JP3717286B2

JP3717286B2 - Network reconfiguration method

Info

Publication number: JP3717286B2
Application number: JP27549497A
Authority: JP
Inventors: 良平小沼; 雅喜山内; 明彦松尾; 恒生濱田
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1997-10-08
Filing date: 1997-10-08
Publication date: 2005-11-16
Anticipated expiration: 2017-10-08
Also published as: JPH11112539A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はネットワーク再構成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
複数のノードをリング状に接続してなるネットワークは、トポロジーの観点から見て信号分岐がないので、クロストークが少なく、また分岐による信号の減衰が少ないなどの利点があり、伝送媒体が電気、光のどちらの通信においても、利用されている。このようにリング状ネットワークは、電気ケーブルを使った低コストネットワークから、光ファイバを使用した性能重視の高速ネットワークにいたるまで（例えば、下記文献参照）、同一の方式で実現できる可能性を持った適用範囲の広いトポロジーである。
【０００３】
文献「１０Ｍｂ／ｓハイブリッド交換型光ループネットワークの開発（１９９０年電子情報通信学会春季全国大会Ｂ−６６６）」
リング状ネットワークでは、上述したように、また、図２（ａ）に示すように、複数のノード（ノード１、２、３、４）はリング状に接続され、そのリング上を伝送フレームが一方向に巡回している。また、各ノードは、伝送路からの伝送フレームの受信、伝送路への伝送フレームの送信、自ノードを送信元及び宛先としない伝送フレームの中継処理を行う。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のリング状ネットワークでは、図２（ｂ）に×印で示すように、ネットワークのある個所で伝送路（ケーブル）の切断、あるいはノードでの送受信部の障害などにより信号断、フレームエラーが発生した場合には、ネットワーク全体のエラーとなってしまう。つまり、一部のエラーにより全てのネットワーク機能が停止してしまうという課題を有する。
【０００５】
このような不都合を解決するため、巡回方向として双方向のリング（伝送路）を備えたリング状ネットワークも提案されているが、このネットワークでは、ネットワークも、ノードも構成が大きく、かつ、コストが高いものとならざるを得なかった。
【０００６】
そのため、一部のネットワーク要素に障害が発生しても、ネットワーク全体の通信機能を停止させることを防止できるネットワーク再構成方法が求められている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため、本発明は、論理的にはリング状ネットワークを構成するように他のノードと接続されていると共に、物理的には他のノードとデイジーチェーン状に接続されているノードを複数有するネットワークであって、上記リング状ネットワークのいずれかの箇所で障害が発生したときに、障害発生箇所を特定する診断動作を行った後、ネットワークを再構築するネットワーク再構成方法において、（１）上記各ノードは、（１−１）内部に信号の伝送方向が異なる第１及び第２の伝送路が配線され、（１−２）転送信号の受信、中継、送信を行う上記第１の伝送路上に設けられた通信構成と、（１−３）制御信号がスルーモードのときに、第１及び第２の伝送路間を非接続にすると共に、制御信号が折返しモードのときに、第１及び第２の伝送路間を接続するスイッチ部とを有し、（２−１）上記リング状ネットワークの上記障害を検出した障害検出ノードは、下流側の隣接ノードに対して、上記リング状ネットワークを介して障害情報を送信すると共に、検出時点から、下流側の隣接ノードへの障害情報の受信を保証し得る転送保証時間ＴＯの総ノード数倍の時間の経過を待って、自己の上記スイッチ部を折返しモードとし、（２−２）上記障害情報を、上流側の隣接ノードから受信したノードは、その障害情報を下流側の隣接ノードに対して、上記リング状ネットワークを介して障害情報を送信すると共に、受信時点から、下流側の隣接ノードへの障害情報の受信を保証し得る転送保証時間ＴＯの総ノード数倍の時間の経過を待って、自己の上記スイッチ部を折返しモードとし、（３）上記各ノードは、自己の上記スイッチ部を折返しモードにしてから、転送保証時間ＴＯの総ノード数倍の時間だけ経過した時点で、折返し経路の状態を診断し、その部分的な診断結果を、ネットワークの再構成の決定主体に与えることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のネットワーク再構成方法の一実施形態を図面を参照しながら詳述する。
【０００９】
図１は、この実施形態に関係するリング状ネットワークの構成を示すものであり、図の表記上の簡便さから、３個のノード（ノード１、ノード２、ノード３）をリング状に接続した例を示している。図１から明らかなように、この実施形態に係るリング状ネットワークは、論理的には複数のノードがリング状に接続されたものであるが、物理的には複数のノードがデイジーチェーン状（いもづる状）に接続されたものである。なお、ノード数が４以上の場合には、デイジーチェーン状接続で両端に位置するノード（図１でのノード１及びノード３が該当）以外の全てのノードは、図１でのノード２のような接続形態となる。
【００１０】
各ノードＮ（Ｎは１〜３）は、内部での伝送路の結線は多少異なっているが、同一の構成要素からなっている。すなわち、各ノードＮ（Ｎは１〜３）は、受信部Ｎ０、処理部Ｎ１、送信部Ｎ２、エラー表示部Ｎ３、及び、スイッチ部Ｎ４により構成される。
【００１１】
ここで、この実施形態の場合、スイッチ部Ｎ４を有することが、物理的にデイジーチェーン状を採用している従来のリング状ネットワークにおけるノードと大きく異なっている。
【００１２】
受信部Ｎ０は、伝送路上の信号形式に従っている受信信号から、転送対象であるパケット（受信パケット）を取り出し、取り出した受信パケットを処理部Ｎ１に与えるものである。
【００１３】
処理部Ｎ１は、受信部Ｎ０が受信した受信パケットの受信側アドレスを参照して自ノード宛のパケットか否かを判別し、自ノード宛の場合にそれを抽出して適宜処理し、他ノード宛の場合、受信パケットを送信部Ｎ２に与えるものである。また、処理部Ｎ１は、自己が送信元となる送信パケットを送信部Ｎ２に与えるものである。ここで、送信パケットとしては、一般的な情報を挿入したパケットだけでなく、異常時に作成する障害パケットを含む。さらに、処理部Ｎ１は、隣接するノードとの間の伝送路や自ノード内における障害等の異常を検出する検出機能と、この検出機能により検出された各状態の検出結果に応じて、後述するスイッチ部Ｎ４の結線状態を変更する結線制御機能とを有するものである。
【００１４】
送信部Ｎ２は、自ノードが送信元になっているか、自ノードが中継ノードかを問わず、処理部Ｎ１からの送信パケットを伝送路上の信号形式に従っている送信信号に変換して、リング状の次のノードに向けて送信するものである。
【００１５】
エラー表示部Ｎ３は、処理部Ｎ１の検出機能により検出された各状態の検出結果に応じて、伝送時のエラー情報等をネットワーク管理者などに通知、警告するための表示装置及び検出結果を登録する記憶部とを含むものである。
【００１６】
この実施形態で新たな設けられたスイッチ部Ｎ４は、処理部Ｎ１の結線制御機能に従い、入出力信号の切替え、言い換えると、ネットワーク伝送路（リング状ねと）の再構成を直接行うものである。
【００１７】
スイッチ部Ｎ４は、詳細には、図３に示す構成を有する（図３は代表してスイッチ部１４を示している）。スイッチ部Ｎ４は、３つの入力ポートＡＩ、ＢＩ、ＥＲと、２つの出力ポートＡＯ、ＢＯとを有する。また、スイッチ部Ｎ４は、２つの２入力１出力型セレクタＮ４１及びＮ４２を備える。入力ポートＢＩは、セレクタＮ４１のＸ入力（第１の選択入力）とセレクタＮ４２のＹ入力（第２の選択入力）に接続され、入力ポートＡＩは、セレクタＮ４１のＹ入力とセレクタＮ４２のＸ入力に接続され、入力ポートＥＲは、セレクタＮ４１のＳ入力（選択制御入力）とセレクタＮ４２のＳ入力に接続され、セレクタＮ４１のＯ出力は出力ポートＢＯに接続され、セレクタＮ４２のＯ出力は出力ポートＡＯに接続されている。
【００１８】
このような構成のスイッチ部Ｎ４は、折返しモードの場合には入力ポートＥＲの状態が“１”となることで（ＥＲ＝１）、各セレクタＮ４１、Ｎ４２はＹ入力が選択されてＯ出力から出力される状態に切り替わり、これにより一点破線で示すように入力ポートＢＩの入力は出力ポートＡＯから出力され、入力ポートＡＩの入力は出力ポートＢＯから出力されることになる。また、スルーモードの場合には入力ポートＥＲの状態が“０”となることで（ＥＲ＝０）、各セレクタＮ４１、Ｎ４２はＸ入力が選択されてＯ出力から出力される状態に切り替わり、これにより破線で示すように入力ポートＢＩの入力は出力ポートＢＯから出力され、入力ポートＡＩの入力は出力ポートＡＯから出力されることになる。
【００１９】
なお、正常時においては、全てのノードで、そのスイッチ部はスルーモードでの結線状態になっている。
【００２０】
論理的にリング状ネットワークを構成するように、各ノード内及びノード間は、以下のように結線されている。なお、以下の説明においては、デイジーチェーン状接続が左右に延びているとした用語で説明する（図１参照）。
【００２１】
デイジーチェーン状接続で左端に位置するノード１においては、スイッチ部１４の出力ポートＢＯは自己の入力ポートＡＩに直結され、スイッチ部１４の出力ポートＡＯは受信部１０の入力端子に接続され、送信部１２の出力端子は、右側の隣接ノード２のスイッチ部２４の入力ポートＡＩに接続され、スイッチ部１４の入力ポートＢＩは、右側の隣接ノード２のスイッチ部２４の出力ポートＢＯに接続されている。
【００２２】
デイジーチェーン状接続で中間に位置するノード２（中間ノードが複数ある場合における各ノードも同様である）においては、スイッチ部２４の出力ポートＢＯは、左側の隣接ノード１のスイッチ部１４の入力ポートＢＩに接続され、スイッチ部２４の入力ポートＡＩは、左側の隣接ノード１の送信部１２の出力端子に接続され、スイッチ部２４の出力ポートＡＯは受信部２０の入力端子に接続され、送信部２２の出力端子は、右側の隣接ノード３のスイッチ部３４の入力ポートＡＩに接続され、スイッチ部２４の入力ポートＢＩは、右側の隣接ノード３のスイッチ部３４の出力ポートＢＯに接続されている。
【００２３】
デイジーチェーン状接続で右端に位置するノード３においては、スイッチ部３４の出力ポートＢＯは、左側の隣接ノード２のスイッチ部２４の入力ポートＢＩに接続され、スイッチ部３４の入力ポートＡＩは、左側の隣接ノード２の送信部２２の出力端子に接続され、スイッチ部３４の出力ポートＡＯは受信部３０の入力端子に接続され、送信部３２の出力端子は、自ノード３のスイッチ部３４の入力ポートＢＩに直結されている。
【００２４】
従って、各ノードのスイッチ部１４、２４、３４が全てスルーモードであるネットワーク全体の正常時においては、スイッチ部１４、２４、３４が入力ポートＢＩからの信号を出力ポートＢＯに出力すると共に、入力ポートＡＩからの信号を出力ポートＡＯに出力するので、ノード１−２−３−１を信号が巡回する論理的にリング状のネットワークが構成される。
【００２５】
以下、以上のような構成を有する実施形態のリング状ネットワークにおけるネットワーク再構成時の動作を、図６に示すフローチャートを参照して具体的に説明する。
【００２６】
図３において、正常時にあっては、各ノードのスイッチ部１４、２４、３４のそれぞれの入力ポートＥＲの状態は“０”となっており、スルーモードに設定されており、上述したように、転送信号が論理的なリング状の伝送路を巡回している。
【００２７】
各ノードにおいては、自己が送信元となる送信パケットが処理部Ｎ１から送信部Ｎ２に与えて送信信号に変換してリング状伝送路に乗せると共に、受信部Ｎ０で受信信号から受信パケットを得て、処理部Ｎ１がそれが自ノード宛か否かを判別し、自ノード宛の場合には、内部に取り込んで処理し、他ノード宛の場合には送信部Ｎ２に与えて送信信号に変換してリング状伝送路に再度乗せる。
【００２８】
このようなネットワーク全体が正常な状態のときに、図４に示すように、ノード１のスイッチ部１４の入力ポートＢＩとノード２のスイッチ部２４の出力ポートＢＯとの間でパケット伝送障害が発生したものとする。この発生時刻を図６の動作フローチャートに示されるＴ１１であるとする（以下、事象が発生した時刻をＴ××で示す）。
【００２９】
この伝送障害は、ノード１のスイッチ部１４を経由し、受信部１０で、具体的には、クロック断やキャリア断やフレームエラー障害の形で検出される（Ｔ１２）。
【００３０】
ノード１では検出された障害を何らかの手段によりノード２へ通知する（Ｔ１３）。例えば、ノード１の処理部１１で作成した障害パケットに乗せてノード２へ通知する、あるいはノード１の送信部１２にて意図的にパケット伝送を停止することにより、ノード２へ通知する。
【００３１】
ノード２では、この障害情報を検出する（Ｔ１４）と、更にノード３へ障害を通知する（Ｔ１５）。これにより、最終的にノード３が障害情報を検出し（Ｔ１６）、障害の発生を知る。
【００３２】
ここで、各ノードは事前にネットワークに接続されているノード数ｎ（図１では３個）が分かっているものとする。また、ノード１で障害を検出してからノード２でその障害情報を受領するまでの時間より大で（ＴＯ＞Ｔ１４−Ｔ１２）、かつ、ノード２で障害情報を受領してからノード３でその障害情報を受領するまでの時間より大である（ＴＯ＞Ｔ１６−Ｔ１４）時間ＴＯを定義する。
【００３３】
そして、障害を直接検出したノード１は、障害を検出（Ｔ１２）してからＴＯ×（ノード数ｎ）の時間だけ経過した時点で、スイッチ部１４の入力ポートＥＲを“１”にし、スイッチ部１４内の接続ルートを切換える（Ｔ１７）。同様に、障害発生が通知されたノード２及びノード３でもそれぞれ、通知受領時刻Ｔ１４、Ｔ１６からＴＯ×（ノード数ｎ）の時間だけ経過した時点で、スイッチ部２４、３４の接続ルートを切換える（Ｔ１８、Ｔ１９）。
【００３４】
このようにＴＯ×（ノード数ｎ）の時間だけ経過した時点で、各ノードがスイッチ部を切換えることにより、全てのノードに障害情報が正確に転送されることを保証している。すなわち、全てのノードに障害情報が転送されてから、各ノードのスイッチ部を診断時の状態に切換えるのである。このときのスイッチ部の接続ルートは図３に示す一点破線のようになり、折返し状態となる（折返しモード）。
【００３５】
なお、全てのノードに障害情報が正確に転送されることを保証するために、他の方法を採用しても良い。例えば、全てのノードが同一時刻を計時するタイマを有するネットワークであれば、障害を直接検出したノードが切替時刻を他のノードに転送するようにしても良い。また例えば、転送済みのノード数を転送する障害情報に含め、次のノードに障害情報を転送する再に転送済みのノード数を１だけ減じて転送し、各ノードは、障害情報の受信時点からＴＯ×（未転送のノード数）の時間だけ経過したときにスイッチ部を切り替えるようにしても良い。
【００３６】
次に、ノード１は、時刻ＴＩ７からさらにＴＯ×（ノード数ｎ）の時間だけ経過した時点で送信部１２より診断パケットの送信信号を送出する。なんとなれば、ＴＯ×（ノード数ｎ）だけの時間を経過した時点では各ノード２、３のスイッチ部２４、３４が確実に折返しモードとなっているからである。
【００３７】
この送信部１２から送出された診断パケットの送信信号は、ノード２のスイッチ部２４で折返され、ノード１のスイッチ部１４を経由し、受信部１０に戻るループを辿ることになる。つまり、図４に示すような一点破線のループ結線上を診断パケットの送信信号が流れる。これにより、ノード１と、ノード２との間の接続ルートの診断を処理部１１で行う（Ｔ２０）ことが可能となる。今回の場合、診断パケットの送信信号が受信部１０に届かないので、処理部１１は診断パケットを出力してからの戻り時間の監視によって、エラーという診断結果を得る。この診断結果は処理部１１からエラー表示部１３に出力され、表示装置でエラー表示すると共に記憶部に登録される（Ｔ２１）。
【００３８】
同様に、ノード２は、時刻Ｔ１８からＴＯ×（ノード数ｎ）の時間だけ経過した時点で送信部２２より診断パケットの送信信号を送出する。ノード２、３のスイッチ部２４、３４がともに折返しモードとなっているため、図４に示すループ結線上に診断パケットの送信信号を流すことが可能である。これにより、ノード２、３間の接続ルートの診断を行う（Ｔ２２）。診断結果はエラー表示部２３の記憶部に登録する（Ｔ２３）。このノード２では、正常という診断結果が登録される。
【００３９】
ノード３も、同様に、時刻Ｔ２４においてループ診断を開始し、その結果をエラー表示部３３の記憶部に登録する（Ｔ２５）。このノード３では、正常という診断結果が登録される。但し、ノード３の場合は、自ノード内折返し（すなわち、送信部３２の出力が内部で折返してスイッチ部３４の入力ポートＢＩに入力される）となり、診断対象部分は送信部３２、受信部３０である。
【００４０】
以上、説明したように各ノード１、２、３は、隣接するノードとの間でのループ折返しを行い、これら隣接ノードとの結線、及び自ノードの送信部１２、２２、３２、受信部１０、２０、３０の診断を行い、各ノード内のエラー表示部１３、２３、３３に診断結果を報告する。これによりネットワーク管理者は、各ノードのエラー表示部１３、２３、３３をみて、障害個所を特定することが可能となる。また、このときエラー表示部１３、２３、３３の記憶部に登録される診断結果から障害の履歴を得ることも可能である。
【００４１】
次に、ネットワーク管理者は、エラー表示部１３、２３、３３を順次、見て、障害個所がノード１とノード２との間であること知り、これによりノード２とノード３との間でネットワークを構成することが可能であると判断する。この場合、ノード３の処理部３１に対して指示を出して、スイッチ部３４の入力ポートＥＲを“０”にし、折返しモードを解除しスルーモードにする（Ｔ２６）。これにより、図５に示すように、ノード１を排除してノード２とノード３との間で新たなリング状ネットワークを構成することが可能となる。
【００４２】
すなわち、ノード２の送信部２２から送出されたパケットに係る送信信号は、ノード３のスイッチ部３４の入力ポートＡＩ、同スイッチ部３４の出力ポートＡＯ、同受信部３０、同処理部３１、同送信部３２、同スイッチ部３４の入力ポートＢＩ、同スイッチ部３４の出力ポートＢＯ、そしてノード２のスイッチ部２４の入力ポートＢＩ、同スイッチ部２４の出力ポートＡＯ、同受信部２０、同処理部２１の順に循環することになる。
【００４３】
上記実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
【００４４】
（１）上述したように障害に関与するノードを排除して、正常なノード間でネットワークを再構成することにより、ネットワーク全体としての通信機能は低下するが限られた通信機能を障害後も維持することが可能となる。例えば、上述した実施形態ではノード１に接続された端末は、他ノード（ノード２、３）配下の端末とは通信を行うことができないものの、正常なノード２及び３に接続された端末同士の通信機能は障害前と同様に維持することができる。
【００４５】
（２）新たにノードを追加する際には、追加ノードの初期設定が終了した時点でスイッチ部を切替えることにより、両端ノードに新たにノードを追加することが容易にできる。これにより、従来のリング状ネットワークのようなノード増設の際のケーブル配線工事の手間が簡略化できる。
【００４６】
なお、上記実施形態ではスイッチ部を受信部の前段に配置した場合を例にとって説明したが、本発明はこれに限定されることなく、例えばスイッチ部を送信部の後段に配置した構成であってもよい。また、スイッチ部を受信部の前段及び送信部の後段の双方に配置するようにしても良い。
【００４７】
さらに、一例としてノード数が３つの場合について説明したが、本発明にあってはノード数が増加する程に、その効果は顕著になる。
【００４８】
さらにまた、上記実施形態においては、障害発生時のネットワークの再構成をネットワーク管理者からの指示により行うものを示したが、診断結果に応じて、ネットワークの構成要素が自律的に再構成を行うようにしても良い。例えば、各ノードがリング状伝送路以外の通信経路で共通のネットワーク管理装置と接続されている場合には、そのネットワーク管理装置が診断結果を収集してネットワークの再構成方法を決定して各ノードに通知して再構成させるようにしても良い。また例えば、各ノードが相互に診断結果を通知し合うことにより、デイジーチェーン状接続での隣接ノードとの間を切り離したら良いか否かを自律的に判断して、再構成するようにしても良い。
【００４９】
【発明の効果】
以上のように、本発明のネットワーク再構成方法によれば、各ノードが経路切替用のスイッチ部を有し、そのスイッチ部の切替制御により、異常の生じた個所を排除してネットワークを再構成し得るようにしたので、ネットワーク全体としての通信機能は低下するものの、残りの限られた通信機能を異常の発生後も維持することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態のスイッチ部の詳細な構成を示すブロック図である。
【図２】従来のリング型ネットワークの構成を説明するためのブロック図である。
【図３】実施形態のノード間の接続及びノード構成を説明するためブロック図である。
【図４】実施形態のループ折返しを説明するためのブロック図である。
【図５】実施形態の異常が発生した際のネットワークの再構成を概略的に示すブロック図である。
【図６】実施形態のネットワークの再構成における処理を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１、２、３…ノード、１０、２０、３０…受信部、１１、２１、３１…処理部、１２、２２、３２…送信部、１３、２３、３３…エラー表示部、１４、２４、３４…スイッチ部、Ｎ４１、Ｎ４２…２入力１出力型セレクタ。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to network reconfiguration method.
[0002]
[Prior art]
A network formed by connecting a plurality of nodes in a ring shape has no signal branching from the viewpoint of topology, so there are advantages such as less crosstalk and less signal attenuation due to branching. It is used in both optical communications. In this way, ring networks have the potential to be realized in the same way, from low-cost networks that use electrical cables to high-performance networks that use optical fibers (for example, see the following document). A topology with a wide range of applications.
[0003]
Document "Development of 10Mb / s Hybrid Switched Optical Loop Network (1990 IEICE Spring National Conference B-666)"
In the ring network, as described above and as shown in FIG. 2A, a plurality of nodes (nodes 1, 2, 3, 4) are connected in a ring shape, and a transmission frame is shared on the ring. It is patrol in the direction. Each node receives a transmission frame from the transmission path, transmits a transmission frame to the transmission path, and relays the transmission frame that does not use the own node as a transmission source and destination.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in a conventional ring network, as indicated by a cross in FIG. 2B, a signal disconnection or a frame error occurs due to a disconnection of a transmission path (cable) at a certain part of the network or a failure of a transmitting / receiving unit at a node If this occurs, an error occurs in the entire network. That is, there is a problem that all network functions are stopped due to some errors.
[0005]
In order to solve such inconvenience, a ring network having a bidirectional ring (transmission path) as a cyclic direction has also been proposed. However, in this network, both the network and the node are large in configuration and cost is low. It had to be expensive.
[0006]
Therefore, even if a part of the network elements fails, Rene Ttowaku reconstruction method can be prevented from stopping the communication function of the whole network is required.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
To solve such problems, the present onset Ming, together logically connected to other nodes so as to form a ring network, is physically connected to other nodes and daisy chain In a network reconfiguration method of reconfiguring a network after performing a diagnostic operation to identify a failure occurrence location when a failure occurs in any location of the ring network, the network having a plurality of nodes, (1) In each of the above nodes, (1-1) the first and second transmission paths having different signal transmission directions are wired, and (1-2) the above-described first, receiving, relaying, and transmitting the transfer signal. 1 a communication arrangement provided in the transmission path of, (1-3) when the control signal is in the through mode, as well as between first and second transmission lines disconnected, when the control signal is in the folded mode And a switch section that connects the first and second transmission lines possess, (2-1) failure detection node that detects the failure of the ring network, the downstream side with respect to the adjacent node, the The failure information is transmitted through the ring network, and after the time of detection, the waiting time elapses as many times as the total number of nodes of the transfer guarantee time TO that can guarantee the reception of the failure information to the adjacent node on the downstream side. (2-2) The node that has received the failure information from the adjacent node on the upstream side passes the failure information to the adjacent node on the downstream side via the ring network. The above-mentioned switch waits for the passage of time that is the total number of nodes of the transfer guarantee time TO that can guarantee the reception of the failure information to the adjacent node on the downstream side from the time of reception, while transmitting the failure information. (3) Each node diagnoses the state of the return path at the time when the switch portion of its own switch part is set in the return mode and a time that is a multiple of the total number of nodes of the transfer guarantee time TO has elapsed. The partial diagnosis result is given to a determination subject of network reconfiguration .
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a network reconfiguration process of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0009]
FIG. 1 shows the configuration of a ring network related to this embodiment, and three nodes (node 1, node 2, and node 3) are connected in a ring shape for the convenience of notation in the figure. An example is shown. As is apparent from FIG. 1, the ring network according to this embodiment is logically formed by connecting a plurality of nodes in a ring shape. However, physically, the plurality of nodes are daisy chained. Connected). In the case of the number of nodes is 4 or more, the total hand nodes other than the node to be positioned at both ends in the daisy chain connection (corresponding to the node 1 and node 3 in FIG. 1) of the node 2 in FIG. 1 It becomes such a connection form.
[0010]
Each node N (N is 1 to 3) is composed of the same components although the connection of the transmission line inside is slightly different. That is, each node N (N is 1 to 3) includes a receiving unit N0, a processing unit N1, a transmitting unit N2, an error display unit N3, and a switch unit N4.
[0011]
Here, in the case of this embodiment, having the switch unit N4 is greatly different from a node in a conventional ring network that physically adopts a daisy chain configuration.
[0012]
The receiving unit N0 extracts a packet to be transferred (received packet) from a received signal that conforms to the signal format on the transmission path, and gives the extracted received packet to the processing unit N1.
[0013]
The processing unit N1 refers to the receiving side address of the received packet received by the receiving unit N0 to determine whether or not the packet is addressed to the own node. When addressed, the received packet is given to the transmission unit N2. Further, the processing unit N1 gives a transmission packet that is a transmission source to the transmission unit N2 . Here, the transmission packet includes not only a packet into which general information is inserted but also a failure packet created in the event of an abnormality. Further, the processing unit N1 will be described later in accordance with a detection function for detecting an abnormality such as a failure in a transmission path between adjacent nodes or in the own node, and a detection result of each state detected by the detection function. It has a connection control function for changing the connection state of the switch unit N4.
[0014]
The transmission unit N2 converts the transmission packet from the processing unit N1 into a transmission signal conforming to the signal format on the transmission path, regardless of whether the local node is the transmission source or the local node is a relay node, It is sent to the next node.
[0015]
The error display unit N3 registers a display device and a detection result for notifying and warning a network administrator of error information during transmission according to the detection result of each state detected by the detection function of the processing unit N1. And a storage unit.
[0016]
The switch unit N4 newly provided in this embodiment directly performs input / output signal switching, in other words, reconfiguration of a network transmission path (ring-like) in accordance with the connection control function of the processing unit N1. .
[0017]
The switch unit N4 has the configuration shown in FIG. 3 in detail (FIG. 3 shows the switch unit 14 as a representative) . The switch unit N4 has three input ports AI, BI, and ER and two output ports AO and BO. The switch unit N4 includes two 2-input 1-output selectors N41 and N42. The input port BI is connected to the X input (first selection input) of the selector N41 and the Y input (second selection input) of the selector N42, and the input port AI is the Y input of the selector N41 and the X input of the selector N42. The input port ER is connected to the S input (selection control input) of the selector N41 and the S input of the selector N42, the O output of the selector N41 is connected to the output port BO, and the O output of the selector N42 is the output port Connected to AO.
[0018]
In the switch unit N4 having such a configuration, when the state of the input port ER becomes “1” in the folding mode (ER = 1), each of the selectors N41 and N42 selects the Y input and starts from the O output. As a result, the input port BI is output from the output port AO, and the input port AI is output from the output port BO. In the case of the through mode, when the state of the input port ER becomes “0” (ER = 0), each of the selectors N41 and N42 switches to a state where the X input is selected and output from the O output. Thus, as indicated by the broken line, the input of the input port BI is output from the output port BO, and the input of the input port AI is output from the output port AO.
[0019]
Note that, at normal times, the switch portions are connected in the through mode in all nodes.
[0020]
In each node and between the nodes, connections are made as follows so as to logically configure a ring network. In the following description, the term “daisy chain connection” extends from side to side (see FIG. 1).
[0021]
In node 1 located at the left end in the daisy chain connection, output port BO of switch unit 14 is directly connected to its own input port AI, and output port AO of switch unit 14 is connected to the input terminal of receiving unit 10 for transmission. The output terminal of the unit 12 is connected to the input port AI of the switch unit 24 of the adjacent node 2 on the right side, and the input port BI of the switch unit 14 is connected to the output port BO of the switch unit 24 of the adjacent node 2 on the right side. Yes.
[0022]
In the node 2 located in the middle in the daisy chain connection (the same applies to each node when there are a plurality of intermediate nodes), the output port BO of the switch unit 24 is the input port of the switch unit 14 of the adjacent node 1 on the left side. The input port AI of the switch unit 24 is connected to the BI, the output port AO of the switch unit 24 is connected to the input terminal of the reception unit 20, and the transmission unit 12 The output terminal 22 is connected to the input port AI of the switch section 34 of the right adjacent node 3, and the input port BI of the switch section 24 is connected to the output port BO of the switch section 34 of the right adjacent node 3. .
[0023]
In the node 3 located at the right end in the daisy chain connection, the output port BO of the switch unit 34 is connected to the input port BI of the switch unit 24 of the adjacent node 2 on the left side, and the input port AI of the switch unit 34 is connected to the left side. Connected to the output terminal of the transmission unit 22 of the adjacent node 2, the output port AO of the switch unit 34 is connected to the input terminal of the reception unit 30, and the output terminal of the transmission unit 32 is the input of the switch unit 34 of the own node 3. Directly connected to port BI.
[0024]
Therefore, when the entire network in which the switch units 14, 24, 34 of each node are all in the through mode is normal, the switch units 14, 24, 34 output the signal from the input port BI to the output port BO and Since the signal from the port AI is output to the output port AO, a logical ring network in which the signal circulates through the node 1-2-3-1 is configured.
[0025]
Hereinafter, the operation at the time of network reconfiguration in the ring network according to the embodiment having the above-described configuration will be specifically described with reference to the flowchart shown in FIG.
[0026]
In FIG. 3, in the normal state, the state of each input port ER of each of the switch units 14, 24, and 34 of each node is “0”, which is set to the through mode. The transfer signal circulates through a logical ring-shaped transmission line.
[0027]
At each node, the transmission packet that is the transmission source is given from the processing unit N1 to the transmission unit N2, converted into a transmission signal, put on the ring-shaped transmission line, and the reception unit N0 obtains the reception packet from the reception signal. The processing unit N1 determines whether or not it is addressed to its own node. If it is addressed to its own node, the processing unit N1 takes it in and processes it. If it is addressed to another node, the processing unit N1 converts it into a transmission signal. And put it on the ring transmission line again.
[0028]
When such an entire network is normal, a packet transmission failure occurs between the input port BI of the switch unit 14 of the node 1 and the output port BO of the switch unit 24 of the node 2 as shown in FIG. Shall be. This occurrence time is assumed to be T11 shown in the operation flowchart of FIG. 6 (hereinafter, the time when the event occurred is indicated by Txx).
[0029]
This transmission failure is detected by the receiving unit 10 via the switch unit 14 of the node 1, specifically, in the form of clock interruption, carrier interruption, or frame error failure (T12).
[0030]
The node 1 notifies the detected failure to the node 2 by some means (T13). For example, the failure packet created by the processing unit 11 of the node 1 is placed on the node 2 and notified to the node 2, or the transmission unit 12 of the node 1 intentionally stops the packet transmission to notify the node 2.
[0031]
The node 2 detects the failure information (T14), and further notifies the node 3 of the failure (T15). Thereby, finally, the node 3 detects the failure information (T16) and knows the occurrence of the failure.
[0032]
Here, it is assumed that the number n (three in FIG. 1) of nodes connected to the network is known in advance for each node. Also, it is longer than the time from when the failure is detected at the node 1 until the failure information is received at the node 2 (TO> T14-T12). A time TO is defined which is longer than the time until failure information is received (TO> T16-T14).
[0033]
Then, the node 1 that directly detects the failure sets the input port ER of the switch unit 14 to “1” when the time of TO × (number of nodes n) has elapsed since the failure was detected (T12), and the switch unit 14 is switched (T17). Similarly, in the node 2 and the node 3 notified of the occurrence of the failure, the connection routes of the switch units 24 and 34 are switched when the time of TO × (number of nodes n) has elapsed from the notification reception times T14 and T16, respectively ( T18, T19).
[0034]
Thus, when the time of TO × (number of nodes n) elapses, each node switches the switch unit to ensure that failure information is accurately transferred to all nodes. That is, after the failure information is transferred to all nodes, the switch unit of each node is switched to the state at the time of diagnosis. At this time, the connection route of the switch portion is as shown by a one-dot broken line shown in FIG. 3 and is in a folded state (folding mode).
[0035]
It should be noted that other methods may be employed to ensure that the failure information is correctly transferred to all nodes. For example, in the case of a network in which all nodes have timers that measure the same time, a node that directly detects a failure may transfer the switching time to another node. In addition, for example, the number of transferred nodes is included in the failure information to be transferred, the failure information is transferred to the next node, and the number of transferred nodes is reduced by one, and each node is transferred from the point of time when the failure information is received. The switch unit may be switched when the time of TO × (number of untransferred nodes) has elapsed.
[0036]
Next, the node 1 transmits a diagnostic packet transmission signal from the transmission unit 12 when a time of TO × (number of nodes n) has further elapsed from the time TI7. This is because the switch units 24 and 34 of the nodes 2 and 3 are surely in the turn-back mode when the time of TO × (number of nodes n) has elapsed.
[0037]
The transmission signal of the diagnostic packet transmitted from the transmission unit 12 is returned by the switch unit 24 of the node 2, followed by a loop returning to the reception unit 10 via the switch unit 14 of the node 1. That is, a diagnostic packet transmission signal flows on a one-dot dashed loop connection as shown in FIG. Thereby, it is possible to diagnose the connection route between the node 1 and the node 2 by the processing unit 11 (T20). In this case, since the transmission signal of the diagnostic packet does not reach the receiving unit 10, the processing unit 11 obtains a diagnostic result of an error by monitoring the return time after outputting the diagnostic packet. The diagnosis result is output from the processing unit 11 to the error display unit 13, displayed as an error on the display device, and registered in the storage unit (T21).
[0038]
Similarly, the node 2 transmits a diagnostic packet transmission signal from the transmission unit 22 when a time of TO × (number of nodes n) has elapsed from time T18. Since both the switch units 24 and 34 of the nodes 2 and 3 are in the return mode, it is possible to send a diagnostic packet transmission signal on the loop connection shown in FIG. Thereby, the connection route between the nodes 2 and 3 is diagnosed (T22). The diagnosis result is registered in the storage unit of the error display unit 23 (T23). In this node 2, the diagnosis result of normal is registered.
[0039]
Similarly, the node 3 starts the loop diagnosis at time T24 and registers the result in the storage unit of the error display unit 33 (T25). In this node 3, the diagnosis result of normal is registered. However, in the case of the node 3, the local node is turned back (that is, the output of the transmission unit 32 is turned back and input to the input port BI of the switch unit 34), and the diagnosis target part is the transmission part 32 and the reception part 30. It is.
[0040]
As described above, each of the nodes 1, 2, and 3 performs loop loopback with adjacent nodes, and connects with these adjacent nodes, and the transmission units 12, 22, and 32 of the own node, and the reception unit 10. , 20 and 30, and report the diagnosis results to the error display units 13, 23 and 33 in each node. As a result, the network administrator can identify the fault location by looking at the error display sections 13, 23, and 33 of each node. At this time, it is also possible to obtain a failure history from the diagnosis results registered in the storage units of the error display units 13, 23, and 33.
[0041]
Next, the network administrator sequentially looks at the error display sections 13, 23, and 33, and knows that the failure location is between the node 1 and the node 2, and thereby the network between the node 2 and the node 3 Is determined to be possible. In this case, an instruction is issued to the processing unit 31 of the node 3, the input port ER of the switch unit 34 is set to “0”, the return mode is canceled and the through mode is set (T26). As a result, as shown in FIG. 5, it is possible to exclude the node 1 and configure a new ring network between the node 2 and the node 3.
[0042]
That is, the transmission signal related to the packet transmitted from the transmission unit 22 of the node 2 is the input port AI of the switch unit 34 of the node 3, the output port AO of the switch unit 34, the reception unit 30, the processing unit 31, and the like. Transmission unit 32, input port BI of switch unit 34, output port BO of switch unit 34, input port BI of switch unit 24 of node 2, output port AO of switch unit 24, reception unit 20, and processing It will circulate in the order of part 21.
[0043]
According to the embodiment, the following effects can be achieved.
[0044]
(1) By eliminating the nodes involved in the failure as described above and reconfiguring the network between normal nodes, the communication function as a whole network is reduced, but the limited communication function is maintained after the failure. It becomes possible to do. For example, in the above-described embodiment, a terminal connected to the node 1 cannot communicate with terminals under other nodes (nodes 2 and 3), but terminals connected to normal nodes 2 and 3 The communication function can be maintained as before failure.
[0045]
(2) When a new node is added, it is possible to easily add a new node to both end nodes by switching the switch unit when the initial setting of the added node is completed. As a result, it is possible to simplify the labor of cable wiring work when adding a node like a conventional ring network.
[0046]
In the above embodiment, the case where the switch unit is arranged upstream of the reception unit has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and the switch unit is arranged downstream of the transmission unit, for example. Also good. Further, the switch unit may be arranged in both the front stage of the reception unit and the rear stage of the transmission unit.
[0047]
Furthermore, although the case where the number of nodes is three has been described as an example, in the present invention, the effect becomes more remarkable as the number of nodes increases.
[0048]
Furthermore, in the above-described embodiment, the network reconfiguration when a failure occurs is indicated by an instruction from the network administrator. However, the network components autonomously reconfigure according to the diagnosis result. You may do it. For example, if each node is connected to a common network management device via a communication path other than the ring-shaped transmission path, the network management device collects the diagnosis results and determines a network reconfiguration method to determine each node You may make it reconfigure | reconstruct by notifying. Also, for example, each node notifies each other of the diagnosis result, so that it is possible to autonomously determine whether or not to disconnect from the adjacent nodes in the daisy chain connection, and to reconfigure. good.
[0049]
【The invention's effect】
As described above, according to the network reconstruction method of the present invention, each node has a switching section for path switching, the switching control of the switch unit, the network to eliminate the abnormality of the resulting point re Since the communication function as a whole network is lowered, the remaining limited communication functions can be maintained even after the occurrence of an abnormality.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a detailed configuration of a switch unit according to an embodiment.
FIG. 2 is a block diagram for explaining a configuration of a conventional ring network.
FIG. 3 is a block diagram for explaining a connection between nodes and a node configuration according to the embodiment.
FIG. 4 is a block diagram for explaining loop folding according to the embodiment;
FIG. 5 is a block diagram schematically illustrating reconfiguration of a network when an abnormality of the embodiment occurs.
FIG. 6 is a flowchart illustrating processing in network reconfiguration according to the embodiment.
[Explanation of symbols]
1, 2, 3,... 10, 10, 20, 30... Reception unit, 11, 21, 31... Processing unit, 12, 22, 32 .. transmission unit, 13, 23, 33 .. error display unit, 14, 24, 34 ... Switch part, N41, N42 ... 2 input 1 output type selector.

Claims

Together logically connected to other nodes so as to form a ring network, it is physically a network having a plurality of nodes connected to other nodes and a daisy chain, the ring-shaped In the network reconfiguration method of reconstructing the network after performing a diagnostic operation to identify the location of the failure when a failure occurs in any part of the network ,
Each of the above nodes
First and second transmission lines having different signal transmission directions are wired inside,
A communication configuration provided on the first transmission path for receiving, relaying, and transmitting a transfer signal;
When the control signal is in the through mode, the first and second transmission lines are disconnected, and when the control signal is in the turn-back mode, the switch unit that connects between the first and second transmission lines is provided. Yes, and
The failure detection node that has detected the failure of the ring network transmits failure information to the downstream adjacent node via the ring network, and the failure to the downstream adjacent node from the time of detection. Waiting for the passage of time equal to the total number of nodes of the transfer guarantee time TO that can guarantee the reception of information, the self switch part is set to the return mode,
The node that has received the failure information from the adjacent node on the upstream side transmits the failure information to the adjacent node on the downstream side via the ring network, and the downstream side from the reception time point. Waiting for the passage of time that is the total number of nodes times the transfer guarantee time TO that can guarantee the reception of the failure information to the adjacent node, the self switch section is set to the folding mode,
Each node diagnoses the state of the return path at the time when the total number of nodes times the transfer guarantee time TO has elapsed since the switch unit of the node is set in the return mode, and the partial diagnosis result is A network reconfiguration method characterized by being given to a determination subject of network reconfiguration .

Each of the above nodes connects the first transmission path of the own node to the first transmission path of the adjacent node, and connects the second transmission path of the own node to the second transmission path of the adjacent node. The network reconfiguration method according to claim 1, wherein the networks are connected in a daisy chain.

Network in normal time, to operate the switch portion of all nodes in the through mode, when a failure in any portion of the network occurs, folded only switch portion of one or more nodes in accordance with the fault location mode The network reconfiguration method according to claim 2 , wherein a logical ring network is reconfigured at some nodes.