(57)【要約】【課題】  ネットワークの負荷が高い場合に故障検出時間が遅れるという問題があった。【解決手段】  ３以上の送受信ポート２０と、３以上の送受信ポート２０と通信可能に接続され、受信したフレームの宛先アドレスに対応する送受信ポートに出力するフレーム中継器２１とを備え、送受信ポート２０は、第一のフレームを受信し出力するとともに、切断検出タイマ３３のタイマの値をリセットするフレーム受信部３７と、第一のフレームをフレーム中継部２１に出力し、第二のフレームを受信するとフレーム送信部３６に出力するとともに、第二のフレームの受信間隔に応じてＣＣＭ送信タイマ３１の値をリセットするフレーム転送部３２と、ＣＣＭ送信タイマ３１の出力指示によってＣＣＭのメッセージのフレームを出力するＣＣＭ送信部３４と、第二のフレームとＣＣＭのメッセージのフレームを出力するフレーム送信部３６とを備えた。【選択図】          図２
2016220131.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３以上の送受信ポートと、
前記３以上の送受信ポートと通信可能に接続され、受信したフレームの宛先アドレスに対応する送受信ポートに出力するフレーム中継部と、を備え、前記送受信ポートは、
ネットワークから第１のフレームを受信し、出力するとともに、前記第１のフレームを受信すると、前記第１のフレームの受信間隔を検出するタイマの値をリセットするフレーム受信部と、
前記フレーム受信部から出力された前記第１のフレームを前記フレーム中継部に出力し、前記フレーム中継部から第２のフレームを受信し、出力するとともに、前記第２のフレームの受信間隔に応じてメッセージのフレームの出力を指示する送信タイマの値をリセットするフレーム転送部と、
前記メッセージのフレームの出力を指示によってメッセージのフレームを出力する送信部と、前記第２のフレームと前記メッセージのフレームをネットワークへ出力するフレーム送信部と、
を備えたことを特徴とするリングネットワーク中継装置。
【請求項２】
前記フレーム転送部は、ネットワークの帯域または前記送信タイマの設定値に応じて前記送信タイマの値をリセットするかどうかを判断して動作するとともに、
前記送信タイマの値をリセットしない場合、
前記フレーム受信部は、前記第１のフレームが前記メッセージのフレームである場合のみ、前記第１のフレームの受信間隔を検出するタイマの値をリセットすることを特徴とする請求項１に記載のリングネットワーク中継装置。
【請求項３】
請求項１または２にリングネットワーク中継装置を複数台用いてリングネットワークを形成したことを特徴とするリングネットワークシステム。
【請求項４】
３以上の送受信ポートと、前記３以上の送受信ポートと通信可能に接続され、受信したフレームの宛先アドレスに対応する送受信ポートに出力するフレーム中継部と、から構成されるリングネットワーク装置の中継方法であって、
ネットワークから第１のフレームを受信し、出力するステップと、
前記第１のフレームを受信すると、前記第１のフレームの受信間隔を検出するタイマの値をリセットするステップと、
前記第１のフレームを前記フレーム中継部に出力するステップと、
前記フレーム中継部から第２のフレームを受信し、出力するステップと、
前記第２のフレームの受信間隔に応じてメッセージのフレームの出力を指示する送信タイマの値をリセットするステップと、
前記メッセージのフレームの出力を指示によってメッセージのフレームを出力するステップと、
前記第２のフレームと前記メッセージのフレームをネットワークへ出力するステップと、
を有するリングネットワーク装置の中継方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リングネットワークの中継装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＬＡＮ、ＷＡＮ、インターネットなどのネットワークでは、スイッチ、ルータ等の様々なネットワーク機器が接続され、所定のプロトコルで通信される。また、監視制御機器などの接続をする際には、耐環境性の観点からリングネットワークが使用されている。
リングネットワークは、複数のネットワーク中継装置がリング状に接続され、あるネットワーク異常時には、そのネットワークを使用して中継していたフレームを異なるネットワークを介することで通信を継続することが出来る。
【０００３】
ネットワーク異常時のプロテクション規格として、ＥＲＰ（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ  Ｒｉｎｇ  Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ、Ｅｔｈｅｒｎｅｔは登録商標）がある。ＥＲＰは、ＩＥＥＥ  Ｇ．８０３２により規定されたリングネットワークのプロテクション規格である。ＥＲＰは、Ｇ．８０１３にて規定されているＣＣＭ(Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌｓ  Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ)フレームを定期的に隣接するネットワーク中継装置間で送受信し、ネットワーク中継装置間の接続性確認を行なう。ＣＣＭを受信しなかった場合に、隣接したネットワーク中継装置が故障したと判断し、経路切り替えを行なう。
【０００４】
このＣＣＭは、Ｇ．８０１３により送信周期が、３．３３ｍｓｅｃ、１０ｍｓｅｃ、１００ｍｓｅｃ、１ｓｅｃ、１０ｓｅｃ、１ｍｉｎ、１０ｍｉｎと定められており、故障したと判断する為の時間も、送信周期の３．５倍の時間と規定されている。故障したと判断する為の時間が最速となる３．３３ｍｓｅｃを選択した場合、約１２ｍｓｅｃでの故障検出が可能となる。
【０００５】
このＥＲＰは、高速な故障検出を目的に用いられることが多く、３．３３ｍｓｅｃ周期を選択されることが少なくない。これにより、無線環境や、帯域の狭いネットワーク環境において、故障検出時間を最速とした場合に、ＣＣＭの送信によりネットワーク帯域が圧迫されてしまうという課題がある。具体的には、ＣＣＭのメッセージのフレーム長が９３ｂｙｔｅであるため、３．３３ｍｓｅｃ周期での送信を行なった場合に、２７１ｋｂｐｓの帯域を使用する。これは、数Ｍｂｐｓのネットワークに置いては、数％〜数十％がＣＣＭにより占有されることとなる。
この問題を解決するため、ネットワークの負荷に応じてＣＣＭのメッセージの送信周期を変更する技術がある（特許文献１参照）。これは、ネットワーク上の負荷を監視し、ＣＣＭ以外のメッセージのフレームが多く送信されている時にはＣＣＭのメッセージの送信周期を長くし、ＣＣＭのメッセージの送信による送信帯域を少なくする。ＣＣＭ以外のメッセージのフレームの送信が少ない場合には、ＣＣＭのメッセージの送信周期を短くし、故障検出時間の高速化を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−２４７４１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１記載の技術においては、ネットワークの負荷に応じてＣＣＭのメッセージの送信周期を変更するため、ネットワークの負荷が高い場合に故障検出時間が遅れるという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、ネットワークの負荷が大きい場合でもより早く故障検出できるネットワーク中継装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明におけるリングネットワーク中継装置において、３以上の送受信ポートと、３以上の送受信ポートと通信可能に接続され、受信したフレームの宛先アドレスに対応する送受信ポートに出力するフレーム中継部とを備え、送受信ポートは、ネットワークから第１のフレームを受信し、出力するとともに、第１のフレームを受信すると、第１のフレームの受信間隔を検出するタイマの値をリセットするフレーム受信部と、フレーム受信部から出力された第１のフレームをフレーム中継部に出力し、フレーム中継部から第２のフレームを受信するとフレーム送信部に出力するとともに、第２のフレームの受信間隔に応じてメッセージのフレームの出力を指示する送信タイマの値をリセットするフレーム転送部と、前記メッセージのフレームの出力を指示によってメッセージのフレームを出力する送信部と、第２のフレームとメッセージのフレームをネットワークへ出力するフレーム送信部とを備えた。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ＣＣＭのメッセージのフレームの送信頻度を少なくし、ネットワークの帯域を確保しつつ、より早く故障検出できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態１における中継装置を含むリングネットワークを示す図。
【図２】図１の中継装置１０の構成図。
【図３】図１、図２を用いた動作のフローチャート。
【図４】実施の形態１におけるＣＣＭ送信タイマがタイムアウトした場合のフローチャート。
【図５】実施の形態１における実施の形態１における切断検出タイマ３３がタイムアウトした場合のフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
実施の形態１．
本発明は、ＥＲＰの接続性確認のために用いられるＣＣＭのメッセージのフレームを、ＣＣＭフレームのメッセージ以外の他のフレームで代替し、ＣＣＭのメッセージのフレームの送信帯域を削減する技術について説明する。
図１は、実施の形態１における中継装置を含むリングネットワークを示す図である。
【００１３】
中継装置１０はネットワーク１１により接続され、中継装置１０の両側に接続されたネットワーク１１によってリングネットワークを構成している。便宜上、図１では、中継装置を４台としているが、これは３台以上を想定している。また、中継装置１０は、中継装置１０の両側に接続されたネットワーク１１以外にも少なくとも一つ以上のネットワーク１１に接続可能に構成されている。図１は中継装置１０の両側に接続されたネットワーク１１以外に二つのネットワークと接続可能とした中継装置１０の構成を示している。
【００１４】
次に、中継装置１０の構成について説明する。
図２は、図１の中継装置１０の構成図である。
中継装置１０は、フレーム中継部２１とフレーム中継部２１に各々通信可能に接続された送受信ポート２０から構成される。図２で示された４つの送受信ポート２０はそれぞれ図１のネットワーク１１と接続されている。
【００１５】
図２の送受信ポート２０の構成について説明する。
送受信ポート２０は、フレームをネットワーク１１へ送信するフレーム送信部３６及びフレームをネットワーク１１から受信するフレーム受信部３７を備える。
送受信ポート２０は、フレーム受信部３７で受信したフレームをフレーム中継部２１へ転送するとともに、フレーム中継部２１からのフレームをフレーム送信部３６へ転送するフレーム転送部３２を備える。
【００１６】
送受信ポート２０のフレーム送信部３６側の構成をまず説明する。
送受信ポート２０は、設定されたＣＣＭの送信周期を管理するＣＣＭ送信タイマ３１と、ＣＣＭ送信部３４を備える。ＣＣＭ送信タイマ３１は、ＩＥＥＥ  Ｇ．８０３２にて規定された送信周期の中から設定されたＣＣＭの送信周期ごとに、ＣＣＭ送信部３４に通知し、ＣＣＭ送信部３４は、ＣＣＭ送信タイマ３１からの通知に基づきＣＣＭのメッセージのフレームをフレーム送信部３６に送信する。ＣＣＭのメッセージのフレームを受信したフレーム送信部３６はネットワーク１１に対しＣＣＭのメッセージのフレームを送信する。
ただし、ＣＣＭ送信タイマ３１は、フレーム転送部３２がフレーム送信部３６にフレームを送信した際には、タイマの値をリセットして再びカウントを開始する。したがって、ＣＣＭの送信周期内にフレーム転送部３２がフレーム送信部３６にフレームを転送した場合、フレーム転送部３２はＣＣＭ送信タイマ３１に対し、フレームを転送したことを示す情報を送信し、その情報を受信したＣＣＭ送信タイマ３１は、タイマの値をリセットして再びカウントを開始することから、ＣＣＭの送信周期内にフレーム転送部３２がフレーム送信部３６にフレームを送信し続けている間は、ＣＣＭ送信部３４に通知をしないため、ＣＣＭ送信部３４はＣＣＭのメッセージのフレームをフレーム送信部３６へ送らないこととなる。
【００１７】
送受信ポート２０のフレーム受信部３７側の構成を説明する。
送信ポート２０は、設定された周期を管理する切断検出タイマ３３と、ＣＣＭ受信部３５を備える。
切断検出タイマ３３は、ＩＥＥＥ  Ｇ．８０１３にて規定されている送信周期の中から設定されたＣＣＭの送信周期に３．５倍乗じた時間をタイムアウト時間として設定する。タイムアウトした場合は、フレーム転送部３２に対し、接続先のネットワークが故障したことを示す情報を通知するよう、指示する。
ＣＣＭ受信部３５は、フレーム受信部３７が受信し転送されたＣＣＭのメッセージのフレームを受信すると切断検出タイマ３３のタイマの値をリセットする。
また、送信ポート２０のフレーム受信部３７も、ＣＣＭのメッセージのフレーム以外のフレームを受信した際には、直接、切断検出タイマ３３のタイマの値をリセットする。
【００１８】
これは、フレーム送信部３６から、ＣＣＭの送信周期より短い周期でフレームを送信する場合には、ＣＣＭのメッセージのフレームが送信されないことから、フレーム受信部３７においても、ＣＣＭの送信周期に３．５倍乗じた時間内にフレームを受信し続けている場合は、正常に動作しているため、そのたびごとに切断検出タイマ３３のタイマの値をリセットすることで、ＣＣＭのメッセージのフレームの送信頻度を少なくし、ネットワークの帯域を確保することができる。
【００１９】
次に、図１、図２に基づいて全体の動作について説明する。
図３は、図１、図２を用いた動作のフローチャートである。
まず、図３のステップＳ１０１で図１のネットワーク１１を経由して中継装置１０を含む他の装置から図２の中継装置のフレーム受信部３７がフレームを受信したとする。
次に、図３のステップＳ１０２でフレーム受信部３７は、受信したフレームが、ＣＣＭのメッセージのフレームか否かを判断する。ＹＥＳの場合は、ステップＳ１０３にてフレーム受信部３７はＣＣＭ受信部３５へＣＣＭのメッセージのフレームを出力する。そして、ステップＳ１０４において、ＣＣＭ受信部３５はＣＣＭのメッセージのフレームを受信すると、切断検出タイマ３３の時間をリセットし終了する。
【００２０】
図３のステップＳ１０２で受信したフレームが、ＣＣＭのメッセージのフレームではない場合は、ステップＳ１０５へ進む。
図３のステップ１０５において、フレーム受信部３７は、切断検出タイマ３３の時間をリセットする。
尚、切断検出タイマ３３がタイムアウトした場合は別途後述する。
ここで、ステップＳ１０２〜ステップＳ１０５においては、結局フレームがＣＣＭのメッセージのフレームであるか否かに関わらず、切断検出タイマ３３をリセットしているので、フレーム受信部３７がＣＣＭのメッセージのフレームであるか否かに関わらず、切断検出タイマ３３をリセットするよう構成すれば、ＣＣＭ受信部３６がなくても機能を満たすこともできる。
【００２１】
次にステップＳ１０６において、フレーム受信部３６は、ＣＣＭのメッセージ以外のフレームをフレーム転送部３２へ転送する。
次にステップＳ１０７において、送受信ポート２０のフレーム転送部３２は、フレームをフレーム中継部２１に転送する。
【００２２】
次にステップＳ１０８において、フレーム中継部２１は、送受信ポート２０のフレーム転送部３２から転送されたフレームに記載された宛先アドレス等から該当する宛先アドレスに対応する送受信ポート２０を決定し、決定された送受信ポート２０のフレーム転送部３２にフレームを転送する。
【００２３】
次にステップＳ１０９において、フレームを受け取ったフレーム中継部３２は、ＣＣＭ送信タイマ３１のタイマの値をリセットする。尚、ＣＣＭ送信タイマ３１がタイムアウトした場合については、後述する。
次にステップＳ１１０において、フレーム中継部３２は、受け取ったフレームをフレーム送信部３６に転送する。
最後に、ステップＳ１１１において、フレームを受け取ったフレーム送信部３６は、図１のネットワーク１１へフレームを出力し終了する。
【００２４】
次に、ＣＣＭ送信タイマ３１がタイムアウトした場合について説明する。
図４は実施の形態１におけるＣＣＭ送信タイマがタイムアウトした場合のフローチャートである。
ステップＳ２０１において、図２のＣＣＭ送信タイマ３１のタイマのタイムアウト期間内にフレーム中継部３２がフレームを受け取らなかったため、ＣＣＭ送信タイマ３１がタイムアウトとなる。
【００２５】
次にステップＳ２０２において、ＣＣＭ送信タイマ３１は、タイムアウトしたことをＣＣＭ送信部３４へ通知する。
次にステップＳ２０３において、ＣＣＭ送信部３４は、ＣＣＭのメッセージのフレームを生成し、フレーム送信部３６へＣＣＭのメッセージのフレームを送信する。
【００２６】
次にステップＳ２０４において、フレーム送信部３６は、ＣＣＭのメッセージのフレームをネットワーク１１へ送信する。
最後にステップＳ２０５において、フレーム送信部３６が、ＣＣＭのメッセージのフレームをネットワーク１１へ送信した後に、ＣＣＭ送信タイマ３１は、ＣＣＭ送信タイマの値を再設定もしくはリセットする。  
【００２７】
最後に、切断検出タイマ３３がタイムアウトした場合について説明する。
図５は、実施の形態１における切断検出タイマ３３がタイムアウトした場合のフローチャートである。
【００２８】
ステップＳ３０１において、図２の切断検出タイマ３３のタイマのタイムアウト期間内にフレーム受信部３６がフレームを受け取らなかったため、切断検出タイマ３３がタイムアウトとなる。
【００２９】
次に、ステップＳ３０２において、切断検出タイマ３３は、フレーム転送部３２に対し、ネットワークの切断を検出したことを示す情報を伝達する。すると送受信ポート２０のフレーム転送部３２は、ネットワークの切断を検出したことを示す情報をフレーム中継部２１に転送する。
【００３０】
最後に、Ｓ３０３において、ネットワークの切断を検出したことを示す情報を受信したフレーム中継部２１は、他の送受信ポートから受信し、ネットワークの切断を検出した送受信ポート２０に対応する宛先アドレスを含むフレームをネットワークの切断を検出した送受信ポート２０に転送しない処理を行う。たとえば、ネットワークの切断を検出した送受信ポート２０に対応する宛先アドレスをフレーム中継部２１の中のメモリから削除するか、もしくは対応する宛先アドレスを受信したらそのフレームを破棄するなどの処理を行う。
【００３１】
以上のように、実施の形態１おけるリングネットワークの中継装置は、３以上の送受信ポート２０と、３以上の送受信ポート２０と通信可能に接続され、受信したフレームの宛先アドレスに対応する送受信ポートに出力するフレーム中継部２１とを備え、送受信ポート２０は、ネットワークからの第一のフレームを受信し、受信した第一のフレームを出力するとともに、第一のフレームを受信すると、ネットワークからのフレームの受信間隔を検出する切断検出タイマ３３のタイマの値をリセットするフレーム受信部３７と、フレーム受信部３７から転送された第一のフレームをフレーム中継部２１に出力し、フレーム中継部２１から第二のフレームを受信するとフレーム送信部３６に出力するとともに、第二のフレームの受信間隔に応じてＣＣＭのメッセージのフレームを出力するよう指示するＣＣＭ送信タイマ３１のタイマの値をリセットするフレーム転送部３２と、ＣＣＭ送信タイマ３１の出力指示によってＣＣＭのメッセージのフレームを出力するＣＣＭ送信部３４と、第二のフレームとＣＣＭのメッセージのフレームを出力するフレーム送信部３６とを備えたので、ＣＣＭのメッセージのフレームの送信頻度を少なくし、ネットワークの帯域を確保しつつ、より早く故障検出できる。
【００３２】
尚、ＣＣＭの送信周期によっては、ネットワークの帯域を圧迫することがないため、従来技術の使用方法で行うこともできる。
したがって、ＣＣＭの送信周期またはネットワークの帯域に応じて本発明と従来技術の方法とを切り替えることができる。
その場合は、フレーム転送部３２は、ＣＣＭの送信周期またはネットワークの帯域に応じてＣＣＭ送信タイマ３１のタイマの値をリセットするか否かを決定して動作するとともに、フレーム転送部３２がＣＣＭ送信タイマ３１のタイマの値をリセットしない場合は、フレーム受信部３７は、ネットワークからのフレームの切断を検出する切断検出タイマ３３のタイマの値をリセットせずに、ＣＣＭのメッセージのフレームをＣＣＭ受信部３５に出力し、ＣＣＭ受信部３５が切断検出タイマ３３のタイマの値をリセットすることで、送信周期またはネットワークの帯域に応じて、より早く故障検出できる。
【符号の説明】
【００３３】
１０  中継装置
１１  ネットワーク
２０  送受信ポート
２１  フレーム中継部
３１  ＣＣＭ送信タイマ
３２  フレーム転送部
３３  切断検出タイマ
３４  ＣＣＭ送信部
３５  ＣＣＭ受信部
３６  フレーム送信部
３７  フレーム受信部
【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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