JP2010109662A - リング接続制御回路、リング型スイッチングハブ、リング型イーサネットシステム、およびリング接続制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】リング接続制御回路10において、MAC処理部11,12により、サブリング50に関する冗長化制御処理用の制御情報を含むMACフレームをサブリング50から受信した場合、当該MACフレームに対して転送処理部15への出力を規制するとともに、当該MACフレームをSTP処理部13へ出力する。
【選択図】 図1
Description
図7の例では、ルートノードRからノードN1までの経路として、左回りと右回りが考えられる。この際、右回りのコストより左回りのコストが低い場合、左回りの経路が現用系通信経路として選択される。したがって、ノードN1からノードN2までの経路は不要経路となって、この不要経路の端点にあるいずれか一方のノードN1またはノードN2でブロッキングされる。このため、リングトポロジーからなる元のリングLが、ルートノードRからノードN1およびノードN2までの2つの枝経路からなるツリートポロジーに変更される。
したがって、図7の例では、地点Pで障害が発生した場合、ノードN3から再構築要求が送信され、ノードN1により地点Bのブロッキングが解消され、ルートノードRからノードN3までの新たな経路が再構築される。
従来、このような課題を解決する技術として、各ノードを複数のサブリングに分割して接続し、一般的なスイッチングハブを利用してこれらサブリングを相互接続する方法が提案されている(例えば、特許文献1など参照)。これにより、リスクが各サブリングへ分散されるため、システムとして信頼性が改善される。
したがって、従来技術によれば、任意のサブリングで発生した障害が他のサブリングへ伝搬して、正常なサブリングにおいてもネットワーク制御機能による通信経路の再構築動作が実行されるため、正常なサブリングに接続されているノード間におけるデータ通信を一時的に阻害するという問題点があった。
これにより、ネットワーク制御機能上、サブリングL1〜L3が1つのリングと見なされており、サブリングL1のルートノードRから送信されたBPUDが、他のサブリングL2,L3にも転送される。
この際、新たな通信経路を再構築するため、障害が発生したサブリングL1以外のサブリングL2,L3に接続されている各ノードにおいても再構築動作が行われるため、正常なサブリングに接続されているノード間におけるデータ通信が一時的に阻害されてしまう。
[第1の実施の形態]
まず、図1を参照して、本発明の第1の実施の形態にかかるリング接続制御回路について説明する。図1は、本発明の第1の実施の形態にかかるリング接続制御回路およびリング型スイッチングハブの構成を示すブロック図である。
このリング接続制御回路10は、半導体チップに形成された電子回路からなり、複数の通信機器(R,N)をリング状に直列接続するサブリング50をスイッチングハブに接続する際の接続制御機能を有している。
リング接続制御回路10には、主な処理部として、MAC処理部(第1のMAC処理部)11、MAC処理部(第2のMAC処理部)12、STP処理部13、MAC処理部(第3のMAC処理部)14、および転送処理部15が設けられている。
転送処理部15は、MAC処理部11,12,14のそれぞれで受信したMACフレームを、当該MACフレームに含まれる宛先情報に基づいて、これらMAC処理部11,12,14のいずれかへ転送する機能を有している。
次に、図1を参照して、本発明の第1の実施の形態にかかるリング型スイッチングハブについて説明する。
このリング型スイッチングハブ1は、複数のサブリング50を相互に接続する機能を有する通信装置であり、主な機能部として、複数のリング接続制御回路10と、スイッチ部20とが設けられている。
次に、図2〜図4を参照して、本発明の第1の実施の形態にかかるリング接続制御回路10およびリング型スイッチングハブ1の動作について説明する。図2は、障害発生前におけるサブリング構成を示す説明図である。図3は、障害発生時におけるサブリング構成を示す説明図である。図4は、障害発生後におけるサブリング構成を示す説明図である。
サブリング51の一端は、リング接続制御回路10AのポートPa1(P1)に接続されており、サブリング51の他端は、リング接続制御回路10AのポートPa2(P2)に接続されている。また、サブリング52の一端は、リング接続制御回路10BのポートPb1(P1)に接続されており、サブリング52の他端は、リング接続制御回路10BのポートPb2(P2)に接続されている。
サブリング52には、ポートPb2側から順に、ノードNb1,Nb2,Nb3,Nb4がリング状に直列接続されており、このうちノードNb2がルートノードRbとなり、ノードNb3とノードNa4の間の点Bbにブロッキングが設定されている。
これにより、図2に示すように、サブリング51では、ルートノードRaとブロッキング地点Baが設定され、ルートノードRaから送信されるBPUDにより、サブリング52とは独立した個別の冗長化制御処理が行われる。また、サブリング52では、ルートノードRbとブロッキング地点Bbが設定され、ルートノードRbから送信されるBPUDによりサブリング51とは独立した個別の冗長化制御処理が行われる。
このように、本実施の形態では、リング接続制御回路10において、MAC処理部11,12により、サブリング50に関する冗長化制御処理用の制御情報を含むMACフレームをサブリング50から受信した場合、当該MACフレームに対して転送処理部15への出力を規制するとともに、当該MACフレームをSTP処理部13へ出力するようにしたので、スイッチ部20を介して接続されている他のサブリングに対して、サブリング50での冗長化制御処理の影響を抑止することができる。このため、任意のサブリングで障害が発生した場合でも、正常なサブリングでのデータ通信を維持することができる。
次に、図5を参照して、本発明の第2の実施の形態にかかるリング型イーサネットシステムについて説明する。図5は、本発明の第2の実施の形態にかかるリング型イーサネットシステムの構成を示す説明図である。
このリング型イーサネットシステム100には、複数の通信機器をリング状に直列接続する個別のサブリング61,62,63とそれぞれ接続する複数のリング型スイッチングハブ1A,1B,1Cと、これらリング型スイッチングハブ1A,1B,1Cをリング状に接続する1つのメインリング60とが設けられている。これらリング型スイッチングハブ1A,1B,1Cは、第1の実施の形態で説明した図1のリング型スイッチングハブ1からなる。
また、サブリング62の一端は、リング型スイッチングハブ1BのポートPb1(P1)に接続されており、サブリング62の他端は、リング型スイッチングハブ1BのポートPb2(P2)に接続されている。
また、サブリング63の一端は、リング型スイッチングハブ1CのポートPb1(P1)に接続されており、サブリング63の他端は、リング型スイッチングハブ1CのポートPb2(P2)に接続されている。
サブリング62には、リング型スイッチングハブ1BのポートPb2側から順に、ノードNb1,Nb2,Nb3,Nb4がリング状に直列接続されており、このうちノードNb2がルートノードRbとなり、ノードNb3とノードNb4の間の点Bbにブロッキングが設定されている。
これらノード(通信機器)については、フィールドコントローラ、IOモジュール、カードリーダなどの末端制御機器でもよく、他の通信プロトコルの機器と連結するための通信ゲートウェイであってもよい。
メインリング60では、リング型スイッチングハブ1MがルートノードRmとなり、リング型スイッチングハブ1Aとリング型スイッチングハブ1Bの間の点Bmにブロッキングが設定されている。
したがって、図5に示すように、スイッチングハブ30に、パーソナルコンピュータPC31、サーバ32、プリンタ33などの通信機器を接続することにより、これら通信機器から、サブリング61,62,63に接続されている各通信機器を監視制御することができる。ビル設備やプラント設備などの大規模で広範囲にわたる設備について、高い信頼性を持つ監視制御システムを構築することが可能となる。
これにより、リング型スイッチングハブ1A,1B,1Cが比較的近い位置に配置されている場合には、リング型スイッチングハブ1Mを用いることなく、効率よく監視制御システムを構築することが可能となる。
次に、図6を参照して、本発明の第3の実施の形態にかかるリング型イーサネットシステムについて説明する。図6は、本発明の第3の実施の形態にかかるリング型イーサネットシステムの構成を示す説明図である。
また、サブリング62の一端は、リング型スイッチングハブ1BのポートPb1(P1)に接続されており、サブリング62の他端は、リング型スイッチングハブ1BのポートPb2(P2)に接続されている。
また、サブリング63の一端は、リング型スイッチングハブ1CのポートPb1(P1)に接続されており、サブリング63の他端は、リング型スイッチングハブ1CのポートPb2(P2)に接続されている。
サブリング62には、リング型スイッチングハブ1BのポートPb2側から順に、ノードNb1,Nb2,Nb3と、リング型スイッチングハブ1CのポートPa1(P1),ポートPa2(P2)と、ノードNb4とがリング状に直列接続されており、このうちノードNb2がルートノードRbとなり、リング型スイッチングハブ1CのポートPa2とノードNb4の間の点Bbにブロッキングが設定されている。
これらノード(通信機器)については、フィールドコントローラ、IOモジュール、カードリーダなどの末端制御機器でもよく、他の通信プロトコルの機器と連結するための通信ゲートウェイであってもよい。
メインリング60では、リング型スイッチングハブ1MがルートノードRmとなり、リング型スイッチングハブ1Aとリング型スイッチングハブ1Bの間の点Bmにブロッキングが設定されている。
したがって、ビル設備やプラント設備などの大規模で広範囲にわたる設備であっても、リング型スイッチングハブ1の設置位置に応じて、高い信頼性を持つ監視制御システムやデータ通信環境を、効率よくかつ柔軟に構築することが可能となる。
Claims (5)
- 複数の通信機器をリング状に直列接続するサブリングとスイッチングハブとを接続するリング接続制御回路であって、
前記サブリングの一端と接続して前記通信機器との間でMACフレームを送受信する第1のMAC処理部と、
前記サブリングの他端と接続して前記通信機器との間でMACフレームを送受信する第2のMAC処理部と、
前記第1および第2のMAC処理部と接続し、スパニング・ツリー・プロトコルに基づいて前記サブリングに対する冗長化制御処理を行うSTP処理部と、
前記スイッチングハブと接続してMACフレームを送受信する第3のMAC処理部と、
前記第1のMAC処理部、前記第2のMAC処理部、および前記第3のMAC処理部のそれぞれで受信したMACフレームを、当該MACフレームに含まれる宛先情報に基づいて、前記第1のMAC処理部、前記第2のMAC処理部、および前記第3のMAC処理部のいずれかへ転送する転送処理部と
を備え、
前記第1および第2のMAC処理部は、前記サブリングに関する冗長化制御処理用の制御情報を含むMACフレームを前記サブリングから受信した場合、当該MACフレームに対して前記転送処理部への出力を規制するとともに、当該MACフレームを前記STP処理部へ出力する
ことを特徴とするリング接続制御回路。 - 複数の通信機器をリング状に直列接続する個別のサブリングとそれぞれ接続する、請求項1に記載の複数のリング接続制御回路と、
これらリング接続制御回路の第3のMAC処理部とそれぞれ接続して、これらリング接続制御回路でそれぞれのサブリングから受信したMACフレームを、当該MACフレームに含まれる宛先情報に基づいて、これらリング接続制御回路のいずれかへ転送するスイッチ部と
を備えることを特徴とするリング型スイッチングハブ。 - 複数の通信機器をリング状に直列接続する複数のサブリングを用いて、前記通信機器間のイーサネット通信を実現するリング型イーサネットシステムであって、
複数の通信機器をリング状に直列接続する個別のサブリングとそれぞれ接続する、請求項2に記載の複数のリング型スイッチングハブと、
これらリング型スイッチングハブをリング状に接続する1つのメインリングと
を備えることを特徴とするリング型イーサネットシステム。 - 複数の通信機器をリング状に接続する複数のサブリングを用いて、前記通信機器間のイーサネット通信を実現するリング型イーサネットシステムであって、
複数の通信機器をリング状に接続する個別のサブリングとそれぞれ接続する、請求項2に記載の複数のリング型スイッチングハブと、
これらリング型スイッチングハブとそれぞれ接続して、これらリング型スイッチングハブでそれぞれのサブリングから受信したMACフレームを相互にやり取りするスイッチングハブと
を備えることを特徴とするリング型イーサネットシステム。 - 複数の通信機器をリング状に接続するサブリングとスイッチングハブとを接続するリング接続制御方法であって、
第1のMAC処理部が、前記サブリングの一端を介して前記通信機器との間でMACフレームを送受信する第1のMAC処理ステップと、
第2のMAC処理部が、前記サブリングの他端を介して前記通信機器との間でMACフレームを送受信する第2のMAC処理ステップと、
STP処理部が、前記第1および第2のMAC処理部と接続し、スパニング・ツリー・プロトコルに基づいて前記サブリングに対する冗長化制御処理を行うSTP処理ステップと、
第3のMAC処理部が、前記スイッチングハブとの間でMACフレームを送受信する第3のMAC処理ステップと、
転送処理部が、前記第1および第2のMAC処理部で受信した前記サブリングからのMACフレームと、前記第3のMAC処理部で受信した前記スイッチングハブからのMACフレームとを相互にやり取りする転送処理ステップと
を備え、
前記第1および第2のMAC処理ステップは、前記サブリングに関する冗長化制御処理用の制御情報を含むMACフレームを前記サブリングから受信した場合、当該MACフレームに対して前記転送処理部への出力を規制するとともに、当該MACフレームを前記STP処理部へ出力する
ことを特徴とするリング接続制御方法。
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