JPH05219084A - リングネットワークの監視方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 リングネットワーク通信システムのネットワ
ーク監視方法に関し、異常通信ノードを早期に発見する
ことが可能な監視方法を提供することを目的とする。 【構成】 複数の通信ノード１をリング状に接続し、送
信データを送信先通信ノードを経て送信元通信ノードに
返送するリングネットワーク通信システムにおいて、各
通信ノード１内に、データを送信する都度歩進する送信
番号を送信データに付与する送信番号付与手段11を備
え、リングネットワーク内の任意の位置に設けた監視ノ
ード２内に、リングネットワーク上の各データの送信番
号を同一通信ノードより送信された前回のデータの送信
番号と比較する送信番号確認手段21と、送信元通信ノー
ド別に最新の送信番号と送信番号確認手段21において同
一通信ノードより送信された前回データと不連続な送信
番号をもつデータが観測された回数を記憶する監視情報
記憶手段22を備えるように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はリングネットワーク通信
システムのネットワーク監視方法に関する。近年、通信
ノードをリング状に接続して通信ノード間でデータ送受
信を行うリングネットワーク通信システムが多く使用さ
れている。

【０００２】リングネットワーク通信システムにおいて
は、ネットワーク内に送信権獲得用フレーム（以下、ト
ークンと記す）を巡回させ、送信を行ないたい通信ノー
ドの中でトークンを獲得した通信ノードが送信権を得て
パケット化したデータを送信する。

【０００３】リングネットワーク通信システムにおいて
は、送信されたデータは各通信ノードを順次通過して受
信先の通信ノードに送られるが、受信先の通信ノードに
おけるデータの取扱方法により２つの通信方式がある。
一つはデータ受信先の通信ノードが受信データを処理す
ると同時に各通信ノード経由で送信元まで返送する方
式、他は受信先の通信ノードがデータを終端して以後の
通信ノードにデータを送出しない方式である。

【０００４】しかし、何れの方式においてもデータは送
信元の通信ノードから受信先の通信ノードまで各通信ノ
ードを経由して送られるため、僅か１つの通信ノードに
異常があってもシステム全体が影響を受け、システム障
害となる可能性が高い。

【０００５】このような異常が発生したときには、異常
が発生した通信ノードを切り分けるため、通信ノードを
順次バイパスさせて異常状態が解消するか否かを調べる
が、通信ノード数が多い場合には多くの時間を要するこ
ととなる。特に、障害内容がビットエラー率の低下とい
うような間欠的障害或いは装置の不安定性に起因する性
質のものであると、全通信ノードを切り分けても障害通
信ノードが発見できるとは限らないため障害の発見まで
に長時間を要することとなり、保守の労力が増加するば
かりでなく、その間通信の信頼性が低下する。

【０００６】このため、異常が発生した通信ノードを逸
早く発見できるリングネットワークの監視方法が求めら
れている。

【０００７】

【従来の技術】図７は従来技術のリングネットワーク通
信システムの構成図、図８は従来技術の通信ノードの構
成図である。

【０００８】図７は複数の通信ノードが複数のリンク３
によってリング状に接続されたリングネットワーク通信
システムの構成を示しているが、同図には複数の通信ノ
ードとして４つの通信ノード1'_-1〜1'_-4のみを記載して
いる。

【０００９】図８は各通信ノードに設けられている通信
装置の主要構成を示しているが、以下図７のシステム構
成を前提に、図８を用いて従来技術を説明する。いま、
例えば図７の通信ノード1'_-1が送信権を得て通信ノード
1'_-3にデータを送信したとする。送信されたデータは通
信ノード1'_-2を始めに各通信ノードに順次送られるが、
各通信ノード1'_-2〜1'_-4では受信したデータが自ノード
宛であるか否かを調べる。

【００１０】リングネットワークの各リンク３が光伝送
路である場合は、データを受信した通信ノードでは図８
に示す光／電気変換部12が光信号を電気信号に変換し、
受信データをヘッダ解析部13に送る。

【００１１】データのヘッダ部分には送信先アドレスが
記載されている（図示省略）ため、ヘッダ解析部13は受
信したデータの送信先アドレスが予め記憶している自ノ
ードのアドレスと一致するか否かを調べ、自ノード宛で
なければ受信したデータをセレクタ14、セレクタ17及び
電気／光変換部18を経てリンク３に送出する。このデー
タは次の通信ノードに送られ、同様に処理される。

【００１２】送信先通信ノードである通信ノード1'_-3で
は、ヘッダ解析部13の解析で受信したデータが自ノード
宛であることが確認されるので、受信したデータをセレ
クタ14を介して受信データ処理部15に送り処理を行う。

【００１３】このとき、図７のシステムが送信データを
送信元まで返送する方式であれば、受信データを受信デ
ータ処理部15に送ったのちにセレクタ14を切替え、図示
省略されたバッファに記憶されている受信データをセレ
クタ17及び電気／光変換部18を経てリンク３に送出す
る。前記データは通信ノード1'_-4を経て送信元通信ノー
ド1'_-1に返送されるため、通信ノード1'_-1では通信が正
常に行われたことが確認できる。

【００１４】上記の通信中に、例えば通信ノード1'_-2に
障害が発生すると、データが返送されてこないため、送
信元通信ノード1'_-1ではネットワークに異常が発生した
ことが判る。しかし、この時点ではどの通信ノードに異
常が発生したか識別することができないので切り分けを
行う。

【００１５】切り分けは、各通信ノードを順次バイパス
させることにより行う。具体的には図８に点線で示すよ
うに光／電気変換部12の入力部分と電気／光変換部18の
出力部分を直結するなどの方法でリンク３の入力部分と
出力部分を直通状態として試験を主導する通信ノードよ
り試験用のデータを送信し、データがネットワークを一
巡して返送されてきたか、また、返送された場合に送信
したデータと返送データが一致するかによって異常の有
無を調べる。

【００１６】通信ノードを直通状態にしても異常状態が
続けばその通信ノードは正常であり、或る通信ノードを
直通状態としたときに異常が解消すればその通信ノード
が障害発生ノードであると判定する。

【００１７】しかし、上記のような切り分けは通信ノー
ドを一つづつバイパス状態とするため、通信ノードが多
い場合には多大な時間を要し、特に、前述したような間
欠的な障害の場合には障害通信ノードを発見するのが極
めて難しいのが実情である。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】リングネットワーク通
信システムに異常が発生した場合、従来技術では通信ノ
ードをひとつづつバイパスさせて異常通信ノードを判定
する方法が用いられているが、通信ノードの数が多い場
合には切り分けに時間を要し、特に、障害内容がビット
エラー率の低下というような間欠的障害や装置の不安定
性に起因する性質のものであったり、通信装置外部のケ
ーブル部分などに原因がある場合には、全通信ノードを
切り分けても異常通信ノードが発見できるとは限らない
ため、異常箇所の発見に多大な労力と時間を要し、か
つ、長時間にわたって通信の信頼性が低下すると言う問
題を有している。

【００１９】本発明は、異常通信ノードを早期に発見す
ることが可能な監視方法を提供することを目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の基本構成
図である。図中、１はデータの送受信機能を有する複数
の通信ノード、３は複数の通信ノード１間をリング状に
接続するリンクであり、２は前記複数の通信ノード１と
前記リンク３により構成されるリングネットワーク内の
任意の位置に設けられる監視ノードである。前記リング
ネットワークにおいては、送信元通信ノードより送信さ
れるデータは送信先通信ノードを含む他の全通信ノード
を経由して前記送信元通信ノードに返送される。

【００２１】11は前記各通信ノード１内に設けられ、デ
ータを送信する都度歩進する数値を送信番号として送信
データに付与する送信番号付与手段である。21及び22は
前記監視ノード２内に設けられ、21は前記リングネット
ワーク上を通過する全データの送信番号を同一通信ノー
ドより送信された前回のデータの送信番号と比較する送
信番号確認手段、22は送信元通信ノード別に、前記送信
番号確認手段21を介して受信した最新の送信番号と、前
記送信番号確認手段21において同一通信ノードより送信
された前回のデータと不連続な送信番号をもつデータが
観測された回数を記憶する監視情報記憶手段である。

【００２２】

【作用】図１において、各通信ノード１の送信番号付与
手段11はデータを送信する都度歩進する数値を作成し、
送信番号として送信データに付与する。送信されたデー
タはリングネットワーク内の通信ノード１を順次通過し
て送信先の通信ノード１に受信されるが、送信先通信ノ
ードにおいても受信したデータを次の通信ノードに送出
するので、データはリングネットワークを一巡して送信
元通信ノード１に返送される。

【００２３】その間、前記データは監視ノード２を通過
するが、監視ノード２の送信番号確認手段21は前記リン
グネットワーク上を通過する全データをモニタし、その
送信番号を同一通信ノードより送信された前回のデータ
の送信番号と比較する。

【００２４】送信番号確認手段21は比較を行ったデータ
の送信番号を最新の送信番号として送信元通信ノード１
を識別する情報とともに監視情報記憶手段22に送る。ま
た、モニタしたデータの送信番号が同一通信ノードより
送信された前回のデータと不連続な送信番号を有してい
た場合はその旨を送信元通信ノード１を識別する情報と
ともに監視情報記憶手段22に送る。

【００２５】監視情報記憶手段22は送信番号確認手段21
より受信した最新の送信番号を送信元通信ノード１別に
記憶し、送信番号確認手段21が新たに受信したデータの
送信番号を同一送信元通信ノードより送信された前回の
データと比較するときに提供するようにする。

【００２６】また、監視情報記憶手段22は、同一通信ノ
ードより送信された前回のデータと不連続な送信番号を
もつデータが観測されたことを送信番号確認手段21より
通知されると、通知回数を送信元通信ノード１別に累積
し、不連続な送信番号が観測された回数として記憶して
おく。

【００２７】或る期間内に、監視情報記憶手段22に不連
続な送信番号の観測回数が多く記録された送信通信ノー
ド１とその回数が少ない送信通信ノード１ができ、か
つ、両通信ノードが隣接している場合は両通信ノードの
何れか一方または両通信ノードの境界部分間に異常が発
生している可能性が高い。

【００２８】即ち、図１においては通信されるデータを
観測することにより異常通信ノードを発見することが可
能となり、かつ、間欠的な障害でも発見可能となる。こ
のため、切り分けを行って異常通信ノードを発見する方
法に比して、少ない労力で早期に異常通信ノードを発見
することかできる。

【００２９】

【実施例】図２は本発明の実施例のシステム構成図、図
３は本発明の実施例の通信ノード構成図、図４は本発明
の実施例の監視ノード構成図、図５は本発明の実施例の
データフレームのフォーマット図、図６は本発明の実施
例監視情報メモリ構成図である。

【００３０】全図を通じ、同一記号は同一対象物を示
し、１及び１_-1〜１_-3は通信ノード、２は監視ノード、
３はリンクである。なお、図２には３つの通信ノード１
_-1〜１ _-3を図示しているが、通信ノードを限定しない場
合は単に通信ノード１と記す。

【００３１】11〜18は通信ノード１を構成する各部で、
11は送信番号付与部、12は光／電気変換部、13はヘッダ
解析部、14, 17はセレクタ、15は受信データ処理部、16
はデータ送信部、18は電気／光変換部である。

【００３２】21〜25は監視ノード２を構成する各部で、
21はデータフレーム解析部、22は監視情報メモリ、23は
光／電気変換部、24はメモリ読出制御部、25は保守コン
ソールである。

【００３３】図２において、送信元の通信ノードを通信
ノード１_-1、送信先通信ノードを通信ノード１_-3である
とし、送信データは送信元通信ノード１_-1より送信先通
信ノード１_-3を経て送信元通信ノード１_-1に返送される
ことを前提として、本発明の実施例を図２乃至図６を用
いて説明する。

【００３４】通信ノード１_-1よりデータを送信する場
合、図３に示すように、送信データはデータ送信部16よ
り送信番号付与部11に入力され、送出順に連続する番号
が送信番号として付与されて出力される。送信番号は例
えば初期値“０”よりデータ送出ごとに“１”を加算
し、予め定めた任意の数値“ｎ−１”に達すると“０”
に復したのち再び加算を続ける。即ち、送信番号にはモ
ジュロｎの連続番号が付与される。

【００３５】図５は送信番号が付与されたデータフレー
ムのフォーマットを図示したものであるが、図示のよう
に、データフレームは送信先アドレス41、送信元アドレ
ス42、送信番号43、制御コード44、データ45及びエラー
チェックコード（以下、ＦＣＳと記す）46からなる。前
記のように、同一送信元アドレス42をもつデータフレー
ムは同一通信ノード１から送信されたデータフレームで
あるため、送信番号43には送信順に連続する番号（モジ
ュロｎ）が付与されていることとなる。

【００３６】送信番号43が付与されたデータフレームは
セレクタ17を経て電気／光変換部18で光信号に変換さ
れ、リンク３の定められた方向に送信され、次の通信ノ
ード１ _-2に受信される。

【００３７】通信ノード１_-2では、図３の光／電気変換
部12で電気信号に変換された受信データがヘッダ解析部
13に送られ、図５の送信先アドレスが自ノード宛である
か否かが確認される。通信ノード１_-2では自ノード宛で
ないため従来技術におけると同様にして受信データフレ
ームを次の通信ノード１_-3へ送出する。

【００３８】次の通信ノード１_-3では受信しデータフレ
ームが自ノード宛であることが確認されるため、従来技
術におけると同様、受信データを受信データ処理部15に
送るとともに該データを送信元通信ノード１_-1へ返送す
るためリンク３に送出する。

【００３９】監視ノード２はリングネットワーク内の任
意の位置に設けられ、リングネットワーク内を通過する
すべてのデータフレームをモニタする。図２では監視ノ
ード２は通信ノード１_-3と通信ノード１_-1の間に設けら
れているため、前記データフレームは通信ノード１_-3よ
り通信ノード１_-1へ返送される際に監視ノード２を通過
する。

【００４０】監視ノード２の構成は図４に示すようにリ
ンク３を通過するデータフレームをモニタする構成とな
っており、前記データフレームは先ず光／電気変換部23
で光信号から電気信号に変換され、データフレーム解析
部21に入力される。

【００４１】データフレーム解析部21は図１における送
信番号確認手段21を実現する部分であるが、送信番号の
確認以外にデータフレームの解析や監視情報メモリの読
出／書込制御などを行う。先ず、受信したデータフレー
ムのビット構成が正しいか否かを示すＦＣＳ46（図５参
照）を確認する。ＦＣＳ46がそのデータフレーム内に誤
りがあることを示している場合は、その他の情報、例え
ば送信元アドレスが誤っている可能性もあるため、この
データは監視情報メモリ22に記憶させることなく破棄す
る。

【００４２】ＦＣＳ46が正しい場合には、送信元アドレ
ス42を読み、読み出した送信元アドレスの情報が記憶さ
れている監視情報メモリ22のメモリアドレスを内部に記
憶した情報（図示省略）を用いて索引し、このメモリア
ドレスに記憶されている情報を監視情報メモリ22より読
み出す。

【００４３】監視情報メモリ22は図１における監視情報
記憶手段22を実現するもので、図６に示す情報が記憶さ
れている。送信元アドレスの欄にはリングネットワーク
に存在する全通信ノードが各通信ノードに付与されてい
るアドレスを用いて記憶されている。

【００４４】また、送信番号の欄には送信元アドレス、
即ち、送信元通信ノード別に最後に受信したデータフレ
ームの送信番号が記憶され、異常フレーム数の欄には同
一送信元アドレスをもつデータフレームの中で前回受信
したデータフレームの送信番号と今回受信したデータフ
レームの送信番号が連続番号でなかった回数が記憶され
る。

【００４５】図４のデータフレーム解析部21は、受信し
たデータフレームのＦＣＳ46が正しいことを確認し、デ
ータフレームの送信元アドレス42よりその送信元アドレ
スの情報が記憶されている監視情報メモリ22のメモリア
ドレスを索引すると（詳細省略）、監視情報メモリ22よ
り該当メモリアドレスに記憶されている情報を読み出
す。

【００４６】通信ノード１_-1〜１_-3のアドレスをそれぞ
れ“００１”〜“００３”とすると、この例では送信元
アドレスが“００１”であるので、データフレーム解析
部21は、送信元アドレス“００１”より受信した最新
（即ち前回）のデータフレームの送信番号“０８”と送
信元アドレス“００１”の異常フレーム数“１０”を監
視情報メモリ22より受ける。

【００４７】データフレーム解析部21はこの情報を受け
ると、今回受信したデータフレームの送信番号43と前記
送信番号“０８”を比較し、今回受信したデータフレー
ムの送信番号43が“０９”であれば監視情報メモリ22の
送信番号の記憶値をこの値に更新する。この場合は送信
番号が正常であるので監視情報メモリ22の異常フレーム
数の欄は書き替えない。

【００４８】もし、今回の送信番号43が“０９”以外で
あれば、監視情報メモリ22より読み出した異常フレーム
数に１を加算して監視情報メモリ22の異常フレーム数の
欄に記憶させる。なお、このとき送信番号を更新するか
否かは予め定めておき、それに従う。

【００４９】図２においてデータの伝送方向が右回り
（通信ノード１_-1−通信ノード１_-2−通信ノード１_-2の
方向）である場合に若し通信ノード１_-2に障害が発生す
ると、例えば、図６に示すように送信元アドレス“００
１”の異常フレーム数が“１０”であるのに対して、送
信元アドレス“００３”以降の異常フレーム数が“０”
であるようなパターンを示す。送信元アドレス“００
２”の異常フレーム数は障害箇所によって図６のように
“１０”となる場合と“０”となる場合とがあり得る。

【００５０】何れにしても、保守者が保守コンソール25
よりメモリ読出制御部24を介して監視情報メモリ22の内
容を読み出せば、障害が通信ノード１_-2（送信元アドレ
ス“００２”）またはその周辺に発生したことが直ちに
判断でき、かつ、通信ノード１_-2の異常フレーム数が増
加しているか否かで障害箇所が通信ノード１_-2の入力側
か出力側（通信ノード１_-2と通信ノード１_-3間のリンク
３を含む）を判定することもできる。

【００５１】以上のように、本発明では障害が発生して
から切り分けを行うのではなく、通常の通信で流れてい
るデータをモニタして或る期間の状態を監視するので、
例えば間欠的な障害に起因する異常であっても異常範囲
を判定することができ、かつそのために特別な労力を必
要としない。

【００５２】以上、図２乃至図６を用いて本発明の実施
例を説明したが、図２乃至図６はあくまで本発明の一実
施例を示したものに過ぎず、本発明が図示したものに限
定されないものであることは勿論である。

【００５３】例えば通信ノード１の数やデータフレーム
のフォーマットが図示されたものに限定されるものでな
いことは勿論であり、またリンク３が光伝送路に限定さ
れないことも当然である。

【００５４】また、以上の説明においては監視情報メモ
リ24の内容を保守コンソール25より読み出すとしたが、
監視情報メモリ24の内容を出力する機器は保守コンソー
ル25に限定されるものではなくプリンタや外部記憶装置
であっても本発明の効果は変わらない。更に、監視情報
メモリ24の内容を一定の時間間隔、或いは異常フレーム
数が所定の値に達したときに自動的に出力させることは
周知の技術を用いて容易に構成できるものであり、本発
明はこれらの変形を排除するものではない。

【００５５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
リングネットワーク上を通過するデータを観測すること
によってリングネットワークの異常、即ち、通信ノード
やリンクの異常を発見することが可能となる。特に従来
の通信ノードをバイパスさせる方法では発見が困難であ
ったリンク部分の障害を含めて異常の範囲を限定するこ
とが容易となるため、ネットワークの異常発見に要する
労力が極めて少なくできる。また、多量の通信データを
一定期間にわたって観測するため、間欠的障害或いは装
置の不安定性に起因するビットエラー率の増加のごとき
異常についても原因となる箇所を比較的短時間で発見す
ることが可能となる。また、異常箇所の早期発見により
通信システムの信頼性も向上する。

【００５６】以上の如く、本発明はリングネットワーク
通信システムの信頼性の向上と保守性の向上に寄与する
ところが極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の基本構成図

【図２】 本発明の実施例システム構成図

【図３】 本発明の実施例通信ノード構成図

【図４】 本発明の実施例監視ノード構成図、

【図５】 本発明の実施例データフレームのフォーマッ
ト図

【図６】 本発明の実施例監視情報メモリ構成図

【図７】 従来技術のシステム構成図

【図８】 従来技術の通信ノード構成図

【符号の説明】

１ 通信ノード ２ 監視ノード ３ リンク 11 送信番号付与手段 21 送信番号確認手段 22 監視情報記憶手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 データの送受信機能を有する複数の通信
   ノード(1) をリング状に接続してリングネットワークを
   構成し、送信元通信ノードより送信されるデータを送信
   先通信ノードを含む他の全通信ノードを経由して前記送
   信元通信ノードに返送するリングネットワーク通信シス
   テムにおいて、 前記各通信ノード(1) 内に、データを送信する都度歩進
   する数値を送信番号として送信データに付与する送信番
   号付与手段(11)を備え、 前記リングネットワーク内の任意の位置に設けた監視ノ
   ード(2) 内に、該リングネットワーク上を通過する全デ
   ータの送信番号を同一通信ノードより送信された前回の
   データの送信番号と比較する送信番号確認手段(21)と、 送信元通信ノード別に、最新の送信番号と、前記送信番
   号確認手段21において同一通信ノードより送信された前
   回のデータと不連続な送信番号をもつデータが観測され
   た回数を記憶する監視情報記憶手段(22)を備えたことを
   特徴とするリングネットワークの監視方法。