JP6451546B2 - 通信ネットワーク及び中継装置 - Google Patents

Description

本発明は、中継装置がリング状に接続された通信ネットワークと、その通信ネットワークを構成する中継装置に関する。

例えばイーサネット（登録商標）のネットワークにおいて、複数の中継装置としてのイーサネットスイッチ（以下単に、スイッチともいう）をリング状に接続すれば、リング型トポロジが形成される。そのリング型トポロジの場合、複数のスイッチは、各スイッチのポートのうちの２つが、他のスイッチのポートに接続されることにより、リング状に接続される。そして、複数のスイッチとスイッチ同士を接続する通信線とにより、フレームを１周させることが可能なリング状の通信経路が構成されることとなる。また、そのリング状の通信経路は、各スイッチにとっては、フレームを右回り（時計回り）方向と左回り（反時計回り）方向との、何れにも伝送させることが可能な、２系統の通信経路として利用することができる（例えば、特許文献１参照）。

特表２０１０−５０９８２５号公報

複数の中継装置がリング状に接続された通信ネットワークにおいて、リング状の通信経路のどこかに異常が発生した場合に、どの区間が異常になったかを特定する技術が無かった。

そこで、本発明は、複数の中継装置がリング状に接続された通信ネットワークにおいて、通信経路の異常区間を特定することができるようにすること、を目的としている。

第１発明の通信ネットワークは、複数の中継装置を備える。その各中継装置は、フレームを送受信するための複数のポートを有している。そして、複数の中継装置は、各中継装置のポートのうちの２つである特定ポートが、他の中継装置の特定ポートに接続されることにより、リング状に接続されている。

各中継装置の記憶部には、リング状に接続された他の中継装置の識別情報と、当該中継装置の特定ポートの少なくとも一方からみた前記他の中継装置の接続順とを表す接続情報が記憶される。

そして、複数の中継装置のうちの１つであるマスタ中継装置は、異常検出用フレーム送信部と、マスタ用特定処理部と、を備える。
異常検出用フレーム送信部は、当該中継装置の特定ポートの一方である一方特定ポートから、異常検出用フレームを一定時間毎に送信する。

マスタ用特定処理部は、異常検出用フレームが送信されてから所定時間以内に、当該中継装置の特定ポートのうち、前記一方特定ポートとは異なる方である他方特定ポートから、異常検出用フレームが受信されず、且つ、他の中継装置が送信した異常通知フレームも受信されない場合に、下記の動作を行う。

即ち、マスタ用特定処理部は、他方特定ポートからみて最初に接続されている中継装置の識別情報を、当該中継装置の前記接続情報から特定して、その特定した識別情報の中継装置と他方特定ポートとの間の通信経路に異常が生じていると特定する。更に、マスタ用特定処理部は、当該中継装置の識別情報を含む異常通知フレームを、一方特定ポートから送信する。

また、複数の中継装置のうち、マスタ中継装置以外の中継装置であるスレーブ中継装置の各々は、異常検出用フレーム転送部と、スレーブ用特定処理部と、を備える。
異常検出用フレーム転送部は、当該中継装置の特定ポートの何れかから前記異常検出用フレームが受信されると、その受信された異常検出用フレームを、当該中継装置の特定ポートのうち、異常検出用フレームが受信された方とは異なる方から送信する。

スレーブ用特定処理部は、当該中継装置の特定ポートの何れかから異常検出用フレームが受信されてから、所定時間以内に、当該中継装置の特定ポートのうち、異常検出用フレームが受信された方である上流側特定ポートから、異常検出用フレームが受信されず、且つ、他の中継装置が送信した異常通知フレームも受信されない場合に、下記の動作を行う。

即ち、スレーブ用特定処理部は、上流側特定ポートからみて最初に接続されている中継装置の識別情報を、当該中継装置の前記接続情報から特定して、その特定した識別情報の中継装置と上流側特定ポートとの間の通信経路に異常が生じていると特定する。更に、スレーブ用特定処理部は、当該中継装置の識別情報を含む異常通知フレームを、当該中継装置の特定ポートのうち、上流側特定ポートとは異なる方から送信する。

そして、マスタ中継装置とスレーブ中継装置との各々は、通知受信時処理部を備える。
通知受信時処理部は、当該中継装置の特定ポートの何れかから、他の中継装置が送信した異常通知フレームが受信されると、下記の動作を行う。

即ち、通知受信時処理部は、受信された異常通知フレームを、当該中継装置の特定ポートのうち、その異常通知フレームが受信された方とは異なる方から送信する。更に、通知受信時処理部は、当該中継装置の特定ポートのうち、異常通知フレームが受信された方からみて、その受信された異常通知フレームに含まれていた識別情報の中継装置よりも１つ前に接続されている中継装置の識別情報を、当該中継装置の前記接続情報から特定する。そして、その特定した識別情報の中継装置と、受信された異常通知フレームに含まれていた識別情報の中継装置との間の通信経路に異常が生じていると特定する。

この通信ネットワークでは、複数の中継装置と、中継装置同士（詳しくは、異なる中継装置の特定ポート同士）を接続する通信線とにより、フレームを１周させることが可能なリング状の通信経路が構成される。

そして、通信経路が正常でれば、マスタ中継装置の異常検出用フレーム送信部と、スレーブ中継装置の異常検出用フレーム転送部との動作により、異常検出用フレームが通信経路を一定時間毎に１周する。つまり、マスタ中継装置の一方特定ポートから一定時間毎に送信される異常検出用フレームは、スレーブ中継装置の各々を経由して、マスタ中継装置の他方特定ポートに戻ってくる。尚、以下の説明では、異常検出用フレームが１周する方向を、フレーム周回方向と言う。

ここで、接続順が連続した何れか２つの中継装置Ａ，Ｂの間の通信経路に異常が生じて、その中継装置Ａ，Ｂ間でのフレーム伝送ができなくなったとする。また、中継装置Ａ，Ｂのうち、フレーム周回方向において下流側になる方が、中継装置Ａであるとする。

この場合、中継装置Ａがマスタ中継装置であるとすると、その中継装置Ａでは、マスタ用特定処理部により、通信経路の異常区間が特定される。つまり、マスタ中継装置である当該中継装置Ａの他方特定ポートからみて最初に接続されている中継装置（即ち、この例では中継装置Ｂ）と、当該中継装置Ａの他方特定ポートとの間の通信経路に異常が生じていると特定される。そして更に、マスタ用特定処理部により、当該中継装置Ａの識別情報を含む異常通知フレームが、当該中継装置Ａの一方特定ポートから送信される。

すると、中継装置Ａから送信された異常通知フレームは、他の中継装置の通知受信時処理部により、他の各中継装置を経由して順次転送されていき、最後は中継装置Ｂに到達する。そして、中継装置Ｂを含む他の各中継装置では、通知受信時処理部により、通信経路の異常区間が特定される。この例では、中継装置Ｂと中継装置Ａとの間の通信経路に異常が生じていると特定される。

また、中継装置Ａがスレーブ中継装置であるとすると、その中継装置Ａでは、スレーブ用特定処理部により、通信経路の異常区間が特定される。つまり、当該中継装置Ａの特定ポートのうち、前回に異常検出用フレームが受信された方である上流側特定ポートからみて、最初に接続されている中継装置（即ち、この例では中継装置Ｂ）と、その上流側特定ポートとの間の通信経路に異常が生じていると特定される。そして更に、スレーブ用特定処理部により、当該中継装置Ａの識別情報を含む異常通知フレームが、当該中継装置Ａの特定ポートのうち、前記上流側特定ポートとは異なる方から送信される。

すると、この場合にも、中継装置Ａから送信された異常通知フレームは、他の中継装置の通知受信時処理部により、他の各中継装置を経由して順次転送されていき、最後は中継装置Ｂに到達する。そして、中継装置Ｂを含む他の各中継装置では、通知受信時処理部により、通信経路の異常区間が特定される。

よって、通信ネットワークにおける各中継装置は、リング状の通信経路のどこかに異常が発生した場合に、その通信経路の異常区間を特定することができるようになる。
一方、第２発明の中継装置が用いられる通信ネットワークは、フレームを送受信するための複数のポートを有する中継装置を、複数備える。そして、その通信ネットワークにおいて、複数の中継装置は、各中継装置のポートのうちの２つである特定ポートが、他の中継装置の特定ポートに接続されることにより、リング状に接続される。第２発明の中継装置は、このような通信ネットワークの各中継装置として用いられる。

第２発明の中継装置の記憶部には、前述の接続情報が記憶される。そして、この中継装置は、判定部と、モード設定部と、を備える。
判定部は、当該中継装置の識別情報と、当該中継装置の前記接続情報が表す他の中継装置の識別情報とのうち、予め定められた条件を満たす１つの識別情報が、当該中継装置の識別情報であるか否かを判定する。

モード設定部は、判定部により肯定判定された場合には、当該中継装置の動作モードをマスタモードに設定し、判定部により否定判定された場合には、当該中継装置の動作モードをスレーブモードに設定する。

そして、第２発明の中継装置は、当該中継装置の動作モードが前記マスタモードに設定された場合に機能する部分として、前述の異常検出用フレーム送信部と、マスタ用特定処理部と、を備える。

また、第２発明の中継装置は、当該中継装置の動作モードが前記スレーブモードに設定された場合に機能する部分として、前述の異常検出用フレーム転送部と、スレーブ用特定処理部と、を備える。

更に、第２発明の中継装置は、当該中継装置の動作モードが前記マスタモードと前記スレーブモードとの何れに設定された場合にも機能する部分として、前述の通知受信時処理部を備える。

このため、第２発明の中継装置によれば、第１発明の通信ネットワークを構成する中継装置として使用することができる。つまり、マスタ中継装置とスレーブ中継装置との、どちらとしても使用することができる。

なお、特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

実施形態の通信ネットワークの構成を表す構成図である。 イーサネットフレームの構成を示す説明図である。 スイッチＩＤテーブルの一例を説明する説明図である。 テーブル作成用フレーム送信処理を表すフローチャートである。 テーブル作成用処理を表すフローチャートである。 異常検出用フレーム送信処理を表すフローチャートである。 マスタ用特定処理を表すフローチャートである。 異常検出用フレーム転送処理を表すフローチャートである。 スレーブ用特定処理を表すフローチャートである。 マスタスレーブ共通処理を表すフローチャートである。

以下に、本発明が適用された実施形態の通信ネットワークについて説明する。
〈本実施形態の構成〉
図１に示す実施形態の通信ネットワーク１は、例えば乗用車等の車両に搭載されたイーサネットネットワークであり、車両内の通信システムを構成している。

図１に示すように、通信ネットワーク１は、電子制御装置であるＥＣＵ１１〜２２と、通信線３１〜４２と、を備える。ＥＣＵは、「Electronic Control Unit」の略である。
ＥＣＵ１１〜１４の各々は、他のＥＣＵ１５〜２２間の通信を中継する中継装置として、イーサネットのネットワークスイッチであるイーサネットスイッチ５１〜５４を備える。更に、ＥＣＵ１１〜１４の各々は、演算装置としてのマイクロコンピュータ（以下、マイコンという）６１〜６４も備える。尚、図示を省略しているが、マイコン６１〜６４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等を備える。

スイッチ５１〜５４は、例えばレイヤ２スイッチ（Ｌ２スイッチ）であり、イーサネット規格に従った中継のための通信を行う。このため、スイッチ５１〜５４の各々は、フレームを送受信するための複数（この例では４つ）のポートＰ１〜Ｐ４と、ＭＡＣアドレステーブル７１と、イーサネット規格に従った中継のための通信処理を行う通信制御部７３とを、備える。

ＭＡＣアドレステーブル７１は、スイッチ５１〜５４が備えるメモリ７５に記憶されている。メモリ７５は、例えば揮発性のメモリであるが、書き換え可能な不揮発性メモリであっても良い。メモリ７５は記憶部の一例に相当する。通信制御部７３は、例えば集積回路やマイコン等によって構成されている。スイッチ５１〜５４の動作は、通信制御部７３によって実現される動作である。

この通信ネットワーク１では、ＥＣＵ１１のスイッチ５１のポートＰ１と、ＥＣＵ１２のスイッチ５２のポートＰ１とが、通信線３１で接続されており、ＥＣＵ１２のスイッチ５２のポートＰ２と、ＥＣＵ１３のスイッチ５３のポートＰ１とが、通信線３２で接続されている。更に、ＥＣＵ１３のスイッチ５３のポートＰ２と、ＥＣＵ１４のスイッチ５４のポートＰ２とが、通信線３３で接続されており、ＥＣＵ１４のスイッチ５４のポートＰ１と、ＥＣＵ１１のスイッチ５１のポートＰ２とが、通信線３４で接続されている。

つまり、スイッチ５１〜５４は、各スイッチのポートＰ１，Ｐ２が、他のスイッチのポートＰ１，Ｐ２に接続されることで、リング状に接続されている。このため、スイッチ５１〜５４とスイッチ５１〜５４同士を接続する通信線３１〜３４とにより、フレームを１周させることが可能なリング状の通信経路が構成される。リング状とは、ループ状のことでもある。

そして、ＥＣＵ１１のスイッチ５１のポートＰ３，Ｐ４には、通信線３５，３６を介してＥＣＵ１５，１６がそれぞれ接続されており、ＥＣＵ１２のスイッチ５２のポートＰ３，Ｐ４には、通信線３７，３８を介してＥＣＵ１７，１８がそれぞれ接続されている。また、ＥＣＵ１３のスイッチ５３のポートＰ３，Ｐ４には、通信線３９，４０を介してＥＣＵ１９，２０がそれぞれ接続されており、ＥＣＵ１４のスイッチ５４のポートＰ３，Ｐ４には、通信線４１，４２を介してＥＣＵ２１，２２がそれぞれ接続されている。

つまり、スイッチ５１〜５４のポートＰ１〜Ｐ４のうち、リング状接続に使用されていないポートＰ３，Ｐ４には、通信ノードとしてのＥＣＵ１５〜２２が接続されている。
スイッチ５１〜５４間の通信経路としては、例えばスイッチ５１を起点とすると、スイッチ５１からスイッチ５２への方向である左回り（反時計回り）の通信経路と、スイッチ５１からスイッチ５４への方向である右回り（時計回り）の通信経路との、２つが存在することとなる。そして、その２つの通信経路は、ＥＣＵ１５〜２２のうち、異なるスイッチ５１〜５４に接続されているＥＣＵ間の通信について、２つの通信経路として機能することができる。

尚、以下の説明においては、スイッチ５１〜５４のポートＰ１〜Ｐ４のうち、リング状接続に用いられているポートＰ１，Ｐ２のことを、リングポートともいう。リングポートＰ１，Ｐ２は、特定ポートの一例に相当する。また、リングポートではないポート（即ち、リング状接続に使用されていないポート）Ｐ３，Ｐ４のことを、通常ポートともいう。

通信ネットワーク１において通信されるフレームは、例えば図２に示すイーサネットフレームである。このイーサネットフレームは、プリアンブル、宛先ＭＡＣアドレス、送信元ＭＡＣアドレス、タイプ、データ、およびＦＣＳ（Frame Check Sequence）の各領域を備える。宛先ＭＡＣアドレスは、フレームの宛先装置のＭＡＣアドレスであり、宛先アドレスに相当する。送信元ＭＡＣアドレスは、フレームの送信元装置のＭＡＣアドレスであり、送信元アドレスに相当する。ＭＡＣアドレスは、装置のアドレスに相当する。

一方、各スイッチ５１〜５４のＭＡＣアドレステーブル７１は、そのスイッチにおけるポートの各々について、そのポートの先に接続されている装置のＭＡＣアドレスが登録されるテーブルである。

そして、各スイッチ５１〜５４は、周知のＭＡＣアドレス学習機能によってＭＡＣアドレステーブル７１を作成する。つまり、スイッチ５１〜５４は、ポートＰ１〜Ｐ４の何れかからフレームを受信すると、そのフレームを受信したポートの番号と、受信したフレームに含まれている送信元ＭＡＣアドレスとを、対応付けてＭＡＣアドレステーブル７１に登録する。

また、各スイッチ５１〜５４は、下記のフレーム転送機能を有する。
各スイッチ５１〜５４は、ポートＰ１〜Ｐ４の何れかからフレームが受信されると、受信されたフレーム（以下、受信フレームともいう）中の宛先ＭＡＣアドレスと、ＭＡＣアドレステーブル７１とに基づいて、受信フレームの転送先のポートを決定する。

具体的には、各スイッチ５１〜５４は、ポートＰ１〜Ｐ４のうち、フレームが受信されたポート以外のポートについて、ＭＡＣアドレステーブル７１に受信フレーム中の宛先ＭＡＣアドレスと同じＭＡＣアドレスが登録されているか否かを判定する。そして、受信フレーム中の宛先ＭＡＣアドレスと同じＭＡＣアドレスが登録されていれば、ＭＡＣアドレステーブル７１において、そのＭＡＣアドレスが登録されているポートを、転送先のポートとして決定する。また、ＭＡＣアドレステーブル７１に受信フレーム中の宛先ＭＡＣアドレスと同じＭＡＣアドレスが登録されていなかった場合には、フレームが受信されたポート以外の全てのポートを、転送先のポートとして決定する。

そして、各スイッチ５１〜５４は、受信フレームを、転送先として決定したポートから送信する。尚、このようなフレーム転送機能は、ＥＣＵ間のフレームを中継するための中継機能でもある。また、ＭＡＣアドレステーブル７１に宛先ＭＡＣアドレスと同じＭＡＣアドレスが登録されていた場合のフレーム転送動作は、フィルタリングと呼ばれ、登録されていなかった場合のフレーム転送動作は、フラッディングと呼ばれる。

各スイッチ５１〜５４のＭＡＣアドレステーブル７１には、スイッチ５１〜５４のＭＡＣアドレス学習機能とフレーム転送機能により、ポートＰ１〜Ｐ４の各々について、そのポートの先に接続されている装置のＭＡＣアドレスが登録されることとなる。

例えば、スイッチ５１のＭＡＣアドレステーブル７１では、通常ポートＰ３に対しては、ＥＣＵ１５のＭＡＣアドレスが登録され、通常ポートＰ４に対しては、ＥＣＵ１６のＭＡＣアドレスが登録される。また、リングポートＰ１，Ｐ２の各々に対しては、他のスイッチ５２〜５４の通常ポートＰ３，Ｐ４に接続されているＥＣＵ１７〜２２のＭＡＣアドレスが登録される。スイッチ５１のリングポートＰ１，Ｐ２の先には、他のスイッチ５２〜５４を介してＥＣＵ１７〜２２が接続されていることになるからである。

同様に、例えば、スイッチ５２のＭＡＣアドレステーブル７１では、通常ポートＰ３に対しては、ＥＣＵ１７のＭＡＣアドレスが登録され、通常ポートＰ４に対しては、ＥＣＵ１８のＭＡＣアドレスが登録される。また、リングポートＰ１，Ｐ２の各々に対しては、他のスイッチ５１，５３，５４の通常ポートＰ３，Ｐ４に接続されているＥＣＵ１５，１６，１９〜２２のＭＡＣアドレスが登録される。

このような通信ネットワーク１において、何れかのスイッチの各リングポートＰ１，Ｐ２から、他のスイッチの通常ポートＰ３，Ｐ４の先に接続されているＥＣＵを宛先とするフレームが送信されると、そのフレームは上記他のスイッチの各リングポートＰ１，Ｐ２に入力される。

例えば、スイッチ５１の通常ポートＰ３に接続されているＥＣＵ１５が、スイッチ５３の通常ポートＰ３に接続されているＥＣＵ１９を宛先とするフレームを、送信したとする。尚、本実施形態において、ＥＣＵ１９を宛先とするフレームとは、宛先ＭＡＣアドレスとしてＥＣＵ１９のＭＡＣアドレスを含んだフレームである。また、ＥＣＵ１５から送信されるフレームには、送信元ＭＡＣアドレスとして、ＥＣＵ１５のＭＡＣアドレスが含まれる。また、以下の説明において、ＥＣＵ１５から送信されたＥＣＵ１９宛のフレームを、フレームｆ１５−１９と記載する。

その場合、スイッチ５１は、フレームｆ１５−１９を通常ポートＰ３から受信する。
そして、スイッチ５１が、受信したフレームｆ１５−１９を、リングポートＰ１から送信したとすると、そのフレームｆ１５−１９は、スイッチ５２を経由して、スイッチ５３のリングポートＰ１に入力される。スイッチ５２は、スイッチ５１が送信したフレームｆ１５−１９を、リングポートＰ１から受信して、フィルタリングによりリングポートＰ２から送信するからである。

また、スイッチ５１が、受信したフレームｆ１５−１９を、リングポートＰ２から送信したとすると、そのフレームｆ１５−１９は、スイッチ５４を経由して、スイッチ５３のリングポートＰ２に入力される。スイッチ５４は、スイッチ５１が送信したフレームｆ１５−１９を、リングポートＰ１から受信して、フィルタリングによりリングポートＰ２から送信するからである。

一方、図示を省略しているが、各スイッチ５１〜５４は、不揮発性メモリを備えており、その不揮発性メモリには、当該スイッチのＩＤ（Identification）が記憶されている。スイッチのＩＤは、スイッチを識別するためのデータであり、識別情報の一例に相当する。

また、各スイッチ５１〜５４のメモリ７５には、スイッチＩＤテーブル７７も記憶される。各スイッチ５１〜５４のメモリ７５に記憶されるスイッチＩＤテーブル７７は、リング状に接続された他のスイッチのＩＤと、当該スイッチのリングポートＰ１，Ｐ２の少なくとも一方からみた他のスイッチの接続順とを表すテーブルである。スイッチＩＤテーブル７７は、接続情報の一例に相当する。

例えば、スイッチ５１のスイッチＩＤテーブル７７（詳しくは、スイッチ５１のメモリ７５に記憶されるスイッチＩＤテーブル７７）を、図３に例示する。尚、スイッチに付した符号としての数字を「ｎ」とすると、図３及び以下の説明では、スイッチｎのＩＤを「ＩＤｎ」と記載している。

図３に示すように、スイッチＩＤテーブル７７では、リングポートＰ１，Ｐ２の各々について、他のスイッチのＩＤが、そのリングポートからみたスイッチの接続順と同じ順に登録される。

このため、スイッチ５１のスイッチＩＤテーブル７７であれば、ポートＰ１については、他のスイッチ５２〜５４のＩＤ５２〜ＩＤ５４が、「ＩＤ５２→ＩＤ５３→ＩＤ５４」の順に登録される。スイッチ５１のポートＰ１からみた他のスイッチ５２〜５４の接続順は、「スイッチ５２→スイッチ５３→スイッチ５４」の順であるからである。また、ポートＰ２については、他のスイッチ５２〜５４のＩＤ５２〜ＩＤ５４が、「ＩＤ５４→ＩＤ５３→ＩＤ５２」の順に登録される。

つまり、各スイッチ５１〜５４のスイッチＩＤテーブル７７では、リングポートＰ１，Ｐ２の各々からみた他のスイッチの接続順を、ＩＤの登録順によって表している。図３の例では、左側に登録されたＩＤほど、ポートＰ１，Ｐ２に近いスイッチのＩＤであることを表す。このため、各スイッチ５１〜５４のスイッチＩＤテーブル７７において、他のスイッチのＩＤの登録順は、ポートＰ１についての登録順と、ポートＰ２についての登録順とが、逆になる。

尚、スイッチＩＤテーブル７７は、リングポートＰ１，Ｐ２の一方だけについて、他のスイッチのＩＤを、そのリングポートからみたスイッチの接続順と同じ順に登録したテーブルであっても良い。つまり、スイッチＩＤテーブル７７は、図３における上段又は下段だけのテーブルであっても良い。一方のリングポートからみた他のスイッチの接続順が分かれば、その順を逆にすることで、他方のリングポートからみた他のスイッチの接続順が分かるからである。

また、スイッチＩＤテーブル７７において、スイッチの接続順は、ＩＤの登録順ではなく、例えばＩＤ毎に順番番号を付加することで表しても良い。
また、各スイッチ５１〜５４のスイッチＩＤテーブル７７における固定の位置に、当該スイッチのＩＤも登録されるようになっていても良い。その場合、当該スイッチのＩＤは、他のスイッチの接続順を把握することに関しては無視されれば良い。

〈本実施形態に特有の処理〉
各スイッチ５１〜５４が、通信経路の異常区間を特定するために行う処理について説明する。

《テーブル作成用フレーム送信処理》
各スイッチ５１〜５４は、動作を開始すると、スイッチＩＤテーブル７７を作成するための処理として、図４に示すテーブル作成用フレーム送信処理を少なくとも１回行う。

そして、各スイッチ５１〜５４は、テーブル作成用フレーム送信処理のＳ１００にて、当該スイッチのＩＤを含むテーブル作成用フレームを、当該スイッチのリングポートＰ１，Ｐ２の一方から送信する。

テーブル作成用フレームは、図２に例示したイーサネットフレームであるが、例えば、宛先ＭＡＣアドレスが、テーブル作成用フレームであることを示すコードになっているフレームである。そして、テーブル作成用フレームのデータ領域は、複数のスイッチのＩＤを格納するためのＩＤ領域として使用される。

そして、各スイッチ５１〜５４は、図４のＳ１００では、ＩＤ領域の先頭に当該スイッチのＩＤを埋め込んだテーブル作成用フレームを、リングポートＰ１，Ｐ２の何れかから送信する。また、各スイッチ５１〜５４は、テーブル作成用フレームを、リングポートＰ１，Ｐ２の各々から送信するように構成されても良い。

尚、テーブル作成用フレームは、接続情報作成用フレームの一例に相当し、テーブル作成用フレームにおけるＩＤ領域は、識別情報格納用領域の一例に相当する。
《テーブル作成用処理》
各スイッチ５１〜５４は、スイッチＩＤテーブル７７を作成するための処理として、図５に示すテーブル作成用処理を、例えば一定時間毎あるいはリングポートＰ１，Ｐ２の何れかからフレームが受信される毎に行う。

図５に示すように、各スイッチ５１〜５４は、Ｓ１１０にて、リングポートＰ１，Ｐ２の何れかからテーブル作成用フレームを受信したか否かを判定する。そして、テーブル作成用フレームを受信していなければ、当該テーブル作成用処理を終了する。

また、各スイッチ５１〜５４は、テーブル作成用フレームを受信した場合には、Ｓ１２０に進み、受信したテーブル作成用フレームに当該スイッチのＩＤが含まれているか否かを判定する。具体的には、テーブル作成用フレームにおけるＩＤ領域の先頭に当該スイッチのＩＤがあるか否かを判定する。

各スイッチ５１〜５４は、Ｓ１２０にて、テーブル作成用フレームに当該スイッチのＩＤが含まれていないと判定した場合、即ち、受信したテーブル作成用フレームの送信元が他のスイッチである場合には、Ｓ１３０に進む。

各スイッチ５１〜５４は、Ｓ１３０では、受信したテーブル作成用フレームのＩＤ領域における空き領域の先頭に、当該スイッチのＩＤを埋め込む。
そして、各スイッチ５１〜５４は、次のＳ１４０にて、当該スイッチのリングポートＰ１，Ｐ２のうち、テーブル作成用フレームが受信された方とは異なる方から、当該スイッチのＩＤを埋め込こんだ後のテーブル作成用フレームを送信し、その後、当該テーブル作成用処理を終了する。

また、各スイッチ５１〜５４は、上記Ｓ１２０にて、受信したテーブル作成用フレームに当該スイッチのＩＤが含まれていると判定した場合には、Ｓ１５０に進む。この場合、受信したテーブル作成用フレームは、当該スイッチが送信元のテーブル作成用フレームであり、リング状の通信経路を１周してきたテーブル作成用フレームである。

各スイッチ５１〜５４は、Ｓ１５０では、受信したテーブル作成用フレームのＩＤ領域に埋め込まれている他のスイッチの各ＩＤと、その各ＩＤの並び順とから、スイッチＩＤテーブル７７を作成する。

具体的には、各スイッチ５１〜５４は、受信したテーブル作成用フレームのＩＤ領域から、他のスイッチの各ＩＤを、それらが埋め込まれていた順のまま読み出す。その読み出した各ＩＤのことを「ＩＤ群」という。そして、各スイッチ５１〜５４は、下記の第１と第２の登録処理を行う。

［第１の登録処理］
リングポートＰ１，Ｐ２のうち、テーブル作成用フレームを受信したと方とは異なる方（即ち、受信したテーブル作成用フレームの送信元となった方のリングポート）については、読み出したＩＤ群を、そのままスイッチＩＤテーブル７７として登録する。

［第２の登録処理］
リングポートＰ１，Ｐ２のうち、テーブル作成用フレームを受信した方については、読み出したＩＤ群の各ＩＤの並び順を逆にして、スイッチＩＤテーブル７７として登録する。

尚、各スイッチ５１〜５４が、図４の処理により、テーブル作成用フレームを、リングポートＰ１，Ｐ２の各々から送信するのであれば、図５のＳ１５０では、第１の登録処理と第２の登録処理との、何れか一方だけを行えば良い。その場合、各スイッチ５１〜５４では、ポートＰ１から送信したテーブル作成用フレームがポートＰ２から受信され、ポートＰ２から送信したテーブル作成用フレームがポートＰ１から受信されることで、スイッチＩＤテーブル７７が作成される。

そして更に、各スイッチ５１〜５４は、Ｓ１５０では、作成したスイッチＩＤテーブル７７を当該スイッチのメモリ７５に記憶する。
各スイッチ５１〜５４は、次のＳ１６０にて、当該スイッチのＩＤと、当該スイッチのスイッチＩＤテーブル７７が表す他のスイッチのＩＤとのうち、予め定められた特定条件を満たす１つのＩＤが、当該スイッチのＩＤであるか否かを判定する。

本実施形態において、スイッチＩＤテーブル７７が表す他のスイッチのＩＤとは、スイッチＩＤテーブル７７に登録されている他のスイッチのＩＤである。そして、本実施形態において、上記特定条件は、例えば「最小値」という条件である。

このため、各スイッチ５１〜５４は、Ｓ１６０では、当該スイッチのＩＤと、当該スイッチのスイッチＩＤテーブル７７に登録されている他のスイッチのＩＤとのうちで、最小値のＩＤが、当該スイッチのＩＤであるか否かを判定することとなる。換言すれば、リング状に接続されたスイッチのＩＤのうちで、当該スイッチのＩＤが最小値であるか否かを判定することとなる。

そして、各スイッチ５１〜５４は、Ｓ１６０で肯定判定した場合（即ち、当該スイッチのＩＤが最小値であった場合）には、Ｓ１７０に進み、当該スイッチの動作モードを、マスタモードに設定する。尚、以下の説明では、動作モードがマスタモードに設定されたスイッチのことを、マスタスイッチという。マスタスイッチは、マスタ中継装置の一例に相当する。

また、各スイッチ５１〜５４は、Ｓ１６０で否定判定した場合（即ち、当該スイッチのＩＤが最小値でない場合）には、Ｓ１８０に進み、当該スイッチの動作モードを、スレーブモードに設定する。尚、以下の説明では、動作モードがスレーブモードに設定されたスイッチのことを、スレーブスイッチという。スレーブスイッチは、スレーブ中継装置の一例に相当する。

そして、各スイッチ５１〜５４は、Ｓ１７０又はＳ１８０で動作モードを設定した後、当該テーブル作成用処理を終了する。
各スイッチ５１〜５４は、図４のテーブル作成用フレーム送信処理と、図５のテーブル作成用処理とを行うことで、スイッチＩＤテーブル７７を作成すると共に、当該スイッチの動作モードをマスタモードとスレーブモードとの何れかに設定することとなる。

例えば、スイッチ５１が、図４のＳ１００にて、当該スイッチ５１のポートＰ１からテーブル作成用フレームを送信したとする。
すると、スイッチ５２は、スイッチ５１のポートＰ１からのテーブル作成用フレームを、当該スイッチ５２のポートＰ１から受信して、図５のＳ１３０，Ｓ１４０の処理を行う。このため、スイッチ５２は、受信したテーブル作成用フレームのＩＤ領域における空き領域の先頭に、当該スイッチ５２のＩＤ５２を埋め込み、そのＩＤ５２を埋め込んだ後のテーブル作成用フレームを、当該スイッチ５２のポートＰ２から送信する。

また、スイッチ５３は、スイッチ５２のポートＰ２からのテーブル作成用フレームを、当該スイッチ５３のポートＰ１から受信して、図５のＳ１３０，Ｓ１４０の処理を行う。このため、スイッチ５３は、受信したテーブル作成用フレームのＩＤ領域における空き領域の先頭に、当該スイッチ５３のＩＤ５３を埋め込み、そのＩＤ５３を埋め込んだ後のテーブル作成用フレームを、当該スイッチ５３のポートＰ２から送信する。

そして、スイッチ５４は、スイッチ５３のポートＰ２からのテーブル作成用フレームを、当該スイッチ５４のポートＰ２から受信して、図５のＳ１３０，Ｓ１４０の処理を行う。このため、スイッチ５４は、受信したテーブル作成用フレームのＩＤ領域における空き領域の先頭に、当該スイッチ５４のＩＤ５４を埋め込み、そのＩＤ５４を埋め込んだ後のテーブル作成用フレームを、当該スイッチ５４のポートＰ１から送信する。

すると、スイッチ５１は、スイッチ５４のポートＰ１からのテーブル作成用フレームを、当該スイッチ５１のポートＰ２から受信するが、その受信したテーブル作成用フレームには、当該スイッチ５１のＩＤ５１が含まれている。このため、スイッチ５１は、図５のＳ１５０の処理を行う。

スイッチ５１のポートＰ２から受信されるテーブル作成用フレームは、スイッチ５１のポートＰ１から送信されてリング状の通信経路を１周してきたテーブル作成用フレームである。そして、その１周して来たテーブル作成用フレームのＩＤ領域には、スイッチ５１以外のスイッチ５２〜５４のＩＤ５２〜Ｉ５４が、「ＩＤ５２→ＩＤ５３→ＩＤ５４」の順に埋め込まれていることとなる。その「ＩＤ５２→ＩＤ５３→ＩＤ５４」という順は、スイッチ５１のポートＰ１からみたスイッチ５２〜５４の接続順と同じである。

このため、スイッチ５１は、図５のＳ１５０の処理を行うことで、図３に示したスイッチＩＤテーブル７７を作成することとなる。つまり、ポートＰ１については、前述した第１の登録処理により、他のスイッチ５２〜５４のＩＤ５２〜Ｉ５４が、「ＩＤ５２→ＩＤ５３→ＩＤ５４」の順に登録され、ポートＰ２については、前述した第２の登録処理により、ＩＤ５２〜Ｉ５４が、「ＩＤ５４→ＩＤ５３→ＩＤ５２」の順に登録される。

同様に、他のスイッチ５２〜５４も、図５のＳ１５０の処理を行うことでスイッチＩＤテーブル７７を作成することとなる。
そして、各スイッチ５１〜５４は、図５におけるＳ１６０以降の処理を行うことで、当該スイッチの動作モードをマスタモードとスレーブモードとの何れかに設定する。その結果、スイッチ５１〜５４のうち、ＩＤが最小値である１つのスイッチがマスタスイッチとして機能し、他のスイッチがスレーブスイッチとして機能することとなる。

尚、他の例として、例えば、Ｓ１６０の判定に用いる上記特定条件は「最大値」という条件であっても良い。また例えば、リング状に接続されるスイッチの数が奇数であれば、上記特定条件は「中間値」という条件であっても良い。また、各スイッチ５１〜５４が、図４のＳ１００で送信するテーブル作成用フレームに当該スイッチのＩＤを埋め込む位置は、ＩＤ領域の先頭ではなく、送信元ＭＡＣアドレスの領域であっても良い。

一方、スイッチ５１〜５４のうち、動作モードがマスタモードに設定された１つのスイッチ（即ち、マスタスイッチ）は、図６に示す異常検出用フレーム送信処理と、図７に示すマスタ用特定処理とを行う。このため、図６と図７の各処理については、その処理を行う主体がマスタスイッチであるものとして説明する。

また、スイッチ５１〜５４のうち、マスタスイッチ以外のスイッチであって、動作モードがスレーブモードに設定された３つのスイッチ（即ち、スレーブスイッチ）は、図８に示す異常検出用フレーム転送処理と、図９に示すスレーブ用特定処理とを行う。このため、図８と図９の各処理については、その処理を行う主体がスレーブスイッチであるものとして説明する。

《異常検出用フレーム送信処理》
図６に示すように、マスタスイッチは、異常検出用フレーム送信処理を開始すると、Ｓ２１０にて、当該スイッチのリングポートＰ１，Ｐ２の一方から異常検出用フレームを送信する。

異常検出用フレームは、図２に例示したイーサネットフレームであるが、例えば、宛先ＭＡＣアドレスが、異常検出用フレームであることを示すコードになっているフレームである。尚、以下の説明では、マスタスイッチのリングポートＰ１，Ｐ２のうち、Ｓ２１０で異常検出用フレームが送信される方を、一方リングポートと言い、その一方リングポートとは異なる方を、他方リングポートと言う。一方リングポートは、一方特定ポートの一例に相当し、他方リングポートは、他方特定ポートの一例に相当する。

そして、マスタスイッチから送信される異常検出用フレームは、他のスイッチ（即ち、スレーブスイッチ）の各々が後述する図８の異常検出用フレーム転送処理を行うことで、リング状の通信経路を１周して、マスタスイッチに戻ってくる。

このため、マスタスイッチは、次のＳ２２０にて、Ｓ２１０で送信した異常検出用フレームが他方リングポートから受信されるのを待ち、異常検出用フレームが受信されると、Ｓ２３０に進む。そして、マスタスイッチは、Ｓ２３０では、Ｓ２１０で異常検出用フレームを送信してから一定時間Ｔｉが経過したか否かを判定し、一定時間Ｔｉが経過したと判定したなら、再びＳ２１０に戻って、一方リングポートからの異常検出用フレームの送信を行う。

つまり、マスタスイッチは、一方リングポートから一定時間Ｔｉ毎に異常検出用フレームを送信する。尚、一定時間Ｔｉは、マスタスイッチからの異常検出用フレームがリング状の通信経路を１周してマスタスイッチに戻ってくるまでの周回時間よりも長い。また、図６の異常検出用フレーム送信処理は、Ｓ２２０が無い構成でも良い。

《マスタ用特定処理》
マスタスイッチは、図６のＳ２１０で一方リングポートから異常検出用フレームを送信すると、図７のマスタ用特定処理を行う。

図７に示すように、マスタスイッチは、Ｓ３１０にて、異常検出用フレームの送信時から所定時間Ｔ１以内に、他方リングポートから、異常検出用フレームと、他のスイッチが送信した異常通知フレームとの、何れかを受信したか否かを判定する。

Ｓ３１０で受信の有無を判定する異常検出用フレームは、当該マスタスイッチが一方リングポートから送信した異常検出用フレームである。
また、異常通知フレームは、各スイッチが通信経路の異常を検出した場合に送信するイーサネットフレームであり、例えば、宛先ＭＡＣアドレスが、異常通知フレームであることを示すコードになっているフレームである。そして、異常通知フレームには、その異常通知フレームの送信元であるスイッチのＩＤが含まれる。例えば、異常通知フレームにおいて、スイッチのＩＤは、データ領域における先頭などの特定位置に埋め込まれる。また例えば、異常通知フレームにおいて、スイッチのＩＤが埋め込まれる位置は、送信元ＭＡＣアドレスの領域でも良い。

ここで、マスタスイッチの一方リングポートから他方リングポートへと異常検出用フレームが１周する方向を、フレーム周回方向と言うことにする。また、スイッチ５１〜５４のうちの何れか１つに着目した場合に、フレーム周回方向において、その着目したスイッチよりも１つ前のスイッチと、その着目したスイッチとの間の通信経路のことを、直前通信経路と言うことにする。また特に、マスタスイッチの直前通信経路のことを、マスタ直前通信経路と言う。

本実施形態において、各スレーブスイッチは、当該スイッチの直前通信経路に異常があると特定した場合に、当該スイッチのＩＤを含む異常通知フレームを送信するようになっている。その場合、スレーブスイッチは、当該スイッチのリングポートＰ１，Ｐ２のうち、フレーム周回方向において下流側となる方のリングポートから、異常通知フレームを送信する。尚、このようなスレーブスイッチの機能は、後述する図９のスレーブ用特定処理によって実現される。

また、各スレーブスイッチは、他のスイッチが送信した異常通知フレームをリングポートＰ１，Ｐ２の何れかから受信すると、その受信した異常通知フレームを、他方のリングポートからそのまま送信するようになっている。尚、このように異常通知フレームを転送する機能は、スレーブスイッチだけでなくマスタスイッチも有しており、後述する図１０のマスタスレーブ共通処理によって実現される。

よって、各スイッチ間の通信経路のうち、マスタ直前通信経路以外の通信経路に異常が生じて、何れかのスレーブスイッチが異常通知フレームを送信すると、その異常通知フレームは、マスタスイッチの他方リングポートに到達することとなる。

そして、上記所定時間Ｔ１は、異常検出用フレームがリング状の通信経路を１周してマスタスイッチに戻ってくるまでの周回時間よりも長く、且つ、下記のマスタ側通知待ち時間よりも長い時間である。

各スイッチ間の通信経路のうち、マスタ直前通信経路以外の通信経路に異常が生じた場合に、何れかのスレーブスイッチからの異常通知フレームがマスタスイッチに到着するタイミングを、通知到着タイミングとする。マスタ側通知待ち時間は、異常検出用フレームの送信時から、その通知到着タイミングまでの最大時間である。

マスタスイッチは、上記Ｓ３１０で肯定判定した場合には、そのまま当該マスタ用特定処理を終了するが、上記Ｓ３１０で否定判定した場合には、Ｓ３２０に進む。このため、マスタスイッチは、一方リングポートから異常検出用フレームを送信してから、所定時間Ｔ１以内に、他方リングポートから、異常検出用フレームが受信されず、且つ、他のスイッチが送信した異常通知フレームも受信されない場合に、Ｓ３２０に進むこととなる。

そして、マスタスイッチは、Ｓ３２０では、他方リングポートからみて最初に接続されているスイッチ（即ち、フレーム周回方向において当該マスタスイッチよりも１つ前のスイッチ）のＩＤを、当該スイッチのスイッチＩＤテーブル７７から特定する。そして、マスタスイッチは、その特定したＩＤのスイッチと、他方リングポートとの間の通信経路（即ち、マスタ直前通信経路）に異常が生じていると特定する。更に、マスタスイッチは、Ｓ３３０にて、当該スイッチのＩＤを含む異常通知フレームを一方リングポートから送信し、その後、当該マスタ用特定処理を終了する。

つまり、マスタスイッチは、Ｓ３１０で否定判定した場合には、他方リングポートから受信されるはずのフレームを受信不能になったと判断して、その他方リングポートにつながるマスタ直前通信経路に異常が生じたと判断している。そして、マスタスイッチは、どの通信経路が異常であるかを他のスイッチに知らせるために、当該マスタスイッチのＩＤを含む異常通知フレームを送信する。

尚、Ｓ３２０とＳ３３０の処理は、逆の順で実施されても良いし、並列的にして実施されても良い。
《異常検出用フレーム転送処理》
スレーブスイッチの各々は、図８に示す異常検出用フレーム転送処理を、例えば一定時間毎あるいはリングポートＰ１，Ｐ２の何れかからフレームが受信される毎に行う。

図８に示すように、スレーブスイッチは、Ｓ４１０にて、当該スイッチのリングポートＰ１，Ｐ２の何れかから異常検出用フレームを受信したか否かを判定する。そして、異常検出用フレームを受信していなければ、当該異常検出用フレーム転送処理を終了する。

また、スレーブスイッチは、異常検出用フレームを受信した場合には、Ｓ４２０に進み、受信した異常検出用フレームを、当該スイッチのリングポートＰ１，Ｐ２のうち、異常検出用フレームが受信された方とは異なる方から送信する。そして、その後、当該異常検出用フレーム転送処理を終了する。

つまり、スレーブスイッチは、異常検出用フレームをポートＰ１，Ｐ２間で転送する。このため、リング状の通信経路が正常であれば、前述したように、マスタスイッチから送信される異常検出用フレームは、リング状の通信経路を１周してマスタスイッチに戻る。

《スレーブ用特定処理》
スレーブスイッチの各々は、当該スイッチのリングポートＰ１，Ｐ２の何れかから異常検出用フレームを受信すると、図９のスレーブ用特定処理を行う。尚、以下では、スレーブスイッチのリングポートＰ１，Ｐ２のうち、異常検出用フレームが受信された方を、上流側リングポートといい、その上流側リングポートとは異なる方を、下流側リングポートという。上流側リングポートは、フレーム周回方向において上流側となる方のリングポートであり、下流側リングポートは、フレーム周回方向において下流側となる方のリングポートである。また、上流側リングポートは、上流側特定ポートの一例に相当する。

図９に示すように、スレーブスイッチは、Ｓ５１０にて、異常検出用フレームの受信時から所定時間Ｔ２以内に、上流側リングポートから、異常検出用フレームと、他のスイッチが送信した異常通知フレームとの、何れかを受信したか否かを判定する。

所定時間Ｔ２は、異常検出用フレームの送信間隔である上記一定時間Ｔｉよりも長く、且つ、下記のスレーブ側通知待ち時間よりも長い時間である。
各スイッチ間の通信経路のうち、当該スイッチの直前通信経路以外の通信経路に異常が生じた場合に、他の何れかのスイッチからの異常通知フレームが当該スイッチに到着するタイミングを、他スイッチ通知到着タイミングとする。スレーブ側通知待ち時間は、異常検出用フレームの受信時から、上記他スイッチ通知到着タイミングまでの最大時間である。

スレーブスイッチは、Ｓ５１０で肯定判定した場合には、そのまま当該スレーブ用特定処理を終了するが、Ｓ５１０で否定判定した場合には、Ｓ５２０に進む。このため、スレーブスイッチは、異常検出用フレームを受信してから、所定時間Ｔ２以内に、異常検出用フレームが受信されず、且つ、他のスイッチが送信した異常通知フレームも受信されない場合に、Ｓ５２０に進むこととなる。

そして、スレーブスイッチは、Ｓ５２０では、上流側リングポートからみて最初に接続されているスイッチ（即ち、フレーム周回方向において当該スイッチよりも１つ前のスイッチ）のＩＤを、当該スイッチのスイッチＩＤテーブル７７から特定する。そして、スレーブスイッチは、その特定したＩＤのスイッチと、上流側リングポートとの間の通信経路（即ち、当該スイッチの直前通信経路）に異常が生じていると特定する。更に、スレーブスイッチは、Ｓ５３０にて、当該スイッチのＩＤを含む異常通知フレームを下流側リングポートから送信し、その後、当該スレーブ用特定処理を終了する。

つまり、スレーブスイッチは、Ｓ５１０で否定判定した場合には、上流側リングポートから受信されるはずのフレームを受信不能になったと判断して、その上流側リングポートにつながる直前通信経路に異常が生じたと判断している。そして、スレーブスイッチは、どの通信経路が異常であるかを他のスイッチに知らせるために、当該スイッチのＩＤを含む異常通知フレームを送信する。

尚、Ｓ５２０とＳ５３０の処理は、逆の順で実施されても良いし、並列的にして実施されても良い。
また、所定時間Ｔ２は、例えば、フレーム周回方向においてマスタスイッチからのスイッチ接続段数が多いスイッチほど、長い時間（換言すれば、大きい値）となるように設定されても良い。スレーブスイッチは、スイッチＩＤテーブル７７に登録された他のスイッチのＩＤから、どのＩＤのスイッチがマスタスイッチであるかが分かり、また、スイッチＩＤテーブル７７に基づいて、マスタスイッチから当該スイッチまでのスイッチ接続段数も分かる。このため、スレーブスイッチは、マスタスイッチから当該スイッチまでのスイッチ接続段数が大きいほど、所定時間Ｔ２を長い時間に設定するように構成することができる。このようにすれば、他のスイッチからの異常通知フレームを待つことに関して、マージンを確保し易くなる。

《マスタスレーブ共通処理》
スイッチ５１〜５４の各々は、図１０に示すマスタスレーブ共通処理を、例えば一定時間毎あるいはリングポートＰ１，Ｐ２の何れかからフレームが受信される毎に行う。図１０のマスタスレーブ共通処理は、マスタスイッチとスレーブスイッチとが共通して行う処理である。

図１０に示すように、各スイッチ５１〜５４は、Ｓ６１０にて、当該スイッチのリングポートＰ１，Ｐ２の何れかから、他のスイッチが送信した異常通知フレームを受信したか否かを判定する。そして、異常通知フレームを受信していなければ、当該マスタスレーブ共通処理を終了する。

また、各スイッチ５１〜５４は、異常通知フレームを受信した場合には、Ｓ６２０に進み、受信した異常通知フレームを、当該スイッチのリングポートＰ１，Ｐ２のうち、異常通知フレームが受信された方とは異なる方から送信する。つまり、異常通知フレームをポートＰ１，Ｐ２間で転送する。そして、各スイッチ５１〜５４は、Ｓ６３０にて、受信した異常通知フレームに含まれていたスイッチのＩＤ（以下、受信ＩＤという）に基づいて、通信経路の異常区間を特定するための処理を行う。各スイッチ５１〜５４は、Ｓ６３０では、当該スイッチのリングポートＰ１，Ｐ２のうち、異常通知フレームが受信された方からみて、受信ＩＤのスイッチよりも１つ前に接続されているスイッチのＩＤを、当該スイッチのスイッチＩＤテーブル７７から特定する。そして、その特定したＩＤのスイッチと、受信ＩＤのスイッチとの間の通信経路に異常が生じていると特定する。

各スイッチ５１〜５４は、その後、当該マスタスレーブ共通処理を終了する。
尚、Ｓ６２０とＳ６３０の処理は、逆の順で実施されても良いし、並列的にして実施されても良い。

〈実施形態の作用〉
通信ネットワーク１では、各スイッチ５１〜５４が、図４と図５の処理を行うことにより、当該スイッチのスイッチＩＤテーブル７７を能動的に作成すると共に、マスタスイッチとスレーブスイッチとの何れかになる。

そして、スイッチ５１〜５４のうち、１つのマスタスイッチが図６の処理を行い、他のスレーブスイッチの各々が図８の処理を行うため、通信経路が正常でれば、マスタスイッチからの異常検出用フレームが通信経路を一定時間Ｔｉ毎に１周する。つまり、マスタスイッチの一方リングポートから一定時間Ｔｉ毎に送信される異常検出用フレームは、スレーブスイッチの各々を経由して、マスタスイッチの他方リングポートに戻ってくる。

更に、マスタスイッチは、図７と図１０の処理を行い、スレーブスイッチの各々は、図９と図１０の処理を行う。
マスタスイッチは、図７のＳ３１０の判定を行うことで、また、スレーブスイッチは、図９のＳ５１０の判定を行うことで、他のスイッチからのフレームを受信不能になったか否かを判定する。

そして、マスタスイッチは、他のスイッチからのフレームを受信不能になったと判定した場合には、当該スイッチの直前通信経路が異常であると特定すると共に、当該スイッチのＩＤを含む異常検知フレームをフレーム周回方向における次段のスイッチへ送信する。このマスタスイッチの機能は、図７のＳ３２０，Ｓ３３０によって実現される。

同様に、スレーブスイッチは、他のスイッチからのフレームを受信不能になったと判定した場合には、当該スイッチの直前通信経路が異常であると特定すると共に、当該スイッチのＩＤを含む異常検知フレームをフレーム周回方向における次段のスイッチへ送信する。このスレーブスイッチの機能は、図９のＳ５２０，Ｓ５３０によって実現される。

また、各スイッチは、他のスイッチからの異常検知フレームを受信すると、その受信した異常検知フレームをフレーム周回方向における次段のスイッチへ送信すると共に、異常通知フレームに含まれるスイッチのＩＤに基づいて、通信経路の異常区間を特定する。この各スイッチの機能は、図１０の６２０，Ｓ６３０によって実現される。

以下に、上記各処理による作用の具体例について説明する。
前提として、例えば、スイッチ５１とスイッチ５４との間の通信経路に異常が生じて、そのスイッチ５１，５４間でのフレーム伝送ができなくなったとする。具体的な故障内容としては、例えば通信線３４が断線したとする。そして、スイッチ５１，５４のうち、フレーム周回方向において下流側になる方が、スイッチ５１であるとする。つまり、図１における左回りの方向が、フレーム周回方向であるとする。

この場合、スイッチ５１は、スイッチ５４側のリングポートＰ２から、フレームを受信することができない状態となる。
ここで、上記の前提において、スイッチ５１がマスタスイッチであるとすると、スイッチ５１のリングポートＰ１は一方リングポートに該当し、スイッチ５１のリングポートＰ２は、他方リングポートに該当する。

このため、スイッチ５１は、図７のＳ３１０で否定判定して、図７のＳ３２０の処理により、当該スイッチ５１の直前通信経路が異常であると特定することとなる。詳しくは、スイッチ５１は、当該スイッチ５１のリングポートＰ２からみて最初に接続されているスイッチ５４と、当該スイッチ５１のリングポートＰ２との間の通信経路に異常が生じていると特定する。更に、スイッチ５１は、図７のＳ３３０の処理により、当該スイッチ５１のＩＤを含む異常通知フレームを、リングポートＰ１から送信することとなる。

すると、スイッチ５１から送信された異常通知フレームは、他のスイッチ５２〜５４に順次伝達される。そして、他のスイッチ５２〜５４は、図１０のＳ６３０の処理により、通信経路の異常区間を特定する。この例では、異常通知フレームにスイッチ５１のＩＤが含まれるため、各スイッチ５２〜５４は、スイッチ５４とスイッチ５１との間の通信経路に異常が生じていると特定することとなる。

一方、スイッチ５１がスレーブスイッチであるとすると、スイッチ５１のリングポートＰ２は上流側リングポートに該当し、スイッチ５１のリングポートＰ１は、下流側リングポートに該当する。

このため、スイッチ５１は、図９のＳ５１０で否定判定して、図９のＳ５２０の処理により、当該スイッチ５１の直前通信経路が異常であると特定することとなる。スイッチ５１は、スレーブスイッチであったとしても、当該スイッチ５１のリングポートＰ２からみて最初に接続されているスイッチ５４と、当該スイッチ５１のリングポートＰ２との間の通信経路に異常が生じていると特定することとなる。更に、スイッチ５１は、図９のＳ５３０の処理により、当該スイッチ５１のＩＤを含む異常通知フレームを、リングポートＰ１から送信することとなる。

すると、この場合にも、スイッチ５１から送信された異常通知フレームは、他のスイッチ５２〜５４に順次伝達され、他のスイッチ５２〜５４は、図１０のＳ６３０の処理により、スイッチ５４とスイッチ５１との間の通信経路に異常が生じていると特定することとなる。

〈実施形態の効果〉
通信ネットワーク１において、各スイッチ５１〜５４は、リング状の通信経路のどこかに異常が発生した場合に、その通信経路の異常区間を特定することができるようになる。

このため、各スイッチ５１〜５４は、他のスイッチの通常ポートＰ３，Ｐ４の先に接続されているＥＣＵを宛先とするフレーム（以下、中継対象フレームという）を中継する場合に、その中継対象フレームを以下のように送信することができる。

各スイッチ５１〜５４は、通信経路が正常である通常時には、中継対象フレームを、リングポートＰ１，Ｐ２の一方から送信する。
また、各スイッチ５１〜５４は、スイッチ間の通信経路の何れかに異常が発生した場合には、中継対象フレームを、リングポートＰ１，Ｐ２のうち、特定した異常な通信経路を回避する方から送信する。

例えば、各スイッチ５１〜５４は、当該スイッチの直前通信経路が異常であると特定した場合には、リングポートＰ１，Ｐ２のうち、その直前通信経路につながる方とは異なる方から、中継対象フレームを送信する。

また、各スイッチ５１〜５４が、どのスイッチの通常ポートにどのＥＣＵが接続されているかを特定可能な接続関係特定用情報を有していれば、以下の処理も行うことができる。即ち、各スイッチ５１〜５４は、接続関係特定用情報から、中継対象フレームの宛先のＥＣＵが通常ポートに接続されているスイッチ（以下、宛先スイッチという）を特定する。そして、各スイッチ５１〜５４は、リングポートＰ１，Ｐ２のうち、異常と特定した通信経路を通らずに宛先スイッチへフレームを伝送することができる方を選択し、その選択した方のリングポートから中継対象フレームを送信する。

このように構成することで、各スイッチ５１〜５４は、中継対象フレームを、リングポートＰ１，Ｐ２の両方から送信する必要がなく、トラフィック（即ち、伝送されるデータ量）を低減させることができる。そして、通信経路のどこかに異常が生じた場合にも、正常な通信を実現して、通信の信頼性を確保することができる。

一方、各スイッチ５１〜５４は、図４の処理と図５のＳ１１０〜Ｓ１５０の処理を行うため、当該スイッチのスイッチＩＤテーブル７７を能動的に作成することができる。よって、各スイッチ５１〜５４に備えられる不揮発性のメモリに、スイッチＩＤテーブル７７を予め記憶させておかなくても済む。このため、各スイッチ５１〜５４の接続順を任意に変えることができる。

また、各スイッチ５１〜５４は、図５のＳ１６０〜Ｓ１８０の処理を行うため、マスタスイッチとスレーブスイッチとが能動的に決定される。このため、マスタスイッチとスレーブスイッチとを予め決めておかなくても済む。つまり、マスタスイッチ用のスイッチと、スレーブスイッチ用のスイッチとを、予め区別して作成する必要が無い。

尚、本実施形態では、図６のＳ２１０〜Ｓ２３０が、異常検出用フレーム送信部の処理の一例に相当し、図７のＳ３１０〜Ｓ３３０が、マスタ用特定処理部の処理の一例に相当する。また、図８のＳ４１０，Ｓ４２０が、異常検出用フレーム転送部の処理の一例に相当し、図９のＳ５１０〜Ｓ５３０が、スレーブ用特定処理部の処理の一例に相当し、図１０のＳ６１０〜Ｓ６３０が、通知受信時処理部の処理の一例に相当する。また、図４のＳ１００が、接続情報作成用フレーム送信部の処理の一例に相当し、図５のＳ１３０，Ｓ１４０が、転送処理部の処理の一例に相当し、図５のＳ１５０が、接続情報作成部の処理の一例に相当する。また、図５のＳ１６０が、判定部の処理の一例に相当し、図５のＳ１７０，Ｓ１８０が、モード設定部の処理の一例に相当する。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されることなく、種々の形態を採り得る。また、ＥＣＵやスイッチやポート等の数は一例であり他の値でも良い。

例えば、スイッチ５１〜５４のうちの１つであるマスタスイッチは、異常検出用フレームを、リングポートＰ１，Ｐ２の各々から送信するようになっていても良い。また、スイッチＩＤテーブル７７は、各スイッチ５１〜５４の不揮発性メモリに予め記憶させておいても良い。その場合、各スイッチ５１〜５４は、図４，図５の処理を行う必要はない。また、マスタスイッチになるスイッチと、スレーブスイッチになるスイッチは、予め定められていても良い。また、各スイッチ５１〜５４の通常ポートＰ３，Ｐ４には、通信ノードとしてのＥＣＵが他のスイッチを介して接続されても良い。また、スイッチ５１〜５４は、当該スイッチの通常ポートから受信したフレームを、当該スイッチの他の通常ポートあるいは他のスイッチの通常ポートの先に接続されている通信ノードへ転送する機能を有していれば良く、通信プロトコルはイーサネット以外のプロトコルでも良い。

また、上記実施形態における１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素として分散させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に統合させたりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。なお、特許請求の範囲に記載した文言によって特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本発明の実施形態である。また、上述した通信ネットワーク及びスイッチの他、当該スイッチとしてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した媒体、通信経路の異常区間検出方法など、種々の形態で本発明を実現することもできる。

１…通信ネットワーク、５１〜５４…中継装置としてのスイッチ、Ｐ１〜Ｐ４…ポート、Ｐ１，Ｐ２…ポートのうちのリングポート、７５…メモリ、７７…スイッチＩＤテーブル

Claims (6)

1. フレームを送受信するための複数のポート（Ｐ１〜Ｐ４）を有する中継装置（５１〜５４）を、複数備え、前記複数の中継装置は、各中継装置の前記ポートのうちの２つである特定ポート（Ｐ１，Ｐ２）が、他の中継装置の前記特定ポート（Ｐ１，Ｐ２）に接続されることにより、リング状に接続された、通信ネットワーク（１）において、
   前記各中継装置の記憶部（７５）には、
   リング状に接続された他の中継装置の識別情報と、当該中継装置の前記特定ポートの少なくとも一方からみた前記他の中継装置の接続順とを表す接続情報（７７）が記憶され、
   前記複数の中継装置のうちの１つであるマスタ中継装置は、
   当該中継装置の前記特定ポートの一方である一方特定ポートから、異常検出用フレームを一定時間毎に送信する異常検出用フレーム送信部（Ｓ２１０〜Ｓ２３０）と、
   前記異常検出用フレーム送信部により前記異常検出用フレームが送信されてから、所定時間以内に、当該中継装置の前記特定ポートのうち、前記一方特定ポートとは異なる方である他方特定ポートから、前記異常検出用フレームが受信されず、且つ、他の中継装置が送信した異常通知フレームも受信されない場合に、前記他方特定ポートからみて最初に接続されている中継装置の識別情報を、当該中継装置の前記接続情報から特定して、その特定した識別情報の中継装置と前記他方特定ポートとの間の通信経路に異常が生じていると特定すると共に、当該中継装置の識別情報を含む異常通知フレームを前記一方特定ポートから送信するマスタ用特定処理部（Ｓ３１０〜Ｓ３３０）と、を備え、
   前記複数の中継装置のうち、前記マスタ中継装置以外の中継装置であるスレーブ中継装置の各々は、
   当該中継装置の前記特定ポートの何れかから前記異常検出用フレームが受信されると、その受信された異常検出用フレームを、当該中継装置の前記特定ポートのうち、前記異常検出用フレームが受信された方とは異なる方から送信する異常検出用フレーム転送部（Ｓ４１０，Ｓ４２０）と、
   当該中継装置の前記特定ポートの何れかから前記異常検出用フレームが受信されてから、所定時間以内に、当該中継装置の前記特定ポートのうち、前記異常検出用フレームが受信された方である上流側特定ポートから、前記異常検出用フレームが受信されず、且つ、他の中継装置が送信した前記異常通知フレームも受信されない場合に、前記上流側特定ポートからみて最初に接続されている中継装置の識別情報を、当該中継装置の前記接続情報から特定して、その特定した識別情報の中継装置と前記上流側特定ポートとの間の通信経路に異常が生じていると特定すると共に、当該中継装置の識別情報を含む異常通知フレームを、当該中継装置の前記特定ポートのうち、前記上流側特定ポートとは異なる方から送信するスレーブ用特定処理部（Ｓ５１０〜Ｓ５３０）と、を備え、
   更に、前記マスタ中継装置と前記スレーブ中継装置との各々は、
   当該中継装置の前記特定ポートの何れかから、他の中継装置が送信した前記異常通知フレームが受信されると、その受信された異常通知フレームを、当該中継装置の前記特定ポートのうち、前記異常通知フレームが受信された方とは異なる方から送信すると共に、当該中継装置の前記特定ポートのうち、前記異常通知フレームが受信された方からみて、前記受信された異常通知フレームに含まれていた識別情報の中継装置よりも１つ前に接続されている中継装置の識別情報を、当該中継装置の前記接続情報から特定して、その特定した識別情報の中継装置と、前記含まれていた識別情報の中継装置との間の通信経路に異常が生じていると特定する通知受信時処理部（Ｓ６１０〜Ｓ６３０）、を備え、
   前記各中継装置は、
   異常な通信経路が当該中継装置において特定されてから、他の中継装置のポートのうち、前記特定ポートではないポートである通常ポートの先に接続されている装置を宛先とする中継対象フレームを中継する場合には、当該中継装置に備えられた情報であって、どの中継装置の前記通常ポートにどの装置が接続されているかを特定可能な接続関係特定用情報から、前記中継対象フレームの宛先の装置が前記通常ポートに接続されている他の中継装置である宛先中継装置を特定し、更に、当該中継装置の前記特定ポートのうち、異常と特定された通信経路を通らずに前記宛先中継装置へフレームを伝送することができる方を選択して、その選択した方の特定ポートから前記中継対象フレームを送信するように構成されている、
   通信ネットワーク。
2. 請求項１に記載の通信ネットワークにおいて、
   前記スレーブ中継装置の各々に備えられた前記スレーブ用特定処理部で用いられる前記所定時間は、前記異常検出用フレームが１周する方向において前記マスタ中継装置からの中継装置の接続段数が多いスレーブ中継装置ほど、長い時間に設定されている、
   通信ネットワーク。
3. 請求項１又は請求項２に記載の通信ネットワークにおいて、
   前記各中継装置は、
   前記接続情報を作成するための接続情報作成用フレームとして、当該中継装置の識別情報を含む接続情報作成用フレームを、当該中継装置の前記特定ポートの少なくとも一方から送信する接続情報作成用フレーム送信部（Ｓ１００）と、
   当該中継装置の前記特定ポートの何れかから、他の中継装置が送信元の前記接続情報作成用フレームであって、当該中継装置の識別情報が含まれていない前記接続情報作成用フレームが受信されると、その受信された接続情報作成用フレームの識別情報格納用領域における空き領域の先頭に当該中継装置の識別情報を埋め込み、当該中継装置の前記特定ポートのうち、前記接続情報作成用フレームが受信された方とは異なる方から、当該中継装置の識別情報を埋め込こんだ後の前記接続情報作成用フレームを送信する転送処理部（Ｓ１３０，Ｓ１４０）と、
   当該中継装置の前記特定ポートの何れかから、当該中継装置の識別情報が含まれている前記接続情報作成用フレームが受信されると、その受信された接続情報作成用フレームの前記識別情報格納用領域に埋め込まれている他の中継装置の識別情報と、その識別情報の並び順とから、前記接続情報を作成して当該中継装置の前記記憶部に記憶する接続情報作成部（Ｓ１５０）と、を備えること、
   を特徴とする通信ネットワーク。
4. 請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の通信ネットワークにおいて、
   前記各中継装置は、当該中継装置の識別情報と、当該中継装置の前記接続情報が表す他の中継装置の識別情報とのうち、予め定められた条件を満たす１つの識別情報が、当該中継装置の識別情報であるか否かを判定する判定部（Ｓ１６０）を備え、
   前記判定部により肯定判定された中継装置が前記マスタ中継装置として機能し、前記判定部により否定判定された中継装置が前記スレーブ中継装置として機能するように構成されていること、
   を特徴とする通信ネットワーク。
5. フレームを送受信するための複数のポート（Ｐ１〜Ｐ４）を有する中継装置（５１〜５４）を、複数備え、前記複数の中継装置は、各中継装置の前記ポートのうちの２つである特定ポート（Ｐ１，Ｐ２）が、他の中継装置の前記特定ポート（Ｐ１，Ｐ２）に接続されることにより、リング状に接続された、通信ネットワーク（１）において、
   前記各中継装置として用いられる中継装置であって、
   当該中継装置の記憶部（７５）には、
   リング状に接続された他の中継装置の識別情報と、当該中継装置の前記特定ポートの少なくとも一方からみた前記他の中継装置の接続順とを表す接続情報（７７）が記憶され、
   当該中継装置は、
   当該中継装置の識別情報と、当該中継装置の前記接続情報が表す他の中継装置の識別情報とのうち、予め定められた条件を満たす１つの識別情報が、当該中継装置の識別情報であるか否かを判定する判定部（Ｓ１６０）と、
   前記判定部により肯定判定された場合には、当該中継装置の動作モードをマスタモードに設定し、前記判定部により否定判定された場合には、当該中継装置の動作モードをスレーブモードに設定するモード設定部（Ｓ１７０，Ｓ１８０）と、を備え、
   当該中継装置の動作モードが前記マスタモードに設定された場合に機能する部分として、
   当該中継装置の前記特定ポートの一方である一方特定ポートから、異常検出用フレームを一定時間毎に送信する異常検出用フレーム送信部（Ｓ２１０〜Ｓ２３０）と、
   前記異常検出用フレーム送信部により前記異常検出用フレームが送信されてから、所定時間以内に、当該中継装置の前記特定ポートのうち、前記一方特定ポートとは異なる方である他方特定ポートから、前記異常検出用フレームが受信されず、且つ、他の中継装置が送信した異常通知フレームも受信されない場合に、前記他方特定ポートからみて最初に接続されている中継装置の識別情報を、当該中継装置の前記接続情報から特定して、その特定した識別情報の中継装置と前記他方特定ポートとの間の通信経路に異常が生じていると特定すると共に、当該中継装置の識別情報を含む異常通知フレームを前記一方特定ポートから送信するマスタ用特定処理部（Ｓ３１０〜Ｓ３３０）と、を備え、
   当該中継装置の動作モードが前記スレーブモードに設定された場合に機能する部分として、
   当該中継装置の前記特定ポートの何れかから前記異常検出用フレームが受信されると、その受信された異常検出用フレームを、当該中継装置の前記特定ポートのうち、前記異常検出用フレームが受信された方とは異なる方から送信する異常検出用フレーム転送部（Ｓ４１０，Ｓ４２０）と、
   当該中継装置の前記特定ポートの何れかから前記異常検出用フレームが受信されてから、所定時間以内に、当該中継装置の前記特定ポートのうち、前記異常検出用フレームが受信された方である上流側特定ポートから、前記異常検出用フレームが受信されず、且つ、他の中継装置が送信した前記異常通知フレームも受信されない場合に、前記上流側特定ポートからみて最初に接続されている中継装置の識別情報を、当該中継装置の前記接続情報から特定して、その特定した識別情報の中継装置と前記上流側特定ポートとの間の通信経路に異常が生じていると特定すると共に、当該中継装置の識別情報を含む異常通知フレームを、当該中継装置の前記特定ポートのうち、前記上流側特定ポートとは異なる方から送信するスレーブ用特定処理部（Ｓ５１０〜Ｓ５３０）と、を備え、
   更に、当該中継装置の動作モードが前記マスタモードと前記スレーブモードとの何れに設定された場合にも機能する部分として、
   当該中継装置の前記特定ポートの何れかから、他の中継装置が送信した前記異常通知フレームが受信されると、その受信された異常通知フレームを、当該中継装置の前記特定ポートのうち、前記異常通知フレームが受信された方とは異なる方から送信すると共に、当該中継装置の前記特定ポートのうち、前記異常通知フレームが受信された方からみて、前記受信された異常通知フレームに含まれていた識別情報の中継装置よりも１つ前に接続されている中継装置の識別情報を、当該中継装置の前記接続情報から特定して、その特定した識別情報の中継装置と、前記含まれていた識別情報の中継装置との間の通信経路に異常が生じていると特定する通知受信時処理部（Ｓ６１０〜Ｓ６３０）、を備え、
   当該中継装置は、
   異常な通信経路が当該中継装置において特定されてから、他の中継装置のポートのうち、前記特定ポートではないポートである通常ポートの先に接続されている装置を宛先とする中継対象フレームを中継する場合には、当該中継装置に備えられた情報であって、どの中継装置の前記通常ポートにどの装置が接続されているかを特定可能な接続関係特定用情報から、前記中継対象フレームの宛先の装置が前記通常ポートに接続されている他の中継装置である宛先中継装置を特定し、更に、当該中継装置の前記特定ポートのうち、異常と特定された通信経路を通らずに前記宛先中継装置へフレームを伝送することができる方を選択して、その選択した方の特定ポートから前記中継対象フレームを送信するように構成されている、
   中継装置。
6. 請求項５に記載の中継装置において、
   前記接続情報を作成するための接続情報作成用フレームとして、当該中継装置の識別情報を含む接続情報作成用フレームを、当該中継装置の前記特定ポートの少なくとも一方から送信する接続情報作成用フレーム送信部（Ｓ１００）と、
   当該中継装置の前記特定ポートの何れかから、他の中継装置が送信元の前記接続情報作成用フレームであって、当該中継装置の識別情報が含まれていない前記接続情報作成用フレームが受信されると、その受信された接続情報作成用フレームの識別情報格納用領域における空き領域の先頭に当該中継装置の識別情報を埋め込み、当該中継装置の前記特定ポートのうち、前記接続情報作成用フレームが受信された方とは異なる方から、当該中継装置の識別情報を埋め込こんだ後の前記接続情報作成用フレームを送信する転送処理部（Ｓ１３０，Ｓ１４０）と、
   当該中継装置の前記特定ポートの何れかから、当該中継装置の識別情報が含まれている前記接続情報作成用フレームが受信されると、その受信された接続情報作成用フレームの前記識別情報格納用領域に埋め込まれている他の中継装置の識別情報と、その識別情報の並び順とから、前記接続情報を作成して当該中継装置の前記記憶部に記憶する接続情報作成部（Ｓ１５０）と、を備えること、
   を特徴とする中継装置。

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