティング情報を一度削除し、削除した宛先のVIPに使用するゲートウェイを故障したネットワークとは反対側のネットワークのPIPに設定することにより、通信を継続することができる。
【００５３】
具体的には、例えば、ある２つのノード間の経路の内ネットワーク経路Ｂ側が故障した場合には、VIP＿＊＊´に該当するルーティングテーブルをいったん削除した後、宛先としてVIP＿＊＊´、ゲートウェイとしてPIP＿＊＊−Aを指定したルーティングを設定する。
【００５４】
故障していた経路が復帰した際にはルーティングテーブルを元に戻す。これにより、２つのノード間の通信経路は再び優先度に基づいて経路を使い分ける経路情報へと戻る。具体的には、上記故障箇所が復帰した場合，VIP＿＊＊´に該当するルーティングテーブル設定を一旦削除した後、宛先としてVIP＿＊＊´、ゲートウェイとしてPIP＿＊＊−Bを指定したルーティングを設定する。
【００５５】
従って、VIP＿＊＊を宛先として指定したアプリケーションはネットワーク経路Ａを優先経路とし、VIP＿＊＊´を宛先として指定したアプリケーションはネットワーク経路Ｂを優先経路として使用することが可能となる。即ち、各アプリケーションにおいて使用するVIPを選択することでアプリケーション毎に経路に優先順位を指定することが可能となる。
【００５６】
この実施形態では、以下の効果が得られる。
（１）２つのノード間で多重化された通信経路がある場合に、アプリケーションごとに使用する経路に優先度を設定することができる。
【００５７】
（２）使用する通信経路にアプリケーション毎に優先度を持たせることにより、複数の通信経路に通信負荷を分散することができる。
【００５８】
（３）アプリケーションの通信遅延の許容度に応じたネットワーク経路の選択順位の決定が可能となる。
【００５９】
（４）通信経路に故障が発生した場合には、残された経路に通信経路を切り替えることによりノード間の通信の可容性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明を適用した通信制御装置の一実施形態を示す機能ブロック図である。
【図２】４つのノードが２重化されたネットワーク経路Ａ及びＢを介して通信する制御システムのネットワーク構成図である。
【図３】ルーティングテーブルの状態遷移を表す模式図である。
【図４】優先経路設定情報テーブルの設定例を示すテーブルである。
【図５】初期状態において診断メッセージを優先経路として設定されているネットワーク経路から受信した時のルーティング設定処理手順を示すフローチャートである。
【図６】優先経路使用の動作中に優先経路の故障を検出した場合の処理手順を示すフローチャートである。
【図７】代替経路使用の動作中に優先経路からの診断メッセージを受信した場合の処理手順を示すフローチャートである。
【図８】本発明を適用した他の実施形態を示す制御システムのネットワーク構成図である。
【図９】宛先ノードに対する優先経路を設定した優先経路の設定情報を示すテーブルである。
【図１０】定常状態に移行するまでのルーティングテーブル設定操作の手順を示すフローチャートである。
【図１１】特許文献１で開示されている従来の通信制御装置の一例を示す機能ブロック図である。
【符号の説明】
【００６１】
１、２  ノード
２１  ネットワークインターフェース手段
２２  通信制御手段
２２１  ネットワーク経路切り替え手段
２２２  再送機能付き送信手段
２２３  送信要求応答待ちタイマ
２３  一般アプリケーション
２４  ネットワーク多重化管理手段
２４１  診断メッセージ送信手段
２４２  診断メッセージ受信手段
２４４  ネットワーク経路監視手段
２４５  タイマ手段
２５  メッセージ手段
３１  ネットワーク経路Ａ
３２  ネットワーク経路Ｂ
３００  ルーティングテーブル
４００  優先経路処理手段
５００  優先経路設定情報テーブル
【図１】
2005167871.tif 000003
【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】
2005167871.tif 000009
【図８】
2005167871.tif 000010
【図９】
2005167871.tif 000011
【図１０】
2005167871.tif 000012
【図１１】
2005167871.tif 000013