JP5483198B2 - ネットワーク中継装置及びリング型ネットワーク - Google Patents
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Description
図1は、第1実施形態におけるリング型ネットワークの構成例を概略的に示す図である。また、図2は、リング型ネットワーク8内に配置された他のネットワーク18,20の構成例を概略的に示す図である。リング型ネットワーク8は、複数のスイッチングハブ1,2,4,6を有している。スイッチングハブ1,2,4,6は、例えばフレームを送受信するレイヤ2スイッチや、レイヤ3スイッチ等である。
これらネットワーク18,20は、図2中に示すネットワーク20の構成例のように、例えば世界規模を想定した広域のリング型ネットワーク8内において、それぞれ何れかの地域拠点(例えば欧米拠点、アジア拠点等)に位置付けられるものである。なお、図2ではスイッチングハブ4,6間に配置されたネットワーク20を例に取り上げているが、もう一方のネットワーク18についても同様に、その地域拠点内において独自のプロトコルに基づきフレームの転送を行う構成を有するものとする。
このときマスタースイッチ1には、制御フレームを受信してから次の制御フレームを一定時間以上受信しない場合に障害が発生したと判断する際の一定時間である「待機時間」が設定されるものとなっている。本実施形態のマスタースイッチ1は、この待機時間を、予め制御フレームに格納された測定情報と、各ポートで制御フレームを受信した時刻に基づいて自動的に設定することができる。
マスタースイッチ1は、複数のポート36,38、及び制御部40を備えている。ポート36は、図1中に示すスイッチングハブ2と接続されており、ポート38はスイッチングハブ6と接続されている。また、図示しないポートが周辺のネットワーク10と接続されている。
制御フレーム生成部42は、リング型ネットワーク8内の通信状態を監視するための制御フレームを生成する。制御フレーム生成部42は、監視する用途に応じて様々な種類の制御フレームを生成することができる。
ポート36,38は、制御フレーム生成部42から転送された制御フレームを送信する。なお、制御フレームの構成については、図4を用いてさらに詳しく後述する。また、下記する変形例の場合、制御部40は、制御フレームを送信する際に、制御フレームの送信時刻を監視IDに対応付けてメモリ部46のテーブルに登録する。
ポート36,38は、制御フレームを受信すると、これを制御部40へ転送する。制御部40は、受信した制御フレームに格納されている監視IDと時刻情報(送信時刻)とをメモリ部46へ登録する。また、同時に、制御部40は、監視IDに対応付けて制御フレームの受信時刻を登録する。なお、制御フレームの構成、及びメモリ部46のテーブルについては別の図面を参照してさらに詳しく後述する。また、下記する変形例の場合、制御部40は、制御フレームの受信時刻を監視IDに対応付けてメモリ部46のテーブルに登録する。
待機時間設定部44は演算部48を備えており、この演算部48は、メモリ部46のテーブルに登録されている測定情報及び受信時刻から制御フレームの周回時間や、受信間隔等を算出する。また演算部48は、算出した周回時間や受信間隔に基づいて上記の待機時間を算出する。なお、待機時間を算出する手法については別の図面を参照してさらに詳しく後述する。また、待機時間設定部44は、演算部48が算出した待機時間を設定する。
制御部40は、待機時間を設定した後の通常のリング冗長プロトコルの動作において、制御フレームを所定の間隔でリング型ネットワーク8内に送信する。そして、制御フレームを受信して待機時間が経過した後も次の制御フレームを受信していない場合、制御部40は、冗長化プロトコルに基づいてブロッキング状態に設定されたポート38をフォワーディング状態に設定する。
図4は、制御フレーム50の基本的な構成を概略的に示す図である。制御フレーム50は、例えば、MAC(Media Access Control)フレームやMAC−in−MACフレームなど、ネットワークに応じた種々のフレームに対応しており、これらのフレームに上記の測定情報が格納されている。なお、図4ではその一例として、MACフレーム形式のフレームに測定情報を格納した制御フレームの基本的な構成について説明する。
Message領域60には測定情報が格納されており、この測定情報は冗長制御情報62、及び設定自動化情報64を有する。また、Reserved66は予約された領域であり、例えば測定情報の機能を拡張する際に新たに設定される領域である。冗長制御情報62には、例えば設定自動化情報64が格納されていることを示す識別情報が格納されている。また、設定自動化情報64には、自動設定モード68及び時刻情報70が格納されている。自動設定モード68には、監視ID72及びモード74が格納されている。
ステップS106:次に制御部40は、制御フレーム50をポート36から送信し、ステップS100へ戻る。
ステップS202:制御部40は、受信した制御フレーム50のMessage領域60を参照する。ここに格納されたモード74の設定内容が「OFF」を示す場合、待機時間の算出は行わずにこの処理を終了する(END)。また、モード74の設定内容が「ON」を示す場合、制御部40は、受信した制御フレーム50の自動設定モード68に格納されている監視ID72に対応付けて、制御フレーム50に格納されている送信時刻(時刻情報70)と制御フレーム50を受信した時刻とをメモリ部46のテーブルに記録する(ステップS204)。
第1実施形態については、以下の変形例も適用可能である。図8は、図5に示す制御フレーム50の送信処理についてその変形例を概略的に示すフローチャートである。なお図8は、図5に対応するフローチャートであり、図8において、図5と同様の手順には同符号を付し、その詳細な説明は省略する。以下、第1実施形態と異なる手順のみを説明する。
図10は、第2実施形態におけるメモリ部46のテーブルに保存された送信時刻、受信時刻及び待機時間を示す表である。第2実施形態では、送信間隔に偏差時間を加算して得られた値を待機時間として設定するものとする。
図11は、第3実施形態におけるメモリ部46のテーブルに保存された送信時刻、受信時刻及び待機時間を示す表である。この第3実施形態では、制御フレーム50の平均受信間隔に揺らぎ時間を加算した値を待機時間として設定している。
図12は、第4実施形態におけるメモリ部46のテーブルに保存された送信時刻、受信時刻及び待機時間を示す表である。第1実施形態から第3実施形態におけるメモリ部46のテーブルと同様に、第4実施形態におけるメモリ部46のテーブルは監視IDの欄、送信時刻の欄、及び受信時刻の欄を備えており、各欄にはそれぞれ監視ID、制御フレーム50の送信時刻及び受信時刻が示されている。
図13は、第5実施形態におけるメモリ部46のテーブルに保存された測定情報、制御フレーム50の受信時刻及び待機時間の設定情報を示す表である。第5実施形態では、予め所定の待機時間をテーブルに登録しておくとともに、ネットワークの構成に応じて第1実施形態から第4実施形態により算出した待機時間を追加する。そして、状況に応じて最適な待機時間を選択する。
2,4,6 スイッチングハブ
8 リング型ネットワーク
36,38 ポート
40 制御部
42 制御フレーム生成部
44 待機時間設定部
46 メモリ部
50 制御フレーム
64 設定自動化情報(測定情報)
70 時刻情報
72 監視ID(第2の識別情報)
74 モード(第1の識別情報)
Claims (16)
- 所定の冗長化プロトコルを用いて冗長化経路を確保したリング型ネットワークを構成し、前記リング型ネットワークを構成している他のネットワーク中継装置と接続される一方のポートから所定の間隔で制御フレームを送信し、前記リング型ネットワークを構成している他のネットワーク中継装置と接続される他方のポートで前記制御フレームを受信し、前記制御フレームを受信してから次の前記制御フレームを所定の一定時間である待機時間以上受信しない場合に前記リング型ネットワーク内の通信経路を前記冗長化経路に切り替えるネットワーク中継装置であって、
前記待機時間を算出して設定する自動設定モードである、又は前記自動設定モードではないことを識別するための第1の識別情報を格納した前記制御フレームを生成する生成手段と、
前記生成手段で生成された前記制御フレームを所定の間隔で送信する送信手段と、
前記送信手段により所定の間隔で送信された前記制御フレームを受信し、受信した前記制御フレームの受信時刻を記録する受信手段と、
受信した前記制御フレームに前記自動設定モードであることを識別する前記第1の識別情報が格納されている場合に、前記受信手段により記録された前記受信時刻に基づいて前記待機時間を算出して設定する待機時間設定手段と、
前記制御フレームを受信してから次の前記制御フレームを前記待機時間以上受信しない場合に前記冗長化経路に切り替える切替手段と
を備えたネットワーク中継装置。 - 請求項1に記載のネットワーク中継装置において、
前記生成手段は、前記制御フレームの送信時刻を前記制御フレームに格納し、
前記受信手段は、受信した前記制御フレームに格納されている前記送信時刻を記録し、
前記待機時間設定手段は、前記受信時刻と前記送信時刻に基づいて、個々の前記制御フレームが前記リング型ネットワーク内を周回するのに要した周回時間をそれぞれ算出し、前記周回時間に基づいて前記待機時間を算出することを特徴とするネットワーク中継装置。 - 請求項1に記載のネットワーク中継装置において、
前記生成手段は、前記制御フレームを個々に識別するための第2の識別情報を前記制御フレームに格納し、
前記送信手段は、前記制御フレームを所定の間隔で送信するとともに、前記制御フレームの送信時刻と前記制御フレームに格納した前記第2の識別情報とを対応付けて記録し、
前記受信手段は、受信した前記制御フレームに格納されている前記第2の識別情報を参照し、特定した前記第2の識別情報に対応付けて前記受信時刻を記録し、
前記待機時間設定手段は、前記受信時刻と前記送信時刻とに基づいて、個々の前記制御フレームが前記リング型ネットワーク内を周回するのに要した周回時間をそれぞれ算出し、前記周回時間に基づいて前記待機時間を算出することを特徴とするネットワーク中継装置。 - 請求項2又は3に記載のネットワーク中継装置において、
前記待機時間設定手段は、算出したそれぞれの前記周回時間の中から平均の周回時間を算出するとともに、最長の周回時間から前記平均の周回時間を減算した時間に対して前記制御フレームの送信間隔を加算することにより得られた時間を前記待機時間として設定することを特徴とするネットワーク中継装置。 - 請求項2又は3に記載のネットワーク中継装置において、
前記待機時間設定手段は、算出したそれぞれの前記周回時間に基づいて平均の周回時間を算出するとともに、前記周回時間及び前記平均の周回時間に基づいて標準偏差時間を算出したうえで、前記標準偏差時間に所定の値を乗算した偏差時間に対して前記制御フレームの送信間隔を加算することにより得られた時間を前記待機時間として設定することを特徴とするネットワーク中継装置。 - 請求項1に記載のネットワーク中継装置において、
前記待機時間設定手段は、前記受信手段で受信した個々の前記制御フレームの受信時刻から前記制御フレームの受信間隔を算出し、前記受信間隔に基づいて前記待機時間を算出することを特徴とするネットワーク中継装置。 - 請求項6に記載のネットワーク中継装置において、
前記待機時間設定手段は、前記受信間隔の平均値を算出したうえで、前記受信間隔の最大値から前記受信間隔の平均値を減算した差分最大値に対して前記受信間隔の平均値を加算することにより得られた値を前記待機時間として設定することを特徴とするネットワーク中継装置。 - 請求項6に記載のネットワーク中継装置において、
前記待機時間設定手段は、前記受信間隔の平均値を算出したうえで、個々の前記制御フレームの前記受信間隔及び前記受信間隔の平均値から標準偏差時間を算出するとともに、前記標準偏差時間に所定の値を乗算した偏差時間に対して前記受信間隔の平均値を加算することにより得られた値を前記待機時間として設定することを特徴とするネットワーク中継装置。 - 所定の冗長化プロトコルに基づいて冗長化経路を確保した通信経路と、
前記通信経路上に配置され、前記通信経路を介してフレームを中継する複数のネットワーク中継装置と、
前記複数のネットワーク中継装置のうち、一方のネットワーク中継装置に対して前記フレームを中継しつつ、これらネットワーク中継装置間の通信状態を監視するための制御フレームを所定の間隔で送信するとともに、前記通信経路を経由して他方のネットワーク中継装置から転送された前記制御フレームを受信するマスタースイッチとを備えたリング型ネットワークであって、
前記マスタースイッチは、
前記制御フレームを受信してから次の前記制御フレームを所定の一定時間である待機時間として設定するために、前記待機時間を自動で算出する自動設定モードである、又は前記自動設定モードではないことを識別するための第1の識別情報を格納した前記制御フレームを生成する生成手段と、
前記生成手段により生成された前記制御フレームを所定の間隔で一方の前記ネットワーク中継装置へ向けて送信する送信手段と、
前記送信手段により所定の間隔で送信され、前記通信経路を経由して他方の前記ネットワーク中継装置から転送された前記制御フレームを受信するとともに、受信した前記制御フレームの受信時刻を記録する受信手段と、
受信した前記制御フレームに前記自動設定モードであることを識別する前記第1の識別情報が格納されている場合に、前記受信手段により記録された前記受信時刻に基づいて前記待機時間を算出して設定する待機時間設定手段と、
前記制御フレームを受信してから次の前記制御フレームを前記待機時間以上受信しない場合に前記通信経路を前記冗長化経路に切り替える切替手段と
を備えるリング型ネットワーク。 - 請求項9に記載のリング型ネットワークにおいて、
前記生成手段は、前記制御フレームの送信時刻を前記制御フレームに格納し、
前記受信手段は、受信した前記制御フレームに格納されている前記送信時刻を記録し、
前記待機時間設定手段は、前記受信時刻と前記送信時刻に基づいて、個々の前記制御フレームが前記通信経路を経由するのに要した周回時間をそれぞれ算出し、前記周回時間に基づいて前記待機時間を算出することを特徴とするリング型ネットワーク。 - 請求項9に記載のリング型ネットワークにおいて、
前記生成手段は、前記制御フレームを個々に識別するための第2の識別情報を前記制御フレームに格納し、
前記送信手段は、前記制御フレームを所定の間隔で送信するとともに、前記制御フレームの送信時刻と前記制御フレームに格納した前記第2の識別情報とを対応付けて記録し、
前記受信手段は、受信した前記制御フレームに格納されている前記第2の識別情報を参照し、特定した前記第2の識別情報に対応付けて前記受信時刻を記録し、
前記待機時間設定手段は、前記受信時刻及び前記送信時刻に基づいて、個々の前記制御フレームが前記通信経路を経由するのに要した周回時間をそれぞれ算出し、前記周回時間に基づいて前記待機時間を算出することを特徴とするリング型ネットワーク。 - 請求項10又は11に記載のリング型ネットワークにおいて、
前記待機時間設定手段は、算出したそれぞれの前記周回時間の中から平均の周回時間を算出するとともに、最長の周回時間から前記平均の周回時間を減算した時間に対して前記制御フレームの送信間隔を加算することにより得られた時間を前記待機時間として設定することを特徴とするリング型ネットワーク。 - 請求項10又は11に記載のリング型ネットワークにおいて、
前記待機時間設定手段は、算出したそれぞれの前記周回時間に基づいて平均の周回時間を算出するとともに、前記周回時間及び前記平均の周回時間に基づいて標準偏差時間を算出したうえで、前記標準偏差時間に所定の値を乗算した偏差時間に対して前記制御フレームの送信間隔を加算することにより得られた時間を前記待機時間として設定することを特徴とするリング型ネットワーク。 - 請求項9に記載のリング型ネットワークにおいて、
前記待機時間設定手段は、前記受信手段で受信した個々の前記制御フレームの受信時刻から前記制御フレームの受信間隔を算出し、前記受信間隔に基づいて前記待機時間を算出することを特徴とするリング型ネットワーク。 - 請求項14に記載のリング型ネットワークにおいて、
前記待機時間設定手段は、前記受信間隔の平均値を算出したうえで、前記受信間隔の最大値から前記受信間隔の平均値を減算した差分最大値に対して前記受信間隔の平均値を加算することにより得られた値を前記待機時間として設定することを特徴とするリング型ネットワーク。 - 請求項14に記載のリング型ネットワークにおいて、
前記待機時間設定手段は、前記受信間隔の平均値を算出したうえで、個々の前記制御フレームの前記受信間隔及び前記受信間隔の平均値から標準偏差時間を算出するとともに、前記標準偏差時間に所定の値を乗算した偏差時間に対して前記受信間隔の平均値を加算することにより得られた値を前記待機時間として設定することを特徴とするリング型ネットワーク。
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