JP3888740B2 - 多重化ｌａｎ切り替え方法およびシステム - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、多重化ＬＡＮ切り替え方法およびシステムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、イーサネット等の通信プロトコルによる多重化されたバス型ＬＡＮを介して、これに接続された複数の装置間で通信を行なう分散処理システムが利用されている。例えば、各種情報を伝送回路を介してオンラインリアルタイムで取り込み、監視，制御を行なう複数の装置から構成される分散型監視制御システムにおいては、図８に示すようにＬＡＮ３１、ＬＡＮ３２に接続された複数の装置４１ａ、４１ｂ…４ｎａ、４ｎｂの動作状態を監視してＬＡＮの切り替えを指示する監視装置３０が設けられている。
【０００３】
この構成において何らかの通信異常が発生した場合、通信異常を検出した上記装置は上記監視装置３０に異常検出を通知するとともに、通信を再開するために直ちにＬＡＮのマスター系／スレーブ系の切り替えを行ない、スレーブ系をマスター系に切り替えて通信の再開を可能にする。そして上記監視装置３０は、通信異常を検出するまでＬＡＮのマスター系を使用していた他の装置にもスレーブ系ＬＡＮを新しいマスター系ＬＡＮとして使用するように指示し、指示を受けた装置はＬＡＮの切り替えを行うことになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来システムでは、例えば上記通信異常がＬＡＮシステムを構成するバス３１ａ、３２ａから各装置への接続回線であるノード回線３１ｂ、３２ｂの一つで故障であった場合、このノード回線を使用していない他の装置では、使用しているノード回線に異常はなくＬＡＮを切り替える必要はないにもかかわらず、ＬＡＮの切り替えが行われることになる。よって、もしこの後に別の装置のノード回線に異常が発生した場合には、既に他系バスは異常扱いとなっているために切り替え不能となるという問題が生じる。
【０００５】
したがって、ＬＡＮそのものが故障した場合には有効であるが、バスは正常であってもノード回線等で異常が発生すれば全ての装置でＬＡＮのマスター系／スレーブ系の切り替えをしてしまうことになるので、ノード回線の異常や一装置におけるＬＡＮインタフェースの異常や通信ソフトに関係する異常等のシステムの一部異常時、すなわちＬＡＮそのものをマスター系からスレーブ系（あるいはその逆）に切り替える必要がないときにも切り替わることになるという問題がある。
【０００６】
本発明は上記の事情に鑑みて提案されたものであって、ＬＡＮの切替を実際に通信しているコネクション単位で簡単に行えるようにし、故障個所の大小に関係なく通信が滞ることのないようにする為の適切なＬＡＮ切替が行なえるようにした多重化ＬＡＮ切り替え方法およびシステムを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために以下の手段を採用している。すなわち、最低3台以上の装置が2つ以上のＬＡＮにより接続された多重化ＬＡＮシステムにおいて、通信コネクション確立中に双方の上記装置が通信異常を検出した時に、双方の装置でこの通信異常を検出した通信コネクションを切断し、接続要求する側の装置が通信異常が検出された時に使用していたＬＡＮを通信コネクション単位で他のＬＡＮに切り替えて再接続を行うという手段を採用している。
【０００８】
具体的には、上記装置が、通信異常検出手段と、該通信異常検出手段の異常検出に基づいて通信コネクションの切断を行うクローズ手段を備えるとともに、上記装置のうち少なくとも１台がＬＡＮを通信コネクション単位で切り替えるＬＡＮ切り替え手段を備えることによって実現する。
【０００９】
また、上記システムが、主・従系のそれぞれで１組を構成する２組以上の上記装置より構成される場合、特定の装置に対して主・従系の両方から受信が発生した時には該装置の属する系の受信データを有効とし、いずれか一方の系からの受信だけが発生した時にはその受信データを有効とするということもできる。
【００１０】
この場合、特定の装置に対して主・従系の両方から受信が発生した時には該装置の属する系の受信データを有効と、いずれか一方の系からの受信だけが発生した時にはその受信データを有効と判別する系選択手段を備えることによって実現する。
【００１１】
また、上記通信異常検出手段は、あらかじめ設定された送信タイムアウト時間内に返信があるか否かの判別を行う送信判別部と、あらかじめ設定された受信保護時間内に連続した受信があるか否かの判別を行う受信判別部とにより構成することができる。
【００１２】
更に、上記受信判別部が、コネクション確立後一度も受信が発生していないことを確認する機能を備える構成とすることができる。
上記方法およびシステムによれば、バスが異常の場合には、それを使用している全ての装置が異常を検出することになる。したがって異常を検出した各コネクション処理に適切なＬＡＮ切替が発生し最終的には全てのコネクションにてＬＡＮ切替が発生することになる。また、ある一ノード回線が異常の場合、このノード回線を使用している装置の各コネクション単位で異常を検出しＬＡＮ切替が行われるが、その他の装置全てに対してＬＡＮ切替が波及することはない。これにより異常を検出したコネクションに対してより確実なＬＡＮ切替を実現することができ、通信が滞ることはなく通信中の他装置は影響されず通信を続行することができる。
【００１３】
また、上記のように常に両系からの受信データを監視し有効な相手装置を選択することにより、通信先相手装置の２重化切替にも対応することができ、多重化ＬＡＮ切替と２重化相手装置切替を非同期に可能とすることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施例の全体システム構成を示した図であり、図２はシステムの論理コネクション構成図であり、図３は系選択構成を示した図であり、以下図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１に示すように、２重化されたバス型のＬＡＮ１、ＬＡＮ２に２つのＬＡＮインタフェースを有する端末１Ａ（主系）、端末１Ｂ（従系）、…端末ｎＡ（主系）、端末ｎＢ（従系）とホストＡ（主系）、ホストＢ（従系）が接続され、装置、ＬＡＮともに２重化されたシステムが構成されている。２つのＬＡＮインタフェースを有するということは、同一装置下において２つのＬＡＮインタフェースに対応した２つのアドレスを有することである。各装置には通信を行う単位であるパケットが図２に示すように複数存在しており、各パケット毎に２コネクションが存在している。またＬＡＮの選択についても、各コネクション毎に独立して行われている。
【００１６】
上記の構成において正常な通信が行われている場合、上記端末１Ａは、上記ホストＡ、上記ホストＢとＬＡＮ１を使用して通信が行われている。上記端末１Ａに上記ホストＡ、上記ホストＢの両方から受信がある場合、上記端末１Ａでは自系（主系）と同じ主系の上記ホストＡが優先される相手装置であるので、上記端末１Ａの系選択手段１０（図３参照）により上記ホストＡの受信データが有効とされ処理に使用される。もしどちらか一方の系からしか受信できない場合には、系に関係なく受信されている受信データを有効とする。
【００１７】
同様に上記端末１Ｂも、上記ホストＡ、上記ホストＢとＬＡＮ１を使用して通信が行われている。上記端末１Ｂに上記ホストＡ、上記ホストＢの両方から受信がある場合、上記端末１Ｂでは自系（従系）と同じ従系の上記ホストＢが優先される相手装置であるので、上記端末１Ｂの系選択手段１０により上記ホストＢの受信データが有効とされ処理に使用される。もしどちらか一方の系からしか受信できない場合には、系に関係なく受信されている受信データを有効とする。以下端末２Ａ、端末２Ｂ…端末ｎＡ、端末ｎＢについても上記と同様である。
【００１８】
次に、例えば上記端末１Ａと上記ホストＡがＬＡＮ１を介してコネクションを確立中に、ノード回線１（図２参照）の部分で異常が発生した場合について、上記端末１Ａおよび上記ホストＡそれぞれの動作を図４〜図７に基づいてコネクションの確立前から説明する。図４は接続待ち側（本実施例では上記端末１Ａ側）装置のブロック図であり、図５は接続待ち側コネクションの動作を示すフロー図であり、図６は接続要求側（本実施例では上記ホストＡ側）装置のブロック図であり、図７は接続要求側コネクションの動作を示すフロー図である。
【００１９】
上記端末１Ａのコネクション確認手段１１は相手装置からの接続要求待ちの状態において、接続要求を受けるとコネクションを確立する。その際コネクションの確立に失敗すると再び接続要求待ちに戻る（図５、ステップＳ１→Ｓ２）。コネクションの確立が成功すると相手先確認手段１２が、接続してきた相手装置のアドレスと、予め登録されたＬＡＮ１側、ＬＡＮ２側の登録アドレスとの比較を行う（ステップＳ３→Ｓ４）。この比較の結果、接続してきた相手装置のアドレスが登録されていない場合、クローズ手段１３がコネクションを切断し再度接続要求待ちに移行する（ステップＳ４→Ｓ５→Ｓ１）。
【００２０】
上記比較の結果、接続してきた相手装置のアドレスが登録されていることが判明すると通信が開始され、送信時には通信異常検出手段１４を構成する送信判別部１４１により送信タイムアウトが発生しているか否か、すなわちあらかじめ設定された送信タイムアウト時間内に返信がないか否かの判別を行っている（ステップＳ６→Ｓ７）。また受信時には上記通信異常検出手段１４を構成する受信判別部１４２によって直前の受信の終了より時間の計時を行い、受信保護時間内に次の受信があるか否か、またコネクション確立後一度も受信が発生していないか否かの判別を行っている（ステップＳ８→Ｓ９）。ここで、上記受信保護時間とは直前の受信より次の受信があると予定されるあらかじめ設定された時間をいう。
【００２１】
この通信異常検出手段１４による上記判別の結果、受信保護時間内に受信が連続してあった場合、相手装置との通信において始めて有効な受信データとして認可し、通信が継続される（ステップＳ８Ｙ→Ｓ６）。また、コネクション確立後一度も受信が発生しなかった場合については、無受信異常とはしない（ステップＳ８Ｎ→Ｓ９Ｙ）。これは装置によっては送信しかしない装置あるいは受信しかしない装置もあるので、この送信しかしない装置において無受信の際にコネクションを切断しない配慮による。以上の場合が通常時であり、コネクションは切断されることなく、上記通信および上記判別を繰り返すこととなる（ステップＳ６〜Ｓ９）。
【００２２】
もし上記判別の結果、受信していたが途中から受信が途切れている場合、すなわち前のデータの受信後の上記受信保護時間内に受信がない時や、送信タイムアウトの場合は、通信異常としてクローズ手段１３がコネクションを切断し再度接続要求待ち（ステップＳ７Ｙ又はＳ９Ｎ→Ｓ１０→Ｓ１）に移行する。
【００２３】
次に上記ホストＡは、まず相手装置へ接続要求を行うが、電源投入後の初回は上記ホストＡのＬＡＮ切り替え手段２１によりＬＡＮ１が選択され、ＬＡＮ１を介して相手装置に対して上記ホストＡの接続要求手段２２により接続要求を行う。初回以後の接続要求時は、上記ＬＡＮ切り替え手段２１により前回とは違うＬＡＮに切り替え、つまりもう一方のＬＡＮインタフェースアドレスに対して上記接続要求手段２２により接続要求を行う（図７、ステップＳ１１→Ｓ１２）。この接続要求によりコネクションの確立に失敗すると再びＬＡＮを切り替えて、接続要求を行う（ステップＳ１３→Ｓ１１→Ｓ１２）。
【００２４】
コネクションが確立されると通信が開始され（ステップＳ１３→Ｓ１４）、送信時には通信異常検出手段２４を構成する送信判別部２４１により送信タイムアウトが発生しているか否か、すなわちあらかじめ設定された送信タイムアウト時間内に返信がないか否かの判別を行っている（ステップＳ１５）。また受信時には上記通信異常検出手段２４を構成する受信判別部２４２によって直前の受信の終了より時間の計時を行い、受信保護時間内に次の受信があるか否か、またコネクション確立後一度も受信が発生していないか否かの判別を行っている（ステップＳ１６→Ｓ１７）。
【００２５】
この通信異常検出手段２４による上記判別の結果、受信保護時間内に受信が連続してあった場合、相手装置との通信において始めて有効な受信データとして認可し、通信が継続される。また、コネクション確立後一度も受信が発生しなかった場合については、無受信異常とはしない。これは装置によっては送信しかしない装置あるいは受信しかしない装置もあるので、この送信しかしない装置において無受信の際にコネクションを切断しない配慮による。以上の場合が通常時であり、コネクションは切断されることなく、上記通信および上記判別を繰り返すこととなる（ステップＳ１４〜Ｓ１７）。
【００２６】
もし上記判別の結果、受信していたが途中から受信が途切れている場合、すなわち前のデータの受信後の上記受信保護時間内に受信がない時や、送信タイムアウトの場合は、通信異常としてクローズ手段２３がコネクションを切断し、ＬＡＮを切り替えた上で再度接続要求を行うことになる（ステップＳ１８→Ｓ１１→Ｓ１２）。
【００２７】
異常検出後の再コネクションは、上記のように接続要求側（本実施例ではホストＡ）に設定された装置から接続要求を行うことで再開されるがその際、前回とは違うＬＡＮを使用してつまりもう一方のＬＡＮインタフェースアドレスに対してコネクション要求を行う。接続待ち側（本実施例では上記端末１Ａ側）では、接続要求をしてきた装置のアドレスが予め登録されているものかを調べ接続要求を受け入れるかどうか決定するが、この時ＬＡＮ種別については感知しない。つまり接続要求されたＬＡＮ種別によりコネクションの確立を行う。
【００２８】
上記説明では、上記端末１Ａと上記ホストＡがＬＡＮ１を介してコネクションを確立中に、ノード回線１の部分で異常が発生した場合について述べたが、他のノード回線の部分で異常が発生した場合についても同様である。また、例えばバスが異常の場合には、それを使用している全ての装置が異常を検出することになり、異常を検出した各コネクションではＬＡＮ切替が行われ最終的には全てのコネクションでＬＡＮ切替が行われることになる。
【００２９】
【発明の効果】
以上の様に本発明では、コネクション毎に通信異常を検出し、通信異常が検出されたコネクションについてのみＬＡＮの切替を行うことにより、不必要なＬＡＮ切替や通信を防止し、適切なＬＡＮ切替を実現することができる。また、２重化された相手装置を適切に選択可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例全体構成図である。
【図２】本発明の一実施例論理コネクション構成説明図である。
【図３】本発明の一実施例の系選択構成説明図である。
【図４】本発明の一実施例の接続待ち側装置のブロック図である。
【図５】本発明の一実施例の接続待ち側コネクション動作フロー図である。
【図６】本発明の一実施例の接続要求側装置のブロック図である。
【図７】本発明の一実施例の接続要求側コネクション動作フロー図である。
【図８】従来例の全体構成図である。
【符号の説明】
ｎＡ、ｎＢ 端末
Ａ、Ｂ ホスト
１、２ ＬＡＮ
１０ 系選択手段
１３、２３ クローズ手段
１４、２４ 通信異常検出手段
１４１、２４１ 送信判別部
１４２、２４２ 受信判別部
２１ ＬＡＮ切り替え手段

Claims (6)

1. ＬＡＮインタフェースを２つ以上具備する装置が最低３台以上接続された多重化ＬＡＮシステムにおいて、
   通信コネクション確立中に通信異常を発生した時に、双方の装置で通信異常を検出し、
   当該双方の装置でこの通信異常を検出した通信コネクションを切断し、
   接続要求する側の装置が通信異常が検出された時に使用していたＬＡＮを通信コネクション単位で他のＬＡＮに切り替えて再接続を行うことを特徴とする多重化ＬＡＮ切り替え方法。
2. 上記システムが、主・従系のそれぞれで１組を構成する２組以上の上記装置より構成され、特定の装置に対して主・従系の両方から受信が発生した時には該装置の属する系の受信データを有効とし、いずれか一方の系からの受信だけが発生した時にはその受信データを有効とする請求項１に記載の多重化ＬＡＮ切り替え方法。
3. ＬＡＮインタフェースを２つ以上具備する装置が最低３台以上接続された多重化ＬＡＮシステムにおいて、
   上記送信側及び受信側の各装置が、
   通信異常検出手段と、
   上記通信異常検出手段の異常検出に基づいて通信コネクションの切断を行うクローズ手段と、
   通信中の２台の装置のうち少なくとも１台が上記通信異常検出手段の異常検出に基づいて通信コネクション単位でＬＡＮを切り替えるＬＡＮ切り替え手段を備えることを特徴とする多重化ＬＡＮ切り替えシステム。
4. 上記システムが、主・従系のそれぞれで１組を構成する２組以上の上記装置より構成され、特定の装置に対して主・従系の両方から受信が発生した時には該装置の属する系の受信データを有効と、いずれか一方の系からの受信だけが発生した時にはその受信データを有効と判別する系選択手段を備えた請求項３に記載の多重化ＬＡＮ切り替えシステム。
5. 上記通信異常検出手段が、あらかじめ設定された送信タイムアウト時間内に返信があるか否かの判別を行う送信判別部と、あらかじめ設定された受信保護時間内に連続した受信があるか否かの判断を行う受信判別部とにより構成された請求項３または請求項４に記載の多重化ＬＡＮ切り替えシステム。
6. 上記受信判別部が、コネクション確立後一度も受信が発生していないことを確認する機能を備えた請求項５に記載の多重化ＬＡＮ切り替えシステム。

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