JP7270859B2 - ネットワークシステム、通信方法、および、通信プログラム - Google Patents

Description

本開示は、ネットワークシステム、通信方法、および、通信プログラムに関する。

組込み機器を遠隔制御する際に用いる制御ネットワークの機器には、施工時に機器に対して手動でアドレスを割当てるものがある。しかし、手動でアドレスを割当てる場合、誤設定を起こし易いという問題がある。また、装置の組換えあるいは増設に伴ったネットワークの組換えが行われると、その度にアドレスを割当てし直す手間が発生していた。

ネットワーク機器のアドレス自動割当てには、一般的な手段としてＤＨＣＰ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｈｏｓｔ Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）が用いられる。ＤＨＣＰでは、ネットワークアドレスを割当てる主体のマスタ局（ＤＨＣＰサーバ）が、アドレス割当ての対象となるスレーブ機器（ＤＨＣＰクライアント）の固有アドレスを用いてアドレス割当を行う。マスタ局は、固有アドレスと割当てたいアドレスとの関係を記録した対応テーブルを用いて、各スレーブ局に任意のネットワークアドレスを割当てる。ここで言う固有アドレスとは、一般に使用されているＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）のレイヤ２プロトコルのＭＡＣアドレスを指す。

一方で、前述の制御ネットワークでは、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）を用いていないもの、あるいは手動で割当てられてきた都合で、固有アドレスを有さないスレーブ局機器が多く存在する。このような機器とネットワークのアドレス自動割当において、特許文献１では、デイジーチェーン接続のネットワークにおけるアドレス割当て方法が開示されている。特許文献１に開示された方法では、各スレーブ局が双方に接続可能な通信ポートを持つ。そして、それぞれの通信ポートを中継する機能と、中継機能を任意の方法で切断と中継を選択できる手段とを持ったネットワーク装置で、中継機能をコントロールしながらマスタ局がアドレスを割当てる方式を開示している。

特開２００８－２７８１７９号公報

特許文献１に開示されているアドレス割当方法では、マスタによるアドレス割当て処理が行われている。よって、アドレスの生成および保持といった管理処理が集中する。また、ツリー接続のネットワークにおいては、アドレス割当て時に機器位置の把握のためのルーティングの手段とスレーブ局の数に伴い増大するルーティングテーブルとをスレーブ局が保持する必要がある。

特許文献１では、アドレス設定管理の主体となるマスタ局とアドレスが設定される複数のスレーブ局があり、それらの自動アドレス割当方法とスレーブ局の故障時における局交換方法について開示されている。しかし、特許文献１では、局交換の検出およびアドレス再割当ての開始に人が介在するため、手動の処理が残る。またアドレス割当の処理負荷がマスタ局に集中するといった課題がある。

本開示では、固有のアドレスを持たないスレーブ局に対して、マスタ局およびスレーブ局といった通信局の接続関係を基準として自動的にアドレスを割当てることを可能とする。また、通信局の交換および追加時において、それを自動で検出して任意のアドレスを割当てることを可能とする。これにより、人が介在しない自動アドレス割当の手段を提供することを目的とする。

本開示に係るネットワークシステムは、複数の通信局から成るネットワークシステムにおいて、
前記複数の通信局は、通信ポートを１以上有するマスタ局と通信ポートを２以上有するスレーブ局とを含み、
前記複数の通信局の各通信局は、
自局が有する２以上の通信ポートを中継する中継装置であって中継切断状態とすることが可能な中継装置を備え、
前記スレーブ局は、
初期状態において前記中継装置を中継切断状態とし、自局に対するアドレスの割当てを要求する割当て要求を送信し、
前記マスタ局は、
隣接するスレーブ局からの割当て要求に応じて前記スレーブ局にアドレス割当てを行い、割当てたアドレスを含む割当て要求応答を送信し、
前記スレーブ局は、
前記割当て要求応答を受信すると、前記割当て要求応答に含まれるアドレスをメモリに記憶するとともに、前記中継装置を中継状態とし、
前記スレーブ局は、
自局に対するアドレスの割当てが完了した後に前記割当て要求を受信すると、前記割当て要求を中継せずに、前記割当て要求の送信元のスレーブ局にアドレス割当てを行い、割当てたアドレスを含む割当て要求応答を送信する。

本開示に係るネットワークシステムでは、スレーブ局に対して隣接する通信局により適切にアドレスの割当てを行うことができる。よって、本開示に係るネットワークシステムによれば、固有のアドレスを持たないスレーブ局に対しても、マスタ局に処理負荷が集中することなくアドレスの割当てを行うことができる。

実施の形態１に係る通信局の構成の例を示す図。 実施の形態１に係る通信局の構成の別例を示す図。 実施の形態１に係る通信局を用いたネットワークシステムのネットワーク構成例１を示す図。 実施の形態１に係る通信局を用いたネットワークシステムのネットワーク構成例２を示す図。 実施の形態１に係る通信局を用いたネットワークシステムのネットワーク構成例３を示す図。 実施の形態１に係るネットワークシステムの通信処理を示すシーケンス図。 実施の形態１に係るネットワークシステムの通信処理を示すシーケンス図。 実施の形態２に係るネットワークシステムの通信処理を示すシーケンス図。 実施の形態３に係るネットワーク構成例４を示す図。 実施の形態３に係るネットワークシステムの通信処理を示すシーケンス図。 実施の形態３に係るネットワークシステムの通信処理を示すシーケンス図。 実施の形態３に係るネットワークシステムの通信処理を示すシーケンス図。 実施の形態３に係るネットワークシステムの通信処理を示すシーケンス図。 実施の形態４に係るネットワーク構成例４にアドレス割当処理が実施された状態を示す図。 実施の形態５に係るネットワークシステムの通信処理を示すシーケンス図。 実施の形態６に係るネットワークシステムの通信処理を示すシーケンス図。 実施の形態７に係るネットワーク構成例４にアドレス割当処理が実施された状態でスレーブ局６が挿入された状態を示す図。 実施の形態７に係るネットワークシステムの通信処理を示すシーケンス図。

以下、本実施の形態について、図を用いて説明する。各図中、同一または相当する部分には、同一符号を付している。実施の形態の説明において、同一または相当する部分については、説明を適宜省略または簡略化する。

実施の形態１．
＊＊＊構成の説明＊＊＊
図１は、本実施の形態に係る通信局１００の構成の例である。
通信局１００は、ネットワークシステム５００が備えるネットワーク機器である。

通信局１００は、通信部１１０と、通信局１００の制御を行うプロセッサ１２０を備える。プロセッサ１２０はＣＰＵである。ＣＰＵは、Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔの略語である。また、図示はないが、通信局１００は、不揮発性の記憶装置を備える。
通信部１１０は、通信ポート１１を備える。通信部１１０は、通信ポート１１を２以上有する場合、それらの通信ポート１１を中継する中継装置１２である通信制御マイクロコンピュータを有する。中継装置１２は、複数の通信ポート１１を中継あるいは中継切断をすることができる。

プロセッサ１２０はメモリ２０を備える。メモリ２０にはアドレステーブル２１、自己アドレス２２、および割当てルール２３が記憶されている。

ネットワークシステム５００は、通信局１００をネットワーク機器として用いる。ネットワークシステム５００は、１台以上のマスタ局と１台以上のスレーブ局から構成される。ネットワークシステム５００は、デイジーチェーン接続もしくはツリー接続されたネットワークを有する。マスタ局は１以上、スレーブ局は２以上の通信ポート１１を有する。また、通信ポート１１の中継機能切断時でも、スレーブ局のプロセッサ１２０あるいは中継装置１２である通信制御マイクロコンピュータが通信データを解析することができる。

図２は、本実施の形態に係る通信局１００の構成の別例である。
図１に示すように、中継装置１２は、通信部１１０の通信回路に通信制御マイクロコンピュータとして実装できる。あるいは、図２に示すように、通信ポート１１を制御するプロセッサ１２０が中継の可否を判断する中継装置の機能を備えた回路構成であってもよい。
また、図１および図２では、通信ポートが２個記載されているが、通信ポートが３以上あり、それぞれの中継切断を選択できる中継機能を有していてもよい。

各通信局１００は、通信ポート１１を通信線によりデイジーチェーン接続もしくはツリー接続される。通信局１００が備える通信ポート１１は、通信線が接続されていることを検出することができる。

図３は、本実施の形態に係る通信局１００を用いたネットワークシステム５００のネットワーク構成例１である。
図４は、本実施の形態に係る通信局１００を用いたネットワークシステム５００のネットワーク構成例２である。
図５は、本実施の形態に係る通信局１００を用いたネットワークシステム５００のネットワーク構成例３である。
図３では、マスタ局１０１を１台、スレーブ局１０２を３台接続した例となっている。また、通信局１００が持つポートの数によって、図３以外の接続パターンがある。図４ではマスタ局に通信ポートが２ある場合、図５ではスレーブ局にポートが３以上ある場合を示している。

また、図１におけるアドレステーブル２１には、ポート番号、アドレス、保有ポート番号、および隣接アドレスが設定されている。アドレステーブル２１は、アドレス情報と通信ポート接続関係を格納するテーブルである。アドレステーブル２１は、登録できる件数が可変となっている。また、アドレステーブル２１は起動時に空であるが、システム終了時に不揮発性の記憶装置に保存することで、２回目以降の起動時にも再利用することができる。

＊＊＊動作の説明＊＊＊
次に、本実施の形態に係るネットワークシステム５００の動作について説明する。ネットワークシステム５００の動作手順は、ネットワークシステム５００に用いられる通信方法に相当する。また、ネットワークシステム５００の動作を実現するプログラムは、ネットワークシステム５００に用いられる通信プログラムに相当する。
なお、通信プログラムは、通信局１００のプロセッサ１２０により実行させる。すなわち、本実施の形態に係るネットワークシステム５００の機能は、通信局１００の備える通信部、プロセッサ、およびメモリといったハードウェアが協働することにより実現される。本実施の形態に係るネットワークシステム５００の機能を実現するプロセッサ、およびメモリ２０といったハードウェアを、プロセッシングサーキットリともいう。

本実施の形態に係るネットワークシステム５００は、図３のネットワーク構成例１を有している。
ネットワークシステム５００において、通信局１００は、起動後、記憶装置に過去に設定し保存したアドレス情報がなければ、アドレステーブル２１を空の状態にする。また、通信局１００は、過去に設定し記憶装置に保存したアドレス情報があれば、アドレステーブル２１に読み出して使用する。また、スレーブ局の中継装置は全て中継切断状態とする。

図６および図７は、本実施の形態に係るネットワークシステム５００の通信処理を示すシーケンス図である。図６および図７は、連続したシーケンス図であるものとする。
図６および図７では、図３のネットワーク構成例１における通信処理であるアドレス割当て処理を示している。

図６および図７におけるアドレス割当て処理の概要について説明する。
ネットワークシステム５００は、複数の通信局から成るシステムである。複数の通信局には、通信ポートを１以上有するマスタ局と通信ポートを２以上有するスレーブ局とが含まれる。複数の通信局の各通信局は、自局が有する２以上の通信ポートを中継する中継装置であって中継切断状態とすることが可能な中継装置を備える。
スレーブ局は、初期状態において中継装置を中継切断状態とし、自局に対するアドレスの割当てを要求する割当て要求を送信する。
マスタ局は、隣接するスレーブ局からの割当て要求に応じて、スレーブ局にアドレス割当てを行い、割当てたアドレスを含む割当て要求応答を送信する。
スレーブ局は、割当て要求応答を受信すると、割当て要求応答に含まれる自局のアドレスをメモリに記憶するとともに、中継装置を中継状態とする。

スレーブ局は、自局に対するアドレスの割当てが完了した後に、割当て要求を受信すると、中継状態であっても割当て要求を中継せずに、割当て要求の送信元のスレーブ局にアドレス割当てを行い、割当てたアドレスを含む割当て要求応答を送信する。

複数の通信局の各通信局は、アドレスの割当てルールを表す割当てルールをメモリに記憶する。
マスタ局およびスレーブ局といった通信局は、割当てルールにしたがって割当て要求の送信元のスレーブ局にアドレス割当てを行う。

マスタ局は、生存確認要求を送信する。
スレーブ局は、生存確認要求を受信すると、中継可能であれば生存確認要求を中継するとともに自局のアドレスを含む生存確認要求応答を送信する。
スレーブ局は、中継切断状態であれば、生存確認要求あるいは割当て要求を中継せずに廃棄する。

マスタ局は、生存確認要求応答の送信元のスレーブ局の存在を検出し、送信元のスレーブ局からの生存確認要求応答に基づいて、存在を検出したスレーブ局の接続関係を隣接局情報として取得し、隣接局情報をスレーブ局に通知する。
隣接局情報は、各スレーブ機器が隣接する局との接続情報である。例として、アドレス５のスレーブ局は、通信ポート１側にアドレス４のスレーブ局が、通信ポート２側にアドレス６のスレーブ局が接続している、といった情報である。マスタ局は、生存確認要求をブロードキャストすることで、応答可能、すなわち既にアドレスが割り当てられたスレーブ局より、この隣接局情報を収集する。

アドレステーブル２１は、前述の生存確認要求応答によってマスタ局に収集された隣接局情報に基づいて、マスタ局により生成される。マスタ局が持つアドレステーブル２１は適宜スレーブ局に配送される。
スレーブ局はマスタ局と同じアドレステーブル２１を持つことがある。しかし、メモリ量などを勘案し、マスタ局は、部分的（スレーブ局Ｘに隣接する範囲のみ）なアドレステーブルしか送らないことがある。後者の場合、スレーブ局は既にアドレステーブル２１を持っているので確認の意味で送信するものである。マスタ局ではすべての情報を持っているので不一致が無いか確認される。

次に図６および図７におけるアドレス割当て処理について具体的に説明する。
各スレーブ局はマスタ局がどちらのポートにつながっているかわからないため、すべてのポートに対してアドレスの割当て要求をタイマなどにより一定間隔で送信する（ステップＳ１０１）。割当て要求は、アドレス割当て要求ともいう。
この時、マスタ局以外のスレーブ局は、起動終了後の中継装置が中継切断状態であることから、割当て要求を破棄する（ステップＳ１０４）。

マスタ局は、隣接したスレーブ局（図６ではスレーブ局１）より割当て要求を受け取ると、マスタ局内に初期設定された開始アドレスと割当てルールとによりスレーブ局（図６ではスレーブ局１）に割当てるアドレスを決定する。そして、マスタ局は、割当て要求を受け取った通信ポートから、決定したアドレスを含む割当て要求応答を送出する（ステップＳ１０２）。割当てルールとは、初期設定された開始アドレスに対して、加算および減算といった次のアドレスを生成するためのルールである。割当てルールは生成したアドレスとともに割当て要求応答として、隣接の通信局に送られる。以下において隣接する通信局を隣接局という場合がある。また、割当てルールは、ネットワークの系の中で統一されたルールがあらかじめ各通信局にインプットされていれば配送が不要である。

隣接のスレーブ局は、割当て要求応答を受信して解析する。割当て要求応答を受け取ったスレーブ局は、割当てられたアドレスを自己のアドレスとして使用し、割当てルールがある場合はこれを保持する。割当て要求応答を受け取った隣接局は、中継装置を中継状態にし、割当て要求応答を受け取った通信ポートを記憶しておく（ステップＳ１０３）。

スレーブ局１はマスタ局から送信される隣接局通知（ステップＳ１１０）を受け取り、自己のアドレステーブルを更新する（ステップＳ１１１）。

スレーブ局２はスレーブ局１と同様に、初期状態ではどちらの通信ポートがマスタ局に近いかわからないため、すべての通信ポートから割当て要求をタイマなどにより一定間隔で送信する（ステップＳ１１２）。

スレーブ局１は割当て要求を受信し、自己のアドレスと割当てルールを参照し、スレーブ局２に割当てるべきアドレスを計算し、割当て要求を受信した通信ポートから割当て要求応答を送信する。割当て要求応答はスレーブ局２に割当てるアドレスと割当てルールを含む。また、割当て要求を受信したスレーブ局は中継しない（ステップＳ１１３）。

割当て要求応答を受信したスレーブ局は、受信した割当て要求応答から自己にアドレスを割当て、割当てルールを保持する（ステップＳ１１４）。
スレーブ局２が送信した割当て要求はスレーブ局３も受信するが、中継切断状態のため、割当て要求を破棄し割当て要求応答をスレーブ局２に返さない（ステップＳ１１５）。

スレーブ局３は、通信ポートを２以上有しているが、通信線が１つしか接続されていないため、図３では割当て要求は通信線が接続されている１つの通信ポートから送信される（ステップＳ１２３）。
スレーブ局２は、割当て要求を受け取り、前述した方法で割当て要求応答を返す（ステップＳ１２４）。
割当て要求応答を受け取ったスレーブ局３は中継装置を中継状態にし、自己のアドレスを設定し、割当てルールを保持する（ステップＳ１２５）。

マスタ局は、タイマ制御により、定期的に生存確認要求を全スレーブ局に対して送信する（ステップＳ１０５，Ｓ１１６，Ｓ１２６）。
生存確認要求を受け取ったスレーブ局は、自己のアドレス割当てが完了し、中継状態にあることを確認する。そして、スレーブ局は、割当てられた自己のアドレスと自己の把握している隣接局情報を生存確認要求応答に含めてマスタ局に送信する（ステップＳ１０６，Ｓ１１７，Ｓ１１９，Ｓ１２７，Ｓ１２８，Ｓ１２９）。アドレス割当てが完了しておらず、中継切断状態である場合は応答しない（ステップＳ１０８，Ｓ１２０，Ｓ１２９）。隣接局情報とは、自己の有する通信ポートと通信ポートの先に接続されている隣接局アドレスを含む。

タイマ制御の設定間隔により、アドレス割当てフロー中に生存確認要求が送信され、スレーブ局が受信することがある。この場合、アドレス設定が完了し、中継状態になっているスレーブ局のみが応答する。ステップＳ１２９では、スレーブ局３は、中継先の通信ポートが未接続状態のため要求データである生存確認要求を中継せず破棄し、生存確認要求応答を送信する。

生存確認要求を受け取ったマスタ局は、送信元のスレーブ局がネットワークに参加していることを検出する。そして、マスタ局はアドレステーブルのアドレス一覧と該当アドレスの隣接局情報を更新する（ステップＳ１０７，Ｓ１１８，Ｓ１３０）。

マスタ局は隣接局情報を更新した際、更新に該当するアドレスのスレーブ局にそのスレーブ局の隣接局アドレスを含めた隣接局通知を送信する（ステップＳ１１０，Ｓ１２１，Ｓ１３１）。
隣接局通知を受信したスレーブ局は、自己の隣接局情報を保持する（ステップＳ１１１，Ｓ１２２，Ｓ１３２）。

以上のネットワークシステム５００の通信処理であるアドレス割当て処理により、スレーブ局に固有のアドレスが無くとも接続関係に基づいたアドレス割当てが可能となる。

＊＊＊ハードウェアの詳細説明＊＊＊
ここで、通信局のハードウェアについて詳しく説明する。
プロセッサは、通信プログラムを実行する装置である。通信プログラムは、アドレス割当プログラムともいう。
プロセッサは、演算処理を行うＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）である。プロセッサの具体例は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）である。

メモリは、データを一時的に記憶する記憶機器である。メモリの具体例は、ＳＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、あるいはＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）である。
不揮発性の記憶装置は補助記憶装置ともいう。補助記憶装置の具体例は、ＨＤＤである。また、補助記憶装置は、ＳＤ（登録商標）メモリカード、ＣＦ、ＮＡＮＤフラッシュ、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ブルーレイ（登録商標）ディスク、ＤＶＤといった可搬の記憶媒体であってもよい。なお、ＨＤＤは、Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅの略語である。ＳＤ（登録商標）は、Ｓｅｃｕｒｅ Ｄｉｇｉｔａｌの略語である。ＣＦは、ＣｏｍｐａｃｔＦｌａｓｈ（登録商標）の略語である。ＤＶＤは、Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋの略語である。

通信局は、入力インタフェースを有していてもよい。入力インタフェースは、マウス、キーボード、あるいはタッチパネルといった入力装置と接続されるポートである。入力インタフェースは、具体的には、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）端子である。

通信局は、出力インタフェースを有していてもよい。出力インタフェースは、ディスプレイといった出力機器のケーブルが接続されるポートである。出力インタフェースは、具体的には、ＵＳＢ端子またはＨＤＭＩ（登録商標）（Ｈｉｇｈ Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）端子である。ディスプレイは、具体的には、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）である。

通信プログラムは、ネットワークシステム５００において実行される。通信プログラムは、プロセッサに読み込まれ、プロセッサによって実行される。メモリには、通信プログラムだけでなく、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）も記憶されている。プロセッサは、ＯＳを実行しながら、通信プログラムを実行する。通信プログラムおよびＯＳは、補助記憶装置に記憶されていてもよい。補助記憶装置に記憶されている通信プログラムおよびＯＳは、メモリにロードされ、プロセッサによって実行される。なお、通信プログラムの一部または全部がＯＳに組み込まれていてもよい。

通信局１００は、プロセッサを代替する複数のプロセッサを備えていてもよい。これら複数のプロセッサは、通信プログラムの実行を分担する。それぞれのプロセッサは、プロセッサと同じように、通信プログラムを実行する装置である。

通信プログラムにより利用、処理または出力されるデータ、情報、信号値および変数値は、メモリ、補助記憶装置、または、プロセッサ内のレジスタあるいはキャッシュメモリに記憶される。

通信プログラムは、アドレス割当て処理（通信処理）を、コンピュータに実行させる。アドレス割当て処理の「処理」を「プログラム」、「プログラムプロダクト」、「プログラムを記憶したコンピュータ読取可能な記憶媒体」、または「プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体」に読み替えてもよい。また、アドレス割当方法（通信方法）は、ネットワークシステム５００が通信プログラムを実行することにより行われる方法である。
通信プログラムは、コンピュータ読取可能な記録媒体に格納されて提供されてもよい。また、通信プログラムは、プログラムプロダクトとして提供されてもよい。

＊＊＊他の構成＊＊＊
通信局１００は、プロセッサとして電子回路を備えていてもよい。
電子回路は、アドレス割当て機能を実現する専用の電子回路である。電子回路は、具体的には、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ロジックＩＣ、ＧＡ、ＡＳＩＣ、または、ＦＰＧＡである。ＧＡは、Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙの略語である。ＡＳＩＣは、Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔの略語である。ＦＰＧＡは、Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙの略語である。

別の変形例として、アドレス割当て機能の一部の機能が電子回路で実現され、残りの機能がソフトウェアで実現されてもよい。また、アドレス割当て機能の一部またはすべての機能がファームウェアで実現されてもよい。

プロセッサと電子回路の各々は、プロセッシングサーキットリとも呼ばれる。つまり、アドレス割当て機能は、プロセッシングサーキットリにより実現される。

＊＊＊本実施の形態の効果の説明＊＊＊
以上のように、本実施の形態に係るネットワークシステム５００では、通信ポートとＣＰＵといったプロセッサを有し、アドレステーブルを記憶装置上に保持する機構を具備する通信局により構成される。通信局は、２以上の通信ポートを有する場合はそれらの通信ポートを中継する機能を有し、また前記の中継の機能は任意の手段によって中継切断することが可能である。
ネットワークシステム５００は、通信ポートを１以上有するマスタ局と通信ポートを２以上有するスレーブ局とがあり、１台以上のマスタ局と１台以上のスレーブ局がデイジーチェーン状に接続される。もしくは、スレーブ局が３以上の通信ポートを有しており、１台以上のマスタ局と１台以上のスレーブ局がツリー状に接続されるネットワークシステムである。
マスタ局とスレーブ局は隣接局のアドレスを決定して割当てる機能を有し、システムの起動後あるいは任意のタイミングで、マスタ局は、隣接するスレーブ局の要求に応じてマスタ局に隣接するスレーブ局にアドレス割当てを行う。アドレス割当てが完了したスレーブ局は隣接するスレーブ局の要求に応じて隣接するスレーブ局のアドレスを決定して割当てる。

また、本実施の形態に係るネットワークシステム５００では、マスタ局がすべてのスレーブ局に対して一定間隔で生存確認要求を行う。生存確認要求を受け取ったスレーブ局は自己の情報をマスタ局に送信することで、マスタ局はスレーブ局の情報を収集する。そして、マスタ局は、スレーブ局がネットワーク上に存在することを確認しつつ、前述の収集したスレーブ局の情報を基にスレーブ局の接続関係を把握し、隣接局通知としてスレーブ局に通知する。

本実施の形態に係るネットワークシステム５００の通信処理により、スレーブ局に固有のアドレスが無くとも接続関係に基づいたアドレス割当てが可能となる。
また、本実施の形態に係るネットワークシステム５００では、スレーブ局に対して隣接する通信局により適切にアドレスの割当てを行うことができる。
よって、本実施の形態に係るネットワークシステム５００によれば、固有のアドレスを持たないスレーブ局に対しても、マスタ局に処理負荷が集中することなくアドレスの割当てを行うことができる。

実施の形態２．
本実施の形態では、主に、実施の形態１と異なる点および実施の形態１に追加する点について説明する。
本実施の形態において、実施の形態１と同様の機能を有する構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。

本実施の形態は、実施の形態１で自動アドレス割当てが終わった状態で、図３に示したネットワーク構成例１でスレーブ局２を取り外し、一定時間後にスレーブ局を元の接続関係で再接続する際の動作を示す。
マスタ局は、生存確認要求応答に基づいてスレーブ局の存否を検出し、隣接局情報を更新する。マスタ局は、生存確認要求に対して、スレーブ局から生存確認要求応答が無かった際にスレーブ局の取り外しあるいは再接続を検出する。そして、マスタ局は、検出結果よりアドレスの再割り当てを自動的に行う。

図８は、本実施の形態に係るネットワークシステム５００の通信処理を示すシーケンス図である。
図８は本実施の形態のスレーブ局２の再接続時のフローである。

実施の形態１で説明したアドレス割当て処理が終了し、すべてのスレーブ局にアドレスが割当てられている状態でスレーブ局２を取り外す（ステップＳ１３３）。
実施の形態１で説明したように、マスタ局はタイマ制御により一定時間ごとに生存確認要求を送信する（ステップＳ１３４）。

スレーブ局１は生存確認要求を受信した後、アドレス割当てが完了し、中継状態にあることを確認し、両方に該当する場合は、割当てられた自己アドレスと自己の把握している隣接局情報を生存確認要求応答に含めてマスタ局に送信する（ステップＳ１３５）。この時、生存確認要求を受信していない通信ポートは、スレーブ局２との接続状態から接続状態にないことを検出しているため、生存確認要求を中継しない。

マスタ局は一定時間の後、スレーブ局２以降からの生存確認要求応答がないことを検出する（ステップＳ１３６）。生存確認要求応答がないことから、マスタ局は、生存確認要求を再度送信する（ステップＳ１３７）。再送信する生存確認要求は、任意の回数、あるいは時間間隔を空けて送信し、任意の回数の間に応答が無ければスレーブ局２がネットワークから完全に離脱したと判断してアドレステーブルからアドレスと接続情報を削除する。

マスタ局が生存確認要求を任意の回数の上限に達する前にスレーブ局を接続する（ステップＳ１４０）。
スレーブ局２は、一定時間内にマスタからの生存確認要求を受け取っていないことを検出し、割当て要求を送信する（ステップＳ１４１）。このとき、通信線が前回と同じ様に接続しているか不明であるため、スレーブ局２の持つすべての通信ポートから割当て要求を送信する。

スレーブ局１は割当て要求を受信し、自己のアドレスと割当てルールを参照し、スレーブ局２に割当てるべきアドレスを計算し、要求を受信したポートから割当て要求応答を送信する（ステップＳ１４２）。割当て要求応答にはスレーブ局２に割当てるアドレスと割当てルールを含む。
スレーブ局２は、割当てルールによりどちらかのアドレスを設定し、中継装置を中継状態にする（ステップＳ１４３）。また、割当て要求を受信したスレーブ局は中継しない。

スレーブ局３は、割当て要求を受信するが、自己が割当て要求応答を受け取った通信ポートからの割当て要求の受信のため、要求を破棄する（ステップＳ１４４）。また、割当て要求は中継しない。

マスタ局は、タイマ制御により定期的に生存確認要求を送信する（ステップＳ１４５）。

生存確認要求を受信したスレーブ局は、生存確認要求を受信した後、アドレス割当てが完了し、中継状態にあることを確認する。両方に該当する場合は、生存確認要求を受信したスレーブ局は、割当てられた自己アドレスと自己の把握している隣接局情報を生存確認要求応答に含めてマスタ局に送信する。生存確認要求応答を送信する（ステップＳ１４６，Ｓ１４７，Ｓ１４８）。

マスタ局は受け取った生存確認要求応答からスレーブ局２を検出し、アドレステーブルの更新をする（ステップＳ１４９）。
マスタ局は隣接局情報を更新した際、更新に該当するアドレスのスレーブ局にそのスレーブの隣接局アドレスを含めた隣接局通知を送信する。
隣接局通知を受信したスレーブ局は、自己の隣接局情報を保持する。

＊＊＊本実施の形態の効果の説明＊＊＊
以上のように、本実施の形態に係るネットワークシステム５００では、スレーブ局の取り外しの検出と再接続を可能にする。

実施の形態３．
本実施の形態では、主に、実施の形態１，２と異なる点および実施の形態１，２に追加する点について説明する。
本実施の形態において、実施の形態１，２と同様の機能を有する構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。

図９は、本実施の形態に係るネットワーク構成例４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５００は、図９で示すような分岐構成のあるツリー接続を有する。図９のネットワークシステム５００は、起動後、記憶装置に過去に設定し保存したアドレス情報がなければ、アドレステーブルを空の状態にし、過去に設定し保存したアドレス情報があればアドレステーブルに読み出して使用する。また、スレーブ局の中継装置は全て中継切断状態とする。

図１０から図１３は、本実施の形態に係るネットワークシステム５００の通信処理を示すシーケンス図である。図１０から図１３は、連続したシーケンス図であるものとする。
図１０から図１３は、図９のネットワーク構成例４のアドレス割当て処理である。

各スレーブ局はマスタ局がどちらのポートにつながっているかわからないため、すべてのポートに対して割当て要求をタイマなどにより一定間隔で送信する。この時、マスタ局以外のスレーブ局は、起動終了後の中継機能が切断状態であることから、割当て要求を破棄する。

マスタ局は、隣接したスレーブ局（図９ではスレーブ局１）より割当て要求を受け取る（ステップＳ５１）と、マスタ局内に初期設定された開始アドレスと、割当てルールによりスレーブ局（図９ではスレーブ局１）に割当てるアドレスを決定する。マスタ局は、要求を受け取ったポートから割当て要求応答を送出する（ステップＳ５２）。

隣接スレーブ局は、割当て要求応答を受信して解析し、割当てアドレスを自己のアドレスとして使用し、割当てルールがある場合はこれを保持する。割当て要求応答を受け取った隣接局は、中継装置を中継状態にし、応答を受け取ったポートを記憶しておく（ステップＳ５３）。
スレーブ局１はマスタ局から送信される隣接局通知を受け取り、自己のアドレステーブルを更新する。

スレーブ局２とスレーブ局３はスレーブ局１の分岐ポート（通信ポート１、２）に接続されている。スレーブ局２は接続のあるポートから割当て要求をタイマなどにより一定間隔で送信する（ステップＳ６１）。また、スレーブ局３は、初期状態ではどちらの通信ポートがマスタ局に近いかわからないため、すべてのポートから割当て要求をタイマなどにより一定間隔で送信する（ステップＳ７１）。

スレーブ局１はスレーブ局２とスレーブ局３から割当て要求を受信する（ステップＳ６２，Ｓ７２）。受信した割当て要求を受け取った通信ポート（通信ポート１、２）が、スレーブ局１の内部で管理している通信ポート番号（管理ポート番号）が小さい順に割当て要求の処理をする。この場合は、通信ポート１が該当する。自己のアドレスと割当てルールを参照し、割当てるべきアドレスを計算し、要求を受信したポートから割当て要求応答を送信する。割当て要求応答にはスレーブ局２に割当てるアドレスと割当てルールを含む。また、割当て要求を受信したスレーブ局は中継しない。

割当て要求応答を受信したスレーブ局２は、受信した応答データから自己にアドレスを割当て、割当てルールを保持する（ステップＳ６３）。
スレーブ局２は、アドレス割当てを完了し、中継装置を中継状態にするが、自己に接続される他のスレーブ局が無いことから、一つ前の局に対してアドレス割当て完了応答を送る（ステップＳ６４）。

スレーブ局１は、アドレス割当て完了応答を受信し、スレーブ局２が接続されている通信ポートの全スレーブ局のアドレス割当てが完了したことを認識する。これにより、スレーブ局１は自己が有する通信ポートの中で次に管理ポート番号が小さい通信ポート（通信ポート２）から受け取った割当て要求の処理をする（ステップＳ６５）。

割当て要求応答を受け取ったスレーブ局３は中継装置を中継状態にし、アドレスの設定と割当てルールを保持する（ステップＳ７３）。

前述の時、スレーブ局３は、スレーブ局４とスレーブ局５より割当て要求を受信する（ステップＳ８１，Ｓ９１）。スレーブ局１の時の処理と同様に、管理ポート番号が小さい順（通信ポート１から順）にアドレス割当て処理を行う（Ｓ８２，Ｓ９２）。
前述の処理では、スレーブ局４が接続される管理ポート番号が小さいため、アドレス割当てがスレーブ局４から完了する。

割当て要求応答を受け取ったスレーブ局４は中継装置を中継状態にし、アドレスの設定と割当てルールを保持し、中継装置を中継状態にする（ステップＳ８３）。また、スレーブ局４は自己に接続される他のスレーブ局が無いことから、一つ前の局に対してアドレス割当て完了応答を送る（ステップＳ８４）。

スレーブ局３は、アドレス割当て完了応答を受信し、スレーブ局４が接続されている通信ポートの全スレーブ局のアドレス割当てが完了したことを認識する。これにより、スレーブ局３は自己が有する通信ポートの中で次に管理ポート番号が小さい通信ポート（通信ポート２）から受け取った割当て要求の処理をする（ステップＳ８５）。

スレーブ局３は、スレーブ局５の割当て要求を処理し、スレーブ局５にアドレスを割当てる（ステップＳ９２）。
割当て要求応答を受け取ったスレーブ局５は中継装置を中継状態にし、アドレスの設定と割当てルールを保持する（ステップＳ９３）。スレーブ局５は、中継装置を中継状態にするが、自己に接続される他のスレーブ局が無いことから、一つ前の局に対してアドレス割当て完了要求を送る（ステップＳ９４）。

スレーブ局３は、アドレス割当て完了応答を受信し、スレーブ局５が接続されている通信ポートの全スレーブ局のアドレス割当てが完了したことを認識する。さらに、スレーブ局３は、自己が有する通信ポートのすべてでアドレス割当てを完了したことを認識し、一つ前の局に対して、アドレス割当て完了応答を送る（ステップＳ９５）。
前述により、スレーブ局１はアドレス割当て完了応答を受け取り、自己が有する通信ポートのすべてでアドレス割当てを完了したことを認識し、一つ前の局に対して、アドレス割当て完了応答を送る（ステップＳ９６）。
前述により、マスタ局はアドレス割当て完了要求を受け取り、すべてのスレーブ局がアドレス割当てを完了したことを認識することで、アドレス割当てを完了する（ステップＳ９７）。

また、マスタ局は、タイマ制御により、定期的に生存確認要求を全スレーブ局に対して送信する（ステップＳ９８）。ここでは、ステップＳ９７の後に生存確認要求を全スレーブ局に対して送信する場合を例に説明する。

生存確認要求を受け取ったスレーブ局は、アドレス割当てが完了し、中継状態にあることを確認し、割当てられた自己アドレスと自己の把握している隣接局情報を生存確認要求応答に含めてマスタ局に送信する（ステップＳ９９、Ｓ９１００，Ｓ９１０１，Ｓ９１０２、Ｓ９１０３）。アドレス割当ても中継状態にもない場合は応答しない。隣接局情報とは、自己の有する通信ポートと通信ポートの先に接続されている隣接局アドレスを含む。タイマ制御の設定間隔により、アドレス割当てフロー中に生存確認要求が送信され、スレーブ局が受信することがあるが、アドレス設定が完了し、中継状態になっているスレーブ局のみが応答する。

生存確認要求を受け取ったマスタ局は送信元のスレーブ局がネットワークに参加していることを検出し、アドレステーブルのアドレス一覧と該当アドレスの隣接局情報を更新する（ステップＳ９１０４）。
マスタ局は隣接局情報を更新した際、更新に該当するアドレスのスレーブ局にそのスレーブの隣接局アドレスを含めた隣接局通知を送信する（ステップＳ９１０５）。
隣接局通知を受信したスレーブ局は、自己の隣接局情報を保持する（ステップＳ９１０６）。

＊＊＊本実施の形態に効果の説明＊＊＊
以上のように、本実施の形態に係るネットワークシステム５００では、アドレス割当てを受けたスレーブ局は、自己が持つ通信ポートの内、マスタ局に近い通信ポートを除き、他にアドレス割当てを行う隣接局がないことを検出して、マスタ局に近い通信ポートからアドレス割当て完了の通知を送信する。前述の通知を受け取った隣接局は、自己の持つ通信ポートの中で、アドレス割当てを行う隣接局がある場合、実施の形態１で説明した方法によりアドレス割当てを行う。もしくは、自己の持つ通信ポートの中で、アドレス割当てを行う隣接局がない場合、マスタ局に近い通信ポートからアドレス割当て完了の通知を送信することを繰り返す。これにより、マスタ局にアドレス割当て完了の通知を送信し、マスタ局がネットワーク全体のアドレス割当ての完了を検出する。

以上のように、本実施の形態に係るネットワークシステム５００では、スレーブ局に固有のアドレスが無くとも接続関係に基づいたアドレス割当てが可能となる。

実施の形態４．
本実施の形態では、主に、実施の形態１から３と異なる点および実施の形態１から３に追加する点について説明する。
本実施の形態において、実施の形態１から３と同様の機能を有する構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。

実施の形態１もしくは３の手段により、スレーブ局はマスタ局とスレーブ局同士の接続関係に基づき、自動的にアドレス割当てを行うことができる。また、各スレーブ局は、通信ポートと隣接局アドレスをマスタ局からの隣接局通知により保持している。
前述の状況であるから、図９に示すような分岐のあるネットワークにおいて、スレーブ局はマスタ局とスレーブ局同士の接続関係に基づき、自動的にアドレス割当てが行われている場合、各局は、自己に隣接して接続されるスレーブ機器のアドレスを推定することが可能である。したがって、マスタ局や各スレーブ局は、既に保持している隣接局情報を用いてユニキャストによる通信が可能である。

複数の通信局の各通信局は、宛先アドレスを含む送信データを受信すると、自局のアドレスと隣接局情報とに基づいて、送信データを出力する通信ポートを決定する。

図１４は、本実施の形態に係るネットワーク構成例４にアドレス割当処理が実施された状態を示す図である。
図１４では、図９のネットワーク構成例４の時に実施の形態３によりアドレス割当てが完了した状態で、それぞれの局にアドレスが割当てられている。
アドレス＃０の局からアドレス＃４にユニキャストすることを考える。

マスタ局は送信データに宛先アドレスを含めて通信ポート０から送信する。
スレーブ局１は、マスタ局よりデータを受け取り、宛先アドレスを解析する。受信データの宛先が自己のアドレスでないことから、保持する隣接局情報を基に転送をする。スレーブ局１は、通信ポート１の隣接局がアドレス＃２、通信ポート２の隣接局がアドレス＃３であることから、アドレス＃４は通信ポート２側に存在すると決定できるため、通信ポート２から送信する。
前述の手順により通信データを受け取ったスレーブ局３は、受信データの宛先が自己のアドレスでないことから、保持する隣接局情報を基に転送をする。ここでは通信ポート１から送信する。
以上により、スレーブ局４（アドレス＃４）に通信データが送達する。

＊＊＊本実施の形態に効果の説明＊＊＊
以上のように、本実施の形態に係るネットワークシステム５００では、スレーブ局に対し接続順に基づいてアドレス割当てが行われていることから、ユニキャストで通信先を指定して簡易なルーティングを行うことができる。よって、本実施の形態に係るネットワークシステム５００では、各局は自己に接続するアドレス情報のすべてを把握することなく、隣接局情報によりデータ転送をユニキャストで行うことができる。

実施の形態５．
本実施の形態では、主に、実施の形態１から４と異なる点および実施の形態１から４に追加する点について説明する。
本実施の形態において、実施の形態１から４と同様の機能を有する構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。

実施の形態１もしくは３で示した方法により、マスタとスレーブ局の接続関係に基づき、アドレスが自動的に割当てられる。しかし、意図的に接続関係を無視したアドレス割当てを許可する場合、アドレス再割当て方法が必要となる。本実施の形態では、任意のスレーブ局に任意のアドレスを設定する方法を示す。

実施の形態１もしくは３では、生存確認要求と生存確認応答により、マスタ局は隣接局情報から全体の接続関係を把握している。そのため、マスタ局は任意のアドレスが割当てられていないことを検出可能である。

図１５は、本実施の形態に係るネットワークシステム５００の通信処理を示すシーケンス図である。
図１５では、図５のネットワーク構成例３におけるアドレス変更処理フローを示している。
マスタ局は、既に割当てられているアドレスに対し、アドレス変更要求を送信する（ステップＳ２０１）。アドレスの変更割当て要求には、変更後のアドレスと割当てルールが含まれる。

アドレス変更要求を受信した該当スレーブ局は、要求データに含まれるアドレスを自己のアドレスとして設定し、割当てルールを保持する。その後、アドレス変更要求応答をマスタ局に対して送信する（ステップＳ２０２）。
また、アドレス変更要求応答を使用せずに、生存確認要求と生存確認要求応答によりスレーブ局が割当て要求応答を受信してアドレスを使用しているか確認して、マスタ局のアドレステーブルを更新しても良い。
アドレス変更要求応答を受信したマスタ局は、アドレステーブルを更新する（ステップＳ２０３）。

＊＊＊本実施の形態に効果の説明＊＊＊
以上のように、本実施の形態に係るネットワークシステム５００では、隣接局のアドレス割当てを行う各局は、マスタ局、あるいは隣接局からアドレスの割当て方法に関する情報を送受信することで、前述の情報に基づき、隣接局に割当てるアドレスを任意に変更することが可能である。
以上により、固有のアドレスを持たないスレーブ局に対して、一時的にアドレスを割当て、その後任意のアドレスを割当てることを可能にする。また、アドレス変更を要する対象は１台のスレーブに限らず、すべてのスレーブ局に対して行うことができる。

実施の形態６．
本実施の形態では、主に、実施の形態１から５と異なる点および実施の形態１から５に追加する点について説明する。
本実施の形態において、実施の形態１から５と同様の機能を有する構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。

図１６は、本実施の形態に係るネットワークシステム５００の通信処理を示すシーケンス図である。
本実施の形態は、実施の形態１もしくは３により全スレーブ局にアドレスが割当てられている状態である。そこにスレーブ局１とスレーブ局２との間にスレーブ局Ｘを挿入する（ステップＳ３０１）。
スレーブ局Ｘは、起動後すべてのポートから割当て要求をタイマなどにより一定間隔で送信する（ステップＳ３０２）。

スレーブ局１は割当て要求を受信し、自己のアドレスと割当てルールを参照し、スレーブ局Ｘに割当てるべきアドレスを計算し、要求を受信したポートから割当て要求応答を送信する。割当て要求応答にはスレーブ局Ｘに割当てるアドレスと割当てルールを含む。しかし、ここで計算されるアドレスは、以前にスレーブ局２に割当てたものと同じものである。また、割当て要求を受信したスレーブ局は中継しない（ステップＳ３０３）。

割当て要求応答を受信したスレーブ局Ｘは、受信した応答データから自己にアドレスを割当て、割当てルールを保持する（ステップＳ３０４）。ただし、アドレスはスレーブ局２と重複する。

スレーブ局Ｘが送信した割当て要求は、スレーブ局２も受信するが、自己が割当て要求応答を受け取った通信ポートからの割当て要求の受信のため、要求を破棄する。また、割当て要求は中継しない（ステップＳ３０５）。

マスタ局はタイマ制御により、定期的に生存確認要求を全スレーブ局に対して送信する（ステップＳ３０６）。

生存確認要求を受け取ったスレーブ局は、アドレス割当てが完了し、中継状態にあることを確認し、両方に該当する場合は、割当てられた自己アドレスと自己の把握している隣接局情報を生存確認要求応答に含めてマスタ局に送信する（ステップＳ３０７，Ｓ３０８，Ｓ３０９，Ｓ３１０）。

各スレーブ局から生存確認要求応答を受け取ったマスタ局は、スレーブ局２に割当てたアドレスと同じものがネットワークに存在することを検出する（ステップＳ３１１）。アドレスの重複を検出したマスタ局は、アドレス再割当て要求をすべてのスレーブ局に送信する（ステップＳ３１２）。

アドレス再割当て要求を受信したスレーブ局は、要求を中継後、中継機能の切断と自己のアドレスと隣接局情報を削除する（ステップＳ３１３，Ｓ３１４，Ｓ３１５，Ｓ３１６）。アドレス再割当て要求は、アドレスの重複を検出したスレーブ局以降に接続するスレーブ局に限定して送信することができる。

すべてのスレーブ局にアドレス再割当て要求を送信した場合は、実施の形態１のシステム起動直後の開始状態と同じ状態となり、実施の形態１もしくは３と同様の手段でアドレスの自動割当てを実施する。また、アドレスの重複のあったスレーブ局以降のスレーブ局は、アドレスの重複のあったスレーブ局の前までが自動的にアドレスが割当てられた状態となる。そして、アドレスの重複のあったスレーブ局以降は実施の形態１もしくは３と同様の手段でアドレスの自動割当てを実施する。

＊＊＊本実施の形態に効果の説明＊＊＊
以上のように、本実施の形態に係るネットワークシステム５００では、マスタ局から送信される生存確認要求に対するスレーブ局の生存確認要求応答により、スレーブ局のアドレスに重複状態を検出し、新たなスレーブ局の挿入を認識する。マスタ局はスレーブ局の挿入後にアドレス再割当ての要求を各スレーブ局に送信する。これにより、実施の形態１で説明した方法により、スレーブ局はマスタ局からの接続順でアドレスを再度自動的に割当てることができる。
以上により、スレーブ局Ｘはスレーブ局２に、元スレーブ局２はスレーブ局３へとなり、アドレスがマスタ局からの接続順で割当てられる。

実施の形態７．
本実施の形態では、主に、実施の形態１から６と異なる点および実施の形態１から６に追加する点について説明する。
本実施の形態において、実施の形態１から６と同様の機能を有する構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。

図１７は、本実施の形態に係るネットワーク構成例４にアドレス割当処理が実施された状態でスレーブ局６が挿入された状態を示す図である。
図１７に示すように、図１４のネットワーク構成例４において、新たなスレーブ局６をスレーブ局２に接続する場合、実施の形態６の手段を用いると動作中のネットワークシステムを停止して、すべてのアドレスを変更する必要がある。
そこで、本実施の形態では、通信局の追加のあった部分にのみアドレスを変更する方法を示す。マスタ局は、ネットワークシステムのユーザが入力した、本来期待するアドレスと通信ポートの関係を示す正規アドレステーブルを保持している。

図１８は、本実施の形態に係るネットワークシステム５００の通信処理を示すシーケンス図である。
図１８では、図１４のネットワーク構成例４において、新たなスレーブ局６を追加した際のアドレス再設定フローを示している。

スレーブ局６は割当て要求を送信する（ステップＳ４０１）。スレーブ局２は、割当て要求を受信し、自己のアドレスと割当てルールを参照し、スレーブ局６に割当てるべきアドレスを計算し、要求を受信したポートから割当て要求応答を送信する（ステップＳ４０２）。割当て要求応答にはスレーブ局６に割当てるアドレスと割当てルールを含む。しかし、ここで計算されるアドレスは、スレーブ局３に割当てたものと同じものである。

割当て要求応答を受信したスレーブ局６は、受信した応答データから自己にアドレスを割当て、割当てルールを保持する（ステップＳ４０３）。

マスタ局はタイマ制御により、定期的に生存確認要求を全スレーブ局に対して送信する（ステップＳ４０４）。
生存確認要求を受け取ったスレーブ局は、アドレス割当てが完了し、中継状態にあることを確認し、両方に該当する場合は、割当てられた自己アドレスと自己の把握している隣接局情報を生存確認要求応答に含めてマスタ局に送信する（ステップＳ４０５，Ｓ４０６，Ｓ４０７，Ｓ４０８）。

各スレーブ局から生存確認要求応答を受け取ったマスタ局は、スレーブ局３に割当てたアドレスと同じものがネットワークに存在することを検出する（ステップＳ４０９）。
アドレスの重複を検出したマスタ局は、生存確認要求により収集したアドレステーブルと、正規アドレステーブルを比較し、重複のあるスレーブ局に接続されている一つマスタ局に近い局（アドレス重複前隣接局）を検出する。もしくは、正規アドレステーブルを用いなくても、接続順に基づかないアドレス割当てを検出することができる。マスタ局は、部分的アドレス再割当て要求を検出したアドレス重複前隣接局に送信する（ステップＳ４１０）。部分的アドレス再割当て要求は、割当てルールと開始アドレスとアドレスの重複がある隣接局のある通信ポート番号を含む。

部分的アドレス再割当て要求を受け取ったスレーブ局２（アドレス重複前隣接局）は、アドレスの重複がある隣接局のある通信ポートから、アドレス再割当て要求を送信する（ステップＳ４１１、Ｓ４１２）。
スレーブ局６は、自己のアドレスを削除し、中継状態を切断状態に変更し、割当て要求を送信する（ステップＳ４１３、Ｓ４１４）。
割当て要求を受け取ったスレーブ局２は、割当てルールと開始アドレスから、割当てるアドレスを計算し、割当て要求を受け取った通信ポートから応答を送信する（ステップＳ４１５）。
スレーブ局６は、受信した応答から、自己のアドレスを割当て、通信ポートの中継状態を中継状態にする（ステップＳ４１６）。
以降は実施の形態１と同様に、マスタ局による定期的な生存確認要求と隣接局通知が行われる。

＊＊＊本実施の形態に効果の説明＊＊＊
以上のように、本実施の形態に係るネットワークシステム５００では、マスタ局からスレーブ局にアドレスが自動的に割り当てられ、マスタ局がすべてのスレーブ局の接続関係を把握することができる。マスタ局が送信するアドレス変更要求により、任意のスレーブ局のアドレスを、任意のアドレスに再度割当てることができる。

以上のように、本実施の形態に係るネットワークシステム５００では、正規アドレステーブルを用いて、通信局の追加のあった部分にのみアドレスを変更することができる。

以上の実施の形態１から７では、ネットワークシステムの通信局の各機能を独立した機能ブロックとして説明した。しかし、ネットワークシステムの通信局の構成は、上述した実施の形態のような構成でなくてもよい。ネットワークシステムの通信局の各機能は、上述した実施の形態で説明した機能を実現することができれば、どのような構成でもよい。
また、実施の形態１から７のうち、複数の部分を組み合わせて実施しても構わない。あるいは、これらの実施の形態のうち、１つの部分を実施しても構わない。その他、これら実施の形態を、全体としてあるいは部分的に、どのように組み合わせて実施しても構わない。
すなわち、実施の形態１から７では、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。

なお、上述した実施の形態は、本質的に好ましい例示であって、本開示の範囲、本開示の適用物の範囲、および本開示の用途の範囲を制限することを意図するものではない。上述した実施の形態は、必要に応じて種々の変更が可能である。

１１ 通信ポート、１２ 中継装置、２０ メモリ、２１ アドレステーブル、２２ 自己アドレス、２３ 割当てルール、１００ 通信局、１０１ マスタ局、１０２ スレーブ局、１１０ 通信部、１２０ プロセッサ、１２１ 制御部、５００ ネットワークシステム。

Claims (12)

1. 複数の通信局から成るネットワークシステムにおいて、
   前記複数の通信局は、通信ポートを１以上有するマスタ局と通信ポートを２以上有するスレーブ局とを含み、
   前記複数の通信局の各通信局は、
   自局が有する２以上の通信ポートを中継する中継装置であって中継切断状態とすることが可能な中継装置を備え、
   前記スレーブ局は、
   初期状態において前記中継装置を中継切断状態とし、自局に対するアドレスの割当てを要求する割当て要求を送信し、
   前記マスタ局は、
   隣接するスレーブ局からの割当て要求に応じて前記スレーブ局にアドレス割当てを行い、割当てたアドレスを含む割当て要求応答を送信し、
   前記スレーブ局は、
   前記割当て要求応答を受信すると、前記割当て要求応答に含まれるアドレスをメモリに記憶するとともに、前記中継装置を中継状態とし、
   前記スレーブ局は、
   自局に対するアドレスの割当てが完了した後に前記割当て要求を受信すると、前記割当て要求を中継せずに、前記割当て要求の送信元のスレーブ局にアドレス割当てを行い、割当てたアドレスを含む割当て要求応答を送信するネットワークシステム。
2. 前記複数の通信局の各通信局は、
   アドレスの割当てルールを表す割当てルールを前記メモリに記憶し、
   前記通信局は、
   前記割当てルールにしたがって前記割当て要求の送信元のスレーブ局にアドレス割当てを行う請求項１に記載のネットワークシステム。
3. 前記マスタ局は、
   前記スレーブ局の存在を確認するための生存確認要求を送信し、
   前記スレーブ局は、
   前記生存確認要求を受信すると、前記生存確認要求を中継するとともに自局のアドレスを含む生存確認要求応答を送信する請求項１または請求項２に記載のネットワークシステム。
4. 前記マスタ局は、
   前記生存確認要求応答の送信元のスレーブ局の存在を検出し、前記送信元のスレーブ局からの前記生存確認要求応答に基づいて、存在を検出したスレーブ局の接続関係を隣接局情報として取得し、前記隣接局情報をスレーブ局に通知する請求項３に記載のネットワークシステム。
5. 前記マスタ局は、
   前記生存確認要求応答に基づいてスレーブ局の存否を検出し、前記隣接局情報を更新する請求項４に記載のネットワークシステム。
6. 前記マスタ局は、
   前記生存確認要求応答に基づいてスレーブ局のアドレスの重複状態を検出し、前記アドレスの重複状態から新たなスレーブ局の挿入を検出し、前記新たなスレーブ局に対するアドレス再割り当ての要求を送信し、
   前記新たなスレーブ局は、前記マスタ局からの接続順でアドレスを再度割当てられる請求項５に記載のネットワークシステム。
7. 前記通信局は、
   前記割当てルールを含む変更割当て要求であって前記割当てルールにしたがってアドレスを変更することを要求する変更割当て要求を受信すると、前記割当てルールにしたがって前記変更割当て要求の送信元のスレーブ局のアドレスを変更する請求項２に記載のネットワークシステム。
8. 前記スレーブ局は、
   アドレスを割当てられると、自己が持つ通信ポートの内、他にアドレス割当てを行う隣接するスレーブ局がないことを検出し、前記マスタ局に近い通信ポートからアドレス割当て完了の通知を送信し、
   前記アドレス割当て完了の通知を受け取ったスレーブ局は、自己の持つ通信ポートの中で、アドレス割当てを行う隣接局がある場合、アドレス割当てを行い、もしくは、自己の持つ通信ポートの中で、アドレス割当てを行う隣接局がない場合、前記マスタ局に近い通信ポートからアドレス割当て完了の通知を送信することを繰り返すことで、前記マスタ局にアドレス割当て完了の通知を送信し、前記マスタ局がネットワーク全体のアドレス割当ての完了を検出する請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のネットワークシステム。
9. 前記スレーブ局は、自動的にアドレスが割り当てられ、
   前記マスタ局は、全てのスレーブ局の接続関係を把握しており、
   前記マスタ局は、アドレス変更要求により、任意のスレーブ局のアドレスを、任意のアドレスに再度割当てることができる請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のネットワークシステム。
10. 前記複数の通信局の各通信局は、
    宛先アドレスを含む送信データを受信すると、自局のアドレスと前記隣接局情報とに基づいて、前記送信データを出力する通信ポートを決定する請求項４から請求項６のいずれか１項に記載のネットワークシステム。
11. 複数の通信局から成るネットワークシステムに用いられる通信方法において、
    前記複数の通信局は、通信ポートを１以上有するマスタ局と通信ポートを２以上有するスレーブ局とを含み、
    前記複数の通信局の各通信局は、
    自局が有する２以上の通信ポートを中継する中継装置であって中継切断状態とすることが可能な中継装置を備え、
    前記スレーブ局は、
    初期状態において前記中継装置を中継切断状態とし、自局に対するアドレスの割当てを要求する割当て要求を送信し、
    前記マスタ局は、
    隣接するスレーブ局からの割当て要求に応じて前記スレーブ局にアドレス割当てを行い、割当てたアドレスを含む割当て要求応答を送信し、
    前記スレーブ局は、
    前記割当て要求応答を受信すると、前記割当て要求応答に含まれるアドレスをメモリに記憶するとともに、前記中継装置を中継状態とし、
    前記スレーブ局は、
    自局に対するアドレスの割当てが完了した後に前記割当て要求を受信すると、前記割当て要求を中継せずに、前記割当て要求の送信元のスレーブ局にアドレス割当てを行い、割当てたアドレスを含む割当て要求応答を送信する通信方法。
12. 複数の通信局から成るネットワークシステムに用いられる通信プログラムにおいて、
    前記複数の通信局は、通信ポートを１以上有するマスタ局と通信ポートを２以上有するスレーブ局とを含み、
    前記複数の通信局の各通信局は、
    自局が有する２以上の通信ポートを中継する中継装置であって中継切断状態とすることが可能な中継装置を備え、
    前記スレーブ局が、初期状態において前記中継装置を中継切断状態とし、自局に対するアドレスの割当てを要求する割当て要求を送信する処理と、
    前記マスタ局が、隣接するスレーブ局からの割当て要求に応じて前記スレーブ局にアドレス割当てを行い、割当てたアドレスを含む割当て要求応答を送信する処理と、
    前記スレーブ局が、前記割当て要求応答を受信すると、前記割当て要求応答に含まれるアドレスをメモリに記憶するとともに、前記中継装置を中継状態とする処理と、
    前記スレーブ局が、自局に対するアドレスの割当てが完了した後に前記割当て要求を受信すると、前記割当て要求を中継せずに、前記割当て要求の送信元のスレーブ局にアドレス割当てを行い、割当てたアドレスを含む割当て要求応答を送信する処理と
    をコンピュータに実行させる通信プログラム。

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