JPH10173660A

JPH10173660A - 高信頼ａｔｍｌａｎ

Info

Publication number: JPH10173660A
Application number: JP8325293A
Authority: JP
Inventors: Kenji Ueda; 健治植田; Satoshi Horiike; 聡堀池
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1996-12-05
Filing date: 1996-12-05
Publication date: 1998-06-26

Abstract

(57)【要約】【課題】プラントの監視制御システムなど、耐故障性
の要求される分野において、ＡＴＭＬＡＮを用いる場
合の、ＡＴＭＬＡＮの高信頼化、およびネットワーク
設定の効率化を図る。【解決手段】ＯＡＭ機能あるいはその他の手段によっ
てＶＣの経路上の故障を検出する故障検出手段と、ネッ
トワークの状態に応じて複数のＶＣを選択してデータを
転送する冗長化転送手段と、端末間での通信に必要な諸
設定を誤りなく行うネットワーク設定手段と、単独のＡ
ＴＭスィツチでループの検出を可能とするネットワーク
管理設定手段を備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、産業システム向け
に高信頼化されたＡＴＭ（ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ
ｔｒａｎｓｆｅｒｍｏｄｅ）ＬＡＮに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】図１５は従来の産業システム用ＡＴＭ
ＬＡＮの概念図である。図から明かなように、端末に
は、ＯＡＭ（ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｄｍｉｎｉｓｔｒ
ａｔｉｏｎａｎｄｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ）機能あ
るいはポーリングにより、アプリケーションプログラム
が通信を行うＶＣ（ｖｉｒｔｕａｌｃｉｒｃｕｉｔ）
を監視する故障検出手段１を設けている。この故障検出
手段１が、アプリケーションプログラム用のＶＣの経路
上に故障が発生した場合に、予備の経路上に設定してお
いた待機ＶＣを用いてアプリケーションプログラムの通
信を継続し、故障の影響を軽減する冗長化転送手段２を
設けている。この冗長化転送手段２は、端末間に設定さ
れた複数のＶＣを同時に使用してアプリケーションプロ
グラムのデータを転送することにより、故障を回避する
場合もある。上記のようなネットワークを設定するため
の、ネットワーク設定手段３が設けられている。

【０００３】また、ＡＴＭネットワークでは、ネットワ
ークの制御や管理のためにＯＡＭ機能を提供しており、
このうちの故障管理機能を利用して故障検出を行うこと
ができる。ＯＡＭ機能は、物理レベルからＶＣレベルま
で５つのレベルで提供されるが、ＶＣレベルの場合は、
対象となるＶＣ数が非常に多くなる可能性があるため、
ＶＣレベルにおけるＯＡＭ機能が提供されない場合があ
る。このような場合には、監視すべきＶＣ自身、あるい
は当該ＶＣと同じ経路を通る監視用ＶＣを利用して、定
期的に信号を送信することにより、ＶＣの状態を検査す
るポーリング処理により、故障検出を行う。

【０００４】図１６は複数のＶＣを使用してデータを転
送する従来の技術を示した図である。複数のＶＣのう
ち、１つは現用ＶＣとして、その他のＶＣは待機ＶＣと
して使用される。平常時、送信端末の冗長化転送手段２
は現用ＶＣのみによりデータを転送する。上記現用ＶＣ
の経路上に故障が発生すると、送信端末の故障検出手段
１が故障を検出し、送信端末の冗長化転送手段２は、待
機ＶＣのうちの１つを選んで、新たな現用ＶＣとする。
このような方式を待機冗長方式と呼ぶ。図１０は複数の
ＶＣを使用してデータを転送する別の従来の技術を示し
た図である。送信端末の冗長化転送手段２は全てのＶＣ
を使用して同時にデータを転送する。受信端末の冗長化
転送手段２は、データに付加された通番などにより、重
複して到着したデータのうちの１つだけを受信し、他は
廃棄する。このような方式を、並列転送方式と呼ぶ。

【０００５】ＡＴＭでは、端末間にＶＣを設定しなけれ
ば、当該端末間に物理的な通信経路があっても通信でき
ない。このため、ＰＶＣ（ｐｅｒｍａｎｅｎｔＶＣ，
固定接続ＶＣ）のみを使用するＡＴＭＬＡＮでは、通
信を行う可能性のある端末間すべてにＰＶＣを設定する
必要がある。

【０００６】図１８は通常のＡＴＭＬＡＮにおけるＶ
Ｃの設定方法を示している。ＶＣは１本のファイバ内
で、固有のＶＣ識別子；ＶＣＩ（ＶＣｉｄｅｎｔｉｆ
ｉｅｒ）を付与され、ＡＴＭスイッチで次のファイバに
中継される際に、新たなＶＣＩを与えられる。このよう
な変換は、ＡＴＭスイッチ上のＶＣＩ変換テーブルに記
述される。ＰＶＣでは、ＰＶＣの経路上のすべてのＡ
ＴＭスイッチのＶＣＩ変換テーブルを、手動で設定す
る必要があった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来のＡＴＭＬＡＮ
の構成において、端末上の故障検出手段１が、ポーリン
グによってＶＣの経路上の故障を検出する場合、監視対
象のＶＣと同じ経路を通る監視用ＶＣを設定し、当該監
視用ＶＣを使用して定期的に故障検出のための信号を送
受信する。このため、通信を行う相手端末の数が増加す
ると、故障検出信号の送受信負荷が大きくなり、本来の
業務の妨げとなる。冗長化転送手段２は、端末間に複数
設けられたＶＣを使用して通信を行い、ＶＣ上の故障の
影響を回避する。待機冗長方式では複数のＶＣのうちの
１つを現用ＶＣとしてアプリケーションプログラムのデ
ータ転送に用い、他のＶＣを待機ＶＣとして、現用ＶＣ
上に故障が発生した際に、当該待機ＶＣの１つを使用し
てデータの転送を継続する。並列転送方式では、複数の
ＶＣを使用してデータの転送を行うので、１つのＶＣの
経路上に故障が発生しても、データは問題なく転送され
る。待機冗長方式では、故障が発生してからＶＣが切り
替えられるまでに転送されたデータは消失するため、ア
プリケーションレベルでの再送が必要である。また、並
列転送方式では、複数のＶＣで転送を行うため、端末の
送受信負荷が大きくなる。ネットワーク設定手段３は、
端末間での通信を行うためのＶＣを設定する。ＰＶＣを
使用する場合、事前にＰＶＣの設定された端末間でしか
通信できない。管理通信のような柔軟性が要求される場
合に、任意の端末・スイッチ間で通信を行うためには、
ＰＶＣを全ての端末の間に設定する必要があり、膨大な
労力を必要とする。また、ＰＶＣを設定する際に、操作
ミスによりループ状のＰＶＣが設定された場合は、ＰＶ
Ｃ上を無限に周回するセルが、ネットワークを飽和させ
るおそれがある。

【０００８】また、ポーリング処理は端末によって行わ
れる。この端末は、相手端末との通信を行うＶＣ、ある
いは当該ＶＣと同じ経路を通る監視用ＶＣを利用して、
周期的に生存信号を送信する。この場合、端末は１周期
内に、通信相手の数だけの生存信号を送信し、同じだけ
の生存信号を受信して、ＶＣの状態を監視する必要があ
る。このような処理は、相手端末の台数が増加すると、
端末に大きな負荷がかかる。

【０００９】また、待機冗長方式では、実際に故障が発
生してから、故障を検出し、待機ＶＣを現用ＶＣに切り
替えるまでの間は、旧現用ＶＣによってデータを転送す
るため、その間に転送されるデータは故障によって失わ
れる。このため、端末上のアプリケーションプログラム
は、ＶＣの切換後に再送処理を行わなければならず、再
送されるデータは非常に大きな遅れを蒙る。並列転送方
式では、１つのＶＣに故障が発生しても、他のＶＣで転
送を行えるため、故障の影響を受けることがなく、アプ
リケーションプログラムでの再送処理も不要である。し
かし、同じデータを重複して転送するため、送受信端末
やネットワークの負荷が大きくなる欠点がある。

【００１０】また、上記ようなＡＴＭＬＡＮにおい
て、すべての端末間で通信が行われる可能性があると
き、非常に多くのＶＣを設定する必要がある。端末の台
数をＮとすると、_NＣ₂＝Ｎ×（Ｎ―１）／２本のＰＶＣ
を設定しなければならず、端末の台数が増加すると、設
定の労力は非常に大きくなる。図１９は、このような問
題点を図示したものであり、６台の端末間で任意に通信
するためには、１５本のＰＶＣを設定する必要がある。

【００１１】また、ＰＶＣは手動で設定されるため、設
定ミスによってループが発生するおそれがある。図２０
はループの例を示す図である。ＡＴＭスイッチのポート
１にＶＣＩ＝４として入力されたＶＣは、ポート５にＶ
ＣＩ＝７として出力される。当該ＶＣは、いくつかのＡ
ＴＭスイッチを経由した後、再び同じＡＴＭスイッチ
のポート２にＶＣＩ＝９として入力される。このとき、
ＶＣＩ変換テーブルの設定を誤り、ポート５にＶＣＩ＝
７として出力するように指定すると、当該ＶＣ上のセル
は、同じ経路を無限に周回する。上流端末がセルの送信
を続けた場合、ループを周回するセルは増加し続け、ネ
ットワークは飽和状態に達する。ループが生じる場合の
ＶＣＩ変換テーブルは、２つの入力が１つの出力先に対
応しているが、これは、図２１のような、ｍｐーｐ接続
（ｍｕｌｔｉｐｏｉｎｔｔｏｐｏｉｎｔ接続、多
対１接続）のＶＣに対するＶＣＩ変換テーブルと区別で
きない。ループを検出するためには、すべてのスイッチ
のＶＣＩ変換テーブルを読み出し、各ＶＣの経路をたど
らなければならない。

【００１２】本発明は上記のような課題を解決するため
になされたものであり、プラントの制御システムなど、
耐故障性の要求される分野において、ＡＴＭＬＡＮを
用いる場合の、ＡＴＭＬＡＮの高信頼化、およびネッ
トワーク設定の効率化を目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の構成によ
るＡＴＭＬＡＮは、図１のような本発明の全体の構成
を示す概要原理図で表すことができる。故障検出手段１
は端末上のアプリケーションが通信を行うＶＣの経路を
すべて含むような１対多接続の監視用ＶＣを設定し、当
該ｐーｍｐ接続の監視用ＶＣを使用する。当該故障検出
信号に対する相手端末の応答は、相手端末が当該端末と
同様に設定するｐーｍｐ接続の監視用ＶＣを使用して送
信される。冗長化転送手段２は現用ＶＣを使用して送信
したデータに対して、相手端末からの確認応答が一定時
間以内に受信できない場合に限って、待機ＶＣを使用し
たデータの再送を自動的に行う。ネットワーク設定手段
３はネットワークを複数のサブネットワークに分割し、
各サブネットワークに１つの代表ノードとその他の一般
ノードを設定して、一般ノードと代表ノード間、および
代表ノード相互の間にＰＶＣを設定し、代表ノード上に
適切なＩＰ（ｉｎｔｅｒｎｅｔｐｒｏｔｏｃｏｌ）ル
ーティングテーブルを設定する。また、ネットワーク設
定手段は、ＶＣ識別子；ＶＣＩ（ＶＣｉｄｅｎｔｉｆ
ｉｅｒ）値を、ＶＣの下り方向に向かって昇順あるいは
降順に付与する。故障検出手段１はｐーｍｐ接続のＶＣ
を利用して故障検出を行うことにより、すべての相手端
末に対する故障検出用の信号の送信を、１回で済ませる
ことができる。冗長化転送手段２は受信端末からの確認
応答が届かない場合に、待機系のＶＣを使用して自動的
に再送を行うことにより、平常時の端末の負荷を小さく
し、故障時のデータの消失を回避することができる。ネ
ットワーク設定手段３は端末、スイッチ間のＰＶＣと、
代表ノード上のＩＰルーティングテーブルを組み合わせ
ることによって、少数のＰＶＣによって、任意の端末・
スイッチ間での通信を可能とする。また、ネットワーク
管理設定手段４はＶＣＩを昇順あるいは降順に設定する
ことにより、単独のＡＴＭスイッチでループの検出を可
能とする。

【００１４】本発明の第２の構成によるＡＴＭＬＡＮ
は、以下のような手段を用いる。各端末は、本来の通信
のために設定するＶＣの経路をすべて含むように、１対
多接続（ｐーｍｐ接続) の監視用ＶＣを設定する。端末
は、ｐーｍｐ接続の監視用ＶＣにより、ＶＣの状態を監
視するための生存信号を送信する。相手端末は、同様に
ｐーｍｐ接続の監視用ＶＣを設定しており、相手端末か
らの応答は当該監視用ＶＣを用いて行われる。端末は、
多数の相手端末に対する生存信号の送信を１回で済ませ
ることができる。相手端末からの生存信号の受信処理
は、相手端末の数だけ行うため、ポーリング処理の負荷
は、ｐーｍｐ接続の監視用ＶＣを使用しない場合に比
べ、約半分となる。

【００１５】本発明の第３の構成によるＡＴＭＬＡＮ
は、図２に示すように、送信端末１の冗長化転送手段２
（図示せず）は、最初の転送の際には現用ＶＣを使用し
て転送する。受信端末２の冗長化転送手段２（図示せ
ず）は、データを受信すると、送信端末１に確認応答を
行う。送信端末１の冗長化転送手段２は、データの送信
後、一定の時間中に確認応答を受信できない場合に、待
機ＶＣを使用して当該データを再送する。待機ＶＣが複
数ある場合には、当該ＶＣを順次、あるいは同時に使用
して再送を行う。再送を行う場合には、データの重複や
順序の逆転が生じるため、送信端末１の冗長化転送手段
２は、データの転送の際に通番を付与し、受信端末２の
冗長化転送手段２は、通番にしたがって重複データを廃
棄したり、データの順序を保証したりする。平常時に
は、現用ＶＣによりデータの転送が成功し、送信端末１
の冗長化転送手段２が確認応答を受信するため、転送は
１回だけ行われる。現用ＶＣの経路上に故障が発生した
場合は、送信端末１の冗長化転送手段２が、待機ＶＣを
用いて再送を行うため、転送遅れ時間が増加するだけ
で、データは問題なく転送される。

【００１６】本発明の第４の構成によるＡＴＭＬＡＮ
は、図３に示すように、ネットワークを複数のサブネッ
トワークに分割し、サブネットワークごとにIＰレベル
でのルーティングを行うスイッチあるいは端末を代表ノ
ードとして配置する。図では、Ｒで示したノードが代表
ノードである。代表ノード間では、ＶＣおよびルーティ
ングテーブルを適切に設定することにより、任意の組み
合わせで通信できるようにする。サブネットワークの代
表ノード以外のスイッチあるいは端末を一般ノードとし
て、一般ノードと代表ノードの間にＶＣを設定する。一
般ノードがすべてのデータを代表ノードに送付して、デ
ータの転送を代表ノードに任せる。発信ノードと宛先ノ
ードが同一のサブネットワークにある場合、発信ノード
は、当該発信ノードが属するサブネットワークの代表ノ
ードにデータを送信する。代表ノードは、データの宛先
ＩＰアドレスにより、自ノードによって代表されるサブ
ネットワーク内に宛先ノードがあると判断し、宛先ノー
ドに対してデータを送付する。発信ノードと宛先ノード
が異なるサブネットワークにある場合には、発信ノード
は、当該発信ノードが属するサブネットワークの代表ノ
ードにデータを送信する。代表ノードは、データの宛先
ＩＰアドレスを参照して、適切なサブネットワークを選
択し、当該サブネットワークの代表ノードにデータを転
送する。当該データを転送された代表ノードは、宛先ノ
ードにデータを送付する。

【００１７】本発明の第５の構成によるＡＴＭＬＡＮ
は、ＰＶＣのＶＣＩを決定する際に、図４のように、Ｐ
ＶＣの下り方向に向かって、ＶＣＩ値が、昇順あるい
は降順に変化するように、ＶＣＩを決定する。ＡＴＭス
イッチにループ検出手段を設け、ＶＣＩ変換テーブルを
設定する際に、入力ＶＣＩ値と出力ＶＣＩ値の大小関係
を比較し、ループが生じたかどうかを判断する。ＰＶＣ
のＶＣＩ変換テーブルを手動設定する際に、ループ検出
手段が起動され、以下のようにしてＶＣＩ変換テーブル
を検査する。ＶＣＩ値を降順に付ける場合は、入力ＶＣ
Ｉ値が出力ＶＣＩ値よりも小さければ、ループが生じた
と判断する。ＶＣＩ値を昇順に付ける場合は、入力ＶＣ
Ｉ値が出力ＶＣＩ値よりも大きければ、ループが生じた
と判断する。

【００１８】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図５は本発明の第１の実施の形態を示す
図である。各端末１〜４上には、故障検出手段１（図示
せず）、冗長化転送手段２（図示せず）、ネットワーク
設定手段３（図示せず）が設けられ、ＡＴＭスイッチ上
にはネットワーク管理設定手段４（図示せず）が設けら
れている。図５内の矢印は、端末１上のアプリケーショ
ンが他の端末上のアプリケーションと通信するためのＶ
Ｃの一部を示している。故障の発生に備えて、端末間に
は複数のＶＣが設定される。これらのＶＣは異なる経路
を通るように設定される。図では、端末１と端末２の間
に設定された２つのＶＣの例を示す。端末１と３、端末
１と４間にも、図で示した以外のＶＣが設定されてい
る。冗長化転送手段２は、故障検出手段１によるＶＣの
監視結果にしたがって、複数のＶＣ中から適当なものを
選んで通信を行う。故障検出手段１は、アプリケーショ
ン通信用のＶＣの経路をすべて含むようなｐーｍｐ接続
のＶＣを利用して、定期的に故障検出信号を交換してい
る。また、このようなネットワークを管理するための通
信や、高速性、信頼性を必要としない通信に対して、任
意の端末・スイッチ間での通信が可能なように、ネット
ワーク設定手段３が、ＰＶＣとＩＰルーティングテーブ
ルを利用して、通信路を提供する。さらに、ＡＴＭスイ
ッチ上に配置されたネットワーク管理設定手段４は、Ｐ
ＶＣを設定する際に設定ミスによって、ループ状のＶＣ
が発生するのを防止する。各手段の詳細については、後
述の実施の形態で説明する。

【００１９】実施の形態２．［故障検出手段について］図６および図７は本発明の
第２の実施の形態を示すブロック図である。図６に示す
ように、端末１上のアプリケーションプログラムは、端
末２、３、４、５との間でＶＣを設定して通信を行うこ
とにより、業務を遂行する。これらのＶＣの経路上の故
障を検出するため、端末１は図７に示すように、ｐーｍ
ｐ接続の監視用ＶＣを設定する。端末１は、定周期ごと
に１つの生存信号を送信して、他の端末に対してＶＣの
健全性を示す。他の端末は、端末１と同様にｐーｍｐ接
続の監視用ＶＣを設定しており、当該監視用ＶＣは、当
該端末と端末１間の経路も含む。当該端末は、当該監視
用ＶＣを利用して、端末１からの生存信号に応答を返
す。端末は、多数の相手端末に対する生存信号の送信を
１回で済ませることができる。相手端末からの生存信号
の受信処理は、相手端末の数だけ行うため、ポーリング
処理の負荷は、ｐーｍｐ接続の監視用ＶＣを使用しない
場合に比べ、約半分となる。

【００２０】実施の形態３．［冗長化転送手段について］図８、図９は本発明の第
３の実施の形態を示す構成図である。端末１は端末２に
データを送信するために、図８のように１本の現用ＶＣ
と、１本以上の待機ＶＣを設定する。端末１は、図９に
示すような冗長化転送手段２を用いて、データを送信す
る。冗長化転送手段２は、現用ＶＣ切替手段５、データ
送信手段６、データ再送手段７により構成される。ＶＣ
テーブルは、現在の現用ＶＣ、待機ＶＣのＶＣＩを示
す。再送テーブルは、再送すべきデータを再送時刻と共
に記録する。最初に、現用ＶＣが正常な場合の処理を説
明する。データ送信手段６は、アプリケーションプログ
ラムからデータを受け取ると、ＶＣテーブルを参照して
現用ＶＣを選択し、現用ＶＣを利用してデータを送信す
る。同時に、上記データ送信手段６は現在時刻に適当な
タイムアウト時間を加えて再送時刻を計算し、当該デー
タと共に再送テーブルに格納する。送信されたデータは
端末２で受信され、端末２は端末１に確認応答を送信す
る。端末１のデータ再送手段７は、確認応答を受信する
と再送テーブル内の対応する項目を消去する。

【００２１】次に現用ＶＣ上に故障が発生した場合を説
明する。データ送信手段６は、アプリケーションプログ
ラムからデータを受け取ると、ＶＣテーブルを参照して
現用ＶＣを選択し、現用ＶＣを利用してデータを送信す
る。同時に、上記データ送信手段６は現在時刻に適当な
タイムアウト時間を加えて再送時刻を計算し、当該デー
タと共に再送テーブルに格納する。送信データは現用Ｖ
Ｃ上の故障のために消失し、端末２に受信されない。こ
のため、端末１は確認応答を受信できずに、再送時刻に
達する。データ再送手段７は、再送テーブルより再送す
べきデータを取り出し、ＶＣテーブルより選択した待機
ＶＣを利用して、再送データを送信する。再送したデー
タは、再送テーブルより消去する。再送時の、複数の待
機ＶＣの使用方法として、待機ＶＣをすべて同時に使用
する方法以外に、待機ＶＣを１つずつ順番に使用する方
法が考えられる。故障発生から、ある程度の時間が経過
すると、故障検出手段１から現用ＶＣ切替手段５に対し
て、故障の発生が通知される。現用ＶＣ切替手段５はＶ
Ｃテーブルを書き換えて現用ＶＣを切り替える。

【００２２】図１０は通信の際に使用されるパケットの
フォーマットを示す。端末１から端末２へデータを送信
するためのデータパケットは、種別、通番、フラグ、送
信データで構成される。フラグは、当該パケットが初回
の送信によるものか、再送によるものかを表示するため
に用いる。端末２は再送パケットに対しては確認応答を
送信する必要がない。確認応答パケットは、種別と通番
で構成される。確認応答が失われた場合などに、同じデ
ータを重複して処理しないようにするために、端末２で
は受信データの通番の記録を取る。

【００２３】実施の形態４．［ネットワーク設定手段について（その１）］図１１
は本発明の第４の実施の形態の論理的構成を示す。図中
の四角形は、端末あるいはＡＴＭスイッチを示し、それ
らを結ぶ線は、ＶＣを示す。ネットワークは、４つのサ
ブネットワークに分割され、それぞれのネットワークア
ドレスは、123.456.1.0, 123.456.2.0, 123.456.3.0,12
3.456.4.0 である。各サブネットワークの代表ノードの
アドレスを123.456.x.1 とする。各代表ノードは、図１
２に示すような、ＩＰレベルのルーティングテーブルを
持つ。最初に、サブネットワーク１内の端末１１から、
同じサブネットワーク内の端末１２にデータを送信する
場合の各ノードの動作を示す。端末１１は一般ノードで
あるので、データを送信する際には、常に代表ノード
（123.456.1.1 ）に対してデータを転送する。当該代表
ノードは、データの宛先アドレス123.456.1.7 が、当該
代表ノードのサブネットワーク内にあるため、当該代表
ノードは端末１２にデータを転送する。これにより、デ
ータは端末１１から端末１２に送られる。

【００２４】次に、サブネットワーク１内の端末１１か
ら、サブネットワーク４内の端末４１にデータを送信す
る場合の各ノードの動作を示す。端末１１は一般ノード
であるので、データを送信する際には、つねに代表ノー
ド（123.456.1.1 ）に対してデータを転送する。当該代
表ノードは、データの宛先アドレス123.456.4.4 が、他
のサブネットワーク内にあるため、ルーティングテーブ
ルを検索して転送先を決定する。宛先ノードはサブネッ
トワーク４（123.456.4.0 ）内にあるので、転送先代表
ノードのアドレスは、123.456.2.1 となる。転送先ノー
ドでは同様にルーティングテーブルの検索が行われ、デ
ータは 123.456.1.1 → 123.456.2.1 →123.456.3.1 →
123.456.4.1の順に転送される。代表ノード 123.456.
4.1 では、転送されたデータの宛先アドレス123.456.4.
4 が、当該代表ノードのサブネットワーク内にあるた
め、当該代表ノードは端末４１にデータを転送する。こ
れにより、データは端末１１から端末１２に送られる。
これにより、データは端末１１から端末４１に送られ
る。本実施の形態では、４つのサブネットワークがある
が、各サブネットワークに３つの一般ノードがあるとす
ると、全ノード数は１６となる。本発明によらずにＰ
ＶＣによって任意のノード間で通信を行う場合、ＰＶ
Ｃは₁₆Ｃ₂ ＝16×15／2＝120本必要である。本発明を用
いれば、代表ノード間の３本のＰＶＣと、代表ノードと
一般ノード間の１２本のＰＶＣを設定するだけでよい。

【００２５】実施の形態５．［ネットワーク設定手段について（その２）］図１
３、図１４は本発明の第５の実施の形態を示す図であ
る。本実施例はＰＶＣのＶＣＩの認定ミスによるループ
の発生を容易に検出できるようにするために、ＰＶＣの
下り方向に向ってＶＣＩの値が昇順または降順に変化す
るようにしたものである。図１３はループが発生する原
因の一例である。図では、４つのＡＴＭスイッチで構
成されるネットワークに、ＰＶＣ１，ＰＶＣ２の２本の
ＶＣを設定する。また、図ではスイッチ１および３のＶ
ＣＩ変換テーブルの内容を示す。上段のテーブルは、正
しい設定例である。いま、斜線で示した項目の設定を誤
ったために、下段ようなテーブル設定になったとする。
この設定は、スイッチ１におけるＰＶＣ２の出力をＰＶ
Ｃ１に合流させ、スイッチ２におけるＰＶＣ１の出力
をＰＶＣ２に合流させたことを示す。この結果、図１
４のような、２つの入力を持つループ状のＰＶＣが設定
される。このままシステムの運用を開始すると、ＰＶＣ
１，ＰＶＣ２の上流端末より入力されるセルは、ループ
を無限に周回するため、ループ上のＡＴＭスイッチやフ
ァイバは飽和状態となる。各ＡＴＭスイッチ上のループ
検出手段は、ＶＣＩ変換テーブルが変更される度にテー
ブルを検査し、ループを防止する。本実施の形態では、
スイッチ１上のループ検出手段が、ＰＶＣ２のエントリ
を検査した際に、降順であるべき入力ＶＣＩ値６が、よ
り大きな出力ＶＣＩ値１３に変換されているため、ルー
プが生じたことを検出できる。ループを検出すると、ル
ープ検出手段はなんらかの方法で警報を出して、操作員
にループの発生を通知する。

【００２６】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に示すような効果を奏する。

【００２７】本発明の第１の構成によれば、高信頼化の
ための故障検出および冗長化転送を、端末への負荷を低
く保ったまま実現することができる。また、このような
ネットワークの設定の際のＰＶＣの設定の労力を小さく
し、設定ミスによるループの発生を防止することができ
る。

【００２８】また、本発明の第２の構成によれば、端末
は、多数の相手端末に対する生存信号の送信を１回で済
ませることができる。相手端末からの生存信号の受信処
理は、相手端末の数だけ行うため、ポーリング処理の負
荷は、ｐーｍｐ接続の監視用ＶＣを使用しない場合に比
べ、約半分となる。

【００２９】また、本発明の第３の構成によれば、現用
ＶＣ上の転送に問題があった場合に、自動的に待機系Ｖ
Ｃを使用した転送が行われるため、平常時には端末やネ
ットワークの負荷が小さく、転送遅れ時間の増加するだ
けで、データを問題なく転送できる。

【００３０】また、本発明の第４の構成によれば、すべ
ての端末の組み合わせに対してＶＣを設定する場合に比
べ、遥に少数のＶＣとルーティングテーブルの設定によ
り、ＰＶＣによる任意の端末・スイッチ間での通信が
可能となる。

【００３１】また、本発明の第５の構成によれば、ＶＣ
のループの検出を、１つのスイッチ内の単純な比較処理
だけで行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の全体の構成を示す概要原理図である

【図２】本発明の冗長化転送手段の概要を示す図であ
る。

【図３】本発明のネットワーク設定手段により構成さ
れたネットワークを示す図である。

【図４】本発明のネットワーク設定手段により、ＶＣ
に対して付与されるＶＣＩの例を示す図である。

【図５】本発明の第１の実施の形態を示す図である。

【図６】本発明の故障検出手段の実施の形態のシステ
ムを示す図である。

【図７】本発明の故障検出手段の実施の形態を示す図
である。

【図８】本発明の冗長化転送手段を適用するための、
ＶＣの設定を示す図である。

【図９】本発明の冗長化転送手段の実施の形態の構成
を示す図である。

【図１０】本発明の冗長化転送手段の実施の形態で用
いるパケットのフォーマットを示す図である。

【図１１】本発明のネットワーク設定手段の実施の形
態のネットワークの構成図である。

【図１２】本発明のネットワーク設定手段の実施の形
態で、各ＡＴＭスイッチが使用するＩＰルーティングテ
ーブルを示す図である。

【図１３】本発明のネットワーク設定手段の実施の形
態において、ループ状のＶＣが設定される状況を示す
図である。

【図１４】本発明のネットワーク設定手段の実施の形
態において発生するループ状のＶＣを示す図である。

【図１５】従来の産業システム用ＡＴＭＬＡＮの概
念図である。

【図１６】従来のＡＴＭＬＡＮおける冗長化転送手
段示す図である。

【図１７】従来のＡＴＭＬＡＮおける他の冗長化転
送手段示す図である。

【図１８】ＡＴＭスイッチ上のＶＣＩ変換テーブルの
例を示す図である。

【図１９】従来のＡＴＭＬＡＮにおけるネットワー
ク設定手段により、任意の端末間で通信可能なように構
成されたＰＶＣを示す図である。

【図２０】ループ状のＶＣの例を示す図である。

【図２１】多対１接続のＶＣの例を示す図である。

【符号の説明】

１故障検出手段、２冗長化転送手段、３ネットワ
ーク設定手段、４ネットワーク管理設定手段、５現
用ＶＣ切替手段、６データ送信手段、７データ再送
手段。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】端末間で複数の通信経路が選択可能な物
理構成を有し、故障に備えて複数の経路上に設定された
ＶＣを選択的あるいは並列的に使用して通信を行うＡＴ
ＭＬＡＮにおいて、ＯＡＭ機能あるいはその他の手
段によってＶＣの経路上の故障を検出する故障検出手段
とネットワークの状態に応じて複数のＶＣを選択してデ
ータを転送する冗長化転送手段と、端末間での通信に必
要な諸設定を誤りなく行うネットワーク設定手段を有す
ることを特徴とする高信頼ＡＴＭＬＡＮ。
【請求項２】各端末が、本来の通信のために設定する
ＶＣの経路をすべて含むように、１対多接続（ｐーｍ
ｐ接続）の監視用ＶＣを設定し、当該監視用ＶＣを利
用して故障検出プロトコルを実行する故障検出手段を備
えたことを特徴とする請求項１記載の高信頼ＡＴＭＬ
ＡＮ。
【請求項３】送信端末の冗長化転送手段が、現用ＶＣ
を使用してデータの送信を行い、受信端末の冗長化転送
手段が、データを受信するごとに確認応答信号を返送
し、送信端末の冗長化転送手段が、データの送信後、一
定の時間中に確認応答を受信できない場合に、待機ＶＣ
を使用して当該データを再送し、送信端末が付加した通
番によって、受信端末がデータの順序を管理することを
特徴とする請求項１記載の高信頼ＡＴＭＬＡＮ。
【請求項４】ＰＶＣを利用して通信を行うＡＴＭＬ
ＡＮのネットワーク設定手段に関する発明であって、ネ
ットワークを複数のサブネットワークに分割し、サブネ
ットワークごとIＰレベルでのルーティングを行うスイ
ッチあるいは端末を代表ノードとして配置し、代表ノー
ド間では、ＶＣおよびルーティングテーブルを適切に設
定することにより、任意の組み合わせで通信できるよう
にし、サブネットワークの代表ノード以外のスイッチあ
るいは端末を一般ノードとして、一般ノードと代表ノー
ドの間にＶＣを設定し、一般ノードがすべてのデータを
代表ノードに送付して、データの転送を代表ノードに任
せることを特徴とする請求項１記載の高信頼ＡＴＭＬ
ＡＮ。
【請求項５】ＶＣを設定する際に、下り方向に向かっ
てＶＣＩの値が単調減少あるいは単調増加するように、
ＶＣＩを設定し、スイッチが、ＶＣＩの変換テーブルを
設定する際に、変換前後のＶＣＩの大小関係を検査し
て、ＶＣのループを防止するようなネットワーク設定手
段を有することを特徴とする請求項１記載の高信頼ＡＴ
ＭＬＡＮ。