JP2012209645A

JP2012209645A - 接続設定情報管理システム

Info

Publication number: JP2012209645A
Application number: JP2011071917A
Authority: JP
Inventors: Masahito Endo; 正仁遠藤
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 2011-03-29
Filing date: 2011-03-29
Publication date: 2012-10-25
Anticipated expiration: 2031-03-29
Also published as: CN103460649A; EP2693695B1; WO2012132833A1; US10050929B2; EP2693695A4; EP2693695A1; JP5311236B2; US20140019599A1

Abstract

【課題】ＩＰネットワークに接続されるネットワーク機器のＩＰアドレスを意識することなく、ネットワーク機器にそのネットワーク機器がＩＰネットワークを介して通信を行うための接続設定情報を設定できる接続設定情報管理システムを実現すること。
【解決手段】ＩＰネットワーク上に接続されたネットワーク機器が前記ＩＰネットワークを介して通信を行うための接続設定情報を設定ツールで設定するように構成された接続設定情報管理システムにおいて、前記ネットワーク機器には割り当てられている固有のタグ名を含む接続設定情報を格納する接続設定情報格納部が設けられ、前記設定ツールは、前記ネットワーク機器に固有のタグ名に基づいて前記ネットワーク機器に接続設定情報を設定することを特徴とするもの。
【選択図】図１

Description

本発明は、接続設定情報管理システムに関し、詳しくは、ＩＰネットワークに接続されるネットワーク機器がＩＰネットワークを介して通信を行うための接続設定情報の管理に関するものである。

通常、ＩＰネットワークに接続されるネットワーク機器のＩＰアドレスは、工場出荷時にあらかじめたとえば192.168.0.1などのように設定されている。ユーザがこのようなネットワーク機器を使用するのにあたっては、まずＩＰアドレスをユーザが使用するネットワーク環境に合わせこむ形で変更した上で、そのネットワーク機器の使用を開始する。

一般的なネットワーク環境では、このような構成でＩＰネットワークを介して通信を行うために必要な機器接続設定情報の管理が行われるが、工場などの工業用ネットワークの場合には、機器の接続設定情報などの設定を行う前にネットワーク機器が設置されることが多い。

この場合には、ネットワーク機器が設置されている現場に出向いて、所定の接続設定情報の設定作業を行わなければならない。このとき、ネットワーク機器が広い範囲内に点在していると、設定作業に大変な労力が必要になる。

ネットワーク機器が遠隔地にある場合でも、ネットワーク機器のＩＰアドレスが全て異なっていれば、ＩＰネットワークを経由して所定の設定を行えるが、工場出荷時の設定では同一のＩＰアドレスが設定されている可能性が高く、その場合にはネットワーク機器の設置現場に出向いて必要な設定を行わなければならない。

たとえば、ＩＰネットワークに無線通信規格ISA100.11aに基づいて構築されている無線ネットワークを含む場合、ＩＰネットワーク上にシステムマネージャー、ゲートウェイ、バックボーンルータ（ＢＢＲ）が接続される。なお、ネットワーク機器は、ＩＰネットワーク上に１台以上存在し、同じネットワーク機器が複数台接続される場合もある。

図５は、従来の接続設定情報管理システムを構成するネットワークの一例を示すブロック図である。図５において、ＩＰネットワーク１上には、ネットワーク機器として、システムマネージャー２、ゲートウェイ３および３台のバックボーンルータ４〜６が接続されている。また、ＩＰネットワーク１上には、ネットワーク機器２〜６にＩＰネットワークを介して通信を行うための接続設定情報を設定する設定ツール７も接続されている。バックボーンルータ４〜６の先には、プロセス制御系で用いられる流量計や圧力計や温度計などのフィールド機器が接続されるが図示しない。

ここで、これらネットワーク機器のＩＰアドレスは、図５に示すように、事前に、初期アドレスとして、システムマネージャー２は「192.168.10.1」、ゲートウェイ３は「192.168.10.2」、バックボーンルータ４〜６はいずれも共通の「192.168.100.1」に設定されている。

このような構成において、設定ツール７から各ネットワーク機器２〜６に接続設定情報を設定する場合は、以下のような手順を実行する。なお、前提条件として、各ネットワーク機器２〜６が接続されるＩＰネットワーク１は事前に構築されていて、システムマネージャー２、ゲートウェイ３および３台のバックボーンルータ４〜６は電源を投入したのみの工場出荷時の状態でＩＰネットワーク１に接続されているものとする。

図６は、システムマネージャー２とゲートウェイ３の接続設定情報設定説明図である。システムマネージャー２とゲートウェイ３の接続設定情報の設定にあたっては、設定ツール７のＩＰドレスを、これら２台のネットワーク機器２、３と同一のサブネットになるように変更する（図６の例では192.168.0.10→192.168.10.10）。

このように設定ツール７のＩＰドレスをネットワーク機器２、３と同一のサブネットに変更することにより、設定ツール７から各ネットワーク機器２、３へのアクセスが可能になる。

図７は、バックボーンルータ４〜６の接続設定情報設定説明図である。バックボーンルータ４〜６の接続設定情報の設定にあたっては、設定ツール７のＩＰドレスをこれらバックボーンルータ４〜６と同一のサブネットになるように、192.168.0.10から192.168.100.10に変更している。ところが、バックボーンルータ４〜６の工場出荷時のアドレスが同一（図７の例では192.168.100.1）であるため、設定ツール７とバックボーンルータ４〜６間で正常に通信することはできない。

図７の場合、設定ツール７とバックボーンルータ４〜６を直接接続し、ＩＰネットワーク１を経由してそれぞれ設定を行ったり、シリアル接続や赤外線通信などを用いて個別に設定を行うことも考えられる。

また、他の方法として、ＩＰアドレスを各ネットワーク機器に自動で接続設定情報を設定するＤＨＣＰ（Dynamic Host Configuration Protocol：動的情報割当プロトコル）を用い、ネットワーク機器に対して一意のＩＰアドレスを割り当てることもできる。

特許文献１には、バックボーンネットワークでは無線ＬＡＮ規格IEEE802.11aに準拠した無線通信を行い、周辺ネットワークでは無線ＬＡＮ規格IEEE802.11bまたはIEEE802.11gに準拠した無線通信を行うように構成された生産設備の制御システムの技術が記載されている。

特開２００７−１１６４２４号公報

しかし、図６の場合、設定ツール７は、各ネットワーク機器２〜６のＩＰアドレスをあらかじめ把握しておかなければならない。

また、図７に関係するいずれの方法も、バックボーンルータ４〜６が設置されている場所まで出向き、それぞれの機器の前で接続設定情報の設定を行う必要がある。

また、ＤＨＣＰを用いる場合には、ハードウェア固有の情報であるＭＡＣ（Media Access Control address）アドレスを識別子として使用しているため、トラブルなどでネットワーク機器をリプレイスするとＭＡＣアドレスも変更するのでＩＰアドレスが異なることになり、設定ツールにおいてもリプレイスに合わせてＩＰアドレス情報を変更しなければならない。

さらに、ＤＨＣＰを使用するためには、ＤＨＣＰサーバなどの追加機材も必要になり、導入コストが増加することになる。

本発明は、これらの問題点を解決するものであり、その目的は、ＩＰネットワークに接続されるネットワーク機器のＩＰアドレスを意識することなく、ネットワーク機器にそのネットワーク機器がＩＰネットワークを介して通信を行うための接続設定情報を設定できる接続設定情報管理システムを実現することにある。

このような課題を達成するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、
ＩＰネットワーク上に接続されたネットワーク機器が前記ＩＰネットワークを介して通信を行うための接続設定情報を設定ツールで設定するように構成された接続設定情報管理システムにおいて、
前記ネットワーク機器には割り当てられている固有のタグ名を含む接続設定情報を格納する接続設定情報格納部が設けられ、
前記設定ツールは、前記ネットワーク機器に固有のタグ名に基づいて前記ネットワーク機器に接続設定情報を設定することを特徴とする。

請求項２は、請求項１記載の接続設定情報管理システムにおいて、
前記ＩＰネットワークは、前記ネットワーク機器に接続設定情報を設定するのにあたり、一時的に設定用仮想ネットワークとして機能することを特徴とする。

請求項３は、請求項１または請求項２記載の接続設定情報管理システムにおいて、
前記設定ツールは、前記ネットワーク機器に内包されていることを特徴とする。

請求項４は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の接続設定情報管理システムにおいて、
前記ネットワーク機器には、接続設定情報の設定を自発的に要求する設定要求手段が設けられていることを特徴とする。

このように構成することにより、ＩＰネットワークに接続されるネットワーク機器のＩＰアドレスを意識することなく、ネットワーク機器にそのネットワーク機器がＩＰネットワークを介して通信を行うための接続設定情報を設定できる。

本発明の一実施例を示すブロック図である。本発明で用いるネットワーク機器の具体例を示すブロック図である。本発明で用いる設定ツール７の具体例を示すブロック図である。接続設定情報変更後のネットワーク構成例図である。従来の接続設定情報管理システムを構成するネットワークの一例を示すブロック図である。図５のシステムマネージャー２とゲートウェイ３の接続設定情報設定説明図である。図５のバックボーンルータ４〜６の接続設定情報設定説明図である。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。図１は本発明の一実施例を示すブロック図であり、図５と共通する部分には同一の符号を付けている。図１と図５の相違点は、図１のネットワーク機器には固有のタグ名が割り当てられていることである。

すなわち、図１において、システムマネージャー２にはタグ名「tag:SysM1」が割り当てられ、ゲートウェイ３にはタグ名「tag:GW1」が割り当てられ、バックボーンルータ４にはタグ名「tag:bbr1」が割り当てられ、バックボーンルータ５にはタグ名「tag:bbr2」が割り当てられ、バックボーンルータ６にはタグ名「tag:bbr3」が割り当てられている。そして、ＩＰネットワーク１は、設定ツール７から各ネットワーク機器２〜６に接続設定情報を設定する場合には、一時的に設定用仮想ネットワーク８として機能する。

図２は本発明で用いるネットワーク機器の具体例を示すブロック図であり、システムマネージャー２の例を示している。システムマネージャー２には、仮想ネットワーク送受信部２１と、制御部２２と、設定部２３と、接続設定情報格納部２４が設けられている。

仮想ネットワーク送受信部２１は、設定用仮想ネットワーク８を介して設定ツール７との間でメッセージの交換を行う。制御部２２は、仮想ネットワーク送受信部２１が受信したメッセージに従って処理すべき内容のメッセージを作成して設定部２３に渡したり、設定ツール７に対して設定要求処理を行うメッセージを作成して出力する。

設定部２３は、設定ツール７から受信したメッセージに従って、自身の設定を変更するための処理と、受信した接続設定情報を接続設定情報格納部２４に保存するための処理を行う。接続設定情報格納部２４は、自身のタグ名や、設定ツール７から指定された設定などを格納する。

なお、他のネットワーク機器３〜６にも、それぞれ図２と同様に、仮想ネットワーク送受信部３１〜６１と、制御部３２〜６２と、設定部３３〜６３と、および接続設定情報格納部３４〜６４が設けられているが、これらについては図示しない。

図３は本発明で用いる設定ツール７の具体例を示すブロック図であり、仮想ネットワーク送受信部７１と、制御部７２と、接続設定情報格納部７３が設けられている。

仮想ネットワーク送受信部７１は、設定用仮想ネットワーク８を介して各ネットワーク機器２〜６との間でメッセージの交換を行う。制御部７２は、設定用仮想ネットワーク８に接続されているネットワーク機器２〜６の検索や、ネットワーク機器２〜６の接続設定を行う。接続設定情報格納部７３は、各ネットワーク機器２〜６に設定される接続設定情報を格納する。

図４はこのような構成に基づいて接続設定情報が変更された後のネットワーク構成例図であり、図１と共通する部分には同一の符号を付けている。図４において、各ネットワーク機器２〜６のＩＰアドレスに注目すると、システムマネージャー２の初期アドレス「192.168.10.1」は「192.168.10.2」に変更され、ゲートウェイ３の初期アドレス「192.168.10.2」は「192.168.10.1」に変更され、バックボーンルータ４の初期アドレス「192.168.100.1」は「192.168.0.101」に変更され、バックボーンルータ５の初期アドレス「192.168.100.1」は「192.168.0.102」に変更され、バックボーンルータ６の初期アドレス「192.168.100.1」は「192.168.0.103」に変更されている。

前述のように、本発明では、各ネットワーク機器２〜６が接続されているＩＰネットワーク１上に、設定用の仮想ネットワーク８が構築される。この仮想ネットワーク８はマルチキャストを用いて相互に通信を行う。

各ネットワーク機器２〜６と設定ツール７は、仮想ネットワーク８に接続するために使用するマルチキャストアドレス(たとえば、239.123.123.123)をあらかじめ共有し、そのマルチキャストアドレス宛てのパケットを受信するようにしておく。この仮想ネットワーク８内のメッセージの宛先は、常に239.123.123.123 を使用する。

このように構成することによって、該当のマルチキャストアドレスに参加している各ネットワーク機器２〜６は、メッセージを受信することができる。

仮想ネットワーク８内で交換されるメッセージには、宛先タグ名とメッセージのタイプを含む。これにより、仮想ネットワーク８のメッセージを受信した各ネットワーク機器２〜６は、自身のタグ名と宛先タグ名を比較照合して、処理すべきメッセージか否かを判断することができる。宛先タグ名が自身のタグ名と一致すると、メッセージのタイプに従って所定の処理を実行する。

各ネットワーク機器２〜６は仮想ネットワーク８を介して通信を行うため、設定ツール７は事前に設定対象となる各ネットワーク機器２〜６のＩＰアドレスを知ることなく、各ネットワーク機器２〜６と通信を行うことができる。

すなわち、工場出荷時に設定されているＩＰアドレスが他の機器と同一であっても、マルチキャストアドレスを使用すれば、メッセージの送受信を行うことができる。

工業用ネットワークに接続されるネットワーク機器２〜６については、工場出荷時にネットワーク内でそれぞれの機器２〜６に固有のユニークなタグが設定されて出荷される。そこで、設定ツール７は、従来のようなＩＰアドレスではなく、各機器２〜６に個別に設定されるそれぞれの機器２〜６に固有のユニークなタグに基づいて、各機器２〜６の接続設定情報の設定を行う。

このように構成される本発明の動作を説明する。
設定ツール７は、仮想ネットワーク８上に接続されているネットワーク機器２〜６のタグ情報を問い合わせるメッセージを送信する。このメッセージは、設定ツール７の制御部７２により生成され、仮想ネットワーク送受信部７１を通じて、仮想ネットワーク８に送信される。

各ネットワーク機器２〜６は、自身の仮想ネットワーク送受信部２１〜６１から上記メッセージを受信し、制御部２２〜６２に渡す。制御部２２〜６２は、接続設定情報格納部２４〜６４から自身のタグ名を参照し、自身のタグ名を知らせるメッセージを作成する。このメッセージは、仮想ネットワーク送受信部２１〜６１を通じて仮想ネットワーク８上に送信する。

設定ツール７は、自身の仮想ネットワーク送受信部７１から上記メッセージを受信し、制御部７２に渡す。制御部７２は、上記メッセージに含まれるタグ名を元に、接続設定情報格納部７３からそのタグ名に該当するＩＰアドレスなどの接続設定情報を検索し、該当する接続設定情報が存在すれば設定メッセージを作成する。設定メッセージは、仮想ネットワーク送受信部７１を通じて仮想ネットワーク８に送信される。

各ネットワーク機器２〜６は、仮想ネットワーク送受信部２１〜６１から上記設定メッセージを受信し、制御部２２〜６２へ渡す。このとき、仮想ネットワーク８に接続されている全てのネットワーク機器２〜６に設定情報が到達するが、制御部２２〜６２は、設定メッセージ内に含まれているタグ名を見て自身のタグ名と同一であった場合は、設定部２３〜６３に設定メッセージを渡す。設定部２３〜６３は、設定ツール７から送信された接続設定情報を自身の設定へ反映する。自身のタグ名と同一でなかった場合は、制御部２３〜６３は受信した接続設定情報を破棄する。

これにより、設定ツール７は各ネットワーク機器２〜６に対して適切な接続設定情報を施すことができる。この設定以降は、各ネットワーク機器２〜６には正しいＩＰアドレスが設定されているので、設定用仮想ネットワーク８を使用することなく通信が行える。

また、各ネットワーク機器２〜６からたとえば起動時などに自発的に設定要求メッセージを送信することで、各ネットワーク機器２〜６は自動的に設定を行うことができる。その流れを以下に示す。

各ネットワーク機器２〜６の制御部２２〜６２は、接続設定情報格納部２４〜６４から自身のタグ名を取り出し、設定要求メッセージを生成する。この設定要求メッセージは、仮想ネットワーク送受信部２１〜６１を通じて仮想ネットワーク８に送信される。

設定ツール７は、仮想ネットワーク受信部７１より上記設定要求メッセージを受信し、制御部７２に渡す。制御部７２は、上記設定要求メッセージに含まれるタグ名を元に、接続設定情報格納部７３からタグ名に該当するＩＰアドレスなどの接続設定情報を検索し、該当する接続設定情報が存在すれば設定メッセージを作成する。設定メッセージは、仮想ネットワーク送受信部７１を通じて仮想ネットワーク８に送信される。

各ネットワーク機器２〜６は、仮想ネットワーク送受信部２１〜６１より上記設定メッセージを受信し制御部２２〜６２へ渡す。制御部２２〜６２は、設定メッセージ内に含まれているタグ名を見て自身のタグ名と同一であった場合は、設定部２３〜６３に設定メッセージを渡す。設定部２３〜６３は、設定ツール７から送信された接続設定情報を自身の設定へ反映する。

このように、各ネットワーク機器２〜６のタグ名を用いて各ネットワーク機器２〜６を識別することにより、各ネットワーク機器２〜６に割り当てられているＩＰアドレスを意識することなく、接続設定情報の設定が行える。

また、設定ツール７と各ネットワーク機器２〜６のＩＰアドレスが異なっていた場合でも、各ネットワーク機器２〜６の接続設定情報の設定が行える。

また、複数のネットワーク機器に同一の初期ＩＰアドレスが設定されていたとしても、タグ名を元にネットワーク機器を識別しているので、各ネットワーク機器２〜６の接続設定情報の設定が行える。

さらに、各ネットワーク機器２〜６が起動時などに自発的に設定要求メッセージを送信するように構成することにより、接続設定情報の自動設定が行える。

なお、上記実施例では、ＩＰネットワークにとしてＩＰｖ４を使用する例を示したが、ＩＰｖ６でも同様の仕組みが適用可能である。

また、上記実施例では、設定ツール７は、各ネットワーク機器２〜６と同一のネットワーク１上に接続されている例について説明したが、マルチキャストに対応したルータを使用することにより、設定ツールを異なるサブネットに接続されている他のネットワーク機器についても接続設定情報の設定が行える。

また、設定ツールをネットワーク機器に内包することによって、ネットワーク機器をＩＰネットワークに接続するだけで、全てのネットワーク機器の設定を完了することもできる。

以上説明したように、本発明によれば、ＩＰネットワークに接続されるネットワーク機器のＩＰアドレスを意識することなく、ネットワーク機器にそのネットワーク機器がＩＰネットワークを介して通信を行うための接続設定情報を設定できる接続設定情報管理システムが実現できる。

１ＩＰネットワーク
２システムマネージャー
２１仮想ネットワーク送受信部
２２制御部
２３設定部
２４接続設定情報格納部
３ゲートウェイ
３１仮想ネットワーク送受信部
３２制御部
３３設定部
３４接続設定情報格納部
４〜６バックボーンルータ
４１〜６１仮想ネットワーク送受信部
４２〜６２制御部
４３〜６３設定部
４４〜６４接続設定情報格納部
７設定ツール
７１仮想ネットワーク送受信部
７２制御部
７３接続設定情報格納部
８設定用仮想ネットワーク

Claims

ＩＰネットワーク上に接続されたネットワーク機器が前記ＩＰネットワークを介して通信を行うための接続設定情報を設定ツールで設定するように構成された接続設定情報管理システムにおいて、
前記ネットワーク機器には割り当てられている固有のタグ名を含む接続設定情報を格納する接続設定情報格納部が設けられ、
前記設定ツールは、前記ネットワーク機器に固有のタグ名に基づいて前記ネットワーク機器に接続設定情報を設定することを特徴とする接続設定情報管理システム。
前記ＩＰネットワークは、前記ネットワーク機器に接続設定情報を設定するのにあたり、一時的に設定用仮想ネットワークとして機能することを特徴とする請求項１記載の接続設定情報管理システム。
前記設定ツールは、前記ネットワーク機器に内包されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の接続設定情報管理システム。
前記ネットワーク機器には、接続設定情報の設定を自発的に要求する設定要求手段が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の接続設定情報管理システム。