JP4328701B2 - ネットワーク接続機器の生存確認システムおよびネットワーク接続機器の生存確認方法 - Google Patents

Description

本発明は、ネットワーク接続機器の生存確認システムおよびネットワーク接続機器の生存確認方法に関する。

従来より、音声データ等をネットワークを介して伝送することにより通信を確立するネットワーク通信システムが種々提案されている。たとえば、内線電話などに用いられるインターカムなどの通話装置や拡声装置等が複数台接続された交換機が、ネットワークを介して他の交換機と送受信可能に接続されたネットワーク通信システムが提案されている。このネットワーク通信システムでは、一方の交換機に接続された通話装置から入力された音声データを、ネットワークを介して、他の交換機に接続された通話装置や拡声装置に送信することにより、ネットワークを介しての通話および拡声放送を実現している。

しかし、複数台の交換機がネットワークに接続されたネットワーク通信システムの場合、通信経路が確立している状態では、交換機相互で確認メッセージを送信することによって生存確認を行うことができるが、通信経路が確立していない状態では、生存確認を行うことができない。したがって、他の交換機がネットワークに接続しているか否かの生存確認を常時することはできないという問題がある。
また、一般的な通信システムでは、通信中に一方の交換機が切れると、他方が待ち状態のままになるので、確認メッセージの送信等の呼制御を行って通信路の確立／切断などの復旧処理を行っている。ここで、呼制御をネットワークに接続されている多数の交換機にそのまま適用すると、組み合わせ数が大きくなりすぎ、また交換機に多数の確認メッセージが輻輳するという問題が生じる。

一方、生存確認の頻度を下げれば、復旧処理の開始が遅くなる（いわゆる、持ちきりが長くなる）ので好ましくない。また、ランダムに他の交換機へ確認メッセージを送信しても、１つの交換機に確認が集中する状態が起こりうるので、メッセージの輻輳を解消することができない。
そこで、本発明は、輻輳が生じることなく、高頻度で確認メッセージを送信して生存確認を行うことができる、ネットワーク接続機器の生存確認システムおよびネットワーク接続機器の生存確認方法を提供することを目的とする。

本願第１発明は、ネットワークを介して通信可能に接続された複数の接続機器を含んで構成されるシステムであって、前記複数の接続機器の各々は、複数の他の接続機器との間で通信経路が確立されているか否かを判別する演算処理部と、判別の結果、通信経路が確立している場合は、通信経路が確立している他の接続機器の生存確認のための確認メッセージを、互いに異なる他の接続機器の各々へ順次送信する送信部と、各接続機器に共通のタイミングに同期して、前記送信部から送信する前記確認メッセージの送信タイミングを制御する送信タイミング制御部と、を備えている、ネットワーク接続機器の生存確認システムを提供する。

ここでは、確認メッセージを送信するための送信タイミングは、送信タイミング制御部によって、送信元の接続機器と他の接続機器との関係に基づいて分散して設定されている。したがって、ある一回のタイミングで、複数の接続機器から他の接続機器へ確認メッセージを送信しても、１つの交換機には１つの確認メッセージのみ届くため、確認メッセージの輻輳を防止することができる。
本願第２発明は、本願第１発明において、前記複数の接続機器は、すべての接続機器に指定された互いに異なる所定の順番を記憶しており、前記送信タイミング制御部は、送信元の接続機器の順番と前記通信経路が確立している他の接続機器の順番との関係に基づいて指定される当該他の接続機器の順番に対応するように、前記送信タイミングを分散して設定する、ネットワーク接続機器の生存確認システムを提供する。

本願第３発明は、本願第１発明または本願第２発明において、前記通信経路が確立している他の接続機器の各々から、前記確認メッセージを順次受信する受信部と、
受信した確認メッセージに対する応答メッセージを当該確認メッセージの送信元の接続機器へ送信する応答メッセージ送信部と、をさらに備える、ネットワーク接続機器の生存確認システムを提供する。
本願第４発明は、本願第１発明から本願第３発明のいずれかにおいて、前記複数の前記接続機器のうちのいずれか１台は、マスター機器として指定され、他の残りの接続機器は、スレーブ機器として指定され、前記スレーブ機器は、前記マスター機器と同期して動作する、ネットワーク接続機器の生存確認システムを提供する。

本願第５発明は、本願第１発明から本願第４発明のいずれかにおいて、前記演算処理部は、前記受信部において他の接続機器からの確認メッセージを受信したか否かの判別を行い、所定の時間経過しても受信していないと判断したときには、当該確認メッセージの送信元の接続機器との通信経路を切断する、ネットワーク接続機器の生存確認システムを提供する。
本願第６発明は、ネットワークを介して通信可能に接続された複数の接続機器を含んで構成されるシステムにおいて接続機器の生存確認を行う方法であって、前記複数の接続機器の各々は、複数の他の接続機器との間で通信経路が確立されているか否かを判別するステップと、判別の結果、通信経路が確立している場合は、通信経路が確立している他の接続機器の生存確認のための確認メッセージを、各接続機器に共通のタイミングに同期して互いに異なる他の接続機器の各々へ順次送信するステップと、を備えている、ネットワーク接続機器の生存確認方法を提供する。

本発明を用いれば、ある一回のタイミングで、複数の接続機器から他の接続機器へ確認メッセージを送信しても、１つの交換機には１つの確認メッセージのみ届くため、確認メッセージの輻輳を防止することができる。これによって、高頻度で生存確認を行うことができる。

［第１実施形態］
＜ネットワーク通信システムの概要＞
図１には、本発明の第１実施形態に係わる生存確認システムが適用されるネットワーク通信システムの概略構成図である。図１に示されるネットワーク通信システムは、ネットワーク通信用の複数の交換機１０１、１０２、・・・、１８０がインターネットまたはＬＡＮなどのネットワークＮＷに接続されている。図１に示される交換機１０１、１０２、・・・、１８０は、８０台あり、それぞれの交換機には、交換機番号Ｅｘ１、２、・・・、８０が付されている。それぞれの交換機１０１、１０２、・・・、１８０には、インターカムなどの複数の通話装置１０１ａ〜１０１ｈ、１０２ａ〜１０２ｈ、・・・、１８０ａ〜１８０ｈが各グループ単位で接続されている。また、それぞれの交換機１０１、１０２、・・・、１８０には、拡声放送（ページング）のための拡声装置１０１ｐ〜１０１ｒ、１０２ｐ〜１０２ｒ、・・・、１８０ｐ〜１８０ｒが各グループ単位で接続されている。

それぞれの通話装置１０１ａ〜１０１ｈ、１０２ａ〜１０２ｈ、・・・、１８０ａ〜１８０ｈは、２種類の通信、すなわち、共通の交換機に接続されているグループ内部での通話装置同士の通信（たとえば、通話装置１０１ａと通話装置１０１ｈとのあいだの通信）と、ネットワークＮＷを経由して、異なる交換機に接続されている通話装置との通信（たとえば、通話装置１０１ａと通話装置１８０ａとのあいだの通信）とが可能である。
また、それぞれの通話装置１０１ａ〜１０１ｈ、１０２ａ〜１０２ｈ、・・・、１８０ａ〜１８０ｈは、２種類の拡声放送、すなわち、共通の交換機に接続されている通話装置から拡声装置への拡声放送（たとえば、通話装置１０１ａから拡声装置１０１ｐへの拡声放送）と、ネットワークＮＷを経由して、異なる交換機に接続されている通話装置から拡声装置への拡声放送（たとえば、通話装置１０１ａから拡声装置１８０ｐへの拡声放送）とが可能である。

なお、本実施形態では、簡略化のために交換機１０１、１０２、・・・、１８０が単一のネットワークＮＷに直接接続されている例が示されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、各交換機は、ＬＡＮなどを経由してネットワークＮＷに接続されてもよい。この場合、各交換機は、スイッチングハブなどを介してＬＡＮに接続される。
＜ネットワーク通信用交換機の構成＞
図２に示される交換機１０１、１０２、・・・、１８０は、共通の構成を有している。ここでは、代表して、交換機１０１（交換機番号Ｅｘ１）の構成を例にあげて説明する。

図２に示されるように、交換機１０１は、信号処理部１１と、ＣＰＵ（中央演算処理部）１２と、生存確認ユニット１３と、クロック制御部２０とを備えている。
信号処理部１１は、複数の通話装置１０１ａ〜１０１ｈおよび拡声装置１０１ｐ〜１０１ｒと接続されている。また、信号処理部１１は、ネットワークＮＷを介して他の交換機１０２、・・・１８０と接続されている。信号処理部１１は、音声データを圧縮したり、レートコンバート、ダウンサンプリングまたはノイズキャンセリングなどの種々のデジタル信号処理を行う。

ＣＰＵ１２は、信号処理部１１に対して、上述のデジタル信号処理等に関する制御を行う。また、後述する生存確認ユニット１３の制御も行う。
生存確認ユニット１３は、後段の項目で別途詳細に説明する。
クロック制御部２０は、ネットワークＮＷに接続されているすべての交換機１０１、１０２、・・・、１８０のクロック同期を行うための制御を行う。たとえば、ネットワークＮＷに接続されている交換機１０１、１０２、・・・、１８０のうち、１台の交換機１０１が、マスター交換機として指定され、他の交換機１０２、・・・、１８０がスレーブ交換機として指定される。その場合、交換機１０１のクロック制御部２０のタイミングを基準タイミングとして、交換機１０１から他の交換機１０２、・・・、１８０へ同期用の信号をたとえば１／３０秒ごとに定期的に送信することにより、他の交換機１０２、・・・、１８０のクロック制御部のタイミングを基準タイミングに同期させる。これによって、追加の交換機がネットワークＮＷに接続される場合でも、追加の交換機は、マスター交換機に同期することができる。
＜生存確認ユニット１３の構成＞
生存確認ユニット１３は、送信部１４と、受信部１５と、送信タイミング制御部１６と、応答メッセージ送信部１７とを備えている。

送信部１４は、交換機１０１と他の交換機１０２、・・・、１８０との通信経路が確立したときに、他の交換機１０２、・・・、１８０へ生存確認のための確認メッセージを送信する。送信部１４は、ＣＰＵ１２によって制御される。確認メッセージは、送信元の交換機１０１のアドレス及び交換機番号（Ｅｘ１）、送信先の交換機１０２、・・・、１８０のアドレス及び交換機番号（Ｅｘ２〜Ｅｘ８０）、および“ＡＣＴＩＶＥ”を示す情報などから構成されている。
受信部１５は、他の交換機１０２、・・・、１８０から送信されてきた確認メッセージを受信する。受信部１５は、ＣＰＵ１２によって制御される。

送信タイミング制御部１６は、送信部１４に対して送信タイミングの制御を行う。具体的には、送信タイミング制御部１６は、送信部１４に対して、送信元の交換機１０１の交換機番号（Ｅｘ１）と他の交換機１８０の交換機番号（Ｅｘ２〜８０）との関係に基づいて分散して設定された所定の送信タイミングで確認メッセージを送信するように、制御する。送信タイミング制御部１６は、ＣＰＵ１２によって制御される。
また、送信タイミング制御部１６は、クロック制御部２０によって、他の交換機１０２、・・・、１８０の送信タイミング制御部１６と同期されている。したがって、すべての交換機１０１、１０２、・・・、１８０から同じタイミングで確認メッセージを送信するように、送信部１４を制御することができる。

応答メッセージ送信部１７は、受信部１５が他の交換機１０２、・・・、１８０から送信されてきた確認メッセージを受信したときに、送信元の交換機へ応答メッセージを送信する。応答メッセージ送信部１７は、ＣＰＵ１２によって制御される。応答メッセージは、確認メッセージと同様の情報からなり、送信元の交換機１０１のアドレス及び交換機番号（Ｅｘ１）、送信先の交換機１０２、・・・、１８０のアドレス及び交換機番号（Ｅｘ２〜Ｅｘ８０）、および“ＡＣＴＩＶＥ”を示す情報などから構成されている。
＜生存確認方法の説明＞
つぎに、図３および図４を参照しながら、本実施形態のネットワーク通信システムにおける生存確認方法を説明する。図３は、送信元の交換機番号と送信先の交換機番号との関係を示す対照表である。図４は、本発明の第１実施形態に係わる生存確認方法の手順を示すフローチャートである。

たとえば、図１に示されるネットワーク通信システムのように、８０台の交換機がネットワークＮＷに接続されているネットワーク通信システムにおいて、交換機１０１から、ネットワークＮＷを経由して、通信経路が確立されている他の交換機１０２、・・・、１８０へ生存確認メッセージを送信する場合を例にあげて説明する。
図４のステップＳ１において、交換機１０１と少なくとも１台の他の交換機１０２、・・・、１８０とのあいだで通信経路を確立して通信状態にする。このとき、送信先の交換機の台数は、１台でもよいし、複数台（最大７９台）でも通信経路を確立することができる。複数台の交換機と通信経路を確立する場合には、たとえば、ある１つの通話装置１０１ａから、他の交換機１０２、・・・、１８０に接続された複数台の拡声装置１０２ｐ〜１０２ｒ、・・・、１８０ｐ〜１８０ｒへ拡声放送を行う場合などがある。

ステップＳ２において、信号処理部１１の通信状態から、他の交換機１０２、・・・、１８０とのあいだで通信経路が確立されているか否かをＣＰＵ１２が判別する。通信経路が確立されている場合（ステップＳ２のＹｅｓの場合）はステップＳ３に進み、通話が中断または終了するなどして通信経路が確立されていない場合（ステップＳ２のＮｏの場合）は、動作を終了する。
ステップＳ３において、送信タイミング制御部１６は、送信元の交換機番号（Ｅｘ１）と所定時間Ｔ０ごとに変更される送信先の交換機番号（Ｅｘ２〜８０）との関係に基づいて、送信タイミングを所定時間Ｔ０ごとに分散して設定する。具体的には、図３に示されるように、送信元の交換機番号（Ｅｘ１）については、送信先の７９個の交換機番号（Ｅｘ２〜８０）に対して、所定の時間間隔Ｔ０（たとえば、５００ミリ秒程度）ごとにずらして送信タイミングが設定され、７９個の交換機番号（Ｅｘ２〜８０）を１つの周期としている。したがって、ある送信先の交換機番号（たとえば、Ｅｘ３）については、Ｔ０（＝５００ミリ秒）×７９（＝３９．９）秒ごとに確認メッセージが送信される。また、図３の送信元の交換機番号（Ｅｘ１）の縦列に示されるように、交換機１０１と複数台の交換機（たとえば、送信先の交換機番号（Ｅｘ３〜５））との通信経路が確立されている場合、隣接する交換機番号Ｅｘ３〜５のあいだでは、所定の時間間隔Ｔ０ずつずらして設定されており、かつ、個々の交換機番号Ｅｘ３〜５については、Ｔ０×７９秒ごとに確認メッセージが送信される。

ここで、同様に、他の交換機１０２、・・・、１８０が送信元である場合には、図３の送信元の交換機番号の横列のＥｘ２、Ｅｘ３、・・・に示されるように、交換機１０１から他の交換機１０２、・・・、１８０への送信タイミングから、交換機番号の番号を１番ずつずらした形で、他の交換機１０２、・・・、１８０からの送信タイミングを設定すればよい。したがって、通信経路が確立されている場合には、送信元の交換機番号Ｅｘ１から送信先の交換機番号Ｅｘ２への送信タイミング（図３の送信先の交換機ＥｘＮｏ．の１段目参照）は、他の交換機については、送信元の交換機番号Ｅｘ２から送信先の交換機番号Ｅｘ３への送信タイミング、または送信元の交換機番号Ｅｘ３から送信先の交換機番号Ｅｘ４への送信タイミングのように、送信元の交換機番号Ｅｘ（ｎ−１）から送信先の交換機番号Ｅｘ（ｎ）への送信タイミング（ｎは２〜８０の自然数）と同じ送信タイミングとなる。これらの送信タイミングの同期は、前述のクロック制御部２０によって行われる。

これにより、１つの交換機に確認メッセージが集中することがなくなり、ある１つのタイミングでは、１つの交換機に対しては、１つの確認メッセージのみが送信されることになり、確認メッセージの輻輳を防止することができる。
ステップＳ４において、交換機１０１と通信経路が確立されている送信先の交換機１０２、・・・、１８０へ、それぞれ設定された送信タイミングで、かつ、他の交換機の送信タイミングと同期して、交換機１０１の送信部１４から生存確認のための確認メッセージを送信する。送信先の交換機１０２、・・・、１８０では、確認メッセージを受信部１５で受信し、応答メッセージ送信部１７は、送信先の交換機１０１へ応答メッセージを送信する。

ステップＳ５において、交換機１０１のＣＰＵ１２は、送信先の交換機１０２、・・・、１８０から送信されてきた応答メッセージを受信したか否かを判別し、少なくとも送信間隔（たとえば３９．９秒）以上の所定時間（たとえば６０秒程度）経過しても応答メッセージが受信されないとき（ステップＳ５のＮｏの場合）には生存確認できなかったとしてステップＳ６に進み、応答メッセージが受信されたとき（ステップＳ５のＹｅｓの場合）には生存確認できたとしてステップＳ２に戻る。
ステップＳ６において、通信経路が確立されているが、生存確認できなかった送信先の交換機に対しては、切断処理を行い、通信経路を中断する。これにより、送信先が拡声装置の場合であっても、無音状態のままつながっているなどの不具合が生じない。
［第２実施形態］
上述の第１実施形態では、送信元の交換機が、送信先の交換機からの応答メッセージを受信したか否かを判別し、所定時間を経過しても応答メッセージを受信しなかったときには、切断処理を行っていたが、本発明はこれに限定されるものではない。他の実施形態として、送信先の交換機が、送信元の交換機の生存確認を行ってもよい。たとえば、送信先の交換機において、送信元の交換機番号と所定時間ごとに変更される送信先の交換機番号との関係に基づいて、所定の受信タイミングを分散して設定し、所定の受信タイミングから所定の待機時間のあいだに確認メッセージを受信したか否かを判別することにより、確認メッセージを受信しなかったときには、切断処理を行い、送信元の交換機との通信経路を中断してもよい。

＜生存確認方法の説明＞
図５は、本発明の第２実施形態に係わる生存確認方法の手順を示すフローチャートである。
図５には、送信先の交換機が送信元の交換機の生存確認を行う手順が示されている。
図５のステップＳ２１において、第１実施形態と同様に、複数の交換機のあいだで通信経路を確立して通信状態にする。このとき、送信先の交換機の台数は、１台でもよいし、複数台でも通信経路を確立することができる。

ステップＳ２２において、他の交換機とのあいだで通信経路が確立されているか否かを判別する。通信経路が確立されている場合（ステップＳ２２のＹｅｓの場合）はステップＳ２３に進み、通話が中断または終了するなどして通信経路が確立されていない場合（ステップＳ２２のＮｏの場合）は、動作を終了する。
ステップＳ２３において、送信元の交換機番号と所定時間ごとに変更される送信先の交換機番号との関係に基づいて、送信先の交換機における受信タイミングを所定時間ごとに分散して設定する。

ステップＳ２４において、送信先の交換機では、設定された受信タイミングから所定の待機時間を経過するまでに確認メッセージを受信したか否かを判別する。所定の待機時間を経過しても確認メッセージが受信されないとき（ステップＳ２４のＮｏの場合）には生存確認できなかったとしてステップＳ２５に進み、確認メッセージが受信されたとき（ステップＳ２４のＹｅｓの場合）には生存確認できたとしてステップＳ２２に戻る。
ステップＳ２５において、通信経路が確立されているが、生存確認できなかった送信元の交換機に対しては、切断処理を行い、通信経路を中断する。
［その他の実施形態］
（Ａ） 上記の実施形態では、生存確認ユニットの機能を明確にするために、確認メッセージを送信するための送信部１４と応答メッセージを送信するための応答メッセージ送信部１７とが別個に構成されている例が示されているが、本発明はこれに限定されるものではない。たとえば、確認メッセージを送信するための送信部１４と応答メッセージを送信するための応答メッセージ送信部１７とが一体化された構成であってもよい。
（Ｂ） また、上記の第１実施形態の特徴と第２実施形態の特徴とを組み合わせた生存確認システムを構成してもよい。すなわち、送信元の交換機が、送信先の交換機からの応答メッセージを受信したか否かを判別し、所定時間を経過しても応答メッセージを受信しなかったときには、切断処理を行い、それとともに、送信先の交換機が、送信元の交換機からの確認メッセージを受信したか否かを判別し、所定時間を経過しても確認メッセージを受信しなかったときには、切断処理を行う生存確認システムも構成され得る。

（Ｃ）上記のすべての実施形態に係わる生存確認方法を実行するためのプログラム及びそのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、本発明の範囲に含まれる。ここで記録媒体としては、コンピュータが読み書き可能なフレキシブルディスク、ハードディスク、半導体メモリ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、光磁気ディスク（ＭＯ）、その他のものが挙げられる。

上記の実施形態では、本発明の生存確認システムが適用されるネットワーク接続機器として、ネットワーク通信用交換機を例にあげて説明されているが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明の生存確認システムは、定期的に生存確認が必要とされるネットワーク接続機器等に広く適用される。

本発明の第１実施形態に係わる生存確認システムが適用されるネットワーク通信システムの概略構成図。 本発明の第１実施形態に係わる生存確認ユニットを備えたネットワーク通信用交換機の構成図。 送信元の交換機番号と送信先の交換機番号との関係を示す対照表。 本発明の第１実施形態に係わる生存確認方法の手順を示すフローチャート。 本発明の第２実施形態に係わる生存確認方法の手順を示すフローチャート。

符号の説明

１０１、１０２、・・・、１８０ 交換機
１０１ａ〜１０１ｈ、・・・、１８０ａ〜１８０ｈ 通話装置
１０１ｐ〜１０１ｒ、・・・、１８０ｐ〜１８０ｒ 拡声装置
１３ 生存確認ユニット
１４ 送信部
１５ 受信部
１６ 送信タイミング制御部
１７ 応答メッセージ送信部

Claims (6)

1. ネットワークを介して通信可能に接続された複数の接続機器を含んで構成されるシステムであって、
   前記複数の接続機器の各々は、
   複数の他の接続機器との間で通信経路が確立されているか否かを判別する演算処理部と、
   判別の結果、通信経路が確立している場合は、通信経路が確立している他の接続機器の生存確認のための確認メッセージを、互いに異なる他の接続機器の各々へ順次送信する送信部と、
   各接続機器に共通のタイミングに同期して、前記送信部から送信する前記確認メッセージの送信タイミングを制御する送信タイミング制御部と、
   を備えるネットワーク接続機器の生存確認システム。
2. 前記複数の接続機器は、すべての接続機器に指定された互いに異なる所定の順番を記憶しており、
   前記送信タイミング制御部は、
   送信元の接続機器の順番と前記通信経路が確立している他の接続機器の順番との関係に基づいて指定される当該他の接続機器の順番に対応するように、前記送信タイミングを分散して設定する、
   請求項１に記載のネットワーク接続機器の生存確認システム。
3. 前記通信経路が確立している他の接続機器の各々から、前記確認メッセージを順次受信する受信部と、
   受信した確認メッセージに対する応答メッセージを当該確認メッセージの送信元の接続機器へ送信する応答メッセージ送信部と、をさらに備える、
   請求項１または２に記載のネットワーク接続機器の生存確認システム。
4. 前記複数の前記接続機器のうちのいずれか１台は、マスター機器として指定され、
   他の残りの接続機器は、スレーブ機器として指定され、
   前記スレーブ機器は、前記マスター機器と同期して動作する、
   請求項１から３のいずれかに記載のネットワーク接続機器の生存確認システム。
5. 前記演算処理部は、
   前記受信部において他の接続機器からの確認メッセージを受信したか否かの判別を行い、所定の時間経過しても受信していないと判断したときには、当該確認メッセージの送信元の接続機器との通信経路を切断する、
   請求項１から４のいずれかに記載のネットワーク接続機器の生存確認システム。
6. ネットワークを介して通信可能に接続された複数の接続機器を含んで構成されるシステムにおいて接続機器の生存確認を行う方法であって、
   前記複数の接続機器の各々は、
   複数の他の接続機器との間で通信経路が確立されているか否かを判別するステップと、
   判別の結果、通信経路が確立している場合は、通信経路が確立している他の接続機器の生存確認のための確認メッセージを、各接続機器に共通のタイミングに同期して互いに異なる他の接続機器の各々へ順次送信するステップと、
   を備えるネットワーク接続機器の生存確認方法。

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