JP2011019152A - ノードおよびネットワーク制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】リング型イーサネットシステムにおけるＲＳＴＰの動作状態を、各ノードで容易に視認可能とする。
【解決手段】状態表示処理部１５により、通信経路のうち当該ノードと隣接ノードとの間のセグメントに関する接続制御状態と、通信経路を介して他ノードから通知された状態表示処理に関する処理情報とに基づいて、冗長制御に応じた当該ノードの動作状態を判定し、当該動作状態を状態表示部３０で表示するとともに、判定で得られた動作状態に応じた新たな処理情報を、通信経路を介して他ノードへ通知する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、イーサネット（登録商標）通信技術に関し、特にＲＳＴＰ（Rapid Spanning Tree Protocol）に基づきツリートポロジーを形成してデータ通信を実現するリング型イーサネットの制御技術に関する。

ビル設備やプラント設備を監視制御する監視制御システムでは、情報収集機能や制御機能などの各種機能を有する通信機器をノードとして通信ネットワークを介して接続し、これらノード間でデータ通信を行うことにより、中央監視装置で個々の設備を監視制御するものとなっている。このような監視制御システムでは、通信ネットワークとしてイーサネットが用いられ、各ノード間でデータ通信用のＭＡＣフレームである通信フレームをやり取りすることにより、上位アプリケーションにおけるデータ通信が実現される。

イーサネットでは、複数のノードを接続する際、ハブやスイッチに各ノードをそれぞれ接続するスター配線方式が基本である。このようなスター配線方式は、比較的規模の小さいオフィス環境には適合するものの、ビル設備やプラント設備などの大規模な設備には必ずしも適合しない。その理由としては、スター配線方式では、ハブやスイッチと各ノードとをそれぞれ個別の配線を介して接続する必要があり、広範囲にわたってノードが設置されている場合には、ノード間を結ぶ配線が複雑化し、配線工事やメンテナンスの作業負担が増大するからである。

このようなイーサネットにおいて、各ノードをリング状に接続するリング型イーサネットが提案されている（例えば、特許文献１など参照）。このリング型イーサネットは、通信経路内に存在するリングトポロジーによる通信エラーを回避するＳＴＰ(Spanning Tree Protocol/IEEE 802.1D)機能や、これを改良したＲＳＴＰ（Rapid Spanning Tree Protocol/IEEE 802.1w）機能などの冗長制御機能を用いて、ノード間でＢＰＤＵ（Bridge Protocol Data Unit）と呼ばれる冗長制御用のＭＡＣフレームである制御フレームをやり取りすることにより、システムの冗長化を実現することが可能となる。

図９は、典型的なリング型イーサネットシステムの構成例である。ここでは、５つのノードＮ１〜Ｎ５がリングにリング接続されている。通常、ノードに搭載されているＲＳＴＰの冗長制御処理では、リング接続されているノードのうちから１つのルートノード、例えばＭＡＣアドレスの最も小さいノードを選択する。図９の例では、ノードＮ１がルートノードとして選択されている。
この後、ルートノードと他ノードとの間で制御フレームでやり取りすることにより、例えばノード間のコストやノードの優先順位に基づいてツリートポロジーの現用系通信経路を設定する。

具体的には、ルートノードを基準として、ルートノードからコストの最も高いノード間を結ぶセグメントを現用系通信経路以外の不要経路として選択し、この不要経路に接続された一方のノードのポートをブロッキングすることにより、障害時のバックアップ系通信経路として設定する。
この際、コストとしては、ルートノードから任意のノードまでの間に位置するノード台数に比例するパラメータが用いられ、その最大コストとなるノード間でブロッキングされる。

図９の例では、ノードが１つ増えるごとにコストが１００ずつ増加しているため、ルートノードＮ１から左回りでノードＮ４までの最大コスト２００となり、ノードＮ３とノードＮ４の間を結ぶセグメントが不要経路と判断される。そして、この不要経路の端点に接続されているノードＮ３，Ｎ４のいずれか一方、例えばＭＡＣアドレスの大きい方のノードＮ４のポート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が、ルートノードＮ１からノードＮ３およびノードＮ４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。これにより、物理的にリングトポロジーを形成しているネットワークであっても、データループの発生が回避される。

このようにして、ツリートポロジーが形成された後、ＲＳＴＰの冗長制御処理は、ヘルシチェック段階へ移行する。図１０は、ヘルシチェック動作を示す説明図である。ヘルシチェック段階では、ルートノードＮ１からノードＮ２方向とノードＮ５方向の２方向へ、障害監視用の制御フレームでForwarding ＢＰＤＵを用いたヘルスチェックメッセージが定期的に送信される。各ノードＮ２〜Ｎ５は、ルートノードＮ１からのヘルスチェックメッセージを正常に受信した場合、後続のノードへ転送する。したがって、ヘルスチェックメッセージが正常に受信できない場合、ルートノードＮ１側に隣接するノードとの間のセグメントで障害が発生したことが確認できる。

このような場合、障害発生を確認したノードからルートノードとは逆方向へ再構築要求が送信される。この再構築要求の受信に応じて、ブロッキングしているノードは、当該ブロッキングを解除する。これにより、ブロッキングされていたバックアップ系通信経路が利用されて、新たな通信経路が再構築される。

特開２００５−１０９８４６号公報

このようなリング型イーサネットシステムは、メンテナンス時や障害発生時に、ビル設備やプラント設備などの現場において、調整や障害対応が行われる。その際、現場での作業では、データ通信の正常性、リング配線の正常性、障害発生状況、障害復旧状況など、リング型イーサネットシステムに関する動作状況を確認する必要がある。

しかしながら、このような従来技術では、ＲＳＴＰに基づく冗長制御処理がノード内部で自動処理されるため、ネットワーク管理作業の現場において、各ノードの動作状態を容易に確認できないという問題点があった。このため、現場での障害対応や調整に関する作業効率の改善や、作業トラブル発生の抑制を妨げる要因にもなっていた。特に、ビル設備やプラント設備などの現場では、数十台のノードが１つのリング配線に接続される場合には、これら傾向が強まることになる。

本発明はこのような課題を解決するためのものであり、リング型イーサネットシステムにおけるＲＳＴＰの冗長制御に応じた各ノードの動作状態を容易に確認できるネットワーク制御技術を提供することを目的としている。

このような目的を達成するために、本発明にかかるノードは、リング状の通信経路を介して複数のノードを接続することによりこれらノード間のデータ通信を実現するとともに、ＲＳＴＰに基づいて通信経路に対する冗長制御を行うリング型イーサネットシステムで用いられるノードであって、冗長制御に応じた当該ノードの動作状態を表示するための状態表示部と、通信経路のうち当該ノードと隣接ノードとの間のセグメントに関する接続制御状態と、通信経路を介して他ノードから通知された状態表示処理に関する処理情報とに基づいて、冗長制御に応じた当該ノードの動作状態を判定し、当該動作状態を状態表示部で表示するとともに、判定で得られた動作状態に応じた新たな処理情報を、通信経路を介して他ノードへ通知する状態表示処理部とを備えている。

この際、状態表示処理部で、ＲＳＴＰで用いるＢＰＤＵに処理情報を格納することにより、他ノードとの間で処理情報をやり取りするようにしてもよい。

また、本発明にかかるネットワーク制御方法は、リング状の通信経路を介して複数のノードを接続することによりこれらノード間のデータ通信を実現するとともに、ＲＳＴＰに基づいて通信経路に対する冗長制御を行うリング型イーサネットシステムで用いられるネットワーク制御方法であって、ノードが、通信経路のうち当該ノードと隣接ノードとの間のセグメントに関する接続制御状態と、通信経路を介して他ノードから取得した状態表示処理に関する処理情報とに基づいて、冗長制御に応じた当該ノードの動作状態を判定する判定ステップと、判定で得られた動作状態を表示する表示ステップと、判定で得られた動作状態に応じた新たな処理情報を、通信経路を介して他ノードへ通知する通知ステップとを備えている。

この際、ノードで、ＲＳＴＰで用いるＢＰＤＵに処理情報を格納することにより、他ノードとの間で処理情報をやり取りするようにしてもよい。

本発明によれば、リング型イーサネットシステムにおけるＲＳＴＰの動作状態を、各ノードで容易に確認することができる。このため、ＲＳＴＰに基づく冗長制御がノード内部で自動処理される場合でも、ネットワーク管理作業の現場において、各ノードの動作状態を容易に把握することができる。したがって、現場での障害対応や調整に関する作業効率を改善でき、作業トラブルの発生を抑制することができる。特に、ビル設備やプラント設備などの現場のように、数十台のノードが１つのリングに接続される場合、極めて大きな効果を得ることができる。

本実施の形態にかかるノードの要部構成を示すブロック図である。 ＢＰＤＵのフレーム構成例である。 状態表示処理に関する処理情報の構成例である。 状態表示処理におけるノードの状態遷移を示す説明図である。 リング確立時の状態表示制御動作を示す説明図である。 リング確立時の状態表示制御動作（続き）を示す説明図である。 リング確立時の状態表示制御動作（続き）を示す説明図である。 リング確立時の状態表示制御動作（続き）を示す説明図である。 リング確立時の状態表示制御動作（続き）を示す説明図である。 リング確立時の状態表示制御動作（続き）を示す説明図である。 リング確立時の状態表示制御動作（続き）を示す説明図である。 リング確立時の状態表示制御動作（続き）を示す説明図である。 障害発生時の状態表示制御動作を示す説明図である。 障害発生時の状態表示制御動作を（続き）示す説明図である。 障害解消時の状態表示制御動作を示す説明図である。 障害解消時の状態表示制御動作を（続き）示す説明図である。 ＲＳＴＰ不作動時の状態表示制御動作を示す説明図である。 典型的なリング型イーサネットシステムの構成例である。 ヘルシチェック動作を示す説明図である。

次に、本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。
［本実施の形態の構成］
まず、図１を参照して、本実施の形態にかかるノードについて説明する。図１は、本実施の形態にかかるノードの要部構成を示すブロック図である。

このノードＮは、リング型イーサネットシステムを構築するデータ通信用のノードである。これらノードＮは、リング状の通信経路からなるリングＬで接続されており、ＲＳＴＰ（Rapid Spanning Tree Protocol）に基づいてリングＬに対する冗長制御処理を行うことによりツリートポロジーを構築し、任意のノード間でデータ通信を行う機能を有している。

ノードＮには、主な機能部として、リング接続制御部１０、アプリケーション処理部２０、および状態表示部３０が設けられている。
リング接続制御部１０は、リングＬを介して他ノードＮとの間のデータ通信（イーサネット準拠）を制御する機能を有している。
アプリケーション処理部２０は、リング接続制御部１０を介して他ノードＮとのイーサネット通信により、例えばビル設備やプラント設備を監視制御するための各種上位アプリケーション処理を実行する機能を有している。

リング接続制御部１０には、主な処理部として、ＭＡＣ処理部１１，１２、ＲＳＴＰ処理部１３、転送処理部１４、および状態表示処理部１５が設けられている。
ＭＡＣ処理部１１は、リング接続用のポートＰ１を介してリングＬの一端Ｌ１と接続し、各ノードＮとの間で各種ＭＡＣフレームを送受信する機能と、ＲＳＴＰ処理部１３によりポートＰ１に対してブロッキングが設定されている場合、ポートＰ１について、データ通信用のＭＡＣフレームである通信フレームの送受信を規制し、冗長制御用のＭＡＣフレームである制御フレームのみを送受信する機能と、隣接ノードから受信した制御フレームをＲＳＴＰ処理部１３へ出力する機能とを有している。

ＭＡＣ処理部１２は、リング接続用のポートＰ２を介してリングＬの他端Ｌ２と接続し、各ノードＮとの間で各種ＭＡＣフレームを送受信する機能と、ＲＳＴＰ処理部１３によりポートＰ２に対してブロッキングが設定されている場合、ポートＰ２について、データ通信用のＭＡＣフレームである通信フレームの送受信を規制し、冗長制御用のＭＡＣフレームである制御フレームのみを送受信する機能と、隣接ノードから受信した制御フレームをＲＳＴＰ処理部１３へ出力する機能とを有している。

ＲＳＴＰ処理部１３は、ＭＡＣ処理部１１，１２とそれぞれ接続し、ＲＳＴＰに基づいてリングＬに対する冗長制御処理を行う機能を有している。この際、ＲＳＴＰ処理部１３は、他ノードとの間でリングＬを介してＢＰＤＵ（Bridge Protocol Data Unit）と呼ばれる制御フレームをやり取りすることにより、ネットワークトポロジーの構築、ルートノードの決定、障害監視、障害復旧などの各種冗長制御を実行する。

転送処理部１４は、ＭＡＣ処理部１１，１２から入力された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またはアプリケーション処理部２０のいずれかへ転送する機能と、アプリケーション処理部２０から入力されたＭＡＣフレームをＭＡＣ処理部１１，１２へ転送する機能とを有している。

状態表示処理部１５は、接続確立の有無、障害発生の有無、ブロッキングの有無など、当該ノードＮと隣接ノードとの間のセグメントに関する接続制御状態を、ＲＳＴＰ処理部１３から取得する機能と、ＲＳＴＰ処理部１３で他ノードとやり取りされるＢＰＤＵを利用して他ノードから通知された、状態表示処理に関する処理情報を取得する機能と、これら接続制御状態および処理情報に基づいて、ＲＳＴＰの冗長制御に応じた当該ノードの動作状態を判定する機能と、この判定により得られた当該ノードＮの動作状態を状態表示部３０で可視表示する機能と、この判定により得られた当該ノードＮの動作状態に応じた新たな処理情報を、ＲＳＴＰ処理部１３で他ノードとやり取りされるＢＰＤＵを利用して他ノードへ通知する機能とを有している。

図２は、ＢＰＤＵのフレーム構成例である。このＢＰＵＤフレームの構成例では、標準的なＢＰＤＵフレーム構成に、自ノードに関する処理情報が付加されている。ＢＰＤＵフレームは、ＲＳＴＰ処理部１３により、他ノードと定期的にやり取りされるため、各ノードの状態表示処理に関する処理情報も定期的にやり取りすることができる。

図３は、状態表示処理に関する処理情報の構成例である。状態表示処理に関する処理情報は、自ノードにおける状態表示内容や他ノードに対する状態表示移行指示を、他ノードへ通知するための情報である。ここでは、処理情報を２ビットで構成されており、合わせて４種類の処理情報が用意されている。
この処理情報には、当該ノードにおける状態表示部３０での表示状態として、区間正常状態を示す消灯状態と、接続待機状態を示す点滅状態があり、当該ノードから他ノードに対する指示として、区間正常状態への移行指示を示す消灯指示（区間正常状態移行指示）と、接続待機状態への移行を指示する点滅指示（接続待機状態移行指示）がある。

状態表示部３０は、ＬＥＤやＬＣＤなどの可視表示装置からなり、状態表示処理部１５からの指示に応じて、ＲＳＴＰの冗長制御に応じた当該ノードＮの動作状態を表示する機能を有している。本実施の形態では、ＬＥＤの点灯、消灯、速度の異なる点滅を用いてＲＳＴＰの動作状態を表示する場合を例として説明する。

［本実施の形態の動作］
次に、図４を参照して、本実施の形態にかかるノードの動作について説明する。図４は、状態表示処理におけるノードの状態遷移を示す説明図である。

ノードＮに対する電源供給が停止している状態（ステップ１００）において、電源が投入された場合（ステップ１０１）、ノードＮのリング接続制御部１０により当該ノードの初期化処理が開始される（ステップ１１０）。

各ノードでは、ＲＳＴＰに基づく冗長制御からなるＲＳＴＰ機能の作動／不作動が記憶部やスイッチなどで予め初期設定されており、自ノードＮにおいて、ＲＳＴＰ機能の不作動が初期設定されている場合（ステップ１１１）、状態表示処理部１５は、状態表示部３０においてＬＥＤを常時点灯させることにより、自ノードＮにおける動作状態が、ＲＳＴＰ機能が作動していない状態、すなわちＲＳＴＰ不作動状態であることを表示する（ステップ１２０）。

一方、当該ノードＮにおいて、ＲＳＴＰ機能の作動が初期設定されている場合（ステップ１１２）、ＲＳＴＰ処理部１３により冗長制御が開始され、自ノードＮと隣接する両隣接ノードとの間のセグメントについて接続確立処理（ハンドシェーク）が開始される。この際、両隣接ノードとの間のセグメントの接続確立が完了していないため、状態表示処理部１５は、状態表示部３０においてＬＥＤを低速点滅させることにより、自ノードＮにおける動作状態が、リングＬのうち両隣接ノードとの間のセグメントについて接続が確立していない状態、すなわち区間障害状態であることを表示する（ステップ１３０）。

状態表示処理部１５は、この区間障害状態において、自ノードＮの処理情報として点滅指示を選択し、両隣接ノードへの通知をＲＳＴＰ処理部１３に対して指示する。これにより、この点滅指示が、ＲＳＴＰ処理部１３によりＢＰＤＵに格納され、両隣接ノードに対して定期的に通知される（ステップ１３１）。

また、ステップ１３０の区間障害状態において、リングＬのうち両隣接ノードとの間のセグメントについての接続確立がＲＳＴＰ処理部１３でそれぞれ確認された場合（ステップ１３２）、状態表示処理部１５は、状態表示部３０においてＬＥＤを常時消灯させることにより、自ノードＮにおける動作状態が、リングＬのうち両隣接ノードとの間のセグメントについて接続が確立した状態、すなわち区間正常状態であることを表示する（ステップ１４０）。

状態表示処理部１５は、この区間正常状態において、自ノードＮの処理情報として消灯状態を選択し、両隣接ノードへの通知をＲＳＴＰ処理部１３に対して指示する。これにより、この消灯状態が、ＲＳＴＰ処理部１３によりＢＰＤＵに格納され、両隣接ノードに対して定期的に通知される（ステップ１４１）。

この際、状態表示処理部１５は、ＲＳＴＰ処理部１３により、自ノードＮのポートがブロッキングされている場合、自ノードＮの処理情報として消灯状態を選択し、当該ブロッキングポート側の隣接ノードへの通知をＲＳＴＰ処理部１３へ指示する。これにより、この消灯指示が、ＲＳＴＰ処理部１３によりＢＰＤＵに格納され、当該ブロッキングポート側の隣接ノードに対して通知される（ステップ１４２）。

また、ステップ１４０の区間正常状態において、自ノードＮの両隣接ノードのうち、少なくともいずれか一方の隣接ノードからのＢＰＤＵにより、処理情報として点滅指示を受信した場合（ステップ１４３）、状態表示処理部１５は、状態表示部３０においてＬＥＤを高速点滅させることにより、リングＬのうち他ノード相互間のセグメントについて接続が確立しておらず、自ノードＮにおける動作状態が、両隣接ノードとの間のセグメントは接続確立しており、他ノード相互間セグメントの接続待ちの状態、すなわち接続待機状態であることを表示する（ステップ１５０）。

上記点滅指示の受信時、状態表示処理部１５は、上記点滅指示を受信した隣接ノードとは反対側の隣接ノードに対する上記点滅指示の転送を、ＲＳＴＰ処理部１３へ指示する。これにより、この点滅指示が、ＲＳＴＰ処理部１３によりＢＰＤＵに格納され、上記点滅指示を受信した隣接ノードとは反対側の隣接ノードに対して転送される。

また、状態表示処理部１５は、この接続待機状態において、自ノードＮの処理情報として点滅状態を選択し、両隣接ノードへの通知をＲＳＴＰ処理部１３に対して指示する。これにより、この点滅状態が、ＲＳＴＰ処理部１３によりＢＰＤＵに格納され、両隣接ノードに対して定期的に通知される（ステップ１５１）。

また、ステップ１５０の接続待機状態において、自ノードＮの両隣接ノードのうち、少なくともいずれか一方の隣接ノードからのＢＰＤＵにより、処理情報として消灯指示を受信した場合（ステップ１５２）、状態表示処理部１５は、前述した区間正常状態（ステップ１４０）へ移行する。

上記消灯指示の受信時、状態表示処理部１５は、上記消灯指示を受信した隣接ノードとは反対側の隣接ノードに対する上記消灯指示の転送を、ＲＳＴＰ処理部１３へ指示する。これにより、この消灯指示が、ＲＳＴＰ処理部１３によりＢＰＤＵに格納され、上記消灯指示を受信した隣接ノードとは反対側の隣接ノードに対して転送される。

また、ステップ１４０の区間正常状態において、自ノードＮの両隣接ノードのうち、少なくともいずれか一方の隣接ノードと自ノードＮとの間のセグメントについて障害発生がＲＳＴＰ処理部１３で確認された場合（ステップ１４４）、状態表示処理部１５は、前述した区間障害状態（ステップ１３０）へ移行する。

また、ステップ１５０の接続待機状態において、自ノードＮの両隣接ノードのうち、少なくともいずれか一方の隣接ノードと自ノードＮとの間のセグメントについて障害発生がＲＳＴＰ処理部１３で確認された場合（ステップ１５３）、状態表示処理部１５は、前述した区間障害状態（ステップ１３０）へ移行する。

［動作例］
次に、図５Ａ〜図８を参照して、本実施の形態にかかるノードの状態表示制御動作例について説明する。図５Ａ〜図５Ｈは、リング確立時の状態表示制御動作を示す説明図である。図６Ａ，図６Ｂは、障害発生時の状態表示制御動作を示す説明図である。図７Ａ，図７Ｂは、障害解消時の状態表示制御動作を示す説明図である。図８は、ＲＳＴＰ不作動時の状態表示制御動作を示す説明図である。

［リング接続確立時］
まず、図５Ａ〜図５Ｈを参照して、リング接続確立時の状態表示制御動作について説明する。ここでは、ノードＮ１〜Ｎ５がリングＬによりリング状に接続されており、初期状態において、これらすべてのノードＮ１〜Ｎ５への電源供給が停止されている。

このような初期状態において、図５Ａに示すように、まず最初にノードＮ２が電源投入された場合、ノードＮ２の両隣接ノードＮ１，Ｎ３では電源投入されていないため、これらノードＮ１，Ｎ２間およびノードＮ２，Ｎ３間の両セグメントについて接続確立が完了していない。したがって、ノードＮ２ではＬＥＤの低速点滅により、区間障害状態であることが表示される。この際、ＢＰＤＵの送信も不可能なため、ノードＮ２からの処理情報の通知も行われていない。

次に、図５Ｂに示すように、ノードＮ３が電源投入された場合、ノードＮ２，Ｎ３間でＲＳＴＰに基づく接続確立処理が開始され、両ノード間でセグメントが接続確立される。但し、ノードＮ２，Ｎ３の反対側の隣接ノードＮ１，Ｎ４では電源投入されていないため、これらノードＮ１，Ｎ２間およびノードＮ３，Ｎ４間の各セグメントについて接続確立が完了していない。したがって、ノードＮ２，Ｎ３ではＬＥＤの低速点滅により、区間障害状態であることが表示される。

この際、ノードＮ２，Ｎ３間においてＢＰＤＵの送信が可能となり、ノードＮ２，Ｎ３間で、互いの処理情報として点滅指示のやり取りが開始されるが、両ノードともすでに点滅表示中であることから、この点滅指示は無視される。なお、ノードＮ１，Ｎ２間およびノードＮ３，Ｎ４間については、ＢＰＤＵの送信も不可能なため、ノードＮ２からの処理情報の通知も行われていない。

続いて、図５Ｃに示すように、ノードＮ４が電源投入された場合、ノードＮ３，Ｎ４間でＲＳＴＰに基づく接続確立処理が開始し、両ノード間でセグメントが接続確立される。これにより、ノードＮ２，Ｎ３間およびノードＮ３，Ｎ４間の両方でＢＰＤＵの送信が可能となり、ノードＮ３ではＬＥＤの常時消灯により、区間正常状態であることが表示される。また、ノードＮ３からノードＮ２，Ｎ４に対して処理情報として消灯状態が通知される。

この際、ノードＮ５では電源投入されていないため、ノードＮ４，Ｎ５間のセグメントについて接続確立が完了していない。したがって、ノードＮ４では、図５Ｄに示すように、ノード２と同様にＬＥＤの低速点滅により、区間障害状態であることが表示されるとともに、ノードＮ３に対する点滅指示の通知が開始される。
これにより、図５Ｅに示すように、ノードＮ３ではＬＥＤの高速点滅により、接続待機状態であることが表示され、ノードＮ３からノードＮ２，Ｎ４に対して処理情報として点滅状態が通知される。

次に、図５Ｆに示すように、ノードＮ５が電源投入された場合、ノードＮ４，Ｎ５間でＲＳＴＰに基づく接続確立処理が開始され、両ノード間でセグメントが接続確立される。これにより、ノードＮ３〜Ｎ５間でＢＰＤＵの送信が可能となり、図５Ｄ，５Ｅと同様にして、ノードＮ３，Ｎ４ではＬＥＤの高速点滅により、接続待機状態であることが表示される。

この後、ノードＮ１が電源投入された場合、図５Ｇに示すように、ノードＮ１，Ｎ２間およびノードＮ１，Ｎ５間の両方でＢＰＤＵの送信が可能となり、ノードＮ１ではＬＥＤの常時消灯により、区間正常状態であることが表示されるとともに、ノードＮ１からノードＮ２，Ｎ５に対して処理情報として消灯状態が通知される。

また、ノードＮ１，Ｎ２間およびノードＮ２，Ｎ３間の両方でＢＰＤＵの送信が可能となり、ノードＮ２ではＬＥＤの常時消灯により、区間正常状態であることが表示されるとともに、ノードＮ２からノードＮ１，Ｎ３に対して処理情報として消灯状態が通知される。
同様に、ノードＮ１，Ｎ５間およびノードＮ４，Ｎ５間の両方でＢＰＤＵの送信が可能となり、ノードＮ５ではＬＥＤの常時消灯により、区間正常状態であることが表示されるとともに、ノードＮ５からノードＮ１，Ｎ４に対して処理情報として消灯状態が通知される。

これにより、ノードＮ１の電源投入によりリングＬが形成されて、各ノードＮ１〜Ｎ５でＢＰＤＵの送信が可能となったため、ＲＳＴＰに基づきルートノードおよびトポロジーが決定される。この結果、図５Ｈに示すように、例えばノードＮ１がルートノードとなり、ノードＮ２のうちノードＮ１側ポートでブロッキングが行われた場合、このブロッキングポートを持つノードＮ２からノードＮ１に対して消灯指示が転送される。これにより、この消灯指示が、ノードＮ１からノードＮ５方向へノードＮ３まで転送され、ノードＮ４，Ｎ３では、ＬＥＤの常時消灯により区間正常状態であることが表示される。

したがって、任意のノードで低速点滅により区間障害状態が表示されている場合、現場作業者は、当該ノードと同様に低速点滅している隣接ノードとの間のセグメントについて、接続確立が確認されていないことを容易に視認でき、現場において障害セグメントを容易に特定できる。
また、任意のノードで高速点滅により接続待機状態が表示されている場合、現場作業者は、当該ノードとは別のノード間のセグメントで障害が発生していることを容易に視認できる。
また、すべてのノードで常時消灯により区間正常状態が表示されている場合、現場作業者は、リングが正常確立されていることを容易に視認できる。

［障害発生時］
次に、図６Ａ，図６Ｂを参照して、障害発生時の状態表示制御動作について説明する。ここでは、ノードＮ１〜Ｎ５がリングＬによりリング状に接続されており、初期状態において、前述した図５Ｈに示すように、これらすべてのノードＮ１〜Ｎ５が正常動作しているものとする。

このような初期状態において、図６Ａに示すように、リングＬのうちノードＮ３，Ｎ４間のセグメントで障害が発生した場合、ノードＮ３，Ｎ４でＢＰＵＤがやり取りできなくなる。このため、ＲＳＴＰの冗長制御に基づき、障害発生が検出されて、ノードＮ２でのブロッキングが解除され、障害セグメントに接続されているいずれか一方のノードのポート、図６ＢではノードＮ４のノードＮ３側ポートがブロッキングポートに設定される。これにより、ノードＮ１，Ｎ２間のセグメントがバックアップ経路として用いられて、各ノード間が新たなトポロジーにより通信可能に接続される。

一方、ＲＳＴＰにより障害検出に応じて、ノードＮ３，Ｎ４ではＬＥＤの低速点滅により、区間障害状態であることが表示される。
この際、ノードＮ３，Ｎ４から、それぞれの隣接ノードＮ２，Ｎ５に対して点滅指示が送信され、図６Ｂに示すように、この点滅指示がノードＮ１へも転送される。これにより、障害発生を検出したノードＮ３，Ｎ４を除いて、点滅指示を受信したノードＮ１，Ｎ２，Ｎ５では、ＬＥＤの高速点滅により、接続待機状態であることが表示される。

したがって、リングが正常確立されて全ノードが常時消灯状態になった後、任意のノードで高速点滅が表示された場合、現場作業者は、現在通信経路障害が発生していて、バックアップ経路が用いられていることを容易に視認できる。このため、いずれかのノードの取り外しやケーブル外しなどの作業を行った場合には通信不能ノードが発生してしまう、と推察することができ、作業トラブルの発生を回避することが可能となる。

［障害解消時］
次に、図７Ａ，図７Ｂを参照して、障害解消時の状態表示制御動作について説明する。ここでは、ノードＮ１〜Ｎ５がリングＬによりリング状に接続されており、初期状態において、前述した図６Ｂと同様に、ノードＮ３，Ｎ４の間のセグメントで障害が発生しているものとする。

このような初期状態において、図７Ａに示すように、ノードＮ３，Ｎ４の間のセグメントで発生していた障害が解消された場合、ＲＳＴＰの冗長制御に基づき、ノードＮ３，Ｎ４で、両隣接ノードとの接続確立が確認され、ノードＮ３，Ｎ４ではＬＥＤの常時消灯により、区間正常状態であることが表示される。

この後、図７Ｂに示すように、ノードＮ３側ポートがブロッキングポートに設定されているノードＮ４から、ブロッキングポート側に接続されているノードＮ３に対して消灯指示が送信され、この消灯指示がノードＮ３からノードＮ２方向へノードＮ４まで転送される。
これにより、すべてのノードＮ１〜Ｎ５において、ＬＥＤの常時消灯により区間正常状態であることが表示される。
したがって、すべてのノードで常時消灯により区間正常状態が表示されている場合、現場作業者は、障害が解消されてリングが正常確立されていることを容易に視認できる。

［ＲＳＴＰ不作動時］
次に、図８を参照して、ＲＳＴＰ不作動時の状態表示制御動作について説明する。ここでは、ノードＮ１〜Ｎ５が通信経路によりカスケード接続されている。
これらノードＮ１〜Ｎ５には、ＲＳＴＰ機能の不作動が初期設定されている。このため、各ノードＮ１〜Ｎ５において電源投入が行われた場合、ＲＳＴＰ機能が作動しないことから、ＬＥＤの常時点灯によりＲＳＴＰ不作動状態が表示される。
したがって、現場作業者は、各ノードＮ１〜Ｎ５において、ＲＳＴＰ機能が作動しておらず、リング配線は禁止であることを容易に視認できる。

［本実施の形態の効果］
このように、本実施の形態は、状態表示処理部１５により、通信経路のうち当該ノードと隣接ノードとの間のセグメントに関する接続制御状態と、通信経路を介して他ノードから通知された状態表示処理に関する処理情報とに基づいて、冗長制御に応じた当該ノードの動作状態を判定し、当該動作状態を状態表示部３０で表示するとともに、判定で得られた動作状態に応じた新たな処理情報を、通信経路を介して他ノードへ通知するようにしたので、リング型イーサネットシステムにおけるＲＳＴＰの動作状態を、各ノードで容易に確認することができる。

このため、ＲＳＴＰに基づく冗長制御がノード内部で自動処理される場合でも、ネットワーク管理作業の現場において、各ノードの動作状態を容易に把握することができる。したがって、現場での障害対応や調整に関する作業効率を改善でき、作業トラブルの発生を抑制することができる。特に、ビル設備やプラント設備などの現場のように、数十台のノードが１つのリングに接続される場合、極めて大きな効果を得ることができる。

また、本実施の形態は、ＲＳＴＰのＢＰＤＵを用いて、他ノードと処理情報をやり取りするようにしてもよく、通信経路において状態表示制御専用のトラヒックを増大させることなく、効率よく処理情報をやり取りすることができる。

［実施の形態の拡張］
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。

また、本実施の形態では、区間障害状態、区間正常状態、接続待機状態、およびＲＳＴＰ不作動状態について、ＬＥＤの点消灯や点滅を用いて可視表示する場合を例として説明したが、これら動作状態に関する表示方法については、上記表示方法に限定されるものではなく、他の表示方法を適用してもよい。

また、本実施の形態では、区間障害状態、区間正常状態、接続待機状態、およびＲＳＴＰ不作動状態という４つの動作状態を区別して表示する場合を例として説明したが、これらすべての動作状態を表示する必要はなく、対象となるリング型イーサネットシステムで必要とされる動作状態のみを選択して表示するようにしてもよい。

Ｎ，Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，Ｎ４，Ｎ５…ノード、１０…リング接続制御部、１１，１２…ＭＡＣ処理部、１３…ＲＳＴＰ処理部、１４…転送処理部、１５…状態表示処理部、２０…アプリケーション処理部、３０…状態表示部、Ｐ１，Ｐ２…ポート。

Claims (4)

1. リング状の通信経路を介して複数のノードを接続することによりこれらノード間のデータ通信を実現するとともに、ＲＳＴＰ（Rapid Spanning Tree Protocol）に基づいて前記通信経路に対する冗長制御を行うリング型イーサネットシステムで用いられるノードであって、
   前記冗長制御に応じた当該ノードの動作状態を表示するための状態表示部と、
   前記通信経路のうち当該ノードと隣接ノードとの間のセグメントに関する接続制御状態と、前記通信経路を介して他ノードから通知された状態表示処理に関する処理情報とに基づいて、前記冗長制御に応じた当該ノードの動作状態を判定し、当該動作状態を前記状態表示部で表示するとともに、前記判定で得られた動作状態に応じた新たな処理情報を、前記通信経路を介して前記他ノードへ通知する状態表示処理部と
   を備えることを特徴とするノード。
2. 請求項１に記載のノードにおいて、
   前記状態表示処理部は、ＲＳＴＰで用いるＢＰＤＵ（Bridge Protocol Data Unit）に前記処理情報を格納することにより、前記他ノードとの間で前記処理情報をやり取りすることを特徴とするノード。
3. リング状の通信経路を介して複数のノードを接続することによりこれらノード間のデータ通信を実現するとともに、ＲＳＴＰ（Rapid Spanning Tree Protocol）に基づいて前記通信経路に対する冗長制御を行うリング型イーサネットシステムで用いられるネットワーク制御方法であって、
   前記ノードが、
   前記通信経路のうち当該ノードと隣接ノードとの間のセグメントに関する接続制御状態と、前記通信経路を介して他ノードから取得した状態表示処理に関する処理情報とに基づいて、前記冗長制御に応じた当該ノードの動作状態を判定する判定ステップと、
   前記判定で得られた動作状態を表示する表示ステップと、
   前記判定で得られた動作状態に応じた新たな処理情報を、前記通信経路を介して前記他ノードへ通知する通知ステップと
   を備えることを特徴とするネットワーク制御方法。
4. 請求項３に記載のネットワーク制御方法において、
   前記ノードが、ＲＳＴＰで用いるＢＰＤＵ（Bridge Protocol Data Unit）に前記処理情報を格納することにより、他ノードとの間で前記処理情報をやり取りすることを特徴とするネットワーク制御方法。

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