JP2010118864A - Communication system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、通信システムに関するものである。 The present invention relates to a communication system.
従来、複数のネットワークセグメント間でフレームを中継する中継装置として、ＬＡＮ同士あるいはＬＡＮとインターネットを接続するルータが一般的に用いられている（例えば、特許文献１参照）。この種のルータは、ＯＳＩ（開放型システム間相互接続）参照モデルのネットワーク層のアドレス（例えば、ＩＰアドレス）を解析し、互いに異なるネットワークセグメントに属する端末間で伝送されるフレームの伝送経路（ルート）を決定している。
ところで、端末やルータが伝送路を介してフレームを伝送する際には、ネットワーク層の下位層であるデータリンク層のアドレス（例えば、ＭＡＣ＜媒体アクセス制御>アドレス）によって、フレームを直接受信する受信先の端末やルータを特定する必要がある。すなわち、端末やルータでは伝送路を介して信号を送受信するデバイス（例えば、ＮＩＣ＜ネットワーク・インタフェース・カード＞）同士の間では、ネットワーク層のアドレスではなく、データリンク層のアドレスで伝送先及び伝送元を特定して信号を伝送しているのである。ここで、データリンク層のアドレス（例えば、ＭＡＣアドレス）は、通常、前記デバイスの製造者によって固有の値（例えば、４８ビットのビット列からなる値）が設定されていて変更はできない。 By the way, when a terminal or router transmits a frame via a transmission line, reception is performed by directly receiving the frame by an address (for example, MAC <medium access control> address) of a data link layer, which is a lower layer of the network layer. It is necessary to specify the destination terminal or router. In other words, between terminals (routers and devices) that transmit and receive signals via a transmission path (for example, NIC <network interface card>), transmission destinations and transmissions are performed using data link layer addresses instead of network layer addresses. The signal is transmitted by specifying the origin. Here, the data link layer address (for example, MAC address) usually has a unique value (for example, a value consisting of a 48-bit bit string) set by the manufacturer of the device and cannot be changed.
一方、一のネットワークセグメントに属する端末から別のネットワークセグメントに属する端末へフレームを伝送するに当たっては、中継装置たるルータに実装されているルーティング機能を利用する必要がある。ところが、ルータに実装されているルーティング機能はネットワーク層のプロトコルであるＩＰ（インターネット・プロトコル）に実装されているため、各ネットワークセグメントに属する端末並びに中継装置（ルータ）に、データリンク層のアドレスとは別にネットワーク層のアドレス（ＩＰアドレス）を割り当てるとともに、ネットワーク層アドレス（ＩＰアドレス）とデータリンク層アドレス（ＭＡＣアドレス）との対応関係を端末やルータに記憶しておく必要があった。そのためにアドレスやアドレスの対応関係の設定作業に多大な時間と労力が費やされていた。 On the other hand, when a frame is transmitted from a terminal belonging to one network segment to a terminal belonging to another network segment, it is necessary to use a routing function installed in a router as a relay device. However, since the routing function implemented in the router is implemented in IP (Internet Protocol), which is a network layer protocol, the address and data link layer address are assigned to terminals and relay devices (routers) belonging to each network segment. In addition, it is necessary to assign a network layer address (IP address) and store the correspondence between the network layer address (IP address) and the data link layer address (MAC address) in a terminal or a router. For this reason, a great deal of time and labor has been spent on setting addresses and address correspondences.
本発明は上記事情に鑑みて為されたものであり、その目的は、端末や中継装置に複数種類のアドレスを設定する作業や複数種類のアドレスの対応関係を設定する作業が不要となる通信システムを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is a communication system that eliminates the need to set a plurality of types of addresses in a terminal or a relay device or set a correspondence relationship between a plurality of types of addresses. Is to provide.
請求項１の発明は、上記目的を達成するために、それぞれに固有のアドレスが割り当てられた複数の端末が伝送路を介して接続され、各端末同士が前記アドレスにより通信相手を特定する複数のネットワークセグメントと、これら複数のネットワークセグメントを相互に接続し、何れかのネットワークセグメントに属する端末から他の何れかのネットワークセグメントに属する端末へ伝送されるフレームを中継する複数の中継装置とで構成された通信システムにおいて、中継装置は、それぞれに異なるネットワークセグメントの伝送路と接続され、当該伝送路を介してフレームを送受信する複数の送受信部と、自己に割り当てられた固有のアドレス、複数のネットワークセグメントに属する全ての端末のアドレス、他の全ての中継装置のアドレス、並びに各端末のアドレスと当該端末が属するネットワークセグメントに接続されている中継装置のうちの何れかの中継装置のアドレスとの対応関係を記憶する記憶部と、記憶部に記憶した種々のアドレス並びに前記対応関係に基づいてフレームを中継する中継制御部とを備え、端末は、伝送路を介してフレームを送受信する送受信部と、自己に割り当てられたアドレス並びにフレームの伝送相手である１乃至複数の端末のアドレス、中継装置の記憶部に記憶されている中継装置のアドレスのうちで自己のアドレスと対応した中継装置のアドレスを記憶する記憶部と、記憶部に記憶している中継装置のアドレスを送信先アドレスとし且つ自己のアドレスを送信元アドレスとする第１ヘッダ及び伝送相手の端末のアドレスを宛先アドレスとし自己のアドレスを送元アドレスとし且つ記憶部に記憶している中継装置のアドレスを付加した第２ヘッダを含むフレームを生成して送受信部より伝送路を介して送信させる端末制御部とを備え、中継制御部は、記憶部に記憶した前記対応関係を参照して、送受信部で受信するフレームの第２ヘッダの宛先アドレスと対応する中継装置のアドレスを取得し、当該アドレスが他の中継装置のアドレスである場合は第１ヘッダの送信先アドレスを当該中継装置のアドレスに書き換えた前記フレームを送受信部より伝送路を介して送信させ、当該アドレスが自己に割り当てられたアドレスに一致する場合は第１ヘッダの送信先アドレスを第２ヘッダの宛先アドレスに書き換えた前記フレームを送受信部より伝送路を介して送信させ、端末制御部は、送受信部で受信するフレームに含まれた第１ヘッダの送信先アドレスが自己に割り当てられたアドレスに一致すれば当該フレームを取得し、一致しなければ当該フレームを破棄することを特徴とする。 In order to achieve the above object, a plurality of terminals, each of which is assigned a unique address, are connected via a transmission path, and each terminal specifies a plurality of communication partners by the address. It is composed of a network segment and a plurality of relay devices that interconnect these multiple network segments and relay frames transmitted from terminals belonging to any network segment to terminals belonging to any other network segment. In the communication system, the relay device is connected to a transmission path of a different network segment, a plurality of transmission / reception units that transmit and receive frames via the transmission path, a unique address assigned to the relay apparatus, and a plurality of network segments Address of all terminals belonging to, address of all other relay devices And a storage unit that stores the correspondence between each terminal address and the address of any one of the relay devices connected to the network segment to which the terminal belongs, and various addresses stored in the storage unit And a relay control unit that relays the frame based on the correspondence relationship, the terminal includes a transmission / reception unit that transmits / receives a frame via a transmission path, an address assigned to the terminal, and one or a plurality of transmission partners of the frame Among the addresses of the terminals and the relay device addresses stored in the storage device of the relay device, the storage unit that stores the address of the relay device corresponding to its own address, and the relay device address stored in the storage unit As the destination address and the first header and the address of the transmission destination terminal as the destination address. A terminal control unit that generates a frame including a second header to which the address of the relay device stored in the storage unit is added as a source address and transmits the frame via a transmission line from the transmission / reception unit; The relay control unit refers to the correspondence relationship stored in the storage unit, acquires the address of the relay device corresponding to the destination address of the second header of the frame received by the transmission / reception unit, and the address is the other relay device's address. If the address is an address, the transmission / reception unit transmits the frame in which the transmission destination address of the first header is rewritten to the address of the relay device via the transmission path, and if the address matches the address assigned to itself, The frame in which the transmission destination address of one header is rewritten to the destination address of the second header is transmitted from the transmission / reception unit via the transmission path, and the terminal control unit transmits The frame is acquired when the transmission destination address of the first header included in the frame received by the reception unit matches the address assigned to the reception unit, and the frame is discarded when the transmission address does not match.
請求項１の発明によれば、ＯＳＩ参照モデルにおけるデータリンク層のアドレスを端末及び中継装置に設定するだけで、データリンク層のアドレスとは別にネットワーク層のアドレスを設定しなくても、互いに異なるネットワークセグメントに属する端末間で中継装置を介してフレームを伝送することができる。その結果、端末や中継装置に複数種類のアドレスを設定する作業や複数種類のアドレスの対応関係を設定する作業が不要となる。 According to the first aspect of the present invention, only the data link layer address in the OSI reference model is set in the terminal and the relay device, and the network link address is not set separately from the data link layer address. A frame can be transmitted between terminals belonging to a network segment via a relay device. As a result, the work of setting a plurality of types of addresses in the terminal and the relay device and the work of setting the correspondences of the plurality of types of addresses become unnecessary.
請求項２の発明は、請求項１の発明において、中継装置のアドレスに代えて、中継装置のアドレスから一意に生成され且つ端末のアドレスよりもデータ長の短いビット列からなる識別符号を用いることを特徴とする。
The invention of
請求項２の発明によれば、端末の記憶部や中継装置の記憶部において中継装置を識別するための情報の情報量が削減できる。
According to the invention of
請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、一つの端末に複数の中継装置が伝送路を介して直接接続されている場合、当該複数の中継装置に割り当てられているアドレスの値を比較し、当該値が相対的に大きい若しくは小さい方のアドレスを当該端末の記憶部に記憶する中継装置のアドレスとすることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, when a plurality of relay devices are directly connected to one terminal via a transmission line, the address value assigned to the plurality of relay devices. And the address having the relatively larger or smaller value is used as the address of the relay device that stores the address in the storage unit of the terminal.
請求項３の発明によれば、一つのネットワークセグメントに複数の中継装置が接続されている場合において、当該ネットワークセグメントに属する端末のアドレスと対応付けられる一つの中継装置のアドレスを容易に決定することができる。
According to the invention of
請求項４の発明は、請求項３の発明において、中継装置は、同一のネットワークセグメントに接続されている他の中継装置との間でアドレスの値を比較し、当該値が相対的に大きい若しくは小さい方のアドレスを当該ネットワークセグメントに属する全ての端末に通知し、当該全ての端末は、中継装置から通知される前記アドレスを当該端末の記憶部に記憶する中継装置のアドレスとすることを特徴とする。
The invention according to
請求項４の発明によれば、ネットワークセグメントに属する端末のアドレスと対応付けられる一つの中継装置のアドレスを自動的に決定することができる。
According to the invention of
請求項５の発明は、請求項１〜４の何れか１項の発明において、中継装置の中継制御部は、第２ヘッダの宛先アドレスとしてマルチキャストアドレスが設定されたマルチキャストフレームを中継する場合、当該マルチキャストフレームを受信する端末に至る伝送経路が複数存在するときは、当該複数の伝送経路のうちでマルチキャストフレームを中継する中継装置の数が最も少ない伝送経路を選択することを特徴とする。
The invention according to
請求項５の発明によれば、同一の端末に対して異なる複数の伝送経路で同一のフレームが重複して伝送されるのを防ぐことができる。
According to the invention of
請求項６の発明は、請求項５の発明において、マルチキャストフレームの送信元である端末から当該マルチキャストフレームの受信先の端末までの伝送経路に含まれる中継装置の数をカウント値として当該マルチキャストフレームに付加し、当該マルチキャストフレームが中継装置で中継される毎に前記カウント値をデクリメントするとともに当該カウント値がゼロとなっているマルチキャストフレームは中継せずに破棄するマルチキャスト中継処理部を各中継装置に備えたことを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, in the fifth aspect of the present invention, in the multicast frame, the number of relay devices included in the transmission path from the terminal that is the multicast frame transmission source to the terminal that is the multicast frame reception destination is counted. In addition, each relay device includes a multicast relay processing unit that decrements the count value every time the multicast frame is relayed by the relay device, and discards the multicast frame having the count value of zero without relaying it. It is characterized by that.
請求項６の発明によれば、マルチキャストフレームが不要なネットワークセグメントに中継されることによるトラフィックが削減できる。 According to the sixth aspect of the present invention, traffic caused by relaying a multicast frame to an unnecessary network segment can be reduced.
請求項７の発明は、請求項１〜６の何れか１項の発明において、端末制御部は、他のネットワークセグメントに属する端末へフレームを送信する場合、当該端末のアドレスを宛先アドレスとし、自己のアドレスを送元アドレスとした第２ヘッダと、記憶部に記憶している中継装置のアドレスを送信先アドレスとし且つ自己のアドレスを送信元アドレスとする第１ヘッダとを含む前記フレームを生成して送受信部より伝送路を介して送信させ、中継制御部は、記憶部に記憶した前記対応関係を参照して、送受信部で受信するフレームの第２ヘッダの宛先アドレスと対応する中継装置のアドレスを取得し、当該アドレスが他の中継装置のアドレスである場合は第１ヘッダの送信先アドレスを当該中継装置のアドレスに書き換えるとともに、記憶部に記憶した前記対応関係を参照し、前記フレームの第２ヘッダの送元アドレスと対応する中継装置のアドレスを取得して第２ヘッダに当該中継装置のアドレスを付加した前記フレームを送受信部より伝送路を介して送信させ、第２ヘッダの宛先アドレスと対応する前記中継装置のアドレスが自己に割り当てられたアドレスに一致する場合は第１ヘッダの送信先アドレスを第２ヘッダの宛先アドレスに書き換えた前記フレームを送受信部より伝送路を介して送信させることを特徴とする。
The invention according to
請求項７の発明によれば、端末の記憶部に中継装置のアドレスを記憶する必要がないために端末の記憶部の記憶容量を減らすことができる。
According to the invention of
請求項８の発明は、請求項１〜７の何れか１項の発明において、端末制御部は、伝送相手の端末が同一のネットワークセグメントに属する場合、当該伝送相手のアドレスを送信先アドレスとし且つ自己のアドレスを送信元アドレスとする第１ヘッダを含む前記フレームを生成して送受信部より伝送路を介して送信させることを特徴とする。
The invention according to claim 8 is the invention according to any one of
請求項８の発明によれば、同一のネットワークセグメントに属する端末間でフレームを送受信する場合に、中継装置を介さずに直接フレームを送受信することができ、その結果、異なるネットワークセグメントにフレームを伝送しない端末には中継装置のアドレスを記憶させる必要がなくなってシステム構成の自由度が高くなる。 According to the eighth aspect of the present invention, when a frame is transmitted / received between terminals belonging to the same network segment, the frame can be directly transmitted / received without using a relay device, and as a result, the frame is transmitted to a different network segment. The terminal that does not need to store the address of the relay device is eliminated, and the degree of freedom of the system configuration is increased.
請求項９の発明は、請求項１〜８の何れか１項の発明において、新規にネットワークセグメントの伝送路と接続される中継装置の中継制御部は、同報アドレスを送信先アドレスとし且つ自己のアドレスを送信元アドレスとする第１ヘッダ並びに存在確認のメッセージからなるデータを含むフレームを生成して各送受信部より伝送路を介して送信し、当該伝送路に直接接続されている端末の端末制御部は、送受信部で受信する前記フレームの送信元アドレスを中継装置のアドレスとして記憶部に記憶するとともに、当該中継装置のアドレスを送信先アドレスとし且つ自己のアドレスを送信元アドレスとする第１ヘッダ並びに登録依頼のメッセージからなるデータを含むフレームを生成して送受信部より前記伝送路を介して送信させ、前記中継装置の中継制御部は、存在確認のメッセージからなるデータを含む前記フレームを送受信部より送信してから所定の受付時間が経過するまでの間に、データが登録依頼のメッセージであるフレームを送受信部で受信すると、当該フレームにおける第１ヘッダの送信元アドレスを、当該送受信部に伝送路を介して直接接続されているネットワークセグメントに属する端末のアドレスとして記憶部に記憶し、前記受付時間が経過するまでの間に記憶部に記憶した全ての端末のアドレスからなるデータを含むとともに他の中継装置のアドレスを送信先アドレスとし且つ自己のアドレスを送信元アドレスとするフレームを生成して送受信部より伝送路を介して送信し、当該フレームを送受信部で受信した前記他の中継装置の中継制御部は、当該フレームに含まれる各端末のアドレスと第１ヘッダの送信元アドレスである中継装置のアドレスとを対応付けて記憶部に記憶することを特徴とする。
The invention according to claim 9 is the invention according to any one of
請求項９の発明によれば、一の中継装置から他の中継装置へ端末のアドレスを通知する際に必要なフレームの伝送回数を減らして中継装置の記憶部に端末のアドレスや他の中継装置のアドレスを記憶させるために必要な時間が短縮できる。 According to the ninth aspect of the present invention, the number of frame transmissions required when notifying the terminal address from one relay apparatus to another relay apparatus is reduced, and the terminal address and other relay apparatus are stored in the storage unit of the relay apparatus. The time required for storing the address can be shortened.
請求項１０の発明は、請求項９の発明において、端末制御部は、自己のアドレスに基づいて所定の待機時間を演算し、存在確認のメッセージからなるデータを含む前記フレームを送受信部で受信した時点から前記待機時間が経過した時点で登録依頼のメッセージからなるデータを含む前記フレームを送受信部より送信させることを特徴とする。 According to a tenth aspect of the present invention, in the ninth aspect of the invention, the terminal control unit calculates a predetermined waiting time based on its own address, and the transmission / reception unit receives the frame including data including a presence confirmation message. The transmission / reception unit transmits the frame including data including a registration request message when the waiting time has elapsed from the point in time.
請求項１０の発明によれば、登録依頼のメッセージからなるデータを含むフレームが伝送路を介して各端末の送受信部より送信されるタイミングを個々の端末毎に違えることができ、その結果、全ての端末と中継装置との間のフレーム伝送を確実且つ短時間に行うことができる。
According to the invention of
請求項１１の発明は、請求項１〜１０の何れか１項の発明において、端末の記憶部は書換可能な不揮発性の半導体メモリからなることを特徴とする。 An eleventh aspect of the invention is characterized in that, in the invention of any one of the first to tenth aspects, the storage section of the terminal is composed of a rewritable nonvolatile semiconductor memory.
請求項１１の発明によれば、停電などによる電源断時にも記憶部に記憶している中継装置等のアドレスが失われることがない。 According to the eleventh aspect of the invention, the address of the relay device or the like stored in the storage unit is not lost even when the power is cut off due to a power failure or the like.
請求項１２の発明は、請求項１〜１１の何れか１項の発明において、中継装置の記憶部は書換可能な不揮発性の半導体メモリからなることを特徴とする。 According to a twelfth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to eleventh aspects, the storage unit of the relay device is formed of a rewritable nonvolatile semiconductor memory.
請求項１１の発明によれば、停電などによる電源断時にも記憶部に記憶している端末のアドレス等の情報が失われることがない。 According to the invention of claim 11, information such as the address of the terminal stored in the storage unit is not lost even when the power is cut off due to a power failure or the like.
請求項１３の発明は、請求項１〜１２の何れか１項の発明において、端末制御部は、中継装置のアドレスが記憶部に記憶されていない場合、他の端末へ伝送するフレームにおける第１ヘッダの送信先アドレスを当該伝送相手の端末のアドレスとすることを特徴とする。 According to a thirteenth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to twelfth aspects, when the address of the relay device is not stored in the storage unit, the terminal control unit performs the first in the frame transmitted to another terminal. The transmission destination address of the header is the address of the transmission counterpart terminal.
請求項１３の発明によれば、伝送路に中継装置が接続されていない状況においても、同一のネットワークセグメントに属する端末同士の間でフレームを伝送することができる。 According to the thirteenth aspect of the present invention, frames can be transmitted between terminals belonging to the same network segment even in a situation where no relay device is connected to the transmission path.
本発明によれば、端末や中継装置に複数種類のアドレスを設定する作業や複数種類のアドレスの対応関係を設定する作業が不要となる。 According to the present invention, there is no need to set a plurality of types of addresses in a terminal or a relay device or set a correspondence relationship between a plurality of types of addresses.
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
（実施形態１）
本実施形態の通信システムは、図１（ａ）に示すように複数の端末ＴＵｍｎ（ｍ＝１，２，３，…、ｎ＝１，２，３，…）が伝送路Ｌｓｍを介して接続された複数のネットワークセグメントＮＳｍと、これら複数のネットワークセグメントＮＳｍを相互に接続し、何れかのネットワークセグメントＮＳｍに属する端末ＴＵｍｎから他の何れかのネットワークセグメントＮＳｍに属する端末ＴＵｍｎへ伝送されるフレームを中継する複数の中継装置Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，…とで構成される。
(Embodiment 1)
In the communication system of this embodiment, as shown in FIG. 1A, a plurality of terminals TUmn (m = 1, 2, 3,..., N = 1, 2, 3,...) Are connected via a transmission line Lsm. A plurality of network segments NSm connected to each other, and a frame transmitted from a terminal TUmn belonging to any network segment NSm to a terminal TUmn belonging to any other network segment NSm. It comprises a plurality of relay devices R1, R2, R3,.
端末ＴＵｍｎは、図２（ｂ）に示すように端末制御部１、信号伝送部（送受信部）２、記憶部３、操作入力受付部４、動作表示部５、電源部６を備えている。信号伝送部２は、伝送路Ｌｓｍを介してフレーム（伝送信号）を送受信するものである。伝送信号は、例えば、ＢＰＳＫやＱＰＳＫなどのディジタル変調方式で変調された信号である。
The terminal TUmn includes a
操作入力受付部４は、押釦スイッチやテンキースイッチあるいはタッチパネルなどを具備して操作入力を受け付けるとともに受け付けた操作入力に対応する操作信号を端末制御部１へ出力する。動作表示部５は、液晶ディスプレイなどの表示デバイスと当該表示デバイスを駆動するドライバ回路などを具備し、端末制御部１によってドライバ回路が制御されることで種々の情報を表示デバイスに表示するものである。また、記憶部３はＥＥＰＲＯＭやフラッシュメモリなどの書換可能な不揮発性半導体メモリとＲＯＭなどの書換不可能な半導体メモリとを有し、ＲＯＭには端末制御部１を構成するマイクロコンピュータが実行するシステムプログラムや個々の端末ＴＵｍｎに割り当てられた固有のアドレスが記憶され、フラッシュメモリには通信相手となる他の端末ＴＵｍｎのアドレスや後述するデフォルトの中継装置Ｒｋ（ｋ＝１，２，３，…）のアドレスなどが記憶されている。
The operation
端末制御部１はマイクロコンピュータで構成されており、記憶部３（フラッシュメモリ）に記憶されているプログラムを実行することで後述する各種の処理を実行する。また、電源部６は給電線Ｌｐから給電されて各部１〜５の動作電源を作成している。
The
一方、中継装置Ｒｋは、図２（ａ）に示すように中継制御部１０、２つの信号伝送部（送受信部）１１ａ，１１ｂ、記憶部１２、操作入力受付部１３、動作表示部１４、電源部１５を備えている。信号伝送部１１ａ，１１ｂは、端末ＴＵｍｎの信号伝送部２と同様に伝送路Ｌｓｍを介してフレーム（伝送信号）を送受信するものである。
On the other hand, as shown in FIG. 2A, the relay device Rk includes a
操作入力受付部１３は、押釦スイッチやテンキースイッチあるいはタッチパネルなどを具備して操作入力を受け付けるとともに受け付けた操作入力に対応する操作信号を中継制御部１０へ出力する。動作表示部１４は、液晶ディスプレイなどの表示デバイスと当該表示デバイスを駆動するドライバ回路などを具備し、中継制御部１０によってドライバ回路が制御されることで種々の情報を表示デバイスに表示するものである。また、記憶部１２はＥＥＰＲＯＭやフラッシュメモリなどの書換可能な不揮発性半導体メモリとＲＯＭなどの書換不可能な半導体メモリとを有し、ＲＯＭには中継制御部１０を構成するマイクロコンピュータが実行するシステムプログラムや個々の中継装置Ｒｋに割り当てられた固有のアドレスが記憶され、フラッシュメモリにはフレームを中継するための伝送経路の決定に必要な経路情報（後述する）などが記憶されている。
The operation
中継制御部１０はマイクロコンピュータで構成されており、記憶部１２（フラッシュメモリ）に記憶されているプログラムを実行することで後述する中継処理を含む各種の処理を実行する。また、電源部１５は給電線Ｌｐから給電されて各部１０〜１４の動作電源を作成している。
The
ここで、本実施形態において端末ＴＵｍｎ並びに中継装置Ｒｋに割り当てられた固有のアドレスは、ビット長が１６ビットのビット列からなり、ＯＳＩ参照モデルのデータリンク層のアドレスに相当する。尚、以下ではアドレスを１６進数に変換してＸＸＸＸ（Ｘ＝０〜９，Ａ〜Ｆ）と表記する。 Here, the unique address assigned to the terminal TUmn and the relay device Rk in the present embodiment is a bit string having a bit length of 16 bits and corresponds to the address of the data link layer of the OSI reference model. In the following, the address is converted into a hexadecimal number and expressed as XXXX (X = 0 to 9, A to F).
中継装置Ｒｋの記憶部１２には、図１（ｂ），（ｃ）に示すような経路情報（ルーティングテーブル）が記憶されている。図１（ｂ）は中継装置Ｒ１の記憶部１２、図１（ｃ）は中継装置Ｒ２の記憶部１２にそれぞれ記憶されているルーティングテーブルを示している。上段のルーティングテーブルは、各ネットワークセグメントＮＳｍに属している全ての端末ＴＵｍｎのアドレスと、各端末ＴＵｍｎが伝送路Ｌｓｍを介して直接接続されている中継装置Ｒｋのアドレス（以下、「デフォルトアドレス」と呼ぶ。）との対応関係を示している。すなわち、図示例ではネットワークセグメントＮＳ３に属する端末ＴＵ３１のアドレス（７５１１）と、伝送路Ｌｓ３を介して端末ＴＵ３１と直接接続されている中継装置Ｒ２の信号伝送部１１ｂに割り当てられたアドレス（５７Ｂ１）とが対応付けられ、ネットワークセグメントＮＳ２に属する端末ＴＵ２３のアドレス（２６４２）と、伝送路Ｌｓ２を介して端末ＴＵ２３と直接接続されている中継装置Ｒ１の信号伝送部１１ｂに割り当てられたアドレス（２４Ａ１）とが対応付けられ、さらに、ネットワークセグメントＮＳ１に属する端末ＴＵ１１のアドレス（１２３３）と、伝送路Ｌｓ１を介して端末ＴＵ１１と直接接続されている中継装置Ｒ１の信号伝送部１１ａに割り当てられたアドレス（３２Ａ２）とが対応付けられている。但し、この上段のルーティングテーブルは全ての中継装置Ｒｋにおいて共通なものである。
Route information (routing table) as shown in FIGS. 1B and 1C is stored in the
一方、下段のルーティングテーブルはそれぞれの中継装置Ｒｋ毎に異なるものであって、中継装置Ｒｋが備える２つの信号伝送部１１ａ，１１ｂ（通信ポート）毎に伝送線Ｌｓｍを介して直接あるいは他の中継装置Ｒｋを介して間接的に接続された中継装置Ｒｋのアドレス（信号伝送部１１ａ又は１１ｂのアドレス）と、他の中継装置Ｒｋまでのホップ数との対応関係を示している。尚、ホップ数が１である中継装置Ｒｋとは伝送路Ｌｓｍを介して直接接続されており、例えば、ホップ数が２である中継装置Ｒｋとは別の１つの中継装置Ｒｋを介して間接的に接続されていることになる。すなわち、中継装置Ｒ１のルーティングテーブルには、中継装置Ｒ１の信号伝送部１１ｂと、この信号伝送部１１ｂに伝送路Ｌｓ２を介して直接接続されている中継装置Ｒ２の信号伝送部１１ａのアドレス（２４Ｂ２）とが対応付けられ、中継装置Ｒ１の信号伝送部１１ｂと、この信号伝送部１１ｂに伝送路Ｌｓ２、Ｌｓ３並びに中継装置Ｒ２を介して間接的に接続されている中継装置Ｒ３の信号伝送部１１ａのアドレス（６３Ｃ１）とが対応付けられている（図１（ｂ）参照）。同様に、中継装置Ｒ２のルーティングテーブルには、中継装置Ｒ２の信号伝送部１１ｂと、この信号伝送部１１ｂに伝送路Ｌｓ３を介して直接接続されている中継装置Ｒ３の信号伝送部１１ａのアドレス（６３Ｃ１）とが対応付けられ、中継装置Ｒ２の信号伝送部１１ａと、この信号伝送部１１ａに伝送路Ｌｓ１を介して直接接続されている中継装置Ｒ１の信号伝送部１１ｂのアドレス（２４Ａ２）とが対応付けられている（図１（ｃ）参照）。
On the other hand, the lower routing table is different for each relay device Rk, and is directly or via another transmission line Lsm for each of the two
次に、一のネットワークセグメント（例えば、ＮＳ３）に属する端末（例えば、ＴＵ３１）と、別のネットワークセグメント（例えば、ＮＳ１）に属する端末（例えば、ＴＵ１１）との間で通信する場合の動作及び手順について説明する。この場合、端末ＴＵ３１から送信されたフレーム（伝送信号）は、２つの中継装置Ｒ１，Ｒ２で中継されて端末ＴＵ１１まで伝送されることになる（図１（ａ）参照）。 Next, an operation and a procedure when communication is performed between a terminal (for example, TU31) belonging to one network segment (for example, NS3) and a terminal (for example, TU11) belonging to another network segment (for example, NS1). Will be described. In this case, the frame (transmission signal) transmitted from the terminal TU31 is relayed by the two relay apparatuses R1 and R2 and transmitted to the terminal TU11 (see FIG. 1A).
端末ＴＵ３１の端末制御部１は、図３に示すように、通信相手である端末ＴＵ１１のアドレス（１２３３）を宛先アドレス、自己のアドレス（７５１１）を送元アドレスとし且つ自己のデフォルトアドレス（中継装置Ｒ２の信号伝送部１１ｂのアドレス＜５７Ｂ２＞）を含む第２ヘッダと、このデフォルトアドレスを送信先アドレスとし且つ自己のアドレスを送信元アドレスとする第１ヘッダとを端末ＴＵ１１へ伝送するデータに付加したフレームを生成して信号伝送部２に渡す。そして、信号伝送部２は、端末制御部１から受け取ったフレームをディジタル変調してなる伝送信号を伝送路Ｌｓ３に送出する。尚、各端末ＴＵｍｎでは、自己のデフォルトアドレスを記憶部３に記憶している。
As shown in FIG. 3, the
端末ＴＵ３１から伝送路Ｌｓ３に送出された伝送信号は、第１ヘッダの送信先アドレスとアドレスが一致する中継装置Ｒ２のみで受信され、伝送路Ｌｓ３に接続されている（ネットワークセグメントＮＳ３に属する）他の端末ＴＵ３２，ＴＵ３３，…では受信されない（正確には受信されたフレームが破棄される）。中継装置Ｒ２の中継制御部１０は、記憶部１２のルーティングテーブルを検索し、信号伝送部１１ｂから受け取ったフレームの第２ヘッダに含まれる宛先アドレス（１２３３）と対応付けられたデフォルトアドレス（中継装置Ｒ１の信号伝送部１１ａのアドレス＜３２Ａ２＞）を取得する。さらに、中継制御部１０は、取得したデフォルトアドレスに対応する中継装置Ｒ１の信号伝送部１１ａのアドレス（２４Ａ２）を記憶部１２に記憶している中継装置Ｒｋのアドレス情報から取得する。
The transmission signal sent from the terminal TU31 to the transmission line Ls3 is received only by the relay device R2 whose address matches the transmission destination address of the first header, and is connected to the transmission line Ls3 (belongs to the network segment NS3). Are not received by the terminals TU32, TU33,... (Accurately, the received frame is discarded). The
そして、中継装置Ｒ２の中継制御部１０は、端末ＴＵ３１から受信したフレームの第１ヘッダに代えて、中継装置Ｒ１の信号伝送部１１ｂのアドレス（２４Ａ２）を送信先アドレスとし且つ自己のアドレス（信号伝送部１１ａのアドレス＜２４Ｂ２＞）を送信元アドレスとする第１ヘッダを第２ヘッダ及びデータに付加したフレームを生成して信号伝送部１１ａに渡す。信号伝送部１１ａは、中継制御部１０から受け取ったフレームをディジタル変調してなる伝送信号を伝送路Ｌｓ２に送出する。
Then, the
中継装置Ｒ２から伝送路Ｌｓ２に送出された伝送信号は、第１ヘッダの送信先アドレスとアドレスが一致する中継装置Ｒ１のみで受信され、伝送路Ｌｓ２に接続されている（ネットワークセグメントＮＳ２に属する）端末ＴＵ２ｎでは受信されない。中継装置Ｒ１の中継制御部１０は、記憶部１２のルーティングテーブルを検索し、信号伝送部１１ｂから受け取ったフレームの第２ヘッダに含まれる宛先アドレス（１２３３）と対応付けられたデフォルトアドレス（中継装置Ｒ１の信号伝送部１１ａのアドレス＜３２Ａ２＞）を取得する。ここで、取得したデフォルトアドレスが自己の信号伝送部１１ａのアドレスに一致していることから、中継装置Ｒ１の中継制御部１０は当該フレームの宛先アドレスに一致するアドレスを持った端末ＴＵ１１が伝送路Ｌｓ１を介して信号伝送部１１ａに直接接続されていると判断できる。
The transmission signal sent from the relay device R2 to the transmission line Ls2 is received only by the relay device R1 whose address matches the destination address of the first header, and is connected to the transmission line Ls2 (belongs to the network segment NS2). It is not received by the terminal TU2n. The
そして、中継装置Ｒ１の中継制御部１０は、中継装置Ｒ２から受信したフレームの第１ヘッダに代えて、端末ＴＵ１１のアドレス（１２３３）を送信先アドレスとし且つ自己のアドレス（信号伝送部１１ａのアドレス＜３２Ａ２＞）を送信元アドレスとする第１ヘッダを第２ヘッダ及びデータに付加したフレームを生成して信号伝送部１１ａに渡す。信号伝送部１１ａは、中継制御部１０から受け取ったフレームをディジタル変調してなる伝送信号を伝送路Ｌｓ１に送出する。
Then, the
中継装置Ｒ１から伝送路Ｌｓ１に送出された伝送信号は、第１ヘッダの送信先アドレスとアドレスが一致する端末ＴＵ１１のみで受信され、伝送路Ｌｓ１に接続されている（ネットワークセグメントＮＳ１に属する）他の端末ＴＵ１２，ＴＵ１３，…では受信されない。このようにして、端末ＴＵ３１からフレーム（伝送信号）が２つの中継装置Ｒ１，Ｒ２に中継されて端末ＴＵ１１で受信されることになる。尚、端末ＴＵ１１から端末ＴＵ３１へのフレーム（伝送信号）の伝送手順も共通であるから説明は省略する。 The transmission signal sent from the relay apparatus R1 to the transmission line Ls1 is received only by the terminal TU11 whose address matches the transmission destination address of the first header, and is connected to the transmission line Ls1 (belongs to the network segment NS1). Are not received by the terminals TU12, TU13,. In this way, a frame (transmission signal) is relayed from the terminal TU31 to the two relay apparatuses R1 and R2 and received by the terminal TU11. Since the transmission procedure of the frame (transmission signal) from the terminal TU11 to the terminal TU31 is also common, the description is omitted.
続いて、同一のネットワークセグメント（例えば、ＮＳ１）に属する２つの端末ＴＵ１１，ＴＵ１２間で通信する場合の動作及び手順について説明する。例えば、一方の端末ＴＵ１１のアドレスが１２３３であり、他方の端末ＴＵ１２のアドレスが１Ｆ９６であるとし、端末ＴＵ１１から端末ＴＵ１２へフレーム（伝送信号）を送信するものとする。 Next, an operation and procedure when communication is performed between two terminals TU11 and TU12 belonging to the same network segment (for example, NS1) will be described. For example, assume that the address of one terminal TU11 is 1233 and the address of the other terminal TU12 is 1F96, and a frame (transmission signal) is transmitted from the terminal TU11 to the terminal TU12.
端末ＴＵ１１の端末制御部１は、端末ＴＵ１２へ伝送するデータに、通信相手である端末ＴＵ１２のアドレス（１Ｆ９６）を宛先アドレス、自己のアドレス（１２３３）を送元アドレスとし且つ自己のデフォルトアドレス（中継装置Ｒ１の信号伝送部１１ａのアドレス＜３２Ａ２＞）を含む第２ヘッダと、このデフォルトアドレスを送信先アドレスとし且つ自己のアドレスを送信元アドレスとする第１ヘッダとを端末ＴＵ１１へ伝送するデータに付加したフレームを生成して信号伝送部２に渡す。そして、信号伝送部２は、端末制御部１から受け取ったフレームをディジタル変調してなる伝送信号を伝送路Ｌｓ１に送出する。
The
端末ＴＵ１１から伝送路Ｌｓ１に送出された伝送信号は、第１ヘッダの送信先アドレスとアドレスが一致する中継装置Ｒ１のみで受信され、伝送路Ｌｓ１に接続されている（ネットワークセグメントＮＳ１に属する）他の端末ＴＵ１２，ＴＵ１３，…では受信されない。中継装置Ｒ１の中継制御部１０は、記憶部１２のルーティングテーブルを検索し、信号伝送部１１ａから受け取ったフレームの第２ヘッダに含まれる宛先アドレス（１Ｆ９６）と対応付けられたデフォルトアドレス（中継装置Ｒ１の信号伝送部１１ａのアドレス＜３２Ａ２＞）を取得する。
The transmission signal sent from the terminal TU11 to the transmission line Ls1 is received only by the relay device R1 whose address matches the transmission destination address of the first header, and is connected to the transmission line Ls1 (belongs to the network segment NS1). Are not received by the terminals TU12, TU13,. The
そして、中継装置Ｒ１の中継制御部１０は、端末ＴＵ１１から受信したフレームの第１ヘッダに代えて、第２ヘッダの宛先アドレス、すなわち、端末ＴＵ１２のアドレス（１Ｆ９６）を送信先アドレスとし且つ自己のアドレス（信号伝送部１１ａのアドレス＜３２Ａ２＞）を送信元アドレスとする第１ヘッダを第２ヘッダ及びデータに付加したフレームを生成して信号伝送部１１ａに渡す。信号伝送部１１ａは、中継制御部１０から受け取ったフレームをディジタル変調してなる伝送信号を伝送路Ｌｓ１に送出する。
Then, the
中継装置Ｒ１から伝送路Ｌｓ１に送出された伝送信号は、第１ヘッダの送信先アドレスとアドレスが一致する端末ＴＵ１２のみで受信され、伝送路Ｌｓ１に接続されている（ネットワークセグメントＮＳ１に属する）他の端末ＴＵ１１，ＴＵ１３，…では受信されない。このようにして、端末ＴＵ１１から送信されたフレーム（伝送信号）が１つの中継装置Ｒ１に中継されて端末ＴＵ１２で受信されることになる。尚、端末ＴＵ１２から端末ＴＵ１１へのフレーム（伝送信号）の伝送手順も共通であるから説明は省略する。 A transmission signal sent from the relay apparatus R1 to the transmission line Ls1 is received only by the terminal TU12 whose address matches the transmission destination address of the first header, and is connected to the transmission line Ls1 (belongs to the network segment NS1). Are not received by the terminals TU11, TU13,. In this way, the frame (transmission signal) transmitted from the terminal TU11 is relayed to one relay device R1 and received by the terminal TU12. Note that the transmission procedure of the frame (transmission signal) from the terminal TU12 to the terminal TU11 is also common, and the description thereof is omitted.
ここで、同一のネットワークセグメント（例えば、ＮＳ１）に属する２つの端末ＴＵ１１，ＴＵ１２間で通信する場合、必ずしも、上述のように中継装置Ｒ１でフレームを中継する必要はない。例えば、端末ＴＵ１１から端末ＴＵ１２へフレームを送信する際、端末ＴＵ１１の端末制御部１は、端末ＴＵ１２へ伝送するデータに、端末ＴＵ１２のアドレスを送信先アドレスとし且つ自己のアドレスを送信元アドレスとする第１ヘッダのみを付加したフレームを生成すればよい。そして、当該フレームがディジタル変調されてなる伝送信号は、中継装置Ｒｋを介さずに伝送路Ｌｓ１に直接接続されている伝送相手の端末ＴＵ１２で受信される。このように同一のネットワークセグメントに属する端末間で通信する場合に中継装置を介さずに通信するようにすれば、異なるネットワークセグメントにフレームを伝送しない端末には中継装置のアドレスを記憶させる必要がなくなってシステム構成の自由度が高くなるという利点がある。
Here, when communicating between the two terminals TU11 and TU12 belonging to the same network segment (for example, NS1), it is not always necessary to relay the frame by the relay device R1 as described above. For example, when transmitting a frame from the terminal TU11 to the terminal TU12, the
上述のように本実施形態の通信システムでは、ＯＳＩ参照モデルにおけるデータリンク層のアドレスを端末ＴＵｎｍ及び中継装置Ｒｋに設定するだけで、データリンク層のアドレスとは別にネットワーク層のアドレスを設定しなくても、互いに異なるネットワークセグメントＮＳｍに属する端末ＴＵｍｎ間で中継装置Ｒｋを介してフレームを伝送することができ、端末ＴＵｍｎや中継装置Ｒｋに複数種類のアドレスを設定する作業や複数種類のアドレスの対応関係を設定する作業が不要になるという利点がある。 As described above, in the communication system of the present embodiment, the address of the data link layer in the OSI reference model is only set in the terminal TUnm and the relay device Rk, and the address of the network layer is not set separately from the address of the data link layer. However, a frame can be transmitted between the terminals TUmn belonging to different network segments NSm via the relay device Rk, and work for setting a plurality of types of addresses in the terminal TUmn and the relay device Rk and the correspondence of the plurality of types of addresses There is an advantage that the work of setting the relationship becomes unnecessary.
ところで、図１（ａ）におけるネットワークセグメントＮＳ２に属する端末ＴＵ２ｎは複数（図示例では２つ）の中継装置Ｒ１，Ｒ２と伝送路Ｌｓ２を介して直接接続されており、このような場合において、経路情報として端末ＴＵ２ｎの記憶部３並びに中継装置Ｒｋの記憶部１２に記憶されるデフォルトアドレスを決める方法について図４を参照して説明する。
By the way, the terminal TU2n belonging to the network segment NS2 in FIG. 1A is directly connected to a plurality (two in the illustrated example) of relay apparatuses R1 and R2 via the transmission path Ls2, and in such a case, the path A method for determining a default address stored as information in the
ネットワークセグメントＮＳ２に属する端末ＴＵ２ｎの端末制御部１は、ネットワークセグメントＮＳ２を対象とするマルチキャストアドレスを送信先アドレスとし且つ自己のアドレスを送信元アドレスとする第１ヘッダをデータ（ネットワークセグメントＮＳ２に接続されている中継装置Ｒ１，Ｒ２に対してアドレス情報の取得を要求するコマンド）に付加したフレーム（マルチキャストフレーム）を生成し、当該マルチキャストフレームをディジタル変調してなる伝送信号を信号伝送部２から伝送路Ｌｓ２へ送出させる。
The
端末ＴＵ２ｎから送信されたマルチキャストフレームはネットワークセグメントＮＳ２に接続されてなる中継装置Ｒ１，Ｒ２で受信される。そして、中継装置Ｒ１，Ｒ２の中継制御部１０は、受信したマルチキャストフレームに含まれる前記コマンドに従い、伝送路Ｌｓ２に接続されている信号伝送部１１ａ又は１１ｂのアドレスをデータとし、マルチキャストフレームの送信元である端末ＴＵ２ｎのアドレスを送信先アドレスとしたフレームを生成し、当該マルチキャストフレームをディジタル変調してなる伝送信号を信号伝送部１１ａ又は１１ｂから伝送路Ｌｓ２へ送出させる。
The multicast frame transmitted from the terminal TU2n is received by the relay devices R1 and R2 connected to the network segment NS2. Then, the
端末ＴＵ２ｎの端末制御部１は、中継装置Ｒ１，Ｒ２から受け取ったフレームより各中継装置Ｒ１，Ｒ２の信号伝送部１１ａ又は１１ｂのアドレスを取得し、それぞれのアドレス値の大小関係を調べ、アドレス値が小さい方のアドレスをデフォルトアドレスに決定する。この場合、中継装置Ｒ１の信号伝送部１１ｂのアドレスが２４Ａ１、中継装置Ｒ２の信号伝送部１１ａのアドレスが２４Ｂ１であるから、２４Ａ１＜２４Ｂ１となって中継装置Ｒ１の信号伝送部１１ｂのアドレス（２４Ａ１）がデフォルトアドレスとなる。尚、決定されたデフォルトアドレスは端末ＴＵ２ｎの記憶部３に記憶されるとともに、マルチキャストフレームあるいはブロードキャストフレームによって全ての中継装置Ｒｋに通知される。
The
上述のような方法で各端末ＴＵ２ｎのデフォルトアドレスを決定すれば、作業者が各端末ＴＵ２ｎのデフォルトアドレスを決定し且つ設定する必要がなくなるという利点がある。 If the default address of each terminal TU2n is determined by the method as described above, there is an advantage that the operator does not need to determine and set the default address of each terminal TU2n.
あるいは、図５に示すような手順（方法）でデフォルトアドレスを決定しても構わない。すなわち、同じ伝送路Ｌｓ２に接続されている中継装置Ｒ１，Ｒ２同士がアドレス情報取得要求コマンドをデータとするフレームを伝送することで伝送路Ｌｓ２に直接接続されている信号伝送部１１ａ又は１１ｂのアドレス情報を互いに交換し、例えば、上述したルール（アドレス値の小さい方をデフォルトアドレスとするというルール）に則ってデフォルトアドレスを決定する。そして、端末ＴＵ２ｎからアドレス情報取得要求コマンドをデータとするマルチキャストフレームを受け取ったときには、デフォルトアドレスに決定された中継装置Ｒ１のみが当該アドレス情報取得要求コマンドに対して応答するフレームを端末ＴＵ２ｎに送信するのである。このような方法であれば、端末ＴＵ２ｎからのアドレス情報取得要求コマンドに応答する中継装置Ｒｋがデフォルトアドレスを有する一つだけに限定されるので、前者の方法と比較してデフォルトアドレスの決定に伴うトラフィック量が低減できるという利点がある。
Alternatively, the default address may be determined by a procedure (method) as shown in FIG. That is, the address of the
ところで、本実施形態では経路情報として各中継装置Ｒｋの信号伝送部１１ａ，１１ｂに割り当てられたアドレスを用いているが、このアドレスの代わりに、中継装置Ｒｋの信号伝送部１１ａ又は１１ｂのアドレスから一意に生成され且つ端末ＴＵｍｎのアドレスよりもデータ長の短いビット列（０１，０２，０３，…など）からなる識別符号を用いても構わない（図６参照）。このようにすれば、端末ＴＵｍｎの記憶部３や中継装置Ｒｋの記憶部１２において中継装置Ｒｋを識別するための情報の情報量が削減できる。
By the way, in this embodiment, the address assigned to the
また本実施形態では、各端末ＴＵｍｎのアドレスに対応したデフォルトアドレスが経路情報として各中継装置Ｒｋの記憶部１２のルーティングテーブルで管理されている。したがって、異なるネットワークセグメントＮＳｍに属する端末ＴＵｍｎ間でフレームを伝送する際、端末ＴＵｍｎと中継装置Ｒｋとの間で伝送されるフレームの第２ヘッダにはデフォルトアドレスを付加せずに（図７参照）、中継装置Ｒｋから別の中継装置Ｒｋへ伝送されるフレームの第２ヘッダに、送信元の中継装置Ｒｋの中継制御部１０がルーティングテーブルから取得した送元アドレスに対応するデフォルトアドレスを付加するようにしても構わない。このようにすれば、端末ＴＵｍｎの記憶部３にデフォルトアドレスを記憶する必要がないために端末ＴＵｍｎの記憶部３の記憶容量を減らすことができる。
In this embodiment, a default address corresponding to the address of each terminal TUmn is managed as routing information in the routing table of the
（実施形態２）
本実施形態の通信システムは実施形態１と共通の構成を有するものであるから、システム構成や端末ＴＵｍｎ並びに中継装置Ｒｋの構成についての図示並びに説明は省略する。
(Embodiment 2)
Since the communication system of the present embodiment has the same configuration as that of the first embodiment, illustration and description of the system configuration, the configuration of the terminal TUmn, and the relay device Rk are omitted.
図８に示すように、複数のネットワークセグメントＮＳｍが中継装置Ｒｋを介して接続される場合に伝送路Ｌｓｍのループ（閉路）が形成されてしまうことがある。このように伝送路Ｌｓｍのループが形成されていると、複数の端末ＴＵｍｎを宛先とするマルチキャストフレーム（あるいはブロードキャストフレーム）が異なる伝送経路（図８における時計回りの経路と反時計回りの経路）で伝送され、一つの端末ＴＵｍｎに同一のマルチキャストフレーム（あるいはブロードキャストフレーム）が重複して伝送されてしまうか、あるいは、２つの経路の伝送信号が衝突して伝送信号が受信できなくなる虞がある。 As shown in FIG. 8, when a plurality of network segments NSm are connected via the relay device Rk, a loop (closed circuit) of the transmission line Lsm may be formed. When the loop of the transmission line Lsm is formed in this way, multicast frames (or broadcast frames) destined for a plurality of terminals TUmn are transmitted on different transmission paths (clockwise path and counterclockwise path in FIG. 8). There is a possibility that the same multicast frame (or broadcast frame) is duplicated and transmitted to one terminal TUmn, or the transmission signals of the two paths collide and the transmission signal cannot be received.
本実施形態の通信システムは、伝送路Ｌｓｍにループが形成されている場合でもマルチキャストフレーム（あるいはブロードキャストフレーム）が衝突によって伝送されなくなったり、同一の端末ＴＵｍｎに重複して伝送されてしまうのを防ぐことを目的としており、以下、図９〜図１３を参照して詳しく説明する。 The communication system according to the present embodiment prevents a multicast frame (or broadcast frame) from being transmitted due to a collision even when a loop is formed on the transmission line Lsm, or from being repeatedly transmitted to the same terminal TUmn. Hereinafter, this will be described in detail with reference to FIGS.
本実施形態においては、各中継装置Ｒｋの中継制御部１０が経路情報（ルーティングテーブル）に基づき、後述する５つのルールに則ってマルチキャストフレームを中継（転送）するか否かを判断する点に特徴がある。
The present embodiment is characterized in that the
例えば、第１ヘッダの送信先アドレス並びに第２ヘッダの宛先アドレスにマルチキャストアドレスが設定されたマルチキャストフレームを端末ＴＵ３１から送信したとする。端末ＴＵ３１から送信されたマルチキャストフレームは、中継装置Ｒ２によって伝送路Ｌｓ３から伝送路Ｌｓ２へ転送されて中継装置Ｒ１の通信ポート（信号伝送部１１ｂ）に受信される。図９（ｂ）は中継装置Ｒ１で受信されたマルチキャストフレームのフレームフォーマットを示しており、第１ヘッダの送信先アドレス並びに第２ヘッダの宛先アドレスにマルチキャストアドレス（図示例では、ＦＥ０１）が設定され、第１ヘッダの送信元アドレスには当該マルチキャストアドレスの転送元である中継装置Ｒ２の信号伝送部１１ａのアドレス（００Ｂ２）が設定され、第２ヘッダの送元アドレスに端末ＴＵ３１のアドレス（００１１）が設定され且つ第２ヘッダのデフォルトアドレスに中継装置Ｒ２の信号伝送部１１ｂのアドレス（００Ｂ１）が設定されている。
For example, it is assumed that a multicast frame in which a multicast address is set in the transmission destination address of the first header and the destination address of the second header is transmitted from the terminal TU31. The multicast frame transmitted from the terminal TU31 is transferred from the transmission line Ls3 to the transmission line Ls2 by the relay device R2 and received by the communication port (
中継装置Ｒ１の中継制御部１０は、マルチキャストフレームを受信した通信ポート（信号伝送部１１ｂ）に、転送先の通信ポート（信号伝送部１１ａ）に接続されている中継装置Ｒｋが接続されているか否かを記憶部１２に記憶しているルーティングテーブルＲＴ１を参照して調べ、接続されていなければループが形成されていないと判断してマルチキャストフレームを信号伝送部１１ａから伝送路Ｌｓ１へ転送する。
The
したがって、２つの通信ポート（信号伝送部１１ａ及び１１ｂ）に同一の中継装置Ｒｋが接続されていなければマルチキャストフレームを転送することを第１のルールとする。
Therefore, if the same relay device Rk is not connected to the two communication ports (
また、図１０に示すように中継装置Ｒ１の信号伝送部１１ａ及び１１ｂに同一の中継装置Ｒ２が接続されており、且つマルチキャストフレームの送元である端末ＴＵ３１のデフォルトアドレスを有する中継装置Ｒ３の同一の通信ポート（信号伝送部１１ａ）に伝送路Ｌｓ２を介して直接（言い換えるとホップ数１で）これら２つの中継装置Ｒ１，Ｒ２の一方の通信ポート（信号伝送部１１ｂ）が接続されているとした場合、中継装置Ｒ３で転送されたマルチキャストフレームは伝送路Ｌｓ２を介して２つの中継装置Ｒ１，Ｒ２の通信ポート（信号伝送部１１ｂ）に受信されるが、上述した第１のルールに則れば、マルチキャストフレームを受信した２つの中継装置Ｒ１，Ｒ２の何れもが当該マルチキャストフレームを転送しないことになってしまう。
Further, as shown in FIG. 10, the same relay device R2 is connected to the
そこで、これら２つの中継装置Ｒ１，Ｒ２の中継制御部１０では、記憶部１２に記憶しているルーティングテーブルＲＴ１，ＲＴ２を参照して２つの信号伝送部１１ａ，１１ｂに同一の中継装置Ｒ２，Ｒ１が接続されていることが判った場合、互いの信号伝送部１１ａ又は１１ｂに割り当てられたアドレスのアドレス値を比較し、例えば、信号伝送部１１ａ又は１１ｂに割り当てられているアドレス値が小さい方の中継装置Ｒ１又はＲ２の何れか一方のみがマルチキャストフレームを転送すればよい。
Therefore, the
したがって、２つの通信ポート（信号伝送部１１ａ及び１１ｂ）に同一の中継装置Ｒｋが接続されるとともに、マルチキャストフレームの送元である端末ＴＵｍｎのデフォルトアドレスを有する中継装置Ｒｋが２つの信号伝送部１１ａ，１１ｂに伝送路Ｌｓｍを介して直接接続されている（ホップ数１で接続されている）ときには、自己の転送先の通信ポートのアドレスが他の中継装置Ｒｋの通信ポートのアドレスよりもアドレス値が小さいときにのみ、当該マルチキャストフレームを転送することを第２のルールとする。例えば、図１０に示す場合において、中継装置Ｒ１の信号伝送部１１ａのアドレス値が中継装置Ｒ２の信号伝送部１１ａのアドレス値よりも小さければ、中継装置Ｒ１のみがマルチキャストフレームを転送し、中継装置Ｒ２はマルチキャストフレームを転送しない。
Therefore, the same relay device Rk is connected to the two communication ports (
また、図１１に示すように４つ以上の偶数（図示例では６つ）の中継装置Ｒ１〜Ｒ６が伝送路Ｌｓ１〜Ｌｓ６を介してループ状に接続されている場合において、何れの中継装置Ｒｉ（ｉ＝１，２，…，６）からみても他の全ての中継装置Ｒｉが２つの通信ポート（信号伝送部１１ａ及び１１ｂ）に接続されていることになる。故に、中継装置Ｒ４，Ｒ５の中継制御部１０では、マルチキャストフレームの送元である端末ＴＵ１１のデフォルトアドレスを有する中継装置Ｒ１とホップ数が２又は３で接続されているため、第２のルールに則ればマルチキャストフレームを受信しても転送しないことになってしまう。
Further, as shown in FIG. 11, when four or more even numbers (six in the illustrated example) of relay apparatuses R1 to R6 are connected in a loop via transmission lines Ls1 to Ls6, any relay apparatus Ri In view of (i = 1, 2,..., 6), all other relay devices Ri are connected to the two communication ports (
そこで、これら２つの中継装置Ｒ４，Ｒ５の中継制御部１０では、記憶部１２に記憶しているルーティングテーブルＲＴ４，ＲＴ５を参照して２つの信号伝送部１１ａ及び１１ｂが相互に接続されるとともにマルチキャストフレームの送元である端末ＴＵ１１のデフォルトアドレスを有する中継装置Ｒ１がホップ数２以上で接続されていることが判った場合、一方の通信ポート（信号伝送部１１ａ）からデフォルトアドレスの中継装置Ｒ１までのホップ数と、他方の通信ポート（信号伝送部１１ｂ）からデフォルトアドレスの中継装置Ｒ１までのホップ数とを比較し、２つのホップ数が等しければマルチキャストフレームを転送せずに破棄し、２つのホップ数の差が２以上であればマルチキャストフレームを転送すればよい。
Therefore, in the
例えば、図１１においては、中継装置Ｒ４におけるデフォルトアドレス（中継装置Ｒ１の信号伝送部１１ａ，１１ｂ）までのホップ数が２つの通信ポートの何れにおいても「３」となるから、中継装置Ｒ４の中継制御部１０はマルチキャストフレームを転送せず、中継装置Ｒ５におけるデフォルトアドレス（中継装置Ｒ１の信号伝送部１１ａ，１１ｂ）までのホップ数の差が４−２＝２となるから、中継装置Ｒ５の中継制御部１０はマルチキャストフレームを転送することになる。
For example, in FIG. 11, since the number of hops to the default address (
したがって、２つの通信ポート（信号伝送部１１ａ及び１１ｂ）に同一の中継装置Ｒｋが接続されるとともに、マルチキャストフレームの送元である端末ＴＵｍｎのデフォルトアドレスを有する中継装置Ｒｋが２つの信号伝送部１１ａ，１１ｂに伝送路Ｌｓｍを介して直接接続されていない（言い換えると、ホップ数２以上で接続されている）場合においては、一方の通信ポートからデフォルトアドレスを有する中継装置Ｒｋまでのホップ数と他方の通信ポートからデフォルトアドレスを有する中継装置Ｒｋまでのホップ数とが等しければ当該マルチキャストフレームを転送しないことを第３のルールとし、これら２つのホップ数の差が２以上であれば当該マルチキャストフレームを転送することを第４のルールとする。
Therefore, the same relay device Rk is connected to the two communication ports (
さらに、図１２に示すように４つ以上の奇数（図示例では５つ）の中継装置Ｒ１〜Ｒ５が伝送路Ｌｓ１〜Ｌｓ５を介してループ状に接続されている場合、２つの中継装置Ｒ３，Ｒ４の中継制御部１０においては、一方の通信ポートからデフォルトアドレスを有する中継装置Ｒ１までのホップ数と他方の通信ポートからデフォルトアドレスを有する中継装置Ｒ１までのホップ数との差が１であるため、第３及び第４のルールに則ればマルチキャストフレームを受信しても転送しないことになってしまう。
Furthermore, as shown in FIG. 12, when four or more odd (five in the illustrated example) relay apparatuses R1 to R5 are connected in a loop via transmission lines Ls1 to Ls5, two relay apparatuses R3 and R3 are connected. In the
そこで、これら２つの中継装置Ｒ３，Ｒ４の中継制御部１０では、記憶部１２に記憶しているルーティングテーブルＲＴ３，ＲＴ４を参照して２つの信号伝送部１１ａ及び１１ｂが相互に接続されるとともにマルチキャストフレームの送元である端末ＴＵ１１のデフォルトアドレスを有する中継装置Ｒ１がホップ数２以上で接続され、且つ一方の通信ポートからデフォルトアドレスを有する中継装置Ｒ１までのホップ数と他方の通信ポートからデフォルトアドレスを有する中継装置Ｒ１までのホップ数との差が１であることが判った場合、互いの信号伝送部１１ａ又は１１ｂに割り当てられたアドレスのアドレス値を比較し、例えば、信号伝送部１１ａ又は１１ｂに割り当てられているアドレス値が小さい方の中継装置Ｒ３又はＲ４の何れか一方のみがマルチキャストフレームを転送すればよい。
Therefore, in the
例えば、図１２においては、中継装置Ｒ３、Ｒ４における２つの通信ポートからデフォルトアドレス（中継装置Ｒ１の信号伝送部１１ａ，１１ｂ）までのホップ数の差が何れも「１」となり、アドレス値（図示例ではアドレスに基づいて決定された識別符号）が相対的に小さい方の中継装置Ｒ３の中継制御部１０がマルチキャストフレームを転送し、アドレス値が相対的に大きい方の中継装置Ｒ４の中継制御部１０はマルチキャストフレームを転送せずに破棄することになる。
For example, in FIG. 12, the difference in the number of hops from the two communication ports in the relay apparatuses R3 and R4 to the default address (the
したがって、２つの通信ポート（信号伝送部１１ａ及び１１ｂ）に同一の中継装置Ｒｋが接続されるとともに、マルチキャストフレームの送元である端末ＴＵｍｎのデフォルトアドレスを有する中継装置Ｒｋが２つの信号伝送部１１ａ，１１ｂに伝送路Ｌｓｍを介して直接接続されておらず（言い換えると、ホップ数２以上で接続されている）、且つ一方の通信ポートからデフォルトアドレスを有する中継装置Ｒｋまでのホップ数と他方の通信ポートからデフォルトアドレスを有する中継装置Ｒｋまでのホップ数との差が１である場合においては、自己の転送先の通信ポートのアドレスが他の中継装置Ｒｋの通信ポートのアドレスよりもアドレス値が小さいときにのみ、当該マルチキャストフレームを転送することを第５のルールとする。
Therefore, the same relay device Rk is connected to the two communication ports (
而して、図１３のフローチャートに示すように、各中継装置Ｒｋの中継制御部１０が上述した第１乃至第５のルールに則ってマルチキャストフレームの転送の可否を判断することにより、伝送路Ｌｓｍにループが形成されている場合においてもマルチキャストフレーム（あるいはブロードキャストフレーム）を衝突や重複受信することなく伝送することができる。
Thus, as shown in the flowchart of FIG. 13, the
（実施形態３）
本実施形態の通信システムは実施形態１と共通の構成を有するものであるから、システム構成や端末ＴＵｍｎ並びに中継装置Ｒｋの構成についての図示並びに説明は省略する。
(Embodiment 3)
Since the communication system of the present embodiment has the same configuration as that of the first embodiment, illustration and description of the system configuration, the configuration of the terminal TUmn, and the relay device Rk are omitted.
マルチキャストフレームはマルチキャストアドレスを記憶している端末ＴＵｍｎのみが受信すべきものであるから、マルチキャストアドレスを記憶している端末ＴＵｍｎが存在しないネットワークセグメントＮＳｍにマルチキャストフレームが転送されることは避けなければならない。例えば、図１４に示すように４つのネットワークセグメントＮＳ１〜ＮＳ４が３つの中継装置Ｒ１〜Ｒ３で接続されたネットワーク構成において、３つのネットワークセグメントＮＳ１〜ＮＳ３に属する端末ＴＵ１ｎ、ＴＵ２ｎ，ＴＵ３ｎのみにマルチキャストフレームを伝送したい場合、中継装置Ｒ３がネットワークセグメントＮＳ４に当該マルチキャストフレームを転送してしまうとネットワークセグメントＮＳ４に必要のないトラフィックが増えてしまうことになる。 Since the multicast frame should be received only by the terminal TUmn storing the multicast address, it must be avoided that the multicast frame is transferred to the network segment NSm where the terminal TUmn storing the multicast address does not exist. For example, as shown in FIG. 14, in a network configuration in which four network segments NS1 to NS4 are connected by three relay devices R1 to R3, a multicast frame is transmitted only to the terminals TU1n, TU2n, and TU3n belonging to the three network segments NS1 to NS3. If the relay device R3 transfers the multicast frame to the network segment NS4, traffic unnecessary for the network segment NS4 increases.
このような無駄なトラフィックを削減する方法として、例えば、マルチキャストアドレス毎に当該マルチキャストアドレスを記憶している端末ＴＵｍｎのアドレスリストを全ての中継装置Ｒｋで管理し、マルチキャストフレームを転送する際に前記アドレスリストを参照して当該マルチキャストフレームの転送の要否を判断する方法が考えられる。しかしながら、このような方法では中継装置Ｒｋの中継制御部１０における処理負荷が増大してフレームの転送に要する時間（遅延時間）も増大してしまうという問題が生じる。
As a method for reducing such unnecessary traffic, for example, the address list of the terminal TUmn storing the multicast address for each multicast address is managed by all the relay apparatuses Rk, and the address is used when the multicast frame is transferred. A method of determining whether or not the multicast frame needs to be transferred with reference to the list can be considered. However, such a method causes a problem that the processing load in the
そこで本実施形態では、マルチキャストフレームの送信元である端末ＴＵｍｎから当該マルチキャストフレームの受信先の端末ＴＵｍｎまでの伝送経路に含まれる中継装置Ｒｋの数をカウント値として当該マルチキャストフレームに付加し、当該マルチキャストフレームが中継装置Ｒｋで中継される毎に前記カウント値をデクリメントするとともに当該カウント値がゼロとなっているマルチキャストフレームは中継せずに破棄するマルチキャスト中継処理部を各中継装置Ｒｋに備えている。但し、本実施形態では中継制御部１０がマルチキャスト中継処理部に相当する。
Therefore, in the present embodiment, the number of relay devices Rk included in the transmission path from the terminal TUmn that is the source of the multicast frame to the terminal TUmn that is the destination of the multicast frame is added to the multicast frame as a count value, and the multicast frame Each relay device Rk includes a multicast relay processing unit that decrements the count value every time a frame is relayed by the relay device Rk and discards the multicast frame having the count value of zero without relaying it. However, in this embodiment, the
まず、マルチキャストフレームの送信元である端末ＴＵｍｎから当該マルチキャストフレームの受信先の端末ＴＵｍｎまでの伝送経路に含まれる中継装置Ｒｋの数を確定する手順について説明する。 First, a procedure for determining the number of relay devices Rk included in a transmission path from a terminal TUmn that is a transmission source of a multicast frame to a terminal TUmn that is a reception destination of the multicast frame will be described.
ここで、図１５に示すように５つのネットワークセグメントＮＳ１〜ＮＳ５が４つの中継装置Ｒ１〜Ｒ４で接続されたネットワーク構成において、ネットワークセグメントＮＳ２に属する端末ＴＵ２１からネットワークセグメントＮＳ３に属する端末ＴＵ３１並びにネットワークセグメントＮＳ４に属する端末ＴＵ４１にマルチキャストフレームを伝送し、ネットワークセグメントＮＳ５に属する端末ＴＵ５１，ＴＵ５２には当該マルチキャストフレームを伝送しないこととする。 Here, as shown in FIG. 15, in a network configuration in which five network segments NS1 to NS5 are connected by four relay apparatuses R1 to R4, the terminal TU21 belonging to the network segment NS2 to the terminal TU31 belonging to the network segment NS3 and the network segment A multicast frame is transmitted to the terminal TU41 belonging to NS4, and the multicast frame is not transmitted to the terminals TU51 and TU52 belonging to the network segment NS5.
マルチキャストフレームを受信する端末（例えば、ＴＵ４１）の端末制御部１は、例えば、操作入力受付部４でマルチキャストアドレスを登録する操作入力が受け付けられると、入力されたマルチキャストアドレス（例えば、ＦＥ０１）を記憶部３に記憶するとともに、自己のデフォルトアドレスを有する中継装置Ｒ３に対して当該マルチキャストアドレスの登録依頼コマンドをデータとするフレームを送信する。
The
中継装置Ｒ３の中継制御部１０は、端末ＴＵ４１から受け取ったマルチキャストアドレス登録依頼コマンドに従い、登録の依頼元である端末ＴＵ４１のアドレスと当該端末ＴＵ４１が接続されている通信ポート（信号伝送部１１ｂ）と当該マルチキャストアドレスとの対応関係を、記憶部１２に記憶しているマルチキャストアドレス登録テーブルに登録する（図１６（ｂ）参照）。さらに中継装置Ｒ４の中継制御部１０は、他の中継装置Ｒ１〜Ｒ３，Ｒ５に対して、当該マルチキャストアドレス（ＦＥ０１）の登録を依頼するマルチキャストアドレス登録依頼コマンドをデータとするフレームを送信する。このマルチキャストアドレス登録依頼コマンドには、依頼元である中継装置Ｒ４のアドレス（識別符号）並びに登録対象のマルチキャストアドレスとともにホップ数「１」が含まれている。
In accordance with the multicast address registration request command received from the terminal TU41, the
伝送路Ｌｓ３又はＬｓ４を介して中継装置Ｒ３と直接接続されている２つの中継装置Ｒ２，Ｒ４の中継制御部１０は、中継装置Ｒ３から受け取ったマルチキャストアドレス登録依頼コマンドに従い、当該マルチキャストアドレス登録依頼コマンドの依頼元（当該フレームの転送元）である中継装置Ｒ３のアドレス（識別符号）と当該中継装置Ｒ３が接続されている通信ポート（信号伝送部１１ａ又は１１ｂ）と当該マルチキャストアドレスとホップ数との対応関係を、記憶部１２に記憶しているマルチキャストフィルタリングテーブルに登録する。さらに中継装置Ｒ２の中継制御部１０は、マルチキャストアドレス登録依頼コマンドに含まれているホップ数を「２」にインクリメントしたフレームを他の中継装置Ｒ１に転送する。
The
中継装置Ｒ１の中継制御部１０は、中継装置Ｒ２から転送されたマルチキャストアドレス登録依頼コマンドに従い、当該マルチキャストアドレス登録依頼コマンドの依頼元（当該フレームの転送元）である中継装置Ｒ２のアドレス（識別符号）と当該中継装置Ｒ２が接続されている通信ポート（信号伝送部１１ｂ）と当該マルチキャストアドレスとホップ数との対応関係を、記憶部１２に記憶しているマルチキャストフィルタリングテーブルに登録する（図１６（ａ）参照）。
In accordance with the multicast address registration request command transferred from the relay device R2, the
次に、上述の手順で端末ＴＵ３１，ＴＵ４１がマルチキャストアドレス「ＦＥ０１」の受信先として各中継装置Ｒ１〜Ｒ４に登録された後、端末ＴＵ２１からマルチキャストアドレス「ＦＥ０１」を宛先アドレスとするマルチキャストフレームが送信された場合において、各中継装置Ｒ１〜Ｒ４の中継制御部１０（マルチキャスト中継処理部）が行う中継処理について説明する。 Next, after the terminals TU31 and TU41 are registered in the relay apparatuses R1 to R4 as the reception destination of the multicast address “FE01” in the above-described procedure, a multicast frame having the multicast address “FE01” as the destination address is transmitted from the terminal TU21. In this case, the relay process performed by the relay control unit 10 (multicast relay processing unit) of each of the relay devices R1 to R4 will be described.
マルチキャストフレームを送信しようとする端末ＴＵ２１の端末制御部１は、自己のデフォルトアドレスを有する中継装置Ｒ１に対して、マルチキャストフレームの送信を依頼するマルチキャスト送信依頼コマンドをデータとするフレーム（ユニキャストフレーム）を送信する。このフレームは、図１８（ａ）に示すように第１ヘッダの送信先アドレスに依頼先の中継装置Ｒ１のアドレス（信号伝送部１１ｂのアドレス「００Ａ２」）が設定されるとともに送信元アドレスには依頼元の端末ＴＵ２１のアドレス（０００１）が設定され、第２ヘッダの宛先アドレスにマルチキャストアドレス（ＦＥ０１）が設定されるとともに送元アドレスには端末ＴＵ２１のアドレスが設定され、データには送信対象のデータが設定されている。
The
中継装置Ｒ１の中継制御部１０は、端末ＴＵ２１から受け取ったマルチキャスト送信依頼コマンドに従い、図１８（ｂ）に示すフォーマットのマルチキャストフレームを生成して信号伝送部１１ｂから伝送路Ｌｓ２へ送出する。このマルチキャストフレームは、第１ヘッダの送信先アドレス並びに第２ヘッダの宛先アドレスにマルチキャストアドレス（ＦＥ０１）が設定され、第１ヘッダの送信元アドレスに自己の通信ポート（信号伝送部１１ｂ）のアドレス（００Ａ２）が設定され、第２ヘッダの送元アドレスには端末ＴＵ２１のアドレス（０００１）が設定されている。さらに第２ヘッダには、当該マルチキャストフレームの送信元である中継装置Ｒ１の識別符号（０１）とカウント値が付加されている。このカウント値は、中継装置Ｒ１の記憶部１２に記憶しているマルチキャストフィルタリングテーブルにおいて、マルチキャストアドレスと対応するホップ数のうちの最大値（図示例では「２」）に設定される。
The
中継装置Ｒ１から伝送路Ｌｓ２へ送出されたマルチキャストフレームは、伝送路Ｌｓ２に接続されている（ネットワークセグメントＮＳ２に属する）端末ＴＵ２ｎのうちで記憶部３に当該マルチキャストフレームの第１ヘッダの送信先アドレスに設定されているマルチキャストアドレスを記憶している端末ＴＵ２ｎで受信されるとともに、伝送路Ｌｓ２に接続されている中継装置Ｒ２の通信ポート（信号伝送部１１ａ）にも受信される。
The multicast frame sent from the relay device R1 to the transmission line Ls2 is stored in the
中継装置Ｒ２の中継制御部１０は、受信したマルチキャストフレームの第２ヘッダに付加されているカウント値が０でないことを確認した後、記憶部１２のマルチキャストフィルタリングテーブルを参照して転送先の通信ポート（信号伝送部１１ｂ）に対応するマルチキャストアドレスとして当該マルチキャストフレームの宛先アドレスに設定されているマルチキャストアドレス（ＦＥ０１）が登録されているか否かを調べ、登録されていなければ当該マルチキャストフレームを転送せずに破棄し、登録されていれば第２ヘッダに付加されているカウント値を「１」にデクリメントしたマルチキャストフレームを転送先の通信ポート（信号伝送部１１ｂ）から伝送路Ｌｓ３へ送出させる。
The
中継装置Ｒ２から伝送路Ｌｓ３へ送出されたマルチキャストフレームは、伝送路Ｌｓ３に接続されている（ネットワークセグメントＮＳ３に属する）端末ＴＵ３ｎのうちで記憶部３に当該マルチキャストフレームの第１ヘッダの送信先アドレスに設定されているマルチキャストアドレスを記憶している端末ＴＵ３ｎで受信されるとともに、伝送路Ｌｓ３に接続されている中継装置Ｒ３の通信ポート（信号伝送部１１ａ）にも受信される。
The multicast frame sent from the relay device R2 to the transmission line Ls3 is stored in the
中継装置Ｒ３の中継制御部１０は、受信したマルチキャストフレームの第２ヘッダに付加されているカウント値が０でないことを確認した後、記憶部１２のマルチキャストフィルタリングテーブルを参照して転送先の通信ポート（信号伝送部１１ｂ）に対応するマルチキャストアドレスとして当該マルチキャストフレームの宛先アドレスに設定されているマルチキャストアドレス（ＦＥ０１）が登録されているか否かを調べ、登録されていなければ当該マルチキャストフレームを転送せずに破棄し、登録されていれば第２ヘッダに付加されているカウント値を「０」にデクリメントしたマルチキャストフレームを転送先の通信ポート（信号伝送部１１ｂ）から伝送路Ｌｓ４へ送出させる。但し、受信したマルチキャストフレームのカウント値が「１」である場合においては、中継制御部１０は、記憶部１２のマルチキャストアドレス登録テーブルを参照して転送先の通信ポート（信号伝送部１１ｂ）に当該マルチキャストアドレス（ＦＥ０１）と対応する端末Ｔｍｎのアドレスが登録されているときにのみマルチキャストフレームを転送し、端末ＴＵｍｎのアドレスが登録されていなければマルチキャストフレームを転送せずに破棄する。
The
中継装置Ｒ３から伝送路Ｌｓ４へ送出されたマルチキャストフレームは、伝送路Ｌｓ４に接続されている（ネットワークセグメントＮＳ４に属する）端末ＴＵ４ｎのうちで記憶部３に当該マルチキャストフレームの第１ヘッダの送信先アドレスに設定されているマルチキャストアドレスを記憶している端末ＴＵ４ｎで受信されるとともに、伝送路Ｌｓ４に接続されている中継装置Ｒ４の通信ポート（信号伝送部１１ａ）にも受信される。
The multicast frame sent from the relay device R3 to the transmission line Ls4 is stored in the
中継装置Ｒ４の中継制御部１０は、受信したマルチキャストフレームの第２ヘッダに付加されているカウント値が０であることを確認すれば、当該マルチキャストフレームを転送せずに破棄する。したがって、「ＦＥ０１」のマルチキャストアドレスを記憶している端末ＴＵ５ｎが存在しないネットワークセグメントＮＳ５には中継装置Ｒ５から当該マルチキャストフレームが転送されない。
If the
而して、図１９のフローチャートに示すように、各中継装置Ｒｋの中継制御部１０がマルチキャストフレームの第２ヘッダに付加されているカウント値と記憶部１２に記憶しているマルチキャストアドレス登録テーブル並びにマルチキャストフィルタリングテーブルに基づいてマルチキャストフレームの転送の要否を判断し、カウント値が「０」であるマルチキャストフレームについては無条件で転送せずに破棄することによって、ネットワークセグメントＮＳｍにおける不要なトラフィックを削減することができる。
Thus, as shown in the flowchart of FIG. 19, the
（実施形態４）
実施形態１〜３で説明した通信システムにおいては、その運用前に、各端末ＴＵｍｎの記憶部３に自己のデフォルトアドレスを記憶するとともに、各中継装置Ｒ１，Ｒ２，…の記憶部１２にルーティングテーブルを記憶する作業（初期設定作業）が必要である。
(Embodiment 4)
In the communication system described in the first to third embodiments, the own default address is stored in the
例えば、図２０に示すように３つのネットワークセグメントＮＳ１〜ＮＳ３が２つの中継装置Ｒ１，Ｒ２で接続されたネットワーク構成において、ネットワークセグメントＮＳ１に属する（伝送路Ｌｓ１に直接接続されている）端末ＴＵ１１〜ＴＵ１４の記憶部３にデフォルトアドレスを記憶（登録）するとともに、これら４台の端末ＴＵ１１〜ＴＵ１４のアドレスとデフォルトアドレスとの対応関係（ルーティングテーブル）を各中継装置Ｒ１，Ｒ２の記憶部１２に記憶（登録）する場合の初期設定作業について説明する。
For example, as shown in FIG. 20, in a network configuration in which three network segments NS1 to NS3 are connected by two relay apparatuses R1 and R2, terminals TU11 to TU11 belonging to the network segment NS1 (directly connected to the transmission line Ls1) The default address is stored (registered) in the
まず、中継装置Ｒ１の中継制御部１０は、起動後、ネットワークセグメントＮＳ１を対象とするマルチキャストアドレスを送信先アドレスとし且つ伝送路Ｌｓ１が接続されている信号伝送部１１ａのアドレスを送信元アドレスとする第１ヘッダをデータ（ネットワークセグメントＮＳ１に属する端末ＴＵ１ｎに対してアドレス情報の取得を要求するコマンド＜存在確認コマンド＞）に付加したフレーム（マルチキャストフレーム）を生成し、当該マルチキャストフレームをディジタル変調してなる伝送信号を信号伝送部１１ａから伝送路Ｌｓ１へ送出させる。
First, after activation, the
中継装置Ｒ１から送信されたマルチキャストフレームは伝送路Ｌｓ１に接続されている全ての端末ＴＵ１ｎで受信される。そして、当該端末ＴＵ１ｎの端末制御部１は、受信したマルチキャストフレームに含まれる前記存在確認コマンドに従い、当該マルチキャストフレームにおける第１ヘッダの送信元アドレス（中継装置Ｒ１の信号伝送部１１ａのアドレス）を自己のデフォルトアドレスとして記憶部３に記憶（登録）するとともに、当該デフォルトアドレスを送信先アドレスとし且つ自己のアドレスを送信元アドレスとする第１ヘッダをデータ（自己のアドレスの登録を依頼するコマンド＜登録依頼コマンド＞）に付加したフレーム（ユニキャストフレーム）を生成し、当該マルチキャストフレームをディジタル変調してなる伝送信号を信号伝送部２から伝送路Ｌｓ１へ送出させる。
The multicast frame transmitted from the relay device R1 is received by all the terminals TU1n connected to the transmission path Ls1. Then, in accordance with the presence confirmation command included in the received multicast frame, the
ここで、伝送路Ｌｓ１に接続されている複数台の端末ＴＵ１ｎの端末制御部１が一斉にフレームを送信しようとすれば、輻輳が生じて端末ＴＵ１ｎから中継装置Ｒ１へのフレーム伝送に多大な時間を要してしまう虞がある。そこで本実施形態では、各端末ＴＵ１ｎの端末制御部１が、自己のアドレスに基づいて所定の待機時間ＷＴｎを演算し、存在確認コマンドを含むマルチキャストフレームを信号伝送部２で受信した時点から前記待機時間ＷＴｎが経過した時点で登録依頼コマンドを含むフレームを信号伝送部２より送信させるようにしている。これにより、登録依頼コマンドを含むフレームが伝送路Ｌｓ１を介して各端末ＴＵ１ｎの信号伝送部２より送信されるタイミングを個々の端末ＴＵ１ｎ毎に違えることができ、その結果、全ての端末ＴＵ１ｎと中継装置Ｒ１との間のフレーム伝送を確実且つ短時間に行うことができる。尚、待機時間ＷＴｎの演算方法としては、例えば、自己のアドレスをデフォルトアドレスで除算した余りを求める方法などがある。
Here, if the
一方、中継装置Ｒ１の中継制御部１０は、存在確認コマンドを含むマルチキャストフレームを信号伝送部１１ａより送信してから所定の受付時間が経過するまでの間に、登録依頼コマンドを含むフレームを信号伝送部１１ａで受信すると、当該フレームにおける第１ヘッダの送信元アドレスを、信号伝送部１１ａに伝送路Ｌｓ１を介して直接接続されているネットワークセグメントＮＳ１に属する端末ＴＵ１ｎのアドレスとして自己の信号伝送部１１ａのアドレスに対応付けて記憶部１２に記憶（登録）することでルーティングテーブルを作成する。尚、中継制御部１０では、受付時間が経過した後に登録依頼コマンドを含むフレームを信号伝送部１１ａで受信した場合、記憶部１２へのアドレスの記憶（登録）は行わず、再度存在確認コマンドを含むマルチキャストフレームを信号伝送部１１ａより送信させる。
On the other hand, the
さらに中継装置Ｒ１の中継制御部１０は、上述した手順で記憶部１２に記憶したネットワークセグメントＮＳ１に属する全ての端末ＴＵ１ｎのアドレス及び当該アドレスとデフォルトアドレスの対応関係（以下、端末情報と呼ぶ。）を含む端末情報転送コマンドと、伝送路Ｌｓ２を介して信号伝送部１１ｂに接続されている他の中継装置Ｒ２のアドレスを送信先アドレスとし且つ自己のアドレスを送信元アドレスとする第１ヘッダとを含むフレームを生成し、当該フレームをディジタル変調してなる伝送信号を信号伝送部１１ｂから伝送路Ｌｓ２へ送出させる。
Further, the
中継装置Ｒ２から送信されたフレームは伝送路Ｌｓ２を介して中継装置Ｒ２の信号伝送部１１ａで受信される。そして、中継装置Ｒ２の中継制御部１０は、受信したフレームに含まれる端末情報転送コマンドに従い、当該端末情報転送コマンドに含まれる端末情報を記憶部１２に記憶（登録）する。このようにしてネットワークセグメントＮＳ１に属する端末ＴＵ１ｎの記憶部３にデフォルトアドレスが記憶（登録）されるとともに、中継装置Ｒ１，Ｒ２の記憶部１２に端末情報（ルーティングテーブル）が記憶（登録）されて初期設定作業が完了するのである。
The frame transmitted from the relay device R2 is received by the
而して本実施形態によれば、１台の中継装置Ｒ１から他の中継装置Ｒ２へ端末ＴＵ１ｎのアドレス（端末情報）を通知する際、個々の端末ＴＵ１ｎ毎に端末情報を含むフレームを伝送する場合と比較して、全ての端末ＴＵ１ｎの端末情報を伝送するのに必要なフレームの伝送回数を減らすことができ、その結果、初期設定作業に要する時間が短縮できるという利点がある。尚、端末ＴＵｍｎにおいてデフォルトアドレスを記憶する記憶部３や中継装置Ｒ１，Ｒ２，…において端末情報を記憶する記憶部１２が不揮発性の半導体メモリ（例えば、フラッシュメモリ）で構成されているので、停電などによる電源断時にも記憶部３，１２に記憶しているデフォルトアドレスや端末情報が失われることがなく、端末ＴＵｍｎや中継装置Ｒ１，…の起動時に再度初期設定作業を行う手間が省けるという利点がある。
Thus, according to the present embodiment, when notifying the address (terminal information) of the terminal TU1n from one relay apparatus R1 to the other relay apparatus R2, a frame including terminal information is transmitted for each terminal TU1n. Compared to the case, there is an advantage that the number of frame transmissions required to transmit the terminal information of all the terminals TU1n can be reduced, and as a result, the time required for the initial setting work can be shortened. Since the
（実施形態５）
本発明に係る通信システムは、複数のネットワークセグメントが中継装置を介して接続されていることを前提としている。しかしながら、上述した実施形態１〜４における１つのネットワークセグメントのみで通信システムを構成することも勿論可能である。このように１つのネットワークセグメントのみで通信システムを構成した場合、同一のネットワークセグメントに属する端末同士でフレームを伝送する際、中継装置のアドレス（デフォルトアドレス）ではなく伝送相手の端末のアドレスを第１ヘッダの送信先アドレスとする必要がある。つまり、端末ＴＵｍｎの端末制御部１では、中継装置Ｒの有無に応じてフレームを生成する処理の内容、具体的には第１ヘッダの送信先アドレスを中継装置Ｒのアドレスであるデフォルトアドレスとすることと、第１ヘッダの送信先アドレスを伝送相手の端末ＴＵｍｎのアドレスとすることを切り替える必要がある。
(Embodiment 5)
The communication system according to the present invention is based on the assumption that a plurality of network segments are connected via a relay device. However, it is of course possible to configure the communication system with only one network segment in the first to fourth embodiments. When a communication system is configured with only one network segment in this way, when transmitting frames between terminals belonging to the same network segment, the address of the terminal of the transmission partner is not the first address but the address of the relay device (default address). It needs to be the destination address of the header. That is, in the
そこで本実施形態では、端末ＴＵｍｎの端末制御部１が、中継装置Ｒのアドレスが端末ＴＵｍｎの記憶部３に記憶されていない場合、自己が属するネットワークセグメントＮＳに中継装置Ｒが接続されていないものと判断し、上述したフレームを生成する処理の内容を、第１ヘッダの送信先アドレスを伝送相手の端末ＴＵｍｎのアドレスとする処理に自動的に切り替えるようにしている。すなわち、実施形態４で説明した初期設定作業における存在確認コマンドを含むマルチキャストフレームを受信しなければ端末ＴＵｍｎの記憶部３にデフォルトアドレスが記憶されないので、起動後の一定時間内に前記マルチキャストフレームが受信できなければ、端末制御部１においては、自己が属するネットワークセグメントＮＳに中継装置Ｒが接続されていないものと判断すればよい。
Therefore, in this embodiment, when the address of the relay device R is not stored in the
上述のように本実施形態によれば、中継装置Ｒとの間の伝送路Ｌｓｍが断線していたり、あるいは伝送路Ｌｓｍに中継装置Ｒが接続されていない状況においても、同一のネットワークセグメントＮＳｍに属する端末ＴＵｍｎ同士の間でフレームを伝送することができる。 As described above, according to the present embodiment, even when the transmission line Lsm between the relay apparatus R is disconnected or the relay apparatus R is not connected to the transmission line Lsm, the same network segment NSm is connected. A frame can be transmitted between the terminals TUmn to which it belongs.
ＴＵｍｎ 端末
Ｒｋ 中継装置
ＮＳｍ ネットワークセグメント
Ｌｓｍ 伝送路
TUmn terminal Rk relay device NSm network segment Lsm transmission path
Claims (13)
中継装置は、それぞれに異なるネットワークセグメントの伝送路と接続され、当該伝送路を介してフレームを送受信する複数の送受信部と、自己に割り当てられた固有のアドレス、複数のネットワークセグメントに属する全ての端末のアドレス、他の全ての中継装置のアドレス、並びに各端末のアドレスと当該端末が属するネットワークセグメントに接続されている中継装置のうちの何れかの中継装置のアドレスとの対応関係を記憶する記憶部と、記憶部に記憶した種々のアドレス並びに前記対応関係に基づいてフレームを中継する中継制御部とを備え、
端末は、伝送路を介してフレームを送受信する送受信部と、自己に割り当てられたアドレス並びにフレームの伝送相手である１乃至複数の端末のアドレス、中継装置の記憶部に記憶されている中継装置のアドレスのうちで自己のアドレスと対応した中継装置のアドレスを記憶する記憶部と、記憶部に記憶している中継装置のアドレスを送信先アドレスとし且つ自己のアドレスを送信元アドレスとする第１ヘッダ及び伝送相手の端末のアドレスを宛先アドレスとし自己のアドレスを送元アドレスとし且つ記憶部に記憶している中継装置のアドレスを付加した第２ヘッダを含むフレームを生成して送受信部より伝送路を介して送信させる端末制御部とを備え、
中継制御部は、記憶部に記憶した前記対応関係を参照して、送受信部で受信するフレームの第２ヘッダの宛先アドレスと対応する中継装置のアドレスを取得し、当該アドレスが他の中継装置のアドレスである場合は第１ヘッダの送信先アドレスを当該中継装置のアドレスに書き換えた前記フレームを送受信部より伝送路を介して送信させ、当該アドレスが自己に割り当てられたアドレスに一致する場合は第１ヘッダの送信先アドレスを第２ヘッダの宛先アドレスに書き換えた前記フレームを送受信部より伝送路を介して送信させ、
端末制御部は、送受信部で受信するフレームに含まれた第１ヘッダの送信先アドレスが自己に割り当てられたアドレスに一致すれば当該フレームを取得し、一致しなければ当該フレームを破棄することを特徴とする通信システム。 A plurality of terminals each assigned a unique address are connected via a transmission path, and each terminal connects a plurality of network segments that identify communication partners by the address, and the plurality of network segments. In a communication system configured with a plurality of relay devices that relay frames transmitted from a terminal belonging to any network segment to a terminal belonging to any other network segment,
The relay device is connected to a transmission path of a different network segment, and a plurality of transmission / reception units that transmit and receive frames via the transmission path, a unique address assigned to the relay apparatus, and all terminals belonging to the plurality of network segments , The addresses of all other relay devices, and the correspondence between the address of each terminal and the address of any one of the relay devices connected to the network segment to which the terminal belongs A relay control unit that relays frames based on various addresses stored in the storage unit and the correspondence relationship,
The terminal transmits / receives a frame via a transmission path, the address assigned to itself, the addresses of one or more terminals that are transmission partners of the frame, and the relay device stored in the storage unit of the relay device Among the addresses, a storage unit for storing the address of the relay device corresponding to the self address, and a first header having the address of the relay device stored in the storage unit as a transmission destination address and the self address as a transmission source address And a frame including a second header to which the address of the transmission destination terminal is set as the destination address, the self address is set as the source address, and the address of the relay apparatus stored in the storage unit is added, A terminal control unit for transmitting via
The relay control unit refers to the correspondence relationship stored in the storage unit, acquires the address of the relay device corresponding to the destination address of the second header of the frame received by the transmission / reception unit, and the address is the other relay device's address. If the address is an address, the transmission / reception unit transmits the frame in which the transmission destination address of the first header is rewritten to the address of the relay device via the transmission path, and if the address matches the address assigned to itself, The frame in which the transmission destination address of one header is rewritten to the destination address of the second header is transmitted from the transmission / reception unit via a transmission path,
The terminal control unit acquires the frame if the transmission destination address of the first header included in the frame received by the transmission / reception unit matches the address assigned to itself, and discards the frame if it does not match A featured communication system.
当該全ての端末は、中継装置から通知される前記アドレスを当該端末の記憶部に記憶する中継装置のアドレスとすることを特徴とする請求項３記載の通信システム。 The relay device compares the address value with other relay devices connected to the same network segment, and assigns the relatively larger or smaller address to all terminals belonging to the network segment. Notify
4. The communication system according to claim 3, wherein all the terminals use the address notified from the relay apparatus as an address of the relay apparatus that stores the address in the storage unit of the terminal.
中継制御部は、記憶部に記憶した前記対応関係を参照して、送受信部で受信するフレームの第２ヘッダの宛先アドレスと対応する中継装置のアドレスを取得し、当該アドレスが他の中継装置のアドレスである場合は第１ヘッダの送信先アドレスを当該中継装置のアドレスに書き換えるとともに、記憶部に記憶した前記対応関係を参照し、前記フレームの第２ヘッダの送元アドレスと対応する中継装置のアドレスを取得して第２ヘッダに当該中継装置のアドレスを付加した前記フレームを送受信部より伝送路を介して送信させ、第２ヘッダの宛先アドレスと対応する前記中継装置のアドレスが自己に割り当てられたアドレスに一致する場合は第１ヘッダの送信先アドレスを第２ヘッダの宛先アドレスに書き換えた前記フレームを送受信部より伝送路を介して送信させることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の通信システム。 When transmitting a frame to a terminal belonging to another network segment, the terminal control unit uses a second header with the address of the terminal as the destination address and the source address as the source address, and the relay stored in the storage unit The frame including the first header having the address of the device as the transmission destination address and the self address as the transmission source address is generated and transmitted via the transmission path from the transmission / reception unit,
The relay control unit refers to the correspondence relationship stored in the storage unit, acquires the address of the relay device corresponding to the destination address of the second header of the frame received by the transmission / reception unit, and the address is the other relay device's address. When the address is an address, the transmission destination address of the first header is rewritten to the address of the relay device, and the correspondence relationship stored in the storage unit is referred to, and the relay device corresponding to the source address of the second header of the frame is referred to. The frame obtained by acquiring the address and adding the address of the relay device to the second header is transmitted from the transmission / reception unit via the transmission path, and the address of the relay device corresponding to the destination address of the second header is assigned to itself. If the received address matches the received address, the transmission / reception unit transmits the frame in which the destination address of the first header is rewritten to the destination address of the second header. Communication system according to any one of claims 1 to 6, characterized in that to transmit over the road.
当該伝送路に直接接続されている端末の端末制御部は、送受信部で受信する前記フレームの送信元アドレスを中継装置のアドレスとして記憶部に記憶するとともに、当該中継装置のアドレスを送信先アドレスとし且つ自己のアドレスを送信元アドレスとする第１ヘッダ並びに登録依頼のメッセージからなるデータを含むフレームを生成して送受信部より前記伝送路を介して送信させ、
前記中継装置の中継制御部は、存在確認のメッセージからなるデータを含む前記フレームを送受信部より送信してから所定の受付時間が経過するまでの間に、データが登録依頼のメッセージであるフレームを送受信部で受信すると、当該フレームにおける第１ヘッダの送信元アドレスを、当該送受信部に伝送路を介して直接接続されているネットワークセグメントに属する端末のアドレスとして記憶部に記憶し、前記受付時間が経過するまでの間に記憶部に記憶した全ての端末のアドレスからなるデータを含むとともに他の中継装置のアドレスを送信先アドレスとし且つ自己のアドレスを送信元アドレスとするフレームを生成して送受信部より伝送路を介して送信し、
当該フレームを送受信部で受信した前記他の中継装置の中継制御部は、当該フレームに含まれる各端末のアドレスと第１ヘッダの送信元アドレスである中継装置のアドレスとを対応付けて記憶部に記憶することを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の通信システム。 The relay control unit of the relay apparatus newly connected to the transmission path of the network segment includes data including a first header having a broadcast address as a transmission destination address and its own address as a transmission source address and a presence confirmation message. Generate a frame and send it from each transmitter / receiver via a transmission path,
The terminal control unit of the terminal directly connected to the transmission path stores the transmission source address of the frame received by the transmission / reception unit in the storage unit as the address of the relay device, and uses the address of the relay device as the transmission destination address. And the first header having its own address as a transmission source address and a frame including data including a registration request message are generated and transmitted from the transmission / reception unit via the transmission path,
The relay control unit of the relay apparatus transmits a frame whose data is a registration request message after a predetermined reception time elapses after the frame including the data including the presence confirmation message is transmitted from the transmission / reception unit. When received by the transmission / reception unit, the transmission source address of the first header in the frame is stored in the storage unit as an address of a terminal belonging to a network segment directly connected to the transmission / reception unit via a transmission path, and the reception time The transmission / reception unit generates a frame including data consisting of all the terminal addresses stored in the storage unit until the elapse of time and having the address of another relay device as a transmission destination address and the own address as a transmission source address Send via the transmission line,
The relay control unit of the other relay device that has received the frame by the transmission / reception unit associates the address of each terminal included in the frame with the address of the relay device that is the transmission source address of the first header in the storage unit. It memorize | stores, The communication system of any one of Claims 1-8 characterized by the above-mentioned.
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