JP3791265B2 - 管理局及びノード並びにノードにおける処理方法 - Google Patents
管理局及びノード並びにノードにおける処理方法 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ネットワークに接続可能な管理局及びノード並びにノードにおける処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複数の通信端末（以下、「ノード」と称する）のネットワークにおける接続形態であるネットワークトポロジーには、バス型マルチドロップ，バス型デジチェーン，ループ型，バス型マルチドロップの２重化など、各種の形態のものがある。
【０００３】
簡単に説明すると、図１のように各ノード１には、２つのポート２ａ，２ｂが備えられ、各ポート２ａ，２ｂの一方或いは両方がケーブル３に接続され、ネットワークを構築している。そして、各トポロジーの接続形態は以下のようになっている。
【０００４】
まず、同図（ａ）は、バス型マルチドロップについて示している。同図に示すように、バス型の場合には、バスの両端に位置するノード１′には、いずれか一方のポートに１本のケーブル３が接続され、そのケーブル３を介して中間に位置する他のノード１と接続を図る。また、中間のノード１は、他の２つのノード１とそれぞれケーブル３，３を介して接続される。そして、マルチドロップの場合には、中間の各ノード１に接続される２本のケーブル３，３が同一のポート（図示の例では２ａ）に接続されている。
【０００５】
このようにすると、目的のノード１，１′に対するメッセージは、他のノード１を経由することなく直接伝達することができるので、途中のノード１がダウンしていても送信可能というメリットがある。一方、両端のノード１′，１′間の総延長距離があまり長くできないというデメリットがある。
【０００６】
また、同図（ｂ）は、バス型デジチェーンについて示している。同図に示すように、バス型であるため中間のノード１は他の２つのノード１とそれぞれ接続する２つのケーブル３が接続されるという点では、上記のバス型のマルチドロップと同様である。そして、デジチェーン型の場合には、１つのポート２ａ，２ｂにそれぞれ１つずつケーブル３が接続されており、一方のポート２ａ（２ｂ）からのメッセージは、一旦ノード１の内部に取り込まれ、他方のポート２ｂ（２ａ）から送出されるようになる。
【０００７】
このようにすると、基本的に隣接するノード間の距離が、伝送可能距離内に有ればよいので、両端のノード１′，１′間の総延長距離は長くできるというメリットがある。一方、必ず一旦ノード内にデータを取り込んで中継することから、途中のノード１がダウンすると目的のノードに送信できなくなる。
【０００８】
さらに、同図（ｃ）は、ループ型について示している。同図に示すように、各ノード１をリング状に接続しており、デジチェーンと同様に各ノード１は、１つのポート２ａ，２ｂに１つのケーブル３が接続されており、一方のポート２ａ（２ｂ）からのメッセージは、一旦ノード１の内部に取り込まれ、他方のポート２ｂ（２ａ）から送出されるようになる。換言すると、同図（ｂ）に示すバス型デジチェーンの両端のノード１′の空きポート同士をケーブル３で接続した構造となっている。
【０００９】
このようにすると、あるノードにメッセージを送る場合に２つの経路が存在するので、一方の経路中に存在する１つのノードがダウンして中継できなくても、他方の経路を介して送ることができるというメリットがある。
【００１０】
同図（ｄ）は、バス型マルチドロップを２重化したもので、この方式でもあるノードにメッセージを送る場合に２つの経路が存在するので、一方の経路を構成するケーブル３が切断し伝送できなくても、他方の経路を介して送ることができるというメリットがある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように、ネットワークトポロジーは各種のものがあり、ネットワークがどのようなトポロジーで接続されているかがわかりにくい。また、各ノードがどのような順番で接続されているかを知ることも困難である。特に一旦ネットワークを構築し、設置してしまうと、各ノードが離反配置していることもあり、トポロジー情報を知ることがより困難となる。
【００１２】
特に、従来のネットワークトポロジーは、デジチェーンとマルチドロップは混在せず、いずれか一方を用いて全てのネットワークを構築しているが、上記した各接続形態を混在させることができると、各ノードの配置環境に応じて最適な接続形態をとることができ、各接続形態のメリットを取り入れた好ましいネットワークを構築することができる。係る混在するトポロジーとした場合には、その後のメンテナンスや故障箇所の特定などをするために、各ノードがどのような接続形態となっているかを知ることは、重要な技術となるが、従来は係る問題を解決する手段がなかった。
【００１３】
この発明は、ネットワークを構築する複数のノードの接続形態や接続順等のトポロジー情報を簡単に検出することのできる管理局及びノード並びにノードにおける処理方法を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
この発明による管理局では、ネットワークに接続可能な複数のポートを備え、一方のポートから他のノード宛てのチェックフレームを受信すると、そのチェックフレームに自ノードアドレス情報を追加するとともに、別のポートからその自ノードアドレス情報を追加したチェックフレームを送信する機能と、自ノード宛てのチェックフレームを受信すると、そのチェックフレームに自ノードアドレス情報を追加したフレームをレスポンスとして出力する機能を備えたノードが、複数台、ネットワークに接続され、そのネットワークに接続可能な複数のポートを備えた管理局であって、中継したノードのアドレス情報を格納するためのチェックフレームを複数のポートのいずれか一方から所定のノードに向けて送信する機能と、前記チェックフレームを送信したポートとは別のポートで受信したか、送信したポートでレスポンスを受信しただけか、によって、前記複数のノードがループ型接続されているかバス型接続されているかの接続状況を検出する機能と、前記複数のノードがループ型接続である場合、受信したチェックフレームに格納されたアドレス情報に基づいて前記ネットワークに接続されている複数ノードの接続順を検出する機能と、前記複数のノードがバス型接続である場合、受信したレスポンスに格納されたアドレス情報に基づいて前記ネットワークに接続されている複数ノードを検出する機能と、を備えたものである。
上記の発明を前提とし、前記複数のノードのバス型接続は、マルチドロップ接続かデジチェーン接続かのいずれかであり、チェックフレームを所定のノードに向けて送信する機能は、ポーリングセレクションにより全局宛にチェックフレームを送信するものであり、複数ノードを検出する機能は、受信したレスポンスに格納されたアドレス情報に基づいて、デジチェーン接続の場合には接続されたノードの接続順を検出し、また、マルチドロップ接続の場合には接続されたノードを検出し、またどのノードがデジチェーン接続でどのノードがマルチドロップ接続かを判定するものとしてもよい。
【００１５】
ここで管理局は、ネットワークを構築するノードの１つに上記機能を実装し管理局を兼ねるようにしても良いし、別途管理局を設けてもよい。ノードの接続状況を検出するために受信する「チェックフレームに格納された前記アドレス情報」は、実施の形態ではレスポンスとして戻ってくる場合と、ループ式で送り出したチェックフレームが中継されながら別のポートから戻ってきた場合のいずれもありえる。もちろん、ループチェックのみをする場合には後者の機能のみ実現すればよく、デジチェーンチェックのみを判別する場合には前者の機能のみ実現すれば良い。「接続状況」は、実施の形態では「トポロジー」，「トポロジー情報」等とも称されている。要は、ネットワークを構成するノードがどのような接続形態であるかや、どのような順で接続されているかなどの状態を特定するための情報である。
【００１６】
また、この発明によるノードでは、ネットワークに接続可能な複数のポートを備えたノードであって、一方のポートから他のノード宛てのチェックフレームを受信すると、そのチェックフレームに自ノードアドレス情報を追加するとともに、別のポートからその自ノードアドレス情報を追加したチェックフレームを送信する機能と、自ノード宛てのチェックフレームを受信すると、そのチェックフレームに自ノードアドレス情報を追加したフレームをレスポンスとして出力する機能を備えたものである。
【００１７】
そして、そのノードにおける処理方法では、ネットワークに接続可能な複数のポートを備えたノードにおける処理方法であって、管理局から送られてきたチェックフレームを受信した場合に、そのチェックフレームの宛先を検知し、少なくとも他のノード宛ての場合には、受信したチェックフレームに自ノードアドレス情報を追加し、次いで受信したポートとは別のポートから、前記自ノードアドレス情報を追加したチェックフレームを送信する処理を実行し、自ノード宛てのチェックフレームの場合には、そのチェックフレームに自ノードアドレス情報を追加したフレームを作成するとともにレスポンスとして前記管理局に対して出力する処理を実行する。
【００１８】
本発明によれば、ネットワーク接続された管理局から、所定のノードに向けてチェックフレームが出力する。それを受けた各ノードは、自己宛てか否かを判断し、自己宛ての場合にはレスポンス等を返送し、他のノード宛ての場合には自ノードアドレスを追加後、別のポートから送信する。これにより、デジチェーンの場合には自ノードアドレスを追加したチェックフレームが順次送信されるので、チェックフレームに格納されたアドレス情報から接続形態と接続位置などの情報を容易に知ることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図２は、本形態に用いられるノード，管理局のハードウエア構造を示している。このノード１は、通信機能を備えた通信端末であり、例えばＰＬＣその他の制御装置であったり、各種コンピュータなどであったりし、他のノードと情報の送受を行い、所望の処理（例えば、協調制御，同期制御等）を実行するものである。
【００２０】
同図に示すように、ノード１には、２つのポート２ａ，２ｂを有している。各ポート２ａ，２ｂは、コネクタ（または端子台）４及びトランシーバ５を備えている。コネクタ４にはケーブル３を接続可能とし、ケーブル３を接続することによりネットワークに接続される。また、コネクタ４には、放射妨害，ＥＭＣ対策としてチョークコイル並びに回線とノードとの電気的絶縁を行うためのパルストランスを内蔵している。
【００２１】
さらに、コネクタ４には、２本のケーブル３を接続可能としている。つまり、マルチドロップで接続する場合には２本のケーブル３を同一のポートに接続し、他方のポートを空きポートとする。また、デジチェーンやループ型にする場合には両方のポート２ａ，２ｂに１本ずつケーブル３を接続することになる。
【００２２】
そして、ケーブル３を介してポート２ａ，２ｂに送られてきたメッセージは、トランシーバ５で受信され、通信コントローラ６に与える。また、自ノードからメッセージを発信したり、デジチェーン型のように中継するような場合には、トランシーバ５からコネクタ２を介してネットワークに送信する。
【００２３】
上記各処理は、通信コントローラ６が実行する。さらに、ノード１には、自ノード宛てに送られてきたメッセージの内容を解析し、それに応じた処理を実行したり、ノード１自体が持つ本来の処理機能（ＰＬＣであれば、対象機器に対する制御やＩ／Ｏ，センサからの情報収集等）を実行するためのプログラムが格納されるＲＯＭ７と、そのＲＯＭ７に格納されたプログラムを実行するＭＰＵ８と、ＭＰＵ８でプログラムを実行する際にワークメモリ等として使用するＲＡＭ９を備えている。さらに、このノード１を動作させるべく各処理部に電力供給する電源１０を備えている。なお、上記した各処理部の機能は、従来と同様であるので、その詳細な説明を省略する。
【００２４】
ここで本発明では、上記したノード１を複数個用意し、それを任意の接続形態でネットワークに接続するようにした。そして、そのネットワークに１つの管理局を置き、各ノードの接続形態であるトポロジーを自動的に検出するように構成した。さらに、検出された情報（トポロジー，接続順等）は、管理局からネットワークを介して各ノード１に配信されるようにした。そして、本形態では管理局は、ネットワークに接続された複数のノード１のうちの１つを選択し、設定するようにした。
【００２５】
まず、管理局は、各ノードに対しトポロジーチェックフレームを送信し、そのフレームに対する応答からトポロジーを判断するようにしている。そして、そのトポロジーチェックフレームのデータブロックフォーマットとしては、図３に示すようになっている。すなわち、ヘッダ部分には、通常のプリアンブル，フラグ，送信元ＡＤ（管理局ＡＤ），宛先ＡＤ，コマンド（トポロジーチェックフレームであることを示すコマンド）からなるヘッダ，データ，ＣＲＣ並びにフラグの順となっている。そして、データには、ｂｙｔｅ単位のアドレス格納領域が設定されている。このアドレス格納領域は、先頭の７ｂｉｔｓを用いて受信したノードのアドレスを格納し、最後のｂｉｔ（最上位ｂｉｔｓ）を設定済みフラグとする。つまり、アドレスが格納された格納領域は、設定済みフラグがＯＮ（例えば１）にセットされる。なお、本形態で７ｂｉｔｓとしたのは、想定するネットワークに接続されるノードが最大６４個（ノードアドレスが０〜６３）であるからであり、仮にノード数がそれよりも多いシステムに適用する場合には、このｂｉｔｓ数も１５ｂｉｔｓなどに拡張することにより対応できる。
【００２６】
次に、上記のトポロジーチェックフレームを受信したノード１の処理機能に付いて説明する。まず、全てのノード１は、トポロジーチェックフレームのリピート動作を行う。つまり、トポロジーチェックフレームを受信したノードは、自局アドレスをトポロジーチェックフレームに付加する（ＳＴ１，ＳＴ２）。具体的には、データのｂｙｔｅ単位のアドレス格納領域の先頭から順に自局アドレスを格納する。これは、データの先頭のｂｙｔｅから順に設定済みフラグをチェックし、最初に設定済みフラグが立っていないｂｙｔｅに自局アドレスを格納するとともに、最上位ｂｉｔｓに設定済みフラグを立てる処理を行う。次いで、受信したポートと反対側のポートから自局アドレスを追加したトポロジーチェックフレームを送信する（ＳＴ３）。
【００２７】
さらに、受信したトポロジーチェックフレームが自ノード宛てか否か、つまり、宛先アドレスが自局であるか否かを判断する（ＳＴ４）。そして、自ノード宛ての場合には、送信元、つまり管理局に対してトポロジーチェックフレームのレスポンスを返送する。このレスポンスのデータには、ステップ２で自局アドレスを追加した状態のトポロジーチェックフレームのデータ、つまり、今まで中継したノードのアドレスを格納したデータとなっている。なお、このレスポンスを受けたノードは、自局アドレスを追加することなく中継する。
【００２８】
なお、この例では自ノード宛てか否かに関係なく自局アドレスを追加したトポロジーチェックフレームを送信するようにしたが、本発明はこれに限ることはなく、ステップ３の処理前にステップ４を実行し、他局宛ての場合に追加したトポロジーチェックフレームを送信し、自ノード宛ての場合にはレスポンスのみ送信するようにしてもよい。
【００２９】
そして、各トポロジーにおけるリピート動作は、図５，図６に示すようになる。すなわち、トポロジーチェックフレームをポート▲１▼から受信したとする。そして、宛先アドレスが他局の場合には、図５に示すようになる。すなわち、バス型デジチェーンやループ型の場合には、同図（ａ）に示すように自局アドレスａを追加したトポロジーチェックフレームをポート▲２▼から送信する。これにより次のノードに伝達される。また、バス型マルチドロップの場合には、同図（ｂ）に示すように自局アドレスａを追加したトポロジーチェックフレームをポート▲２▼から送信するが、ポート▲２▼にはケーブルが接続されていない（開放）ので、このポート▲２▼から出力されたトポロジーチェックフレームは結果的に破棄される。よって、次のノードに伝送されるトポロジーチェックフレームは、アドレスａが格納されていないものとなる。
【００３０】
一方、宛先アドレスが自局（自ノード）の場合には、図６に示すようになる。すなわち、バス型デジチェーンやループ型の場合には、同図（ａ）に示すように自局アドレスａを追加したトポロジーチェックフレーム＿レスポンスをポート▲１▼から管理局に向けて返送する。また、バス型マルチドロップの場合には、同図（ｂ）に示すように自局アドレスａを追加したトポロジーチェックフレーム＿レスポンスをポート▲１▼から管理局に向けて返送する。なお、この例では、自ノードアドレスを追加したトポロジーチェックフレームをポート▲１▼から送信する。
【００３１】
このようにすると、レスポンスのデータには、受け取った順に自局アドレスが追加されるので、レスポンスのデータを見ると、デジチェーン接続された各ノードの接続順がわかる。
【００３２】
また、マルチドロップの場合には、自ノード宛ての場合には自局アドレスを追加したレスポンスを返し、他ノード（他局）宛てのトポロジーチェックフレームには自局アドレスを追加しないので、管理局は全てのノードからのレスポンスを受信することにより、あるノード間にマルチドロップタイプで接続されたノードを特定することもできる。
【００３３】
一例を示すと、図７（ａ）に示すように各ノード１がバス型デジチェーンで接続されているとする。そして、管理局１″からノード番号＃０のノード１に対してトポロジーチェックフレームを送信したとすると、その間に存在する＃３，＃２のノード１に中継される都度、各ノード１（＃３，＃２）で自局アドレスが追加されるため、＃０から返送されてくるレスポンスには同図（ｂ）に示すように、データの先頭から「＃３，＃２，＃０」の順に各ｂｙｔｅに自局アドレスが格納されたものとなっている。よって、これを受けた管理局１″は、自己側から順に＃３のノード，＃２のノード，＃０のノードの順にデジチェーン接続されていることを知る。
【００３４】
一方、図８（ａ）に示すように各ノードがマルチドロップで接続されているとすると、管理局１″から各ノードに対してトポロジーチェックフレームを送ると、その間に存在するノードは、図５（ｂ）で説明した原理にしたがい自局アドレスを追加できないので、結局各ノードから返送されてくるレスポンスは、同図（ｂ），（ｃ）等に示すように、そのデータ部の先頭に宛先のノードの自局アドレスが格納されたものとなる。
【００３５】
さらに本形態では、図９（ａ）に示すように、バス型デジチェーンとマルチドロップを併用した（図示の例では＃２のノードのみマルチドロップとなっている）ネットワーク構造も許容している。このように併用することにより、各形態のメリットを相乗的に発揮させることが可能となる。
【００３６】
係る場合に例えばマルチドロップとなっている＃２のノードに対して送ったトポロジーチェックフレームに対するレスポンスは、同図（ｂ）に示すように、データ部分には、＃３，＃２のノードの自局アドレスが格納されたものとなる。また、＃１のノードに向けて送ったトポロジーチェックフレームには、＃２のノードは自局アドレスを追加できないので、＃１から返送されてくるレスポンスは、同図（ｃ）に示すように、データ部分には、＃３，＃１のノードの自局アドレスが格納されたものとなる。さらに、同様の理由から＃４のノードからのレスポンスは、同図（ｄ）に示すように先頭から「＃３，＃１，＃４」の順に自局アドレスが格納されたものとなる。
【００３７】
これら同図（ｂ）〜（ｄ）に示すレスポンスを受け取った管理局１″は、同図（ｂ），（ｃ）のレスポンスから、管理局１″の次にデジチェーン接続で＃３のノードがあり、その先にマルチドロップで＃１と＃２のノードが接続されていることがわかる。さらに、同図（ｄ）のレスポンスから、＃１のノードのほうが、管理局１″よりも遠い方に位置し、その＃１のノードの先の方が＃４のノードがデジチェーン接続されていることがわかる。このように異なるトポロジーが混在するようなネットワーク構成であっても、その接続状況を簡単かつ確実に知ることができる。
【００３８】
なお、図９（ａ）に示すネットワーク構造において、仮に＃４がない場合には、同図（ｂ），（ｃ）のレスポンスしかないので、＃２と＃１のどちらが遠い方に位置しているかは不明であるが、マルチドロップの場合には本来その接続順はあまり気にしないので問題がない。
【００３９】
次に、管理局１″の処理機能について説明する。図１０は、管理局１″におけるトポロジー自動検出機能のメイン処理を示している。この処理は、例えば通信コントローラ６に組み込まれた処理部により実現しても良いし、ＲＯＭ７に格納されたプログラムをＭＰＵ８にて処理するようにしてもよい。要は、管理局１″を構成するノードのいずれかで実行可能に実現されていればよい。
【００４０】
まず、ネットワーク（ＮＷ）イニシャライズを行い、各ノードの接続状況等のトポロジーに関する情報を初期化する（ＳＴ１０）。そして、ループ型かどうかのチェックを実行する（ＳＴ１１）。このチェック処理は具体的には図１１に示す処理を行う。
【００４１】
すなわち、まず、管理局１″のポート▲１▼よりトポロジーチェックフレームを送出し（ＳＴ２１）、ポート▲２▼に戻ってくるか否かを判断する（ＳＴ２２）。そして、戻ってきた場合には、ループ型と推定できるが、念のため、ポート▲２▼からトポロジーチェックフレームを送出し（ＳＴ２３）、ポート▲１▼に戻ってくるか否かを判断する（ＳＴ２４）。そして、いずれの経路でも戻ってきた場合には、ループトポロジーと判定し（ＳＴ２５）、いずれか一方でも戻ってこない、つまりタイムアウトした場合にはループトポロジーでないと判定する（ＳＴ２６）ようにした。なお、トポロジーチェックフレームの宛先は、例えば自局（管理局）宛てなどにすることにより対応できる。また、トポロジーフレームが戻ってきた場合には、少なくともデジチェーン接続されているノードについては自局アドレスが格納されているので、接続順も併せて知ることができる。
【００４２】
次いで、係るループチェック処理が終了したならば、ステップ１２に進み、ループか否か、つまり、ステップ２５，ＳＴ２６でどちらの判定をしたかを判断する。そして、ループでない場合には、ＳＴ１３に進みバスチェックを行う。具体的には、図１２，図１３に示す処理を実行する。
【００４３】
すなわち、まず、バスチェックは、ポーリングセレクション方式により全局に対しネットワークの接続を確認する。まず、Ｉ＝０にし、管理局のポート▲１▼方向に接続されているノードについて接続の確認を行う（ＳＴ３１，ＳＴ３２）。つまり、＃Ｉのノードを宛先とし、トポロジーチェックフレームを送信する。上記したようにトポロジーチェックフレームを受信した宛先のノードは、レスポンスを返送してくるので、係るレスポンスを受信したいか否かを判断する（ＳＴ３３）。そして、受信した場合には、レスポンスに格納されたデータブロック（中継したノードのアドレス）を＃Ｉ用のメモリエリアに格納する。このメモリは、ソフト（プログラム）上で構成してもよいし、ＲＡＭ９等を用いても良い。
【００４４】
このデータブロックの格納後、或いは、レスポンスを受信できずにタイムアウトした場合には、ステップ３５に進み、Ｉが予め定めた最大ノード数（ネットワークに接続可能ノード数等）に達したか否かを判断する。そして、達していない場合にはＩをインクリメントし（ＳＴ３６）、ステップ３２に戻り、次のノード番号のノードに対してトポロジーチェックフレームを送信する。このようにして、全局宛てにトポロジーチェックフレームを送信し、得られたレスポンスを取得する。
【００４５】
次に、ステップ３５でＹｅｓ、つまり、ポート▲１▼側については全局宛てにチェックが完了したならば、ステップ３７に進み、Ｉを０にセット後、管理局のポート▲２▼方向に接続されているノードについて上記と同様の処理を行う（ＳＴ３８〜ＳＴ４３）。係る処理を行うことにより、管理局のポート▲１▼，▲２▼の両側に接続された各ノードに対するポーリング、つまりバスチェックが完了する。なお、もしも、ポート▲１▼方向とポート▲２▼方向に同一のノードアドレスが存在した場合は、システムエラーを表示してもよい。
【００４６】
なお、ループチェック後のバスチェック中に管理局が送出したトポロジーチェックフレームを管理局が検出した場合（ステップ４０）は、電源立ち後れのノードが存在したと予想されるので、ステップ１１に戻り再度ループチェックから実行する機能も持たせている。
【００４７】
トポロジーチェックフレームのレスポンスには、レスポンスを返したノードまでのデジチェーン接続されているノードアドレスが格納されている。これにより、管理局は、どのノードがデジチェーン接続でどのノードがマルチドロップ接続かが判定できる。また、デジチェーン接続のノードが存在せず、ポート▲１▼からのバスチェックで確認したノードとポート▲２▼からのバスチェックで確認したノードが一致したならば、伝送路２重化となっていると判断できる。
【００４８】
さらに、管理局自身の接続形態も、以上の結果から判定できる。すなわち、片方のポートで全くレスポンスが返ってこなかった場合、そのポートは、オープンと判定でき、マルチドロップ接続といえる。
【００４９】
上記のようにしてバスチェックが完了したり、ステップ１２の分岐判断でループと判断された場合には、ステップ１４に進み、運用テーブルを作成／更新する。つまり、取得したレスポンスのデータから、各ノードがどのような順で、しかも接続形態（トポロジー）はどうなっているかのトポロジー情報を求める。
【００５０】
そして、その後、各ノードに対して、上記求めたトポロジー情報を配信する（ＳＴ１５）。その後、各ノードに対してネットワーク運用を設定し、ネットワークの運用を開始する（ＳＴ１６）。さらに本形態では、タイマを起動し（ＳＴ１７）、ネットワーク運用中にも一定周期（例：数百ｍｓｅｃ周期）でループチェックを行い（ＳＴ１８〜ＳＴ２０）、ループ型を検出した場合は、ステップ１１に戻り、再度ネットワークをイニシャライズする。
【００５１】
なお、上記した実施の形態では、ループと判断された場合には、バスチェックを行わずに運用テーブルの作成に移行するようにしている（ＳＴ１２→ＳＴ１４）。この場合、ループの場合には全てのノードがデジチェーン接続されているとすると、他方のポートで受信したチェックフレームには係る全てのノードアドレスが接続された順番で格納されるので問題がない。
【００５２】
また、仮にループでありながら、デジチェーン接続とマルチドロップ接続が混在するようなネットワークシステムの場合（それを想定した場合）には、他方のポートで受信したフレームには、マルチドロップ接続されたノードのアドレスが格納されていない。そこで、ループと判断した（ステップ１２でＹｅｓ）場合には、ステップ１４に移行する前に、全てのノード（少なくとも、デジチェーン接続が確認されていないノードアドレス）に対してポーリングしてレスポンスを受けることにより、当該ノードが存在するか否か並びにどのノードの先に接続されているかのチェックを行う処理を加えるとよい。
【００５３】
【発明の効果】
以上のように、この発明では、ネットワークを構築する複数のノードの接続形態や接続順等のトポロジー情報を簡単に検出することができる。その結果、新たにノードで受信した接続状況を知ることができ、その後のメンテナンスや、ノード追加に便利である。
【図面の簡単な説明】
【図１】一般的なトポロジーの種類を説明する図である。
【図２】本発明のノード，管理局の好適な一実施の形態を示すブロック図である。
【図３】トポロジーチェックフレームのデータ構造を示す図である。
【図４】ノードの機能を説明するフローチャートである。
【図５】作用を説明する図である。
【図６】作用を説明する図である。
【図７】ノードの作用並びに管理局におけるトポロジー（接続状況）の認識処理機能を説明する図である。
【図８】ノードの作用並びに管理局におけるトポロジー（接続状況）の認識処理機能を説明する図である。
【図９】ノードの作用並びに管理局におけるトポロジー（接続状況）の認識処理機能を説明する図である。
【図１０】管理局の機能を説明するフローチャートである。
【図１１】管理局の機能を説明するフローチャートである。
【図１２】管理局の機能を説明するフローチャートの一部である。
【図１３】管理局の機能を説明するフローチャートの一部である。
【符号の説明】
１，１′ ノード
１″ 管理局
２ａ ポート１
２ｂ ポート２
３ ケーブル
【発明の属する技術分野】
この発明は、ネットワークに接続可能な管理局及びノード並びにノードにおける処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複数の通信端末（以下、「ノード」と称する）のネットワークにおける接続形態であるネットワークトポロジーには、バス型マルチドロップ，バス型デジチェーン，ループ型，バス型マルチドロップの２重化など、各種の形態のものがある。
【０００３】
簡単に説明すると、図１のように各ノード１には、２つのポート２ａ，２ｂが備えられ、各ポート２ａ，２ｂの一方或いは両方がケーブル３に接続され、ネットワークを構築している。そして、各トポロジーの接続形態は以下のようになっている。
【０００４】
まず、同図（ａ）は、バス型マルチドロップについて示している。同図に示すように、バス型の場合には、バスの両端に位置するノード１′には、いずれか一方のポートに１本のケーブル３が接続され、そのケーブル３を介して中間に位置する他のノード１と接続を図る。また、中間のノード１は、他の２つのノード１とそれぞれケーブル３，３を介して接続される。そして、マルチドロップの場合には、中間の各ノード１に接続される２本のケーブル３，３が同一のポート（図示の例では２ａ）に接続されている。
【０００５】
このようにすると、目的のノード１，１′に対するメッセージは、他のノード１を経由することなく直接伝達することができるので、途中のノード１がダウンしていても送信可能というメリットがある。一方、両端のノード１′，１′間の総延長距離があまり長くできないというデメリットがある。
【０００６】
また、同図（ｂ）は、バス型デジチェーンについて示している。同図に示すように、バス型であるため中間のノード１は他の２つのノード１とそれぞれ接続する２つのケーブル３が接続されるという点では、上記のバス型のマルチドロップと同様である。そして、デジチェーン型の場合には、１つのポート２ａ，２ｂにそれぞれ１つずつケーブル３が接続されており、一方のポート２ａ（２ｂ）からのメッセージは、一旦ノード１の内部に取り込まれ、他方のポート２ｂ（２ａ）から送出されるようになる。
【０００７】
このようにすると、基本的に隣接するノード間の距離が、伝送可能距離内に有ればよいので、両端のノード１′，１′間の総延長距離は長くできるというメリットがある。一方、必ず一旦ノード内にデータを取り込んで中継することから、途中のノード１がダウンすると目的のノードに送信できなくなる。
【０００８】
さらに、同図（ｃ）は、ループ型について示している。同図に示すように、各ノード１をリング状に接続しており、デジチェーンと同様に各ノード１は、１つのポート２ａ，２ｂに１つのケーブル３が接続されており、一方のポート２ａ（２ｂ）からのメッセージは、一旦ノード１の内部に取り込まれ、他方のポート２ｂ（２ａ）から送出されるようになる。換言すると、同図（ｂ）に示すバス型デジチェーンの両端のノード１′の空きポート同士をケーブル３で接続した構造となっている。
【０００９】
このようにすると、あるノードにメッセージを送る場合に２つの経路が存在するので、一方の経路中に存在する１つのノードがダウンして中継できなくても、他方の経路を介して送ることができるというメリットがある。
【００１０】
同図（ｄ）は、バス型マルチドロップを２重化したもので、この方式でもあるノードにメッセージを送る場合に２つの経路が存在するので、一方の経路を構成するケーブル３が切断し伝送できなくても、他方の経路を介して送ることができるというメリットがある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように、ネットワークトポロジーは各種のものがあり、ネットワークがどのようなトポロジーで接続されているかがわかりにくい。また、各ノードがどのような順番で接続されているかを知ることも困難である。特に一旦ネットワークを構築し、設置してしまうと、各ノードが離反配置していることもあり、トポロジー情報を知ることがより困難となる。
【００１２】
特に、従来のネットワークトポロジーは、デジチェーンとマルチドロップは混在せず、いずれか一方を用いて全てのネットワークを構築しているが、上記した各接続形態を混在させることができると、各ノードの配置環境に応じて最適な接続形態をとることができ、各接続形態のメリットを取り入れた好ましいネットワークを構築することができる。係る混在するトポロジーとした場合には、その後のメンテナンスや故障箇所の特定などをするために、各ノードがどのような接続形態となっているかを知ることは、重要な技術となるが、従来は係る問題を解決する手段がなかった。
【００１３】
この発明は、ネットワークを構築する複数のノードの接続形態や接続順等のトポロジー情報を簡単に検出することのできる管理局及びノード並びにノードにおける処理方法を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
この発明による管理局では、ネットワークに接続可能な複数のポートを備え、一方のポートから他のノード宛てのチェックフレームを受信すると、そのチェックフレームに自ノードアドレス情報を追加するとともに、別のポートからその自ノードアドレス情報を追加したチェックフレームを送信する機能と、自ノード宛てのチェックフレームを受信すると、そのチェックフレームに自ノードアドレス情報を追加したフレームをレスポンスとして出力する機能を備えたノードが、複数台、ネットワークに接続され、そのネットワークに接続可能な複数のポートを備えた管理局であって、中継したノードのアドレス情報を格納するためのチェックフレームを複数のポートのいずれか一方から所定のノードに向けて送信する機能と、前記チェックフレームを送信したポートとは別のポートで受信したか、送信したポートでレスポンスを受信しただけか、によって、前記複数のノードがループ型接続されているかバス型接続されているかの接続状況を検出する機能と、前記複数のノードがループ型接続である場合、受信したチェックフレームに格納されたアドレス情報に基づいて前記ネットワークに接続されている複数ノードの接続順を検出する機能と、前記複数のノードがバス型接続である場合、受信したレスポンスに格納されたアドレス情報に基づいて前記ネットワークに接続されている複数ノードを検出する機能と、を備えたものである。
上記の発明を前提とし、前記複数のノードのバス型接続は、マルチドロップ接続かデジチェーン接続かのいずれかであり、チェックフレームを所定のノードに向けて送信する機能は、ポーリングセレクションにより全局宛にチェックフレームを送信するものであり、複数ノードを検出する機能は、受信したレスポンスに格納されたアドレス情報に基づいて、デジチェーン接続の場合には接続されたノードの接続順を検出し、また、マルチドロップ接続の場合には接続されたノードを検出し、またどのノードがデジチェーン接続でどのノードがマルチドロップ接続かを判定するものとしてもよい。
【００１５】
ここで管理局は、ネットワークを構築するノードの１つに上記機能を実装し管理局を兼ねるようにしても良いし、別途管理局を設けてもよい。ノードの接続状況を検出するために受信する「チェックフレームに格納された前記アドレス情報」は、実施の形態ではレスポンスとして戻ってくる場合と、ループ式で送り出したチェックフレームが中継されながら別のポートから戻ってきた場合のいずれもありえる。もちろん、ループチェックのみをする場合には後者の機能のみ実現すればよく、デジチェーンチェックのみを判別する場合には前者の機能のみ実現すれば良い。「接続状況」は、実施の形態では「トポロジー」，「トポロジー情報」等とも称されている。要は、ネットワークを構成するノードがどのような接続形態であるかや、どのような順で接続されているかなどの状態を特定するための情報である。
【００１６】
また、この発明によるノードでは、ネットワークに接続可能な複数のポートを備えたノードであって、一方のポートから他のノード宛てのチェックフレームを受信すると、そのチェックフレームに自ノードアドレス情報を追加するとともに、別のポートからその自ノードアドレス情報を追加したチェックフレームを送信する機能と、自ノード宛てのチェックフレームを受信すると、そのチェックフレームに自ノードアドレス情報を追加したフレームをレスポンスとして出力する機能を備えたものである。
【００１７】
そして、そのノードにおける処理方法では、ネットワークに接続可能な複数のポートを備えたノードにおける処理方法であって、管理局から送られてきたチェックフレームを受信した場合に、そのチェックフレームの宛先を検知し、少なくとも他のノード宛ての場合には、受信したチェックフレームに自ノードアドレス情報を追加し、次いで受信したポートとは別のポートから、前記自ノードアドレス情報を追加したチェックフレームを送信する処理を実行し、自ノード宛てのチェックフレームの場合には、そのチェックフレームに自ノードアドレス情報を追加したフレームを作成するとともにレスポンスとして前記管理局に対して出力する処理を実行する。
【００１８】
本発明によれば、ネットワーク接続された管理局から、所定のノードに向けてチェックフレームが出力する。それを受けた各ノードは、自己宛てか否かを判断し、自己宛ての場合にはレスポンス等を返送し、他のノード宛ての場合には自ノードアドレスを追加後、別のポートから送信する。これにより、デジチェーンの場合には自ノードアドレスを追加したチェックフレームが順次送信されるので、チェックフレームに格納されたアドレス情報から接続形態と接続位置などの情報を容易に知ることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図２は、本形態に用いられるノード，管理局のハードウエア構造を示している。このノード１は、通信機能を備えた通信端末であり、例えばＰＬＣその他の制御装置であったり、各種コンピュータなどであったりし、他のノードと情報の送受を行い、所望の処理（例えば、協調制御，同期制御等）を実行するものである。
【００２０】
同図に示すように、ノード１には、２つのポート２ａ，２ｂを有している。各ポート２ａ，２ｂは、コネクタ（または端子台）４及びトランシーバ５を備えている。コネクタ４にはケーブル３を接続可能とし、ケーブル３を接続することによりネットワークに接続される。また、コネクタ４には、放射妨害，ＥＭＣ対策としてチョークコイル並びに回線とノードとの電気的絶縁を行うためのパルストランスを内蔵している。
【００２１】
さらに、コネクタ４には、２本のケーブル３を接続可能としている。つまり、マルチドロップで接続する場合には２本のケーブル３を同一のポートに接続し、他方のポートを空きポートとする。また、デジチェーンやループ型にする場合には両方のポート２ａ，２ｂに１本ずつケーブル３を接続することになる。
【００２２】
そして、ケーブル３を介してポート２ａ，２ｂに送られてきたメッセージは、トランシーバ５で受信され、通信コントローラ６に与える。また、自ノードからメッセージを発信したり、デジチェーン型のように中継するような場合には、トランシーバ５からコネクタ２を介してネットワークに送信する。
【００２３】
上記各処理は、通信コントローラ６が実行する。さらに、ノード１には、自ノード宛てに送られてきたメッセージの内容を解析し、それに応じた処理を実行したり、ノード１自体が持つ本来の処理機能（ＰＬＣであれば、対象機器に対する制御やＩ／Ｏ，センサからの情報収集等）を実行するためのプログラムが格納されるＲＯＭ７と、そのＲＯＭ７に格納されたプログラムを実行するＭＰＵ８と、ＭＰＵ８でプログラムを実行する際にワークメモリ等として使用するＲＡＭ９を備えている。さらに、このノード１を動作させるべく各処理部に電力供給する電源１０を備えている。なお、上記した各処理部の機能は、従来と同様であるので、その詳細な説明を省略する。
【００２４】
ここで本発明では、上記したノード１を複数個用意し、それを任意の接続形態でネットワークに接続するようにした。そして、そのネットワークに１つの管理局を置き、各ノードの接続形態であるトポロジーを自動的に検出するように構成した。さらに、検出された情報（トポロジー，接続順等）は、管理局からネットワークを介して各ノード１に配信されるようにした。そして、本形態では管理局は、ネットワークに接続された複数のノード１のうちの１つを選択し、設定するようにした。
【００２５】
まず、管理局は、各ノードに対しトポロジーチェックフレームを送信し、そのフレームに対する応答からトポロジーを判断するようにしている。そして、そのトポロジーチェックフレームのデータブロックフォーマットとしては、図３に示すようになっている。すなわち、ヘッダ部分には、通常のプリアンブル，フラグ，送信元ＡＤ（管理局ＡＤ），宛先ＡＤ，コマンド（トポロジーチェックフレームであることを示すコマンド）からなるヘッダ，データ，ＣＲＣ並びにフラグの順となっている。そして、データには、ｂｙｔｅ単位のアドレス格納領域が設定されている。このアドレス格納領域は、先頭の７ｂｉｔｓを用いて受信したノードのアドレスを格納し、最後のｂｉｔ（最上位ｂｉｔｓ）を設定済みフラグとする。つまり、アドレスが格納された格納領域は、設定済みフラグがＯＮ（例えば１）にセットされる。なお、本形態で７ｂｉｔｓとしたのは、想定するネットワークに接続されるノードが最大６４個（ノードアドレスが０〜６３）であるからであり、仮にノード数がそれよりも多いシステムに適用する場合には、このｂｉｔｓ数も１５ｂｉｔｓなどに拡張することにより対応できる。
【００２６】
次に、上記のトポロジーチェックフレームを受信したノード１の処理機能に付いて説明する。まず、全てのノード１は、トポロジーチェックフレームのリピート動作を行う。つまり、トポロジーチェックフレームを受信したノードは、自局アドレスをトポロジーチェックフレームに付加する（ＳＴ１，ＳＴ２）。具体的には、データのｂｙｔｅ単位のアドレス格納領域の先頭から順に自局アドレスを格納する。これは、データの先頭のｂｙｔｅから順に設定済みフラグをチェックし、最初に設定済みフラグが立っていないｂｙｔｅに自局アドレスを格納するとともに、最上位ｂｉｔｓに設定済みフラグを立てる処理を行う。次いで、受信したポートと反対側のポートから自局アドレスを追加したトポロジーチェックフレームを送信する（ＳＴ３）。
【００２７】
さらに、受信したトポロジーチェックフレームが自ノード宛てか否か、つまり、宛先アドレスが自局であるか否かを判断する（ＳＴ４）。そして、自ノード宛ての場合には、送信元、つまり管理局に対してトポロジーチェックフレームのレスポンスを返送する。このレスポンスのデータには、ステップ２で自局アドレスを追加した状態のトポロジーチェックフレームのデータ、つまり、今まで中継したノードのアドレスを格納したデータとなっている。なお、このレスポンスを受けたノードは、自局アドレスを追加することなく中継する。
【００２８】
なお、この例では自ノード宛てか否かに関係なく自局アドレスを追加したトポロジーチェックフレームを送信するようにしたが、本発明はこれに限ることはなく、ステップ３の処理前にステップ４を実行し、他局宛ての場合に追加したトポロジーチェックフレームを送信し、自ノード宛ての場合にはレスポンスのみ送信するようにしてもよい。
【００２９】
そして、各トポロジーにおけるリピート動作は、図５，図６に示すようになる。すなわち、トポロジーチェックフレームをポート▲１▼から受信したとする。そして、宛先アドレスが他局の場合には、図５に示すようになる。すなわち、バス型デジチェーンやループ型の場合には、同図（ａ）に示すように自局アドレスａを追加したトポロジーチェックフレームをポート▲２▼から送信する。これにより次のノードに伝達される。また、バス型マルチドロップの場合には、同図（ｂ）に示すように自局アドレスａを追加したトポロジーチェックフレームをポート▲２▼から送信するが、ポート▲２▼にはケーブルが接続されていない（開放）ので、このポート▲２▼から出力されたトポロジーチェックフレームは結果的に破棄される。よって、次のノードに伝送されるトポロジーチェックフレームは、アドレスａが格納されていないものとなる。
【００３０】
一方、宛先アドレスが自局（自ノード）の場合には、図６に示すようになる。すなわち、バス型デジチェーンやループ型の場合には、同図（ａ）に示すように自局アドレスａを追加したトポロジーチェックフレーム＿レスポンスをポート▲１▼から管理局に向けて返送する。また、バス型マルチドロップの場合には、同図（ｂ）に示すように自局アドレスａを追加したトポロジーチェックフレーム＿レスポンスをポート▲１▼から管理局に向けて返送する。なお、この例では、自ノードアドレスを追加したトポロジーチェックフレームをポート▲１▼から送信する。
【００３１】
このようにすると、レスポンスのデータには、受け取った順に自局アドレスが追加されるので、レスポンスのデータを見ると、デジチェーン接続された各ノードの接続順がわかる。
【００３２】
また、マルチドロップの場合には、自ノード宛ての場合には自局アドレスを追加したレスポンスを返し、他ノード（他局）宛てのトポロジーチェックフレームには自局アドレスを追加しないので、管理局は全てのノードからのレスポンスを受信することにより、あるノード間にマルチドロップタイプで接続されたノードを特定することもできる。
【００３３】
一例を示すと、図７（ａ）に示すように各ノード１がバス型デジチェーンで接続されているとする。そして、管理局１″からノード番号＃０のノード１に対してトポロジーチェックフレームを送信したとすると、その間に存在する＃３，＃２のノード１に中継される都度、各ノード１（＃３，＃２）で自局アドレスが追加されるため、＃０から返送されてくるレスポンスには同図（ｂ）に示すように、データの先頭から「＃３，＃２，＃０」の順に各ｂｙｔｅに自局アドレスが格納されたものとなっている。よって、これを受けた管理局１″は、自己側から順に＃３のノード，＃２のノード，＃０のノードの順にデジチェーン接続されていることを知る。
【００３４】
一方、図８（ａ）に示すように各ノードがマルチドロップで接続されているとすると、管理局１″から各ノードに対してトポロジーチェックフレームを送ると、その間に存在するノードは、図５（ｂ）で説明した原理にしたがい自局アドレスを追加できないので、結局各ノードから返送されてくるレスポンスは、同図（ｂ），（ｃ）等に示すように、そのデータ部の先頭に宛先のノードの自局アドレスが格納されたものとなる。
【００３５】
さらに本形態では、図９（ａ）に示すように、バス型デジチェーンとマルチドロップを併用した（図示の例では＃２のノードのみマルチドロップとなっている）ネットワーク構造も許容している。このように併用することにより、各形態のメリットを相乗的に発揮させることが可能となる。
【００３６】
係る場合に例えばマルチドロップとなっている＃２のノードに対して送ったトポロジーチェックフレームに対するレスポンスは、同図（ｂ）に示すように、データ部分には、＃３，＃２のノードの自局アドレスが格納されたものとなる。また、＃１のノードに向けて送ったトポロジーチェックフレームには、＃２のノードは自局アドレスを追加できないので、＃１から返送されてくるレスポンスは、同図（ｃ）に示すように、データ部分には、＃３，＃１のノードの自局アドレスが格納されたものとなる。さらに、同様の理由から＃４のノードからのレスポンスは、同図（ｄ）に示すように先頭から「＃３，＃１，＃４」の順に自局アドレスが格納されたものとなる。
【００３７】
これら同図（ｂ）〜（ｄ）に示すレスポンスを受け取った管理局１″は、同図（ｂ），（ｃ）のレスポンスから、管理局１″の次にデジチェーン接続で＃３のノードがあり、その先にマルチドロップで＃１と＃２のノードが接続されていることがわかる。さらに、同図（ｄ）のレスポンスから、＃１のノードのほうが、管理局１″よりも遠い方に位置し、その＃１のノードの先の方が＃４のノードがデジチェーン接続されていることがわかる。このように異なるトポロジーが混在するようなネットワーク構成であっても、その接続状況を簡単かつ確実に知ることができる。
【００３８】
なお、図９（ａ）に示すネットワーク構造において、仮に＃４がない場合には、同図（ｂ），（ｃ）のレスポンスしかないので、＃２と＃１のどちらが遠い方に位置しているかは不明であるが、マルチドロップの場合には本来その接続順はあまり気にしないので問題がない。
【００３９】
次に、管理局１″の処理機能について説明する。図１０は、管理局１″におけるトポロジー自動検出機能のメイン処理を示している。この処理は、例えば通信コントローラ６に組み込まれた処理部により実現しても良いし、ＲＯＭ７に格納されたプログラムをＭＰＵ８にて処理するようにしてもよい。要は、管理局１″を構成するノードのいずれかで実行可能に実現されていればよい。
【００４０】
まず、ネットワーク（ＮＷ）イニシャライズを行い、各ノードの接続状況等のトポロジーに関する情報を初期化する（ＳＴ１０）。そして、ループ型かどうかのチェックを実行する（ＳＴ１１）。このチェック処理は具体的には図１１に示す処理を行う。
【００４１】
すなわち、まず、管理局１″のポート▲１▼よりトポロジーチェックフレームを送出し（ＳＴ２１）、ポート▲２▼に戻ってくるか否かを判断する（ＳＴ２２）。そして、戻ってきた場合には、ループ型と推定できるが、念のため、ポート▲２▼からトポロジーチェックフレームを送出し（ＳＴ２３）、ポート▲１▼に戻ってくるか否かを判断する（ＳＴ２４）。そして、いずれの経路でも戻ってきた場合には、ループトポロジーと判定し（ＳＴ２５）、いずれか一方でも戻ってこない、つまりタイムアウトした場合にはループトポロジーでないと判定する（ＳＴ２６）ようにした。なお、トポロジーチェックフレームの宛先は、例えば自局（管理局）宛てなどにすることにより対応できる。また、トポロジーフレームが戻ってきた場合には、少なくともデジチェーン接続されているノードについては自局アドレスが格納されているので、接続順も併せて知ることができる。
【００４２】
次いで、係るループチェック処理が終了したならば、ステップ１２に進み、ループか否か、つまり、ステップ２５，ＳＴ２６でどちらの判定をしたかを判断する。そして、ループでない場合には、ＳＴ１３に進みバスチェックを行う。具体的には、図１２，図１３に示す処理を実行する。
【００４３】
すなわち、まず、バスチェックは、ポーリングセレクション方式により全局に対しネットワークの接続を確認する。まず、Ｉ＝０にし、管理局のポート▲１▼方向に接続されているノードについて接続の確認を行う（ＳＴ３１，ＳＴ３２）。つまり、＃Ｉのノードを宛先とし、トポロジーチェックフレームを送信する。上記したようにトポロジーチェックフレームを受信した宛先のノードは、レスポンスを返送してくるので、係るレスポンスを受信したいか否かを判断する（ＳＴ３３）。そして、受信した場合には、レスポンスに格納されたデータブロック（中継したノードのアドレス）を＃Ｉ用のメモリエリアに格納する。このメモリは、ソフト（プログラム）上で構成してもよいし、ＲＡＭ９等を用いても良い。
【００４４】
このデータブロックの格納後、或いは、レスポンスを受信できずにタイムアウトした場合には、ステップ３５に進み、Ｉが予め定めた最大ノード数（ネットワークに接続可能ノード数等）に達したか否かを判断する。そして、達していない場合にはＩをインクリメントし（ＳＴ３６）、ステップ３２に戻り、次のノード番号のノードに対してトポロジーチェックフレームを送信する。このようにして、全局宛てにトポロジーチェックフレームを送信し、得られたレスポンスを取得する。
【００４５】
次に、ステップ３５でＹｅｓ、つまり、ポート▲１▼側については全局宛てにチェックが完了したならば、ステップ３７に進み、Ｉを０にセット後、管理局のポート▲２▼方向に接続されているノードについて上記と同様の処理を行う（ＳＴ３８〜ＳＴ４３）。係る処理を行うことにより、管理局のポート▲１▼，▲２▼の両側に接続された各ノードに対するポーリング、つまりバスチェックが完了する。なお、もしも、ポート▲１▼方向とポート▲２▼方向に同一のノードアドレスが存在した場合は、システムエラーを表示してもよい。
【００４６】
なお、ループチェック後のバスチェック中に管理局が送出したトポロジーチェックフレームを管理局が検出した場合（ステップ４０）は、電源立ち後れのノードが存在したと予想されるので、ステップ１１に戻り再度ループチェックから実行する機能も持たせている。
【００４７】
トポロジーチェックフレームのレスポンスには、レスポンスを返したノードまでのデジチェーン接続されているノードアドレスが格納されている。これにより、管理局は、どのノードがデジチェーン接続でどのノードがマルチドロップ接続かが判定できる。また、デジチェーン接続のノードが存在せず、ポート▲１▼からのバスチェックで確認したノードとポート▲２▼からのバスチェックで確認したノードが一致したならば、伝送路２重化となっていると判断できる。
【００４８】
さらに、管理局自身の接続形態も、以上の結果から判定できる。すなわち、片方のポートで全くレスポンスが返ってこなかった場合、そのポートは、オープンと判定でき、マルチドロップ接続といえる。
【００４９】
上記のようにしてバスチェックが完了したり、ステップ１２の分岐判断でループと判断された場合には、ステップ１４に進み、運用テーブルを作成／更新する。つまり、取得したレスポンスのデータから、各ノードがどのような順で、しかも接続形態（トポロジー）はどうなっているかのトポロジー情報を求める。
【００５０】
そして、その後、各ノードに対して、上記求めたトポロジー情報を配信する（ＳＴ１５）。その後、各ノードに対してネットワーク運用を設定し、ネットワークの運用を開始する（ＳＴ１６）。さらに本形態では、タイマを起動し（ＳＴ１７）、ネットワーク運用中にも一定周期（例：数百ｍｓｅｃ周期）でループチェックを行い（ＳＴ１８〜ＳＴ２０）、ループ型を検出した場合は、ステップ１１に戻り、再度ネットワークをイニシャライズする。
【００５１】
なお、上記した実施の形態では、ループと判断された場合には、バスチェックを行わずに運用テーブルの作成に移行するようにしている（ＳＴ１２→ＳＴ１４）。この場合、ループの場合には全てのノードがデジチェーン接続されているとすると、他方のポートで受信したチェックフレームには係る全てのノードアドレスが接続された順番で格納されるので問題がない。
【００５２】
また、仮にループでありながら、デジチェーン接続とマルチドロップ接続が混在するようなネットワークシステムの場合（それを想定した場合）には、他方のポートで受信したフレームには、マルチドロップ接続されたノードのアドレスが格納されていない。そこで、ループと判断した（ステップ１２でＹｅｓ）場合には、ステップ１４に移行する前に、全てのノード（少なくとも、デジチェーン接続が確認されていないノードアドレス）に対してポーリングしてレスポンスを受けることにより、当該ノードが存在するか否か並びにどのノードの先に接続されているかのチェックを行う処理を加えるとよい。
【００５３】
【発明の効果】
以上のように、この発明では、ネットワークを構築する複数のノードの接続形態や接続順等のトポロジー情報を簡単に検出することができる。その結果、新たにノードで受信した接続状況を知ることができ、その後のメンテナンスや、ノード追加に便利である。
【図面の簡単な説明】
【図１】一般的なトポロジーの種類を説明する図である。
【図２】本発明のノード，管理局の好適な一実施の形態を示すブロック図である。
【図３】トポロジーチェックフレームのデータ構造を示す図である。
【図４】ノードの機能を説明するフローチャートである。
【図５】作用を説明する図である。
【図６】作用を説明する図である。
【図７】ノードの作用並びに管理局におけるトポロジー（接続状況）の認識処理機能を説明する図である。
【図８】ノードの作用並びに管理局におけるトポロジー（接続状況）の認識処理機能を説明する図である。
【図９】ノードの作用並びに管理局におけるトポロジー（接続状況）の認識処理機能を説明する図である。
【図１０】管理局の機能を説明するフローチャートである。
【図１１】管理局の機能を説明するフローチャートである。
【図１２】管理局の機能を説明するフローチャートの一部である。
【図１３】管理局の機能を説明するフローチャートの一部である。
【符号の説明】
１，１′ ノード
１″ 管理局
２ａ ポート１
２ｂ ポート２
３ ケーブル
Claims (4)
- ネットワークに接続可能な複数のポートを備え、一方のポートから他のノード宛てのチェックフレームを受信すると、そのチェックフレームに自ノードアドレス情報を追加するとともに、別のポートからその自ノードアドレス情報を追加したチェックフレームを送信する機能と、自ノード宛てのチェックフレームを受信すると、そのチェックフレームに自ノードアドレス情報を追加したフレームをレスポンスとして出力する機能を備えたノードが、複数台、ネットワークに接続され、
そのネットワークに接続可能な複数のポートを備えた管理局であって、
中継したノードのアドレス情報を格納するためのチェックフレームを複数のポートのいずれか一方から所定のノードに向けて送信する機能と、
前記チェックフレームを送信したポートとは別のポートで受信したか、送信したポートでレスポンスを受信しただけか、によって、前記複数のノードがループ型接続されているかバス型接続されているかの接続状況を検出する機能と、
前記複数のノードがループ型接続である場合、受信したチェックフレームに格納されたアドレス情報に基づいて前記ネットワークに接続されている複数ノードの接続順を検出する機能と、
前記複数のノードがバス型接続である場合、受信したレスポンスに格納されたアドレス情報に基づいて前記ネットワークに接続されている複数ノードを検出する機能と、
を備えたことを特徴とする管理局。 - 前記複数のノードのバス型接続は、マルチドロップ接続かデジチェーン接続かのいずれかであり、
チェックフレームを所定のノードに向けて送信する機能は、ポーリングセレクションにより全局宛にチェックフレームを送信するものであり、
複数ノードを検出する機能は、受信したレスポンスに格納されたアドレス情報に基づいて、デジチェーン接続の場合には接続されたノードの接続順を検出し、また、マルチドロップ接続の場合には接続されたノードを検出し、またどのノードがデジチェーン接続でどのノードがマルチドロップ接続かを判定するものである
ことを特徴とする請求項１に記載の管理局。 - ネットワークに接続可能な複数のポートを備えたノードであって、
一方のポートから他のノード宛てのチェックフレームを受信すると、そのチェックフレームに自ノードアドレス情報を追加するとともに、別のポートからその自ノードアドレス情報を追加したチェックフレームを送信する機能と、
自ノード宛てのチェックフレームを受信すると、そのチェックフレームに自ノードアドレス情報を追加したフレームをレスポンスとして出力する機能を備えたことを特徴とするノード。 - ネットワークに接続可能な複数のポートを備えたノードにおける処理方法であって、
管理局から送られてきたチェックフレームを受信した場合に、そのチェックフレームの宛先を検知し、
少なくとも他のノード宛ての場合には、受信したチェックフレームに自ノードアドレス情報を追加し、次いで受信したポートとは別のポートから、前記自ノードアドレス情報を追加したチェックフレームを送信する処理を実行し、
自ノード宛てのチェックフレームの場合には、そのチェックフレームに自ノードアドレス情報を追加したフレームを作成するとともにレスポンスとして前記管理局に対して出力する処理を実行することを特徴とする処理方法。
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