JP2010051038A - 通信ノードおよび通信システムのリング確立確認方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】正規系リング1と待機系リング2とで二重化されたイーサネット(登録商標)によって1対1で接続された複数の通信ノード10がリング状に接続された通信システムを構成する通信ノード10であって、Aポート11と、Bポート14と、正常の通信時において、Bポート14から出力するフレームについてはその受信処理を行って、Bポート14から正規系リング1からフレームを送信処理し、通信異常により、他通信ノードがループバック処理を行う場合には、Bポート14の待機系リング2からのフレームについては受信せずに転送処理のみを行い、Aポート11から待機系リング2へフレームを送信処理する通信処理部17と、を備える。
【選択図】図1
Description
この実施の形態1では、図1に示されるイーサネット(登録商標)ベースのリング状通信システムの一部に故障やケーブルの誤接続が発生した場合のループバック処理について説明する。
図3は、リング状通信システムで故障が発生した状態を模式的に示す図である。図1に示すように、1局〜4局の通信ノード10−1〜10−4がリング状に接続されたネットワークで、正規系リング1を用いた通常の通信が行われている際に、図3に示されるように3局10−3と4局10−4との間でケーブル断が発生したとする。この場合、4局10−4の通信処理部17は、4局10−4のAポート11−4で3局10−3からの信号を受信しない状態が所定の時間以上続くことによって、3局10−3との間のケーブルに故障が発生したと判定し、Bポート14−4の待機系入力部と正規系出力部とを接続するループバックを行う。ここで、リング状通信システムを構成する各通信ノード(局)10−1〜10−4は、フレームを受信しない時間によって故障が発生したと判定する基準値が全て同じであるため、3局10−3と4局10−4との間のケーブル断が発生した後、最初に異常を検出するのは、正規系リング1の故障箇所に最も近い4局10−4である。その結果、4局10−4がループバック処理を行うことになる。そして、3局10−3と4局10−4との間でケーブル断が発生したことを示す異常通知信号を送信する。3局10−3の通信処理部17は、異常通知信号を受信すると、3局10−3と4局10−4との間のケーブル断が発生したことを知り、Bポート14−3側にフレームを出力しないように、Aポート11−3の正規系入力部と待機系出力部とを接続するループバックを行う。
図4は、リング状通信システムのリング構成時にケーブルが誤接続された状態を模式的に示す図である。まず、通信ノード10−1〜10−4間をケーブルで接続する作業中に図4に示されるように3局10−3でのポートとケーブルとの接続を間違えたものとする。すなわち、2局10−2のBポート14−2と3局10−3のBポート14−3とが接続され、4局10−4のAポート11−4と3局10−3のAポート11−3とがケーブルで接続されてしまったものとする。
この実施の形態2では、各通信ノードのポート間をイーサネット(登録商標)ケーブルで正確に接続した状態の後に行われるリングの接続状態を確認する方法について説明する。たとえば、図1に示されるように1局10−1〜4局10−4が正常に接続された後に、リングの構成を行うために、各通信ノードの電源が入れられる。このとき、全ての通信ノード10−1〜10−4が同時に電源ONの状態になればよいが、そうでない場合も生じ得る。たとえば、3局10−3が電源系統の故障によって、電源ONとしたにもかかわらず立ち上がらない場合もある。このような場合には、2局10−2のAポート11−2と4局10−4のBポート14−4でループバックを行わなければならない。このように、各通信ノード10−1〜10−4の電源投入直後にリング状通信システム内の通信ノード10−1〜10−4によってリング状の経路が構成されたか否かを確認するリング確立確認処理の手順を以下に説明する。
実施の形態2では、リング確立確認フレームを発行した通信ノードが、自分のリング確立確認フレームを受信すると、廃棄する(終端する)ようにしていた。この実施の形態2のリング確立確認処理の最中に、いずれかの通信ノードに故障が発生しネットワークからその通信ノードが落ちて(解列して)しまうと、その通信ノードを排除するようにループバックが行われ新たなリングが構成される。このとき、新たなリング中に解列した通信ノードが発行したリング確立確認フレームが残ってしまう可能性がある。この実施の形態3では、このような場合の処理の方法について説明する。
実施の形態2では、最後にリング確立確認フレームを検出してから、フレーム巡回時間以上の時間の間にリング確立確認フレームが検出されなかった場合に、リングの接続状態の確認が行われるようになっていた。ところで、実施の形態2のリング確立確認処理の途中で、いずれかの通信ノードに故障が発生しネットワークからその通信ノードが解列してしまうと、その通信ノードを排除するようにループバックが行われる。実施の形態3では、ループバックが行われた新たなリングから、排除された通信ノードによって発行されたリング確立確認フレームを排除する方法について説明した。しかし、上述した実施の形態2,3では、ループバックがされた後のリング確立確認処理については述べられていない。そこで、この実施の形態4では、ループバックがされた後のリング確立確認処理を行う方法について説明する。
図11−1〜図11−3は、リング確立の確認処理中に起き得る問題となる状態を示す図である。まず、1局10−1〜4局10−4が正常な状態で接続された状態にあるものとする。そして、3局10−3の通信処理部17−3のリング確立確認フレーム発行部21は、時刻T1,T2に、それぞれ「No.1」と「No.2」のシリアル番号が埋め込まれた第1と第2のリング確立確認フレーム204−1,204−2を発行したものとする(図11−1)。
この実施の形態6では、実施の形態5と同様に待機系リングにリング確立確認フレームが滞留してしまうことを防ぐ通信ノードの構成と、その処理方法について説明する。この実施の形態6で使用される通信ノードの構成は、実施の形態3の図7に示した構造と同一である。ただし、この実施の形態6の通信ノードの受信フレーム情報管理部31は、待機系リング2を巡回し、Bポート14からAポート11へと通過するフレームのうち、自通信ノードで発行したリング確立確認フレームについてのみ、そのフレーム識別情報を含む受信フレーム情報を取得し、受信フレーム情報記憶部32に記憶されている受信フレーム情報と照合し、過去に受信したものと同一でない場合には、そのリング確立確認フレームについての受信フレーム情報を受信フレーム情報記憶部32に記憶し、過去に受信したものと同一である場合には、そのリング確立確認フレームを廃棄する機能をさらに有する。また、受信フレーム情報記憶部32は、受信フレーム情報管理部31によって取得された、待機系リング2を巡回するフレームのうち自通信ノードが発行したリング確立確認フレームの受信フレーム情報も格納する。なお、上述した説明と同一の構成要素には同一の符号を付してその説明を省略している。
この実施の形態7では、リング確立確認処理が終了し、トークンフレームが正規系リング1に流された通常の通信伝文を伝送可能な状態で、ネットワークを構成する通信ノードに故障が発生し、その通信ノードがネットワークから解列した場合のリング確立確認処理について説明する。
この実施の形態8では、上述した実施の形態2〜6でリング確立がなされた後に、ネットワーク上のすべての通信ノードに、それぞれの通信ノードに関する局情報を行き渡らせる局情報通知処理について説明する。
2 待機系リング
10,10−1〜10−5 通信ノード
11,11−1〜11−5 Aポート
14,14−1〜14−5 Bポート
17,17−1〜17−5 通信処理部
20 リング確立確認処理部
21 リング確立確認フレーム発行部
22,72 フレーム巡回時間算出部
23,73 フレーム巡回時間記憶部
24 リング確立判定部
31 受信フレーム情報管理部
32 受信フレーム情報記憶部
51 ループバック状態制御部
61 フレーム廃棄処理部
71 局情報管理部
74 局情報通知完了判定部
75 ネットワーク構成情報記憶部
Claims (17)
- イーサネット(登録商標)によって接続された複数の通信ノードがリング状に接続された通信システムを構成する通信ノードであって、
フレームを入力する入力部とフレームを出力する出力部を有する第1および第2のポートと、
第1および第2のポートが正常な場合、前記第1のポートの入力部から入力されるフレームの受信処理を行って、前記第2のポートの出力部から当該フレームを送信し、隣接通信ノードとの間で通信異常が生じた場合、前記隣接通信ノードと接続されるポートと異なる側のポートの入力部から入力されるフレームの受信処理を行って、当該フレームが入力された入力部と同一のポートの出力部から当該フレームを送信するループバック処理を行い、他通信ノードが前記ループバック処理を行う場合、前記第2のポートの入力部から入力されるフレームの受信処理を行わずに、前記第1のポートの出力部から当該フレームを送信する通信処理手段と、
を備え、
前記通信処理手段は、
電源投入時または自通信ノードがループバック処理を行って新たなリングを構成した場合に、発行時刻を埋め込んだリング確立確認フレームを発行し、前記リングを巡回してきた前記リング確立確認フレームを受信すると、それ以降のリング確立確認フレームの発行を停止するリング確立確認フレーム発行手段と、
前記リング確立確認フレーム発行手段によって発行され、前記リングを巡回してきた前記リング確立確認フレームを受信した時刻から、前記リング確立確認フレーム内の発行時刻を差し引いたフレーム巡回時間を算出するフレーム巡回時間算出手段と、
前記リング確立確認フレームの発行停止後、前記フレーム巡回時間以上の間、前記リング内を流れるリング確立確認フレームを検出しないかを判定するリング確立判定手段と、
を備えることを特徴とする通信ノード。 - 前記通信処理手段の前記リング確立確認フレーム発行手段は、前記リング確立確認フレームに該フレームを一意に識別する固有情報を埋め込む機能を有し、
前記通信処理手段は、
前記通信システム内の他の通信ノードから受信したリング確立確認フレームの送信元通信ノードと前記固有情報とを含む受信フレーム情報を記憶する受信フレーム情報記憶手段と、
前記他の通信ノードからのリング確立確認フレームから取得した前記受信フレーム情報を、前記受信フレーム情報記憶手段中の前記他の通信ノードに対応する受信フレーム情報と比較し、受信した前記リング確立確認フレームが過去に受信したフレームである場合には、そのフレームを廃棄する受信フレーム情報管理手段と、
をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の通信ノード。 - 前記通信処理手段は、
前記リング確立確認フレーム発行手段による、当該通信ノードに隣接する第1の隣接通信ノードがリングから解列し、ループバック処理を行って新たなリングが形成された後で、このリングでのリング確立確認処理が終了する前に、前記第1の隣接通信ノードの位置に第2の隣接通信ノードが参入してきた場合に、前記第2の隣接通信ノードに隣接する通信ノードは、前記ループバックされた状態を前記リングでのリング確立確認処理が終了するまでの間維持するように制御するループバック状態制御手段をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の通信ノード。 - 自通信ノードまたは他通信ノードがループバック処理を行っている状態から、正常に遷移した場合に、前記受信フレーム情報管理手段は、第2のポートの入力部から入力されるリング確立確認フレームのうち自通信ノードが発行したリング確立確認フレームの固有情報を含む受信フレーム情報を取得し、
前記受信フレーム情報記憶手段に同じ受信フレーム情報がない場合に、取得した前記受信フレーム情報を前記受信フレーム情報記憶手段に記憶し、
同じ受信フレーム情報がある場合に前記リング確立確認フレームを廃棄する機能をさらに有することを特徴とする請求項2に記載の通信ノード。 - 前記通信処理手段は、
トークンフレームを前記リング中に流してトークンパッシング方式で通信を行っている状態から、リング確立の確認処理状態へと遷移した場合に、受信したフレームのうちリング確立確認フレーム以外のフレームを廃棄するフレーム廃棄処理手段をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の通信ノード。 - 前記通信処理手段の前記リング確立確認フレーム発行手段は、リング確立確認フレームの受信を検知すると、リング確立の確認処理状態へと遷移して、リング確立確認フレームの発行を開始することを特徴とする請求項1に記載の通信ノード。
- 前記通信処理手段は、
リング確立の確認処理が終了すると、ネットワーク構成情報を作成するために必要な自通信ノードに関する局情報を含む局情報通知フレームを発行し、前記リングを巡回してきた前記局情報通知フレームを受信する局情報管理手段を備えることを特徴とする請求項1に記載の通信ノード。 - 前記通信処理手段の前記局情報管理手段は、発行した前記局情報通知フレームが前記リングを巡回して戻ってくるまで、局情報通知フレームを発行することを特徴とする請求項7に記載の通信ノード。
- 前記通信処理手段の前記局情報管理手段は、前記局情報通知フレームに該フレームの発行時刻を埋め込み、前記リング状巡回してきた前記局情報通知フレームを受信すると、それ以降の局情報通知フレームの発行を停止する機能をさらに有し、
前記通信処理手段は、
前記局情報管理手段によって発行され、前記リングを巡回してきた前記局情報通知フレームを受信した時刻から、前記局情報通知フレーム内の発行時刻を差し引いたフレーム巡回時間を算出するフレーム巡回時間算出手段と、
前記局情報通知フレームの発行停止後、前記フレーム巡回時間以上の間、前記リング内を流れる局情報通知フレームを検出しないかを判定する局情報通知完了判定手段と、
をさらに備えることを特徴とする請求項8に記載の通信ノード。 - イーサネット(登録商標)によって接続された複数の通信ノードがリング状に接続された通信システムのリング確立確認方法であって、
前記通信ノードが、電源投入時または自通信ノードがループバック処理を行って新たなリングを構成した場合にリング確立確認フレームを該フレームの発行時刻を埋め込んで発行するとともに、リング確立確認フレームを受信するとそれ以降のリング確立確認フレームの発行を停止するリング確立確認フレーム発行工程と、
通信ノードが、リング確立確認フレーム発行工程で発行されたリング確立確認フレームを受信することにより、リングが確立されたことを確認するリング確立確認工程と、
を含み、
前記リング確立確認工程は、
前記リング確立確認フレームを受信した時刻から、前記リング確立確認フレーム内の発行時刻を差し引いたフレーム巡回時間を算出するフレーム巡回時間算出工程と、
前記リング確立確認フレームの発行を停止した後、前記リング上に前記リング確立確認フレームが前記フレーム巡回時間以上流れなかった場合に、前記リングが確立されたことを確認するリング確立判定工程と、
を含むことを特徴とする通信システムのリング確立確認方法。 - 前記リング確立確認フレーム発行工程では、前記リング確立確認フレームに該フレームを一意に識別する固有情報を埋め込み、
前記通信システム内の他の通信ノードから受信したリング確立確認フレームの送信元通信ノードと前記固有情報とを含む受信フレーム情報を記憶する受信フレーム情報記憶工程と、
前記他の通信ノードから受信したリング確立確認フレームから取得した前記受信フレーム情報を、既に記憶されている前記他の通信ノードに対応する受信フレーム情報と比較し、受信したそのフレームが過去に受信したフレームである場合には、そのフレームを廃棄する受信フレーム情報管理工程と、
を含むことを特徴とする請求項10に記載の通信システムのリング確立確認方法。 - 第1の通信ノードが前記リングから解列し、ループバック処理を行って新たなリングが構成された後で、この新たなリングについて前記リング確立確認工程が終了する前に、前記第1の通信ノードの位置に第2の通信ノードが参入してきた場合に、
前記第2の通信ノードに隣接する通信ノードは、ループバック処理の状態を前記新たなリングでのリング確立確認処理が終了するまでの間維持するループバック制御工程をさらに含むことを特徴とする請求項10に記載の通信システムのリング確立確認方法。 - 自通信ノードまたは他通信ノードがループバック処理を行っている状態から、正常に遷移した場合に、前記受信フレーム情報管理工程では、第2のポートの入力部から入力されるリング確立確認フレームのうち、自通信ノードが発行したリング確立確認フレームの固有情報を含む受信フレーム情報を取得し、
取得したフレームについて記憶された受信フレーム情報がない場合に、取得した前記受信フレーム情報を記憶し、
取得したフレームについて受信フレーム情報がある場合に、前記リング確立確認フレームを廃棄する処理をさらに行うことを特徴とする請求項11に記載の通信システムのリング確立確認方法。 - トークンフレームを前記リング中に流してトークンパッシング方式で通信を行っている状態から、リング確立の確認を行う前記リング確立確認工程へと移行した場合に、
受信したフレームのうちリング確立確認フレーム以外のフレームを廃棄するフレーム廃棄処理工程をさらに含むことを特徴とする請求項10に記載の通信システムのリング確立確認方法。 - 前記リング確立確認工程の後に、ネットワーク構成情報を作成するために必要な自通信ノードに関する局情報を含む局情報通知フレームを送信する局情報管理工程をさらに含むことを特徴とする請求項10に記載の通信システムのリング確立確認方法。
- 前記局情報管理工程では、発行した前記局情報通知フレームが前記リングを巡回して戻ってくるまで、局情報通知フレームを発行することを特徴とする請求項15に記載の通信システムのリング確立確認方法。
- 前記局情報管理工程では、前記局情報通知フレームに該フレームの発行時刻を埋め込み、発行した前記局情報通知フレームを受信すると、それ以降の局情報通知フレームの発行を停止し、
前記リングを巡回してきた前記局情報管理工程で発行された前記局情報通知フレームを受信した時刻から、前記局情報通知フレーム内の発行時刻を差し引いたフレーム巡回時間を算出するフレーム巡回時間算出工程と、
前記局情報通知フレームの発行を停止した後、前記リング上に前記局情報通知フレームが前記フレーム巡回時間以上流れなかった場合に、前記ネットワーク上の通信ノード間で局情報の交換が行われたと判定する局情報通知完了判定工程と、
をさらに含むことを特徴とする請求項16に記載の通信システムのリング確立確認方法。
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JP2012039456A (ja) * | 2010-08-09 | 2012-02-23 | Hitachi Cable Ltd | ネットワーク中継装置及びリング型ネットワーク |
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