JP4837439B2 - ノード装置、リングネットワークシステムおよび通信制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、リングネットワーク上でマスタノードの選択を行なうとともに従属同期を行なうクロックの切り換えを行なうノード装置、リングネットワークシステムおよび通信制御方法に関するものである。

リングネットワークの構成方法として、例えば、ＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronics Engineers）で規定されているＩＥＥＥ８０２．１７（ＲＰＲ（Resilient Packet Ring））がある。このＩＥＥＥ８０２．１７のＲＰＲでは、リングネットワークとして各リングノード（ノード装置）が双方向二重リングを構成するとともに、それぞれの物理アドレスをリングネットワーク上に広告し、各リングノードは広告情報を収集してリングノードの並び順（トポロジマップ）を認識している。

そして、各リングノードは、リングネットワーク上にパケットを送信する際にトポロジマップを参照して宛先の物理アドレスに近い系のリングを選択してパケットを送信している。また、各リングノードは、それぞれのリングノードが周期的に送信している障害情報（リングネットワーク内の障害に関する情報）を常に監視することによって、リングネットワーク上の障害箇所を迅速に検出し、必要に応じて経路を切り替える機能（リング障害時の障害迂回機能、プロテクション機能）を備えている。

ところで、回線交換系の端末間で通信を行う場合には、対向する端末の端末Ｉ／Ｆ間でクロック同期がとれている必要があり、これを実現する方法として、ネットワーク上を１台のクロックマスタノードと複数のスレーブノードとで構成する従属同期方式がある。この従属同期方式では、ネットワーク全体のクロック同期を実現しており、全ノードが単一のクロック源（マスタノードが供給するクロック）に同期している。

ところが、ＩＥＥＥ８０２．１７では、回線交換系の端末（ノード）間でクロック同期を行うための従属同期方式に関する規定がないため、回線交換系の端末の収容ができなかった。また、ＩＥＥＥ８０２．１７では、従属同期方式を用いてのマスタノードの選択は行なえなかった。

従属同期方式を適用して耐障害性を持ったネットワークシステムを構築する場合には、複数のマスタ候補ノード（マスタノードの候補となるノード）をネットワーク上に配置することで冗長化を行い、障害時またはメンテナンス（保守・管理）時に対応するためのマスタノード選択機能（マスタノードを選択する機能）を設ける必要がある。また、ネットワーク上の各ノードが同一のマスタノードを選択し、選択したマスタノードに対して従属同期を行う必要がある。さらに、障害回復時やメンテナンス完了時に、前マスタノードを復帰（現在のマスタノードから直前のマスタノードへの復帰）させる場合においても、マスタノードの選択を確実に行う必要がある。

従属同期方式による耐障害性を持ったマスタノードの選択方法として、特許文献１に記載のクロック同期制御システムは、予め各ノードに優先度（マスタノードの選択に関する優先度）を設定し、ＳＤＨフレームに制御情報（従属同期させるための情報（従属同期情報））を新たに付与して、各ノードが制御情報を送信している。そして、制御情報を優先度、マスタノードクロックの障害有無、マスタノードまでのＨＯＰ数で構成し、ノード中継毎に自ノードの優先度と制御フレーム中の優先度の比較処理を行い、制御情報を再構成してＳＤＨフレームに付与し、下流ノードに伝えている。これにより、最高優先度を持つノードがマスタノードとなり、マスタノードが確定したことを下流ノードに通知している。また、伝送路障害時に、マスタノードが供給するクロックの異常などを制御情報によって通知し、マスタノードを再選択している。

特開２００３−５１８３１号公報

しかしながら、上記従来の技術では、マスタノードを選択するために、従属同期情報（従属同期させるための情報）に優先度情報（マスタノードの選択に関する優先度の情報）を予め設定して各ノードに通知する必要があり、従属同期情報の情報量が多くなるといった問題があった。

また、従属同期情報の中継時に、優先度の比較および従属同期情報の再構成を行なう必要があるため、これらの動作に伴うデータの中継遅延が大きくなり、データの中継段数の増加に伴う累積中継遅延が大きくなるといった問題があった。また、ネットワーク上で最高優先度を持つノード（マスタノード）が、マスタノードの確定通知を行っているため、マスタノードの決定に長時間を要するといった問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、リングネットワーク上のマスタノードと従属同期用のクロックを効率良く迅速に選択するノード装置、リングネットワークシステムおよび通信制御方法を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、伝送路を介してリング状に接続された複数のノード装置を備え、スレーブノードとして動作するノード装置は、マスタノードとして動作するノード装置のマスタクロックに従属同期してデータ転送を行なうリングネットワークシステムに適用可能なノード装置であって、前記リングネットワークシステム上の他のノード装置から送信された、当該ノード装置の優先度情報を含む設定状態情報を受信する設定状態情報受信部と、前記設定状態情報受信部により受信した設定状態情報を、伝送方向の他のノード装置に転送する設定状態情報転送部と、前記設定状態情報受信部により受信した設定状態情報に含まれる優先度情報と、自ノード装置に予めマスタノード情報として保持された設定状態情報の優先度情報との比較を行なう優先度情報比較部と、前記優先度情報比較部による比較結果に応じて、前記自ノード装置にマスタノード情報として保持された設定状態情報または前記設定状態情報受信部により受信した設定状態情報の一方をマスタノード情報として保持するマスタノード情報保持部と、前記マスタノード情報保持部により保持された設定状態情報に基づいて、マスタノードとして動作するノード装置を決定するマスタノード決定部と、前記マスタノード決定部において決定されたマスタノードとして動作するノード装置のマスタクロックに従属同期してデータ転送を行なうデータ転送部と、を備えることを特徴とする。

この発明によれば、他のノード装置が生成した制御フレームを受信した伝送路の伝送方向に転送し、他のノード装置が生成した制御フレームを用いてマスタノードを選択し、従属同期を行なう際に用いるクロックの切り替えを行なうので、マスタノードと従属同期用のクロックを効率良く迅速に選択できるという効果を奏する。

以下に、本発明にかかるノード装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかるノード装置の構成を示す図である。ノード装置１は、双方向の伝送路でリング状に接続された双方向２重化リングネットワークを構成するノードであり、内側リング６によって後述の外側リング５、隣接する他のノード装置と接続される。

ノード装置１は、ＭＡＣ（Medium Access Control）フレーム入出力制御部１１、ＲＰＲ（Resilient Packet Ring）インタフェース送信部１２、ＲＰＲインタフェース受信部１３、プロテクション部１４、トポロジ管理部１５、外側リング受信部１６、外側リングＤｒｏｐ判定部１７、外側リング送信部１８、内側リング送信部１９、内側リングＤｒｏｐ判定部２０、内側リング受信部２１、クロック切り換え指示部２２、クロック切り換え部２３、優先度変換部２４、クロック異常検出部２５、タイマ管理部２６を備えている。

なお、ここでのＲＰＲインタフェース送信部１２が、特許請求の範囲に記載の制御フレーム生成部に対応する。また、ここでの外側リング受信部１６、内側リング受信部２１が特許請求の範囲に記載のフレーム受信部に対応し、ここでの外側リング送信部１８、内側リング送信部１９が特許請求の範囲に記載のフレーム送信部に対応する。また、ここでの外側リングＤｒｏｐ判定部１７、内側リングＤｒｏｐ判定部２０が特許請求の範囲に記載の転送制御部に対応する。また、ここでのクロック切り換え指示部２２、優先度変換部２４、プロテクション部１４、トポロジ管理部１５が特許請求の範囲に記載のマスタノード決定部に対応する。

外側リング受信部１６は、外側リング５からＳＤＨフレームを受信し、受信したＳＤＨフレームからクロック（マスタクロック）を抽出してクロック切り替え部２３に入力する。また、外側リング受信部１６は、外側リング５からＲＰＲデータフレームやＲＰＲ制御フレーム等のＲＰＲフレーム（受信フレーム）を受信し、外側リングＤｒｏｐ判定部１７に入力する。

内側リング受信部２１は、内側リング６からＳＤＨフレームを受信し、受信したＳＤＨフレームからクロック（マスタクロック）を抽出してクロック切り替え部２３に入力する。また、内側リング受信部２１は、内側リング６からＲＰＲデータフレームやＲＰＲ制御フレームを含むＲＰＲフレーム（受信フレーム）を受信し、内側リングＤｒｏｐ判定部２０に入力する。

外側リングＤｒｏｐ判定部１７は、外側リング受信部１６が受信した受信フレームを中継するかＤｒｏｐするかを判定する。外側リングＤｒｏｐ判定部１７は、受信フレームを中継する場合に、受信フレームを外側リング送信部１８（外側リングの伝送方向）に入力し、受信フレームをＤｒｏｐする場合に、受信フレームをＲＰＲインタフェース受信部１３に入力する。

内側リングＤｒｏｐ判定部２０は、内側リング受信部２１が受信した受信フレームを中継するかＤｒｏｐするかを判定する。内側リングＤｒｏｐ判定部２０は、受信フレームを中継する場合に、受信フレームを内側リング送信部１９（内側リングの伝送方向）に入力し、受信フレームをＤｒｏｐする場合に、受信フレームをＲＰＲインタフェース受信部１３に入力する。

外側リングＤｒｏｐ判定部１７、内側リングＤｒｏｐ判定部２０は、例えば受信フレーム内の宛先アドレスやＲＰＲヘッダのＴＴＬ（Time To Live）に基づいて、受信フレームを中継（転送）するかＤｒｏｐするかを判定する。外側リングＤｒｏｐ判定部１７、内側リングＤｒｏｐ判定部２０は、受信フレームがＲＰＲ制御フレームである場合には、受信フレームを中継するとともにＤｒｏｐする。

外側リング送信部１８は、外側リングへのフレームのＡｄｄ機能と外側リング受信部１６が受信した受信フレームのＴｒａｎｓｉｔ機能の両トラヒックをスケジューリングする。外側リング送信部１８は、他のノード装置に同期クロック（同期通信の基準のクロックとなるマスタクロック）を提供する際には、クロックを付加したＳＤＨフレームを外側リングに送信する。

内側リング送信部１９は、内側リングへのフレームのＡｄｄ機能と内側リング受信部２１が受信した受信フレームのＴｒａｎｓｉｔ機能の両トラヒックをスケジューリングする。内側リング送信部１９は、他のノード装置に同期クロックを提供する際には、クロックを付加したＳＤＨフレームを内側リングに送信する。

ＭＡＣフレーム入出力制御部１１は、上位装置（図示せず）からノード装置１に入力されるＭＡＣフレームの送受信の制御、ノード装置１から上位装置に出力するＭＡＣフレームの送受信の制御を行う。

ＲＰＲインタフェース送信部１２は、ＭＡＣフレーム入出力制御部１１が上位装置から受信したＭＡＣフレームにＲＰＲヘッダを付与してＲＰＲデータフレームやＲＰＲ制御フレームを生成する。また、ＲＰＲインタフェース送信部１２は、クロック切り替え指示部２２から通知される従属同期情報（マスタクロックに従属同期させるための制御情報）をＲＰＲ制御フレームに付与してＲＰＲ制御フレームを生成する。ＲＰＲインタフェース送信部１２は、クロック切り替え指示部２２からの指示に基づいて、生成したＲＰＲ制御フレームを内側リング６または外側リング５の何れにＡｄｄするかを選択する。

ＲＰＲインタフェース送信部１２は、生成したＲＰＲ制御フレームを内側リング６にＡｄｄすると判断した場合に、ＲＰＲ制御フレームを内側リング送信部１９に入力する。また、ＲＰＲインタフェース送信部１２は、生成したＲＰＲ制御フレームを外側リング５にＡｄｄすると判断した場合に、ＲＰＲ制御フレームを外側リング送信部１８に入力する。

ＲＰＲインタフェース受信部１３は、外側リング受信部１６、内側リング受信部２１が受信した受信ＲＰＲフレームから、ＲＰＲデータフレームとＲＰＲ制御フレームを識別し、各機能モジュールに対応する種々の情報を各機能モジュールに通知する。ＲＰＲインタフェース受信部１３は、ＲＰＲ制御フレームをプロテクション部１４、トポロジ管理部１５に入力する。なお、ＲＰＲインタフェース受信部１３は、ＲＰＲ制御フレームのプロテクション情報（ネットワークシステム１００内の障害に関する障害情報を通知するための情報）をプロテクション部１４に入力し、ＲＰＲ制御フレームのトポロジ情報（送信元アドレス、ＴＴＬ）をトポロジ管理部１５に入力してもよい。

また、ＲＰＲインタフェース受信部１３は、ＲＰＲ制御フレームを優先度変換部２４に入力する。また、ＲＰＲインタフェース受信部１３は、受信ＲＰＲフレームからＭＡＣフレームを抽出し、ＭＡＣフレーム入出力制御部１１に入力する。なお、ＲＰＲインタフェース受信部１３は、ＲＰＲ制御フレームから従属同期情報や送信元アドレスを抽出し、優先度変換部２４に送信元アドレスと従属同期情報を入力してもよい。

プロテクション部１４は、ＲＰＲインタフェース受信部１３から入力されるＲＰＲ制御フレームのプロテクション情報に基づいて、リング上の障害状況を把握し、その障害情報（障害状況に関する情報）をトポロジ管理部１５およびクロック切り替え指示部２２に通知する。

トポロジ管理部１５は、ＲＰＲインタフェース受信部１３から入力されるＲＰＲ制御フレームのトポロジ情報に基づいて、リング上の宛先ノード装置までの中継ノード数（ＨＯＰ数）を所定の情報テーブル（トポロジマップ）に登録（生成）し管理する。

優先度変換部２４は、ＲＰＲインタフェース受信部１３からのＲＰＲ制御フレーム内から送信元アドレスを抽出し、送信元アドレスをＲＰＲネットワーク上において予め設定された変換ルールに基づいて、マスタノードを選択する際の優先度に変換する。優先度変換部２４は、変換した優先度と従属同期情報を含むＲＰＲ制御フレームとをクロック切り替え指示部２２に通知する。

クロック異常検出部２５は、外部からの網同期クロック（３）と自走クロック（４）の異常管理を行い、クロックの異常検出時にはクロック切り替え指示部２２にクロックの異常を通知する。

タイマ管理部２６は、ＲＰＲ制御フレームを受信した後の所定時間を測定するタイマ（図示せず）を備えている。タイマ管理部２６は、タイマの停止中、起動中に関わらず、クロック切り替え指示部２２からのタイマ起動要求に基づいて、予め設定されたタイマ値でタイマを起動（再始動）し、タイマの満了時にクロック切り替え指示部２２タイマの満了を通知する。

クロック切り換え指示部２２は、優先度変換部２４から送られる従属同期情報が付与されたＲＰＲ制御フレーム、優先度変換部２４で変換されたマスタノードを選択する際の優先度（ＲＰＲ制御フレームの送信元アドレスに対応する優先度）を受け取る。クロック切り換え指示部２２は、現在保持しているマスタノードの優先度と、優先度変換部２４で変換された優先度を比較し、優先度の高い方のマスタノードの優先度と、このマスタノードに対応する送信元アドレス、ＨＯＰ数をマスタノード情報として保持する。クロック切り換え指示部２２は、トポロジ管理部１５が記憶するトポロジマップに基づいて、優先度の高いマスタノードのＨＯＰ数を抽出し、マスタノード情報として保持する。

クロック切り換え指示部２２は、マスタノードの優先度を比較して、現在保持しているマスタノードの優先度よりも高いマスタノードの優先度（優先度変換部２４で変換された優先度）を保持する度に、タイマ管理部２６へタイマの起動要求を出し、タイマを最初から再始動させる。クロック切り換え指示部２２は、タイマ管理部２６からタイマの満了通知を受け取った時点のマスタノード情報を用いてマスタノードを決定する（マスタノード選択機能）。

クロック切り換え指示部２２は、ノード装置１がマスタ候補ノード（マスタノードの候補となるノード）に設定されているかスレーブノードに設定されているかの情報と、クロック異常検出部２５からのクロック異常の通知の有無とに基づいて、ノード装置１がマスタ候補ノードとなるかスレーブノードとなるかを示す識別情報を含む従属同期情報を生成する。

クロック切り換え指示部２２は、クロック異常検出部２５からクロック異常の通知を受けていない場合（自ノードがクロック正常）、自ノードがマスタ候補ノードに設定されているかスレーブノードに設定されているかの情報に基づいて、従属同期情報（マスタ候補ノードに設定されている場合はマスタ候補ノードとなることを示す識別情報（マスタノード情報）、スレーブノードに設定されている場合はスレーブノードとなることを示す識別情報（スレーブノード情報））を生成する。

クロック切り換え指示部２２は、クロック異常検出部２５からクロック異常の通知を受けると（自ノードがクロック異常）、マスタ候補ノードに設定されている場合であってもスレーブノードを示す識別情報を従属同期情報に設定し、クロック異常検出部２５からクロック異常の回復通知を受けると（自ノードがクロック正常）、再度、マスタ候補ノードを示す識別情報を従属同期情報に設定する。クロック切り換え指示部２２は、生成した従属同期情報をＲＰＲインタフェース送信部１２に入力する。

クロック切り換え指示部２２は、他のノード装置から送られる従属同期情報内のマスタノード情報、スレーブノード情報に基づいて、マスタノードとなるノード装置を決定する。ここでのクロック切り換え指示部２２は、マスタノード情報の送信元であるノード装置の中からマスタノードを選択する。

クロック切り換え指示部２２は、自ノード装置がクロックマスタであるかクロックスレーブであるかの判断結果に基づいて、クロックの切り換え指示をクロック切り替え部２３に送る。

クロック切り換え指示部２２は、自装置がマスタノードとなる場合には、外部装置（他のノード装置）へ同期クロックを供給するよう、ＲＰＲインタフェース送信部１２に指示情報を送信する。

また、クロック切り換え指示部２２は、プロテクション部１４からのネットワーク障害通知、トポロジ管理部１５内のトポロジマップから、障害箇所を特定し、従属同期方向パスの障害やマスタノードから離脱したノード装置を検出し、必要に応じてマスタノードの再選択を行なう。

クロック切り換え部２３は、クロック切り替え指示部２２からの使用クロック指示（使用するクロックを指定する指示情報）に基づいて、両系の受信クロック（内側リング６からのクロック（２）、外側リング５からのクロック（１））、外部クロック（網同期クロック（３））、自走クロック（４）のうち何れかのクロックをノード装置１の同期クロックとして選択し、自装置がマスタノードとなる場合には内部モジュールおよび外部装置（他のノード装置）へ同期クロックを供給する。

なお、ここでの内側リング６からのクロック（２）、外側リング５からのクロック（１）が、特許請求の範囲に記載の他のノード装置が管理するクロックに対応し、網同期クロック（３）、自走クロック（４）が特許請求の範囲に記載の自ノード装置が管理するクロックに対応する。

つぎに、複数のノード装置が接続されたネットワークシステム（リングネットワーク）の構成の一例について説明する。図２は、複数のノード装置が接続されたネットワークシステムの構成の一例を示す図である。

ネットワークシステム（双方向２重化リングネットワーク）１００は、５台のノード装置１（ノードＡ〜Ｅ）が右回り（時計回り）方向にノードＡ、ノードＢ、ノードＣ、ノードＤ、ノードＥの順番で２重リングネットワーク（外側リング５、内側リング６）上に配置されている。ネットワークシステム１００では、各ノードにおいて送信元アドレスから変換されるマスタノードの優先度は、ノードＡから右回り方向の順に、「３」、「５」、「１」、「４」、「２」とし、ここでは優先度の値が小さいほど高優先とする。

なお、以下の説明では、ノードＡ、ノードＢ、ノードＣ、ノードＤ、ノードＥの送信元アドレスを、それぞれアドレスＡ、アドレスＢ、アドレスＣ、アドレスＤ、アドレスＥとして説明する。また、以下の説明では、ノードＣとノードＥがマスタ候補ノードである場合について説明する。また、実施の形態１では、ネットワークシステム１００上で従属同期情報が付与されるＲＰＲ制御フレームを例えばＴＰ（Topology and Protection）フレームとする。

各ノードＡ〜Ｅは、ＴＰフレームの送信タイミングで、ＴＰフレームのペイロード部分に各自の従属同期情報（マスタ候補ノードかスレーブノードかを識別する情報）を設定して、外側リング５および内側リング６に送信する。

各ノードＡ〜Ｅは、送信元アドレスが他ノードであるＴＰフレームを受信すると、ＲＰＲ標準に従って、ＴＴＬ（Time To Live）減算を実施して、下流ノードへ中継していき、送信元アドレスが自ノード装置であるＴＰフレームを受信するとＴＰフレームを終端させる。

例えば、各ノードＡ〜Ｅは、ＲＰＲ標準に従って、ＴＰフレームの受信毎にトポロジ管理部１５がトポロジ情報を抽出するとともに、プロテクション部１４がプロテクション情報を抽出する。トポロジ管理部１５は、抽出したトポロジ情報に基づいてトポロジマップを作成する。

優先度変換部２４は、各系（外側リング５、内側リング６）のＴＰフレームの受信毎に、ＲＰＲ制御フレームの送信元アドレスを所定の変換ルールを用いてマスタノードの優先度に変換する。各ノードＡ〜Ｅのクロック切り替え指示部２２は、優先度変換部２４が変換したマスタノードの優先度と、現在保持しているマスタノードの優先度とを比較する。

そして、クロック切り替え指示部２２は、優先度変換部２４が変換したマスタノードの優先度が現在保持しているマスタノードの優先度よりも高優先である場合に、高優先の優先度とともに、ＲＰＲ制御フレームの送信元アドレスと、ＴＴＬを受信方向に対する送信元までのＨＯＰ数に変換した値（計算例：２５６−ＴＴＬ）とをマスタノード情報として保持する。

一方、クロック切り替え指示部２２は、現在保持しているマスタノードの優先度が優先度変換部２４が変換したマスタノードの優先度よりも高優先である場合、現在保持している優先度と送信元アドレス（例えば送信元アドレスが自ノードのアドレスとその優先度）をマスタノード情報として保持する。これにより、各ノードは最高優先のマスタノード情報を系毎に独立して保持する。

さらに、クロック切り替え指示部２２は、優先度変換部２４が変換したマスタノードの優先度が現在保持しているマスタノードよりも高優先である場合、タイマ管理部２６にタイマの起動要求を行なう。そして、クロック切り替え指示部２２は、タイマ管理部２６からタイマ満了の通知を受けた時点での、マスタノード情報の送信元アドレスが自ノードのアドレスと一致する場合には、マスタノードとして自ノードを選択する。クロック切り替え指示部２２は、マスタノードとして自ノードを選択すると、外部からの網同期クロック（３）または自走クロック（４）をノード装置１の同期クロックとして選択し、選択したクロックに切り換えるようクロック切り替え部２３に指示する。

外部からの網同期クロック（３）または自走クロック（４）をノード装置１の同期クロックとして選択する場合、クロック切り替え指示部２２は、自ノードに網同期クロック（３）が実装されており、かつ網同期クロック（３）が正常であれば網同期クロック（３）を選択し、それ以外の場合は自走クロック（４）をノード装置１の同期クロックとして選択する。これにより、クロック切り替え部２３に選択されたクロックを、内部モジュールおよび外部装置（他のノード装置）への同期クロックとして供給する。クロック切り替え部２３に選択されたクロックは、ＳＤＨフレームとして、外側リング５や内側リング６へ送信される。

ノード装置１がマスタノードになると判断した場合、ノード装置１は外側リング送信部１８または内側リング送信部１９から他のノード装置へ同期クロックを含んだＲＰＲ制御フレームを送信する。

一方、クロック切り替え指示部２２は、タイマ管理部２６からタイマ満了の通知を受けた時点での、マスタノード情報の送信元アドレスが自ノードのアドレスと一致しない場合、自ノードはスレーブノードになると判断する。クロック切り替え指示部２２は、自ノードがスレーブノードになると判断すると、外側リング５からのクロック（１）または内側リング６からのクロック（２）を、ノード装置１の同期クロックとして選択し、選択したクロックに切り換えるようクロック切り替え部２３に指示する。

ここでのクロック切り替え指示部２２は、外側リング５からのクロック（１）または内側リング６からのクロック（２）のうち、各系のマスタ情報のＨＯＰ数が小さい方の系のクロックを選択する。これにより、クロック切り替え部２３に選択されたクロックを、内部モジュールへの同期クロックとして取得する。

ノード装置１がスレーブノードになると判断した場合、ノード装置１の外側リング受信部１６または内側リング受信部２１は、マスタノードから送信される外側リング５または内側リング６からのＳＤＨフレームを受信し、受信したＳＤＨフレームからクロックを抽出してクロック切り替え部２３に入力する。

つぎに、各ノードＡ〜Ｅのマスタノード情報、クロックの選択決定後の状態について説明する。図３は、障害のない正常な場合の各ノードのマスタノード情報、クロック選択決定後の状態を説明するための図である。

ネットワークシステム１００では、マスタ候補ノードのうちノードＥよりノードＣが高優先であるため、各ノードＡ〜ＥはノードＣがマスタノードであると認識する。具体的には、各ノードＡ〜Ｅのクロック切り換え指示部２２は、自ノード装置がマスタ候補ノードに設定されているかスレーブノードに設定されているかの情報と、クロック異常検出部２５からのクロック異常の通知の有無とに基づいて、従属同期情報（自ノード装置がマスタ候補ノードとなるかスレーブノードとなるかを示す識別情報）を生成する。ここでは、ノードＡ，Ｂ，Ｄのクロック切り換え指示部２２が、従属同期情報（自ノード装置がスレーブノードとなることを示す識別情報）を生成し、ノードＣ，Ｅのクロック切り換え指示部２２が、従属同期情報（自ノード装置がマスタ候補ノードとなることを示す識別情報）を生成する。

各ノードＡ〜Ｅは、生成した従属同期情報をＲＰＲインタフェース送信部１２に送る。各ＲＰＲインタフェース送信部１２は、クロック切り替え指示部２２から通知される従属同期情報をＲＰＲ制御フレームに付与してＲＰＲ制御フレームを生成する。ここでのＲＰＲ制御フレームには、このＲＰＲ制御フレームを送信するノードのアドレス（送信元アドレス）が含まれている。

各ＲＰＲインタフェース送信部１２は、生成したＲＰＲ制御フレームを内側リング送信部１９、外側リング送信部１８に入力する。各内側リング送信部１９、外側リング送信部１８は、各ＲＰＲインタフェース送信部１２からのＲＰＲ制御フレームをそれぞれ外側リング５、内側リング６に送信する。

各ノードＡ〜Ｅは、他ノードから送られた内側リング６からのＲＰＲ制御フレームを内側リング受信部２１から受信し、他ノードから送られた外側リング５からのＲＰＲ制御フレームを外側リング受信部１６から受信する。

各ノードＡ〜Ｅの外側リングＤｒｏｐ判定部１７、内側リングＤｒｏｐ判定部２０は、受信したＲＰＲ制御フレーム内の送信元アドレスが自ノードでなければ、それぞれ外側リング受信部１６、内側リング受信部２１が受信したＲＰＲ制御フレームを外側リング送信部１８、内側リング送信部１９に入力するとともにＲＰＲインタフェース受信部１３に入力する。

このとき、各ノードＡ〜Ｅの外側リングＤｒｏｐ判定部１７、内側リングＤｒｏｐ判定部２０は、ＲＰＲ標準に従って、ＴＴＬ減算を実施して、外側リング送信部１８、内側リング送信部１９にＲＰＲ制御フレームを送信する。このとき、外側リング送信部１８、内側リング送信部１９は、それぞれＲＰＲ制御フレームを外側リング５、内側リング６に送信する。

一方、各ノードＡ〜Ｅの外側リングＤｒｏｐ判定部１７、内側リングＤｒｏｐ判定部２０は、受信したＲＰＲ制御フレーム内の送信元アドレスが自ノードであれば、受信したＲＰＲ制御フレームを廃棄する。

ＲＰＲインタフェース受信部１３は、受信したＲＰＲ制御フレーム内の送信元アドレスが他ノードである場合、他ノードからのＲＰＲ制御フレームのトポロジ情報（送信元アドレス、ＴＴＬ）をトポロジ管理部１５に入力する。また、ＲＰＲインタフェース受信部１３は、ＲＰＲ制御フレームを優先度変換部２４に入力する。

トポロジ管理部１５は、ＲＰＲインタフェース受信部１３から入力されるＲＰＲ制御フレームのトポロジ情報に基づいて、リング上の宛先ノード装置までの中継ノード数（ＨＯＰ数）をトポロジマップに登録する。

優先度変換部２４は、ＲＰＲ制御フレーム内から送信元アドレスを抽出し、送信元アドレスをＲＰＲネットワーク上において予め設定された変換ルールに基づいて、マスタノードを選択する際の優先度に変換する。優先度変換部２４は、変換した優先度とＲＰＲ制御フレームをクロック切り替え指示部２２に送信する。

クロック切り換え指示部２２は、優先度変換部２４から送られる従属同期情報が付与されたＲＰＲ制御フレーム、優先度変換部２４で変換された上記ＲＰＲ制御フレームの送信元アドレスに対応する優先度を受け取る。クロック切り換え指示部２２は、現在保持しているマスタノードの優先度と、優先度変換部２４で変換された優先度を比較し、優先度の高い方のマスタノードの優先度と、このマスタノードに対応する従属同期情報の送信元アドレス、ＨＯＰ数をマスタノード情報として保持する。クロック切り換え指示部２２は、トポロジ管理部１５が記憶するトポロジマップに基づいて、優先度の高いマスタノードのＨＯＰ数を抽出し、マスタノード情報として保持する。

クロック切り換え指示部２２は、マスタノードの優先度を比較して、現在保持しているマスタノードの優先度よりも高いマスタノードの優先度を保持する度に、タイマ管理部２６へタイマの起動要求を出し、タイマを最初から再始動させる。クロック切り換え指示部２２は、タイマ管理部２６からタイマの満了通知を受け取った時点のマスタノード情報を用いてマスタノードを決定する。これにより、各ノードＡ〜ＥはノードＣがマスタノードであると認識する。

そして、ノードＣの両下流方向のノードＡ，Ｂ，Ｄ，Ｅがスレーブノードとなり、各スレーブノードは、ノードＣからのＴＰフレーム受信方向のＨＯＰ数が小さい方の受信クロックを選択する。

すなわち、ノードＡのクロック切り換え指示部２２は、マスタノードであるノードＣに対する外側リング５方向のＨＯＰ数が３であり、ノードＣに対する内側リング６方向のＨＯＰ数が２であるので、内側リング６からのクロック（２）を受信クロックとして選択する。

また、ノードＢのクロック切り換え指示部２２は、マスタノードであるノードＣに対する外側リング５方向のＨＯＰ数が４であり、ノードＣに対する内側リング６方向のＨＯＰ数が２であるので、内側リング６からのクロック（２）を受信クロックとして選択する。

また、ノードＤのクロック切り換え指示部２２は、マスタノードであるノードＣに対する外側リング５方向のＨＯＰ数が１であり、ノードＣに対する内側リング６方向のＨＯＰ数が４であるので、外側リング５からのクロック（１）を受信クロックとして選択する。

また、ノードＥのクロック切り換え指示部２２は、マスタノードであるノードＣに対する外側リング５方向のＨＯＰ数が２であり、ノードＣに対する内側リング６方向のＨＯＰ数が３であるので、外側リング５からのクロック（１）を受信クロックとして選択する。

また、ノードＣのクロック切り換え指示部２２は、自身がマスタノードであるので、例えば外部クロック（３）を受信クロックとして選択する。このように、ネットワークシステム１００において障害のない正常な場合、各ノードＡ〜Ｅが自律的にマスタノードを決定し、クロック選択を実施する。

つぎに、図３の状態からノードＤとノードＥの間でリンク断（リンク障害）が発生した場合の各ノードＡ〜Ｅのマスタノード情報、クロックの選択決定後の状態について説明する。なお、図３で説明したノードＡ〜Ｅと同様の動作を行う処理動作については、その説明を省略する。

まず、リング障害の検出処理、プロテクション処理の概要について説明する。各ノードＡ〜Ｅは、ＴＰフレームを両系に送信する際に、直上流ノード（上流方向の隣接ノード）からのＫｅｅｐ Ａｌｉｖｅ用フレームの不達と自ノードの受信障害によって直上流ノードから自ノードのまでのリンク間で発生した障害を検出する。このとき、Ｋｅｅｐ Ａｌｉｖｅ用フレームの送信元が直上流ノードか否かはトポロジマップに基づいて判断する。直上流ノードとの間のリンク状態情報は、ＴＰフレームに載せて送出され、これにより直下流ノード（下流方向の隣接ノード）を含む全受信ノードはＴＰフレームの送信元ノードの受信リンク状態を把握し、リングネットワーク上の何れのリンクが障害状態にあるかをマップ化する。

そして、各ノードＡ〜Ｅはトポロジマップとプロテクション情報（障害情報）に基づいて、宛先ノードに到達するまでのノード中継数が少なく、リンク障害が発生していないリング（内側リング６または外側リング５）を選択してＲＰＲデータフレームを送出する。

図４は、リンク障害が発生した場合の各ノードのマスタノード情報、クロックの選択決定後の状態を説明するための図である。ノードＤとノードＥの間で発生したリンク障害は、ノードＤ，Ｅのクロック切り替え指示部２２によって検出される。ノードＤおよびノードＥは、リンク障害を検出すると、このリンク障害を示すプロテクション情報（例えばＳＦ（Signal Failure））をＴＰフレームに付加して両系に送信する。このとき、ノードＤ（内側リング送信部１９）は、リンク障害の発生していない内側リング６からプロテクション情報を送信し、ノードＥ（外側リング送信部１８）は、リンク障害の発生していない外側リング５からプロテクション情報を送信する。ノードＡ〜Ｃは、送信元アドレスがアドレスＤおよびアドレスＥから受信したＴＰフレームと作成したトポロジマップにより、ノードＤとノードＥの間の障害を検知する。

具体的には、まずノードＤ，Ｅのクロック切り替え指示部２２がノードＤとノードＥの間で発生したリンク障害を検出すると、この障害の情報（リンク障害情報）をプロテクション情報としてＲＰＲインタフェース送信部１２に送る。各ＲＰＲインタフェース送信部１２は、クロック切り替え指示部２２から通知されるプロテクション情報をＲＰＲ制御フレームに付与してＲＰＲ制御フレームを生成する。ここでのＲＰＲ制御フレームには、このＲＰＲ制御フレームを送信するノードＤ，Ｅのアドレス（送信元アドレス）が含まれている。

ノードＤのＲＰＲインタフェース送信部１２は、生成したＲＰＲ制御フレームを内側リング送信部１９に入力し、内側リング送信部１９は、ＲＰＲインタフェース送信部１２からのＲＰＲ制御フレームを内側リング６に送信する。

ノードＥのＲＰＲインタフェース送信部１２は、生成したＲＰＲ制御フレームを外側リング送信部１８に入力し、外側リング送信部１８は、ＲＰＲインタフェース送信部１２からのＲＰＲ制御フレームを外側リング５に送信する。また、ノードＤとノードＥのトポロジ管理部１５は、ノードＤとノードＥの間の障害をトポロジマップに登録する。

ノードＡ〜Ｃは、内側リング６（ノードＤ）からのＲＰＲ制御フレームを内側リング受信部２１から受信し、外側リング５（ノードＥ）からのＲＰＲ制御フレームを外側リング受信部１６から受信する。また、ノードＥは、内側リング６（ノードＤ）からのＲＰＲ制御フレームを内側リング受信部２１から受信し、ノードＤは外側リング５（ノードＥ）からのＲＰＲ制御フレームを外側リング受信部１６から受信する。

各ノードＡ〜Ｅの外側リングＤｒｏｐ判定部１７、内側リングＤｒｏｐ判定部２０は、受信したＲＰＲ制御フレーム内の送信元アドレスが自ノードでなければ、それぞれ外側リング受信部１６、内側リング受信部２１が受信したＲＰＲ制御フレームを外側リング送信部１８、内側リング送信部１９に入力するとともにＲＰＲインタフェース受信部１３に入力する。外側リング送信部１８、内側リング送信部１９は、それぞれＲＰＲ制御フレームを外側リング５、内側リング６に送信する。

一方、各ノードＡ〜Ｅの外側リングＤｒｏｐ判定部１７、内側リングＤｒｏｐ判定部２０は、受信したＲＰＲ制御フレーム内の送信元アドレスが自ノードであれば、外側リング受信部１６、内側リング受信部２１が受信したＲＰＲ制御フレームをそれぞれＲＰＲインタフェース受信部１３に入力する。

ノードＡ〜ＣのＲＰＲインタフェース受信部１３は、ＲＰＲ制御フレームのプロテクション情報をプロテクション部１４に入力する。プロテクション部１４は、ＲＰＲインタフェース受信部１３から入力されるＲＰＲ制御フレームのプロテクション情報に基づいて、リング上の障害状況を把握し、その障害情報をトポロジ管理部１５およびクロック切り替え指示部２２に通知する。ノードＡ〜Ｃのトポロジ管理部１５は、プロテクション部１４から入力される障害情報に基づいて、ノードＤとノードＥの間の障害をトポロジマップに登録する。

各ノードＡ〜Ｅのクロック切り換え指示部２２は、トポロジ管理部１５から障害情報の通知を受けると、マスタノードの優先度を比較し、現在保持しているマスタノードの優先度よりも高いマスタノードの優先度を保持する度に、タイマ管理部２６へタイマの起動要求を出し、タイマを最初から再始動させる。各ノードＡ〜Ｅのクロック切り換え指示部２２は、タイマ管理部２６からタイマの満了通知を受け取った時点のマスタノード情報を用いてマスタノードを決定する。これにより、各ノードＡ〜ＥはノードＣがマスタノードであると認識する。そして各ノードＡ〜Ｅでは、現在のクロック選択に影響がない場合は、そのまま現在のクロック選択を継続する。

すなわち、ノードＡのクロック切り換え指示部２２は、マスタノードであるノードＣに対する内側リング６（左回り）方向のＨＯＰ数が２であり、ノードＣからの情報を外側リング５方向では接続できないので、内側リング６からのクロック（２）を受信クロックとしてそのまま選択する。

また、ノードＢのクロック切り換え指示部２２は、マスタノードであるノードＣに対する内側リング６方向のＨＯＰ数が２であり、ノードＣからの情報を外側リング５では接続できないので、内側リング６からのクロック（２）を受信クロックとしてそのまま選択する。

また、ノードＤのクロック切り換え指示部２２は、マスタノードであるノードＣに対する内側リング６方向のＨＯＰ数が４であり、ノードＣからの情報を外側リング５では接続できないので、外側リング５からのクロック（１）を受信クロックとしてそのまま選択する。また、ノードＣのクロック切り換え指示部２２は、自身がマスタノードであるので、例えば外部クロック（３）を受信クロックとしてそのまま選択する。

一方、ノードＥは、マスタノードであるノードＣに対する内側リング６方向のＨＯＰ数が３であり、ノードＣからの情報を外側リング５では接続できない。ノードＥのように現在のクロック選択を行っているマスタノード（ノードＣ）方向（従属同期方向）に障害があり、クロック選択に影響を受ける場合は、障害検知の時点でクロック選択を他方の受信クロックに切り替える。すなわち、ノードＥのクロック切り換え指示部２２は、外側リング５からのクロック（１）から内側リング６のクロック（２）に受信クロックを切り替えるようクロック切り替え部２３に指示を送る。これにより、クロック切り替え部２３は、クロック（１）から内側リング６のクロック（２）に受信クロックを切り替える。このように、ネットワークシステム１００においてノード間で障害が発生した場合、クロック選択に影響を受けるノードのみが受信クロックを切り替える。

つぎに、図３に示す状態からマスタノード（ノードＣ）で供給するクロックに異常が発生した場合の各ノードＡ〜Ｅのマスタ情報、クロック選択決定後の状態について説明する。図５は、マスタノードで供給するクロックに異常が発生した場合の各ノードのマスタ情報、クロック選択決定後の状態を説明するための図である。なお、図３，４で説明したノードＡ〜Ｅと同様の動作を行う処理動作については、その説明を省略する。

ノードＣは、クロック異常検出部２５によって外部クロック（３）の異常を検出すると、スレーブノードに設定した従属同期情報をＴＰフレームに付与して両系に送信し、マスタノードの再選択を実施する。

具体的には、ノードＣのクロック異常検出部２５が外部クロック（３）の異常を検出すると、クロック切り替え指示部２２にクロックの異常を通知する。クロック切り換え指示部２２は、クロック異常検出部２５からクロック異常の通知を受けると、スレーブノードを示す識別情報を従属同期情報に設定してＲＰＲインタフェース送信部１２に入力する。

ＲＰＲインタフェース送信部１２は、クロック切り替え指示部２２から通知される従属同期情報をＲＰＲ制御フレームに付与してＲＰＲ制御フレームを生成する。ここでのＲＰＲ制御フレームには、このＲＰＲ制御フレームを送信するノードＣのアドレス（送信元アドレス）が含まれている。

ノードＣのＲＰＲインタフェース送信部１２は、生成したＲＰＲ制御フレームを内側リング送信部１９と外側リング送信部１８に入力し、内側リング送信部１９とと外側リング送信部１８は、ＲＰＲインタフェース送信部１２からのＲＰＲ制御フレーム（ＴＰフレーム）を、それぞれ内側リング６、外側リング５に送信する。また、ノードＣのトポロジ管理部１５は、ノードＣの異常をトポロジマップに登録する。

ノードＣ以外のノードＡ，Ｂ，Ｄ，Ｅは、マスタノードであったノードＣが送信元であるＴＰフレームを受信する。ノードＡ，Ｂ，Ｄ，Ｅは、ＴＰフレーム内の従属同期情報がスレーブノードとなっているので、マスタノード（ノードＣ）の異常を検知し、マスタノードの再選択を実施する。

具体的には、ノードＡ，Ｂは、内側リング６（ノードＣ）からのＲＰＲ制御フレームを内側リング受信部２１から受信する。また、ノードＤ，Ｅは、外側リング５（ノードＣ）からのＲＰＲ制御フレームを外側リング受信部１６から受信する。

ノードＡ，Ｂ，Ｄ，Ｅは、受信したＲＰＲ制御フレームをＲＰＲインタフェース受信部１３に入力する。ノードＡ，Ｂ，Ｄ，ＥのＲＰＲインタフェース受信部１３は、ＲＰＲ制御フレームをプロテクション部１４に入力する。プロテクション部１４は、ＲＰＲインタフェース受信部１３から入力されるＲＰＲ制御フレームの従属同期情報がスレーブノードとなっているので、マスタノードＣの異常を検知する。ノードＡ，Ｂ，Ｄ，Ｅのプロテクション部１４は、マスタノードＣの異常を示す障害情報をトポロジ管理部１５およびクロック切り替え指示部２２に通知する。トポロジ管理部１５は、トポロジ管理部１５から入力される障害情報に基づいて、ノードＣの異常をトポロジマップに登録する。

各ノードＡ〜Ｅのクロック切り換え指示部２２は、トポロジ管理部１５から障害情報の通知を受けると、マスタノードの再選択を行なう。マスタノードの再選択において、各ノードＡ〜Ｅのクロック切り換え指示部２２は、ＲＰＲ標準によって構築されたトポロジマップから、次のマスタノードを検索し、マスタノード情報を生成する。各ノードＡ〜Ｅのクロック切り換え指示部２２は、生成したマスタノード情報を用いてマスタノードを決定する。

ここでのネットワークシステム１００では、マスタ候補ノード（ノードＣ，Ｅ）のうちノードＣがスレーブノードとなるため、ノードＡ，Ｂ，Ｄ，ＥはノードＥがマスタノードであると認識する。そして、ノードＥの両下流方向のノードＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄがスレーブノードとなり、各スレーブノードは、ノードＥからのＴＰフレーム受信方向のＨＯＰ数が小さい方の受信クロックを選択する。そして、各ノードＡ〜Ｅでは、現在のクロック選択に影響がない場合は、そのまま現在のクロック選択を継続する。

すなわち、ノードＡのクロック切り換え指示部２２は、マスタノードであるノードＥに対する外側リング５方向のＨＯＰ数が１であり、ノードＥに対する内側リング６方向のＨＯＰ数が４であるので、外側リング５からのクロック（１）を受信クロックとして選択する。

また、ノードＢのクロック切り換え指示部２２は、マスタノードであるノードＥに対する外側リング５方向のＨＯＰ数が２であり、ノードＥに対する内側リング６方向のＨＯＰ数が３であるので、外側リング５からのクロック（１）を受信クロックとして選択する。

また、ノードＤのクロック切り換え指示部２２は、マスタノードであるノードＥに対する外側リング５方向のＨＯＰ数が４であり、ノードＥに対する内側リング６方向のＨＯＰ数が１であるので、内側リング６からのクロック（２）を受信クロックとして選択する。

また、ノードＣのクロック切り換え指示部２２は、マスタノードであるノードＥに対する外側リング５方向のＨＯＰ数が３であり、ノードＥに対する内側リング６方向のＨＯＰ数が２であるので、内側リング６からのクロック（２）を受信クロックとして選択する。

また、ノードＥのクロック切り換え指示部２２は、自身がマスタノードであるので、例えば外部クロック（３）を受信クロックとして選択する。このように、ネットワークシステム１００においてマスタノードからの供給クロックで異常が発生した場合、他のマスタ候補ノードがマスタノードになり、クロック選択に影響を受けるノードのみが受信クロックを切り替える。

なお、ノードＣの外部クロック（３）が異常から回復した場合には、ノードＣは、従属同期情報をマスタノードに設定したＴＰフレームを両系に送信し、マスタノードの再選択を実施する。これにより、ノードＣがマスタノードとなる。

ノードＣ以外のノードＡ，Ｂ，Ｄ，Ｅは、ノードＣが送信元であるＴＰフレームを受信する。ノードＡ，Ｂ，Ｄ，Ｅは、ノードＣからＴＰフレームを受信するとマスタノードの再選択を実施する。そして、ノードＣの優先度がノードＥの優先度よりも高いので、再びノードＣがマスタノードになり、ネットワークシステム１００は図３に示した状態となる。

つぎに、図３の状態からマスタノード（ノードＣ）が離脱する場合の各ノードＡ〜Ｅのマスタ情報、クロック選択決定後の状態について説明する。図６は、マスタノードが離脱する場合の各ノードのマスタ情報、クロック選択決定後の状態を説明するための図である。なお、図３〜５で説明したノードＡ〜Ｅと同様の動作を行う処理動作については、その説明を省略する。

ノードＣを挟むように配置されているノードＤとノードＢは、ノードＣの離脱を検出すると、ＳＦをＴＰフレームに付加して両系に送信する。具体的には、ノードＢ，Ｄのクロック切り替え指示部２２がノードＣの離脱を検出すると、プロテクション情報をＲＰＲインタフェース送信部１２に送る。

各ＲＰＲインタフェース送信部１２は、クロック切り替え指示部２２から通知されるプロテクション情報をＲＰＲ制御フレームに付与してＲＰＲ制御フレームを生成する。ここでのＲＰＲ制御フレームには、このＲＰＲ制御フレームを送信するノードＢ，Ｄのアドレス（送信元アドレス）が含まれている。

ノードＤのＲＰＲインタフェース送信部１２は、生成したＲＰＲ制御フレームを外側リング送信部１８に入力し、外側リング送信部１８は、ＲＰＲインタフェース送信部１２からのＲＰＲ制御フレームを外側リング５に送信する。

ノードＢのＲＰＲインタフェース送信部１２は、生成したＲＰＲ制御フレームを内側リング送信部１９に入力し、内側リング送信部１９は、ＲＰＲインタフェース送信部１２からのＲＰＲ制御フレームを内側リング６に送信する。

各ノードＡ，Ｂ，Ｄ，Ｅは、ノードＤとノードＢから受信したＴＰフレームと作成したトポロジマップから、両系のマスタノード方向（従属同期方向）に障害があると判断し、マスタノードの再選択を実施する。

具体的には、ノードＡは、内側リング６（ノードＢ）からのＲＰＲ制御フレームを内側リング受信部２１から受信し、外側リング５（ノードＤ）からのＲＰＲ制御フレームを外側リング受信部１６から受信する。また、ノードＥは、外側リング５（ノードＤ）からのＲＰＲ制御フレームを外側リング受信部１６から受信し、内側リング６（ノードＢ）からのＲＰＲ制御フレームを内側リング受信部２１から受信する。

ノードＡ，Ｅは、受信したＲＰＲ制御フレームをＲＰＲインタフェース受信部１３に入力する。ノードＡ，ＥのＲＰＲインタフェース受信部１３は、ＲＰＲ制御フレームをプロテクション部１４に入力する。

ノードＡ，Ｅのプロテクション部１４は、ＲＰＲインタフェース受信部１３から入力されるＲＰＲ制御フレームのプロテクション情報に基づいて、ノードＣの離脱を把握し、その障害情報（ノードＣの離脱）をトポロジ管理部１５およびクロック切り替え指示部２２に通知する。トポロジ管理部１５は、プロテクション部１４から入力される障害情報に基づいて、ノードＣの離脱をトポロジマップに登録する。

各ノードＡ〜Ｅのクロック切り換え指示部２２は、トポロジ管理部１５から障害情報の通知を受けると、マスタノードの再選択を行なう。マスタノードの再選択において、各ノードＡ，Ｂ，Ｄ，Ｅのクロック切り換え指示部２２は、ＲＰＲ標準によって構築されたトポロジマップから、次のマスタノードを検索し、マスタノード情報を生成する。各ノードＡ，Ｂ，Ｄ，Ｅのクロック切り換え指示部２２は、生成したマスタノード情報を用いてマスタノードを決定する。

ここでのネットワークシステム１００では、マスタ候補ノード（ノードＣ，Ｅ）のうちノードＣが離脱しているため、ノードＡ，Ｂ，Ｄ，ＥはノードＥがマスタノードであると認識する。そして、ノードＥの両下流方向のノードＡ，Ｂ，Ｄがスレーブノードとなり、
各スレーブノードは、ノードＥと接続可能なリングからの受信クロックを選択する。そして各ノードＡ，Ｂ，Ｄ，Ｅでは、現在のクロック選択に影響がない場合は、そのまま現在のクロック選択を継続する。

すなわち、ノードＡのクロック切り換え指示部２２は、マスタノードであるノードＥに対する外側リング５方向のＨＯＰ数が１であり、ノードＥからの情報を内側リング６から受信できないので、外側リング５からのクロック（１）を受信クロックとして選択する。

また、ノードＢのクロック切り換え指示部２２は、マスタノードであるノードＥに対する外側リング５方向のＨＯＰ数が２であり、ノードＥからの情報を内側リング６から受信できないので、外側リング５からのクロック（１）を受信クロックとして選択する。

また、ノードＤのクロック切り換え指示部２２は、マスタノードであるノードＥに対する内側リング６方向のＨＯＰ数が１であり、ノードＥからの情報を外側リング５から受信できないので、内側リング６からのクロック（２）を受信クロックとして選択する。

また、ノードＥのクロック切り換え指示部２２は、自身がマスタノードであるので、例えば外部クロック（３）を受信クロックとして選択する。このように、ネットワークシステム１００においてマスタノードが離脱する場合、他のマスタ候補ノードがマスタノードになり、クロック選択に影響を受けるノードが受信クロックを切り替える。

このように実施の形態１によれば、外側リングＤｒｏｐ判定部１７、内側リングＤｒｏｐ判定部２０がＲＰＲ制御フレームを、それぞれ外側リング５、内側リング６に転送し、クロック切り替え指示部２２が他のノード装置からのＲＰＲ制御フレーム（従属同期情報）、自ノード装置の設定、自ノード装置の状態、トポロジマップを用いてネットワークシステム１００内からマスタノードを選択し、マスタノードに応じたクロックに従属同期用のクロックを切り替えるので、少ない従属同期情報で迅速にマスタノードの選択、従属同期用のクロックの選択を行なうことが可能となる。

また、優先度変換部２４が他のノード装置から送信されるＲＰＲ制御フレーム内から送信元アドレスを抽出してマスタノードを選択する際の優先度に変換し、この優先度を用いてマスタノードを決定するので、ＲＰＲ制御フレームの転送の際に優先度に関する情報の更新等を行なう必要がなく、ＲＰＲ制御フレームの転送を迅速に行なうことが可能となる。

また、各ノード装置は、マスタ候補ノードとなるかスレーブノードとなるかを示す識別情報を含む従属同期情報を生成して他のノード装置に送信するので、各ノード装置は効率良く適切なマスタノードを選択することが可能となる。

また、マスタノードに設定されているノード装置にクロック異常が発生した場合には、スレーブノードとなることを示す識別情報を含む従属同期情報を他のノード装置に送信するので、各ノード装置は、迅速にマスタクロックの異常を検知してマスタノードを再選択することが可能となる。

また、マスタノードに設定されているノード装置のクロック異常が回復した場合には、マスタ候補ノードであることを示す識別情報を含む従属同期情報を他のノード装置に送信するので、各ノード装置は、迅速にマスタクロックの回復を検知してマスタノードを再選択することが可能となる。

また、リンク障害が発生した場合に、リンク障害を示すプロテクション情報（障害情報）を他のノード装置に送信するので、各ノード装置は迅速にリンク障害を検知してマスタノードを再選択することが可能となる。

また、トポロジ管理部１５は、ＲＰＲインタフェース受信部１３から入力されるＲＰＲ制御フレームのトポロジ情報に基づいてトポロジマップを生成し管理するので、予めトポロジマップの登録を行なう必要がなく、容易にマスタノードの選択を行なうことが可能となる。

また、タイマ管理部２６のタイマがＲＰＲ制御フレームを受信した後の所定時間を測定し、所定時間の経過後にマスタノードを選択するので、各ノード装置の立ち上がりがばらついて、各ノード装置でトポロジマップを作成するタイミングが異なる場合であっても、各ノード装置で安定したマスタノードの選択を行なうことが可能となる。したがって、各ノード装置は高速かつ耐障害性を満足する従属同期を行なうことが可能となる。また、従属同期情報の削減、従属同期情報の中継遅延の削減ができるとともに、マスタノード選択に時間を要する要因であるマスタノードの確定通知が不要となる。

実施の形態２．
図７は、本発明の実施の形態２にかかるノード装置の構成を示す図である。図７の各構成要素のうち図１に示す実施の形態１のノード装置１と同一機能を達成する構成要素については同一番号を付しており、重複する説明は省略する。

実施の形態２のノード装置２は、タイマ管理部２６を備えていない。実施の形態２では、トポロジ管理部１５によって作成（構築）されたトポロジマップを用いて、クロック切り替え指示部２２がマスタノードを検索し、マスタノード情報を生成してマスタノードを選択する。ここでのノード装置２のクロック切り替え指示部２２は、トポロジ管理部１５によってトポロジマップが構築された時点でマスタノードの選択を実施する。

ノード装置２は、例えば高速にトポロジマップを構築できるノード装置やネットワークシステム１００の従属同期が完了する時間に余裕がある場合等に適用する。なお、ここでのネットワークシステム１００は、複数のノード装置２によって構成されている。また、マスタノードの選択方法（選択タイミング）以外の動作は実施の形態１と同様であり、その説明を省略する。

このように実施の形態２によれば、タイマを用いることなくトポロジマップが構築された時点でマスタノードの選択を実施するので、ノード装置２は実施の形態１のノード装置１よりも迅速にマスタノードを選択することが可能となり、ノード装置２は高速かつ耐障害性を満足する従属同期を行なうことが可能となる。

実施の形態３．
図８は、本発明の実施の形態３にかかるノード装置の構成を示す図である。図８の各構成要素のうち図７に示す実施の形態２のノード装置２と同一機能を達成する構成要素については同一番号を付しており、重複する説明は省略する。

実施の形態３のノード装置３は、図７に示したノード装置２の機能に加えてマスタノード情報テーブル３１を記憶しておく記憶手段（図示せず）を備えている。マスタノード情報テーブル３１は、マスタ候補ノードのアドレスとＨＯＰ数を予め設定し保持しておく情報テーブル（ノード情報）である。ここでのノード装置３のクロック切り替え指示部２２は、マスタノード情報テーブル３１を用いて最高優先のマスタノードを選択する。

ノード装置３は、例えばネットワークシステム１００が小規模なネットワークである場合等に適用する。なお、ここでのネットワークシステム１００は、複数のノード装置３によって構成されている。また、マスタノードの選択方法以外の動作は実施の形態２と同様であり、その説明を省略する。

このように実施の形態３によれば、予めマスタノード情報テーブル３１内にマスタ候補ノードのアドレスとＨＯＰ数を記憶しておくので、ノード装置３は実施の形態１のノード装置１よりも少ない従属同期情報の送受信で迅速にマスタノードを選択することが可能となり、ノード装置３は高速かつ耐障害性を満足する従属同期を行なうことが可能となる。

実施の形態４．
図９は、本発明の実施の形態４にかかるノード装置の構成を示す図である。図９の各構成要素のうち図１に示す実施の形態１のノード装置１と同一機能を達成する構成要素については同一番号を付しており、重複する説明は省略する。

実施の形態４のノード装置４は、実施の形態１のノード装置１と比べて、クロック切り替え指示部２２の代わりに、タイマ管理部２６による時間管理に基づいてクロックの切り替えやマスタノードの選択を開始するクロック切り替え指示部４１を備えている。

ここでのノード装置４のクロック切り替え指示部４１は、トポロジ管理部１５およびプロテクション部１４からの情報（トポロジマップ、ネットワーク障害通知などの情報）を使用しない。

ネットワークシステム１００内の各ノードＡ〜Ｅ（ノード装置４）は、マスタノード選択、障害検出およびマスタノード離脱検出に対しては、共通の管理タイマ（タイマ管理部２６）（第１のタイマ、第２のタイマ）を用いて時間測定を行なう。なお、ここでのネットワークシステム１００は、５台のノード装置２によって構成されている。また、ノード装置４によるマスタノード選択の処理動作は、実施の形態１で説明したノード装置１と同様の処理動作によって行なうので、その説明を省略する。

マスタノード選択を決定した後のスレーブノード（ノード装置４）のクロック切り替え指示部４１は、現在の受信クロック方向から受信する送信元アドレスがマスタノードである場合に、このマスタノードからのＴＰフレームを管理する。クロック切り替え指示部４１は、マスタノードからのＴＰフレーム到着時には、タイマ管理部２６にタイマの起動を要求する。タイマ管理部２６からタイマ満了が通知されると、クロック切り替え指示部４１は、受信クロック方向が障害であるとみなし、もう一方（他方の系）の受信クロック方向にクロックを切り替える。また、マスタノードが供給するクロックに異常があることを検出した場合や両方の受信クロック方向が障害であることを検出した場合、クロック切り替え指示部４１は、マスタノードの再選択を実施する。

例えば、図４に示したようにノードＤとノードＥの間にリンク障害がある場合、ノードＥのみが障害を検出し、ノードＥのクロック切り替え指示部４１は他方（内側リング６）の受信クロック方向にクロックを切り替える。すなわち、ノードＤとノードＥの間にリンク障害がある場合、ノードＤはノードＣからＴＰフレームを受信することができるが、ノードＥはノードＣからＴＰフレームを受信することができない。このため、ノードＥのタイマ管理部２６は所定時間の間にＴＰフレームを受信することなく、クロック切り替え指示部４１にタイマ満了を通知する。これにより、クロック切り替え指示部４１は、受信クロック方向が障害であるとみなし、クロックの切り替えを行なう。

また、図５に示したようにマスタノード（ノードＣ）が供給するクロックに異常がある場合、実施の形態１と同様に各ノードＡ〜Ｅのクロック切り替え指示部４１はマスタノードの再選択を実施する。

また、図６に示したようにマスタノード（ノードＣ）が離脱する場合、各ノードＡ，Ｂ，Ｄ，Ｅは、ノードＣからのＴＰフレームの受信を両方向（両系）から検出できないため、タイマ管理部２６からクロック切り替え指示部４１にタイマ満了が通知され、クロック切り替え指示部４１はマスタノードの再選択を実施する。

このように実施の形態４によれば、クロック切り替え指示部４１は、受信クロック方向が障害である場合にもう一方（他方の系）の受信クロック方向にクロックを切り替え、マスタノードが供給するクロックに異常があることを検出した場合や両方の受信クロック方向が障害であることを検出した場合にマスタノードの再選択を実施するので、ノード装置４は実施の形態１のノード装置１よりも少ない従属同期情報の送受信でマスタノードを選択することが可能となり、ノード装置４は高速かつ耐障害性を満足する従属同期を行なうことが可能となる。

また、マスタノードの選択と障害検出（マスタノードのクロック異常やマスタノードの離脱）を１つの管理タイマで管理するため、簡易な構成で容易にクロックの切り替えを行なうことが可能となる。

なお、実施の形態１〜４で説明した各ノード装置１〜４の各機能を組み合わせてもよい。例えば、ノード装置の立ち上がり時にはノード装置１の機能で動作させ、定常状態時にはノード装置２で動作させることにより、ノード装置１，２の利点を兼ね備えたノード装置を実現することが可能となる。

以上のように、本発明にかかるノード装置、リングネットワークシステムおよび通信制御方法は、リングネットワーク上でのマスタノードの決定、従属同期を行なうクロックの切り換えに適している。

本発明の実施の形態１にかかるノード装置の構成を示す図である。 複数のノード装置が接続されたネットワークシステムの構成の一例を示す図である。 障害のない場合の各ノードのマスタノード情報、クロック選択決定後の状態を説明するための図である。 リンク障害が発生した場合の各ノードのマスタノード情報、クロックの選択決定後の状態を説明するための図である。 マスタノードで供給するクロックに異常が発生した場合の各ノードのマスタ情報、クロック選択決定後の状態を説明するための図である。 マスタノードが離脱する場合の各ノードのマスタ情報、クロック選択決定後の状態を説明するための図である。 本発明の実施の形態２にかかるノード装置の構成を示す図である。 本発明の実施の形態３にかかるノード装置の構成を示す図である。 本発明の実施の形態４にかかるノード装置の構成を示す図である。

符号の説明

１〜４ ノード装置
５ 外側リング
５ 内側リング
１１ ＭＡＣフレーム入出力制御部
１２ ＲＰＲインタフェース送信部
１３ ＲＰＲインタフェース受信部
１４ プロテクション部
１５ トポロジ管理部
１６ 外側リング受信部
１７ 外側リングＤｒｏｐ判定部
１８ 外側リング送信部
１９ 内側リング送信部
２０ 内側リングＤｒｏｐ判定部
２１ 内側リング受信部
２２，４１ クロック切り替え指示部
２３ クロック切り替え部
２４ 優先度変換部
２５ クロック異常検出部
２６ タイマ管理部
３１ マスタノード情報テーブル
１００ ネットワークシステム

Claims (17)

1. 伝送路を介してリング状に接続された複数のノード装置を備え、スレーブノードとして動作するノード装置は、マスタノードとして動作するノード装置のマスタクロックに従属同期してデータ転送を行なうリングネットワークシステムに適用可能なノード装置であって、
   前記リングネットワークシステム上の他のノード装置から送信された、当該ノード装置の優先度情報を含む設定状態情報を受信する設定状態情報受信部と、
   前記設定状態情報受信部により受信した設定状態情報を、伝送方向の他のノード装置に転送する設定状態情報転送部と、
   前記設定状態情報受信部により受信した設定状態情報に含まれる優先度情報と、自ノード装置に予めマスタノード情報として保持された設定状態情報の優先度情報との比較を行なう優先度情報比較部と、
   前記優先度情報比較部による比較結果に応じて、前記自ノード装置にマスタノード情報として保持された設定状態情報または前記設定状態情報受信部により受信した設定状態情報の一方をマスタノード情報として保持するマスタノード情報保持部と、
   前記マスタノード情報保持部により保持された設定状態情報に基づいて、マスタノードとして動作するノード装置を決定するマスタノード決定部と、
   前記マスタノード決定部において決定されたマスタノードとして動作するノード装置のマスタクロックに従属同期してデータ転送を行なうデータ転送部と、
   を備えることを特徴とするノード装置。
2. 前記設定状態情報受信部は、前記リングネットワークシステム上の他のノード装置から送信された、当該ノード装置のアドレスである送信元アドレスを含む設定状態情報を受信し、
   前記優先度情報比較部は、前記設定状態情報受信部により受信された設定状態情報に含まれる送信元アドレスを予め設定された所定の規則に従って変換して得られる優先度情報と、自ノード装置に予めマスタノード情報として保持された設定状態情報の優先度情報との比較を行なうこと、
   を特徴とする請求項１に記載のノード装置。
3. 前記リングネットワークシステムは、双方向の伝送路でリング状に接続された２重化リングネットワークであり、
   前記設定状態情報受信部は、前記双方向の伝送路のそれぞれから前記設定状態情報を受信すること、
   を特徴とする請求項１または２のいずれかに記載のノード装置。
4. 自ノード装置がマスタノードの候補に設定されている場合であって且つ自ノード装置が管理するクロックに異常がない場合に、自ノード装置が前記マスタノードの候補であることを示すマスタノード候補情報を含む設定状態情報を他のノードに送信し、自ノード装置が前記マスタノードの候補に設定されている場合であって且つ自ノード装置が管理するクロックに異常がある場合、または自ノード装置がスレーブノードとなる場合に、自ノード装置が前記スレーブノードとなることを示すスレーブノード情報を含む設定状態情報を他のノードに送信する設定状態情報送信部をさらに備え、
   前記マスタノード決定部は、前記２重化リングネットワーク上のノード装置の中で、前記マスタノード候補情報を含む設定状態情報の送信元であるノード装置の中から前記マスタノードを決定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のノード装置。
5. 前記マスタノード決定部は、自ノード装置がマスタノードとして動作している場合であって、且つ自ノード装置が管理するクロックに異常が発生した場合に前記マスタノードの再決定を行なうことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載のノード装置。
6. 前記設定状態情報受信部がマスタノードとして動作している他のノード装置から前記スレーブノード情報が付加された設定状態情報を受信すると、前記マスタノード決定部は、前記マスタノードの再決定を行なうことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載のノード装置。
7. 前記設定状態情報受信部が、マスタノードの候補に設定された他のノード装置が管理するクロックが異常な状態から正常な状態に変化した際に当該他のノード装置から送信される前記マスタノード候補情報が付加された設定状態情報を受信すると、前記マスタノード決定部は、前記マスタノードの再決定を行なうことを特徴とする請求項４〜６のいずれか１つに記載のノード装置。
8. 前記マスタノード決定部は、自ノード装置が前記マスタノードの候補に設定されている場合であって、自ノード装置が管理するクロックが異常な状態から正常な状態に変化した場合に、前記マスタノードの再決定を行なうことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載のノード装置。
9. 隣接する他のノード装置との間のリンク障害を検出すると、前記リンク障害を示すリンク障害情報を前記設定状態情報に付加して生成する設定状態情報生成部をさらに備え、
   前記マスタノード決定部は、自ノード装置がリンク障害を検出した場合、または前記設定状態情報受信部が前記他のノード装置から前記リンク障害情報を受信した場合に、前記マスタノードの再決定を行なうことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載のノード装置。
10. 前記マスタノード決定部は、前記設定状態情報受信部が受信した設定状態情報内の情報を用いて、前記リングネットワークシステムのトポロジマップを生成することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つに記載のノード装置。
11. 前記マスタノード情報保持部が前記設定状態情報受信部により受信した設定状態情報をマスタノード情報として保持する毎に、前記設定状態情報受信部が新たな設定状態情報を受信した後の所定時間の計測を開始する第１のタイマをさらに備え、
    前記マスタノード決定部は、前記設定状態情報受信部が前記新たな設定状態情報の次の新たな設定状態情報を受信することなく前記第１のタイマが所定時間の計測を終えると、前記マスタノードの決定を実行することを特徴とする請求項２〜１０のいずれか１つに記載のノード装置。
12. 前記マスタノード決定部は、前記トポロジマップを生成すると、前記マスタノードの決定を実行することを特徴とする請求項１０に記載のノード装置。
13. 前記リングネットワーク上でマスタノードの候補に設定されているノード装置に関するノード情報および前記トポロジマップを予め記憶しておく記憶部をさらに備え、
    前記マスタノード決定部は、前記記憶部が記憶するノード情報およびトポロジマップに基づいて前記マスタノードを決定することを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１つに記載のノード装置。
14. 前記設定状態情報受信部が前記マスタノードとして動作している他のノード装置から当該他のノード装置が生成した設定状態情報を受信した後の所定時間を計測する第２のタイマをさらに備え、
    前記第２のタイマが計測する所定の時間内に、前記設定状態情報受信部が前記マスタノードとして動作している他のノード装置が送信する前記設定状態情報を前記双方向の伝送路の一方から受信しない場合に、
    前記設定状態情報受信部は、前記マスタノードとして動作している他のノード装置が送信する前記設定状態情報を前記双方向の伝送路の他方から受信することを特徴とする請求項３に記載のノード装置。
15. 前記第２のタイマが計測する所定の時間内に、前記設定状態情報受信部が前記マスタノードとして動作している他のノード装置が送信する前記設定状態情報を前記双方向の伝送路の双方から受信しない場合に、
    前記マスタノード決定部は、前記マスタノードの再決定を行なうことを特徴とする請求項１４に記載のノード装置。
16. 伝送路を介してリング状に接続された複数のノード装置を備え、スレーブノードとして動作するノード装置は、マスタノードとして動作するノード装置のマスタクロックに従属同期してデータ転送を行なうリングネットワークシステムであって、
    前記ノード装置は、
    自ノード装置の優先度情報を含む設定状態情報を他のノード装置に送信する設定状態情報送信部と、
    前記設定状態情報送信部により送信された設定状態情報を受信する設定状態情報受信部と、
    前記設定状態情報受信部により受信した設定状態情報を、伝送方向の他のノード装置に転送する設定状態情報転送部と、
    前記設定状態情報受信部により受信した設定状態情報に含まれる優先度情報と、自ノード装置に予めマスタノード情報として保持された設定状態情報の優先度情報との比較を行なう優先度情報比較部と、
    前記優先度情報比較部による比較結果に応じて、前記自ノード装置にマスタノード情報として保持された設定状態情報または前記設定状態情報受信部により受信した設定状態情報の一方をマスタノード情報として保持するマスタノード情報保持部と、
    前記マスタノード情報保持部により保持された設定状態情報に基づいて、マスタノードとして動作するノード装置を決定するマスタノード決定部と、
    前記マスタノード決定部において決定されたマスタノードとして動作するノード装置のマスタクロックに従属同期してデータ転送を行なうデータ転送部と、
    を備えることを特徴とするリングネットワークシステム。
17. 伝送路を介してリング状に接続された複数のノード装置を備え、スレーブノードとして動作するノード装置は、マスタノードとして動作するノード装置のマスタクロックに従属同期してデータ転送を行なうリングネットワークシステムに適用可能な通信制御方法であって、
    自ノード装置の優先度情報を含む設定状態情報を他のノード装置に送信する設定状態情報送信ステップと、
    前記設定状態情報送信ステップにおいて送信された設定状態情報を受信する設定状態情報受信ステップと、
    前記設定状態情報受信ステップにおいて受信した設定状態情報を、伝送方向の他のノード装置に転送する設定状態情報転送ステップと、
    前記設定状態情報受信ステップにおいて受信した設定状態情報に含まれる優先度情報と、自ノード装置に予めマスタノード情報として保持された設定状態情報の優先度情報との比較を行なう優先度情報比較ステップと、
    前記優先度情報比較ステップにおける比較結果に応じて、前記自ノード装置にマスタノード情報として保持された設定状態情報または前記設定状態情報受信ステップにおいて受信した設定状態情報の一方をマスタノード情報として保持するマスタノード情報保持ステップと、
    前記マスタノード情報保持ステップにおいて保持された設定状態情報に基づいて、マスタノードとして動作するノード装置を決定するマスタノード決定ステップと、
    前記マスタノード決定ステップにおいて決定されたマスタノードとして動作するノード装置のマスタクロックに従属同期してデータ転送を行なうデータ転送ステップと、
    を備えることを特徴とする通信制御方法。

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