JP5652770B2 - ネットワークシステムおよび分岐接続装置 - Google Patents

Description

本発明は、コンピュータ装置（以下、「コンピュータ」と略記する）をネットワークに接続する分岐接続装置を備えたネットワークシステム、および分岐接続装置に関する。

従来、駅間ネットワーク等の高い信頼性が求められる制御システムでは、その高信頼制御を実現するために、制御用のコンピュータが２重化され、さらには、その制御用のコンピュータを接続するネットワークも２重化されることがあった。なお、一般にネットワーク層で用いられるデータをパケットと呼び、データリンク層で用いられるデータをフレームと呼ぶが、以下の説明ではパケットとフレームは、同じ意味とし、「フレーム」に統一して取り扱う。

ネットワークを２重化すれば、一方のネットワークに障害が発生してデータの送受信が行えなくなっても、他方のネットワークに切替えてデータの送受信を行い、制御システムの動作を継続することができる。このような２重化ネットワークシステムは、２重化されたネットワークと、２重化されたネットワーク毎に接続されてデータの入出力を行うネットワーク接続装置、さらにネットワーク接続装置に接続され、２重化されたコンピュータにフレームを中継するネットワーク中継装置によって構成される。

２重化ネットワークシステムは、以下の動作を行う。すなわち、送信元のコンピュータがブロードキャスト又はユニキャストと呼ばれる通信方式を用いて宛先のコンピュータにフレームを送信する。このとき、送信元のコンピュータに接続されるネットワーク中継装置は、２重化されたネットワーク接続装置に２つの同じフレームを送信する。そして、２重化されたネットワーク接続装置は、それぞれが２重化ネットワークに同じフレームを送信する。

２重化された宛先のネットワーク接続装置は２重化されたネットワークからフレームを受信すると、宛先のネットワーク中継装置にこのフレームをそれぞれ送信する。ここで、宛先のネットワーク中継装置は、最も早く到着したフレームを宛先のコンピュータに中継し、既に宛先のコンピュータに中継したフレームと同じ通信番号が付され、遅く到着したフレームを廃棄する。このようにネットワーク中継装置は、他の装置から到着したフレームについて中継するか廃棄するかの選択を行うことで、宛先のコンピュータがフレームを重複受信しないように制御している。

また、送信元や宛先のコンピュータを２重化する場合には、一方のコンピュータが現用系となり、他方のコンピュータが待機系となる。したがって、ネットワーク中継装置は、通常、現用系のコンピュータとデータ転送を行い、待機系のコンピュータとは監視制御フレームなどの一部のフレームだけをデータ転送する。そして、現用系のコンピュータに障害が発生したとき、待機系のコンピュータを現用系に切り替え、新たに現用系になったコンピュータとデータ転送を行うように切り替える。このようなネットワーク中継装置内で現用系と待機系を切り替える接続装置についても２重化され、現用系のコンピュータとデータ転送を行う接続装置が現用系となり、待機系のコンピュータとデータ転送を行う接続装置が待機系となる。

なお、２重化ネットワークシステムは、上述した駅間ネットワークの他、高い信頼性を要求される業界、例えばプラント制御システムに採用されている。
特許文献１には、２重化されたネットワークに接続される接続装置についての記載がある。特許文献１には、現用系の接続装置と、待機系の接続装置を自動的に切り替える技術が開示されている。

特開平８−３３５１９８号公報

ところで、現用系の接続装置と待機系の接続装置の２つの接続装置を備えた場合、現用系の装置と待機系の装置を切り替える動作は、迅速に行う必要がある。この切り替えに時間がかかると、切り替え動作中にネットワーク内に送出されたデータが、コンピュータに届かないことになる。

通常、現用系の接続装置に障害が発生すると、待機系の接続装置は、その障害発生を検知した時点で、待機系から現用系に切り替える動作を開始する。この切り替え動作の開始時には、接続装置内の各部が初期化される。通常、接続装置は、初期化動作に数百ｍ秒から数秒の時間を必要とする。
このように接続装置の初期化動作に時間がかかるのは、初期化時に、接続装置が伝送路で接続された相手の機器を確認する通信動作を行っていることに起因する。すなわち、接続装置の初期化時には、その接続装置の各ポートから、伝送路で接続された相手を確認するフレームが送出される。そして、その送出されたフレームに対する返答が取得されることで、接続装置が相手と適正に通信可能であることを確認し、初期化動作が完了する。しかしながら、このような双方向の通信動作には比較的長い時間を必要とする。

このような時間がかかる初期化動作は、信頼性を必要とする２重化されたネットワーク内の機器が行う動作として好ましくない。

本発明はこのような状況に鑑みて成されたものであり、現用系と待機系の切り替えが迅速に行えるネットワークシステムおよび分岐接続装置を提供することを目的とする。

本発明のネットワークシステムは、１系ネットワークとに接続された第１接続装置と、１系ネットワークとは異なる２系ネットワークに接続された第２接続装置と、第１接続装置と第１コンピュータ装置が接続された第１分岐接続装置と、第２接続装置と第２コンピュータ装置が接続された第２分岐接続装置とを備えたネットワークシステムである。この場合、何れか一方の分岐接続装置が現用系となり、他方の分岐接続装置が待機系となる。
第１分岐接続装置と第２分岐接続装置は、１系ネットワークと２系ネットワークに接続され、待機系となった他方の分岐接続装置は、他方の分岐接続装置が待機系から現用系に切り替わる際に、中継処理部と中継制御部をリセットさせて再設定を行うと共に、複数の物理層処理部をリセットさせない制御を行う。

また本発明の分岐接続装置は、１系ネットワークとに接続された第１接続装置と、１系ネットワークとは異なる２系ネットワークに接続された第２接続装置と、第１接続装置と第１コンピュータ装置が接続された第１分岐接続装置と、第２接続装置と第２コンピュータ装置が接続された第２分岐接続装置とを備えたネットワークシステムが有する分岐接続装置である。この場合、第１分岐接続装置と第２分岐接続装置は、１系ネットワークと２系ネットワークに接続され、何れか一方の分岐接続装置が現用系となり、他方の分岐接続装置が待機系となるネットワークシステムである。
そして、本発明の分岐接続装置は、伝送路が接続されるポートを介して相手と伝送フレームの転送を行う複数の物理層処理部を備える。また、複数の物理層処理部の何れか一つの物理層処理部に入力された伝送フレームを他の物理層処理部に転送する中継処理部と、中継処理部で伝送フレームを転送する物理層処理部の選択を指示する中継制御部とを備える。さらに、複数の物理層処理部と中継処理部と中継制御部を制御する制御指令部を備える。制御指令部は、待機系の分岐接続装置から現用系の分岐接続装置に切り替わる際に、中継処理部と中継制御部をリセットさせて再設定を行うと共に、複数の物理層処理部をリセットさせない。

本発明によると、分岐接続装置の初期化を行う際に、物理層処理部がリセットされない。例えば現用系の分岐接続装置と待機系の分岐接続装置の２台を備えたシステムで、待機系の分岐接続装置が初期化を行う際に、物理層処理部がリセットされないことで、短時間に初期化が行え、現用系に起動させる処理に時間がかからない。

本発明の一実施の形態例における２重化ネットワークシステムの構成例を示すネットワーク接続図である。 本発明の一実施の形態例におけるネットワーク中継装置の内部構成の例を示すブロック図である。 本発明の一実施の形態例におけるネットワーク中継装置において、現用系コンピュータと１系ネットワークおよび２系ネットワークとの間に構成されるフレームの伝送経路の例を示した図である。 本発明の一実施の形態例における２分岐接続装置の内部構成の例を示すブロック図である。 本発明の一実施の形態例における待機系の２分岐接続装置が行う動作の例を示すフローチャートである。 本発明の一実施の形態例における待機系の２分岐接続装置の初期化処理の例を示すフローチャートである。 本発明の一実施の形態例における現用系の２分岐接続装置の初期化処理の例を示すフローチャートである。 本発明の一実施の形態例における現用系と待機系の２分岐接続装置の遷移を示す図である。

以下、本発明の一実施の形態例（以下、「本例」という）について、図１〜図８を参照して説明する。

［１．ネットワークシステムの構成］
本実施の形態例では、２重化したネットワークを用いて行うフレームの伝送処理の信頼性を高めた２重化ネットワークシステム６に適用した例について説明する。

図１は、２重化ネットワークシステム６の構成例を示すネットワーク接続図である。
２重化ネットワークシステム６は、２重化された１系ネットワーク５ａと２系ネットワーク５ｂ（以下、「２重化ネットワーク５」と総称する）とを備える。２重化ネットワーク５は、例えば、光ファイバによって配設された広帯域の幹線伝送路であり、高速でフレームを転送することが可能である。また、この２重化ネットワークシステム６は、現用系として用いられるネットワーク中継装置２を備える。ネットワーク中継装置２には、それぞれ１系コンピュータ１ａ、２系コンピュータ１ｂ（以下、「２重化コンピュータ１」と総称する）が接続される。

フレームの送信元となるネットワーク中継装置２は、２重化コンピュータ１が送信するフレームを中継してネットワークに接続された他のネットワーク中継装置２に送信する。一方、フレームの宛先となるネットワーク中継装置２は、送信元のネットワーク中継装置２から２重化ネットワーク５を介して受信したフレームを２重化コンピュータ１に中継することができる。

図１に示す２重化ネットワーク５には、それぞれネットワーク接続装置３ａ，３ｂ（以下、「２重化ネットワーク接続装置３」と総称する）を介して３台のネットワーク中継装置２が設置される。これら３台のネットワーク中継装置２は、例えば、それぞれ駅毎に１台ずつ設置されており、駅間でのフレーム通信は２重化ネットワーク５を介して行われる。ここで、第１の駅に設置されたネットワーク接続装置３ａは、１系ネットワーク５ａに接続され、ネットワーク接続装置３ｂは、２系ネットワーク５ｂに接続される。また、第１の駅に設置されたネットワーク中継装置２には、それぞれ現用系の計算機（コンピュータ）として用いる１系コンピュータ１ａと、待機系の計算機として用いる２系コンピュータ１ｂが接続される。

２重化コンピュータ１は、いわゆるホットスタンバイの２重化方式が採られている。すなわち、１系コンピュータ１ａは、予め定められたアプリケーションを実行する現用系コンピュータとして動作する。また、２系コンピュータ１ｂは、そのアプリケーションの実行を待機している待機系コンピュータとして動作する。

ホットスタンバイの２重化コンピュータ１では、現用系コンピュータの正常機能が喪失した場合や、現用系コンピュータと２重化ネットワーク接続装置３との間の通信に障害が発生した場合等に以下の動作を行う。すなわち、現用系コンピュータは、待機系コンピュータとなり、それまでの待機系コンピュータが現用系コンピュータとなって、所定のアプリケーションを継続して実行する。

なお、他の第２の駅、第ｎの駅についても、１系コンピュータ１ａ、２系コンピュータ１ｂ（以下、「２重化コンピュータ１」と総称する）、ネットワーク中継装置２、２重化ネットワーク接続装置３がそれぞれ設置されるため、重複する説明を省略する。また、ネットワーク中継装置２および２重化ネットワーク接続装置３を接続する支線伝送路、並びにネットワーク中継装置２と２重化コンピュータ１を接続する支線伝送路を「支線」とも略称する。支線は、システムの構成に応じて増減することが可能である。そして、支線内で接続された各装置を「ネットワークノード」と呼ぶ。そして、例えば、誤ってケーブル等を接続した際に、２重化コンピュータ１やネットワーク中継装置２が受信したフレームは廃棄する仕様としてある。

［２．ネットワーク中継装置の構成］
図２は、ネットワーク中継装置２の内部構成の例を示すブロック図である。

２重化ネットワーク５は、それぞれ、リング状のネットワークとして構成され、互いに独立に同時に動作する。従って、第１の駅に設置された２重化コンピュータ１（現用系）から送出されたフレームは、ネットワーク中継装置２の働きによって、２つの同一のフレームに分離される。分離されたフレームはそれぞれ別個に、２重化ネットワーク５を経由して、例えば、第ｎの駅に設置された宛先となる２重化コンピュータ１（現用系）へ送信される。ただし、実際に第ｎの駅に設置された２重化コンピュータ１が受信するのは、先に到着したフレームだけであり、後に到着したフレームは宛先のネットワーク中継装置２によって廃棄される。

ここで、ネットワーク中継装置２は、２つのネットワークスイッチ２０と、２つの２分岐接続装置１０と、を備える。
ネットワークスイッチ２０は、例えば、一般のスイッチングハブなどを用いて構成することができる。その基本機能は、２重化ネットワーク５で通信されるフレームからネットワーク中継装置２に接続されている２重化コンピュータ１宛のフレームを取り出し、その取り出したフレームを２重化コンピュータ１へ送信することにある。

なお、ネットワークスイッチ２０は、１系ネットワーク５ａから送信された監視制御フレームに応答して、所定の応答フレームを返送する機能など、一般のスイッチングハブが有していない伝送経路を診断する機能なども有している。

また、２分岐接続装置１０は、１つの伝送路を２つの伝送路に分岐すると共に、２つの伝送路を１つの伝送路に合流させる機能を有する。すなわち、２分岐接続装置１０は、２重化コンピュータ１に接続された伝送路を、１系ネットワーク５ａに到る伝送路と２系ネットワーク５ｂに到る伝送路とに分岐する。また、１系ネットワーク５ａからの伝送路と２系ネットワーク５ｂからの伝送路とを、２重化コンピュータ１に接続された伝送路に合流させる。

図３は、ネットワーク中継装置２において、現用系コンピュータと２重化ネットワーク５との間に構成されるフレームの伝送経路の例を示した図である。図３Ａは、１系コンピュータ１ａが現用系である場合における動作中の伝送路を示し、図３Ｂは、２系コンピュータ１ｂが現用系である場合における動作中の伝送路を示す。なお、図３において、太い実線は、動作中の伝送経路を表し、破線は、待機中の伝送経路を表す。

図３Ａに示すように、１系コンピュータ１ａが現用系であるときには、１系コンピュータ１ａは、動作中の伝送路により、２分岐接続装置１０ａ、ネットワークスイッチ２０ａおよびネットワーク接続装置３ａを介して１系ネットワーク５ａに接続される。さらに、１系コンピュータ１ａは、２分岐接続装置１０ａ、ネットワークスイッチ２０ｂおよびネットワーク接続装置３ｂを介して２系ネットワーク５ｂに接続される。

また、図３Ｂに示すように、２系コンピュータ１ｂが現用系であるときには、２系コンピュータ１ｂは、動作中の伝送路により、２分岐接続装置１０ｂ、ネットワークスイッチ２０ａおよびネットワーク接続装置３ａを介して１系ネットワーク５ａに接続される。さらに、２系コンピュータ１ｂは、２分岐接続装置１０ｂ、ネットワークスイッチ２０ｂおよびネットワーク接続装置３ｂを介して２系ネットワーク５ｂに接続される。

以上のように、ネットワークスイッチ２０および２分岐接続装置１０の基本機能は、いずれも、２重化コンピュータ１と２重化ネットワーク接続装置３との間の伝送路を切替えることにある。
図３から判るように、２つのネットワークスイッチ２０ａ，２０ｂは、いずれのコンピュータ１ａ，１ｂが現用系であっても、フレーム転送動作を行う。一方、２つの２分岐接続装置１０ａ，１０ｂは、現用系のコンピュータに接続された側が現用系となり、待機系のコンピュータに接続された側が待機系となる。

例えば、図３Ａに示すように、１系コンピュータ１ａが現用系であるときには、２分岐接続装置１０ａが現用系となり、２分岐接続装置１０ｂが待機系となる。また、図３Ｂに示すように、２系コンピュータ１ｂが現用系であるときには、２分岐接続装置１０ｂが現用系となり、２分岐接続装置１０ａが待機系となる。

現用系の２分岐接続装置１０は、現用系のコンピュータ１と２つのネットワークスイッチ２０ａ，２０ｂとの間で、双方向にフレーム転送を行う。一方、待機系の２分岐接続装置１０は、監視制御フレームなどの一部のフレームのみを転送する。

［３．２分岐接続装置の構成］
図４は、２分岐接続装置１０の構成を示すブロック図である。２台の２分岐接続装置１０ａ，１０ｂは同一の構成である。
２分岐接続装置１０は、有線ＬＡＮ（Local Area Network）用のスイッチングハブと称される機器である。スイッチングハブは、データリンク層のデータでフレームの行き先を判断する、Ｌ２スイッチ（レイヤ２スイッチ）である。なお、２分岐接続装置１０として、ネットワーク層のデータでフレームの行き先を判断するＬ３スイッチ（レイヤ３スイッチ）を使用してもよい。

図４に示すように、２分岐接続装置１０は、３つの物理層処理部（以下、「ＰＨＹ部」と称する）１１１，１１２，１１３を備える。それぞれのＰＨＹ部１１１，１１２，１１３は、伝送路が接続される通信ポートを備える。ＰＨＹ部１１１は、伝送路を介してコンピュータ１ａまたは１ｂと接続される。ＰＨＹ部１１２は、伝送路を介して一方のネットワークスイッチ２０ａと接続される。ＰＨＹ部１１３は、伝送路を介して他方のネットワークスイッチ２０ｂと接続される。

ＰＨＹ部１１１，１１２，１１３は、中継処理部１２１に接続される。中継処理部１２１は、各ＰＨＹ部１１１，１１２，１１３の間を接続するスイッチであり、転送するフレームごとに宛先アドレスなどに基づいて接続先を選択する。この中継処理部１２１での接続先の選択は、中継制御部１２２の制御下で実行される。中継制御部１２２は、中央制御ユニット（以下、「ＣＰＵ」と称する）１２３からの指令で設定された動作モードで、中継動作を制御する。ＣＰＵ１２３は、２分岐接続装置１０内の各部の動作を制御する制御指令部に相当する。後述する初期化動作についても、ＣＰＵ１２３からの指令で実行される。

なお、図４に示した２分岐接続装置１０は、３つのＰＨＹ部１１１，１１２，１１３を備えた構成であるが、４つ以上のＰＨＹ部を備えた多分岐接続装置を使用してもよい。

［４．２分岐接続装置の動作］
次に、２分岐接続装置１０の動作について説明する。ネットワーク中継装置２は、図２や図３に示したように２台の２分岐接続装置１０ａ，１０ｂを備え、現用系のコンピュータに接続された側が現用系となり、待機系のコンピュータに接続された側が待機系となる。
図５のフローチャートは、待機系の２分岐接続装置１０のＣＰＵ１２３が行う動作である。
待機系の２分岐接続装置１０のＣＰＵ１２３は、現用系のコンピュータ１および２分岐接続装置１０の状態を確認する（ステップＳ１１）。この確認は、例えば２分岐接続装置１０が接続されたコンピュータ装置１を経由して行う。

例えばコンピュータ１ａおよび２分岐接続装置１０ａが現用系で、コンピュータ１ｂおよび２分岐接続装置１０ｂが待機系であるとする。このとき、待機系の２分岐接続装置１０ｂがコンピュータ１ｂに対して、現用系のコンピュータ１ａや２分岐接続装置１０ａの状態を確認するフレームを送り、そのフレームに対する返答で、相手の状態を確認する。なお、２台のコンピュータ１ａ，１ｂは、相手の状態を随時確認して、現用系の故障時に待機系が直ちに起動できるようになっている。

図５のフローチャートの説明に戻ると、待機系の２分岐接続装置１０のＣＰＵ１２３は、ステップＳ１１で確認した現用系の状態が、故障であるか否かを判断する（ステップＳ１２）。この判断で、故障でないと判断された場合には、そのまま待機する。そして、待機系である間、ＣＰＵ１２３は、ステップＳ１１とステップＳ１２の処理を随時行う。

そして、ステップＳ１２で現用系のコンピュータ１または２分岐接続装置１０が故障であると判断したとき、ＣＰＵ１２３は、自らの２分岐接続装置１０の動作モードを、待機系から現用系に変化させる（ステップＳ１３）。この２分岐接続装置１０の動作モードが待機系から現用系に変化する際には、２分岐接続装置１０を初期化する動作が行われる。

図６のフローチャートは、２分岐接続装置１０の動作モードが、待機系から現用系に変化する際の初期化処理の流れを示す。この初期化処理は、ＣＰＵ１２３からの指令で実行される。まず、ＣＰＵ１２３が中継処理部１２１をリセットする（ステップＳ２１）。その後、ＣＰＵ１２３からの指令で、中継処理部１２１を再設定し（ステップＳ２２）、再設定が完了すると、ＣＰＵ１２３が中継処理部１２１を起動させる（ステップＳ２３）。
そして次に、ＣＰＵ１２３が中継制御部１２２をリセットする（ステップＳ２４）。その後、ＣＰＵ１２３からの指令で、中継制御部１２２を再設定し（ステップＳ２５）、この再設定が完了すると、ＣＰＵ１２３が中継制御部１２２を起動させる（ステップＳ２６）。

ここまでの処理が終了すると、２分岐接続装置１０の動作モードは、待機系から現用系に変化する際の初期化処理を完了し、２分岐接続装置１０が待機系から現用系として作動するようになる。
なお、ステップＳ２２やステップＳ２５での再設定時には、例えば中継処理を行うソフトウェアの読み込みや、ルーティンテーブルの更新などが行われる。

図７のフローチャートは、２分岐接続装置１０の動作モードが、現用系である場合に、何らかの障害が発生した際に行われる初期化処理を示すフローチャートである。
この現用系の２分岐接続装置１０で行われる初期化処理のステップＳ２１からステップＳ２６までは、待機系から現用系に変化する際のステップＳ２１からステップＳ２６までの処理と同じであり、説明を省略する。
そして、ステップＳ２６でＣＰＵ１２３が中継制御部１２２を起動させた後、ＣＰＵ１２３が全てのＰＨＹ部１１１〜１１３をリセットする（ステップＳ２７）。その後、ＣＰＵ１２３からの指令で、各ＰＨＹ部１１１〜１１３を再設定し（ステップＳ２８）、再設定が完了すると、ＣＰＵ１２３が各ＰＨＹ部１１１〜１１３を起動させる（ステップＳ２９）。

ここまでの処理が終了すると、２分岐接続装置１０の動作モードが現用系である場合の初期化処理を完了する。
なお、ステップＳ２８での各ＰＨＹ部１１１〜１１３での再設定時には、各ＰＨＹ部１１１〜１１３は、接続された伝送路に、接続先を確認するフレームを送信し、そのフレームに対する返送を確認する作業を行う。
なお、この図７のフローチャートに示した初期化処理は、現用系の２分岐接続装置１０が行う場合としたが、例えば待機系の２分岐接続装置１０のＣＰＵ１２３が、自身の装置の障害を検知した場合にも、同じ初期化処理を行うようにしてもよい。すなわち、２分岐接続装置１０が待機系から現用系に切り替わる場合に、図６のフローチャートに示した初期化処理を行い、その他で初期化が必要な場合に、図７のフローチャートに示した初期化処理を行うようにするのが好ましい。

図８は、現用系の２分岐接続装置１０ａが故障して、待機系の２分岐接続装置１０ｂが現用系に変化する際の遷移を示した図である。図８では、２分岐接続装置１０が備える各部１１１〜１１３，１２１，１２２，１２３に符号にａ，ｂを付与して、２台の２分岐接続装置１０ａ，１０ｂを区別して示す。

図８Ａは、２分岐接続装置１０ａが現用系で通常動作中であり、２分岐接続装置１０ｂが待機系となっている状態を示す。このとき、現用系の２分岐接続装置１０ａは、ネットワークスイッチ２０ａ，２０ｂとコンピュータ１ａ（図３参照）との間でフレーム転送動作を行う。一方、待機系の２分岐接続装置１０ｂは、監視制御フレームなどの一部のフレームの伝送のみの転送動作を行う。

このような運用状態で、図８Ｂに示すように、現用系の２分岐接続装置１０ａが故障し、現用系の運用を停止したとする。このとき、待機系の２分岐接続装置１０ｂのＣＰＵ１２３ｂが、現用系の２分岐接続装置１０ａの故障を検知する。この検知は、例えばコンピュータ１ａ，１ｂを経由して行われる。
現用系の２分岐接続装置１０ａの故障を検知したＣＰＵ１２３ｂは、待機時の初期化動作を行う。待機時の初期化動作は図６のフローチャートに示した動作であり、ＣＰＵ１２３ｂからの指令で、待機系の２分岐接続装置１０ｂ内の中継処理部１２１ｂと中継制御部１２２ｂがリセットされて再起動される。ＰＨＹ部１１１ｂ，１１２ｂ，１１３ｂは、リセットが行われない。

そして、図８Ｃに示すように、初期化が完了した２分岐接続装置１０ｂが現用系に切り替わり、ネットワークスイッチ２０ａ，２０ｂとコンピュータ１ｂ（図３参照）との間のフレーム転送動作を行う状態になる。故障した２分岐接続装置１０ａは、停止したままである。

この図８に示すように２分岐接続装置１０ｂが待機系から現用系に切り替わることで、短時間で初期化動作が行われる。したがって、一方の２分岐接続装置１０ａが故障してから、他方の２分岐接続装置１０ｂが現用系としての動作を行うまでの時間を非常に短くすることができる。すなわち、初期化動作として、図８Ｂに示すように、中継処理部１２１ｂと中継制御部１２２ｂだけがリセットされ、初期化に時間を要するＰＨＹ部１１１ｂ，１１２ｂ，１１３ｂはリセットされない。中継処理部１２１ｂと中継制御部１２２ｂでのリセット処理は、ルーティングテーブルなどの情報の書き換えなどの内部処理で完了するリセット処理であり、例えば１００μ秒程度の非常に短い時間で完了する。従来は、ＰＨＹ部をリセットして、伝送路で接続された相手を確認する動作を行っていたため、初期化に数秒の時間が必要であった。しかし、本実施の形態例によれば、そのような時間を要する処理を行う必要がなく、待機系から現用系に切り替わるまでの時間が従来よりも大幅に短くなる。

このため、図１に示したような２重化ネットワークシステムで、２分岐接続装置１０が待機系から現用系に切り替わる際に、伝送エラーが発生する可能性のある切り替え途中の期間を大幅に短縮できる。このことは、２重化ネットワークシステムの信頼性向上につながる。

なお、図８の状態遷移から判るように、２分岐接続装置１０が待機系から現用系に切り替わるのは、現用系の２分岐接続装置１０に障害が発生した場合である。このため、待機系から現用系に切り替わる際には、２分岐接続装置１０が接続されたネットワーク構成に変化がなく、初期化時にＰＨＹ部１１１〜１１３をリセットしなくても、運用上問題は発生しない。

また、２分岐接続装置１０が現用系で作動中などに初期化が必要になった場合には、図７のフローチャートに示すように、ＰＨＹ部１１１〜１１３についてもリセットが行われ、適正な初期化が行われる。このように、待機系として運用中と現用系として運用中とで、異なる初期化動作を行うことで、それぞれの動作モードで適正な初期化が行える。

［５．変形例］
上述した実施の形態の例では、２分岐接続装置１０は、３つのＰＨＹ部１１１〜１１３を備えた構成とした。これに対して、４つ以上のＰＨＹ部を備えた分岐接続装置を使用し、その内の３つのＰＨＹ部で、２つのネットワークスイッチ２０ａ，２０ｂとコンピュータ１とを接続してもよい。

また、上述した実施の形態の例では、待機系の２分岐接続装置（例えば装置１０ｂ）が現用系の２分岐接続装置（例えば装置１０ａ）の故障を検知する際に、コンピュータ１を経由して検知するようにした。これに対して、２台の２分岐接続装置１０ｂ，１０ｂが直接データ転送を行うことで、相手の故障を検知してもよい。あるいは、ネットワーク内の状態を監視する他の機器から、故障の通知をもらうようにしてもよい。

また、上述した実施の形態の例では、２分岐接続装置１０は、図１に示した２重化ネットワークシステム６に接続されたネットワーク中継装置２内に配置した。これに対して、その他の通信ネットワークが備える２分岐接続装置（あるいはその他の分岐数の分岐接続装置）に、上述した実施の形態の例の２分岐接続装置を適用してもよい。
また、適用可能なデータ通信ネットワークの形態は、図１に示したようなリング型のネットワークに限定されるものではない。例えば、メッシュ型やツリー型のデータ通信ネットワークに分岐接続装置を接続する場合にも適用可能である。

また、上述した実施の形態の例では、現用系の２分岐接続装置１０が故障を検知する処理の具体的な例については特に説明しなかったが、様々な故障検知処理が適用可能である。
例えば装置内で、タイマ割り込み機能が正常に作動しているか否かの判断から、故障検知を行うようにしてもよい。すなわち、２分岐接続装置１０がファームウェア（ソフトウェア）によって動作し、ハードウェアがタイマ機能を有しており、ファームウェアが一定の動作を実施しているとする。このとき、ハードウェアからファームウェアへの信号割り込みが一定期間、発生しないとき、タイマ機能に障害が発生したと判断して、２分岐接続装置１０が故障であると判断してもよい。ハードウェアからファームウェアへの信号割り込みは、通常動作時には、規定時間以内に発生するものであり、その規定時間を超えた時間、信号割り込みがないことを検知して故障であると判断するものである。
このようなタイマ機能の障害から故障検知を行う処理は、２分岐接続装置１０以外の図１に示したネットワーク内の各機器が備えてもよい。

１…２重化コンピュータ、１ａ…１系コンピュータ、１ｂ…２系コンピュータ、２…ネットワーク中継装置、３…２重化ネットワーク接続装置、３ａ，３ｂ…ネットワーク接続装置、５…２重化ネットワーク、５ａ…１系ネットワーク、５ｂ…２系ネットワーク、６…２重化ネットワークシステム、１０，１０ａ，１０ｂ…２分岐接続装置、２０…ネットワークスイッチ、２０ａ，２０ｂ…ネットワークスイッチ、１１１，１１１ａ，１１１ｂ，１１２，１１２ａ，１１２ｂ，１１３，１１３ａ，１１３ｂ…物理層処理部（ＰＨＹ部）、１２１，１２１ａ，１２１ｂ…中継処理部、１２２，１２２ａ，１２２ｂ…中継制御部、１２３，１２３ａ，１２３ｂ…中央制御ユニット（ＣＰＵ）

Claims (6)

1. １系ネットワークに接続された第１接続装置と、
   前記１系ネットワークとは異なる２系ネットワークに接続された第２接続装置と、
   前記第１接続装置と第１コンピュータ装置が接続された第１分岐接続装置と、
   前記第２接続装置と第２コンピュータ装置が接続された第２分岐接続装置とを備え、
   何れか一方の分岐接続装置が現用系となり、他方の分岐接続装置が待機系となるネットワークシステムにおいて、
   前記第１分岐接続装置と前記第２分岐接続装置は、
   前記１系ネットワークと前記２系ネットワークに接続され、
   待機系となった前記他方の分岐接続装置は、
   伝送路が接続されるポートを介して相手と伝送フレームの転送を行う複数の物理層処理部と、
   前記複数の物理層処理部の何れか一つの物理層処理部に入力された伝送フレームを、他の物理層処理部に転送する中継処理部と、
   前記中継処理部での転送動作を制御する中継制御部と、
   前記他方の分岐接続装置が待機系から現用系に切り替わる際に、前記中継処理部と前記中継制御部をリセットさせて再設定を行うと共に、前記複数の物理層処理部をリセットさせない制御指令部とを備えた
   ネットワークシステム。
2. 待機系となった前記他方の分岐接続装置の制御指令部が、現用系となった前記一方の分岐接続装置の故障を検知したとき、前記中継処理部と前記中継制御部をリセットさせて再設定を行うと共に、前記複数の物理層処理部をリセットさせないで、待機系から現用系に変更する
   請求項１記載のネットワークシステム。
3. 現用系となった前記一方の分岐接続装置の制御指令部が自身の故障を検知したとき、前記中継処理部と前記中継制御部をリセットさせて再設定を行うと共に、前記複数の物理層処理部をリセットさせて再設定を行う
   請求項２記載のネットワークシステム。
4. １系ネットワークに接続された第１接続装置と、前記１系ネットワークとは異なる２系ネットワークに接続された第２接続装置と、前記第１接続装置と第１コンピュータ装置が接続された第１分岐接続装置と、前記第２接続装置と第２コンピュータ装置が接続された第２分岐接続装置とを備え、
   前記第１分岐接続装置と前記第２分岐接続装置は、前記１系ネットワークと前記２系ネットワークに接続され、何れか一方の分岐接続装置が現用系となり、他方の分岐接続装置が待機系となるネットワークシステムが有する分岐接続装置において、
   伝送路が接続されるポートを介して相手と伝送フレームの転送を行う複数の物理層処理部と、
   前記複数の物理層処理部の何れか一つの物理層処理部に入力された伝送フレームを、他の物理層処理部に転送する中継処理部と、
   前記中継処理部で伝送フレームを転送する物理層処理部の選択を指示する中継制御部と、
   待機系の分岐接続装置から現用系の分岐接続装置に切り替わる際に、前記中継処理部と前記中継制御部をリセットさせて再設定を行うと共に、前記複数の物理層処理部をリセットさせない制御指令部とを備えた
   分岐接続装置。
5. 前記制御指令部は、動作モードを待機系から現用系に変更する場合の初期化を行う際に、前記中継処理部と前記中継制御部をリセットさせて再設定を行うと共に、前記複数の物理層処理部をリセットさせない
   請求項４記載の分岐接続装置。
6. 前記制御指令部は、動作モードを待機系から現用系に変更する場合以外で初期化を行う際に、前記中継処理部と前記中継制御部をリセットさせて再設定を行うと共に、前記複数の物理層処理部をリセットさせて再設定を行う
   請求項５記載の分岐接続装置。

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