JPH0435251A - リングネットワークの障害監視方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［概要コ 通信ノードをリング状に接続しトークンにより送信権を
制御するリングネットワークの障害監視方式に関し。

リングネットワークシステムの運用に大きな影響を与え
ることなく不安定障害の発生個所を検出することができ
るリングネットワークの障害監視方式を従供することを
目的とし リングネットワークに通信を行う通信ノードの他に通信
の異常を監視する監視ノードを設け、監視ノードは、各
トークンを計数した値をトークン番号としてトークンに
付与して送信し、各通信ノードはトークンを計数すると
共に該計数値と受信したトークンに付与された番号とを
比較して比較結果を保持し、監視ノードからの読み出し
の指令を受けると各通信ノードは前記比較結果を送出す
るよう構成する。

［産業上の利用分野］ 本発明は通信ノードをリング状に接続しトークンにより
送信権を制御するリングネットワークの障害監視方式に
関する。

近年、データの送受信機能を有する通信ノードをリング
状に接続したリングネットワークが例えば、ＬＡＮ（ロ
ーカルエリアネットワーク）等の通信において広く利用
されるようになった。

このリングネットワークシステムでは、リングに接続す
る通信ノード中のわずか１台の通信ノードに発生した障
害が、リングネットワークシステム全体に波及する可能
性が高いという問題がある。

これに対処するために、どの通信ノードに障害が発生し
たかを検出する方式が従来から利用されているが、障害
の内容によって障害発生の原因となる通信ノードを特定
することが出来なかった。

［従来の技術］ 第５図は従来のリングネットワークの構成図。

第６図は従来の通信ノードの構成図である。

第５図に示すようにリングネットワーク５０は複数の通
信ノードが伝送路によりリング状に接続され、ノード間
でデータの送受信が行われる。図の場合は、１本の伝送
路だけ示されているが、予備用の伝送路を１本または複
数本設けてリングを二重化、三重化等した構成にして障
害等に対処できるようになっているリングネットワーク
も存在する。

このようなリングネットワークの通信には１通信権の獲
得用フレーム（トークンという）を用いて、トークンを
獲得した通信ノードが送信権を持ち、リングネットワー
クに送信先アドレス等を付加しパケント化したデータを
送信する方法が広く用いられており、このようなリング
をトークンパッシング・リングと称されている。

トークンパッシング・リングネットワーク（以下、単に
リングネットワークという）システムにおいて、リング
ネットワークに接続されている多数の通信ノード中の、
１台の通信ノルドに障害が発生した場合、リングネット
ワークシステム全体に波及し、ンステム障害となる可能
性が高い。

そのため１　リングネットワークシステムでは障害発生
時にできるだけ短時間に障害通信ノードを切分けること
が要求されている。

第６図は障害の切分けを実行するための手段を備えた従
来の通信ノードの構成図である。

第６図において１通信ノード５１内の５２はリングイン
ターフェース（Ｒ，１，Ｆ、　）受信部、５３はデータ
解析部、５４はデータ遅延部、５５はリング送信制御部
、５６はノード処理部、５７は送信データセレクタ、５
８はリングインターフェース（Ｒ，１，Ｐ、　）送信部
、５９はバイパス用セレクタを表す。

通信ノード５１は隣接ノード（図の右側）から伝送路を
介してフレーム構成のデータを受信して２その内容をデ
ータ解析部５３で解析し、自ノード宛のものはノード処
理部５６に入力する一方、受信データ（他ノード宛のも
のを含む）はデータ遅延部５４で遅延した後送信データ
セレクタ５７に入力する。送信データセレクタ５７はリ
ング送信制御部５５により制御され、リング送信制御部
５５はノード処理部５６がデータ解析部５３における解
析の結果に従って制御され、受信したデータを図示しな
い隣接するノード（図の左側に位置する）に転送する場
合は送信データセレクタ５７を制御してデータ遅延部５
４の出力を選択するよう切替える。

また、データ解析部５３でトークンを検出した時、ノー
ド処理部５６に通知しノード処理部５６からデータを送
信する場合は、リング送信制御部５５に指示して送信デ
ータセレクタ５７を切替えてノード処理部５６から出力
されるデータを選択する。

送信データセレクタ５７の出力はリングインターフェー
ス送信部５日からバイパス用セレクタ５９を介して隣接
ノードへ送信される。

このようなノード構成において、障害が発生した場合、
第１の方法として第５図に示す複数の通信ノード５１の
中の１つのノードから、他の１つの通信ノードを選んで
バイパス形成の指令を送出する（この指令は２例えば、
二重化リングの予備側を介して送る）。その指令を受け
た通信ノードでは、第６図のバイパス用セレクタ５９を
ノード処理部５６から制御して右側の隣接通信ノードか
ら入力したデータを直接左側の隣接通信ノードへバイパ
スする経路を形成する。第２の方法としては１人手によ
り、ある通信ノードをバイパス状態とする。これにより
、この通信ノードはリング７ノトワークから切離される
。

この状態にしてリング不、トワーク内における通信を監
視して、異常が発生せずリングネットワークが復旧した
場合は、そのバイパスした通信ノドに障害が発生したも
のと判別し、もしそれでも異常が発生した場合は、他の
通信ノードが障害であるとして、別の通信ノーＦ′を順
番にバイパスさせて、調査して判定する。

［発明が解決しようとする課題１ 上記した従来の方式によれば１通信ノードを１つずつバ
イパス状態にして復旧するかしないか調べる必要がある
ため５通信ノードが多くなると多大な時間が必要となる
という問題があった。

また、障害の内容としてビットエラー率の悪化のような
間歇的または不安定な障害に対してはバイパスを形成し
てからピントエラーが発生するか否かは、一定時間監視
しないと判断することができない。

従って、このような障害を多数の通信ノードからなるリ
ングネットワークにおいて検出するためには、極めて長
時間の試験を行う必要があり、リングネットワークシス
テムの運用に支障を来すので、実行することが困難であ
るという問題があった。

本発明はリングネットワークシステムの運用に大きな影
響を与えることなく不安定障害の発生個所を切分けるこ
とができるリングネットワークの障害監視方式を提供す
ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 第１図は本発明の原理構成図である。

第１図において、ｌは通信ノード、２はトークンカウン
タ、３はトークンカウンタの内容と受信フレーム内の１
・−クン番号とを比較する比較手段４は受信したフレー
ムを解析するフレーム解析手段、５は比較手段３におけ
る不一致出力によりセットされる異常表示手段２６は他
ノードヘデータを送信するためのフレームや、監視ノー
ドへ送信するフレーＬを作成するフレーム作成手段１７
は通信ノードにおける送・受信データの処理やトークン
（送信権）の処理を行うノード処理部、８はリング２ノ
ドワークにおける通信の異常を監視する監視ノード、９
はトークンカウンタ、１０はトークンフレームにトーク
ン番号を付加し２．フレーム紛失時にトークンフレーム
を作成すると共に通信ノードへ送信される各種のフレー
ムを作成するフレーム作成手段、１１はトークン紛失検
出手段１２は読取応答フレーム解析手段、１３はリング
ネットワークの伝送路を表す。

本発明はデータの伝送を行っていない時も含めて常時リ
ングネットワーク上を巡回するトークンフレームに監視
ノードでトークン番号を付加して送信し、各通信ノード
でもトークンをカウントすると同時に、受信フレーム内
のトークン番号と自分のカウンタ値とを比べて結果を保
持し、監視ノードからの問い合わせに対し保持した状態
を送信し、監視ノードは各通信ノードから送られた保持
状態に基づいて異常発生個所を解析するものである。

［作用コ 監視ノード８は、一定期間毎または必要な時に指示入力
が投入されるとフレーム作成手段１０において、トーク
ンカウンタをリセットさせるフレームを作成して全ての
通信ノードｌに送出させる。

この時５監視ノード８内のトークンカウンタ９もリセッ
トされてそれ以後のトークンのカウント動作が開始され
る。監視ノード８はリングネットワークを巡回する全て
のトークンにその時のトークンカウンタ９の値をトーク
ン番号として添付して伝送路１３へ送信し、トークンが
紛失すると再生する。これにより、ある任意期間におい
て監視ノード８から送出されたトークンの数がリングネ
・ントワークシステムのトークンの数となる。

各通信ノード１では、トークンを受信する毎にトークン
カウンタ２で計数を行い、各通信ノードでは伝送路１３
から受信したフレームをフレーム解析手段４で識別し、
トークンカウンタのリセットを指示するフレームである
ことを検出すると。

トークンカウンタ２をリセットし１通常のトークンフレ
ーム（トークンが表示されたフレーム）の場合、それに
添付されたトークン番号を比較手段３に供給し、自ノー
ドのトークンカウンタのカウント値と比較する。何らか
の障害によりトークン紛失が自ノードの上流（監視ノー
ドと自ノード間）で発生した場合、比較の結果の不一致
が検出され、その出力により異常表示手段５がセットさ
れる。不一致が検出されるまで異常表示手段５はリセッ
ト状態のままである。

監視ノード８は、トークンが紛失したことをトークン紛
失検出手段１１において、一定時間内に送信トークンが
戻って来ないことが１回または複数回発生すると、フレ
ーム作成手段１０は、各通信ノードに異常表示読取指示
のフレームを作成して送信する。

各通信ノード１ではフレーム解析手段４でこのフレーム
を検出すると、それぞれの異常表示手段５の状態を読取
ってフレーム作成手段６から監視ノード宛の読取応答フ
レームを作成して送信する。

監視ノード８では、各通信ノードからの読取応答フレー
ムを読取応答フレーム解析手段１２で解析し、異常表示
の状態になっている通信ノードに対して最も上流の通信
ノードの受信部か、その通信ノードの１つ上流のノード
の送信部が障害であると判定できる。

このように、監視ノードでは、各通信ノードにおける異
常検出結果を収集して解析することにより障害位置の切
分けができる。

［実施例１ 第２図は実施例の構成図、第３図は各種のフレームのフ
ォーマット、第４図は実施例の動作例である。

第２図において２０は通信ノード、２１は伝送路、２２
は監視ノードを表す。

実施例の構成及び動作を説明する。

監視ノード２２では２通常はリングインターフェース受
信部２２３で受信したフレームをデータ遅延部２２６．
）−クン送出用セレクタ２２７フレーム用セレクタ２２
４を介してリングインターフェース送信部２２２を通っ
てバイパス用セレクタ２２１から伝送路へ送出される。

トークン紛失検出部２２９はトークンが一定時間現れな
いことを監視し、紛失が検出されるとトークン作成部２
２８を駆動してトークンを発生し。

同時にトークン送出用セレクタ２２７を切替えてトーク
ン作成部２２８から再生したトークンを選択してフレー
ム用セレクタ２２４から出力する。

リングネットワーク上でデータ誤りまたはトークン紛失
等の発生頻度が高くなるような間歇的または不安定な障
害が発生した場合、監視ノード２２は自ノード内のトー
クンカウンタ２２５をリセットし、障害監視用フレーム
作成部２３１によりトークンカウンタリセットフレーム
を第３図のｄに示すフォーマントで作成し、フレーム用
セレクタ２２４を経由して全通信ノード２０に対して送
出する。　　このフレームは、相手先アドレスとしてオ
ールグローバル（全ノードを宛先とする）とし、送出元
アドレス（監視ノードアドレス）の後に制御コードとし
てトークンカウンタリセットを意味するパターン、最後
にエラーチエツクコード（ＦＣ３ｕフレーム・チエツク
・シーケンス）が付加される。

このトークンカウンタリセットフレームは、各通信ノー
ド２０のリングインターフェース受信部２０３で受信さ
れ、データ解析部２０７で解析されてトークンカウンタ
リセットフレームであることが識別されるとトークンカ
ウンタ２０６をリセットする。これにより全ノード（監
視ノードも含む）のトークンカウンタが等しくなる。

通信ノード２０の通常のデータ伝送動作を説明すると、
リングインターフェース受信部２０３で受信したフレー
ムのデータをデータ解析部２０７で解析し、トークンが
検出されると送信権を獲得できることをリング送信制御
部２０９に通知する。

この時ノード処理部２１４から送信要求があると送信デ
ータセレクタ２０４を切替えてノード処理部２１４から
出力される送信データがフレームセレクタ２１１を通り
、送信データセレクタ２０４を介してリングインターフ
ェース送信部２０２から送信されるようにする。また、
自ノード宛のフレームはデータ解析部２０７で検出して
フレーム解析部２０８を介してノード処理部２１４に入
力する。自ノードで終端するフレーム以外はデータ遅延
部２０５を介して送信データセレクタ２０４に入力して
、そこを通過してリングインターフェース送信部２０２
から送信される。

また、監視ノード２２での通常のトークン送出制御方法
は、トークン作成部２２８においてトークンカウンタ２
２５の値をトークン番号として添付したトークンフレー
ムを作成し、トークン送出用セレクタ２２７を経由して
リングネットワークに送出する。

トークンのフォーマットは第３図のａ、に示され、相手
先アドレスとしてオールグローバル（全通信）−ド）、
送出元アドレスはなく、制御コードとしてトークンを表
すパターンで、その後にトークンカウンタの値をトーク
ン番号として添付し。

最後にエラーチエツクコード（ＦＣ３：フレーム・チエ
ツク・シーケンス）が付加される。

なお、この場合のトークン番号としては、２進数値の複
数桁により構成され１例えば、トークンカウンタが８ビ
ツトのバイナリ−カウンタで構成すると、０〜２５５の
範囲の計数値（モジュロ−２５６）をトークン番号とし
て繰り返し使用することになる。

リングネットワークを一周したトークンは、監視ノード
２２のトークン検出部２３０で検出されて終端し、トー
クン作成部２２８に指示を出してトークンを送出する。

また、トークンが障害に遭遇しトークン紛失が起こった
ことをトークン紛失検出部２２９において、検出した場
合も、トークン作成部２２８に指示を出しトークンを送
出する。

この場合のトークン紛失検出機能は１例えば、トークン
の送出時にスタートし、トークン検出によりリセットさ
れるタイマを設けて、タイマがクィムオーハーしたこと
により実現できる。

各通信ノード２０は、受信したフレームをデータ解析部
２０７で解析しトークンフレームであることを検出する
と、トークンカウンタ２０６を歩ｉＭ（＋Ｉ）Ｌ、　フ
レーム解析部２０８でその内容を解析し、抽出されたト
ークン番号と前記トークンカウンタ２０６の値をトーク
ン番号比較部２１２で比較し１等しくない時に異常表示
フリップフロップ（Ｆ、　　Ｆ、で表示）２１３をセフ
）する。

監視ノード２２において、トークン紛失を検出した場合
、またはトークン紛失を複数回検出した場合、トークン
紛失検出部２２９がらの検出出力により障害監視用フレ
ーム作成部２３１において。

異常表示Ｆ、　　Ｆ、　　リードフレームを作成し、フ
レーム用セレクタ２２４を経由して、全通信ノードに対
して送出する。この異常表示Ｆ、Ｆ、　　リードフレー
ムのフォーマットは第３図のす、に示されている。この
場合も相手先アドレスとしてオールグローバルアドレス
で、送出元アドレスは監視ノードアドレスとし、制御コ
ードはリードフレーム用パターンとなっている。

各通信ノード２０は、受信したフレームをフレーム解析
部２０日で解析し、異常表示Ｆ、Ｆ、　　リードフレー
ムであることを識別すると、リードアンサフレーム作成
部２１０に指示を発生する。リードアンサフレーム作成
部２１０は、異常表示Ｆ。

Ｆ、２１３の状態を取り出して、その状態を含んだリー
ドアンサフレームを作成し、フレームセレクタ２１１を
経由して監視ノードに対し送出する。

リードアンサフレームのフォーマットは第３図のＣ６に
示され、相手先アドレスとして監視ノードアドレスが用
いられ、送出元アドレスは当該フレームを送出する通信
ノードアドレス、制御コードとしてリードアンサフレー
ムパターン及びその他の必要な情報とＦｅ２とで構成さ
れる。

監視ノード２２は、このリードアンサフレームを受信す
ると、リードアンサフレーム解析部２３３で解析し、異
常表示Ｆ、Ｆ、がセットされている通信ノード２０の中
で、監視ノードに対して最も上流の通信ノード受信部か
、その通信ノードの１つ上流の通信ノードの送信部に障
害が発生したものと判定する。

リードアンサフレーム解析部２３３に入力した各ノード
の異常表示Ｆ、　　Ｆ、の状態や解析結果は表示部２３
４に表示することができる。

こうして１通常の通信に影響を与えることなく間歇的ま
たは不安定な障害の障害個所の切分けが可能となる。

第４図に示す実施例の動作例について説明する。

リングネットワークシステムが監視ノード■と通信ノー
ド■〜■とで構成されている時に、監視ノード■と、各
通信ノード■〜■のトークンカウンタがｒＮ−Ｉ　Ｊの
値であるものとする。この状態で、監視ノードがトーク
ン番号を「Ｎ」とするトークンを送出する。

このトークンは隣の通信ノード■で受信されてそのトー
クンカウンタが＋１されて「ＮＪになる。

続いて、このトークンが通信ノード■に送出されるが　
このノードでたまたま間歇的に生しる受信部障害が発生
すると、そのトークンカウンタはｒＮ−Ｉ　Ｊのままで
変化しない。この場合１通信ノード■から■ヘトークン
が送出されないので通信ノード■のトークンカウンタも
ｒＮ−Ｉ　Ｊのままである。

この後、監視ノード■でトークン紛失を検出しトークン
を再生してトークン番号をｒＮ＋　Ｉ　Ｊとして送出す
ると１通信ノード■では、正常にこれを受信してそのト
ークンカウンタを歩進して「Ｎ＋１」にする。この場合
、受信したトークンのトークン番号と一致するので異常
表示Ｆ、　　Ｆ、はセットされない。続いて２通信ノー
ド■からそのトークンを送出すると、この時受信部が正
常に動作した通信ノード■はこれを受信して、そのトー
クンカウンタを歩進する。この場合、前回のトークンを
受信しなかったので、トークンカウンタの値はｒＮ−１
、であったため、今回のトークン受信により「Ｎ」にな
る。ところが、受信トークンのトークン番号はｒＮ＋　
１　、になっているので、トークンカウンタの値との比
較で不一致が検出されて、異常表示Ｆ、Ｆ、がセットさ
れる。

この通信ノード■から、トークン番号Ｎ＋１のトークン
が通信ノード■に送出されると５通信ノード■において
も前記通信ノード■の場合と同様に異常Ｆ、Ｆ、がセッ
トされる。

監視ノード■では、データの誤りやトークン紛失が何回
か発生すると、異常表示リードフレームを送出する。こ
れにより、各通信ノードの異常表示Ｆ、Ｆ、の状態を読
取ると９通信ノード■と■の異常表示Ｆ、　　Ｆ、がセ
ットされていることが分かるので、監視ノード■に近い
最も上流の通信ノード■の受信部か５通信ノード■の送
信部の何れかにおいて障害が発生したものと判断する。

［発明の効果］ 本発明によればリングネットワークにおいて発生する不
安定障害に対して、障害発生の原因となった通信ノード
の判定を１通常のデータ通信を実行しながら、しかも何
らの影響を与えることなく実現することができる。また
、各通信ノードにおいて異常の検出表示を行うことによ
り監視ノード及び通信ノードの負担を平均化することが
できるので１通信の運用がスムーズに行うことができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理構成図、第２図は実施例の構成図
、第３図は各種のフレームのフォーマット、第４図の実
施例の動作例、第５図は従来のリングネットワークの構
成図、第６図は従来の通信ノードの構成図である。 １　：通信ノード ２　ニド−クンカウンタ ３　：比較手段 ４　　： ５　　二 ６　　ニ ア　　： ８　　： ９　　＝ ｌ　Ｏ： １１　： １２　： １３　： フレーム解析手段 異常表示手段 フレーム作成手段 ノード処理部 監視ノード トークンカウンタ フレーム作成手段 トークン紛失検出手段 読取応答フレーム解析手段 伝送路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）通信ノードをリング状に接続しトークンにより送
   信権を制御するリングネットワークにおいて、 リングネットワークに通信を行う通信ノードの他に通信
   の異常を監視する監視ノードを設け、監視ノードは、各
   トークンを計数した値をトークン番号としてトークンに
   付与して送信し、各通信ノードはトークンを計数すると
   共に該計数値と受信したトークンに付与された番号とを
   比較して比較結果を保持し、 監視ノードからの読み出しの指令を受けると各通信ノー
   ドは前記比較結果を送出することを特徴とするリングネ
   ットワークの障害監視方式。
2. （２）通信ノードをリング状に接続しトークンにリング
   ネットワークに、フレーム作成手段（１０）とトークン
   カウンタ（９）及び読取応答フレーム解析手段（１２）
   とを備えた監視ノード（８）を設け、監視ノード（８）
   のフレーム作成手段（１０）はトークンフレームに前記
   トークンカウンタの値によるトークン番号を付加して送
   信し、トークン紛失検出時に異常表示読取フレームを送
   信し、 読取応答フレーム解析手段（１２）は、該異常表示読取
   フレームに対する各通信ノードからの応答フレームを解
   析して異常発生個所を解析し、 各通信ノード（１）は、受信するトークンフレームを計
   数するトークンカウンタ（２）と、トークンフレームに
   付加されたトークン番号とトークンカウンタの値を比較
   する比較手段（３）と、不一致の比較結果によりセット
   される異常表示手段（５）とを備えると共に、 異常表示読取フレームを受信すると、異常表示手段の状
   態を含む応答フレームを送信するフレーム作成手段（６
   ）を備えることを特徴とするリングネットワークの障害
   監視方式。