WO1999037060A1

WO1999037060A1 - Systeme de commande de transmission

Info

Publication number: WO1999037060A1
Application number: PCT/JP1999/000056
Authority: WO
Inventors: Toshio Ogawa; Chuuji Akiyama
Original assignee: Yokogawa Electric Corporation
Priority date: 1998-01-13
Filing date: 1999-01-11
Publication date: 1999-07-22
Also published as: JP3511875B2; US6594227B1; EP0981226A1; JPH11205356A; EP0981226A4

Description

明細書

通信制御システム

技術分野

本発明は、 TCPZI Pのプロトコルに従って通信を行う通信局を Eバスに接続した通信制御システムに関するものである。

背景技術

TCP/I P (Transfer Control Protocol/ Internet Protocol)は世界的に普及しているコンピュータ'ネットワーク用のプロトコルである。 TCP/I Pは TCPと I Pの 2つのプロトコルを合わせたもので、 TCPはデータを正確に伝送するためのプロトコル、 I Pはネットワーク間でデータをバケツト方式で転送するためのプロ卜コルである。

Ethernet はコンピュータ ·ネットワークに多く用いられている L AN (Local Area Network)である。なお、「Ethernet」はゼロックス社の登録商標である。図 1は TCPZI Pのプロトコルに従って通信を行う通信局を Ethernet バス (Eバスと称することにする）上に搭載した場合の概念的構成図である。この図はソフトウェアとハードウェアの構成を概念的に示した図である。

通信局 STは Eバス B上に接続されている。

通信局 S Tはネットワークアダプタ N Aを介して Eバス Bに接続されている。 I Pの上に TCPと UDPがある。これらのプロトコルに従って、通信局 ST は通 1目を行う。

UDP (User Data Protocol) は、まとまった単位のデータを送信するのに使用される。送信側と受信側の通信はこのデータ送信 1回だけで、通信失敗に対する回復機能はない。 TCPは、送信側と受信側の間にコネクションを張り、通信失敗後の回復などが行える。どちらのプロトコルも、送受信相手は I Pアドレスとプロトコルポート番号で認識する。

TC Pと UDPの上にユーザアプリケーションプログラム APがある。

図 2は通信フレームの構造を TCPの場合について示した図である。

ネットワークアダプタ NAは、その上のソフトウェアの負担を軽くするため、自局あてのフレームだけを受信する。そのため、図 11に示した Ethernetヘッダ 9 7060 には 6バイトのあて先アドレス（これを MACアドレスという）が付加されている。 MACアドレスはネットワークアダプタに固有のものとして、世界中で重複がないように指定される。 TCPZI Pの伝送単位は I Pパケットと呼ばれ、 Ethernet フレームのデ一夕部に格納されている。 TCP/I P通信は Ethernet 以外の媒体、例えば ATM(Asynchronous Transfer) 、 WAN (Wide Area Network) 等を通っても伝送されるように設計されている。そのため、 I Pパケットはあて先として Internetアドレス（I Pアドレスという）を持っている。

このように、 TCPZ I Pのプロトコルに従って通信を行う通信局をネットヮ —クアダプタを介して Eバスに接続すると、通信局は MACアドレスと I Pアドレスを持つことになる。 I Pは 1つの通信局について 1つの MACアドレスしか認識しない。このことが通信システムを冗長化するときのネックになっていた。分散型制御システムには Eバスを引いたものがある。分散型制御システムでは、信頼性を向上させるために冗長化構成をとつたものがある。 I Pは 1つの通信局について 1つの MACアドレスしか認識しないことが、 Eバスを引いた分散型制御システムで冗長化をするときの障害になっていた。

従来、 TCPZI Pプロトコルで通信を行う通信局を Eバス上に接続した通信制御システムにおいて冗長化を行うときは図 3の構成にしていた。図 3の（a) は TCPを使用した例、（b) は UDPを使用した例である。

図 3で、 Eバスは B 1と B 2が引かれている。通信の送信側と受信側でネットワークアダプタ N Aから TCPあるいは UDPまでを冗長化する。冗長化された経路のどちらを使うかはユーザアプリケ一ションプログラム APが選択する。 I Pアドレスと MACアドレスが 1 ： 1の関係にあるので、 I Pおよびその上の T CPあるいは UDPも冗長化せざるを得なくなつている。冗長化の制御はユーザアプリケ一ションプログラムプログラム A Pで行う。

しかし、この従来例では次の問題点があつた。

①冗長化の制御はユーザアプリケーションプログラムで行わなければならず、負荷になる。

② TCPを二重化すると、コネクション管理などの資源（メモリ）を 2倍必要とする。 ③ T C Pはストリーム型の通信で、データの単なる流れとして通信されるので、 T C Pのコネクションを二重化すると切り替えとデータの切れ目の相関がつけにくい。

④ T C Pのコネクション維持のための通信が必要で、二重化するとネットワークの負荷を増やしてしまう。

⑤ UD Pを二重化すると上の問題はなくなるが、デ一夕の順番がわからなくなる。

⑥ U D Pの二重化ではデー夕が失われても回復できない。

⑦上の問題解決のためにはユーザアプリケーションプログラムで回復処理が必要になり、負荷が大きい。

⑧一般の T C P / I Pアプリケ一ションはこのような冗長化を仮定しておらず、特殊なアプリケーション以外は冗長化の効果を享受できない。

本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、冗長化部分の切り替えが行われても I Pに対しては I Pが認識している MA Cアドレスが受け渡される構成にすることにより、 T C P / I Pプロトコルで通信を行う通信局を Eバス上に接続したときに冗長化構成をとつてもユーザアプリケーションプログラムが冗長化を意識する必要がない通信制御システムを実現することを目的とする。

発明の開示

本発明は次のとおりの構成になつた通信制御システムである。

( 1 ) ネットワーク上にネットワークアダプタを介して通信局を接続し、この通信局には通信制御手段が設けられ、この通信制御手段は T C P Z I Pのプロトコルに従って通信を行い、前記ネットワークアダプタには固有の MA Cアドレスが付けられ、前記通信制御手段は 1つの相手の通信局について 1つの MA Cァドレスだけを認識している通信制御システムにおいて、

通信制御手段は 1つの通信局に 1個だけ搭載され、ネットワークアダプタは 1 つの通信局に冗長化して設けられているとともに、

ネットワークアダプタと通信制御手段の間に介在し、通信制御手段から送信要求があつたときは、送信要求の中にある送信先の MA Cアドレスを通信相手となるネットワークアダプタの MA Cアドレスに変換するとともに、受信をしたとき O 9 /37060 は、受信フレームに付いてきた送信元の MACアドレスを自局の通信制御手段が認識している M A Cアドレスに変換する冗長化制御手段を具備したことを特徴とする通信制御システム。

(2) 前記冗長化制御手段はアドレス変換表を有し、ネットワークアダプタの通信相手となるネットワークアダプタがこのァドレス変換表で定義されていることを特徴とする（1) 記載の通信制御システム。

(3) 前記アドレス変換表にはネットワークアダプタの MACアドレスと、このネットワークアダプタの通信相手となるネッ卜ワークアダプタの MACアドレスとが対にして書かれていることを特徴とする（1) 記載の通信制御システム。

(4) 前記冗長化制御手段は、冗長化されたネットワークアダプタのいずれか 1 つを常用側として選択して通信を行うことを特徴とする（1) 記載の通信制御システム。

(5) 前記冗長化制御手段は、常用側となるネットワークアダプタを切り替えて通信を行うことを特徴とする（4) 記載の通信制御システム。

(6) 常用側のネットワークアダプタからネットワークを診断するための診断フレームを所定の周期で送信させる診断手段を具備したことを特徴とする（4) 記載の通信制御システム。

(7) 前記診断手段は、所定の周期で診断フレームとして I CMPのエコーを送信し、この所定の周期よりも長い時間が経過しても応答が返ってこないときは異常が発生したと判断することを特徴とする（6) 記載の通信制御システム。

(8) 前記診断手段はネットワーク上の全ての通信局に診断フレームを送信することを特徴とする（6) 記載の通信制御システム。

(9) 前記診断手段は通信経路を確保するために必要な通信局だけに診断フレームを送信することを特徴とする（6) 記載の通信制御システム。

(10) 送信局の冗長化制御手段は全てのネットワークアダプタに対して送信を行い、受信局の冗長化制御手段は冗長化されたネットワークアダプタで受信した複数の通信フレームのうち自局の通信制御手段が認識している M A Cアドレスが付いた通信フレームだけを選んで通信制御手段に渡すことを特徴とする（2) または（3) 記載の通信制御システム。 (1 1) 受信局の冗長化制御手段は、常用側のネットワークアダプタで受信した通信フレームを自局の通信制御手段へ渡し、他のネットワークアダプタで受信した通信フレームは診断フレームとして用いることを特徴とする（10) 記載の通信制御システム。

(12) 受信局の冗長化制御手段は、常用側のネットワークアダプタを切り替えることを特徴とする（10) 記載の通信制御システム。

(13) 受信局の冗長化制御手段は、常用側のネットワークアダプタに受信がないのに他のネットワークアダプタに受信があつたときは、受信があったネットヮークアダプタを新たな常用側のネットワークアダプタとし、それまでに常用側であったネットワークアダプタは待機側とすることを特徴とする（1 1)または（1 2) 記載の通信制御システム。

(14) 受信局の冗長化制御手段は、最初に通信フレームを受信したネットヮークアダプタからの通信フレームを通信制御手段へ渡し、他のネットワークァダプ夕から受信した通信フレームは診断フレームとして用いることを特徴とする（1 0) 記載の通信制御システム。

(15) 通信制御手段は仮想 MACアドレスを定義し、冗長化制御手段は実際の MACアドレスと前記仮想 MACアドレスの変換を行うことを特徴とする（1) 記載の通信制御システム。

(16) 前記仮想 MACアドレスとして、システムが立ち上がったときの相手通信局の実際の MACアドレスを用いることを特徴とする（15) 記載の通信制御システム。

(17) 冗長化制御手段は受信の成功に従ってアドレス変換表を更新することを特徴とする（2) から（16) のいずれかに記載された通信制御システム。

(18) ネットワーク上に通信局を接続し、この通信局には通信制御手段が設けられ、この通信制御手段は TCPZ I Pのプロトコルに従って通信を行い 1つの相手の通信局について 1つの MACアドレスだけを認識している通信制御システムにおいて、

前記通信制御手段は 1つの通信局に 1個だけ搭載され、

1つの通信局に冗長化して設けられたポートと、このポートと通信制御手段の間に介在し、 MACアドレスを持っていて、ポー卜に入出力される通信フレームを送受信するネッ卜ワークコントローラと、常用側のポートを切り替えたときに、通信制御手段が認識している MACアドレスが付いたネットワークコントローラを新たな常用側のポートに接続するポート制御手段と、

を具備したことを特徴とする通信制御システム。

(19) 前記ポート制御手段は、常用側のポートに通常の通信を行わせるとともに、他のポートに対してはネットワークの診断だけを行うことを特徴とする（1 8) 記載の通信制御システム。

(20) ネットワークを診断するための診断フレームを所定の周期でポ一卜から送信する診断手段を具備したことを特徴とする（18)記載の通信制御システム。

(21) 前記診断手段は、所定の周期で診断フレームとして I CMPのエコーを送信し、この所定の周期よりも長い時間が経過しても応答が返ってこないときは異常が発生したと判断することを特徴とする（18) 記載の通信制御システム。

(22) 前記診断手段は、常用側のポートと他のポートとで診断フレームを送信する周期を異ならせたことを特徴とする（18) 記載の通信制御システム。

図面の簡単な説明

図 1は本発明の一実施例を示す概念的構成図である。

図 2は図 1の具体的構成例を示した図である。

図 3は本発明の動作説明図である。

図 4は本発明の動作説明図である。

図 5は本発明の動作説明図である。

図 6は本発明の他の実施例の概念的構成図である。

図 7は本発明の動作説明図である。

図 8は本発明の動作説明図である。

図 9はポート管理手段の構成例を示した図である。

図 10はポ一ト管理手段の構成例を示した図である。

図 11は TCPZI Pのプロトコルに従って通信を行う通信局を Eバスを Eバス上に搭載した場合の概念的構成図である。図 12は通信フレームの構造を示した図である。

図 13は冗長化構成をとつた通信制御システムの従来例の構成図である。発明を実施するための最良の形態

以下図面を用いて本発明を詳しく説明する。

図 4は本発明の一実施例を示す概念的構成図である。図 4で、前出の図と同一のものは同一符号を付ける。

図 4で、通信局 STNは Eバス B 1， B 2上に接続されている。

図 4では通信局 STNは 2つのネットワークアダプタ NA 1, NA2と単一の TCP/ I Pを持ち、その間に冗長化ソフトウェア Sがある。冗長化ソフトゥェァ Sは内部に MACアドレス変換表 Tを持つ。 TCPZI Pの上には、 TCPZ I Pの機能を使用する通常のユーザーアプリケ一ションプログラム A Pが存在する。

図 5は図 4の具体的構成例を示した図である。

ネットワークアダプタ NA 1， NA2は、 1つの通信局に冗長化して設けられ、それぞれに固有の MACアドレスが割り付けられている。

通信制御手段 1は、 1つの通信局に 1個ずつ搭載され、 TCPZI Pの通信規約に従って通信を行う。

変換表メモリ 2にはァドレス変換表が格納されている。

冗長化制御手段 3は、ネットワークアダプタ N A 1， NA 2と通信制御手段 1 の間に介在し、通信制御手段 1から送信要求があつたときは、送信要求の中にある送信先の MACアドレスを通信相手となるネットワークアダプタの MACアドレスに変換するとともに、受信をしたときは、受信フレームに付いてきた送信元の MACアドレスを自局の通信制御手段 1が認識している MACアドレスに変換する。冗長化制御手段 3が冗長化ソフトウェア Sを実行する。

AP実行手段 4は、 TCP/I Pの機能を用いてユーザ一アプリケーションプログラム A Pを実行する。

診断手段 5は、通信が正常に行われているかどうかを診断する。

この実施例の動作を説明する。

図 6は冗長化した通信局を 3局設けたネットワークを示す。局 A, B, C はそれぞれ 2個ずつネットワークアダプタ N A 1 , NA 2を持ち、それぞれの MA C アドレスを MAI, MA2, MB1, MB2, MCI, MC2 とする。 3 局はそれぞれ冗長化された Eバス B l， B 2で接続されているが、バスの接続には依存しない。単一のバスに接続されても動作する。

3局の冗長化ソフトウェアには、図 7に示す MA Cアドレス変換表が定義されている。この変換表により各ネットワークアダプタは通信相手が決まっている。

I Pのプロトコルで通信を行う通信制御手段 1は、「1」を付けた側の相手局の MA Cアドレス（この例では MAI, MB1, MC1, ) を認識している。これは、相手局の MA Cアドレスを知るため、 I Pアドレスを知るための Ethernetフレームをブロードキャストし、その I Pアドレスを持った局が応答してくること（ARP： Address Resolut ion Protocol)を利用して、受信時に I Pに 1側の MA Cァドレスを渡すことで実現できる。

局 Aで局 Bに送信要求がある場合、局 Aの I Pは冗長化ソフトウエアに送信したい I Pバケツ卜と相手の MA Cアドレス（MB1) を渡す。通信は次の手順で行われる。

(1)局 Aの冗長化ソフトウェアが 1側に送信する場合は、 MB1に送信する。

(2)局 Aの冗長化ソフトウエアが 2側に送信する場合は、ァドレス変換表に従い MB2に送信する。

(3)局 Bで MB1側からフレームを受信した場合、そのフレームには送信元ネットワークアダプタが自局の MA Cアドレス（MA1) をつけてくる。局 Bでは変換表から MA1をそのまま使う。

(4)局 Bで MB2側からフレームが受信した場合、そのフレームには送信元ネットワークアダプタが自局の MA Cアドレス（MA2) をつけて来ている。局 Bでは変換表から MA1を送信元の MA Cアドレスとして使う。

以上の動作により、局 Aからの送信デ一夕は局 Bに到達する。通信に用いるネットワークアダプタが切り替えられても、送信側と受信側の I Pでは、常に 1側の MA Cアドレスが扱われる。

送信側でどちらのネットワークアダプタを選ぶか、受信側でどちらのネットヮ —クアダプタを I Pに送るかは以下の冗長化アルゴリズムによる。第 1の冗長化アルゴリズムでは、送信側は必ず 1つの常用ネットワークァダプ夕に送信する。 2局間で通信をするとき、それぞれの方向で常用側が異なっていてもいい。同じ通信フレームが重複して受信されることはないので、受信側の冗長化ソフトウエアは MA Cアドレスの変換だけを行い、すべての受信フレームを I Pに送る。

冗長化ソフトウェアは送信するネットワークアダプタを交互に使用してもよい。経路に異常が発見されたときは、そちらを使用しない。これで故障直後の 1回を除き、フレームは伝播される。

送信側は常用側を固定して使用してもよい。常用側の経路に異常が発見されたときのみ待機側に切り替える。

常用側と待機側にするネットワークアダプタを切り替えて使用してもよい。切替は毎回ではなく、適当な周期あるいは送信回数毎に切り替えてもよい。

経路の故障を積極的に調べるため、適当な間隔で相手との間で Ethernetフレームの交換を行い、経路の診断に利用してもよい。診断は常用側、待機側の両方で行ってもよい。

診断は、 Internetの標準プロトコルに含まれる ICMPの echoを利用してもよい。これは、相手局 I Pに対し echo reques tを送信すると、相手が echo responseを返してくる。この応答が返ったことを利用して、診断とするものである。

診断を Ethernet上のすべての MA Cアドレスに対して行ってもよい。すべてのケースが尽くされるので、常に正常な伝送が保証される。

経路確保に必要な通信局だけに診断フレームを送ってもよい。例えば、ネットワーク上に独自の I Pアドレスを持ったルータやスィッチが存在すると、そこまでの経路を確保するため、ルー夕やスィッチにだけ診断フレームを送信する。このようにすると、診断フレームがいたずらにネットワーク上に送られることがなく、ネットワークの混雑を緩和できる。

第 2の冗長化アルゴリズムでは、送信するときには両方のネットワークァダプ夕に対し、送信先の MA Cアドレスを変更した後で、送信を要求する。受信局では同じフレームが重複して受信されるので、受信局で冗長なフレームを除去してもよい。 60 受信側は常用側を固定して使用し、当該ネットワークアダプタからのフレームだけを I Pに渡し、他からの受信は診断の目的だけに使用してもよい。常用側の経路に異常が発見されたときのみ待機側に切り替える。

受信するネットワークアダプタを交互あるいは適当な周期で切り替える。他からの受信は診断の目的だけに使用する。受信側の経路に異常が発見されたときは待機側に切り替える。

常用としている受信アダプタに受信がないのに、他のァダブ夕に受信があつた場合には常用アダプタの経路に異常があつたとして、切替を行ってもよい。

最初にフレームが受信されたアダプタからのフレームだけを I Pに渡してもよい。他からの受信は診断の目的だけに使用する。

上述した MA Cアドレスの他に仮想 MA Cアドレスを定義してもよい。仮想 M A Cアドレスの使用は、前述した冗長化アルゴリズムとは独立の機能で、これらとも共存できる。 MA Cアドレス変換表には、仮想 MA Cアドレスが載っている。仮想 MA Cアドレスとは、 I Pが使用する通信相手の MA Cアドレスのことで、実際の相手の MA Cアドレスと相関がある必要も、相手がその仮想 MA Cァドレスを知っている必要もない。

図 8は仮想 M A Cアドレスを載せた M A Cアドレス変換表の一例を示した図である。

I Pは仮想 MA Cアドレスだけを知らされる。 I Pに仮想 MA Cアドレスを知らせるのは前述した ARPを利用して行う。局 Aで局 Bへの送信要求が発生した場合、局 Aの冗長化ソフトウエアは MA C-Bへ送る I Pパケッ卜を与えられる。この時 1側に送る場合は MA Cアドレスを MB1 に、 2側に送る場合は MA Cァドレス MB2に変更して送信する。局 B側では送信元 MA Cアドレスが MA1の場合も MA2 の場合も MA Cアドレスを MA C-Aに変更して I Pに伝える。

こうしておくことで、 I Pの使用する MA Cアドレスはハードウェアに依存せず、故障からの復帰が容易になる。例として局 Aの 1側のネットワークアダプタが故障して交換する場合を考える。経路 1側は故障しているが、通信は継続している。ここで 1側のネットワークアダプタを交換すると、新しいアダプタは以前とは異なる MA Cアドレス、例えば MA3を持つ。図 4のアドレス変換表では局 B の MACアドレス変換表の MAIを MA3に変更すると、 I Pの使っていた MACァドレス MA1が MACアドレス変換表に存在しなくなってしまい、コネクションが切れるなどの問題が発生する。仮想 MACアドレスを使用すると、相手の具体的な MACアドレスを書き換えるだけなので、 I Pの動作に影響を与えずに交換でさる。

仮想 MACアドレスの選択として、最初に使用されていた MACアドレスを使用してもよい。例えば、上表で局 Bの MACアドレス変換表では、 MAC-A = MAI, MAC-C= MCIと初期化する。このことで、 MACアドレスの決定に伴う手間を省略できる。故障によって実際の MACアドレスが変わった後は、仮想 M ACアドレスだけが元の情報を持っている。

各ネットワークアダプタからの受信した MACアドレスを用いて MACァドレス変換表を更新してもよい。システム立ち上げ時には必ず ARPのァドレス決定が入るので、 MACアドレス変換表を自動的に生成することができる。また、一部のネットワークアダプタを交換した場合、そのアダプタからのフレームを受信することで、新しいアダプタを冗長化の仕組みに組み入れていくことができる。図 9は本発明の他の実施例の概念的構成図である。

図 9では、 2つのポート PA1, PA2と単一の TCPZ I Pを持ち、その間にポート管理手段 PTがある。ポート管理手段 PTは通常のオペレーティングシステム上ではデバイスドライバの一部として実装することができる。 TCPZ I Pの上には、 TCPZI Pの機能を使用する通常のユーザーアプリケーションプログラム A Pが存在する。

図 10は図 9の具体的構成例を示した図である。

ポート PA1， PA2は、通信フレームを入出力するだけで MACアドレスをもたない。ポート PA1， PA2の上位に接続されたネットワークコントローラ NC 1， NC2が MACアドレスを持っている。

ポート制御手段 6は、常用側のポートを切り替えたときに、通信制御手段 1が認識している M A Cアドレスが付いたネットワークコントローラを新たな常用側のポートに接続する。

この実施例の動作を説明する。 7060 図 1 1は冗長化通信局を 3台接続したネットワークを示す。局 A, B , Cはそれぞれ 2個ずつポートを持ち、それぞれのポートに接続されたネットワークコントローラの MACアドレスを MAI, MA2, MBl, MB2, MCI, MC2 とし、常用側の MAC アドレスを 1 (この例では MAI, MBl, MC1, ) とする。図では 3局は単一のネットワークに接続されているが、これに限らない。任意のポート間に経路が設定できるなら、ブリッジ Bで接続された別個のネットワークであってもよい。

例として局 Aと局 Bが通信を行う場合を考える。両者の常用側ポートは PA 1、常用側のポートと接続されたネットワークコントローラの MACアドレスはそれぞれ MA1 と MB1である。 TCPコネクションは 4つのパラメ一夕、すなわち局 Aの I Pアドレス， MA1, 局 Bの I Pアドレス， MB1で指定される。いま、局 Aの常用側ポートに異常が検出された場合を考える。局 Aは常用側の異常を検出したので、ポート管理手段 P Tはポート PA2に MACアドレスが MA1のネットワークコント口 —ラを接続し、通信を継続させる。これによつて、局 Bから見ると、相手の I P ァドレスも MACァドレスも変化しないので、通信は継続される。局 Aのポート PA1 に接続されたネットワークコントローラの MACァドレスはこの例では MA2となり、この MACァドレスを使った診断を継続することで回復を待つ。

常用側のポー卜で通信する特定の 2局 A, B間の経路に存在する要素は、

①局 Aの送信回路

② 2局 A B間の常用側ポ一ト間のネットワーク要素（ケーブルなど）

③局 Bの受信回路

④局 Bの送信回路

⑤局 Aの受信回路

である。本実施例では、局 Aでのポート切り替えの要因は①， ⑤， ②であり、他の要因は局 B側での切り替えが起こることで回復される。

Eバスでは特定局間での通信は必要な時にしか起こらないので、これだけで常時監視することはできない。診断のため、局 Aから ICMPの echoを他局に送信する。レスポンスが返ってくれば、局 Aの送受信回路と相手局との間のネットヮークが正常であることが分かる。異常検出のアルゴリズムには複数があり得る。

(1) 診断周期より長い一定時間以上受信が行われない場合①あるいは⑤に異常があるとする。

(2)診断用の echoレスポンスが帰ってこない局では②〜④に異常がある場合がある。一定時間以上待って回復しない場合は②の可能性があるので、自局側で切り替える。

待機側でも同様の診断が必要だが、その周期は常用側より長くてもいい。診断は経路確保に必要な機器だけに診断フレームを送るだけでよい。例えば、ネットワーク上に独自の I Pアドレスを持ったルータやスィッチが存在すると、そこまでの経路を確保するため、ル一夕やスィッチにだけ診断フレームを送信する。もちろん、すべての相手局に対して診断を行ってもよい。

ネットワーク上に送り先の MACアドレスに応じて動作するブリッジゃスィッチがある場合、ポートを切り替えた場合にはその送信先も変えてやらなければならなレ^ポートの切り替え直後に他局に echoを送信し、これらのブリッジゃスイツチの送信先を強制的に切り替えるとよい。

図 12及び図 13はポート管理手段 P Tの構成例を示した図である。

図 12では、ネットワークコントローラ NC 1, NC 2毎に MACアドレスを指定しておき、どのポートを使用するかをスィッチ SW1， SW2で切り替える。スィッチ SW1， SW2の切り替えはポート制御手段 6で行う。この構成例では切り替えに要する時間が短くて済む。ネットワークコントローラ NC 1， NC 2 は通信制御手段 1と Eバス B 1， B 2との間で通信フレームを受け渡すためのものである。

図 13では、ネットワークコントローラ NC 1， NC2とポート PA1, P A 2を 1対 1で組み合わせ、 MACァドレスの変更は、ポート制御手段 6が各コントローラ NC 1， NC 2にアドレスを設定することで行う。この構成例では切り替え時間は長くなるが、常用側コントローラが故障しても対応できる。

なお、図 12と図 13の両者を同時に実現してもよい。

以上説明したように本発明によれば次の効果が得られる。

請求項 1乃至請求項 5、請求項 10及び請求項 15乃至 18の発明によれば次の効果が得られる。

①特殊なハードウェアを使用しない。パソコンなどでは市販のネッ卜ワークァダプ夕がそのまま使用できる

②冗長化していない局も、このシステムに同居できる（常用側になる）ので、全体的なコストを押さえられる。

③ I Pより上に特殊な機能を要求しないので、ユーザアプリケーションプロダラムの負荷にならない。

④ユーザアプリケ一ションプログラムは冗長化を意識しないので、従来からある他のアプリケーションもそのままで冗長化の利点を享受できる。

⑤ T C Pコネクションは冗長でないので、メモリを多く必要としない。 MA Cァドレス管理テーブルは相手局あたり例えば数十バイ卜で足りる。

⑥経路の切替があっても、 T C Pのコネクションは維持される。故障の影響がュ一ザアプリケーションプログラムにおよばない。

⑦ネットワークの通信負荷は増えない。冗長化アルゴリズムでは、ケーブルが独立している場合が多い。

⑧従来型の冗長化ネットワークとも共存できる。

請求項 6乃至請求項 9及び請求項 1 1乃至請求項 1 4の発明によれば次の効果が得られる。

①ネットワーク上の要素の診断がオンラインで行え、ほとんどの場合故障によりデータが失われることもない。

②故障からの復帰が自動化できる。

請求項 1 9乃至請求項 2 2に記載された発明によれば、請求項 1乃至請求項 1 8に記載された発明により得られる効果に加えて次の効果が得られる。

①故障したポート（あるいは経路）からの切り替えがスムーズに行える。

Claims

請求の範囲

1 . ネットワーク上にネットワークアダプタを介して通信局を接続し、この通信局には通信制御手段が設けられ、この通信制御手段は T C P / I Pのプロトコルに従って通信を行い、前記ネットワークアダプタには固有の MA Cアドレスが付けられ、前記通信制御手段は 1つの相手の通信局について 1つの MA Cアドレスだけを認識している通信制御システムにおいて、

通信制御手段は 1つの通信局に 1個だけ搭載され、ネッ卜ワークアダプタは 1 つの通信局に冗長化して設けられているとともに、

ネットワークアダプタと通信制御手段の間に介在し、通信制御手段から送信要求があつたときは、送信要求の中にある送信先の M A Cアドレスを通信相手となるネソトワークアダプタの MA Cアドレスに変換するとともに、受信をしたときは、受信フレームに付いてきた送信元の MA Cアドレスを自局の通信制御手段が認識している M A Cアドレスに変換する冗長化制御手段を具備したことを特徴とする通信制御システム。

2 . 前記冗長化制御手段はアドレス変換表を有し、ネットワークアダプタの通信相手となるネットワークアダプタがこのァドレス変換表で定義されていることを特徴とする 1 . 記載の通信制御システム。

3 . 前記アドレス変換表にはネットワークアダプタの MA Cアドレスと、このネットワークアダプタの通信相手となるネットワークアダプタの MA Cアドレスとが対にして書かれていることを特徴とする 1 . 記載の通信制御システム。

4. 前記冗長化制御手段は、冗長化されたネットワークアダプタのいずれか 1 つを常用側として選択して通信を行うことを特徴とする 1 . 記載の通信制御システム。

5 . 前記冗長化制御手段は、常用側となるネットワークアダプタを切り替えて通信を行うことを特徴とする 4. 記載の通信制御システム。

6 . 常用側のネットワークアダプタからネットワークを診断するための診断フレームを所定の周期で送信させる診断手段を具備したことを特徴とする 4. 記載の通信制御システム。

7 . 前記診断手段は、所定の周期で診断フレームとして I C M Pのエコーを送信し、この所定の周期よりも長い時間が経過しても応答が返ってこないときは異常が発生したと判断することを特徴とする 6. 記載の通信制御システム。

8. 前記診断手段はネットワーク上の全ての通信局に診断フレームを送信することを特徴とする 6. 記載の通信制御システム。

9. 前記診断手段は通信経路を確保するために必要な通信局だけに診断フレームを送信することを特徴とする 6. 記載の通信制御システム。

10. 送信局の冗長化制御手段は全てのネットワークアダプタに対して送信を行い、受信局の冗長化制御手段は冗長化されたネットワークアダプタで受信した複数の通信フレームのうち自局の通信制御手段が認識している M A Cアドレスが付いた通信フレームだけを選んで通信制御手段に渡すことを特徴とする 2. または 3. 記載の通信制御システム。

11. 受信局の冗長化制御手段は、常用側のネットワークアダプタで受信した通信フレームを自局の通信制御手段へ渡し、他のネットワークアダプタで受信した通信フレームは診断フレームとして用いることを特徴とする 10. 記載の通信制御システム。

12. 受信局の冗長化制御手段は、常用側のネットワークアダプタを切り替えることを特徴とする 10. 記載の通信制御システム。

13. 受信局の冗長化制御手段は、常用側のネットワークアダプタに受信がないのに他のネットワークアダプタに受信があつたときは、受信があったネットヮ —クアダプタを新たな常用側のネットワークアダプタとし、それまでに常用側であったネットワークアダプタは待機側とすることを特徴とする 1 1.または 12. 記載の通信制御システム。

14. 受信局の冗長化制御手段は、最初に通信フレームを受信したネットヮークアダプタからの通信フレームを通信制御手段へ渡し、他のネットワークァダプ夕から受信した通信フレームは診断フレームとして用いることを特徴とする 10. 記載の通信制御システム。

15. 通信制御手段は仮想 MACアドレスを定義し、冗長化制御手段は実際の MACアドレスと前記仮想 M A Cアドレスの変換を行うことを特徴とする 1. 記載の通信制御システム。

16. 前記仮想 MACアドレスとして、システムが立ち上がったときの相手通信局の実際の MACアドレスを用いることを特徴とする 15. 記載の通信制御システム。

17. 冗長化制御手段は受信の成功に従ってアドレス変換表を更新することを特徴とする 2. から 16. のいずれかに記載された通信制御システム。

18. ネットワーク上に通信局を接続し、この通信局には通信制御手段が設けられ、この通信制御手段は TCP/ I Pのプロトコルに従って通信を行い 1つの相手の通信局について 1つの MACアドレスだけを認識している通信制御システムにおいて、

前記通信制御手段は 1つの通信局に 1個だけ搭載され、

1つの通信局に冗長化して設けられたポートと、

このポートと通信制御手段の間に介在し、 MACアドレスを持っていて、ポー卜に入出力される通信フレームを送受信するネットワークコントローラと、常用側のポートを切り替えたときに、通信制御手段が認識している MACアドレスが付いたネットワークコントローラを新たな常用側のポートに接続するポー卜制御手段と、

を具備したことを特徴とする通信制御システム。

19. 前記ポート制御手段は、常用側のポートに通常の通信を行わせるとともに、他のポートに対してはネットワークの診断だけを行うことを特徴とする 18. 記載の通信制御システム。

20. ネットワークを診断するための診断フレームを所定の周期でポートから送信する診断手段を具備したことを特徴とする 18. 記載の通信制御システム。

21. 前記診断手段は、所定の周期で診断フレームとして I CMPのエコーを送信し、この所定の周期よりも長い時間が経過しても応答が返つてこないときは異常が発生したと判断することを特徴とする 18. 記載の通信制御システム。

22. 前記診断手段は、常用側のポートと他のポートとで診断フレームを送信する周期を異ならせたことを特徴とする 18. 記載の通信制御システム。