WO2014033835A1 - ネットワークシステムおよび通信装置 - Google Patents

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重枝　哲也
新吾 本田
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三菱電機株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a network system and a communication device that perform communication by VLAN.
  • VLAN Virtual Local Area Network
  • the VLAN can be used by dividing the network. For example, in a system in which a plurality of communication devices (hubs) are connected, a VLAN is set in the connection port of each communication device (hub), so that the physical arrangement is one network, but logically a plurality of networks. Can be operated as Such techniques are disclosed in the following Patent Documents 1 to 3.
  • the present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to obtain a network system and a communication device capable of communication between communication devices having different VLAN settings.
  • the present invention is composed of a plurality of communication devices, and each communication device can be VLAN-set by a VLAN number set at a connection port, A network system that sets a VLAN number and performs train-to-vehicle communication, and a communication device that receives a specific type of packet that invalidates the VLAN setting distributes the packet when the specific type of packet is a multicast address packet.
  • the target device is connected to the own device, the packet of the specific type is transferred to the device to be distributed, and is different from the own device regardless of the VLAN number set in another communication device.
  • the VLAN is regarded as the same network, and the specific type of packet is transferred to the other communication device.
  • the network system according to the present invention has an effect that communication can be performed between communication devices having different VLAN settings.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a network system including a communication device.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a normal network state according to the VLAN setting.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a state of a network when a specific type of packet is used.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a state of a network when a specific type of packet is used.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a network system including a communication apparatus according to the present embodiment. It shows the physical connection of each device.
  • the network system includes communication devices 1, 2, 3, and 4.
  • the communication devices 1 and 2 are connected by a trunk link (trunk link) 5 and the communication devices 2 and 3 are connected by a trunk link 6.
  • the communication devices 3 and 4 are connected via a trunk link 7.
  • the communication device 1 is connected to a management device 10 and devices 11 to 13 connected to the VLAN # 1 setting port.
  • the communication device 2 is connected to devices 14 to 16 connected to the VLAN # 1 setting port.
  • the communication device 3 is connected to a management device 20 and devices 21 to 23 connected to the VLAN # 2 setting port.
  • the communication device 4 is connected to a management device 30 and devices 31 to 33 connected to the VLAN # 3 setting port.
  • the communication devices 1 to 4 have a plurality of connection ports, and VLAN settings can be made by the VLAN number set in each connection port.
  • the network system in train formation, there is a system in which each vehicle is equipped with a communication device and the vehicles are connected by a trunk link to perform communication between vehicles, but this is limited to such communication between vehicles. It is not a thing.
  • FIG. 2 is a diagram showing a normal network state according to the VLAN setting.
  • the management device 10 and the devices 11 to 16 are connected to the VLAN # 1 network, and can usually communicate only within the network set by the port VLAN # 1.
  • the management device 20 and the devices 21 to 23 are connected to the VLAN # 2 network, and can usually communicate only within the network set by the port VLAN # 2.
  • the management device 30 and the devices 31 to 33 are connected to the VLAN # 3 network, and normally can communicate only within the network set by the port VLAN # 3.
  • a system in which one communication device is arranged in each vehicle and a VLAN is set for each vehicle is conceivable.
  • a management device that manages communication of each VLAN
  • a guidance display device As a device to be connected, there are a guidance display device, a destination display device, an audio data output device, and the like.
  • the present invention is not limited to these.
  • a certain device communicates with a device connected to another VLAN-configured communication device.
  • a microphone device connected to a communication device of an arbitrary vehicle to output audio data from an audio data output device connected to the communication device of all vehicles in train formation.
  • a specific type of packet is used. The specific type indicates a port number, IP address, MAC address, or the like corresponding to “80” or “110” in TCP / UDP.
  • a packet for invalidating the VLAN can be defined as a system by setting a passage permission for a specific type of packet in advance using a table or the like provided in the device itself.
  • FIG. 3 is a diagram showing the state of the network when a specific type of packet is used.
  • the case of multicast will be described.
  • the device 11 transmits data to devices connected to VLAN networks having the same and different settings
  • a specific type of packet is transmitted by multicast.
  • each communication device sets a passage permission for this multicast address in the connection port to which each device is connected.
  • the multicast address permitted to pass is set in advance in each communication device.
  • passage is not permitted for this multicast address at the connection port to which the management device is connected.
  • the management device cannot receive multicast data due to the packet filtering function.
  • the device 11 transmits a specific type of packet to the communication device 1.
  • the communication device 1 transfers a specific type of packet received from the device 11 to the devices 12 and 13 and the communication device 2 that are desired destinations.
  • the communication device 2 forwards a specific type of packet received from the communication device 1 to the devices 14 to 16 which are desired destinations, and communicates regardless of the port VLAN setting (ignoring the port VLAN setting).
  • a specific type of packet received from the device 1 is transferred to the communication device 3.
  • the communication device 3 transfers a specific type of packet received from the communication device 2 to the desired devices 21 to 23 and the communication device 4 regardless of the port VLAN setting (ignoring the port VLAN setting). . Regardless of the port VLAN setting (ignoring the port VLAN setting), the communication device 4 transfers a specific type of packet received from the communication device 3 to the desired devices 31 to 33.
  • the communication devices 3 and 4 when the communication devices 3 and 4 receive a specific type of packet from the device 11, the settings of the port VLAN are invalidated, and the networks of the VLAN # 2 and the VLAN # 3 are made the same network as the VLAN # 1, respectively. It works as it is.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a state of a network when a specific type of packet is used.
  • the case of unicast will be described.
  • each communication device sets a passage permission for this unicast address in the connection port to which each device is connected.
  • the unicast address that is permitted to pass through is set in advance in each communication device.
  • the device 11 transmits a specific type of packet to the communication device 1 when communicating with the device 31 on the VLAN # 3 side.
  • the communication device 1 transfers a specific type of packet received from the device 11 to the communication device 2.
  • the communication device 2 transfers a specific type of packet received from the communication device 1 to the communication device 3 regardless of the setting of the port VLAN (ignoring the setting of the port VLAN).
  • the communication device 3 transfers a specific type of packet received from the communication device 2 to the communication device 4 regardless of the port VLAN setting (ignoring the port VLAN setting). Regardless of the port VLAN setting (ignoring the port VLAN setting), the communication device 4 transfers a specific type of packet received from the communication device 3 to the device 31 that is a desired destination.
  • the communication devices 3 and 4 when the communication devices 3 and 4 receive a specific type of packet from the device 11, the settings of the port VLAN are invalidated, and the networks of the VLAN # 2 and the VLAN # 3 are set as the VLAN # 1, respectively. Operates on the same network.
  • a communication device that has received a specific type of packet can connect a plurality of VLANs to the same network regardless of VLAN settings. Therefore, the received packet is transferred to a desired destination device connected to the connection port or an adjacent communication device. As a result, in a system sharing a network, communication between networks having different VLAN settings becomes possible.

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Abstract

　複数の通信装置１～４から構成され、各通信装置１～４は接続ポートで設定されたＶＬＡＮ番号によりＶＬＡＮ設定可能であって、通信装置単位でＶＬＡＮ番号を設定する、列車の車両間通信を行うネットワークシステムであって、ＶＬＡＮ設定を無効にする特定種類のパケットを受信した通信装置は、前記特定種類のパケットがマルチキャストアドレスのパケットの場合、配信対象の機器が自装置と接続しているときは、前記配信対象の機器へ前記特定種類のパケットを転送し、また、他の通信装置で設定されているＶＬＡＮ番号に関わらず、自装置と異なるＶＬＡＮを同一ネットワークとみなし、前記他の通信装置へ前記特定種類のパケットを転送する。

Description

ネットワークシステムおよび通信装置
　本発明は、ＶＬＡＮによる通信を行うネットワークシステムおよび通信装置に関する。
　従来、ＶＬＡＮ（Virtual　Local　Area　Network）を使用した通信が行われている。ネットワークを共用するシステムにおいて、ＶＬＡＮは、ネットワークを分割して使用することができる。例えば、複数の通信装置（ハブ）が接続されたシステムにおいて、各通信装置（ハブ）の接続ポートにＶＬＡＮ設定することにより、物理的な配置では１つのネットワークであるが、論理的に複数のネットワークとして運用することができる。このような技術が、下記特許文献１～３において開示されている。
特開２００７－５８９２号公報 特開２００３－１９８５８８号公報 特開２００４－７２１６０号公報
　しかしながら、上記従来の技術によれば、同じＶＬＡＮ設定のネットワーク内でのみ通信ができる。そのため、複数の通信装置が接続されていても、ＶＬＡＮ設定の異なる通信装置間では通信できない、という問題があった。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ＶＬＡＮ設定の異なる通信装置間での通信が可能なネットワークシステムおよび通信装置を得ることを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、複数の通信装置から構成され、各通信装置は接続ポートで設定されたＶＬＡＮ番号によりＶＬＡＮ設定可能であって、通信装置単位でＶＬＡＮ番号を設定する、列車の車両間通信を行うネットワークシステムであって、ＶＬＡＮ設定を無効にする特定種類のパケットを受信した通信装置は、前記特定種類のパケットがマルチキャストアドレスのパケットの場合、配信対象の機器が自装置と接続しているときは、前記配信対象の機器へ前記特定種類のパケットを転送し、また、他の通信装置で設定されているＶＬＡＮ番号に関わらず、自装置と異なるＶＬＡＮを同一ネットワークとみなし、前記他の通信装置へ前記特定種類のパケットを転送する、ことを特徴とする。
　本発明にかかるネットワークシステムは、ＶＬＡＮ設定の異なる通信装置間での通信ができる、という効果を奏する。
図１は、通信装置を含むネットワークシステムの構成例を示す図である。 図２は、ＶＬＡＮ設定に従った通常のネットワークの状態を示す図である。 図３は、特定種類のパケットを用いたときのネットワークの状態を示す図である。 図４は、特定種類のパケットを用いたときのネットワークの状態を示す図である。
　以下に、本発明に係るネットワークシステムおよび通信装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
実施の形態．
　図１は、本実施の形態に係る通信装置を含むネットワークシステムの構成例を示す図である。各機器の物理接続を示すものである。ネットワークシステムは、通信装置１，２，３，４を備えており、通信装置１，２がＴｒｕｎｋ　Ｌｉｎｋ（トランクリンク）５で接続されており、通信装置２，３がＴｒｕｎｋ　Ｌｉｎｋ６で接続されており、通信装置３，４がＴｒｕｎｋ　Ｌｉｎｋ７で接続されている。
　通信装置１には、ＶＬＡＮ＃１設定ポートに接続された管理装置１０および装置１１～１３が接続されている。また、通信装置２には、ＶＬＡＮ＃１設定ポートに接続された装置１４～１６が接続されている。また、通信装置３には、ＶＬＡＮ＃２設定ポートに接続された管理装置２０および装置２１～２３が接続されている。また、通信装置４には、ＶＬＡＮ＃３設定ポートに接続された管理装置３０および装置３１～３３が接続されている。通信装置１～４は、複数の接続ポートを備えており、各接続ポートで設定されたＶＬＡＮ番号によりＶＬＡＮ設定が可能である。なお、ネットワークシステムの具体例として、列車編成において、各車両に通信装置を備え、車両間をＴｒｕｎｋ　Ｌｉｎｋで接続して車両間通信を行うシステムがあるが、このような車両間の通信に限定するものではない。
　図２は、ＶＬＡＮ設定に従った通常のネットワークの状態を示す図である。図２に示すように、管理装置１０および装置１１～１６は、ＶＬＡＮ＃１のネットワークに接続されており、通常は、このポートＶＬＡＮ＃１で設定されたネットワーク内でのみ通信が可能である。管理装置２０および装置２１～２３は、ＶＬＡＮ＃２のネットワークに接続されており、通常は、このポートＶＬＡＮ＃２で設定されたネットワーク内でのみ通信が可能である。管理装置３０および装置３１～３３は、ＶＬＡＮ＃３のネットワークに接続されており、通常は、このポートＶＬＡＮ＃３で設定されたネットワーク内でのみ通信が可能である。
　車両間で通信を行う場合として、例えば、各通信装置を各車両に１つ配置し、車両単位でＶＬＡＮを設定するシステムが考えられる。各通信装置に接続される機器としては、各ＶＬＡＮの通信を管理する管理装置があり、また、接続される装置として、例えば、案内表示装置、行先表示装置、音声データの出力装置等があるが、これらに限定するものではない。
　つづいて、ある装置において、他のＶＬＡＮ設定の通信装置に接続する装置と通信を行う場合について説明する。具体的には、任意の車両の通信装置に接続するマイク（装置）を使って、列車編成の全ての車両の通信装置に接続する音声データの出力装置から音声データを出力するような使い方がある。ある装置において、他のＶＬＡＮに接続する装置と通信を行う場合、本実施の形態では、特定種類のパケットを用いることとする。特定種類とは、ＴＣＰ／ＵＤＰにおける「８０」や「１１０」に相当するポート番号やＩＰアドレス、ＭＡＣアドレス等を示す。例えば、１つの装置から、同一および異なる設定のＶＬＡＮのネットワークに接続する装置へデータを送信する場合、送信側の装置は、特定のマルチキャストアドレスを用いて通信を行う。マルチキャストアドレスをＩＰアドレスで設定すると、ＭＡＣアドレスも決定することができる。各通信装置において、あらかじめ特定種類のパケットに対して自装置が備えるテーブル等で通過許可を設定しておくことにより、ＶＬＡＮを無効化するパケットをシステムとして定義することができる。
　図３は、特定種類のパケットを用いたときのネットワークの状態を示す図である。ここでは、マルチキャストの場合について説明する。例えば、装置１１が同一および異なる設定のＶＬＡＮのネットワークに接続する装置へデータを送信する場合、特定種類のパケットをマルチキャストで送信する。このとき、各通信装置では、各装置が接続する接続ポートにおいて、このマルチキャストアドレスに対して通過許可を設定する。通過許可するマルチキャストアドレスについては、各通信装置においてあらかじめ設定する。なお、各通信装置では、管理装置が接続する接続ポートにおいては、このマルチキャストアドレスに対して通過未許可とする。これにより、各通信装置において、予め通過許可を設定したポートに接続する装置では、マルチキャストによるデータを受信することができる。一方、管理装置では、パケットフィルタリング機能により、マルチキャストによるデータを受信することはできない。
　具体的に、装置１１は、ＶＬＡＮ＃１側の装置１２～１６、ＶＬＡＮ＃２側の装置２１～２３、ＶＬＡＮ＃３側の装置３１～３３と通信する場合、特定種類のパケットを通信装置１へ送信する。通信装置１は、装置１１から受信した特定種類のパケットを所望の宛先である装置１２，１３および通信装置２へ転送する。通信装置２は、通信装置１から受信した特定種類のパケットを所望の宛先である装置１４～１６へ転送し、また、ポートＶＬＡＮの設定にかかわらず（ポートＶＬＡＮの設定を無視して）、通信装置１から受信した特定種類のパケットを通信装置３へ転送する。通信装置３は、ポートＶＬＡＮの設定にかかわらず（ポートＶＬＡＮの設定を無視して）、通信装置２から受信した特定種類のパケットを所望の宛先である装置２１～２３および通信装置４へ転送する。通信装置４は、ポートＶＬＡＮの設定にかかわらず（ポートＶＬＡＮの設定を無視して）、通信装置３から受信した特定種類のパケットを所望の宛先である装置３１～３３へ転送する。
　このように、通信装置３，４では、装置１１から特定種類のパケットを受信した場合、ポートＶＬＡＮの設定を無効にし、それぞれ、ＶＬＡＮ＃２とＶＬＡＮ＃３のネットワークをＶＬＡＮ＃１と同一ネットワークとみなして動作する。
　なお、ＶＬＡＮ間の通信はマルチキャストに限定するものではなく、ユニキャストで行うことも可能である。図４は、特定種類のパケットを用いたときのネットワークの状態を示す図である。ここでは、ユニキャストの場合について説明する。例えば、装置１１が異なる設定のＶＬＡＮのネットワークに接続する装置３１へデータを送信する場合、特定種類のパケットをユニキャストで送信する。このとき、前述のように、各通信装置では、各装置が接続する接続ポートにおいて、このユニキャストアドレスに対して通過許可を設定する。通過許可するユニキャストアドレスについては、各通信装置において、予め設定する。
　具体的に、装置１１は、ＶＬＡＮ＃３側の装置３１と通信する場合、特定種類のパケットを通信装置１へ送信する。通信装置１は、装置１１から受信した特定種類のパケットを通信装置２へ転送する。通信装置２は、ポートＶＬＡＮの設定にかかわらず（ポートＶＬＡＮの設定を無視して）、通信装置１から受信した特定種類のパケットを通信装置３へ転送する。通信装置３は、ポートＶＬＡＮの設定にかかわらず（ポートＶＬＡＮの設定を無視して）、通信装置２から受信した特定種類のパケットを通信装置４へ転送する。通信装置４は、ポートＶＬＡＮの設定にかかわらず（ポートＶＬＡＮの設定を無視して）、通信装置３から受信した特定種類のパケットを所望の宛先である装置３１へ転送する。
　マルチキャストのときと同様に、通信装置３，４では、装置１１から特定種類のパケットを受信した場合、ポートＶＬＡＮの設定を無効にし、それぞれ、ＶＬＡＮ＃２とＶＬＡＮ＃３のネットワークをＶＬＡＮ＃１と同一ネットワークとみなして動作する。
　以上説明したように、本実施の形態によれば、複数の通信装置から構成されるネットワークシステムでは、特定種類のパケットを受信した通信装置は、ＶＬＡＮ設定にかかわらず、複数のＶＬＡＮを同一ネットワークとみなして、受信したパケットを接続ポートに接続されている所望の宛先の機器や隣接する通信装置へ転送することとした。これにより、ネットワークを共用するシステムにおいて、ＶＬＡＮ設定が異なるネットワーク間での通信が可能となる。
　１，２，３，４　通信装置、５，６，７　Ｔｒｕｎｋ　Ｌｉｎｋ、１０，２０，３０　管理装置、１１～１６，２１～２３，３１～３３　装置。

Claims (6)

  1. 　複数の通信装置から構成され、各通信装置は接続ポートで設定されたＶＬＡＮ番号によりＶＬＡＮ設定可能であって、通信装置単位でＶＬＡＮ番号を設定する、列車の車両間通信を行うネットワークシステムであって、
    　ＶＬＡＮ設定を無効にする特定種類のパケットを受信した通信装置は、前記特定種類のパケットがマルチキャストアドレスのパケットの場合、配信対象の機器が自装置と接続しているときは、前記配信対象の機器へ前記特定種類のパケットを転送し、また、他の通信装置で設定されているＶＬＡＮ番号に関わらず、自装置と異なるＶＬＡＮを同一ネットワークとみなし、前記他の通信装置へ前記特定種類のパケットを転送する、
    　ことを特徴とするネットワークシステム。
  2. 　複数の通信装置から構成され、各通信装置は接続ポートで設定されたＶＬＡＮ番号によりＶＬＡＮ設定可能であって、通信装置単位でＶＬＡＮ番号を設定する、列車の車両間通信を行うネットワークシステムであって、
    　ＶＬＡＮ設定を無効にする特定種類のパケットを受信した通信装置は、前記特定種類のパケットがユニキャストアドレスのパケットの場合、前記特定種類のパケットの宛先が自装置と接続する機器のときは、所望の宛先の機器へパケットを転送し、前記特定種類のパケットの宛先が他の通信装置と接続する機器のときは、前記他の通信装置で設定されているＶＬＡＮ番号に関わらず、自装置と異なるＶＬＡＮを同一ネットワークとみなし、前記他の通信装置宛に前記特定種類のパケットを転送する、
    　ことを特徴とするネットワークシステム。
  3. 　前記特定種類のパケットを、特定のＭＡＣアドレスを持つパケットとする、
    　ことを特徴とする請求項１または２に記載のネットワークシステム。
  4. 　複数の通信装置から構成され、各通信装置は接続ポートで設定されたＶＬＡＮ番号によりＶＬＡＮ設定可能であって、通信装置単位でＶＬＡＮ番号を設定する、列車の車両間通信を行うネットワークシステムにおける前記通信装置であって、
    　ＶＬＡＮ設定を無効にする特定種類のパケットであって前記特定種類のパケットとしてマルチキャストアドレスのパケットを受信した場合、配信対象の機器が自装置と接続しているときは、前記配信対象の機器へ前記特定種類のパケットを転送し、また、他の通信装置で設定されているＶＬＡＮ番号に関わらず、自装置と異なるＶＬＡＮを同一ネットワークとみなし、前記他の通信装置へ前記特定種類のパケットを転送する、
    　ことを特徴とする通信装置。
  5. 　複数の通信装置から構成され、各通信装置は接続ポートで設定されたＶＬＡＮ番号によりＶＬＡＮ設定可能であって、通信装置単位でＶＬＡＮ番号を設定する、列車の車両間通信を行うネットワークシステムにおける前記通信装置であって、
    　ＶＬＡＮ設定を無効にする特定種類のパケットであって前記特定種類のパケットとしてユニキャストアドレスのパケットを受信した場合、前記特定種類のパケットの宛先が自装置と接続する機器のときは、所望の宛先の機器へパケットを転送し、前記特定種類のパケットの宛先が他の通信装置と接続する機器のときは、前記他の通信装置で設定されているＶＬＡＮ番号に関わらず、自装置と異なるＶＬＡＮを同一ネットワークとみなし、前記他の通信装置宛に前記特定種類のパケットを転送する、
    　ことを特徴とする通信装置。
  6. 　前記特定種類のパケットを、特定のＭＡＣアドレスを持つパケットとする、
    　ことを特徴とする請求項４または５に記載の通信装置。
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