TWI643469B - Relay device and communication network - Google Patents

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TWI643469B TW104139867A TW104139867A TWI643469B TW I643469 B TWI643469 B TW I643469B TW 104139867 A TW104139867 A TW 104139867A TW 104139867 A TW104139867 A TW 104139867A TW I643469 B TWI643469 B TW I643469B
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川手竜介
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Abstract

層2開關20，形成通訊終端的同時形成通訊網路，包括複數的通訊埠，與通訊終端之間收發框架；框架識別部22-1到22-n，識別定期從通訊終端往通訊網路內傳送的特定框架；設定部231，設定監視特定框架的接收數的監視周期及通訊網路中用以檢出迴路路徑的接收臨界值；監視部232，識別通訊埠單位中接收的特定框架的傳送器的複數的通訊終端，計數每一通訊終端在監視周期內接收的特定框架的接收數；以及判定部233，比較通訊埠單位中監視部232通知的特定框架的接收數的計算值與接收臨界值，判定是否檢出迴路路徑，進行停止檢出迴路路徑的通訊埠中的框架收發之控制。

Description

中繼裝置及通信網路
本發明係關於在形成通訊網路的通訊裝置之間中繼收發的框架(frame)之中繼裝置及通訊網路。
近年來，產業領域中進展為乙太網路(ethernet)化(註冊商標)，製造現場中建構連結PLC(可編程邏輯控制器)、轉換器(Inverter)、感應器(sensor)等的FA(工廠自動化)機器的通訊網路(以下為FA網路)。FA網路中，一般要求即時(real time)性的FA機器間以乙太網路連接、控制。以乙太網路為基礎的FA網路，CC(控制&通訊)-Link IE(註冊商標)是熟知的。
CC-Link IE中，控制側的通訊裝置(以下為主機(master))與成為控制對象的通訊裝置(以下為從屬機(slave))之間以乙太網路連接，以使用多點傳輸(Multicast)通訊的令牌傳送(token passing)方式進行通訊(例如，專利文件1)。
根據專利文件1中記載的通訊系統(system)，主機對於控制對象的從屬機，定期廣播傳送網路存在確認框架，根據來自從屬機的應答的存在確認應答框架內包含的從屬機的連接資訊，進行新連接終端的檢出與令牌巡迴路徑的設定。
主機，在決定令牌巡迴路徑後，對從屬機通知令牌的傳送處。主機，在通知從屬機令牌巡迴路徑後，以多點傳 輸傳送自身裝置的資料(data)與令牌。以多點傳輸傳送的中，收納接著給予傳送權的從屬機的MAC(媒體存取控制)位址(address)。接收自身裝置處的令牌的從屬機，辦識自裝置得到傳送權，根據需要在傳送資料後以多點傳輸傳送令牌給下一個從屬機。CC-Link IE中，控制主機從傳送令牌到主機接收自身裝置處的令牌為止的時間在預設的時間內結束。重複此一串的處理，主機與從屬機進行周期通訊的循環(cyclic)通訊。
又，層(layer)2開關(switch)等的中繼裝置連接各式各樣的FA機器構成的FA網路中，人為的疏失(miss)等錯誤連接通訊路徑，有可能形成迴路(loop)。FA網路中，形成迴路路徑，由於發生風暴(storm)，引起對FA網路的運用的阻礙。所謂風暴，係廣播框架(broadcast frame)或多點傳輸框架(Multicast frame)的轉送，複製處理在迴路路徑上無限重複，壓迫FA網路的頻帶。FA網路中，因為要求高可靠性，要求自律檢出並解除迴路路徑的機構。
習知的CC-Link IE中，作為檢出並解除FA網路內的迴路路徑的方法，具有中繼裝置使用從主機定期傳送的網路存在確認框架，在接收設定時間內臨界值以上的網路存在確認框架的連接埠(port)中，判斷檢出迴路路徑，並堵塞上述連接埠的方法(例如，專利文件2)。
[先行技術文件] [專利文件]
[專利文件1]專利第5084915號公報
[專利文件2]國際公開第2015/075959號
習知的迴路路徑的檢出方法，以1台主機構成的CC-Link IE的網路的情況下，可以正常檢出迴路路徑。不過，某些情況下是1台CC-Link IE的網路連接複數的主機。新連接的主機往往爆發式(burst)複數次輸出網路存在確認框架。以連接複數台主機的網路連接新的主機時，中繼裝置中，來自複數的主機的網路存在確認框架的接收數合計值為臨界值以上時，具有即使還沒接收臨界值以上來自單一主機的網路存在確認框架，也判斷為錯誤形成迴路路徑，具有在某些情況下堵塞連接埠之問題。
本發明，有鑑於上述而形成，目的在於連接複數台主機的網路中，以簡單的構成容易檢出迴路路徑的同時，得到自律解除迴路路徑的中繼裝置。
為了解決上述的課題，達成目的，本發明的中繼裝置包括複數的通訊埠，與通訊終端之間收發框架；以及框架識別部，識別從通訊終端往通訊網路內定期傳送的特定框架。又，中繼裝置，其特徵在於包括設定部，設定監視特定框架的接收數的監視周期及通訊網路中用以檢出迴路路徑的接收臨界值；監視部，識別通訊埠單位中接收的特定框架的傳送器的複數的通訊終端，計數(count)每一通訊終端在監視周期內接收的特定框架的接收數；以及判定部，比較通訊埠單位中監視部 通知的特定框架的接收數的計算值與接收臨界值，判定是否檢出迴路路徑，進行停止檢出迴路路徑的通訊埠中的框架收發之控制。
根據本發明的中繼裝置，連接複數台主機的網路中，以簡單的構成容易檢出迴路路徑的同時，達到可以得到自律解除迴路路徑的效果。
10X、10Y‧‧‧通訊終端(主機)
10A、10B、10C、10D‧‧‧通訊終端(從屬機)
20、20A、20B‧‧‧層2開關
20-1~20-n‧‧‧通訊埠
21-1~21-n‧‧‧通訊埠接收部
22-1~22-n‧‧‧框架識別部
23‧‧‧迴路檢出部
24‧‧‧框架中繼部
25-1~25-n‧‧‧通訊埠傳送部
30、30A、30B‧‧‧集線器
40‧‧‧網路管理裝置
91‧‧‧處理電路
92‧‧‧CPU
93‧‧‧記憶體
100a~100e‧‧‧通訊網路
200‧‧‧Test Data框架
201‧‧‧DA(目的位址)
202‧‧‧SA(源位址)
203‧‧‧type；204~資料
205‧‧‧框架識別資訊
206‧‧‧MAC位址資訊
207‧‧‧FCS(框架檢查序列frame check sequence)
231‧‧‧設定部
232‧‧‧監視部
233‧‧‧判定部
[第1圖]係顯示作為第一實施例的通訊網路的CC-Link IE網路的一範例圖；[第2圖]係顯示第一實施例的主機的通訊終端傳送的Test Data框架的構成例圖；[第3圖]係顯示第一實施例的層2開關的構成例方塊圖；[第4圖]係顯示第一實施例的層2開關的延伸端形成迴路路徑時的通訊網路的一範例圖；[第5圖]係顯示檢出第一實施例的層2開關的迴路路徑的動作流程圖；[第6圖]係顯示以專用的硬體構成第一實施例的層2開關的處理電路時的範例圖；[第7圖]係顯示以CPU及記憶體構成第一實施例的層2開關的處理電路時的範例圖；[第8圖]係顯示第二實施例的層2開關連接1台主機，新連接第2台主機時的通訊網路的一範例圖； [第9圖]係顯示第三實施例的層2開關的通訊埠間形成迴路路徑時的通訊網路的一範例圖；[第10圖]係顯示第三實施例的層2開關的延伸端存在複數迴路路徑時的通訊網路的一範例圖；[第11圖]係顯示第三實施例的層2開關中在複數的通訊埠檢出迴路路徑時的動作流程圖；[第12圖]係顯示通訊網路的構成例圖，包含管理第四實施例的CC-Link IE網路上的警報資訊之網路管理裝置；以及[第13圖]係顯示檢出第四實施例的層2開關的迴路路徑，通知網路管理裝置的動作流程圖。
以下，根據圖面，詳細說明本發明實施例的中繼裝置及通訊網路。又，不以本實施例限定此發明。
[第一實施例]
第1圖係顯示作為本發明第一實施例的通訊網路100的CC-Link IE網路的一範例圖。CC-Link IE網路中，複數的通訊終端根據乙太網路以連接成線(line)狀或星(star)狀的同一分段(segment)的網路構成。
通訊網路100，以包含作為主機動作的通訊終端10X、10Y，作為從屬機動作的複數的通訊終端10A、10B、10C、10D，以及中繼裝置的層2開關20構成。之後，不區別通訊終端10X、10Y、10A到10D時，往往稱作通訊終端10。通訊終端10，具有2個通訊埠，通訊終端10的通訊埠經由LAN(區域網)纜線(cable)與其他的通訊終端10的通訊埠或層2開關20 的通訊埠連接。通訊終端10，連接至FA機器或內建於FA機器中，與其他的通訊終端10之間收發FA機器的控制資訊或資料。通訊網路100係連結FA機器的的通訊網路。
通訊網路100中，通訊終端10X的第1通訊埠的Port_X1與通訊終端10A的第2通訊埠的Port-A2連接，通訊終端10X的第2通訊埠的Port_X2與通訊終端10B的第1通訊埠的Port_B1連接。通訊終端10B的第2通訊埠的Port_B2連接至層2開關20的通訊埠20-1。通訊終端10C的第1通訊埠的Port_C1連接至層2開關20的通訊埠20-2。通訊終端10D的第1通訊埠的Port_D1連接至層2開關20的通訊埠20-3。又，通訊終端10Y的第1通訊埠的Port_Y1新連接至層2開關20的通訊埠20-n。
本實施例的通訊網路100中，在層2開關20等的中繼裝置中具備機構，監視CC-Link IE的主機的通訊終端10X、10Y定期傳送的控制框架的網路存在確認框架(以下為TestData框架)的流量，監視周期內的TestData框架的接收數超過接收臨界值時，判定形成迴路。在此，所謂TestData框架，係用以檢出令牌巡迴路徑中未登錄的新終端，即為了確認通訊網路100的狀態，主機的通訊終端10X、10Y定期傳送的控制框架。
第2圖係顯示第一實施例的主機的通訊終端10X、10Y傳送的Test Data框架200的構成例圖。第2圖中顯示的Test Data框架200，係根據IEEE(電子電機工程協會)802.3產生的乙太網路規格做為基礎的構成。Test Data框架200由框 架的收件處MAC位址的DA(目的位址)201、框架的傳送器MAC位址的SA(源位址)202、顯示乙太網路型(Ethernet type)的type203、根據傳送的資料大小(size)長度可變的資料204、及錯誤(error)檢出用的FCS(框架檢查序列frame check sequence)207構成。資料204內，包含用以識別框架類別的識別資訊的框架識別資訊205及傳送Test Data框架的主機的MAC位址資訊206。本實施例中，Test Data框架200的框架識別資訊205內收納顯示Test Data框架的框架識別資訊，主機的MAC位址資訊206內收納主機的通訊終端10X或通訊終端10Y的MAC位址。層2開關20，藉由確認Test Data框架200的資料204內包含的資料的一部分之框架識別資訊205及主機的MAC位址資訊206，識別Test Data框架，可以識別Test Data框架的傳送器的主機。
第3圖係顯示第一實施例的層2開關20的構成例方塊圖。層2開關20，包括通訊埠接收部21-1到21-n、框架識別部22-1到22-n、迴路檢出部23、框架中繼部24、以及通訊埠傳送部25-1到25-n。之後的說明中，不必區別各個構成時，通訊埠接收部21-1到21-n常稱作通訊埠接收部21、框架識別部22-1到22-n常稱作框架識別部22、以及通訊埠傳送部25-1到25-n常稱作通訊埠傳送部25。關於第3圖中顯示的迴路檢出通知框架，在後述的第四實施例中說明。
又，第3圖中，以通訊埠接收部21-1及通訊埠傳送部25-1構成第1圖所示的通訊埠20-1。同樣地，以通訊埠接收部21-2及通訊埠傳送部25-2構成通訊埠20-2， 以通訊埠接收部21-n及通訊埠傳送部25-n構成通訊埠20-n。通訊埠接收部21-1到21-n及通訊埠傳送部25-1到25-n的末尾號碼，對應通訊埠20-1到20-n的末尾號碼。層2開關20，包括與通訊終端10之間收發框架的複數的通訊埠20-1到20-n。
通訊埠接收部21-1到21-n，接收通訊終端10傳送的框架。
框架識別部22-1到22-n，識別對應的通訊埠接收部21-1到21-n接收的框架類別，識別接收的框架是否是特定的框架。本實施例中，所謂特定的框架係Test Data框架。具體而言，框架識別部22-1到22-n，判別接收的框架是否是從主機的通訊終端10定期傳送的Test Data框架。框架識別部22-1到22-n，從接收的框架抽出框架識別資訊，確認框架識別資訊再判別框架的類別是Test Data框架時，通知迴路檢出部23識別接收Test Data框架的通訊埠之資訊以及以從Test Data框架抽出的主機的MAC位址資訊206識別某主機之資訊。所謂識別通訊埠的資訊，係識別通訊埠20-1到20-n中任一之資訊。
迴路檢出部23，管理每一傳送器的主機各通訊埠20-1到20-n的通訊埠接收部21-1到21-n接收的Test Data框架的接收數，判斷是否形成迴路路徑。迴路檢出部23，包括設定部231、監視部232、判定部233。
設定部231，在層2開關20中，從通訊網路100的網路管理者等接受監視特定框架的Test Data框架的接收數 之監視周期、以及對於特定框架的接收數之接收臨界值的設定。又，所謂接收臨界值，係用以判定是否形成迴路路徑，即用以檢出迴路路徑的臨界值。設定部231，關於從通訊網路100的網路管理者等接受的監視周期及接收臨界值，對監視部232中設定監視周期，對判定部233設定接收臨界值。
監視部232，在每一通訊埠及每一傳送器的主機，監視Test Data框架的接收頻率，即設定的監視周期內的Test Data框架的接收數。監視部232，如第3圖所示，在每一通訊埠，包括對每複數的主機測量監視周期之複數的計時器(timer)，以及對每複數的主機測量Test Data框架的接收數之複數的計數器(counter)。監視部232，同一通訊埠中從同一主機在監視周期內複數次接收Test Data框架時，指示接收數的計數器的值每次接收只加上1。監視部232，監視周期滿期時，停止對應的計時器動作，重設(reset)對應的計數值，即回到0。監視部232，通知判定部233各計數值。從監視部232通知判定部233的計數值的時序(timing)，可以是各計時器中共同的時序，也可以是各計時器中變更計數值的時序，不特別限定。
判定部233，比較監視部232通知的各通訊埠中對應各主機的各計數器的計數值與設定部231設定的接收臨界值。判定部233，具有接收臨界值以上的計數值時，對應通知接收臨界值以上的計數值的計數器之通訊埠中形成迴路路徑，即判定為檢出迴路路徑。判定部233，判定通訊埠單位中是否檢出迴路路徑。判定部233，檢出迴路路徑時，對於全部的通訊埠20-1到20-n的框架識別部22-1到22-n，指示 檢出迴路路徑的通訊埠的堵塞，即檢出迴路路徑的通訊埠中的框架收發停止。
具有來自迴路檢出部23的判定部233對於檢出迴路路徑的通訊埠的堵塞指示時，框架識別部22-1到22-n，廢除來自上述通訊埠的輸入框架及往上述通訊埠的輸出框架，往框架中繼部24輸出關於廢除對象以外的通訊埠的框架。又，框架識別部22-1到22-n，不廢除框架而給予框架知道廢除對象的框架之資訊，或是可轉送的通訊埠的資訊等，往框架中繼部24輸出也可以。
框架中繼部24，管理顯示MAC位址與通訊埠間的對應關係表之MAC位址表(address table)。框架中繼部24，經由框架識別部22-1到22-n接收在各通訊埠20-1到20-n中接收的框架時，參照MAC位址表，往對應各框架的收件處的MAC位址之通訊埠的通訊埠傳送部25輸出。框架中繼部24，控制框架的收發處。框架中繼部24，接收Test Data框架等的廣播的框架時，沒有來自迴路檢出部23的判定部233的堵塞指示的話，輸出至除了收到接收的框架的通訊埠之外屬於同一網路的全部通訊埠。又，框架中繼部24，在框架識別部22-1到22-n中，給予框架知道廢除對象之資訊時，廢除上述框架。或者，框架中繼部24，在框架識別部22-1到22-n中給予框架可轉送的通訊埠的資訊時，輸出經由框架識別部22-1到22-n接收的框架至對應可轉送的通訊埠之通訊埠傳送部25。
通訊埠傳送部25-1到25-n，往連接至各通訊埠 的通訊終端10傳送從框架中繼部24輸入的框架。
接著，說明關於檢出通訊網路中層2開關20的迴路路徑之動作。例如，說明第4圖所示的構成的通訊網路100a中的動作。第4圖係顯示第一實施例的層2開關20的延伸端形成迴路路徑時的通訊網路100a的一範例圖。通訊網路100a，成為主機的通訊終端10X、10Y與從屬機的通訊終端10A經由層2開關20及集線器(hub)30連接的構成。層2開關20的通訊埠20-1連接集線器30，集線器30與通訊終端10A之間形成迴路路徑。又，集線器30一接收到框架，就對接收的通訊埠以外的全部通訊埠轉送框架。
通訊網路100a的話，通訊終端10X、10Y轉送的Test Data框架，在迴路路徑上重複轉送和複製。結果，層2開關20的通訊埠20-1中，監視周期內的Test Data框架的接收數超過接收臨界值，迴路檢出部23檢出迴路路徑的存在。迴路檢出部23，一檢出迴路路徑，就對框架識別部22-1到22-n指示檢出的通訊埠20-1的堵塞，以免在檢出迴路路徑的通訊埠20-1中執行框架的收發。
層2開關20中，根據接受堵塞指示的框架識別部22-1到22-n的控制，停止通訊埠20-1中框架的收發動作。因此，通訊網路100a中，從CC-Link IE網路切斷迴路路徑。
使用流程圖說明層2開關20中檢出迴路路徑的動作。第5圖係顯示檢出第一實施例的層2開關20的迴路路徑的動作流程圖。
首先，層2開關20中，在檢出部23的設定部231 中，從網路管理者等接受監視周期及接收臨界值的設定，對監視部232設定監視周期，對判定部233設定接收臨界值(步驟S11)。
框架識別部22-1到22-n，識別通訊埠接收部21-1到21-n接收的框架，確認是否已接收迴路路徑的檢出對象的框架，即Test Data框架(步驟S12)。
未接收迴路路徑的檢出對象的框架即Test Data框架時(步驟S12：NO)，框架識別部22-1到22-n，繼續確認是否接收迴路路徑的檢出對象的框架，即Test Data框架。
接收迴路路徑的檢出對象的框架即Test Data框架時(步驟S12：YES)，框架識別部22-1到22-n，通知迴路檢出部23識別接收Test Data框架之資訊以及以從Test Data框架抽出的主機的MAC位址資訊206識別某主機之資訊。
迴路檢出部23的監視部232，確認每一通訊埠從同一主機在監視周期內是否已經接收迴路路徑的檢出對象框架即Test Data框架(步驟S13)。
從同一主機在監視周期內未接收迴路路徑的檢出對象框架即Test Data框架時(步驟S13：NO)，監視部232保持新對應主機識別資訊的計數器及計時器(步驟S14)。監視部232，具體而言，保持第3圖所示的計時器n1及計數器n1或計時器np及計數器np等的組合。
監視部232，使對應保持的主機之計數器為1(步驟S15)，用以測量監視周期的計時器的動作開始(步驟S16)。又，監視部232，如前述，監視周期滿期時，對應的計時器動作停 止，重設對應的計數值即復原為0。
層2開關20，回到步驟S12，重複實行上述處理。層2開關20中，從同一主機在監視周期內已接收迴路路徑的檢出對象的框架即Test Data框架時(步驟S13：YES)，監視部232，使對應對象主機的計數器加1(步驟S17)。監視部232，通知判定部233計數器中計數的Test Data框架的接收數之計數值的資訊。
判定部233，比較監視部232通知的計數值與設定部231設定的接收臨界值(步驟S18)。
計數值未滿接收臨界值時(步驟S18：NO)，層2開關20，回到步驟S12重複實行上述處理。
計數值在臨界值以上時(步驟S18：YES)，判定部233判定為已檢出對象通訊埠的迴路，進行停止對象通訊埠中的框架收發之控制(步驟S19)。判定部233，具體而言，如上述，對於全部的通訊埠20-1到20-n的框架識別部22-1到22-n，指示檢出迴路路徑的通訊埠的堵塞。
又，第3圖所示的層2開關20中，迴路檢出部23及框架中繼部24為另外的構成，框架中繼部24具有迴路檢出部23的功能，即成為框架中繼部24執行迴路檢出的構成也可以。
又，迴路檢出部23中，判定部233進行迴路路徑的檢出以及停止檢出路徑的通訊埠中的框架收發的控制，檢出迴路路徑之構成，與進行停止檢出路徑的通訊埠中的框架收發的控制之構成也可以是分開的。
又，迴路檢出部23，根據每一傳送器的通訊終端10X、10Y在監視周期內的TestData框架的接收數之計數值與接收臨界值的比較結果判定有無迴路路徑，藉由比較各通訊埠中的傳送器的通訊終端10X、10Y分別的TestData框架的接收數之間，也可能判定。即，迴路檢出部23，TestData框架的接收數偏離大時，關於傳送器的通訊終端單位中框架的接收數最多的通訊埠，可以判斷為形成迴路路徑是原因。迴路檢出部23，例如，有通訊埠20-1到20-3時，通訊埠20-2中的TestData框架的接收數比通訊埠20-1及通訊埠20-3的接收數多時，判定為形成迴路路徑，堵塞通訊埠20-2也可以。
又，迴路檢出部23，判定是否利用TestData框架形成迴路路徑，但有同樣的控制框架例如從主機的通訊終端10X、10Y定期廣播的框架時，判定是否利用定期廣播的框架形成迴路路徑也可以。
又，雖然說明關於通訊網路100、110a是CC-Link IE網路的情況，但包含定期廣播控制框架的通訊終端而形成的通訊網路的話，可能應用中繼裝置的層2開關20。即，中繼裝置的層2開關20的迴路檢出部23，藉由監視廣播的控制框架的接收狀態即接收數，檢出迴路路徑是可能的。
接著，說明關於層2開關20的硬體構成。層2開關20中，通訊埠接收部21-1到21-n及通訊埠傳送部25-1到25-n，即通訊埠20-1到20-n，以收發乙太網路的框架的界面電路實現。框架識別部22-1到22-n、迴路檢出部23及框架中繼部24，以處理電路實現。即，層2開關20包括處 理電路，用以識別接收的框架類別，判定是否形成迴路路徑，控制框架的傳送處。處理電路，可以是專用的硬體，也可以是執行記憶體內收納的程式之CPU(中央處理單元)及記憶體。
第6圖係顯示以專用硬體構成第一實施例的層2開關20的處理電路時的範例圖。處理電路是專用的硬體時，第6圖中顯示的處理電路91，例如單一電路、複合電路、程式化的處理器，並聯程式化的處理器、ASIC(特殊應用積體電路)、FPGA(現場可編程閘陣列)，或組合這些之物是適用的。框架識別部22-1到22-n、迴路檢出部23及框架中繼部24的各部的功能分別以處理電路91實現也可以，匯集各部的功能以處理電路91實現也可以。
第7圖係顯示以CPU及記憶體構成第一實施例的層2開關20的處理電路時的範例圖。處理電路以CPU92、記憶體93構成時，框架識別部22-1到22-n、迴路檢出部23及框架中繼部24的功能，以軟體、韌體、或軟體與韌體的組合實現。記述軟體或韌體為程式，收納在記憶體93內。處理電路中，藉由CPU92讀出並執行記憶體93內記憶的程式，實現各部的功能。即，層2開關20，由處理電路實行時，包括用以收納程式的記憶體93，結果會實行識別接收的框架的類別之步驟、判定是否形成迴路路徑之步驟、以及控制框架的傳送處之步驟。又，這些的程式，也可以說是讓電腦實行框架識別部22-1到22-n、迴路檢出部23及框架中繼部24的次序及方法之物。在此，CPU92，可以是處理裝置、運算裝置、微處理器(microprocessor)、微電腦(microcomputer)、處理器或DSP(數 位信號處理器)等。又，所謂記憶體93，例如RAM(隨機存取記憶體)、ROM(唯讀記憶體)、快閃記憶體(flash memory)、EPROM(可拭除可編程唯讀記憶體)、EEPROM(電氣EPROM)等的非揮發性或揮發性的半導體記憶體、磁碟(disk)、軟碟(flexible disk)、光碟、壓縮光盤(compact disk)、微型碟片(mini disk)或DVD(數位多功能光碟)等適用。
又，關於框架識別部22-1到22-n、迴路檢出部23及框架中繼部24的各功能，一部分以專用的硬體實現，一部分以軟體或韌體實現也可以。例如，關於框架識別部22-1到22-n，以作為專用的硬體之處理電路91實現其功能，關於迴路檢出部23及框架中繼部24，藉由CPU92讀出並執行記憶體93內收納的程式，可能實現其功能。
於是，處理電路，經由專用的硬體、軟體、韌體或這些的組合，可以實現上述各功能。
如以上的說明，根據本實施例，層2開關20，根據通訊網路100、100a內的主機的通訊終端10X、10Y定期廣播的控制框架在監視周期內的接收數與接收臨界值之比較結果，判定有無迴路路徑，檢出迴路路徑時，堵塞檢出迴路路徑的通訊埠。藉此，以層2開關20，CC-Link IE網路中可以容易檢出迴路路徑的同時，可以自律解除迴路路徑。
[第二實施例]
第一實施例中，說明關於層2開關20的迴路路徑的檢出及迴路路徑的解除動作。本實施例中，說明關於新連接主機至網路時，弄錯未檢出迴路路徑的層2開關20的動作。
例如，說明關於第8圖所示的構成的通訊網路100b中的動作。第8圖，係顯示第二實施例的層2開關20A連接1台主機，新連接第2台主機時的通訊網路100b的一範例圖。通訊網路100b，成為主機的通訊終端10X與從屬機的通訊終端10A、10B經由層2開關20A連接的構成。也是層2開關20A經由層2開關20B連接通訊終端10C、10D的構成。又，層2開關20A、20B的構成與第一實施例的層2開關20相同(參照第3圖)。
通訊網路100b的話，主機的通訊終端10X傳送的Test Data框架，因為沒有迴路路徑，經由層2開關20A正常轉送至通訊終端10A、10B，經由層2開關20A、20B正常轉送至通訊終端10C、10D。層2開關20A、20B中，比通訊網路100b的控制周期短的監視周期內Test Data框架的接收數不會超過接收臨界值。
在此，新具有主機功能的通訊終端10Y連接至層2開關20A時，通訊終端10Y藉由M次連續傳送Test Data框架，通知通訊網路100b內新連接主機。在此情況下，層2開關20A的通訊埠20A-1中Test Data框架在監視周期內的接收數是1次，通訊埠20A-2中Test Data框架在監視周期內的接收數是M次。又，層2開關20B的通訊埠20B-1中Test Data框架在監視周期內的接收數，從通訊終端10X接收的次數是1回，從通訊終端10Y接收的次數是M回。因此，層2開關20B中，藉由網路管理者等在設定部231中設定接收臨界值(M+1)次，將可以正常檢出迴路路徑。
假設，層2開關20B的構成不是第3圖所示的構成，不識別傳送器的主機，只以Test Data框架的接收數檢出迴路路徑的構成的情況。設定接收臨界值(M+1)次時，層2開關20B中，因為通訊埠20B-1中接受Test Data框架(M+1)次，判定檢出迴路路徑，堵塞通訊埠20B-1。因此，通訊終端10C、10D，變得與通訊終端10X、10A、10B分開不能網路通訊。為了避免如此的事態，層2開關20B中，必須設定接收臨界值(M+2)次以上，結果會延遲迴路路徑的檢出。又，層2開關20B中，同樣不識別傳送器的主機的構成的情況下，同時複數台，例如N台主機的通訊終端新連接之際，為了不誤檢出迴路路徑，必須設定接收臨界值(M×N+2)次以上。此時，層2開關20B中，迴路路徑的檢出會更延遲。
另一方面，與第3圖所示的構成相同的層2開關20B中，藉由在每一傳送器的主機設定Test Data框架的接收臨界值(M+1)次，迴路路徑的檢出不會延遲，將可以提早正確檢出迴路路徑。
又，本實施例中，雖然說明假設通訊網路100b是CC-Link IE網路的情況，但包含定期廣播控制框架的通訊終端而形成的通訊網路的話，也可能應用層2開關20於C-Link IE網路以外的通訊網路。
如以上的說明，根據本實施例，連接複數的主機的通訊網路100b中，在層2開關20B中，具有主機功能的通訊終端10新連接至通訊網路100b之際，決定接收臨界值比具有主機功能的通訊終端10新連接至Test Data框架傳送的次數 M次多1的(M+1)次。藉此，層2開關20B中，具有2以上的主機功能的通訊終端10連接至通訊網路100b的情況下，也可以提早正確檢出迴路路徑。
[第三實施例]
第一實施例，說明關於迴路路徑的檢出條件，即滿足計數值≧接收臨界值的通訊埠是1個時的層2開關20的動作。本實施例，說明關於滿足迴路路徑的檢出條件的通訊埠在複數時的層2開關20的動作。
關於滿足迴路路徑的檢出條件之通訊埠是複數存在的通訊網路的構成，考慮幾個構成。例如，考慮層2開關20的通訊埠間形成迴路路徑的情況，或者，層2開關20的延伸端存在複數的迴路路徑的情況等。第9圖係顯示第三實施例的層2開關20的通訊埠間形成迴路路徑時的通訊網路100c的一範例圖。又，第10圖係顯示第三實施例的層2開關20的延伸端存在複數的迴路路徑時的通訊網路100d的一範例圖。又，層2開關20的構成，與第一實施例的層2開關20相同(參照第3圖)。
第9圖所示的通訊網路100c，成為層2開關20的通訊埠20-3連接主機的通訊終端10X，通訊埠20-1及通訊埠20-2連接從屬機的通訊終端10A之構成。通訊網路100c中，層2開關20的通訊埠20-1、20-2與通訊終端10A之間形成迴路路徑。
另一方面，第10圖所示的通訊網路100d，成為層2開關20的通訊埠20-3連接主機的通訊終端10X，通訊埠 20-1連接集線器(hub)30A，通訊埠20-2連接集線器(hub)30B之構成。又，集線器(hub)30A連接從屬機的通訊終端10A，集線器(hub)30B連接從屬機的通訊終端10B。通訊網路100d中，集線器(hub)30A與通訊終端10A之間形成迴路路徑，又，集線器(hub)30B與通訊終端10B之間形成迴路路徑。
層2開關20，在複數的通訊埠中滿足迴路路徑的檢出條件時，第9圖所示的構成及第10圖所示的構成中，不能判定形成哪一個迴路路徑的形狀。
因此，本實施例中，層2開關20，複數的通訊埠滿足迴路路徑的檢出條件時，滿足迴路路徑的檢出條件之複數的通訊埠中，堵塞任選的1個通訊埠以外的全部通訊埠。即，層2開關20，在複數的通訊埠中檢出迴路路徑的情況下，停止複數的通訊埠中除了1個通訊埠以外的全部通訊埠中的框架收發。
如果是第9圖所示的通訊網路100c，層2開關20的迴路檢出部23，開始動作後一會兒後，檢測發現通訊埠20-1、20-2中滿足迴路路徑的檢出條件，堵塞通訊埠20-1、20-2中任一方。層2開關20，例如，堵塞通訊埠20-2。結果，層2開關20中，通訊埠20-1、20-2之間的迴路路徑解除。同時，未堵塞的通訊埠20-1中，監視周期內的Test Data框架的接收數成為接收臨界值以下的正常值。結果，迴路檢出部23，在通訊埠20-1中沒有再檢出迴路路徑。又，如果是通訊網路100c，層2開關20只堵塞迴路路徑上的1處，因為可以解除迴路路徑，主機的通訊終端10X與從屬機的通訊終端 10A之間可以維持連接。
另一方面，如果是第10圖所示的通訊網路100d，層2開關20的延伸端存在複數的迴路路徑。層2開關20的迴路檢出部23，例如，以相同於第9圖所示的通訊網路100c的情況的次序堵塞通訊埠20-2。不過，因為沒解除通訊埠20-1的延伸端的迴路路徑，層2開關20中，在通訊埠20-1中繼續在監視周期內的傳送Test Data框架的接收數超過接收臨界值的狀態。因此，迴路檢出部23，在監視周期內的傳送Test Data框架的接收數超過接收臨界值的狀態不解除的情況下，經過規定的時間後，又堵塞通訊埠20-1。結果，通訊網路100d中，迴路路徑解除。
利用流程圖說明層2開關20中在複數的通訊埠檢出迴路路徑時的動作。第11圖係顯示第三實施例的層2開關中在複數的通訊埠中檢出迴路路徑時的動作流程圖。又，步驟S11到步驟S18的處理與第5圖所示的處理相同。
層2開關20的判定部233，存在複數指示接收臨界值以上的計數值之通訊埠，即在複數的通訊埠中檢出迴路路徑時(步驟S21：Yes)，上述複數的通訊埠中停止除了1個通訊埠之外的全部通訊埠中的框架收發(步驟S22)。
判定部233，待機到經過規定的時間為止(步驟S23：No)，經過規定的時間時(步驟S23：Yes)，重新確認是否有計數值在接收臨界值以上的通訊埠(步驟S24)。
有計數值在接收臨界值以上的通訊埠時(步驟S24：Yes)，判定部233，判定在上述通訊埠即檢出迴路路徑的 複數的通訊埠中不停止框架收發的1個通訊埠中繼續迴路路徑，進行停止對象通訊埠即不停止框架收發的1個通訊埠中的框架收發之控制(步驟S19)。
另一方面，沒有計數值在接收臨界值以上的通訊埠時(步驟S24：No)，判定部233，判定上述通訊埠中迴路路徑解除，結束處理。
又，複數的通訊埠中未檢出迴路路徑時(步驟S21：No)，因為與第一實施例相同，判定部233，進行步驟S19的處理。
如以上說明，根據本實施例，層2開關20的迴路檢出部23，在複數的通訊埠中檢出迴路路徑時，首先，在檢出迴路路徑的複數的通訊埠中，堵塞任意選擇的1個通訊埠以外的全部通訊埠，迴路路徑的檢出狀態不解除的情況下，還有關於沒堵塞的1個通訊埠也堵塞。藉此，層2開關20，迴避必要以上堵塞通訊埠的同時，可以自律解除迴路路徑。
又，迴路檢出部23，在複數的通訊埠中檢出迴路路徑時，不是同時堵塞選擇的1個通訊埠以外的全部通訊埠，一次一個輪流堵塞通訊埠也可以。即，迴路檢出部23，最初堵塞檢出迴路路徑的複數的通訊埠中的1個，並在規定的期間監視剩下的通訊埠即檢出迴路路徑的通訊埠中沒堵塞的通訊埠的狀態。迴路檢出部23，在迴路路徑不解除的情況下，從檢出迴路路徑的複數的通訊埠，再堵塞1個通訊埠，在規定的期間監視剩下的通訊埠中是否迴路路徑解除。迴路檢出部23，直到迴路路徑解除為止，重複1次堵塞1個通訊埠的動作也可以。 藉此，層2開關20，藉由1次1個輪流堵塞檢出迴路路徑的複數通訊埠，可以迴避必要以上堵塞通訊埠的狀態。
[第四實施例]
第一、三實施例中，說明關於層2開關20檢出迴路路徑，自律解除迴路路徑的次序。本實施例中，說明關於層2開關20檢出迴路路徑時，解除迴路路徑的同時，通知網路管理裝置迴路路徑檢出的情況。
第12圖係顯示通訊網路100e的構成例圖，包含管理第四實施例的CC-Link IE網路上的警報資訊之網路管理裝置40。通訊網路100e，包含作為主機動作的通訊終端10X、作為從屬機動作的複數的通訊終端10A到10C、中繼裝置的層2開關20、以及網路管理裝置40而構成。
通訊網路100e中，通訊終端10X的第1通訊埠Port_X1與網路管理裝置40的通訊埠Port_1連接，通訊終端10X的第2通訊埠Port_X2與通訊終端10A的第1通訊埠Port_A1連接。通訊終端10A的第2通訊埠Port_A2連接至層2開關20的通訊埠20-1。通訊終端10B的第1通訊埠Port_B1連接至層2開關20的通訊埠20-2。通訊終端10C的第1通訊埠Port_C1連接至層2開關20的通訊埠20-3。又，層2開關20的構成，與第一實施例的層2開關20相同(參照第3圖)。
層2開關20中，迴路檢出部23的判定部233，檢出迴路路徑時，以與第一、三實施例相同的次序堵塞檢出迴路路徑的對象通訊埠。本實施例中，判定部233，更產生指示檢 出迴路的通訊埠之迴路檢出通知框架，產生的迴路檢出通知框架經由框架中繼部24及通訊埠傳送部25往網路管理裝置40傳送。
網路管理裝置40，接收迴路檢出通知框架時，在未圖示的顯示部顯示並通知網路管理者檢出迴路路徑。
利用流程圖說明層2開關20中檢出迴路路徑時，通知網路管理裝置40的動作。第13圖係顯示檢出第四實施例的層2開關20的迴路路徑，通知網路管理裝置40的動作流程圖。又，從步驟S11到步驟S19的處理與第5圖所示的處理相同。
層2開關20中，迴路檢出部23的判定部233，以步驟S19的次序進行堵塞通訊埠的控制時，產生迴路檢出通知框架，產生的迴路檢出通知框架經由框架中繼部24及通訊埠傳送部25傳送至網路管理裝置40(步驟S31)。
如以上說明，根據本實施例，層2開關20中，迴路檢出部23的判定部233，檢出迴路路徑時，自律解除迴路路徑的同時，會通知網路管理裝置40檢出迴路路徑之通訊埠的資訊。因此，層2開關20可以趕快通知網路管理裝置40檢出迴路路徑之通訊埠的資訊。又，藉由確認網路管理裝置40，網路管理者可以辦識檢出路徑的通訊埠。
又，第一、三、四實施例中，雖然說明關於形成通訊網路的1台層2開關20的情況，但與第二實施例的情況相同，形成通訊網路的層2開關20在2台以上時也可能適用，各層2開關20進行與第一、三、四實施例同樣的動作。
如上述，根據本發明的中繼裝置及通訊網路，對實現以乙太為基礎的FA網路的情況是有用的。
以上實施例所示的構成，係顯示本發明的內容的一範例，也可能組合其他眾所周知之的技術，也可能在不脫離發明的內容主旨的範圍內省略、變更構成的一部分。

Claims (9)

  1. 一種中繼裝置，形成通訊終端的同時形成通訊網路，其特徵在於包括：複數的通訊埠，與上述通訊終端之間收發框架；框架識別部，基於該框架內所包含之框架識別資訊識別定期從上述通訊終端往上述通訊網路內傳送的特定框架；設定部，設定監視上述特定框架的接收數的監視周期及上述通訊網路中用以檢出迴路路徑的接收臨界值；監視部，識別上述通訊埠單位中接收的上述特定框架的傳送器的複數的通訊終端，計數每一上述通訊終端在上述監視周期內接收的上述特定框架的接收數；以及判定部，比較上述通訊埠單位中上述監視部通知的上述特定框架的接收數的計算值與上述接收臨界值，判定是否檢出迴路路徑，當上述計算值大於或等於上述接收臨界值時，進行停止檢出迴路路徑的上述通訊埠中的上述框架收發之控制。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的中繼裝置，其中，上述特定的框架，係為了確認上述通訊網路的狀態，從上述通訊終端傳送的控制框架。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的中繼裝置，其中，識別上述特定的框架及上述特定的框架的傳送器的上述通訊終端之資訊，係收納在上述框架內的資料的一部分。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的中繼裝置，其中，上述判定部，當存在複數指示上述接收臨界值以上的計數值之通訊埠時，在上述複數的通訊埠中除了1個通訊埠之外的全部通訊埠中進行停止上述框架收發的控制。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的中繼裝置，其中，上述判定部，更當規定的時間經過後具有指示上述接收臨界值以上的計數值之通訊埠時，進行停止在上述通訊埠中收發上述框架的控制。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的中繼裝置，其中，上述判定部，當檢出指示上述接收臨界值以上的計數值之通訊埠時，傳送指示檢出迴路路徑的通知至上述通訊網路的管理裝置。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的中繼裝置，其中，上述通訊網路，係連結工廠自動化(factory automation)機器之通訊網路。
  8. 如申請專利範圍第1至7項中任一項所述的中繼裝置，其中，上述通訊網路，係CC-Link IE網路。
  9. 一種通訊網路，其特徵在於包括：如申請專利範圍第1至8項中任一項所述的中繼裝置；以及複數的通訊終端。
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