CN101479996B - 通信节点、以及通信系统的环构成方法和环建立方法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于获得一种在环状通信系统中使用的通信节点，在该环状通信系统中通过以太网(注册商标)将通信节点间连接，而不使用中继器。该通信节点(10)用于构成将通过以太网(注册商标)1对1连接的多个通信节点环状连接而成的通信系统，该以太网由标准系统环(1)和备用系统环(2)而双环化，该通信节点具有：A端口(11)；B端口(14)；以及通信处理部(17)，其在正常通信时，对于从B端口输出的帧进行接收处理，并进行从B端口向标准系统环发送帧的处理，在因通信异常，其他通信节点进行环回处理的情况下，对于B端口的来自备用系统环的帧仅进行转发处理而不进行接收，进行从A端口向备用系统环发送帧的处理。

Description

通信节点、以及通信系统的环构成方法和环建立方法

技术领域

本发明涉及一种在基于以太网(注册商标)的环状通信系统中使用的通信节点、以及用于在该通信系统中进行无主式令牌环通信的通信系统的环构成方法和环建立方法，其中，上述环状通信系统将以太网(注册商标)环状连接而进行通信。

背景技术

目前，已知通过FDDI(Fiber-Distributed Data Interface)将通信终端(以下，称为“通信节点”)之间连接而搭建网络的方式(例如，参照非专利文献1)。在该FDDI中，通常将通信节点以环状连接而搭建网络。在利用FDDI的网络中，采用由第1环路和第2环路构成的双环构造，第1环路在正常时进行数据的发送，第2环路构成为用于在发生构成第1环路的线缆被切断或通信节点故障等异常的情况下，进行环回而将该异常部分从网络中分离，以能够在正常的部分进行通信。

另外，在FDDI中采用令牌传递方式，即，使用称为“令牌”的发送权数据进行控制，使在与网络连接的通信节点间发送的数据不会发生冲突。在该令牌传递方式中，将令牌在第1环路上传递，想要发送数据的通信节点捕捉并占用该令牌，取代该令牌而传递自己想要发送的数据，发送结束后，再次将令牌释放到网络中，从而始终是一次由1台终端利用线缆。

非专利文献1：Karl F.Pieper，William J.Cronin Jr.，WendyH.Michael著，水溜尚器监译，“FDDI技術詳細-100Mbps LAN的構築-”，第一版，共立出版株式会社，1993年8月30日，p.67-73

发明内容

另外，目前，通过以太网(注册商标)将通信节点之间连接而搭建网络的方式已经得到普及。该以太网(注册商标)采用CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection)方式，即，在与以太网(注册商标)连接的通信节点发送数据时，一边避免冲突一边确保通信权，将数据传输到全部已连接的通信节点。为了使该方式起作用，以太网(注册商标)中的通信节点的连接方式有2种拓扑结构，即：通过以作为主干线的1根线缆为中心，从这里以适当的间隔而延伸出分支线缆，配置多个通信节点而构成的总线拓扑；以及通过将1个控制装置(集线器)作为中心，放射状地配置多个通信节点而构成的星形拓扑。

但是，由于在以太网(注册商标)中，采用由与网络连接的终端设备将以太网(注册商标)帧截止(废弃)的方式，所以存在上述总线拓扑和星形拓扑，但其存在的问题是不能形成环形拓扑结构。另外，在星型拓扑结构中存在下述问题，即，如果中继器(集线器)发生故障，则与中继器连接的所有通信节点无法进行通信，通信信息集中到中继器中，中继器成为通信性能的瓶颈。另外，在现有的以太网(注册商标)的拓扑结构中，存在因发生冲突或拥挤，而难以保障准时性的问题。

另外，网络建立后，需要向网络上存在的除了本通信节点以外的通信节点发送站点信息，以使各通信节点可以识别网络的结构。这时，站点信息的发送源需要通过接收来自其他通信节点的响应，对是否已经将站点信息发送至网络上的所有通信节点进行确认，存在该处理较繁琐的问题。

另外，作为环型拓扑结构，存在上述的FDDI，但存在当前使用FDDI的网络并没有像使用以太网(注册商标)的网络那样普及的问题。另外，还存在即使以环型拓扑来构成使用以太网(注册商标)的网络，也无法将FDDI的规格直接用于以太网(注册商标)中的问题。

本发明就是鉴于上述问题提出的，其目的在于获得一种在基于以太网(注册商标)的环状通信系统中使用的通信节点，在该环状通信系统中利用以太网(注册商标)将通信节点间连接，而不使用中继器。另外，其目的在于获得一种通信节点和通信系统的环构成方法，其能够容易地构成环路，并且在利用以太网(注册商标)构筑的环型拓扑网络中发现故障的情况下，能够消除了故障。

另外，其目的在于获得一种环状通信系统中的路径建立方法，其用于规定在基于以太网(注册商标)的环状通信系统中，在通信节点间进行通信所需的步骤。具体地说，其目的在于获得一种通信节点和通信系统的环建立方法，其可以在基于以太网(注册商标)的环状通信系统中，确认由正常的通信节点构成的路径是否已经构成为环状。

另外，其目的在于获得一种通信节点和通信系统的环建立方法，其可以在基于以太网(注册商标)的环状通信系统中，在环路建立后，容易地对是否已经将站点信息发送至网络上的所有通信节点进行确认。

为了达到上述目的，本发明所涉及的通信节点用于构成通信系统，该通信系统中将通过以太网(注册商标)1对1连接的多个通信节点以环状连接，该以太网由标准系统环和备用系统环而双环化，该标准系统环用于在通信状态正常的情况下进行帧的传输，该备用系统环用于在通信状态异常的情况下进行帧的传输，其特征在于，该通信节点具有：第1端口，其具有所述标准系统环的输入部和所述备用系统环的输出部；第2端口，其具有所述标准系统环的输出部和所述备用系统环的输入部；以及通信处理单元，其在正常通信时，对从所述第1端口的所述标准系统环的输入部输入的帧进行接收处理，从所述第2端口的所述标准系统环的输出部进行所述帧的发送处理，在因通信异常，其他通信节点进行环回处理的情况下，针对从所述第2端口的所述备用系统环的输入部输入的帧仅进行转发处理而不进行接收，从所述第1端口的备用系统环的输出部进行帧的发送处理，在与相邻通信节点之间产生通信异常的情况下，将与所述相邻通信节点连接的端口不同一侧的端口的标准系统环和备用系统环连接，进行环回处理，所述通信处理单元具有：环建立确认帧发行单元，其在电源接通时或者本通信节点进行环回处理而构成新的环路的情况下，发行写入有发行时刻的环建立确认帧，如果接收到在所述环路中循环回来的所述环建立确认帧，则停止发行以后的环建立确认帧；帧循环时间计算单元，其从接收到由所述环建立确认帧发行单元发行并在所述环路中循环回来的所述环建立确认帧的时刻中，减去所述环建立确认帧内的发行时刻，计算帧循环时间；以及环建立判定单元，其判定在停止发行所述环建立确认帧后，是否在大于或等于所述帧循环时间的期间内，没有检测到在所述环路内传输的环建立确认帧。

发明的效果

根据本发明，由于通过将通信节点连接为环状，而不需要使用在星型拓扑结构或总线拓扑的连接方式中所必需的中继器，所以可以消除由中继器发生故障引起的所有通信节点无法进行通信的状态，可以避免通信信息集中至中继器的情况。另外，由于可以省去中继器，所以具有可以降低系统构筑时的成本的效果。

附图说明

图1是示意地表示本发明所涉及的基于以太网(注册商标)的环状通信系统的概略结构的图。

图2是示意地表示构成图1的环状通信系统的通信节点的结构的框图。

图3是示意地表示环状通信系统中发生故障的状态的图。

图4是示意地表示构成环状通信系统的环路时线缆被错误连接的状态的图。

图5是示意地表示本实施方式2所涉及的通信节点的功能构成的框图。

图6-1是示意地表示环状通信系统中的环建立确认处理的步骤的一个例子的图(其1)。

图6-2是示意地表示环状通信系统中的环建立确认处理的步骤的一个例子的图(其2)。

图6-3是示意地表示环状通信系统中的环建立确认处理的步骤的一个例子的图(其3)。

图6-4是示意地表示环状通信系统中的环建立确认处理的步骤的一个例子的图(其4)。

图6-5是示意地表示环状通信系统中的环建立确认处理的步骤的一个例子的图(其5)。

图6-6是示意地表示环状通信系统中的环建立确认处理的步骤的一个例子的图(其6)。

图7是示意地表示本实施方式3所涉及的通信节点的功能构成的框图。

图8-1是示意地表示将环建立确认帧废弃的处理步骤的一个例子的图(其1)。

图8-2是示意地表示将环建立确认帧废弃的处理步骤的一个例子的图(其2)。

图8-3是示意地表示将环建立确认帧废弃的处理步骤的一个例子的图(其3)。

图8-4是示意地表示将环建立确认帧废弃的处理步骤的一个例子的图(其4)。

图9-1是表示在图8-1的状态下4站点所持有的接收帧信息的一个例子的图。

图9-2是表示在图8-1的状态下1站点所持有的接收帧信息的一个例子的图。

图10-1是示意地表示发生环回后形成的新的环路的连接状态确认处理的步骤的一个例子的图(其1)。

图10-2是示意地表示发生环回后形成的新的环路的连接状态确认处理的步骤的一个例子的图(其2)。

图10-3是示意地表示发生环回后形成的新的环路的连接状态确认处理的步骤的一个例子的图(其3)。

图10-4是示意地表示发生环回后形成的新的环路的连接状态确认处理的步骤的一个例子的图(其4)。

图10-5是示意地表示发生环回后形成的新的环路的连接状态确认处理的步骤的一个例子的图(其5)。

图11-1是表示环建立确认处理中可能发生的会成为问题的状态的图(其1)。

图11-2是表示环建立确认处理中可能发生的会成为问题的状态的图(其2)。

图11-3是表示环建立确认处理中可能发生的会成为问题的状态的图(其3)。

图12是示意地表示本实施方式5所涉及的通信节点的功能构成的框图。

图13-1是示意地表示在取代断开的通信节点，而接入了新的通信节点的情况下的环建立确认处理的步骤的一个例子的图(其1)。

图13-2是示意地表示在取代断开的通信节点，而接入了新的通信节点的情况下的环建立确认处理的步骤的一个例子的图(其2)。

图14-1是示意地表示在备用系统环上传输的环建立确认帧的废弃处理的步骤的一个例子的图(其1)。

图14-2是示意地表示在备用系统环上传输的环建立确认帧的废弃处理的步骤的一个例子的图(其2)。

图14-3是示意地表示在备用系统环上传输的环建立确认帧的废弃处理的步骤的一个例子的图(其3)。

图14-4是示意地表示在备用系统环上传输的环建立确认帧的废弃处理的步骤的一个例子的图(其4)。

图14-5是示意地表示在备用系统环上传输的环建立确认帧的废弃处理的步骤的一个例子的图(其5)。

图14-6是示意地表示在备用系统环上传输的环建立确认帧的废弃处理的步骤的一个例子的图(其6)。

图15是示意地表示本实施方式7所涉及的通信节点的功能构成的框图。

图16-1是示意地表示删除与环建立确认处理无关的帧的步骤的一个例子的图(其1)。

图16-2是示意地表示删除与环建立确认处理无关的帧的步骤的一个例子的图(其2)。

图16-3是示意地表示删除与环建立确认处理无关的帧的步骤的一个例子的图(其3)。

图16-4是示意地表示删除与环建立确认处理无关的帧的步骤的一个例子的图(其4)。

图16-5是示意地表示删除与环建立确认处理无关的帧的步骤的一个例子的图(其5)。

图17是示意地表示本实施方式8所涉及的通信节点的功能构成的图。

图18-1是示意地表示环状通信系统中的站点信息通知处理的步骤的一个例子的图(其1)。

图18-2是示意地表示环状通信系统中的站点信息通知处理的步骤的一个例子的图(其2)。

图18-3是示意地表示环状通信系统中的站点信息通知处理的步骤的一个例子的图(其3)。

图18-4是示意地表示环状通信系统中的站点信息通知处理的步骤的一个例子的图(其4)。

图18-5是示意地表示环状通信系统中的站点信息通知处理的步骤的一个例子的图(其5)。

图18-6是示意地表示环状通信系统中的站点信息通知处理的步骤的一个例子的图(其6)。

符号的说明

1标准系统环

2备用系统环

10、10-1～10-5通信节点

11、11-1～11-5A端口

14、14-1～14-5B端口

17、17-1～17-5通信处理部

20环建立确认处理部

21环建立确认帧发行部

22、72帧循环时间计算部

23、73帧循环时间存储部

24环建立判定部

31接收帧信息管理部

32接收帧信息存储部

51环回状态控制部

61帧废弃处理部

71站点信息管理部

74站点信息通知完毕判定部

75网络结构信息存储部

具体实施方式

下面，参照附图详细地说明本发明所涉及的通信节点以及通信系统的环构成方法和环建立方法的优选实施方式。此外，本发明不限于这些实施方式。下面，对各实施方式之间共通的本发明的概略结构进行说明，然后，对各实施方式进行说明。

图1是示意地表示本发明所涉及的基于以太网(注册商标)的环状通信系统的概略结构的图。该环状通信系统具有将多个通信节点(通信设备，图中标记为“节点”)10-1～10-4环状连接的结构，上述多个通信节点通过以太网(注册商标)以1对1的方式连接。在这里，将通信节点10-1～10-4之间连接的以太网(注册商标)线缆，物理地通过2条环路而进行二重化，这2条环路是：以实线表示的在图中的环状通信系统内沿顺时针方向对帧进行传输的标准系统环1；以及以虚线表示的在该系统内沿逆时针方向对帧进行传输的备用系统环2。标准系统环1是在构成环状通信系统的通信节点10-1～10-4和线缆处于正常状态时使用的环路。另外，备用系统环2是在构成环状通信系统的通信节点10-1～10-4和线缆中的任意一个发生异常的情况下使用的环路，如后述所示，用于通过环回处理而将该异常部分从系统中分离。

图2是示意地表示构成图1的环状通信系统的通信节点的结构的框图。该通信节点10具有：2个端口11、14，其用于在相邻的通信节点之间连接以太网(注册商标)线缆；以及通信处理部17，其对从端口11、14接收到的帧进行处理及进行用于与其他通信节点间建立路径的处理。

端口由A端口(图中，标记为PortA。)11和B端口(图中，标记为PortB。)14这2个端口构成。A端口11具有：标准系统输入部12，其接收来自标准系统环1的帧；以及备用系统输出部13，其将帧发送至备用系统环2。另外，B端口14具有：标准系统输出部16，其将帧发送至标准系统环1；以及备用系统输入部15，其接收来自备用系统环2的帧。此外，A端口11与权利要求书中的第1端口对应，B端口14与权利要求书中的第2端口对应。

通信处理部17首先读入通过A端口11的标准系统输入部接收到的来自标准系统环1的帧，在必要的情况下，进行规定的处理后从B端口14的标准系统输出部发送至标准系统环1，另一方面，将通过B端口14的备用系统输入部接收到的来自备用系统环2的帧，直接发送至A端口11的备用系统输出部，而不进行读入。更具体地说，在正常时，仅对从B端口14输出的帧，在必要的情况下进行规定的处理，而对在通信节点内从B端口14传输至A端口11的帧不进行任何处理。

在这种基于以太网(注册商标)的环状通信系统中，通常状态下的通信是在标准系统环1中由各通信节点10-1～10-4使用用于获取通信权的令牌帧进行的。想要进行通信的通信节点10通过A端口11的标准系统输入部12，接收在标准系统环1中传输的令牌帧，从而获取通信权。获取到通信权的通信节点10，取代令牌帧而将想要发送的数据帧从B端口14的标准系统输出部16发送至标准系统环1。如果数据帧的发送结束，则从B端口14的标准系统输出部16将令牌帧发送回标准系统环1中，返回其他通信节点10可以进行通信的状态。

上述是随后进行说明的各实施方式之间共通的基于以太网(注册商标)的环状通信系统的概要。下面，基于该内容，对各实施方式进行说明。此外，在以下的说明中，将通信节点10-1、10-2、10-3、10-4分别标记为1站点、2站点、3站点、4站点。

另外，在本说明书中，为了简化说明，以环状通信系统由4个通信节点10-1～10-4构成的情况为例进行说明，但只要是将多个通信节点通过以太网(注册商标)环状连接的结构，就可以适用以下实施方式。

实施方式1

在本实施方式1中，对在图1所示的基于以太网(注册商标)的环状通信系统的一部分发生故障或线缆错误连接的情况下的环回处理进行说明。

<发生故障的情况>

图3是示意地表示环状通信系统中发生故障的状态的图。假定在如图1所示将1站点～4站点的通信节点10-1～10-4以环状连接的网络中，使用标准系统环1进行通常的通信时，如图3所示，在3站点10-3和4站点10-4之间发生线缆断开。在此情况下，4站点10-4的通信处理部17-4根据没有通过4站点10-4的A端口11-4接收到来自3站点10-3的信号这一状态持续了大于或等于规定的时间，判定为与3站点10-3之间的线缆发生故障，将B端口14-4的备用系统输入部与标准系统输出部连接而进行环回。在这里，由于构成环状通信系统的各通信节点(站点)10-1～10-4根据没有接收到帧的时间而判定为发生故障的基准值全部相同，所以3站点10-3和4站点10-4之间的线缆发生断开后，最先检测到异常的是距离标准系统环1的故障位置最近的4站点10-4。其结果，4站点10-4进行环回处理。然后，发送表示3站点10-3和4站点10-4之间发生线缆断开这一情况的异常通知信号。如果接收到异常通知信号，则3站点10-3的通信处理部17-3获知3站点10-3和4站点10-4之间发生线缆断开，将A端口11-3的标准系统输入部与备用系统输出部连接而进行环回，以不向B端口14-3侧输出帧。

通过上述处理，3站点10-3和4站点10-4将传输路径进行环回，使用备用系统环2，将故障位置处的3站点10-3和4站点10-4之间的线缆分离而重新构成新的环路，然后，各站点重新开始通信。此外，在以后的处理中，3站点10-3的通信处理部17-3首先读入由A端口11-3的标准系统输入部接收到的来自标准系统环1的帧，进行规定的处理后，从该A端口11-3的备用系统输出部向备用系统环2输出，4站点10-4的通信处理部17-4首先读入由B端口14-4的备用系统输入部接收到的来自备用系统环2的帧，进行规定的处理后，进行向该B端口14-4的标准系统输出部发送的处理。

此外，在图3中，以3站点10-3和4站点10-4之间的线缆断开为例对环回进行了说明，但在其他位置发生线缆断开，或通信节点(站点)10-1～10-4发生故障的情况下，以相同的步骤进行环路的重构。

<以太网(注册商标)线缆错误连接的情况>

图4是示意地表示构成环状通信系统的环路时线缆被错误连接的状态的图。首先，假定在利用线缆将通信节点10-1～10-4间连接的作业中，如图4所示，3站点10-3的端口和线缆之间的连接是错误的。即，利用线缆将2站点10-2的B端口14-2和3站点10-3的B端口14-3连接，将4站点10-4的A端口11-4和3站点10-3的A端口11-3连接。

线缆连接完毕后，各通信节点10-1～10-4的通信处理部17-1～17-4通过依照规定的规则进行的通信协商(negotiation)，确认本通信节点的连接端口是否与相邻的通信节点的连接端口正常连接，具体地说，本通信节点的A端口11是否与相邻的通信节点的B端口14连接，本通信节点的B端口14是否与相邻的通信节点的A端口11连接。这时，2站点10-2的通信处理部17-2通过通信协商获知本站点的B端口14-2与3站点10-3的B端口14-3连接，识别出与3站点10-3之间的连接端口是错误的。相同地，4站点10-4的通信处理部17-4通过通信协商获知本站点的A端口11-4与3站点10-3的A端口11-3连接，识别出与3站点10-3之间的连接端口是错误的。

识别出连接端口被错误连接的通信节点的通信处理部17，对除了被错误连接的端口以外的端口进行环回处理。即，2站点10-2的通信处理部17-2在A端口11-2进行环回，4站点10-4的通信处理部17-4在B端口14-4进行环回。

由此，构成将作为错误连接的原因的3站点10-3分离的环路。然后，通过该环路进行通常的通信。

根据本实施方式1，由于即使在构成环状通信系统的通信节点10或线缆发生故障的情况下，也可以通过进行环回而将故障位置分离，所以具有可以实现具备耐故障性、可靠性高的环状通信系统的效果。另外，由于通过将通信节点10以环状连接，从而不需要使用在星型拓扑结构或总线拓扑的连接方式中所必需的中继器，所以可以消除由中继器发生故障引起的所有通信节点10无法进行通信的状态，可以避免通信信息集中至中继器的状况。另外，由于可以省去中继器，所以具有可以降低系统构筑时的成本的效果。另外，由于可以发现网络构筑时的错误连接，将存在错误连接的部分分离，所以具有可以容易地进行系统构筑的效果。

实施方式2

在本实施方式2中，对在通过以太网(注册商标)线缆正确地将各通信节点的端口间连接的状态后进行的确认环连接状态的方法进行说明。例如，在如图1所示将1站点10-1～4站点10-4正常连接后，为了构成环路，而接通各通信节点的电源。这时，所有通信节点10-1～10-4同时变为电源接通的状态即可，但也可能发生意外情况。例如，存在3站点10-3由于电源系统故障，即使接通电源，也无法启动的情况。在这种情况下，必须在2站点10-2的A端口11-2和4站点10-4的B端口14-4进行环回。下面说明环建立确认处理的步骤，该环建立确认处理用于在如上述所示刚刚将各通信节点10-1～10-4的电源接通后，确认是否由环状通信系统内的通信节点10-1～10-4构成了环状的路径。

图5是示意地表示本实施方式2所涉及的通信节点的功能构成的框图。本实施方式2的通信节点10的通信处理部17包括环建立确认帧发行部21、帧循环时间计算部22、帧循环时间存储部23以及环建立判定部24。此外，对于与上述说明相同的构成要素标注相同的标号，省略其说明。

环建立确认帧发行部21每隔规定的时间发行环建立确认帧，该环建立确认帧用于确认在接通电源后环状通信系统中是否建立了环状的路径(以下，简称为“环路”)。在环建立确认帧中，写入有发行该环建立确认帧的时刻。另外，如果环建立确认帧发行部21接收到自身发送的环建立确认帧，则停止发行以后的环建立确认帧，同时废弃接收到的环建立确认帧。

帧循环时间计算部22在本通信节点发行的环建立确认帧从A端口11返回时，计算接收到环建立确认帧的时刻和写入在该环建立确认帧中的发行时刻之间的差，求出环建立确认帧在环路上循环的时间、即帧循环时间，并存储在帧循环时间存储部23中。

环建立判定部24判定从最后接收到本通信节点或者其他通信节点发行的环建立确认帧开始，在网络上没有检测到环建立确认帧的状态是否持续了大于或等于帧循环时间的时间，在该状态持续了大于或等于帧循环时间的情况下，判定为所有通信节点10均已经识别出环路连接。

图6-1～图6-6是示意地表示环状通信系统中的环建立确认处理的步骤的一个例子的图。首先，1站点10-1的通信处理部17-1的环建立确认帧发行部21将写入有发行时刻的环建立确认帧从B端口14-1发送至标准系统环1中(图6-1)。在这里，1站点10-1在时刻T1发送第1环建立确认帧201-1，从时刻T1经过规定的时间后，在时刻T2将第2环建立确认帧201-2发送至标准系统环1中。

然后，由于1站点10-1没有接收到自身发送的环建立确认帧，所以进一步在时刻T3、T4分别将第3和第4环建立确认帧201-3、201-4发送至标准系统环1中。然后，假定1站点10-1最先发行的第1环建立确认帧201-1由于某些原因，在4站点10-4和1站点10-1之间消失(图6-2)。此外，除了1站点10-1以外的通信节点10-2～10-4使来自1站点10-1的环建立确认帧201-1～201-4直接通过。另外，因第1环建立确认帧201-1的消失，1站点10-1仍然没有接收到自身发送的环建立确认帧，所以在时刻T5将第5环建立确认帧201-5发送至标准系统环中。

接着，1站点10-1通过A端口11-1接收到自身发行的第2环建立确认帧201-2，并存储该接收时刻T6。1站点10-1的通信处理部17-1的帧循环时间计算部22，从第2环建立确认帧201-2的接收时刻T6中减去该帧中写入的发行时刻T2而计算帧循环时间T(＝T6-T2)(图6-3)。计算出的帧循环时间被存储在帧循环时间存储部23中。另外，1站点10-1的通信处理部17-1的环建立确认帧发行部21，将返回的第2环建立确认帧201-2从网络上废弃。另外，由于1站点10-1的通信处理部17-1的环建立确认帧发行部21，首次接收到自身发行的环建立确认帧，所以此后停止发行环建立确认帧(图6-4)。此外，在该时刻之前，1站点10-1已经发行到第5环建立确认帧201-5。

然后，1站点10-1依次接收本站点发行的环建立确认帧，并进行废弃处理，接收并废弃最后发行的第5环建立确认帧201-5，由此使网络(环路)上不存在1站点10-1发行的环建立确认帧201-1～201-5(图6-5)。以上的图6-1～图6-5的处理同时由其他的2站点10-2～4站点10-4进行。

在图6-5中从网络上废弃1站点10-1发行的所有环建立确认帧201-1～201-5后，1站点10-1的通信处理部17-1的环建立判定部24开始测量在网络上不存在任何环建立确认帧的时间，是否大于或等于在图6-3中求出的帧循环时间。即，向计时器设定帧循环时间，判定在超时之前是否检测到其他通信节点10-2～10-4发送的环建立确认帧。此外，在该判定中，每次接收到其他通信节点10-2～10-4发送的环建立确认帧时，重新设定计时器。这是为了不但要确认本站点建立了环路，还要确认其他站点同样地建立了环路。另外，在从最后观测到环建立确认帧的时刻开始，在网络(环)上观测不到环建立确认帧的状态持续了大于或等于帧循环时间T的情况下，由环建立判定部24判定为网络上的其他所有通信节点10-2～10-4同样识别出了网络连接的形成(环路的建立)(图6-6)。

此外，在上述的说明中，示出了各站点使用本站点发行的环建立确认帧中最先返回的环建立确认帧，进行帧循环时间的计算的情况，但也可以针对返回的所有环建立确认帧来计算循环时间，将其平均值或最大值等作为向计时器设定的帧循环时间。

根据本实施方式2，由于在将通信节点环状连接的情况下，使用环建立确认帧的接收时间及其发行时间来计算帧循环时间，从网络上最后传输的环建立确认帧开始，在大于或等于帧循环时间的期间内，没有环建立确认帧传输的情况下，判断为帧进行循环的网络上的所有通信节点10都识别出了环路连接的形成，所以具有可以与环状连接的通信节点10的个数对应地设定帧循环时间的效果。与例如预先设定一个通信节点的帧通过时间，将其乘以构成环状通信系统的通信节点10的个数和用于排除误差的安全系数，将得到的值作为计时器设定值的情况相比，具有可以缩短各通信节点10对识别出网络连接的形成进行判定的时间的效果。

实施方式3

在实施方式2中，如果发行环建立确认帧的通信节点接收到自身的环建立确认帧，则进行废弃(截止)。在该实施方式2的环建立确认处理的过程中，如果某个通信节点发生故障，导致该通信节点从网络中脱离(断开)，则进行环回而构成新的环路，以将该通信节点排除。这时，在新的环路中可能残留由已断开的通信节点发行的环建立确认帧。在本实施方式3中，对这种情况下的处理方法进行说明。

图7是示意地表示本实施方式3所涉及的通信节点的功能构成的框图。本实施方式3的通信节点的通信处理部17构成为，在实施方式2的图5的基础上，还具有接收帧信息管理部31和接收帧信息存储部32。

在每次转发从A端口11接收到的其他通信节点10发行的环建立确认帧时，接收帧信息管理部31针对该环建立确认帧，获取接收帧信息并与存储在接收帧信息存储部32中的接收帧信息进行对照，其中，该接收帧信息包含该环建立确认帧的发送源通信节点、对帧进行识别的序列号等帧识别信息以及帧的发行时刻(或者帧的接收时刻)。然后，在接收到的环建立确认帧与过去曾经接收过的帧不相同的情况下(即，是新发行的帧的情况下)，作为该发送源通信节点的接收帧信息，更新并存储在接收帧信息存储部32中。另一方面，在接收到的环建立确认帧是过去曾经接收过的帧的情况下，将该环建立确认帧废弃。

在接收帧信息存储部32中存储与网络连接的各个通信节点10的接收帧信息。例如，如实施方式2的说明所示，在接收到某通信节点10每隔规定的时间发行的环建立确认帧的情况下，由于序列号各自不同(序号以1递增)，所以不断更新为新的环建立确认帧的接收帧信息。

另外，环建立确认帧发行部21具有在环建立确认帧中写入用于对帧进行识别的序列号等帧识别信息的功能。在帧识别信息为序列号的情况下，例如进行下述处理，即在每隔规定的时间发行的环建立确认帧中写入以1递增的序列号等。此外，对于与上述说明相同的构成要素标注相同的标号，省略其说明。

图8-1～图8-4是示意地表示在环连接状态确认处理中将环建立确认帧废弃的处理步骤的一个例子的图，其中，该环建立确认帧是由因发生故障而从网络中断开的通信节点发行的。3站点10-3的通信处理部17-3的环建立确认帧发行部21，在时刻T1、T2发行序列号分别为“No.1”和“No.2”的第1和第2环建立确认帧202-1、202-2，使上述帧在环路上循环(图8-1)。

图9-1是表示在图8-1的状态下4站点所持有的接收帧信息的一个例子的图，图9-2是表示在图8-1的状态下1站点所持有的接收帧信息的一个例子的图。在示出的例子中，作为接收帧信息存储有：作为环建立确认帧的发送源的通信节点名；作为帧识别信息写入至环建立确认帧中的序列号；以及该环建立确认帧的发行时刻。此外，作为节点名，也可以使用世界上唯一的MAC(Media Access Control)地址。如图9-1所示，在4站点10-4中，依次接收到第1和第2环建立确认帧202-1、202-2，但由于第2环建立确认帧202-2是最新的，所以存储第2环建立确认帧202-2的接收帧信息。另一方面，如图9-2所示，在1站点10-1中，由于仅接收到第1环建立确认帧202-1，所以存储其接收帧信息。在这里，仅说明了4站点10-4和1站点10-1，但其他站点也相同地获取并存储从B端口14发送的环建立确认帧的接收帧信息。

然后，假定3站点10-3发生故障。由此，2站点10-2的B端口14-2和4站点10-4的A端口11-4，在线缆为光纤的情况下，检测到来自3站点10-3的光中断这一情况，或者在线缆为电缆的情况下，检测到来自3站点10-3的电信号中断这一情况，从而检测到3站点10-3发生故障。然后，如实施方式1的说明所示，2站点10-2在A端口11-2进行环回，4站点10-4在B端口14-4进行环回(图8-2)。由此，成为3站点10-3发行的环建立确认帧残留在通过环回而建立的新的环路内的状态。然后，如图8-2所示，第1环建立确认帧在备用系统环2中传输。

接着，4站点10-4的B端口14-4接收到第1环建立确认帧202-1，由于处于环回状态，所以成为从B端口14-4对第1环建立确认帧202-1进行发送的状态。在该发送前，如果4站点10-4的通信处理部17-4的接收帧信息管理部31接收到第1环建立确认帧202-1，则如上述所示获取其接收帧信息，将该接收帧信息与接收帧信息存储部32中存储的对应的3站点10-3的接收帧信息进行对照。这时，接收到的第1环建立确认帧202-1的序列号是“No.1”，但如图9-1所示，由于存储的接收帧信息的序列号是“No.2”，所以接收帧信息管理部31将接收到的第1环建立确认帧202-1识别为过去转发过的环建立确认帧，而将该帧废弃(图8-3)。

相同地，在4站点10-4的通信处理部17-4的接收帧信息管理部31中，对于接收到的第2环建立确认帧202-2同样地，其序列号是“No.2”，但如图9-1所示，存储的接收帧信息的序列号是“No.2”，所以接收帧信息管理部31将接收到的第2环建立确认帧202-2识别为过去转发过的环建立确认帧，而将该帧废弃(图8-4)。由此，对因3站点10-3断开而残留在新的环路中的由3站点10-3发行的环建立确认帧进行除去处理。

此外，在图8-3中，接收到在备用系统环2中传输的第1和第2环建立确认帧202-1、202-2的1站点10-1没有进行废弃处理，如最先说明的那样，是由于下述假设，即，仅针对从B端口14-1发送的帧进行过滤处理，对通信节点内从B端口14-1向A端口11-1传输的数据帧单纯进行传输，而不进行读入。

另外，上述情况仅是一个例子，也可以针对从A端口11发送的数据帧和从B端口14发送的数据帧这两者进行废弃处理。在此情况下，存储从各个端口发送的环建立确认帧的接收帧信息。如果是具有这种构造的通信节点，则可以在图8-3中，由1站点10-1对第1和第2环建立确认帧202-1、202-2执行废弃处理。但是，如果针对从A端口11和B端口14这两个端口发送的数据帧进行判断是否废弃的处理，则在线缆的传输速度较大的情况下，该处理上花费时间，处理速度变得比线缆的传输速度慢，从而可能使整体的通信速度变慢。

另外，帧识别信息如上述的例子所示，在以1递增的序列号的情况下，可以使用序列号判断环建立确认帧的新旧，所以在接收帧信息中不需要“时间”(发行时刻等)。但是，在帧识别信息通过其他标记或随机值形成的情况下，在接收帧信息中必须包含并存储“时间”(发行时刻等)。这是因为通过添加时间信息，可以对接收到的环建立确认帧的新旧进行判断。

根据本实施方式3，由于在环建立确认处理的过程中，某个通信节点10发生故障，导致该通信节点10从网络中断开，在构成新的环路后，废弃残留在该环路中的由已断开的通信节点10发行的环建立确认帧，所以具有可以防止已断开的通信节点10的无用帧滞留在环路上的效果。

实施方式4

在实施方式2中，从最后检测到环建立确认帧开始，在大于或等于帧循环时间的期间内，没有检测到环建立确认帧的情况下，进行环连接状态的确认。然而，在实施方式2的环建立确认处理的过程中，如果某个通信节点发生故障，导致该通信节点从网络中断开，则进行环回以将该通信节点排除。在实施方式3中，针对从进行环回后建立的新的环路中，去除由被排除的通信节点发行的环建立确认帧的方法进行了说明。但是，在上述实施方式2、3中，没有对环回后的环建立确认处理进行说明。因此，在本实施方式4中，说明环回后进行环建立确认处理的方法。

本实施方式4的通信节点具有与实施方式3的图7相同的结构。但是，除了在环建立确认帧中写入发行时刻和用于对帧进行识别的识别序号以外，环建立确认帧发行部21还具有下述功能，即，在发行环建立确认帧时，在环建立确认帧中写入路径状态信息而进行发送，该路径状态信息表示本通信节点10是处于通常的可以通过A端口11和B端口14进行发送接收的状态(以下，称为“直通状态”)，还是处于环回状态。此外，在环回状态的情况下，包含表示在A端口11和B端口14中的哪个进行环回的信息。另外，环建立确认帧发行部21具有下述功能，即，如果接收到本通信节点10发行的环建立确认帧，则在帧中的路径状态信息与当前的路径状态相同的情况下，停止发行环建立确认帧，但在帧中的路径状态信息与当前的路径状态不同的情况下，继续发行环建立确认帧，同时，在此情况下，使帧循环时间计算部不进行帧循环时间的计算处理。

图10-1～图10-5是示意地表示发生环回后形成的新的环路的连接状态确认处理的步骤的一个例子的图。上述图10-1～图10-5表示以4站点10-4对环路的建立进行确认的情况为焦点的状态。首先，1站点10-1～4站点10-4都没有发生故障均处于正常状态，所有通信节点10-1～10-4均处于直通状态。4站点10-4的通信处理部17-4的环建立确认帧发行部21，在时刻T1、T2发行第1和第2环建立确认帧203-1、203-2，在上述环建立确认帧中分别写入如下信息，序列号分别为“No.1”和“No.2”，路径状态信息分别为“直通”和“直通”(图10-1)。

然后，假定3站点10-3发生故障。由此，2站点10-2的B端口14-2和4站点10-4的A端口11-4检测到3站点10-3发生故障，如实施方式1的说明所示，2站点10-2在A端口11-2进行环回，4站点10-4在B端口14-4进行环回。由此，2站点10-2的路径状态成为在A端口11-2进行环回的“Loop-A”(图示略)，4站点10-4的路径状态成为在B端口14-4进行环回的“Loop-B”。发行第2环建立确认帧203-2后经过规定的时间，在时刻T3，4站点10-4的环建立确认帧发行部21发行写入有序列号为“No.3”、路径状态信息为“Loop-B”这样的信息的第3环建立确认帧203-3(图10-2)。此外，在3站点10-3发行的环建立确认帧残留在通过环回而新构成的环路内的情况下，通过上述实施方式3的步骤进行废弃。

然后，4站点10-4的通信处理部17-4的环建立确认帧发行部21接收到本站点发行的路径状态信息为“直通”的第1环建立确认帧203-1，但由于当前本站点的路径状态为B端口14的环回状态、即“Loop-B”，两者不一致，所以继续每隔规定的时间发行环建立确认帧(图10-3)。另外，废弃接收到的第1环建立确认帧203-1。然后，在接收到第2环建立确认帧203-2的情况下也进行相同处理。

然后，随着时间的经过，如果4站点10-4的通信处理部17-4的环建立确认帧发行部21接收到本站点发行的路径状态信息为“Loop-B”的第3环建立确认帧203-3，则由于与当前本站点的路径状态、即“Loop-B”一致，所以停止发行环建立确认帧(图10-4)。帧循环时间计算部22使用该第3环建立确认帧203-3，通过实施方式2中说明的步骤对帧循环时间进行计算。然后，废弃接收到的第3环建立确认帧203-3。

然后，依次接收到本站点发行的序列号为“No.4”、路径状态信息为“Loop-B”的第4环建立确认帧203-4，和序列号为“No.5”、路径状态信息为“Loop-B”的第5环建立确认帧203-5后，4站点10-4分别将它们废弃(图10-5)。此外，其他站点也进行相同的处理。然后，如实施方式2的图6-5～图6-6的说明所示，通过确认出从最后观测到环建立确认帧开始经过了大于或等于帧循环时间的时间，环回后的环连接状态确认处理结束。

根据本实施方式4，具有下述效果，即，即使在环连接状态确认处理中出现发生故障而断开的通信节点10，而使环路结构变更的情况下，由于与新的环路的连接状态对应地，连接在网络上的通信节点10中的至少1个必然可以经由最终的网络的传输路径接收到本通信节点10发行的环建立确认帧203，所以即使在构成环路的过程中，多个通信节点10进一步进行接入脱离，也可以构成环路。

实施方式5

图11-1～图11-3是表示环建立确认处理中可能发生的会成为问题的状态的图。首先，1站点10-1～4站点10-4处于以正常状态连接的状态。然后，假定3站点10-3的通信处理部17-3的环建立确认帧发行部21，在时刻T1、时刻T2分别发行写入有序列号“No.1”和“No.2”的第1和第2环建立确认帧204-1、204-2(图11-1)。

然后，假定3站点10-3发生故障。由此，2站点10-2的B端口14-2和4站点10-4的A端口11-4检测到3站点10-3发生故障，如实施方式1的说明所示，2站点10-2在A端口11-4进行环回，4站点10-4在B端口14-4进行环回。由此，成为3站点10-3发行的第1和第2环建立确认帧204-1、204-2残留在通过环回构成的新的环路内的状态(图11-2)。

然后，在废弃3站点10-3发行的第1和第2环建立确认帧204-1、204-2前，取代断开的3站点10-3，5站点10-5接入至网络中。在此情况下，再次重新构成新的环路，2站点10-2从在A端口11-2进行环回的状态变换为直通模式，4站点10-4从在B端口14-4进行环回的状态变换为直通模式(图11-3)。其结果，3站点10-3发行的第1和第2环建立确认帧204-1、204-2在备用系统环2内循环。由于上述第1和第2环建立确认帧204-1、204-2在通常不使用的备用系统环2中传输，并且在各通信节点10内从B端口14向A端口11传输，不进行过滤，所以不会被废弃，将永远持续地进行传输。

因此，在本实施方式5中，说明用于解决这种问题的环建立确认处理的方法。图12是示意地表示本实施方式5所涉及的通信节点的功能构成的框图。本实施方式5的通信节点的通信处理部17构成为，在实施方式3的图7的基础上，还具有环回状态控制部51。此外，对于与上述说明相同的构成要素，标注相同的标号，省略其说明。

环回状态控制部51具有下述功能，即，预先存储表示本通信节点的路径状态转换的路径状态转换信息，同时，在相邻的通信节点断开而构成新的环路，该环建立确认处理结束前，取代断开的通信节点而接入了另外的通信节点的情况下，对端口进行控制而使其不会解除环回状态，直至已断开的通信节点发行的环建立确认帧被废弃，最终成为在大于或等于帧循环时间的时间内，没有检测到任何环建立确认帧的状态(即，直至环建立确认处理结束)。

下面，参照图11-1和图13-1～图13-2对动作进行说明。图13-1～图13-2是示意地表示在取代断开的通信节点，而接入了新的通信节点的情况下的环建立确认处理的步骤的一个例子的图。首先，如图11-1所示，1站点10-1～4站点10-4处于以正常状态连接的状态，3站点10-3的通信处理部17-3的环建立确认帧发行部21，在时刻T1、时刻T2分别发行写入有序列号“No.1”和“No.2”的第1和第2环建立确认帧。

然后，假定3站点10-3发生故障。由此，2站点10-2的B端口14-2和4站点10-4的A端口11-4检测到3站点10-3发生故障，如实施方式1的说明所示，2站点10-2在A端口11-2进行环回，4站点10-4在B端口14-4进行环回。这时，2站点10-2和4站点10-4的通信处理部17-2、17-4的环回状态控制部51，存储表示路径状态从直通状态转换为环回状态这一情况的路径状态转换信息(图13-1)。

另外，假定在废弃3站点10-3发行的第1和第2环建立确认帧205-1、205-2前，取代断开的3站点10-3，5站点10-5接入到网络中。这时，3站点10-3检测到5站点10-5接入到网络中这一情况，但因为路径状态转换信息处于从直通状态转换为环回状态的状态，所以不与5站点10-5构成环路(图13-2)。即，为了防止图11-3中说明的由3站点10-3发行的环建立确认帧在备用系统环2中循环，2站点10-2的通信处理部17-2的环回状态控制部51进行控制，维持A端口11-2进行环回的状态，使B端口14-2处于不能使用的状态，4站点10-4的通信处理部17-4的环回状态控制部51进行控制，维持B端口14-4进行环回的状态，使端口A11-4处于不能使用的状态。维持该状态直至图13-2中由环回而建立的新的环路的确认处理结束。

然后，如实施方式2的说明所示，成为在环路上将环建立确认帧205-1、205-2全部废弃的状态后，2站点10-2和4站点10-4的通信处理部17的环回状态控制部51控制使路径状态从环回状态转换为直通状态，将路径状态转换信息也更新为直通状态。由此，2站点10-2和4站点10-4的环建立确认帧发行部21，在包括新接入的5站点10-5的网络中执行新的环路建立确认处理。此外，由于2站点10-2和4站点10-4，是可以获知3站点10-3断开时的环路的环建立确认处理结束这一情况的通信节点，并且是已经获知5站点10-5是新接入的通信节点这一情况的通信节点，所以从上述2站点10-2和4站点10-4开始进行新的环路建立确认处理。

根据本实施方式5，具有下述效果，即，在相邻的通信节点断开，该通信节点10发行的环建立确认帧存在于备用系统中且被废弃前，取代断开的通信节点而接入了另外的通信节点的情况下，可以防止没有废弃由已断开的通信节点发行的环建立确认帧，而使该环建立确认帧继续在通过另外的通信节点的接入而构成的新的环路上传输。

实施方式6

在本实施方式6中，与实施方式5相同地，对防止环建立确认帧滞留在备用系统环中的通信节点的结构及其处理方法进行说明。在本实施方式6中使用的通信节点的结构，与实施方式3的图7中示出的构造相同。但是，本实施方式6的通信节点的接收帧信息管理部31还具有下述功能，即，在备用系统环2上进行循环、从B端口14向A端口11传输的帧中，仅针对本通信节点发行的环建立确认帧，获取包含其帧识别信息的接收帧信息，与接收帧信息存储部32中存储的接收帧信息进行对照，在与过去曾经接收过的帧不相同的情况下，将该环建立确认帧的接收帧信息存储在接收帧信息存储部32中，在与过去曾经接收过的帧相同的情况下，废弃该环建立确认帧。另外，接收帧信息存储部32还存储由接收帧信息管理部31获取的、在备用系统环2上循环的帧中本通信节点发行的环建立确认帧的接收帧信息。此外，对于与上述说明相同的构成要素，标注相同的标号，省略其说明。

下面，参照图14-1～图14-6对动作进行说明。图14-1～图14-6是示意地表示在备用系统环上传输的环建立确认帧的废弃处理的步骤的一个例子的图。首先，假定在1站点10-1～4站点10-4处于正常连接的状态下，1站点10-1和2站点10-2之间的标准系统环1被切断，并且1站点10-1的电源切断变为“OFF”，这样，2站点10-2的A端口11-2检测到标准系统环1被切断，如实施方式1的说明所示，在B端口14-2进行环回。另外，4站点10-4的B端口14-4检测到无法与1站点10-1进行通信，如实施方式1的说明所示，在A端口11-4进行环回(图14-1)。

然后，假定1站点10-1的电源接通而变为“ON”状态，这样，4站点10-4的B端口14-4检测到1站点10-1恢复这一情况，从环回状态向通常的直通状态转换。另外，电源接通后的1站点10-1的B端口14-1检测到1站点10-1和2站点10-2之间的标准系统环1被切断，如实施方式1的说明所示，在A端口11-1进行环回。然后，1站点10-1的通信处理部17-1的环建立确认帧发行部21从A端口11-1向备用系统环2发行序列号为“No.1”的环建立确认帧220(图14-2)。

然后，如果1站点10-1和2站点10-2之间的标准系统环1的断开被修复，则1站点的B端口14-1和2站点的A端口11-2检测到它们之间的标准系统环1的修复，从环回状态向通常的直通状态转变(图14-3)。由此，1站点10-1～4站点10-4由标准系统环1连接，可以在不进行环回的状态下进行通信。因此，1站点发行的环建立确认帧220残留在备用系统环2中。

然后，假定随着时间的经过，环建立确认帧220在备用系统环2内传输，到达2站点10-2和1站点10-1之间(图14-4)。这时，对备用系统环2中传输的帧进行接收的2站点10-2～4站点10-4的通信处理部17-2～17-4的接收帧信息管理部31，分别从B端口14-2～14-4接收到1站点发行的环建立确认帧220，但由于不是本通信节点发行的帧，所以直接从A端口11-2～11-4向备用系统环2传输，转发环建立确认帧220。

如果1站点10-1从B端口14-1接收到本站点发行的环建立确认帧220，则其通信处理部17-1的接收帧信息管理部31参照接收帧信息存储部32的接收帧信息，判定是否是过去曾经接收过的环建立确认帧220。在此情况下，由于不是过去曾经接收过的帧，所以获取该环建立确认帧220的序列号“No.1”，作为接收帧信息存储到接收帧信息存储部32中，然后从A端口11-1进行发送(图14-5)。

然后，环建立确认帧220在备用系统环2中循环，但对于2站点10-2～4站点10-4来说，由于不是本站点发行的环建立确认帧220，所以直接转发。然后，如果1站点10-1的B端口14-1接收到环建立确认帧220，则其通信处理部17-1的接收帧信息管理部31参照接收帧信息存储部32，由于其中存在与序列号“No.1”对应的接收帧信息，所以判断为是过去曾经接收过的帧，废弃该环建立确认帧220(图14-6)。此外，在上述的说明中，着重说明了在变为正常状态后，废弃在备用系统环2上传输的环建立确认帧220的处理，但在图14-3所示的恢复至通常状态的标准系统环1中，并行进行上述实施方式中说明的环建立确认处理。

根据本实施方式6，由于使通信处理部17的接收帧信息管理部31具有下述功能，即，针对在备用系统环2中传输的本通信节点发行的环建立确认帧220，获取接收帧信息并基于该接收帧信息而废弃第2次接收到的环建立确认帧220，所以具有下述效果，可以废弃因某些原因而残留在备用系统环2中的环建立确认帧220，不会使其滞留在备用系统环2中。另外，由于仅针对本通信节点发行的环建立确认帧220保留接收并转发的记录，而对于其他节点发行的环建立确认帧220则仅进行转发，所以具有可以抑制对在备用系统环2中传输的帧进行处理的负荷的效果。

实施方式7

在本实施方式7中，对下述情况下的环建立确认处理进行说明，即，在环建立确认处理结束，令牌帧已经在标准系统环1中进行传输的通常的可传送通信信息的状态下，构成网络的通信节点发生故障，导致该通信节点从网络断开。

图15是示意地表示本实施方式7所涉及的通信节点的功能构成的框图。本实施方式7的通信节点的通信处理部17构成为，在实施方式5的图12的基础上，还具有帧废弃处理部61。此外，对于与上述说明相同的构成要素，标注相同的标号，省略其说明。

在处于环建立确认处理的状态时，帧废弃处理部61进行废弃除了环建立确认帧以外的帧的处理。例如，在令牌帧在环路中传递的通常的发送状态中，在构成网络的某通信节点发生故障而断开的情况下，则转换为环建立确认处理的状态，废弃这时在重新构成的环路中传输的令牌帧或数据帧等与环建立确认处理无关的帧。

图16-1～图16-5是示意地表示从通常的通信状态转换到环建立确认处理状态的情况下，删除与环建立确认处理无关的帧的步骤的一个例子的图。首先，假定网络处于通常的通信状态。在这里，假定3站点10-3从2站点10-2接收到令牌帧208，获得发送权。然后，3站点10-3向令牌帧208的发送源、即2站点10-2发送表示本站点(3站点10-3)获得了令牌帧208这一情况的令牌接收完毕通知帧206，同时在向作为数据的发送对象的通信节点发送数据帧207后，释放令牌帧208(图16-1)。

然后，假定3站点10-3发生故障(图16-2)。由此，2站点10-2的B端口14-2和4站点10-4的A端口11-4检测到3站点10-3发生故障，如实施方式1的说明所示，2站点10-2在A端口11-2进行环回，4站点10-4在B端口14-4进行环回。由此，成为3站点10-3发行的令牌接收完毕通知帧206和数据帧207残留在通过环回构成的新的环路内的状态。另外，检测到3站点10-3发生故障这一情况的2站点10-2和4站点10-4，从通常的通信状态转换为环建立确认处理状态。因此，2站点10-2和4站点10-4的通信处理部17-2、17-4的环建立确认帧发行部21分别开始发行环建立确认帧209-1、210-1(图16-3)。这时，1站点10-1仍处于通常的通信状态。因此，如果从A端口11-1接收到令牌接收完毕通知帧206，则由于不是以本站点为目标，所以直接向B端口14-1发送。

另外，由于2站点10-2处于间隔规定的时间后发行了环建立确认帧209-2的状态，所以处于等待本站点发送的环建立确认帧返回的接收等待状态。这时，如果通信处理部17-2的帧废弃处理部61在从A端口11-2接收的帧中，检测到与环建立确认处理状态无关的帧，则进行废弃(图16-4)。在这里，废弃接收到的令牌接收完毕通知帧206。4站点10-4也间隔规定的时间后发行环建立确认帧210-2。

这时，1站点10-1进行从A端口11-1接收到来自4站点10-4的第1环建立确认帧210-1，并向B端口14-1发送的处理。由此，1站点10-1的通信处理部17-1的环建立确认帧发行部21获知已经转换为环建立确认状态这一情况，开始发行本站点的环建立确认帧。此外，由于与来自4站点10-4的环建立确认帧210-1相比，先接收到3站点10-3发行的数据帧207，在接收数据帧207时不处于环建立确认状态，所以在该时刻，1站点10-1没有进行数据帧的废弃。

然后，2站点10-2的通信处理部17-2的帧废弃处理部61，进行将从A端口11-2接收到的3站点10-3发行的数据帧207废弃的处理(图16-5)。由此，在从通常的通信状态转换为环建立确认处理状态后，残留在新的环路中的通常的通信状态时发行的帧的废弃处理结束。然后，按照实施方式2～5中说明的步骤，进行环建立确认处理。

根据本实施方式7，具有可以避免下述情况的效果，即，在从通常的通信状态转换为环建立确认处理状态时，在处于通信状态时发行的帧滞留在新的环路中。

实施方式8

在本实施方式8中，对站点信息通知处理进行说明，该站点信息通知处理是在上述实施方式2～6中环路建立后，向网络上的所有通信节点，发送与各通信节点相关的站点信息。

图17是示意地表示本实施方式8所涉及的通信节点的功能构成的图。该通信节点的通信处理部17具有环建立确认处理部20、站点信息管理部71、帧循环时间计算部72、帧循环时间存储部73、站点信息通知完毕判定部74以及网络结构信息存储部75。此外，环建立确认处理部20是将各实施方式2～6中说明的执行环建立确认处理的通信处理部17内的各处理部进行组合后得到的。此外，对于与在上述实施方式中使用的图相同的构成要素，标注相同的标号，省略其说明。

在上述实施方式2～6中环路建立后，站点信息管理部71针对环路建立后的网络内的所有通信节点，每隔规定的时间发行站点信息通知帧，该站点信息通知帧包含生成该网络的结构信息所需的本通信节点的站点信息。在该站点信息通知帧中写入有发行该站点信息通知帧的时刻。另外，站点信息管理部71在首次接收到自身发送的站点信息通知帧的时刻以后，停止发行站点信息通知帧，同时废弃接收到的站点信息通知帧。在这里，所谓站点信息包括：本通信节点的MAC地址；用于识别本通信节点的站点序号等本通信节点识别信息；在本通信节点处于环回状态的情况下表示哪个端口处于环回状态的环回状态信息；位于上、下游的通信节点的MAC地址。另外，如果站点信息管理部71接收到其他通信节点发送的站点信息通知帧，则将该站点信息存储到网络结构信息存储部75中。

帧循环时间计算部72在本通信节点发行的站点信息通知帧从A端口11返回时，计算接收到站点信息通知帧的时刻和该站点信息通知帧中写入的发行时刻之间的差，求出站点信息通知帧在环路中循环的时间、即帧循环时间。另外，帧循环时间存储部73存储通过帧循环时间计算部72计算出的帧循环时间。

在停止发行站点信息通知帧后，站点信息通知完毕判定部74判定从最后接收到本通信节点或者其他通信节点发行的站点信息通知帧开始，在网络上没有检测到站点信息通知帧的状态是否持续了大于或等于帧循环时间的时间，在该状态持续了大于或等于帧循环时间的情况下，判定为网络上的所有通信节点都已经彼此获得了站点信息。

网络结构信息存储部75存储与构成环路建立后的网络的通信节点对应的站点信息、即网络结构信息。即，网络结构信息是将从其他通信节点接收到的站点信息与该通信节点对应地进行管理的信息。通过该网络结构信息，各通信节点可以获知环路建立后的网络的连接状态等。

图18-1～图18-6是示意地表示环状通信系统中的站点信息通知处理的步骤的一个例子的图。首先，1站点10-1的通信处理部17-1的站点信息管理部71将写入有发行时刻且包含1站点10-1的站点信息的站点信息通知帧从B端口14-1向标准系统环1发送(图18-1)。在这里，假定1站点10-1在时刻T1发送包含1站点10-1的站点信息(1-info)的第1站点信息通知帧211-1，在从时刻T1经过规定的时间后的时刻T2，将包含1站点10-1的站点信息(1-info)的第2站点信息通知帧211-2发送至标准系统环1中。

然后，由于1站点10-1没有接收到自身发送的站点信息通知帧，所以在时刻T3、T4分别进一步向标准系统环1发送第3和第4站点信息通知帧211-3、211-4。然后，假定因某些原因，1站点10-1最先发行的第1站点信息通知帧211-1在4站点10-4和1站点10-1之间消失(图18-2)。此外，如果除了1站点10-1以外的通信节点10-2～10-4接收到来自1站点10-1的站点信息通知帧，则其通信处理部17-2～17-4的站点信息管理部71复制并将站点信息与1站点10-1对应地存储到网络结构信息存储部75-2～75-4中。

接着，1站点10-1通过A端口11-1接收到自身发行的第2站点信息通知帧211-2。对于1站点10-1来说，由于第1站点信息通知帧211-1在网络上消失，因而该第2站点信息通知帧211-2成为首次接收到的站点信息通知帧，所以存储其接收时刻T6。1站点10-1的通信处理部17-1的帧循环时间计算部72，从第2站点信息通知帧211-2的接收时刻T6中减去该帧中写入的发行时间T2而计算帧循环时间T(＝T6-T2)(图18-3)。将计算出的帧循环时间存储到帧循环时间存储部73中。另外，1站点10-1的通信处理部17-1的站点信息管理部71，将返回的第2站点信息通知帧211-2从网络上废弃。另外，由于1站点10-1的通信处理部17-1的站点信息管理部71已经首次接收到自身发行的站点信息通知帧，所以此后停止发行站点信息通知帧(图18-4)。此外，在该时刻之前，1站点10-1已发行到第5站点信息通知帧211-5。

然后，1站点10-1依次接收本站点发行的站点信息通知帧，并进行废弃处理，通过接收到最后发行的第5站点信息通知帧211-5并进行废弃，使得在网络上不存在1站点10-1发行的站点信息通知帧(图18-5)。以上图18-1～图18-5的处理，同时由构成网络的其他的2站点10-2～4站点10-4进行。

如果在图18-5中从网络上废弃了1站点10-1发行的所有站点信息通知帧211-1～211-5，则1站点10-1的通信处理部17-1的站点信息通知完毕判定部74开始测量网络上站点信息通知帧的传输完全停止是否持续了大于或等于图18-3中求出的帧循环时间。即，向计时器设定帧循环时间，判定在超时前是否检测到其他通信节点10-2～10-4发送的站点信息通知帧。此外，在该判定中，每次从A端口11-1接收到其他通信节点10-2～10-4发送的站点信息通知帧，则重新设定计时器。这是为了不但要确认本站点的站点信息已经发送至所有通信节点10-1～10-4，还要确认其他站点的站点信息也相同地发送至所有通信节点10-1～10-4。然后，在停止发行站点信息通知帧后，网络上没有观测到站点信息通知帧的状态持续了大于或等于帧循环时间T的期间的情况下，即，计时器超时的情况下，站点信息通知完毕判定部74判定为网络上的其他所有通信节点也同样向所有通信节点发送了站点信息(图18-6)。此外，图18-6的“2-info”、“3-info”、“4-info”表示2站点、3站点、4站点各自发送的站点信息通知帧中包含的站点信息。

根据本实施方式8，由于在环路建立后，使包含本通信节点的站点信息的站点信息通知帧进行循环，所以通过该站点信息通知帧再次返回本站点，可以确认其他站点已经接收到站点信息通知帧。由此，由于并不像现有技术中通过以太网(注册商标)等进行构筑的情况那样，在向各通信节点通知站点信息后，需要来自各通信节点的接收响应信息，所以具有下述效果，即，可以削减所需的帧数量，同时可以容易地确认所有通信节点的站点信息已经共享。

另外，由于通信节点连续发行站点信息通知帧，在自身发行的站点信息通知帧首次返回的时刻，停止发行站点信息通知帧，所以具有下述效果，即，可以防止由站点信息通知帧在路径上消失引起的站点信息的通知延迟，同时可以缩短站点信息通知帧消失时的应对时间。

另外，由于测量站点信息通知帧进行循环的帧循环时间，并使用该帧循环时间来判定网络上的所有通信节点是否彼此发送了站点信息，所以具有下述效果，即，可以与环路结构(通信节点的数量)对应地设定用于判定所有通信节点是否彼此发送了站点信息的时间(超时值)。由此，由于在通信节点的数量较少的环路结构和通信节点的数量较多的环路结构中超时值不同，所以在通信节点的数量较少的情况下，可以更迅速地完成站点信息交换的设定。

工业实用性

如上所述，本发明所涉及的基于以太网(注册商标)的环状通信系统适用于由多个通信节点构成的网络。

Claims (5)

1.一种通信节点，其用于构成通信系统，该通信系统中将通过以太网1对1连接的多个通信节点以环状连接，该以太网由标准系统环和备用系统环而双环化，该标准系统环用于在通信状态正常的情况下进行帧的传输，该备用系统环用于在通信状态异常的情况下进行帧的传输，

其特征在于，该通信节点具有：

第1端口，其具有所述标准系统环的输入部和所述备用系统环的输出部；

第2端口，其具有所述标准系统环的输出部和所述备用系统环的输入部；以及

通信处理单元，其在所述第1及第2端口正常的情况下，对从所述第1端口的输入部输入的帧进行接收处理，从所述第2端口的输出部发送该帧，在与相邻通信节点之间产生通信异常的情况下，进行环回处理，即，对从与连接所述相邻通信节点的端口不同的那一侧的端口的输入部输入的帧进行接收处理，从与输入了该帧的输入部相同的端口的输出部发送该帧，在其他通信节点进行所述环回处理的情况下，不对从所述第2端口的输入部输入的帧进行接收处理，从所述第1端口的输出部发送该帧，

所述通信处理单元在电源接通时或者本通信节点进行环回处理而构成新的环路的情况下，发行环建立确认帧。

2.根据权利要求1所述的通信节点，其特征在于，

如果接收到环建立确认帧，则所述通信处理单元停止发行以后的环建立确认帧。

3.根据权利要求1或2所述的通信节点，其特征在于，

所述通信处理单元在从令牌帧在环路中传输而以令牌传递方式进行通信的状态，转变为环建立确认处理状态的情况下，废弃接收到的帧中与环建立确认处理无关的帧。

4.一种通信系统的环建立确认方法，该通信系统中将通过以太网1对1连接的多个通信节点以环状连接，该以太网由标准系统环和备用系统环而双环化，该标准系统环用于在通信状态正常的情况下进行帧的传输，该备用系统环用于在通信状态异常的情况下进行帧的传输，

其特征在于，该环建立确认方法包含：

环建立确认帧发行工序，在该工序中，所述通信节点在电源接通时或者本通信节点进行环回处理而构成新的环路的情况下，发行环建立确认帧，并且，如果接收到环建立确认帧，则停止发行以后的环建立确认帧；以及

环建立确认工序，在该工序中，通过接收在所述环建立确认帧发行工序中发行的环建立确认帧，来确认所述环路已经建立。

5.根据权利要求4所述的通信系统的环建立确认方法，其特征在于，

包含帧废弃处理工序，在该工序中，在从令牌帧在所述环路中传输而以令牌传递方式进行通信的状态，转变为进行环建立确认的所述环建立确认工序的情况下，废弃接收到的帧中与环建立确认处理无关的帧。

Images