KR20100048879A

KR20100048879A - 링 접속 제어 회로, 링형 스위칭 허브, 링형 이더넷 시스템 및 링 접속 제어 방법

Info

Publication number: KR20100048879A
Application number: KR20090095690A
Authority: KR
Inventors: 웨이 지앙; 아츠시 세이타
Original assignee: 가부시키가이샤 야마다케
Priority date: 2008-10-30
Filing date: 2009-10-08
Publication date: 2010-05-11
Also published as: EP2182679A1; US20100111092A1; CN101729261B; TW201019653A; US8249084B2; TWI376915B; CN101729261A; JP5281360B2; KR101089453B1; ATE519294T1; JP2010109662A; EP2182679B1

Abstract

(과제) 임의의 서브 링에서 장해가 발생한 경우라도, 정상적인 서브 링에서의 데이터 통신을 유지한다.

(해결수단) 링 접속 제어 회로(10)에서, MAC 처리부(11, 12)에 의해, 서브 링(50)에 관한 용장화 제어 처리용의 제어 정보를 포함하는 MAC 프레임을 서브 링(50)으로부터 수신한 경우, 그 MAC 프레임에 대하여 전송 처리부(15)로의 출력을 규제하고, 그 MAC 프레임을 STP 처리부(13)에 출력한다.

Description

링 접속 제어 회로, 링형 스위칭 허브, 링형 이더넷 시스템 및 링 접속 제어 방법{RING CONNECTION CONTROL CIRCUIT, RING-SHAPED SWITCHING HUB, RING-SHAPED ETHERNET SYSTEM, AND RING CONNECTION CONTROL METHOD}

본 발명은, 이더넷(등록상표) 통신 기술에 관한 것으로, 특히 복수의 서브 링을 이용한 링형 이더넷 통신 기술에 관한 것이다.

빌딩 설비나 플랜트 설비를 감시 제어하는 감시 제어 시스템에서는, 정보 수집 기능이나 제어 기능 등의 각종 기능을 갖는 통신 기기를 노드로 하여 통신 네트워크를 통해 접속하고, 이들 노드로부터의 정보에 기초하여 중앙 감시 장치에서 개개의 설비를 감시 제어하게 되어 있다. 이러한 감시 제어 시스템에서는, 통신 네트워크로서 이더넷이 이용되고 있다.

이더넷에서는, 복수의 노드를 접속할 때, 허브나 스위치에 각 노드를 각각 접속하는 스타 배선 방식이 기본이다. 이러한 스타 배선 방식은, 비교적 규모가 작은 사무실 환경에는 적합하지만, 빌딩 설비나 플랜트 설비 등이 대규모 설비에는 반드시 적합하다고는 할 수 없다. 그 이유는, 스타 배선 방식에서는, 허브나 스위치와 각 노드를 각각 별개의 배선을 통해 접속해야 하며, 광범위에 걸쳐 노드가 설 치되어 있는 경우에는, 노드 사이를 연결하는 배선이 복잡해져, 배선 공사나 메인터넌스의 작업 부담이 증대되기 때문이다.

이러한 이더넷에서, 각 노드를 링 배선 방식으로 접속하는 이더넷 스위치가 제안되어 있다. 이 링형 이더넷 스위치는, 통신 경로 내에 존재하는 링 토폴로지에 의한 통신 에러를 해소하는 STP(스패닝 트리 프로토콜 : Spanning Tree Protocol/IEEE 802. 1D) 기능이나, 이것을 개량한 RSTP(래피드 STP : Rapid STP/IEEE 802. 1w) 기능 등의 네트워크 제어 기능을 이용하여, 전달 배선을 통해 링형에 복수의 노드를 접속하는 중계 장치이다. 이러한 링형 이더넷 스위치를 노드마다 설치함으로써, 복수의 노드를 링 배선 방식으로 접속할 수 있어, 시스템의 용장화를 실현하는 것도 가능해진다.

도 7은, 전형적인 링형 이더넷 시스템의 구성예이다. 여기서는, 복수의 노드(N)가 링형 이더넷 스위치를 통해 링(L)에 접속되어 있다. 통상, 이더넷 스위치에 탑재되어 있는 RSTP나 STP 등의 네트워크 제어 기능에서는, 링 접속되어 있는 노드 중에서 하나의 루트 노드(R)를 선택하고, 이 루트 노드(R)와 다른 노드의 사이에서 BPUD(Bridge Protocol Data Unit)라 불리는 네트워크 제어 정보를 교환함으로써, 노드 사이의 링 비용에 기초하여 트리 토폴로지의 현용계(現用系) 통신 경로를 설정한다.

이 때, 현용계 통신 경로 이외의 불필요 경로에 관해서는, 그 노드의 포트를 블로킹함으로써, 장해시의 백업계 통신 경로로서 설정한다.

도 7의 예에서는, 루트 노드(R)에서 노드(N1)까지의 경로로서, 좌회전과 우 회전을 생각할 수 있다. 이 때, 우회전의 비용보다 좌회전의 비용이 낮은 경우, 좌회전의 경로가 현용계 통신 경로로서 선택된다. 따라서, 노드(N1)에서 노드(N2)까지의 경로는 불필요 경로가 되어, 이 불필요 경로의 끝점에 있는 어느 하나의 노드(N1) 또는 노드(N2)에서 블로킹된다. 이 때문에, 링 토폴로지로 이루어진 원래의 링(L)이, 루트 노드(R)에서 노드(N1) 및 노드(N2)까지의 2개의 가지 경로로 이루어진 트리 토폴로지로 변경된다.

이에 따라, 물리적으로 링 토폴로지를 형성하고 있는 네트워크라 하더라도, 데이터 루프의 발생이 회피된다. 또, 어느 하나의 노드에서, 루트 노드(R)로부터 정기적으로 송신되는 BPUD를 수신할 수 없게 된 경우, 루트 노드(R)와 그 노드 사이의 경로에서 장해가 발생했다고 판단할 수 있다. 이러한 경우, 그 노드로부터 루트 노드(R)와는 역방향으로 재구축 요구가 송신된다. 이 재구축 요구의 수신에 따라, 블로킹하고 있는 노드는, 그 블로킹을 해소한다. 이에 따라, 블로킹되어 있던 백업계 통신 경로가 이용되어, 새로운 통신 경로가 재구축된다.

따라서, 도 7의 예에서는, 지점(P)에서 장해가 발생한 경우, 노드(N3)로부터 재구축 요구가 송신되고, 노드(N1)에 의해 지점(B)의 블로킹이 해소되어, 루트 노드(R)에서 노드(N3)까지의 새로운 경로가 재구축된다.

이 링형 이더넷 스위치를 이용하여, 빌딩 설비나 플랜트 설비 등에서 이용되는 대규모 이더넷을 하나의 링으로 실현한 경우, 모든 노드가 하나의 링을 공유하기 때문에, 시스템으로서 신뢰성이 저하된다.

종래, 이러한 과제를 해결하는 기술로서, 각 노드를 복수의 서브 링으로 분 할하여 접속하고, 일반적인 스위칭 허브를 이용하여 이들 서브 링을 서로 접속하는 방법이 제안되어 있다(예를 들어, 특허문헌 1 등 참조). 이에 따라, 리스크가 각 서브 링에 분산되기 때문에, 시스템으로서 신뢰성이 개선된다.

특허문헌 1 : 일본 특허 공개 2006-174422호 공보

이러한 종래 기술에서는, 물리적으로는 독립되어 있는 서브 링이 일반적인 스위칭 허브를 통해 접속되어 있기 때문에, 서브 링 사이에서 사용자 데이터 뿐만 아니라 네트워크 제어용 데이터에 대해서도 서로 통신 가능해진다. 즉, 데이터 통신 뿐만 아니라 네트워크 제어 상에서도 하나의 도메인을 형성하게 된다.

따라서, 종래 기술에 의하면, 임의의 서브 링에서 발생한 장해가 다른 서브 링으로 전파되어, 정상적인 서브 링에서도 네트워크 제어 기능에 의한 통신 경로의 재구축 동작이 실행되기 때문에, 정상적인 서브 링에 접속되어 있는 노드 사이에서의 데이터 통신을 일시적으로 저해한다는 문제점이 있었다.

도 8은, 종래 기술에 의한 링형 이더넷의 구성예이다. 여기서는, 3개의 서브 링(L1∼L3)이 구성되어, 각각 스위칭 허브에 접속되어 있다. 이 스위칭 허브는, 노드에 탑재되어 있는 RSTP나 STP 등의 네트워크 제어 기능에 대응하고 있고, 이 네트워크 제어 기능에서 이용하는 BPUD나 재구축 요구를 서브 링(L1∼L3) 사이에서 전송하는 기능을 갖고 있다.

이에 따라, 네트워크 제어 기능상, 서브 링(L1∼L3)이 하나의 링으로 간주되고 있어, 서브 링(L1)의 루트 노드(R)로부터 송신된 BPUD가, 다른 서브 링(L2, L3)에도 전송된다.

여기서, 예를 들어 링(L1)의 지점(P)에서 장해가 발생한 경우, 노드(N3)로부터 노드(N2)에 재구축 요구가 송신되어, 노드(N1)와 노드(N2) 사이에 있는 지점(B) 에서의 블로킹이 해소된다. 이에 따라, 블로킹되어 있던 노드(N1)와 노드(N2)를 연결하는 백업계 통신 경로가 이용되어, 루트 노드(R)에서 노드(N1)까지의 새로운 통신 경로가 재구축된다.

이 때, 새로운 통신 경로를 재구축하기 때문에, 장해가 발생한 서브 링(L1) 이외의 서브 링(L2, L3)에 접속되어 있는 각 노드에서도 재구축 동작이 행해지므로, 정상적인 서브 링에 접속되어 있는 노드 사이의 데이터 통신이 일시적으로 저해되어 버린다.

본 발명은 이러한 과제를 해결하기 위한 것으로, 임의의 서브 링에서 장해가 발생한 경우라도, 정상적인 서브 링에서의 데이터 통신을 유지할 수 있는 링 접속 제어 회로, 링형 이더넷 스위치, 링형 이더넷 시스템 및 링 접속 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

이러한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 링 접속 제어 회로는, 복수의 통신 기기를 링형상으로 직렬 접속하는 서브 링과 스위칭 허브를 접속하는 링 접속 제어 회로로서, 서브 링의 일단과 접속하여 통신 기기와의 사이에서 MAC 프레임을 송수신하는 제1 MAC 처리부와, 서브 링의 타단과 접속하여 통신 기기와의 사이에서 MAC 프레임을 송수신하는 제2 MAC 처리부와, 제1 및 제2 MAC 처리부와 접속하여, 스패닝 트리 프로토콜에 기초하여 서브 링에 대한 용장화 제어 처리를 행하는 STP 처리부와, 스위칭 허브와 접속하여 MAC 프레임을 송수신하는 제3 MAC 처리부와, 제1 MAC 처리부, 제2 MAC 처리부 및 제3 MAC 처리부의 각각에서 수신한 MAC 프레임 을, 그 MAC 프레임에 포함되는 수신처 정보에 기초하여, 제1 MAC 처리부, 제2 MAC 처리부 및 제3 MAC 처리부 중 어느 하나에 전송하는 전송 처리부를 구비하고, 제1 및 제2 MAC 처리부는, 서브 링에 관한 용장화 제어 처리용의 제어 정보를 포함하는 MAC 프레임을 서브 링으로부터 수신한 경우, 그 MAC 프레임에 대하여 전송 처리부로의 출력을 규제하고, 그 MAC 프레임을 STP 처리부에 출력한다.

또, 본 발명에 따른 링형 스위칭 허브는, 복수의 통신 기기를 링형상으로 직렬 접속하는 별개의 서브 링과 각각 접속하는, 상술한 복수의 링 접속 제어 회로와, 이들 링 접속 제어 회로의 제3 MAC 처리부와 각각 접속하여, 이들 링 접속 제어 회로에서 각각의 서브 링으로부터 수신한 MAC 프레임을, 그 MAC 프레임에 포함되는 수신처 정보에 기초하여, 이들 링 접속 제어 회로 중 어느 하나에 전송하는 스위치부를 구비하고 있다.

또, 본 발명에 따른 링형 이더넷 시스템은, 복수의 통신 기기를 링형상으로 직렬 접속하는 복수의 서브 링을 이용하여, 통신 기기 사이의 이더넷 통신을 실현하는 링형 이더넷 시스템으로서, 복수의 통신 기기를 링형상으로 직렬 접속하는 별개의 서브 링과 각각 접속하는, 상술한 복수의 링형 스위칭 허브와, 이들 링형 스위칭 허브를 링형상으로 접속하는 하나의 메인 링을 구비하고 있다.

또, 본 발명에 따른 다른 링형 이더넷 시스템은, 복수의 통신 기기를 링형상으로 접속하는 복수의 서브 링을 이용하여, 통신 기기 사이의 이더넷 통신을 실현하는 링형 이더넷 시스템으로서, 복수의 통신 기기를 링형상으로 접속하는 별개의 서브 링과 각각 접속하는, 상술한 복수의 링형 스위칭 허브와, 이들 링형 스위칭 허브와 각각 접속하여, 이들 링형 스위칭 허브에서 각각의 서브 링으로부터 수신한 MAC 프레임을 서로 교환하는 스위칭 허브를 구비하고 있다.

또한, 본 발명에 따른 링 접속 제어 방법은, 복수의 통신 기기를 링형상으로 접속하는 서브 링과 스위칭 허브를 접속하는 링 접속 제어 방법으로서, 제1 MAC 처리부가, 서브 링의 일단을 통해 통신 기기와의 사이에서 MAC 프레임을 송수신하는 제1 MAC 처리 단계와, 제2 MAC 처리부가, 서브 링의 타단을 통해 통신 기기와의 사이에서 MAC 프레임을 송수신하는 제2 MAC 처리 단계와, STP 처리부가, 제1 및 제2 MAC 처리부와 접속하여, 스패닝 트리 프로토콜에 기초하여 서브 링에 대한 용장화 제어 처리를 행하는 STP 처리 단계와, 제3 MAC 처리부가, 스위칭 허브와의 사이에서 MAC 프레임을 송수신하는 제3 MAC 처리 단계와, 전송 처리부가, 제1 및 제2 MAC 처리부에서 수신한 서브 링으로부터의 MAC 프레임과, 제3 MAC 처리부에서 수신한 스위칭 허브로부터의 MAC 프레임을 서로 교환하는 전송 처리 단계를 구비하고, 제1 및 제2 MAC 처리 단계는, 서브 링에 관한 용장화 제어 처리용의 제어 정보를 포함하는 MAC 프레임을 서브 링으로부터 수신한 경우, 그 MAC 프레임에 대하여 전송 처리부로의 출력을 규제하고, 그 MAC 프레임을 STP 처리부에 출력한다.

본 발명의 링 접속 제어 회로에 의하면, 스위치부를 통해 접속되어 있는 다른 서브 링에 비해, 서브 링에서의 용장화 제어 처리의 영향을 억제할 수 있다. 이 때문에, 임의의 서브 링에서 장해가 발생한 경우라도, 정상적인 서브 링에서의 데이터 통신을 유지할 수 있다.

또, 본 발명의 링형 스위칭 허브에 의하면, 서로 독립적으로 별개의 용장화 제어 처리를 행하는 복수의 서브 링으로, 링형 이더넷 시스템을 구축할 수 있어, 이더넷의 가용성을 향상시키는 것이 가능해진다. 또, 링 수에 제한이 없어, 대규모의 링형 이더넷을 매우 용이하게 구축할 수 있다. 또, 스위치부에, 비(非)링 접속용의 일반적인 포트를 설치함으로써, 퍼스널 컴퓨터나 서버 등의 시판하는 이더넷 접속 기기를 접속할 수 있어, 이더넷 구축에 유연성을 부여하는 것이 가능해진다.

또, 본 발명의 링형 이더넷 시스템에 의하면, 빌딩 설비나 플랜트 설비 등의 대규모이며 광범위에 걸친 설비에 대해서도, 높은 신뢰성을 갖는 데이터 통신 환경, 나아가 감시 제어 시스템을 구축하는 것이 가능해진다.

다음으로, 본 발명의 실시형태에 관해 도면을 참조하여 설명한다.

[제1 실시형태]

우선, 도 1을 참조하여, 본 발명의 제1 실시형태에 따른 링 접속 제어 회로에 관해 설명한다. 도 1은, 본 발명의 제1 실시형태에 따른 링 접속 제어 회로 및 링형 스위칭 허브의 구성을 나타내는 블록도이다.

[링 접속 제어 회로의 구성]

이 링 접속 제어 회로(10)는, 반도체 칩에 형성된 전자 회로로 이루어지며, 복수의 통신 기기(R, N)를 링형상으로 직렬 접속하는 서브 링(50)을 스위칭 허브에 접속할 때의 접속 제어 기능을 갖고 있다.

링 접속 제어 회로(10)에는, 주요 처리부로서, MAC 처리부(제1 MAC 처리부; 11), MAC 처리부(제2 MAC 처리부; 12), STP 처리부(13), MAC 처리부(제3 MAC 처리부; 14) 및 전송 처리부(15)가 설치되어 있다.

MAC 처리부(11)는, 링 접속용의 포트(P1)를 통해 서브 링(50)의 일단과 접속하여, 통신 기기(R, N)와의 사이에서 MAC 프레임을 송수신하는 기능과, 서브 링(50)에 관한 용장화 제어 처리용의 제어 정보를 포함하는 MAC 프레임을 서브 링(50)으로부터 수신한 경우, 그 MAC 프레임에 대하여 전송 처리부(15)로의 출력을 규제하는 기능과, 용장화 제어 처리용의 제어 정보를 포함하는 MAC 프레임을 STP 처리부(13)에 출력하는 기능을 갖고 있다.

MAC 처리부(12)는, 링 접속용의 포트(P2)를 통해 서브 링(50)의 타단과 접속하여, 통신 기기(R, N)와의 사이에서 MAC 프레임을 송수신하는 기능과, 서브 링(50)에 관한 용장화 제어 처리용의 제어 정보를 포함하는 MAC 프레임을 서브 링(50)으로부터 수신한 경우, 그 MAC 프레임에 대하여 전송 처리부(15)로의 출력을 규제하는 기능과, 용장화 제어 처리용의 제어 정보를 포함하는 MAC 프레임을 STP 처리부(13)에 출력하는 기능을 갖고 있다.

STP 처리부(13)는, MAC 처리부(11, 12)와 각각 접속하여, 스패닝 트리 프로토콜(STP)이나 래피드 STP(RSTP)에 기초하여 서브 링(50)에 대한 용장화 제어 처리를 행하는 기능을 갖고 있다. 이 용장화 제어 처리는, 예를 들어 상술한 도 7에서 설명한, 현용계 통신 경로의 설정 처리 및 현용계 통신 경로에서의 장해 발생에 따른 블로킹 해제에 의한 백업계 통신 경로로의 전환 처리 등이 있다.

MAC 처리부(14)는, 비(非)링 접속용의 포트(P3)와 접속하여 MAC 프레임을 송 수신하는 기능을 갖고 있다.

전송 처리부(15)는, MAC 처리부(11, 12, 14)의 각각에서 수신한 MAC 프레임을, 그 MAC 프레임에 포함되는 수신처 정보에 기초하여, 이들 MAC 처리부(11, 12, 14) 중 어느 하나에 전송하는 기능을 갖고 있다.

[링형 스위칭 허브의 구성]

다음으로, 도 1을 참조하여, 본 발명의 제1 실시형태에 따른 링형 스위칭 허브에 관해 설명한다.

이 링형 스위칭 허브(1)는, 복수의 서브 링(50)을 서로 접속하는 기능을 갖는 통신 장치이며, 주요 기능부로서, 복수의 링 접속 제어 회로(10)와, 스위치부(20)가 설치되어 있다.

스위치부(20)는, 복수의 링 접속 제어 회로(10)의 MAC 처리부(14)의 각각과 접속하여, 이들 링 접속 제어 회로(10)에서 각각의 서브 링(50)으로부터 수신한 MAC 프레임을, 그 MAC 프레임에 포함되는 수신처 정보에 기초하여, 이들 링 접속 제어 회로(10) 중 어느 하나에 전송하는 기능을 갖고 있다. 또, 비(非)링 접속용의 일반적인 포트(Px)를 구비하고 있다.

[제1 실시형태의 동작]

다음으로, 도 2∼도 4를 참조하여, 본 발명의 제1 실시형태에 따른 링 접속 제어 회로(10) 및 링형 스위칭 허브(1)의 동작에 관해 설명한다. 도 2는, 장해 발생전의 서브 링 구성을 나타내는 설명도이다. 도 3은, 장해 발생시의 서브 링 구성을 나타내는 설명도이다. 도 4는, 장해 발생후의 서브 링 구성을 나타내는 설명도 이다.

도 2에서, 링형 스위칭 허브(1)는, 2개의 링 접속 제어 회로(10A, 10B)를 갖고 있고, 링 접속 제어 회로(10A)에는 서브 링(51)이 접속되어 있고, 링 접속 제어 회로(10B)에는 서브 링(52)이 접속되어 있다.

서브 링(51)의 일단은, 링 접속 제어 회로(10A)의 포트(Pa1(P1))에 접속되어 있고, 서브 링(51)의 타단은, 링 접속 제어 회로(10A)의 포트(Pa2(P2))에 접속되어 있다. 또, 서브 링(52)의 일단은, 링 접속 제어 회로(10B)의 포트(Pb1(P1))에 접속되어 있고, 서브 링(52)의 타단은, 링 접속 제어 회로(10B)의 포트(Pb2(P2))에 접속되어 있다.

서브 링(51)에는, 포트(Pa2)측으로부터 순서대로, 노드(Na1, Na2, Na3, Na4)가 링형상으로 직렬 접속되어 있고, 이 중 노드(Na4)가 루트 노드(Ra)가 되고, 노드(Na2)와 노드(Na3) 사이의 점(Ba)에 블로킹이 설정되어 있다.

서브 링(52)에는, 포트(Pb2)측으로부터 순서대로, 노드(Nb1, Nb2, Nb3, Nb4)가 링형상으로 직렬 접속되어 있고, 이 중 노드(Nb2)가 루트 노드(Rb)가 되고, 노드(Nb3)와 노드(Nb4) 사이의 점(Bb)에 블로킹이 설정되어 있다.

이들 노드(통신 기기)에 대해서는, 필드 컨트롤러, IO 모듈, 카드 리더 등의 말단 제어 기기이어도 되고, 다른 통신 프로토콜의 기기와 연결하기 위한 통신 게이트웨이이어도 된다.

상술한 바와 같이, 링 접속 제어 회로(10A, 10B)에서는, 각각의 MAC 처리부(11, 12)에서, 서브 링(51, 52)에 관한 용장화 제어 처리용의 제어 정보를 포함 하는 MAC 프레임을 그 서브 링으로부터 수신한 경우, 그 MAC 프레임에 대하여 전송 처리부(15)로의 출력을 규제하고, 용장화 제어 처리용의 제어 정보를 포함하는 MAC 프레임을 STP 처리부(13)에 출력한다.

이 때문에, 서브 링(51)의 루트 노드(Ra)로부터 송신된 BPDU는, 전송 처리부(15)에 출력되지 않고, 그 앞의 스위치부(20) 및 링 접속 제어 회로(10B)를 통해 서브 링(52)에 전송되지 않는다. 또, 서브 링(52)으로부터의 BPUD도 서브 링(51)에 전송되지 않는다.

이에 따라, 도 2에 나타낸 바와 같이, 서브 링(51)에서는, 루트 노드(Ra)와 블로킹 지점(Ba)이 설정되어, 루트 노드(Ra)로부터 송신되는 BPUD에 의해, 서브 링(52)과는 독립된 별개의 용장화 제어 처리가 행해진다. 또, 서브 링(52)에서는, 루트 노드(Rb)와 블로킹 지점(Bb)이 설정되어, 루트 노드(Rb)로부터 송신되는 BPUD에 의해 서브 링(51)과는 독립된 별개의 용장화 제어 처리가 행해진다.

따라서, 예를 들어, 도 3에 나타낸 바와 같이, 서브 링(51) 중 포트(Pa1)와 루트 노드(Ra) 사이의 지점(Pa)에서 장해가 발생한 경우, 루트 노드(Ra)로부터의 BPUD를 링 접속 제어 회로(10A)의 STP 처리부(13)에서 수신할 수 없게 되기 때문에, STP 처리부(13)는, 루트 노드(Ra)와는 반대측의 MAC 처리부(12)를 통해 포트(Pa2)로부터, 서브 링(51)의 재구축을 지시하는 재구축 요구를 송신한다.

이 때, 서브 링(52)에서는, 별개의 루트 노드(Rb)가 설정되어 있고, 이 루트 노드(Rb)로부터 각 노드(Nb1, Nb2, Nb3) 및 링 접속 제어 회로(10B)에 BPDU가 배송되어 있다. 이 때문에, 서브 링(51)에서 발생한 장해에 기인하여 BPDU를 수신할 수 없게 되는 경우는 없고, 서브 링(52)의 루트 노드(Rb), 노드(Nb1, Nb3, Nb4) 및 링 접속 제어 회로(10B)는, 서브 링(51)에서의 장해의 영향은 받지 않고 데이터 통신을 계속할 수 있다.

한편, 서브 링(51)에서는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 링 접속 제어 회로(10A)로부터의 재구축 요구에서, 노드(Na2, Na3) 사이에 있는 지점(Ba)에서의 블로킹이 해소되어, 블로킹되어 있던 노드(Na2)와 노드(Na3)를 연결하는 백업계 통신 경로가 이용되어, 루트 노드(Ra)로부터 노드(Na3, Na2, Na1)까지의 새로운 통신 경로가 재구축되어, 서브 링(51)에 접속되어 있는 각 노드에서 데이터 통신이 가능해진다.

이 때, 링 접속 제어 회로(10A)의 STP 처리부(13)로부터 MAC 처리부(12)를 통해 서브 링(51)에 송신된 재구축 요구는, MAC 처리부(12)에서 전송 처리부(15)로의 출력이 규제되기 때문에, 그 앞의 스위치부(20) 및 링 접속 제어 회로(10B)를 통해 서브 링(52)에 전송되지 않는다.

이 때문에, 서브 링(52)의 각 노드에서, 서브 링(51)으로부터의 재구축 요구에 따라, 통신 경로의 재구축 동작이 행해지는 경우는 없고, 이 재구축 동작에 의해 서브 링(52)에 접속되어 있는 노드 사이에서의 데이터 통신이 일시적으로 저해되어 버리는 경우는 없다. 따라서, 서브 링(51)에서 장해가 발생한 경우라도, 서브 링(52)에서 데이터 통신을 안정적으로 계속하는 것이 가능해진다.

[제1 실시형태의 효과]

이와 같이, 본 실시형태에서는, 링 접속 제어 회로(10)에서, MAC 처리부(11, 12)에 의해, 서브 링(50)에 관한 용장화 제어 처리용의 제어 정보를 포함하는 MAC 프레임을 서브 링(50)으로부터 수신한 경우, 그 MAC 프레임에 대하여 전송 처리부(15)로의 출력을 규제하고, 그 MAC 프레임을 STP 처리부(13)에 출력하도록 했기 때문에, 스위치부(20)를 통해 접속되어 있는 다른 서브 링에 비해, 서브 링(50)에서의 용장화 제어 처리의 영향을 억제할 수 있다. 이 때문에, 임의의 서브 링에서 장해가 발생한 경우라도, 정상적인 서브 링에서의 데이터 통신을 유지할 수 있다.

또, 본 실시형태에서는, 이러한 링 접속 제어 회로(10)를 복수 이용하여 스위치부(20)에서 중계 접속함으로써, 링형 스위칭 허브(1)를 구성했기 때문에, 서로 독립적으로 별개의 용장화 제어 처리를 행하는 복수의 서브 링(50)으로, 링형 이더넷 시스템을 구축할 수 있어, 이더넷의 가용성을 향상시키는 것이 가능해진다. 또, 링 수에 제한이 없어, 대규모의 링형 이더넷을 매우 용이하게 구축할 수 있다.

또, 본 실시형태에서, 링형 스위칭 허브(1)의 스위치부(20)에, 비(非)링 접속용의 일반적인 포트(Px)를 설치함으로써, 퍼스널 컴퓨터나 서버 등의 시판하는 이더넷 접속 기기를 접속할 수 있어, 이더넷 구축에 유연성을 부여하는 것이 가능해진다.

[제2 실시형태]

다음으로, 도 5를 참조하여, 본 발명의 제2 실시형태에 따른 링형 이더넷 시스템에 관해 설명한다. 도 5는, 본 발명의 제2 실시형태에 따른 링형 이더넷 시스템의 구성을 나타내는 설명도이다.

[링형 이더넷 시스템]

이 링형 이더넷 시스템(100)에는, 복수의 통신 기기를 링형상으로 직렬 접속하는 별개의 서브 링(61, 62, 63)과 각각 접속하는 복수의 링형 스위칭 허브(1A, 1B, 1C)와, 이들 링형 스위칭 허브(1A, 1B, 1C)를 링형상으로 접속하는 하나의 메인 링(60)이 설치되어 있다. 이들 링형 스위칭 허브(1A, 1B, 1C)는, 제1 실시형태에서 설명한 도 1의 링형 스위칭 허브(1)로 이루어진다.

서브 링(61)의 일단은, 링형 스위칭 허브(1A)의 포트(Pb1(P1))에 접속되어 있고, 서브 링(61)의 타단은, 링형 스위칭 허브(1A)의 포트(Pb2(P2))에 접속되어 있다.

또, 서브 링(62)의 일단은, 링형 스위칭 허브(1B)의 포트(Pb1(P1))에 접속되어 있고, 서브 링(62)의 타단은, 링형 스위칭 허브(1B)의 포트(Pb2(P2))에 접속되어 있다.

또, 서브 링(63)의 일단은, 링형 스위칭 허브(1C)의 포트(Pb1(P1))에 접속되어 있고, 서브 링(63)의 타단은, 링형 스위칭 허브(1C)의 포트(Pb2(P2))에 접속되어 있다.

서브 링(61)에는, 링형 스위칭 허브(1A)의 포트(Pb2)측으로부터 순서대로, 노드(Na1, Na2, Na3, Na4)가 링형상으로 직렬 접속되어 있고, 이 중 노드(Na4)가 루트 노드(Ra)가 되고, 노드(Na2)와 노드(Na3) 사이의 점(Ba)에 블로킹이 설정되어 있다.

서브 링(62)에는, 링형 스위칭 허브(1B)의 포트(Pb2)측으로부터 순서대로, 노드(Nb1, Nb2, Nb3, Nb4)가 링형상으로 직렬 접속되어 있고, 이 중 노드(Nb2)가 루트 노드(Rb)가 되고, 노드(Nb3)와 노드(Nb4) 사이의 점(Bb)에 블로킹이 설정되어 있다.

서브 링(63)에는, 링형 스위칭 허브(1C)의 포트(Pb2)측으로부터 순서대로, 노드(Nc1, Nc2, Nc3, Nc4)가 링형상으로 직렬 접속되어 있고, 이 중 노드(Nc3)가 루트 노드(Rc)가 되고, 노드(Nc4)와 링형 스위칭 허브(1C) 사이의 점(Bc)에 블로킹이 설정되어 있다.

한편, 링형 스위칭 허브(1A, 1B, 1C)의 각 포트(Pa1, Pa2)는, 메인 링(60)에 대하여 링형상으로 직렬 접속되어 있고, 일반적인 스위칭 허브(30)와 접속하는 링형 스위칭 허브(1M)의 포트(Pa1, Pa2)도 메인 링(60)에 대하여 링형상으로 직렬 접속되어 있다.

메인 링(60)에서는, 링형 스위칭 허브(1M)가 루트 노드(Rm)가 되고, 링형 스위칭 허브(1A)와 링형 스위칭 허브(1B) 사이의 점(Bm)에 블로킹이 설정되어 있다.

이러한 구성에 의해, 각 링형 스위칭 허브(1A, 1B, 1C)에 접속되어 있는 서브 링(61, 62, 63) 사이를, 메인 링(60)을 통해 중계 접속할 수 있다. 따라서, 서로 독립적으로 별개의 용장화 제어 처리를 행하는 복수의 서브 링(61, 62, 63)을, 동일하게 독립적으로 별개의 용장화 제어 처리를 행하는 메인 링(60)에 의해, 하나의 이더넷 시스템에 정리하는 것이 가능해져, 빌딩 설비나 플랜트 설비 등의 대규 모이며 광범위에 걸친 설비에 대해서도, 높은 신뢰성을 갖는 데이터 통신 환경을 제공할 수 있다.

또, 링형 스위칭 허브(1M)는, 상술한 도 1의 링형 스위칭 허브(1)의 구성에 더하여, 스위치부(20)에 비(非)링 접속용의 포트(Pb)를 구비하고 있어, 그 포트(Pb)를 통해 스위칭 허브(30)와 접속하는 것이 가능하다.

따라서, 도 5에 나타낸 바와 같이, 스위칭 허브(30)에, 퍼스널 컴퓨터 PC(31), 서버(32), 프린터(33) 등의 통신 기기를 접속함으로써, 이들 통신 기기로부터, 서브 링(61, 62, 63)에 접속되어 있는 각 통신 기기를 감시 제어할 수 있다. 빌딩 설비나 플랜트 설비 등의 대규모이며 광범위에 걸친 설비에 대해, 높은 신뢰성을 갖는 감시 제어 시스템을 구축하는 것이 가능해진다.

또, 본 실시형태에서는, 링형 스위칭 허브(1A, 1B, 1C)를, 메인 링(60)에 의해 링형상으로 직렬 접속하는 경우를 예로서 설명했지만, 메인 링(60) 대신 스위칭 허브(30)에서 중계 접속하도록 해도 된다.

이에 따라, 링형 스위칭 허브(1A, 1B, 1C)가 비교적 가까운 위치에 배치되어 있는 경우에는, 링형 스위칭 허브(1M)를 이용하지 않고, 효율적으로 감시 제어 시스템을 구축하는 것이 가능해진다.

[제3 실시형태]

다음으로, 도 6을 참조하여, 본 발명의 제3 실시형태에 따른 링형 이더넷 시스템에 관해 설명한다. 도 6은, 본 발명의 제3 실시형태에 따른 링형 이더넷 시스템의 구성을 나타내는 설명도이다.

제2 실시형태에서는, 링형 스위칭 허브(1A, 1B, 1C)를, 메인 링(60)에 의해 링형상으로 직렬 접속하는 경우를 예로서 설명했다. 본 실시형태에서는, 제2 실시형태에 따른 링형 이더넷 시스템 중, 링형 스위칭 허브(1C)를, 메인 링(60) 대신 링형 스위칭 허브(1B)의 서브 링(62)에 캐스캐이드 접속한 경우에 관해 설명한다.

본 실시형태에 따른 링형 이더넷 시스템에서, 서브 링(61)의 일단은, 링형 스위칭 허브(1A)의 포트(Pb1(P1))에 접속되어 있고, 서브 링(61)의 타단은, 링형 스위칭 허브(1A)의 포트(Pb2(P2))에 접속되어 있다.

서브 링(62)에는, 링형 스위칭 허브(1B)의 포트(Pb2)측으로부터 순서대로, 노드(Nb1, Nb2, Nb3)와, 링형 스위칭 허브(1C)의 포트(Pa2(P2)), 포트(Pa1(P1))와, 노드(Nb4)가 링형상으로 직렬 접속되어 있고, 이 중 노드(Nb2)가 루트 노드(Rb)가 되고, 링형 스위칭 허브(1C)의 포트(Pa1)와 노드(Nb4) 사이의 점(Bb)에 블로킹이 설정되어 있다.

한편, 링형 스위칭 허브(1A, 1B)의 각 포트(Pa1, Pa2)는, 메인 링(60)에 대하여 링형상으로 직렬 접속되어 있고, 일반적인 스위칭 허브(30)와 접속하는 링형 스위칭 허브(1M)의 포트(Pa1, Pa2)도 메인 링(60)에 대하여 링형상으로 직렬 접속되어 있다.

이에 따라, 메인 링(60)을 모든 링형 스위칭 허브(1A, 1B, 1C)에 접속할 필요가 없어져, 비교적 설치 위치가 가까운 링형 스위칭 허브(1A, 1B)만을 메인 링(60)으로 접속하면 된다.

따라서, 빌딩 설비나 플랜트 설비 등의 대규모이며 광범위에 걸친 설비라도, 링형 스위칭 허브(1)의 설치 위치에 따라, 높은 신뢰성을 갖는 감시 제어 시스템이 나 데이터 통신 환경을, 효율적이고 유연하게 구축하는 것이 가능해진다.

도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 링 접속 제어 회로 및 링형 스위칭 허브의 구성을 나타내는 블록도이다.

도 2는 장해 발생전의 서브 링 구성을 나타내는 설명도이다.

도 3은 장해 발생시의 서브 링 구성을 나타내는 설명도이다.

도 4는 장해 발생후의 서브 링 구성을 나타내는 설명도이다.

도 5는 본 발명의 제2 실시형태에 따른 링형 이더넷 시스템의 구성을 나타내는 설명도이다.

도 6은 본 발명의 제3 실시형태에 따른 링형 이더넷 시스템의 구성을 나타내는 설명도이다.

도 7은 전형적인 링형 이더넷 시스템의 구성예이다.

도 8은 종래 기술에 의한 링형 이더넷의 구성예이다.

(부호의 설명)

1, 1A, 1B, 1C, 1M : 링형 스위칭 허브 10, 10A, 10B : 링 접속 제어 회로

11 : MAC 처리부(제1 MAC 처리부) 12 : MAC 처리부(제2 MAC 처리부)

13 : STP 처리부 14 : MAC 처리부(제3 MAC 처리부)

15 : 전송 처리부 20 : 스위치부

30 : 스위칭 허브 31 : 퍼스널 컴퓨터(PC)

32 : 서버 33 : 프린터

50, 51, 52, 53, 61, 62, 63 : 서브 링 60 : 메인 링

Claims

복수의 통신 기기를 링형상으로 직렬 접속하는 서브 링과 스위칭 허브를 접속하는 링 접속 제어 회로로서,

상기 서브 링의 일단과 접속하여 상기 통신 기기와의 사이에서 MAC 프레임을 송수신하는 제1 MAC 처리부와,

상기 서브 링의 타단과 접속하여 상기 통신 기기와의 사이에서 MAC 프레임을 송수신하는 제2 MAC 처리부와,

상기 제1 및 제2 MAC 처리부와 접속하여, 스패닝 트리 프로토콜에 기초하여 상기 서브 링에 대한 용장화 제어 처리를 행하는 STP 처리부와,

상기 스위칭 허브와 접속하여 MAC 프레임을 송수신하는 제3 MAC 처리부와,

상기 제1 MAC 처리부, 상기 제2 MAC 처리부 및 상기 제3 MAC 처리부의 각각에서 수신한 MAC 프레임을, 그 MAC 프레임에 포함되는 수신처 정보에 기초하여, 상기 제1 MAC 처리부, 상기 제2 MAC 처리부 및 상기 제3 MAC 처리부 중 어느 하나에 전송하는 전송 처리부

를 구비하고,

상기 제1 및 제2 MAC 처리부는, 상기 서브 링에 관한 용장화 제어 처리용의 제어 정보를 포함하는 MAC 프레임을 상기 서브 링으로부터 수신한 경우, 그 MAC 프레임에 대하여 상기 전송 처리부로의 출력을 규제하고, 그 MAC 프레임을 상기 STP 처리부에 출력하는 것을 특징으로 하는 링 접속 제어 회로.
복수의 통신 기기를 링형상으로 직렬 접속하는 별개의 서브 링과 각각 접속하는, 제1항에 기재된 복수의 링 접속 제어 회로와,

이들 링 접속 제어 회로의 제3 MAC 처리부와 각각 접속하여, 이들 링 접속 제어 회로에서 각각의 서브 링으로부터 수신한 MAC 프레임을, 그 MAC 프레임에 포함되는 수신처 정보에 기초하여, 이들 링 접속 제어 회로 중 어느 하나에 전송하는 스위치부

를 구비하는 것을 특징으로 하는 링형 스위칭 허브.
복수의 통신 기기를 링형상으로 직렬 접속하는 복수의 서브 링을 이용하여, 상기 통신 기기 사이의 이더넷 통신을 실현하는 링형 이더넷 시스템으로서,

복수의 통신 기기를 링형상으로 직렬 접속하는 별개의 서브 링과 각각 접속하는, 제2항에 기재된 복수의 링형 스위칭 허브와,

이들 링형 스위칭 허브를 링형상으로 접속하는 하나의 메인 링

을 구비하는 것을 특징으로 하는 링형 이더넷 시스템.
복수의 통신 기기를 링형상으로 접속하는 복수의 서브 링을 이용하여, 상기 통신 기기 사이의 이더넷 통신을 실현하는 링형 이더넷 시스템으로서,

복수의 통신 기기를 링형상으로 접속하는 별개의 서브 링과 각각 접속하는, 제2항에 기재된 복수의 링형 스위칭 허브와,

이들 링형 스위칭 허브와 각각 접속하여, 이들 링형 스위칭 허브에서 각각의 서브 링으로부터 수신한 MAC 프레임을 서로 교환하는 스위칭 허브

를 구비하는 것을 특징으로 하는 링형 이더넷 시스템.
복수의 통신 기기를 링형상으로 접속하는 서브 링과 스위칭 허브를 접속하는 링 접속 제어 방법으로서,

제1 MAC 처리부가, 상기 서브 링의 일단을 통해 상기 통신 기기와의 사이에서 MAC 프레임을 송수신하는 제1 MAC 처리 단계와,

제2 MAC 처리부가, 상기 서브 링의 타단을 통해 상기 통신 기기와의 사이에서 MAC 프레임을 송수신하는 제2 MAC 처리 단계와,

STP 처리부가, 상기 제1 및 제2 MAC 처리부와 접속하여, 스패닝 트리 프로토콜에 기초하여 상기 서브 링에 대한 용장화 제어 처리를 행하는 STP 처리 단계와,

제3 MAC 처리부가, 상기 스위칭 허브와의 사이에서 MAC 프레임을 송수신하는 제3 MAC 처리 단계와,

전송 처리부가, 상기 제1 및 제2 MAC 처리부에서 수신한 상기 서브 링으로부터의 MAC 프레임과, 상기 제3 MAC 처리부에서 수신한 상기 스위칭 허브로부터의 MAC 프레임을 서로 교환하는 전송 처리 단계

를 구비하고,

상기 제1 및 제2 MAC 처리 단계는, 상기 서브 링에 관한 용장화 제어 처리용의 제어 정보를 포함하는 MAC 프레임을 상기 서브 링으로부터 수신한 경우, 그 MAC 프레임에 대하여 상기 전송 처리부로의 출력을 규제하고, 그 MAC 프레임을 상기 STP 처리부에 출력하는 것을 특징으로 하는 링 접속 제어 방법.