JP4964354B1

JP4964354B1 - ネットワークシステム

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Publication number: JP4964354B1
Application number: JP2012502353A
Authority: JP
Inventors: 哲也重枝
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2011-08-24
Filing date: 2011-08-24
Publication date: 2012-06-27
Anticipated expiration: 2031-08-24
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Abstract

複数個のスイッチ装置１〜５を組み合わせて構築されたネットワークを備えたネットワークシステムであって、前記ネットワークはスイッチ装置１〜３を含む第１の部分ネットワークとこの第１の部分ネットワーク外に形成されスイッチ装置４，５を含む第２の部分ネットワークとを含み、前記第２の部分ネットワークと接続された前記第１の部分ネットワーク内のスイッチ装置２は、端末装置６から送信され特定の論理ポート番号を送信情報として含んだブロードキャスト信号の通過を物理ポート１２において遮断する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ネットワークシステムに関するものであり、特に、列車内に構築されたネットワークシステムに関するものである。

装置間の通信プロトコルとしては、ＴＣＰ／ＩＰがよく知られている（例えば、非特許文献１を参照）。ＴＣＰ／ＩＰでは、各装置に割り当てたＩＰアドレスを使用して、送信先と送信元を指定して通信を行う。ここで、特殊なＩＰアドレスとして例えばリミティッドブロードキャストアドレスがある。送信先をリミティッドブロードキャストアドレスとして送信データを送信すると、ネットワーク内の全部の装置に送信データが到達する。

一般に、ネットワーク内の全部の装置へ送信データを送信する方法をブロードキャストと呼んでいる。また、ブロードキャストの到達する範囲をブロードキャストドメインと呼ぶ。

ＴＣＰ／ＩＰによるネットワーク構築Ｖｏｌ．１第４版ＤｏｕｇｌａｓＥ．Ｃｏｍｅｒ編（共立出版）

ブロードキャストを使用すると、ネットワーク内の全部の装置がブロードキャストデータを受信するため、ブロードキャストドメインの中に複数装置からなる部分集合を作って、その部分集合へのブロードキャストをすることが困難となる。例えば、複数の車両で構成された列車内のネットワークにおいて、ネットワーク内の各装置をそれぞれ搭載された号車に対応したグループに分け、各グループへのブロードキャストと、ネットワーク内の全装置へのブロードキャストの双方を実現することは困難となる。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、特定の条件をもつブロードキャストの到達範囲を制限可能なネットワークシステムを提供す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、本発明に係るネットワークシステムは、複数個のスイッチ装置を組み合わせて構築されたネットワークを備えたネットワークシステムであって、前記ネットワークは第１の部分ネットワークとこの第１の部分ネットワーク外に形成された第２の部分ネットワークとを含み、前記第２の部分ネットワークと接続された前記第１の部分ネットワーク内のスイッチ装置及び前記第１の部分ネットワークと接続された前記第２の部分ネットワーク内のスイッチ装置の少なくとも一方は、特定の論理ポート番号を送信情報として含んだブロードキャスト信号の通過を遮断することを特徴とする。

本発明によれば、ブロードキャストの到達範囲を第１又は第２の部分ネットワークに制限することができる、という効果を奏する。

図１は、実施の形態１に係るネットワークシステムの構成の一例を示す図である。図２は、端末装置又は機器がＩＰ通信で使用するＩＰ信号の構成の一例を示す模式図である。図３は、実施の形態２に係るネットワークシステムの構成の一例を示す図である。図４は、実施の形態３に係るネットワークシステムの構成の一例を示す図である。

以下に、本発明に係るネットワークシステム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、本実施の形態に係るネットワークシステムの構成の一例を示す図である。本実施の形態に係るネットワークシステムは、例えばイーサネット（登録商標）スイッチであるスイッチ装置１〜５、端末装置６、及び機器７〜１０を備えて構成されている。

スイッチ装置１はスイッチ装置２と接続されている。スイッチ装置２はスイッチ３及びスイッチ装置４と接続されている。スイッチ装置４はスイッチ装置５と接続されている。スイッチ装置１〜３をこのように組み合わせることによりネットワークが構築されている。また、このネットワークは、エリア１１内のスイッチ装置１〜３からなる部分ネットワークと、スイッチ装置４，５からなる部分ネットワークから構成されている。端末装置６はスイッチ装置１と、機器７はスイッチ装置１と、機器８はスイッチ装置３と、機器９はスイッチ装置４と、機器１０はスイッチ装置５とそれぞれ接続されている。なお、スイッチ装置１〜５はそれぞれ例えば５つの物理ポートを備えており、これらの物理ポートを介してスイッチ装置間の接続などが確立される。

端末装置６にはＩＰアドレスが付与されており、端末装置６はＩＰ通信を行うことができる。同様に、機器７〜１０にはそれぞれＩＰアドレスが付与されており、機器７〜１０はそれぞれＩＰ通信を行うことができる。以下に説明するように、本実施の形態では、端末装置６はブロードキャストを行うことができる機器として機器７〜１０と区別している。ただし、機器７〜１０もブロードキャストを行うことができる構成としてもよい。

図２は、端末装置６又は機器７〜１０がＩＰ通信で使用するＩＰ信号の構成の一例を示す模式図である。ＩＰ信号は、例えば、送信先アドレス、送信元アドレス、論理ポート番号、及びデータ部から構成される。

ＩＰ通信をする際に、送信先アドレスに端末装置６及び機器７〜１０のいずれかのＩＰアドレスを指定した場合、ＩＰ信号は該当するＩＰアドレスを有する端末装置６もしくは機器７〜１０に伝送される。

次に、ブロードキャストについて説明する。端末装置６からブロードキャストを行う場合は、送信先アドレスにブロードキャストアドレスを指定して行い、送信データはネットワーク内のすべての機器７〜１０等に伝送される。本実施の形態では、このような機器７〜１０等のすべてを送信対象としたブロードキャストに加えて、ブロードキャストの到達範囲を例えば図１のエリア１１内の部分ネットワークに制限したブロードキャストを考える。エリア１１内には、スイッチ装置１〜３、端末装置６、及び機器７，８が含まれている。

本実施の形態では、ブロードキャストの到達範囲を制限するため、スイッチ装置１２に次のような機能を付与する。すなわち、スイッチ装置２の物理ポートのうち、エリア１１外のスイッチ装置４との接続に使用している物理ポート１２において、スイッチ装置２は、特定の論理ポート番号（例えば、論理ポート番号「４０００」とする。）のブロードキャスト信号の通過を遮断する。ここで、ブロードキャスト信号は、送信先アドレスにブロードキャストアドレスを指定したＩＰ信号である。他方、スイッチ装置２２は、上記特定の論理ポート番号以外の論理ポート番号（例えば、論理ポート番号「４００１」とする。）のブロードキャスト信号に対しては、このような遮断を行わず、そのまま通過させる。

次に、動作について説明する。まず、端末装置６が、送信先アドレスをブロードキャストアドレスとし、かつ、論理ポート番号を４０００としてＩＰ信号をネットワークに送出した場合を考える。この場合、ＩＰ信号は、スイッチ装置１で受信され、スイッチ装置１は、機器７が接続された物理ポートを介して機器７へＩＰ信号を送信するとともに、スイッチ装置２が接続された物理ポートを介してスイッチ装置２へＩＰ信号を送信する。スイッチ装置２は、スイッチ装置１が接続された物理ポートを介してＩＰ信号を受信した後、スイッチ装置３が接続された物理ポートを介してＩＰ信号をスイッチ装置３に送信するとともに、当該ＩＰ信号の論理ポート番号が４０００か否かを判定する。すなわち、スイッチ装置２は、受信したＩＰ信号がブロードキャスト信号である場合は、その論理ポート番号が４０００であるか否かを判定する。そして、スイッチ装置２は、論理ポート番号が４０００のブロードキャスト信号であることを認識すると、物理ポート１２において、当該ＩＰ信号のエリア１１外への通過を遮断する。また、スイッチ装置３は、機器８が接続された物理ポートを介して機器８へＩＰ信号を送信する。この結果、ＩＰ信号は、エリア１１内にある機器７及び機器８には到達するが、エリア１１外にある機器９及び機器１０には到達しない。

このように、本実施の形態によれば、送信先アドレスがブロードキャストアドレスであるにもかかわらず、論理ポート番号を４０００としたブロードキャスト信号を端末装置６から送信することにより、ブロードキャストの送信範囲をエリア１１内の部分ネットワークに容易に制限することができる。

次に、端末装置６が、送信先アドレスをブロードキャストアドレスとし、かつ、論理ポート番号を例えば４００１としてＩＰ信号をネットワークに送信した場合を考える。この場合、スイッチ装置１〜５のいずれの物理ポートにおいても、ブロードキャスト信号の通過を妨げることはないので、当該ＩＰ信号はネットワーク内のすべての機器７〜１０に送信される。すなわち、スイッチ装置２の物理ポート１２においても、当該ブロードキャスト信号の論理ポート番号が４０００とは異なるので、当該ブロードキャスト信号の通過を遮断することはない。この結果、機器７〜１０はいずれも当該ＩＰ信号を受信することとなる。

以上説明したように、本実施の形態では、端末装置６が接続されたスイッチ装置１を含むスイッチ装置１〜３からなるエリア１１内の部分ネットワークにおいて、エリア１１外のスイッチ装置４，５からなる部分ネットワーク内のスイッチ装置４と直接接続されるスイッチ装置２は、特定の論理ポート番号である論理ポート番号４０００を送信情報として含んだブロードキャスト信号を端末装置６から受信した場合に、スイッチ装置４が接続された物理ポート１２において当該ブロードキャスト信号の通過を遮断するようにしている。

これにより、本ネットワークシステムでは、ブロードキャスト信号の論理ポート番号を切り替えることで、ブロードキャストドメインをネットワーク全体とし（論理ポート番号４００１を指定した場合）、又はエリア１１内の部分ネットワークに制限することができる（論理ポート番号４０００を指定した場合）。

本実施の形態は、送信先アドレスはブロードキャストアドレスそのままで、送信先アドレス以外の例えば論理ポート番号を特定の値に指定することにより、ブロードキャストの到達範囲を制限することができるので、既にネットワークシステムが構築された後にブロードキャストの到達範囲を制限したいときに特に有用である。この場合、ＩＰアドレスについては何ら変更等をすることなく、ブロードキャストドメインを制限することができるので、マルチキャスト等を使用する場合と比較して、システム構築後により柔軟にかつ容易に設定することができる。

また、ネットワーク内で機器が新たに接続され又は取り外しされた場合でも、ブロードキャストドメインを制限することに関しては何らシステム変更を行う必要がないという利点がある。

また、本実施の形態によれば、トラヒックの増大を引き起こすことなく、ブロードキャストの到達範囲を制限することができる。

ブロードキャストの到達範囲を制限することは、例えば、送信データのデータ部の内容によっては、ネットワーク内の機器全体に送信するのではなく、一部の機器のみに送信することが望ましいときに有用である。例えば、本ネットワークシステムは、列車内に構築されたネットワークシステムに好適であるが、このような具体例については、以下の実施の形態で説明する。

なお、本実施の形態では、端末装置６から送出された特定の論理ポート番号のブロードキャスト信号をスイッチ装置２の物理ポート１２で遮断するようにしたが、スイッチ装置４の物理ポートのうちスイッチ装置２が接続された物理ポートで遮断するようにしてもよい。この場合、特定の論理ポート番号のブロードキャスト信号はスイッチ装置２から物理ポート１２を介してスイッチ装置４へ送信されるものの、スイッチ装置４は当該ブロードキャスト信号がスイッチ装置４，５からなる部分ネットワーク内に入ることを遮断する。こうすることで、本実施の形態と同様に、ブロードキャストドメインはエリア１１内に制限されることとなる。

また、本実施の形態では、物理ポート１２にて遮断する論理ポート番号を例えば４０００として説明したが、他の値を使用してもよい。また、複数の論理ポート番号を指定して、それらのいずれに対しても遮断するようにしてもよい。

また、エリア１１は、例えばスイッチ装置１〜３を含んでいるとしたが、少なくとも１以上のスイッチ装置と機器が含まれるものであれば任意のものでよい。つまり、ネットワーク全体の一部内で、機器全体のうちの一部が含まれているようなエリアであればよい。

実施の形態２．
図３は、本実施の形態に係るネットワークシステムの構成の一例を示す図であり、具体的には、複数台の車両を連結してなる列車に構築されたネットワークシステムの構成図である。なお、図３では、列車は例えば３両編成以上であって、そのうちの例えば１，２号の構成を示しているが、他の車両も同様に構成することができる。また、図示例のような構成の２両編成の列車であってもよい。

図３において、本実施の形態に係るネットワークシステムは、スイッチ装置２１〜２４、端末装置２５，２６、及び機器２７〜２９等を備えて構成されている。スイッチ装置２１，２２、端末装置２５、及び機器２７，２８は１号車に搭載され、スイッチ装置２３，２４、端末装置２６、及び機器２９は２号車に搭載されている。１号車は編成の先頭車両又は後尾車両であり、２号車は中間車両である。スイッチ装置２１〜２４は実装の形態１と同様に例えばイーサネット（登録商標）スイッチである。本実施の形態では、端末装置は各号車に一台ずつ搭載されている。また、端末装置２５，２６は、例えば列車情報管理装置である。列車情報管理装置は、列車情報を収集し管理する装置であって、列車に搭載された機器の動作状態を監視すると共に各機器の動作を個別に制御することができる。

スイッチ装置２１はスイッチ装置２２と、スイッチ装置２２はスイッチ装置２３と、スイッチ装置２３はスイッチ装置２４とそれぞれ接続されている。すなわち、スイッチ装置２１〜２４はこの順で例えばデイジーチェーン状に接続されている。

１号車では、端末装置２５はスイッチ装置２１と接続され、機器２７と機器２８はスイッチ装置２２と接続されている。１号車内では、スイッチ装置２１，２２からなる部分ネットワークが形成されている。２号車では、端末装置２６はスイッチ装置２３と接続され、機器２９はスイッチ装置２３と接続されている。２号車内では、スイッチ装置２３，２４からなる部分ネットワークが形成されている。１号車の部分ネットワークと２号車の部分ネットワークは、スイッチ装置２２，２３により互いに接続されている。なお、図示はしていないが３号車内にも同様の部分ネットワークが形成されている。

本実施の形態では、列車全体のブロードキャストと、各号車内に制限されたブロードキャストの双方を実現するように構成する。具体的には、１号車のスイッチ装置２２と２号車のスイッチ装置２３とに対して、相互の接続に使用されるそれぞれの物理ポートにおいて、特定の論理ポート番号（例えば論理ポート番号が４０００）のブロードキャスト信号を遮断するように構成する。すなわち、図３では、スイッチ装置２２の物理ポートのうち、スイッチ装置２３との接続に使用している物理ポート５０において、論理ポート番号４０００のブロードキャスト信号の通過を遮断する。また、スイッチ装置２３の物理ポートのうち、スイッチ装置２２との接続に使用している物理ポート５１において、論理ポート番号４０００のブロードキャスト信号の通過を遮断する。また、スイッチ装置２４の物理ポートのうち、図示しない３号車のスイッチ装置との接続に使用している物理ポート５４において、論理ポート番号４０００のブロードキャスト信号の通過を遮断する。

次に、動作について説明する。端末装置２５は、ＩＰ信号の送信先アドレスをブロードキャストアドレス、論理ポート番号を４０００とし、データ部に１号車に関する情報（１号車を示す情報）を設定してこのＩＰ信号をネットワークに定期的に送信する。なお、送信データの構成は図２と同様である。この場合、ＩＰ信号は、スイッチ装置２１で物理ポート６０を介して受信され、スイッチ装置２１は、スイッチ装置２２が接続された物理ポート４８を介してスイッチ装置２２へＩＰ信号を送信する。スイッチ装置２２は、スイッチ装置２１が接続された物理ポート４９を介してＩＰ信号を受信した後、機器２７，２８がそれぞれ接続された物理ポート６２，６４を介してＩＰ信号を機器２７，２８に送信するとともに、当該ＩＰ信号の論理ポート番号が４０００か否かを判定する。すなわち、スイッチ装置２２は、受信したＩＰ信号がブロードキャスト信号である場合は、その論理ポート番号が４０００であるか否かを判定する。そして、スイッチ装置２２は、ＩＰ信号の論理ポート番号が４０００であることを認識すると、スイッチ装置２３が接続された物理ポート５０において、当該ＩＰ信号の２号車の部分ネットワーク内への通過を遮断する。

このように、ＩＰ信号は、スイッチ装置２１，２２及びスイッチ装置２２に接続された機器２７，２８には伝送されるが、スイッチ装置２３には伝送されない。この結果、ＩＰ信号は、２号車には伝送されず、さらに、３号車以降の号車にも伝送されない。したがって、端末装置２５から送信された論理ポート番号が４０００のブロードキャスト信号については、ブロードキャストの到達範囲が１号車内に制限される。

端末装置２６は、ＩＰ信号の送信先アドレスをブロードキャストアドレス、論理ポート番号を４０００とし、データ部に２号車に関する情報（２号車を示す情報）を設定してこのＩＰ信号をネットワークに定期的に送信する。この場合、ＩＰ信号は、スイッチ装置２３で物理ポート６８を介して受信され、スイッチ装置２３は、スイッチ装置２４が接続された物理ポート５２を介してＩＰ信号をスイッチ装置２４に送信し、機器２９が接続された物理ポート７０を介してＩＰ信号を機器２９に送信するとともに、当該ＩＰ信号の論理ポート番号が４０００か否かを判定する。すなわち、スイッチ装置２３は、受信したＩＰ信号がブロードキャスト信号である場合は、その論理ポート番号が４０００であるか否かを判定する。そして、スイッチ装置２３は、ＩＰ信号の論理ポート番号が４０００であることを認識すると、スイッチ装置２２が接続された物理ポート５１において、当該ＩＰ信号の１号車の部分ネットワーク内への通過を遮断する。

また、スイッチ装置２４は、論理ポート５３を介してスイッチ装置２３からＩＰ信号を受信し、このＩＰ信号がブロードキャスト信号であることから、その論理ポート番号が４０００であるか否かを判定する。そして、スイッチ装置２４は、ＩＰ信号の論理ポート番号が４０００であることを認識すると、３号車の図示しないスイッチ装置と接続された物理ポート５４において、当該ＩＰ信号の通過を遮断する。

このように、ＩＰ信号は、スイッチ装置２３，２４及びスイッチ装置２３に接続された機器２９には伝送されるが、１号車のスイッチ装置２２及び３号車の図示しないスイッチ装置には伝送されない。この結果、ＩＰ信号は、１号車には伝送されず、かつ、３号車以降の号車にも伝送されない。このように、端末装置２６から送信された論理ポート番号が４０００のブロードキャスト信号については、ブロードキャストの到達範囲が２号車内に制限される。同様の構成により、３号車以降についてもブロードキャストの到達範囲を各号車内に制限することができる。すなわち、隣接する号車間で相互に接続されたスイッチ装置において特定の論理ポート番号のブロードキャスト信号の通過を遮断するようにすればよい。

上記のように、１号車に搭載された機器２７，２８は、論理ポート番号が４０００のブロードキャスト信号のうち、端末装置２５が送信したブロードキャスト信号のみを受信する。機器２７，２８は、それぞれブロードキャスト信号のデータ部の内容を読み取ることで、１号車に関する情報を取得することができるので、自身が１号車に設置されていると判断することができる。

また、２号車に搭載された機器２９は、論理ポート番号が４０００のブロードキャスト信号のうち、端末装置２６が送信したブロードキャスト信号のみを受信する。機器２９は、ブロードキャスト信号のデータ部の内容を読み取ることで、２号車に関する情報を取得することができるので、自身が２号車に設置されていると判断することができる。３号車以降についても同様である。

なお、端末装置２５が、送信先アドレスをブロードキャストアドレスとし、かつ、論理ポート番号を４０００とは異なる４００１としてＩＰ信号をネットワークに送信した場合は、実施の形態１と同様に、スイッチ装置２１〜２４のいずれの物理ポートにおいても、ブロードキャスト信号の通過を妨げることはないので、当該ＩＰ信号はネットワーク内のすべての機器２７〜２９及び端末装置２６等に送信される。その結果、機器２７〜２９及び端末装置２６等はいずれも当該ＩＰ信号を受信することとなる。

また、端末装置２６が、送信先アドレスをブロードキャストアドレスとし、かつ、論理ポート番号を４０００とは異なる４００１としてＩＰ信号をネットワークに送信した場合は、スイッチ装置２１〜２４のいずれの物理ポートにおいても、ブロードキャスト信号の通過を妨げることはないので、当該ＩＰ信号はネットワーク内のすべての機器２７〜２９及び端末装置２５等に送信される。その結果、機器２７〜２９及び端末装置２５等はいずれも当該ＩＰ信号を受信することとなる。

以上説明したように、本実施の形態では、１号車の部分ネットワークにおいては、２号車の部分ネットワークと接続されたスイッチ装置２２は、特定の論理ポート番号である論理ポート番号４０００を含んだブロードキャスト信号を端末装置２５から受信した場合に、２号車の部分ネットワークと接続された物理ポート５０において、当該ブロードキャスト信号の２号車の部分ネットワーク内への通過を遮断するようにしている。また、２号車内のネットワークにおいては、１号車の部分ネットワークと接続されたスイッチ装置２３は、論理ポート番号４０００を含んだブロードキャスト信号を端末装置２６から受信した場合に、１号車の部分ネットワークと接続された物理ポート５１において、当該ブロードキャスト信号の１号車の部分ネットワーク内への通過を遮断するようにしている。さらに、３号車の部分ネットワークと接続されたスイッチ装置２４は、論理ポート番号４０００を含んだブロードキャスト信号を端末装置２６から受信した場合に、３号車の部分ネットワークと接続された物理ポート５４において、当該ブロードキャスト信号の３号車の部分ネットワーク内への通過を遮断するようにしている。

これにより、本ネットワークシステムでは、ブロードキャスト信号の論理ポート番号を切り替えることで、ブロードキャストドメインを列車内のネットワーク全体とし（論理ポート番号４００１を指定した場合）、又は各号車の部分ネットワークに制限することができる（論理ポート番号４０００を指定した場合）。

また、本実施の形態によれば、ブロードキャストドメインを車両ごとに分割することができる。

また、本実施の形態によれば、各号車に設置された各機器は、論理ポート番号４０００のブロードキャスト信号を当該各号車の端末装置から受信した後、そのデータ部を参照することにより、何号車に設置されているのかを判断することができる。

また、本実施の形態では、車両間を接続するスイッチ装置２２，２３同士の接続に使用される物理ポート５０，５１において、特定の論理ポート番号のブロードキャスト信号を遮断し、号車ごとにブロードキャストの到達範囲を制限するようにしているが、車両内で機能分担がある場合には、当該車両内でさらにブロードキャストの到達範囲を制限することもできる。例えば、図３において、１，２号車のネットワーク構成をそのまま一台の車両に搭載した場合は、一台の車両内に二つのブロードキャストドメインの分割領域が形成されることとなる。

また、複数の連続する車両を一体として管理対象とする場合は、これらの車両に対してブロードキャストドメインの制限領域を設定することもできる。例えば、図３において、特定の論理ポート番号のブロードキャスト信号の遮断を、スイッチ装置２２，２３で行う代わりに、スイッチ装置２４と図示しない３号車のスイッチ装置で行うようにした場合は、１，２号車内に制限されたブロードキャストを実現することができる。

なお、本実施の形態では、スイッチ装置２２は、特定の論理ポート番号を送信情報として含んだブロードキャスト信号を端末装置２５から受信した場合に、物理ポート５０において２号車の部分ネットワーク内への当該ブロードキャスト信号の通過を遮断し、スイッチ装置２３は、特定の論理ポート番号を送信情報として含んだブロードキャスト信号を端末装置２６から受信した場合に、物理ポート５１において１号車の部分ネットワーク内への当該ブロードキャスト信号の通過を遮断し、かつ、物理ポート５４において３号車の部分ネットワーク内への当該ブロードキャスト信号の通過を遮断するようにしたが、スイッチ装置２２の物理ポート５０で、端末装置２６から送信された特定の論理ポート番号のブロードキャスト信号が１号車の部分ネットワーク内へ進入するのを遮断し、スイッチ装置２３の物理ポート５１で、端末装置２５から送信された特定の論理ポート番号のブロードキャスト信号が２号車の部分ネットワーク内へ進入するのを遮断し、スイッチ装置２４の物理ポート５４で、図示しない３号車の端末装置から送信された特定の論理ポート番号のブロードキャスト信号が２号車の部分ネットワーク内へ進入するのを遮断するようにしてもよい。

すなわち、スイッチ装置２２は、特定の論理ポート番号を送信情報として含んだブロードキャスト信号を端末装置２６から受信した場合に、物理ポート５０において１号車の部分ネットワーク内への当該ブロードキャスト信号の通過を遮断し、スイッチ装置２３は、特定の論理ポート番号を送信情報として含んだブロードキャスト信号を端末装置２５から受信した場合に、物理ポート５１において２号車の部分ネットワーク内への当該ブロードキャスト信号の通過を遮断し、スイッチ装置２３は、特定の論理ポート番号を送信情報として含んだブロードキャスト信号を図示しない３号車の端末装置から受信した場合に、物理ポート５４において２号車の部分ネットワーク内への当該ブロードキャスト信号の通過を遮断するようにしてもよい。この場合でも、号車ごとにブロードキャストの到達範囲を制限することができ、本実施の形態と同様の効果を奏する。

また、本実施の形態では、特定の論理ポートのブロードキャスト信号の遮断を、１号車のスイッチ装置２２と２号車のスイッチ装置２３の双方で実施する場合について説明したが、スイッチ装置２２，２３のいずれか一方のみで遮断する構成も可能である。例えば、スイッチ装置２２は、特定の論理ポート番号を送信情報として含んだブロードキャスト信号を端末装置２５から受信した場合に、物理ポート５０において２号車の部分ネットワーク内への当該ブロードキャスト信号の通過を遮断し、さらに、特定の論理ポート番号を送信情報として含んだブロードキャスト信号を端末装置２６から受信した場合に、物理ポート５０において１号車の部分ネットワーク内への当該ブロードキャスト信号の通過を遮断するようにすれば、スイッチ装置２３に遮断機能を付与せずとも、端末装置２５からのブロードキャストは２号車には到達せず、端末装置２６からのブロードキャストは１号車には到達しない。スイッチ装置２４と３号車のスイッチ装置（図示せず）についても同様である。よって、この場合も、本実施の形態と同様の効果を奏する。

また、各車両に搭載された端末装置を列車情報管理装置とした場合は、各車両の列車情報管理装置は、特定の論理ポートのブロードキャスト信号を用いることにより、自車両の機器のみに当該車両に関する列車情報をブロードキャストで送信することができる。

なお、本実施の形態のその他の構成、動作、及び効果は、実施の形態１で説明したとおりである。

実施の形態３．
図４は、本実施の形態に係るネットワークシステムの構成の一例を示す図であり、具体的には、複数台の車両を連結してなる列車に構築されたネットワークシステムの構成図である。なお、図４では、図３と同一の構成要素には同一の符号を付しているので、図３と異なる構成について説明する。

図４において、スイッチ装置２２には、物理ポート６３を介して端末装置３０が接続され、スイッチ装置２４には、物理ポート７２を介して端末装置３１が接続されている。端末装置３０は１号車に搭載され、端末装置３１は２号車に搭載されている。本実施の形態では、端末装置は各車両に二つずつ搭載されている。端末装置２５，２６，３０，３１は例えば列車情報管理装置である。

本実施の形態では、実施の形態２と同様に、列車全体のブロードキャストと、各号車内に制限されたブロードキャストの双方を実現するように構成する。すなわち、スイッチ装置２２の物理ポートのうち、スイッチ装置２３との接続に使用している物理ポート５０において、論理ポート番号４０００のブロードキャスト信号の通過が遮断される。また、スイッチ装置２３の物理ポートのうち、スイッチ装置２２との接続に使用している物理ポート５１において、論理ポート番号４０００のブロードキャスト信号の通過が遮断される。また、スイッチ装置２４の物理ポートのうち、図示しない３号車のスイッチ装置との接続に使用している物理ポート５４において、論理ポート番号４０００のブロードキャスト信号の通過が遮断される。

次に、動作について説明する。端末装置２５は、ＩＰ信号の送信先アドレスをブロードキャストアドレス、論理ポート番号を４０００とし、データ部に１号車に関する情報（１号車を示す情報）を設定してこのＩＰ信号をネットワークに定期的に送信する。なお、送信データの構成は図２と同様である。この場合、ＩＰ信号は、スイッチ装置２１で受信され、スイッチ装置２１は、スイッチ装置２２が接続された物理ポート４８を介してスイッチ装置２２へＩＰ信号を送信する。スイッチ装置２２は、スイッチ装置２１が接続された物理ポート４９を介してＩＰ信号を受信した後、機器２７，２８がそれぞれ接続された物理ポート６２，６４を介してＩＰ信号を機器２７，２８に送信し、端末装置３０が接続された物理ポート６３を介してＩＰ信号を端末装置３０に送信するとともに、当該ＩＰ信号の論理ポート番号が４０００か否かを判定する。すなわち、スイッチ装置２２は、受信したＩＰ信号がブロードキャスト信号である場合は、その論理ポート番号が４０００であるか否かを判定する。そして、スイッチ装置２２は、ＩＰ信号の論理ポート番号が４０００であることを認識すると、スイッチ装置２３が接続された物理ポート５０において、当該ＩＰ信号の２号車の部分ネットワーク内への通過を遮断する。

端末装置３０は、ＩＰ信号の送信先アドレスをブロードキャストアドレス、論理ポート番号を４０００とし、データ部に１号車に関する情報（１号車を示す情報）を設定してこのＩＰ信号をネットワークに定期的に送信する。この場合、ＩＰ信号は、スイッチ装置２２で受信され、スイッチ装置２２は、スイッチ装置２１が接続された物理ポート４９を介してスイッチ装置２１にＩＰ信号を送信し、物理ポート６２，６４を介して機器２７，２８にＩＰ信号を送信し、物理ポート６３を介して端末装置３０にＩＰ信号を送信するとともに、当該ＩＰ信号の論理ポート番号が４０００か否かを判定する。すなわち、スイッチ装置２２は、受信したＩＰ信号がブロードキャスト信号である場合は、その論理ポート番号が４０００であるか否かを判定する。そして、スイッチ装置２２は、ＩＰ信号の論理ポート番号が４０００であることを認識すると、スイッチ装置２３が接続された物理ポート５０において、当該ＩＰ信号の２号車の部分ネットワーク内への通過を遮断する。また、スイッチ装置２１は、物理ポート６０を介して端末装置２５にＩＰ信号を送信する。

また、スイッチ装置２４は、論理ポート５３を介してスイッチ装置２３からＩＰ信号を受信し、物理ポート７２を介してＩＰ信号を端末装置３１に送信するとともに、このＩＰ信号がブロードキャスト信号であることから、その論理ポート番号が４０００であるか否かを判定する。そして、スイッチ装置２４は、ＩＰ信号の論理ポート番号が４０００であることを認識すると、３号車における図示しないスイッチ装置と接続された物理ポート５４において、当該ＩＰ信号の３号車の部分ネットワーク内への通過を遮断する。

端末装置３１は、ＩＰ信号の送信先アドレスをブロードキャストアドレス、論理ポート番号を４０００とし、データ部に２号車に関する情報（２号車を示す情報）を設定してこのＩＰ信号をネットワークに定期的に送信する。この場合、ＩＰ信号は、スイッチ装置２４で物理ポート７２を介して受信され、スイッチ装置２４は、スイッチ装置２３が接続された物理ポート５３を介してＩＰ信号をスイッチ装置２３に送信するとともに、このＩＰ信号がブロードキャスト信号であることから、その論理ポート番号が４０００であるか否かを判定する。そして、スイッチ装置２４は、ＩＰ信号の論理ポート番号が４０００であることを認識すると、３号車における図示しないスイッチ装置と接続された物理ポート５４において、当該ＩＰ信号の３号車の部分ネットワーク内への通過を遮断する。

また、スイッチ装置２３は、スイッチ装置２４が接続された物理ポート５２を介してＩＰ信号を受信すると、機器２９が接続された物理ポート７０を介してＩＰ信号を機器２９に送信し、端末装置２６が接続された物理ポート６８を介してＩＰ信号を端末装置２６に送信するとともに、当該ＩＰ信号の論理ポート番号が４０００か否かを判定する。すなわち、スイッチ装置２３は、受信したＩＰ信号がブロードキャスト信号である場合は、その論理ポート番号が４０００であるか否かを判定する。そして、スイッチ装置２３は、ＩＰ信号の論理ポート番号が４０００であることを認識すると、スイッチ装置２２が接続された物理ポート５１において、当該ＩＰ信号の１号車の部分ネットワーク内への通過を遮断する。

このように、１号車に搭載された機器２７及び機器２８は、論理ポート番号が４０００のブロードキャスト信号のうち、端末装置２５，３０が送信したブロードキャスト信号のみを受信する。また、機器２７及び機器２８は、それぞれブロードキャスト信号のデータ部の内容を読み取ることで、１号車に関する情報を取得することができるので、自身が１号車に設置されていると判断することができる。

さらに、端末装置２５，３０が冗長系（この場合、２重系）をなす場合には、端末装置２５，３０のいずれかが故障した場合でも、片系故障であれば、機器２７，２８は、端末装置２５，３０のいずれか一方からブロードキャスト信号を受信して搭載号車番号を判断することができる。また、機器２７，２８は、端末装置２５からの伝送路に不具合が生じた場合でも、端末装置３０からの伝送路が正常であれば、端末装置３０からブロードキャスト信号を受信して搭載号車番号を判断することができる。また、機器２７，２８は、端末装置３０からの伝送路に不具合が生じた場合でも、端末装置２５からの伝送路が正常であれば、端末装置２５からブロードキャスト信号を受信して搭載号車番号を判断することができる。

同様に、２号車に搭載された機器２９は、論理ポート番号が４０００のブロードキャスト信号のうち、端末装置２６，３１が送信したブロードキャスト信号のみを受信する。また、機器２９は、ブロードキャスト信号のデータ部の内容を読み取ることで、２号車に関する情報を取得することができるので、自身が２号車に設置されていると判断することができる。

さらに、端末装置２６，３１が冗長系（この場合、２重系）をなす場合には、端末装置２６，３１のいずれかが故障した場合でも、片系故障であれば、機器２９は、端末装置２６，３１のいずれか一方からブロードキャスト信号を受信して搭載号車番号を判断することができる。また、機器２９は、端末装置２６からの伝送路に不具合が生じた場合でも、端末装置３１からの伝送路が正常であれば、端末装置３１からブロードキャスト信号を受信して搭載号車番号を判断することができる。また、機器２９は、端末装置３１からの伝送路に不具合が生じた場合でも、端末装置２６からの伝送路が正常であれば、端末装置２６からブロードキャスト信号を受信して搭載号車番号を判断することができる。

本実施の形態のその他の構成、動作、及び効果は、実施の形態２と同様である。特に、実施の形態２で説明した種々の遮断方法は本実施の形態にも同様に適用することができる。

本発明は、例えばイーサネット（登録商標）ネットワークのブロードキャストドメインを制限し又は分割することができるシステムとして有用である。

１〜５，２１〜２４スイッチ装置
６，２５，２６，３０，３１端末装置
７〜１０，２７〜２９機器
１１エリア
１２，４８〜５４，６０，６２〜６４，６８，７０，７２物理ポート

Claims

複数個のスイッチ装置を組み合わせて構築されたネットワークを備えたネットワークシステムであって、
前記ネットワークは第１の部分ネットワークとこの第１の部分ネットワーク外に形成された第２の部分ネットワークとを含み、
前記第２の部分ネットワークと接続された前記第１の部分ネットワーク内のスイッチ装置及び前記第１の部分ネットワークと接続された前記第２の部分ネットワーク内のスイッチ装置の少なくとも一方は、特定の論理ポート番号を送信情報として含んだブロードキャスト信号の通過を遮断することを特徴とするネットワークシステム。
前記ネットワークに接続され前記ブロードキャスト信号を送信可能な端末装置を備え、
前記第１の部分ネットワークは前記端末装置を含んで構成され、
前記第２の部分ネットワークと接続された前記第１の部分ネットワーク内のスイッチ装置は、前記特定の論理ポート番号を送信情報として含んだブロードキャスト信号を前記第１のネットワーク内の前記端末装置から受信した場合に、前記第２の部分ネットワークが接続されたその物理ポートにおいて前記第２の部分ネットワーク内への当該ブロードキャスト信号の通過を遮断することを特徴とする請求項１に記載のネットワークシステム。
前記第２の部分ネットワークは前記端末装置を含んで構成され、
前記第１の部分ネットワークと接続された前記第２の部分ネットワーク内のスイッチ装置は、前記特定の論理ポート番号を送信情報として含んだブロードキャスト信号を前記第２のネットワーク内の前記端末装置から受信した場合に、前記第１の部分ネットワークが接続されたその物理ポートにおいて前記第１の部分ネットワーク内への当該ブロードキャスト信号の通過を遮断することを特徴とする請求項２に記載のネットワークシステム。
前記ネットワークは複数台の車両からなる列車内に構築され、
前記車両内には、それぞれ前記スイッチ装置と前記端末装置と当該スイッチ装置に接続された機器とを含む部分ネットワークが形成され、
前記第１の部分ネットワークは前記複数台の車両のうちの任意の一つである第１の車両に設けられた部分ネットワークであり、
前記第２の部分ネットワークは前記第１の部分ネットワークが設けられた車両に連結された第２の車両に設けられた部分ネットワークであることを特徴とする請求項３に記載のネットワークシステム。
前記第２の車両は第３の車両に連結されており、
前記第３の車両内には、前記スイッチ装置と前記端末装置と当該スイッチ装置に接続された機器とを含む部分ネットワークである第３の部分ネットワークが形成され、
前記第３の部分ネットワークと接続された前記第２の部分ネットワーク内のスイッチ装置は、前記特定の論理ポート番号を送信情報として含んだブロードキャスト信号を前記第２のネットワーク内の前記端末装置から受信した場合に、前記第３の部分ネットワークが接続されたその物理ポートにおいて前記第３の部分ネットワーク内への当該ブロードキャスト信号の通過を遮断することを特徴とする請求項４に記載のネットワークシステム。
前記ブロードキャスト信号は、送信先であるブロードキャストアドレス、送信元アドレス、論理ポート番号、及びデータ部を含み、
前記データ部には、前記端末装置が搭載された車両に関する情報が含まれていることを特徴とする請求項５に記載のネットワークシステム。
前記端末装置は、列車情報管理装置であることを特徴とする請求項６に記載のネットワークシステム。
前記端末装置は、前記車両にそれぞれ２台ずつ搭載されて２重系をなしていることを特徴とする請求項７に記載のネットワークシステム。
前記第２の部分ネットワークは前記端末装置を含んで構成され、
前記第２の部分ネットワークと接続された前記第１の部分ネットワーク内のスイッチ装置は、前記特定の論理ポート番号を送信情報として含んだブロードキャスト信号を前記第２のネットワーク内の前記端末装置から受信した場合に、前記第２の部分ネットワークが接続されたその物理ポートにおいて前記第１の部分ネットワーク内への当該ブロードキャスト信号の通過を遮断することを特徴とする請求項２に記載のネットワークシステム。
前記ネットワークに接続され前記ブロードキャスト信号を送信可能な端末装置を備え、
前記第１及び第２の部分ネットワークはそれぞれ前記端末装置を含んで構成され、
前記第２の部分ネットワークと接続された前記第１の部分ネットワーク内のスイッチ装置は、前記特定の論理ポート番号を送信情報として含んだブロードキャスト信号を前記第２のネットワーク内の前記端末装置から受信した場合に、前記第２の部分ネットワークが接続されたその物理ポートにおいて前記第１の部分ネットワーク内への当該ブロードキャスト信号の通過を遮断し、
前記第１の部分ネットワークと接続された前記第２の部分ネットワーク内のスイッチ装置は、前記特定の論理ポート番号を送信情報として含んだブロードキャスト信号を前記第１のネットワーク内の前記端末装置から受信した場合に、前記第１の部分ネットワークが接続されたその物理ポートにおいて前記第２の部分ネットワーク内への当該ブロードキャスト信号の通過を遮断することを特徴とする請求項１に記載のネットワークシステム。