JP2000278286A - ネットワークシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ネットワークシステムの信頼性が低かった。 【解決手段】 互いに独立した２つのネットワークと、
複数のノード装置と、前記複数のノード装置のそれぞれ
が、前記２つのネットワークのそれぞれに接続するよう
に構成したものであって、各ノード装置は、定められた
ノード装置と２つのネットワークとの接続状態を監視す
る監視装置と、前記ノード装置間の通信経路を管理する
経路管理装置と、前記ノード装置間の通信において、２
つのネットワークのうちのいずれかを選択する経路解決
装置とを備えたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、プラント監視制
御システムなどの高信頼性を要求するネットワークシス
テムに関するものある。

【０００２】

【従来の技術】図１０は特開平10-257036号公報に記載
された従来のネットワークシステムに関する構成を説明
するための図である。図10の発明の構成と動作について
説明する。二重化された伝送路1a、1bの双方に接続さ
れ、データを送信するときには伝送路1a、1bの双方に同
一内容のデータを送信するための処理を行い、データを
受信するときには伝送路1a、1bの双方から受信した同一
内容のデータの一方を選択する二重化制御手段6aを具備
し、伝送路1a、1bの双方を用いてデータを送受信する二
重化伝送装置2cにおいて、予め定められた特定の外部装
置へデータを送信するときには二重化制御手段6aを介す
ることなく伝送路1a、1bの一方にデータを送信し、特定
の外部装置からデータを受信するときには二重化制御手
段6aを介することなく伝送路1a、1bの一方からデータを
受信するデータ通過経路を具備する。

【０００３】図10の発明は、ネットワーク両系に対して
送信を行い、受信側で先に到着したパケットを正とす
る、あるいは正常判断情報により正常と判断したパケッ
トを正とする。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、CSMA/CD方式
のネットワーク、例えばEthernetでは複数局の過多の送
信によりネットワークが輻輳状態となって通信不能に陥
ることが知られている。図10の発明は、アプリケーショ
ン間通信をネットワーク両系に対して行うため、両系が
同時に輻輳状態となり、両系の通信が停止する。

【０００５】また、図10の発明では、ネットワークアド
レスの指定方法によって二重化制御手段6aを経由する場
合と直接通信する場合を区別する方法を備えているが、
通信端末局の二重化には対応できない。

【０００６】本発明は、プラント監視制御システムのよ
うに信頼性の高いネットワークシステムを得ることを目
的とする。コントローラなどのノード装置の二重化また
はネットワークの二重化構成をとり、送信元が現時点で
適切な経路すなわちノード二重系の主系側の主系ネット
ワークに対して通信を行う機能を提供する、冗長通信サ
ービス手段およびこれを使用した高信頼ネットワークシ
ステムを得ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明に係るネットワ
ークシステムは、互いに独立した２つのネットワーク
と、複数のノード装置と、前記複数のノード装置のそれ
ぞれが、前記２つのネットワークのそれぞれに接続する
ように構成したものであって、各ノード装置は、定めら
れたノード装置と２つのネットワークとの接続状態を監
視する監視装置と、前記ノード装置間の通信経路を管理
する経路管理装置と、前記ノード装置間の通信におい
て、２つのネットワークのうちのいずれかを選択する経
路解決装置とを備えたものである。

【０００８】この発明に係るネットワークシステムは、
２つのネットワークにおいて、一方は主系のネットワー
ク、他方は待機系のネットワークであり、監視装置は、
監視対象であるノード装置が前記２つのネットワークの
うち、主系のネットワークとの接続障害を検出した場
合、経路解決装置は、接続障害がネットワーク片系障害
かノード装置の離脱によるものかを判断し、前記接続障
害が主系のネットワークによる片系障害であれば、前記
待機系のネットワークを主系のネットワークに、前記主
系のネットワークを待機系のネットワークに切り替え、
各ノード装置への送信を行い、障害があるノード装置と
前記２つのネットワークとの接続状態が回復または除去
されるまで前記ネットワークの切替を抑止するように構
成したものである。

【０００９】この発明に係るネットワークシステムは、
各ノード装置は、他のノード装置が２つのネットワーク
との接続障害を検出したとき、該当するノード装置への
送信を待機または破棄するように構成したものである。

【００１０】この発明に係るネットワークシステムは、
その系の状態が主系であるノード装置および待機系のノ
ード装置ならびに前記主系のノード装置および待機系の
ノード装置に接続する切替装置を有する二重化ノード装
置を備え、主系のノード装置、待機系のノード装置のそ
れぞれが、２つのネットワークのそれぞれに接続するよ
うに構成したものであって、前記主系のノード装置、待
機系のノード装置のそれぞれは系の切替発生を検出する
状態監視装置を備え、切替発生を検出したとき、前記切
替装置により待機系のノード装置を主系のノード装置に
切替えるように指示するように構成したものである。

【００１１】この発明に係るネットワークシステムは、
二重化ノード装置は、定周期で相互に状態監視する状態
管理装置と、主系のノード装置が故障停止した場合に主
系に切替えられたノード装置がネットワークに状態変化
通知する切替通知装置を備えたものである。

【００１２】この発明に係るネットワークシステムは、
ノード装置は、二重化ノード装置へ送信するとき、通信
先の代表アドレス指定を主系のノード装置のアドレスと
し、前記主系のノード装置のアドレスを主系のネットワ
ークアドレスに対応付けたものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は本実施の形
態のネットワークシステムを説明するための図であり、
具体的には、二重化ネットワーク装置を説明するための
図である。

【００１４】図1において、10a、10bはそれぞれネット
ワークであり、この２つのネットワークを統合して二重
化ネットワークと称す。また、ネットワーク10aをA系、
ネットワーク10bをB系とする。ネットワーク10a、10bは
互いに独立したものである。接続トポロジーは、リング
型、バス型などどのような構成でもよい。11a、11b、11
c、．．．11nはネットワーク10a、10bに接続されたノー
ド装置であり、ネットワーク端末の役割を果たす。

【００１５】12は各ノード装置内の冗長通信サービス手
段であり、アプリケーション18による他ノード装置との
通信サービスを行うものである。13はネットワーク10
a、10bを監視する監視装置である。14はネットワークに
接続された各ノード装置への経路を管理する経路管理装
置である。15はデータを通信先のノード装置へ送信する
とき、通信可能な経路がネットワーク10aかネットワー
ク10bのいずれが適切であるかを選択し、選択したネッ
トワークに対応するアドレスを指定する経路解決装置で
ある。16はデータを通信するデータ通信装置である。17
a、17bはネットワーク10a、10bとノード装置11aを接続
するネットワークインタフェース装置である。

【００１６】各ノード装置は、冗長通信サービス手段1
2、ネットワークインタフェース装置17a、17b、通信ア
プリケーション18を有する。冗長サービス通信手段12
は、監視装置13、経路管理装置14、経路解決装置15、デ
ータ通信装置16を有する。

【００１７】次に図1の動作について説明する。ネット
ワーク10aと10bはそれぞれ独立のネットワークであり、
各ノード装置11a、11b、・・・、11nのそれぞれとネッ
トワーク10a、10bとを接続するネットワークインタフェ
ース装置17a、17bはそれぞれ通信を行うためのネットワ
ークアドレスを持つ。例えば、Internet Protocolでは4
オクテットのIPアドレスを持ち、ネットワーク10aと10b
では異なるサブネットワークアドレス設定となる。Inte
rnet Protocol以外では、プロトコルが規定するネット
ワークアドレスをそれぞれが備える。

【００１８】冗長通信サービス手段12は、ネットワーク
10a、10bと他のノード装置11a〜11nとの接続状態（参入
／離脱）を監視し、各ノード装置11a〜11nのネットワー
ク10a、10bへの接続状態をテーブル管理する。ネットワ
ーク10a、10bに接続するあるノード装置の通信アプリケ
ーション18が他ノード装置と通信を行う場合、通信先で
あるノード装置のアドレスを指定して冗長通信サービス
手段12に転送依頼すると、冗長通信サービス手段12は通
信先であるノード装置のアドレスに対して通信可能な経
路がネットワーク10aかネットワーク10bのいずれが適切
であるかを選択し、選択したネットワークに対応するア
ドレスを指定する（ネットワークを選択し、これに対応
するネットワークアドレスを指定する動作を解決すると
称する）。冗長通信サービス手段12は解決したネットワ
ークアドレスに対して対応するネットワークインタフェ
ース装置17aまたは17bからデータを送信する。

【００１９】冗長通信サービス手段12の監視装置13は、
ネットワーク10aと10bに接続されている他のノード装置
の構成を監視する。各ノード装置毎に予め定められた監
視対象であるノード装置の参入／離脱を定周期で監視す
ることにより、監視対象であるノード装置のネットワー
ク10a、10bに対する参入／離脱を検出する。各ノード装
置は監視対象のノード装置の参入／離脱を検出する毎
に、ネットワーク10a、10bに対してブロードキャスト通
知して、他ノード装置に通知する。

【００２０】この監視方式を記載したものの一例とし
て、例えば特願平１１−８４３９号公報がある。各ノー
ド装置11a、11b、．．．11nはそれぞれ予め定められた
異なるノード装置または複数ノード装置を監視対象と
し、定周期で参入／離脱を監視する。各ノード装置11
a、11b、．．．11nは監視対象であるノード装置の参入
／離脱を検出すると、ネットワークを介して他ノード装
置にブロードキャスト通知する。この監視と通知を図1
の監視装置13が送受信し、ネットワーク10a、10bへのノ
ード装置の参入／離脱を経路管理装置14に送る。

【００２１】経路管理装置14は、各ノード装置のネット
ワークインタフェース装置17a、17bの参入離脱状態を管
理する二重化ネットワーク管理情報テーブル（または経
路管理テーブルともいう）を有する。経路管理テーブル
は、各ノード装置毎に対応するネットワークインタフェ
ース装置17aとネットワーク10aとの接続状態、ネットワ
ークインタフェース装置17bとネットワーク10bとの接続
状態が記録される。記録される情報は、監視装置13から
の情報により随時更新される。

【００２２】経路解決装置15は、通信アプリケーション
18が指定した通信先であるノード装置のアドレスから実
際に通信可能なネットワークアドレスを求める。通信先
のノード装置のアドレスは通信アプリケーション18で規
定するノードアドレスで通信先指定し、データ通信装置
16に送る。データ通信装置16はノードアドレスを経路解
決装置15に問い合わせ、経路解決装置15は通信先のノー
ド装置のノードアドレスに現在通信することが可能なネ
ットワークアドレスを調べこれを得るものである。

【００２３】ネットワークアドレスとノードアドレスの
設定方法の一例をInternet Protocolについて述べる。
いま、ネットワーク10aに接続するノード装置のアドレ
スを172.1.1.1〜172.1.1.126とし、ネットワーク10bに
接続するノード装置のアドレスを172.1.1.129〜172.1.
1.254とする。

【００２４】また、ネットワーク10a自身のアドレスを1
72.1.1.0とし、ネットワーク10b自身のアドレスを172.
1.1.128とする。また、ネットワーク10aを用いてネット
ワーク10aに接続するノード装置ブロードキャスト通知
するときに用いるアドレスを172.1.1.127とし、ネット
ワーク10bを用いてネットワーク10bに接続するノード装
置にブロードキャスト通知するときに用いるアドレスを
172.1.1.255とする

【００２５】またノード装置のノードアドレスは、使用
しているネットワークのIPアドレスとは明らかに異なる
アドレス体系を設定するものとする。例えば、上記のIP
アドレスはクラスCのIPアドレスに相当するが、これを
予約アドレスのクラスEに読み替えたアドレス252.1.1.1
〜252.1.1.126をノード装置のノードアドレスとする、
あるいは予約されている0.0.0.1〜0.0.0.126をノード装
置のノードアドレスとして用いても良い。

【００２６】ここで、クラスとはIPアドレスのネットワ
ーククラスを指すものである。一般にIPアドレスは、ネ
ットワーク規模（何台のネットワークとするか）を上位
4bitで示すものである。この上位4ビットの情報に応じ
てネットワーククラスが分類される。

【００２７】ノード装置11ａからノード装置11bに送信
する場合を例に説明をする。この場合、ノード装置11a
とノード装置11bと間のネットワーク10a、10bとも正常
であるならば、ネットワーク10a、10bのうち、常用して
いる方のネットワーク（常用経路）または優先度の高い
方のネットワーク（優先側経路）を選択し、このネット
ワークに接続するノード装置11bのノードアドレスに対
応するネットワークアドレスを指定して送信する。例え
ば、ネットワーク10aが優先側経路の場合、ノード装置1
1aのネットワークインタフェース装置17aから送信し、
ノード装置11bのネットワークインタフェース装置17aで
受信する。

【００２８】いま、ノード装置11bのネットワークイン
タフェース装置17aに障害が発生すると、ノード11bの監
視を行っているノード装置からネットワーク10aに接続
されている全てのノード装置に対しノード装置11bのネ
ットワークインタフェース装置17aにおいて障害が発生
したことが通知される。通知を受けた各ノード装置はそ
れぞれの経路管理テーブルにおいて、ノード装置11bが
ネットワーク10aを使用することが不可になった旨の情
報に更新する。

【００２９】ノード装置10aの冗長通信サービス手段12
は、通信アプリケーション18がノード装置11bに送信す
る際に、ノード装置11bの通信先ノードアドレスを経路
管理テーブルからノード装置11bのネットワークインタ
フェース装置17bのネットワークアドレスが現在の通信
可能なネットワークアドレスであることを調べ、ノード
装置11aのネットワークインタフェース装置17bからノー
ド装置11bのネットワークインタフェース装置17bに対し
て送信する。

【００３０】一方、故障したノード装置11b自身は、ノ
ード装置11bを監視対象とするノード装置の監視装置13
からの周期監視の信号を一定時間受信しなければノード
装置11bのネットワークインタフェース装置17aの故障と
して判断するとともに、ネットワークシステムに参入し
ている他の全てのノード装置とネットワーク10aとのイ
ンタフェースを離脱とし、経路管理装置14へ通知する。
ノード装置11bの経路管理装置14は、ネットワーク10aの
全インタフェースを離脱とする旨の情報を経路管理テー
ブルに更新する。以後、ノード装置11bからの全ての通
信はネットワーク10bの経路より通信するようになる。

【００３１】本実施の形態のネットワークシステムによ
れば、各ノード装置間の通信をそれぞれ独立した二重化
ネットワークにより冗長化されるため通信の信頼性が高
くなる。ノード装置は監視対象のノード装置とネットワ
ーク10a、10bとの接続状態をそれぞれ独立して調べるた
め、ノード装置とネットワークとの接続状態（参入／離
脱）を常に監視しながらシステムを運用することができ
るので、信頼性の高いネットワークシステムを得ること
ができる。

【００３２】また、各ノード装置は他のノード装置へデ
ータを送信するとき、二重化ネットワークの両系にデー
タを送信しないため、両系が同時に輻輳状態となりにく
く、各ノード装置における送受信の処理負担が軽減され
るとともに、トラフィック過多によるネットワーク障害
が二重化ネットワークの両系に同時に発生することもな
い。また、経路管理情報を特定のサーバに集中させず
に、各ノード装置が経路管理装置14において情報管理テ
ーブルにより経路管理に関する情報を自律管理するた
め、ネットワークシステムの立上げや停止順序を考慮す
ることなくシステムを運用することができる。

【００３３】高信頼ネットワークシステムの冗長構成も
冗長通信サービス手段12が監視管理し、通信アプリケー
ション18は冗長構成の送信先の代表アドレスを送信先指
定すると、冗長通信サービス手段12が適切な経路選択し
てデータ送信を行うので、通信アプリケーション１８は
障害発生やネットワークの切替を管理する必要がない。

【００３４】実施の形態２．本実施の形態のネットワー
クシステムは、ノード装置の２つのネットワークインタ
フェース装置のいずれかとネットワークとの障害（片系
障害）を検出したとき、ノード装置への通信経路を待機
系のネットワークに切替え、片系障害が回復または除去
されるまでは、続いてノード装置の接続障害を検出して
もネットワークの切替えをしないように構成したことを
特徴とするものであり、これにより無駄なネットワーク
の切替えを抑制することが可能となる。

【００３５】図2は、本実施の形態のネットワークシス
テムを説明するための図であり、具体的にはノード装置
の経路管理装置14における動作を説明するための図であ
り、更に具体的には、ノード装置とネットワークとの接
続状態応じて変化する経路管理情報を説明するための状
態遷移図である。

【００３６】既に参入しているノード装置から見て、他
ノード装置の初期状態はネットワーク両系離脱状態か
つ、ノード離脱状態（500）である。ネットワークの監
視はネットワーク10a、10bそれぞれ独立かつ非同期に行
っているので、ネットワーク参入はそれぞれ片系ずつ検
出される。このノード装置のノード参入／離脱中状態
（510または520）を経て、両系参入状態（530）とな
る。両系参入状態から、片系の離脱検出すると、それが
直ちに片系障害とは断定できないので、ノード参入／離
脱中状態（510または520）に遷移し、もう片系も離脱検
出すればネットワーク障害ではないノード装置の停止に
よるノード離脱状態（500）とする。もう片系が接続さ
れている場合は、該当ノード装置の片系障害（540また
は550）とする。

【００３７】ノード装置の参入監視は一定時間の監視タ
イムアウトで判定するので、ノード装置参入中または離
脱中において一定時間が経過し監視タイムアウトで判定
すれば必ず片系障害（540または550）かノード離脱状態
（500）に遷移する。片系障害（540または550）では、
ネットワーク切替を実施し、両系離脱は他ノードとの通
信に影響がないので切替実施しない。

【００３８】二重化ネットワークの運用は、ノード装置
との通信においてA系（つまりネットワーク10a）を優
先、B系（つまりネットワーク10b）を予備としてA系が
使用可能であれば常にA系、A系使用不可の場合のみB系
を使う方法がある。この場合、A系、B系いずれの経路を
使用するかは通信先であるノード装置によって異なる。
図３において、ノード装置11bのネットワークインタフ
ェース装置17a（図示せず）と、ノード装置11cのネット
ワークインタフェース装置17b（図示せず）とが故障す
るといったような、たすきがけ故障の場合、第1の方法
による経路選択では、ノード装置11aはノード装置11bへ
の送信はネットワーク10bを用い、ノード装置11cへの送
信はネットワーク10aを用いて通信する。ノード装置11b
はネットワーク10aのみ、ノード装置11cはネットワーク
10bしか選択できないので、ノード装置11bとノード装置
11c間との通信はできないが、たすきがけ故障となって
いないノード装置への通信は可能である。

【００３９】第2の方法として、各ノード装置が通信先
のノード装置に関わらずA系およびB系のいずれか一方を
主系（使用可能であれば常に使用するネットワーク）、
他方を待機系（主系が使用不可のときに使用するネット
ワーク）として経路選択する方法がある。

【００４０】この場合、経路管理部14は、図2の状態遷
移図に基づいてネットワーク片系障害のノードの有無を
検出するとともに、ネットワーク二重系の運用管理を行
う。図３に示すように、第2の方法による経路選択では
主系をネットワーク10bとしているので、ネットワーク1
0bのインタフェース障害を起こしているノード装置11c
との通信はできない。

【００４１】図４は、本実施の形態のネットワークシス
テムを説明するための図であり、具体的にはノード装置
の経路管理装置14における動作を説明するための図であ
り、更に具体的には、ノード装置とネットワークとの接
続状態応じて変化する経路管理情報を説明するための状
態遷移図であり、更に具体的には二重化ネットワークの
切替動作の状態遷移を示した図である。

【００４２】正常状態では、各ノードとも二重化ネット
ワークに両系接続し、A系またはB系のいずれかが主系と
して選択されている（600または700）。ノード装置に接
続するA系（つまりネットワーク10a）が主系のネットワ
ークとしたものを例に説明を行う。A主系正常状態（60
0）で、ノード装置がB系障害となると、ネットワークB
系故障としてA主系のままB系障害状態となる（620）。A
主系B系障害状態（620）において、B系が回復するとA主
系両系正常状態（600）になる。

【００４３】A主系B系障害状態（620）からA系障害が発
生しても主系切替にはならず、両系正常に回復するまで
切替は起こらない。つまり、A主系B系障害状態（620）
において、A系障害となると、A主系のまま両系障害状態
（630）となる。A主系両系障害状態（630）において、A
系が回復するとA主系B系障害状態（620）となり、B系が
回復するとA主系のままA系障害状態（610）となり、両
系が回復するとA系主系両系正常状態（600）となる。ま
た、A主系A系障害（610）においてA系が回復すればA主
系両系正常状態（600）となる。両系回復する方法は、
片系障害ノードの障害インタフェースを修理接続する
か、障害ノードを停止するかのいずれかである。

【００４４】A主系両系正常状態（600）からA系片系障
害が発生すると、ネットワーク主系切替となりB主系A系
障害へと遷移する（720）。この場合も、両系回復する
までネットワーク切替は起こらず、B主系状態のまま遷
移する、切替可能な状態、すなわち両系正常の場合、マ
ニュアル切替指示により切替え実施できる。

【００４５】次に、ノード装置に接続するB系（つまり
ネットワーク10b）が主系のネットワークとしたものを
例に説明を行う。B主系正常状態（700）で、ノード装置
がA系障害となると、ネットワークA系故障としてB主系
のままA系障害状態となる（720）。B主系A系障害状態
（720）において、A系が回復するとB主系両系正常状態
（700）になる。

【００４６】A主系両系正常状態（600）からA系片系障
害が発生すると、ネットワーク主系切替となりB主系A系
障害へと遷移する（720）。この場合も、両系回復する
までネットワーク切替は起こらず、B主系状態のまま遷
移する、切替可能な状態、すなわち両系正常の場合、マ
ニュアル切替指示により切替え実施できる。

【００４７】B主系A系障害状態（720）からB系障害が発
生しても主系切替にはならず、両系正常に回復するまで
切替は起こらない。つまり、B主系A系障害状態（720）
において、B系障害となると、B主系のまま両系障害状態
（730）となる。B主系両系障害状態（730）において、B
系が回復するとB主系A系障害状態（720）となり、A系が
回復するとB主系のままB系障害状態（710）となり、両
系が回復するとB系主系両系正常状態（700）となる。ま
た、B主系B系障害（710）においてB系が回復すればB主
系両系正常状態（700）となる。両系回復する方法は、
片系障害ノードの障害インタフェースを修理接続する
か、障害ノードを停止するかのいずれかである。

【００４８】B主系両系正常状態（700）からB系片系障
害が発生すると、ネットワーク主系切替となりA主系B系
障害へと遷移する（620）。この場合も、両系回復する
までネットワーク切替は起こらず、A主系状態のまま遷
移する、切替可能な状態、すなわち両系正常の場合、マ
ニュアル切替指示により切替え実施できる。

【００４９】本実施の形態のネットワークシステムによ
れば、ノード装置の停止とネットワーク片系障害を判断
区別できるので、ネットワーク切替に関する間違った切
替警報を通知しない。また、二重化ネットワークをもち
いたネットワークシステムの運用において、複数の障害
が散発的に発生したことによる無意味なネットワーク切
替および切替に伴う通信エラーが発生せず、ノード装置
のと接続障害が正しく回復するまで障害の影響拡大しな
い利点がある。また、ノード装置自身がネットワークを
切替えたことを他ノードに通知しないため、ネットワー
ク障害発生時に切替通知が飛び交ってトラフィックが悪
化するといったことがない。

【００５０】実施の形態３．図５は本実施の形態のネッ
トワークシステムの構成を説明するための図である。図
において、ノード装置11aとノード装置11bがノード二重
化構成となっており、一方が主系のノード装置、他方が
待機系のノード装置とし、二重系ノード装置として動作
する。主系のノード装置とは、これが使用できる限りに
おいてはこのノード装置を用いて送信するノード装置で
あり、待機系のノード装置とは主系のノード装置が障害
発生により使用できないときに使用するノード装置を指
す。主系のノード装置には対応する待機系のノード装置
がある。

【００５１】20は二重系ノード装置の系を切替える切替
装置であり、切替装置20は主系のノード装置と待機系の
ノード装置とに接続し、互いの系の状態を送るととも
に、主系のノード装置の障害時に待機系のノード装置を
主系のノード装置とするための主系化指示信号を送る。
21aはノード装置11aの状態管理装置であり、相手系の動
作状態も系切替装置から得て管理する。21bはノード装
置11bの状態管理装置であり、相手系の動作状態も系切
替装置から得て管理する。

【００５２】22aは切替通知装置であり、自身の系の状
態が切り替わったときにネットワーク10a、10bに接続す
る他のノード装置にネットワークインタフェース装置装
置17a、17ｂを介して通知する。22bは切替通知装置であ
り、自身の系の状態が切り替わったときにネットワーク
10a、10bに接続する他のノード装置にネットワークイン
タフェース装置装置17a、17ｂを介して通知する。

【００５３】いま11aが主系のノード装置、11bが待機系
のノード装置とし、ノード装置11cの通信アプリケーシ
ョン18は二重化ノード装置において主系のノード装置の
アドレスを代表アドレスとして指定し、主系のノード装
置11aと通信するものとする。

【００５４】主系のノード装置11aに障害が発生して、
状態管理装置21aが障害を検出し切替装置20に故障停止
信号を送信すると、切替装置20はノード装置の障害発生
後に状態管理装置21bに対して主系化指示信号を送る。
切替通知装置22bは、状態管理装置21bから主系化指示信
号を受けて、ネットワーク10a、10bに接続する他のノー
ド装置に対してブロードキャスト通知する。

【００５５】他のノード装置、例えばノード装置11cの
冗長通信サービス手段12の監視装置13が二重化ノード装
置の片方11aの切替通知装置22aから主系のノード装置が
切替えられたことを通知する信号を受信すると、経路管
理装置14における経路管理テーブルのノード装置11a、1
1bの情報を更新する。ノード装置11cの通信アプリケー
ション18は、二重化ノード装置を構成するノード装置11
a、11bに通信するときには、主系のノード装置とのみ通
信する。従って、主系のノード装置に対応するノードア
ドレス（代表ノードアドレス）を通信相手先のノードア
ドレスに指定してデータ通信部16に送る。

【００５６】データ通信装置16は経路解決装置15に、代
表ノードアドレスがどのネットワークアドレスに対応す
るかを問い合わせ、経路解決装置15は経路管理装置14の
経路管理テーブルを参照し、現在主系となっているノー
ド装置のネットワークアドレスを得る。データ通信装置
16は主系となっているノード装置のネットワークアドレ
スを指定し、データ送信を行う。

【００５７】二重化ネットワークの場合、経路解決装置
15は代表ノードアドレスを主系のノード装置の使用可能
なネットワークインタフェースのネットワークアドレス
に対応づける。

【００５８】本実施の形態のネットワークシステムによ
ればノード装置を二重化ノード装置としたので主系のノ
ード装置に障害が発生しても、待機系のノード装置を主
系のノード装置に切替えればデータを送信できるので、
障害に強いノード装置を得ることができる。二重化ノー
ド装置の系状態を経路管理テーブルで管理し、二重化ノ
ード装置からの系切替通知を経路管理テーブル反映する
ことで、通信アプリケーションは二重化ノード装置の切
替を意識することなく二重化ノード装置の主系のノード
装置と通信することができる。

【００５９】実施の形態４．二重化ノード装置の両ノー
ド装置が同時に主系になっては、送信元は経路解決がで
きなくなる。しかし、主系のノード装置が故障停止した
場合、待機系からは主系への状態遷移が通知されるが、
故障した主系からは状態変化の送信が行われない。本実
施の形態では、二重系の各ノード装置の切替通知装置22
と監視装置13は常時相手状態を監視して状態交換し、待
機系が主系化通知するときに、相手（故障した主系）を
非主系化して両系状態をブロードキャスト通知すること
で、通知を受信したノード装置の経路管理部14が、二重
化ノード装置の両系主系となることを防ぐように構成し
たことを特徴とするものである。

【００６０】図６は本実施の形態のネットワークシステ
ムを説明するための図であり、二重化ノード装置におけ
る、切替装置、状態管理装置21a、21b、切替通知装置22
a、22bの動作を説明するための図である。図において、
冗長通信サービス手段12、ネットワークインターフェー
ス装置17a、17b、通信アプリケーション18の記載は省略
している。ノード装置11aとノード装置11bとにより二重
化ノード装置を構成するものとする。A系であるネット
ワーク10aが待機系、B系であるネットワーク10bが主系
として動作しているものとする（図6（ａ））。切替通
知部22aと切替通知部22bはそれぞれの参入を検出したノ
ードに対して初期状態を送信しているので、ネットワー
クに参入する各ノード装置はノード装置11aとノード装
置11bの動作状態を得ている。定常動作において、切替
通知装置22aと切替通知装置22bはそれぞれの状態を周期
的に送信し、各ノード装置の監視装置13は、これを受信
して経路管理テーブルに反映する（図6（ｂ））。

【００６１】図７は、B系であるネットワーク10bが故障
した場合の系の切替動作を説明するための図である。図
において、冗長通信サービス手段12、ネットワークイン
ターフェース装置17a、17b、通信アプリケーション18の
記載は省略している。ノード装置11bが故障すると、切
替装置20が故障を検出して待機系であるノード装置11a
の状態管理装置21aに対して主系化指示を出す（図7
（ａ））。このとき、状態管理装置21aは自身のノード
装置11aを主系化するだけでなく、相手（故障した主
系）であるノード装置11bを主系から待機系にして、ネ
ットワーク10にノード装置11aの主系化およびノード装
置11bの待機系化を通知する（図7（ｂ））。さらに実施
の形態1で説明した動作に従って、故障したノード装置1
1bのネットワーク離脱が検出され、ブロードキャスト通
知される。ノード装置11bの離脱検出は必ずしもノード
装置11aであるとは限らず、ネットワーク10におけるノ
ード装置11bを監視対象とするノード装置がこれを検出
し、他のノード装置通知する。このとき、ネットワーク
10ａ、10bに参入している各ノードは、ノード装置11bを
待機系としてネットワーク離脱する（図７（ｃ））。

【００６２】主系状態のノード装置11bが停止スイッチ
により正しく停止した場合は、状態管理部21bは切替装
置20に対して故障信号送出しないため、系の切替は行わ
れない。ノード装置11bのネットワーク10a、10bへの参
入離脱を監視するノード装置により、ノード装置11bの
停止離脱が検出通知される。この場合、ノード装置11a
は主系化されないため、この二重化ノードの代表アドレ
スは離脱状態として扱われる。

【００６３】図８本実施の形態のネットワークシステム
を説明するための図であり、具体的には、ノード装置11
bのネットワークインタフェース装置17が故障した場合
の動作を説明するための図である。図において、冗長通
信サービス手段12、ネットワークインターフェース装置
17a、17b、通信アプリケーション18の記載は省略してい
る。

【００６４】ネットワークインタフェースの障害は、一
定時間の受信信号が無ければ、障害があると判断し、こ
れを検出する。このとき、状態管理装置21bは、自身の
ノード装置11bにおいて、接続するB系のネットワーク10
bとの間の障害発生と判断して、切替装置20に通知す
る。切替装置20はノード装置11aに主系化指示信号を出
す。ノード装置11aの切替通知装置21aは、ノード装置11
aの主系化とノード装置11bの待機系化をネットワーク10
aまたは10bを介して通知し、ネットワーク10a、10bに接
続するノード装置は二重化ノード装置の系の切替を検出
する（図8（ａ））。

【００６５】また、ノード装置11bの離脱検出はノード
装置11bを監視対象とするノード装置によって行われ、
ネットワーク10a、10bを介して通知される。ノード装置
11b自身のネットワーク障害検出がノード装置11bの離脱
検出より先に行われると、ノード装置11aからの系切替
がネットワーク通知された後でノード装置11bの離脱検
出通知が行われるため、ネットワーク10a、10bに接続す
る各ノード装置はノード装置11bを待機系として離脱さ
せる（図８（ｂ））。

【００６６】ノード装置11bを監視対象とするノード装
置による離脱検出が行われた後でノード装置11bのネッ
トワーク障害検出が行われると、ノード装置11aはノー
ド装置11bの離脱処理の後で切替え装置20からの切替指
示を受ける。しかし、離脱しているノード装置11bの状
態を変更しないので、自身が主系化するだけである。ノ
ード装置11bは自身が待機状態となるので、ネットワー
ク障害が回復すると、11bは待機系で参入する（図8
（ｃ））。

【００６７】いずれの場合も、ノード装置11aとノード
装置11bとが同時に主系とはならないので、ネットワー
クの他ノードは代表アドレスが解決不能にならない。

【００６８】本実施の形態によるネットワークシステム
は、二重化ノード装置の参入／離脱をそれぞれ独立に監
視しているので、立上げ、立下げ、障害発生や保守など
において発生しやすい片系ノード状態でもノード装置へ
の通信やネットワークシステムの管理が行える利点を持
つ。また、系切替時には、新たな主系が相手の系状態の
状態変更を代行するため、ネットワークの各ノードが二
重化ノード装置の両系が主系として参入とするといった
ことを防ぐことができる。

【００６９】実施の形態５．図９は本実施の形態のネッ
トワークシステムを説明するための図であり、具体的に
は経路解決装置15において、二重化ノード装置の代表ア
ドレスの得るための具体的手法の一例を説明するための
図である。

【００７０】通信アプリケーション18は、通信先のノー
ド装置が二重化ノード装置である場合、指定した代表ノ
ードアドレスは、二重化ノード装置の参入する主系のノ
ード装置のノードアドレスに対応づける。通信先のノー
ド装置が一重系ノード装置（二重化ノード装置でないも
の）であれば、そのままノード装置のノードアドレスに
対応づける。さらに、二重化ネットワークの場合、ノー
ドアドレスは主系運用のネットワークのネットワークア
ドレスに対応づける。主系のノード装置が離脱している
場合、あるいは該当ノード装置が主系運用のネットワー
クから離脱している場合は、通信可能な経路がないとし
てデータ通信部16は送信しない。

【００７１】IPプロトコルを例に動作説明を行う。例え
ばノード装置11a、11bにより構成される二重化ノード装
置のノードアドレスを、それぞれ0.0.0.4および0.0.0.5
とし、代表ノードアドレスを254.0.0.4とする。いずれ
も、一般的なクラスA、B、C、DのIPアドレスではないた
め、容易にノードアドレスとして区別できる。ここで、
クラスとはIPアドレスのネットワーククラスを指すもの
である。また、二重化ノード装置のノードアドレスの番
号は、隣接する番号でありかつ最後の1bitが異なるもの
とした。代表ノードアドレスは、二重化ノード装置を構
成する２つのノード装置のノードアドレスの番号の若い
方のアドレスを、IPアドレスのクラス判別用の先頭4bit
をクラスEとした。

【００７２】経路管理装置14の経路管理テーブルには、
ノード装置11aが主系のノード装置として参入してお
り、ノード装置11bが待機系のノード装置として参入し
ているとする。経路解決装置15は、254.0.0.4をノード
装置11aのノードアドレス0.0.0.5に対応づける。さら
に、現在ネットワークの主系がA系であるならば、ノー
ド装置11aのネットワークインタフェース17aのIPアドレ
ス172.1.1.4に対応づけを行い、代表ノードアドレス25
4.0.0.4を172.1.1.4に解決する。あるノード装置のアプ
リケーション18が二重化ノード装置254.0.0.4に送信要
求すると、冗長通信サービス12は主系のノード装置11a
にネットワーク10a経由で172.1.1.4に対して送信を行
う。

【００７３】ネットワークアドレス、ノードアドレスお
よび代表ノードアドレスは同じ4オクテット体系だが、
先頭４ｂｉｔにより明確に区別できるので、通信アプリ
ケーション１８が直接ノードアドレスやネットワークア
ドレスを指定して通信することもできる。この場合、経
路解決装置１５は必要部分の経路解決を行う。

【００７４】ノードアドレスおよび代表ノードアドレス
の設定方法は、代表アドレスとノードアドレスを明確に
識別できるならば4bit以外の識別子を使用してもよい。
また、アドレス体系も4オクテットでなくてもよく、サ
ブネットに256台しか接続しないのならば、ノードアド
レス8bitに代表アドレスを示す1bitを付加した9bitで十
分に表現できる。

【００７５】冗長通信サービス手段12により、通信アプ
リケーション18は代表ノードアドレスを指定した通信を
行っていれば、ノード装置の切替およびネットワークの
切替が行われても、主系のノード装置に主系のネットワ
ークを経由しての通信が行われるため、アプリケーショ
ンが切替えに対する経路管理制御を行う必要がなくな
る。

【００７６】

【発明の効果】この発明に係るネットワークシステムに
よれば、互いに独立した２つのネットワークと、複数の
ノード装置と、前記複数のノード装置のそれぞれが、前
記２つのネットワークのそれぞれに接続するように構成
したものであって、各ノード装置は、定められたノード
装置と２つのネットワークとの接続状態を監視する監視
装置と、前記ノード装置間の通信経路を管理する経路管
理装置と、前記ノード装置間の通信において、２つのネ
ットワークのうちのいずれかを選択する経路解決装置と
を備えたので、２つのネットワークの双方に情報を送信
しないため、双方が同時に輻輳状態となりにくく、各ノ
ード装置における送受信の処理負担が軽減されるととも
に、トラフィック過多によるネットワーク障害が２つの
ネットワークの双方に同時に発生することもない。

【００７７】この発明に係るネットワークシステムによ
れば、２つのネットワークにおいて、一方は主系のネッ
トワーク、他方は待機系のネットワークであり、監視装
置は、監視対象であるノード装置が前記２つのネットワ
ークのうち、主系のネットワークとの接続障害を検出し
た場合、経路解決装置は、接続障害がネットワーク片系
障害かノード装置の離脱によるものかを判断し、前記接
続障害が主系のネットワークによる片系障害であれば、
前記待機系のネットワークを主系のネットワークに、前
記主系のネットワークを待機系のネットワークに切り替
え、各ノード装置への送信を行うので、ノード装置と２
つのネットワークのうちの一方のネットワークとの接続
障害が発生してもデータを転送することが可能となる。
更に、監視装置は障害があるノード装置と前記２つのネ
ットワークとの接続状態が回復または除去されるまで前
記ネットワークの切替を抑止するようにしたので、連続
的にネットワークとの接続障害が発生しても、無意味な
ネットワーク切替および切替に伴う通信エラーが発生せ
ず、ノード装置のと接続障害が正しく回復するまで障害
の影響拡大しない。

【００７８】この発明に係るネットワークシステムによ
れば、その系の状態が主系であるノード装置および待機
系のノード装置ならびに前記主系のノード装置および待
機系のノード装置に接続する切替装置を有する二重化ノ
ード装置を備え、主系のノード装置、待機系のノード装
置のそれぞれが、２つのネットワークのそれぞれに接続
するように構成したものであって、前記主系のノード装
置、待機系のノード装置のそれぞれは系の切替発生を検
出する状態監視装置を備え、切替発生を検出したとき、
前記切替装置により待機系のノード装置を主系のノード
装置に切替えるように指示するように構成したので、障
害に強いノード装置を得ることができる。

【００７９】この発明に係るネットワークシステムによ
れば、二重化ノード装置は、定周期で相互に状態監視す
る状態管理装置と、主系のノード装置が故障停止した場
合に主系に切替えられたノード装置がネットワークに状
態変化通知する切替通知装置を備えたので、二重化ノー
ド装置を構成する２つのノード装置の双方が主系のノー
ド装置としてネットワークに参入することを防ぐ。

【００８０】この発明に係るネットワークシステムによ
れば、ノード装置は、二重化ノード装置へ送信すると
き、通信先の代表アドレス指定を主系のノード装置のア
ドレスとし、前記主系のノード装置のアドレスを主系の
ネットワークアドレスに対応付けたので、主系のノード
装置に主系のネットワーク経由での通信が行われるた
め、アプリケーションは切替えに対する経路管理制御を
行う必要がなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本実施の形態のネットワークシステムを説明
するための図である。

【図２】 本実施の形態のネットワークシステムを説明
するための図である。

【図３】 本実施の形態のネットワークシステムを説明
するための図である。

【図４】 本実施の形態のネットワークシステムを説明
するための図である。

【図５】 本実施の形態のネットワークシステムを説明
するための図である。

【図６】 本実施の形態のネットワークシステムを説明
するための図である。

【図７】 本実施の形態のネットワークシステムを説明
するための図である。

【図８】 本実施の形態のネットワークシステムを説明
するための図である。

【図９】 本実施の形態のネットワークシステムを説明
するための図である。

【図１０】 従来のネットワークシステムを説明するた
めの図である。

【符号の説明】

10a、10b：ネットワーク 11a〜11n：ノード装置 12：冗長通信サービス手段 13：ネットワーク監視装置 14：経路管理装置 15：経路解決装置 16：データ通信装置 17a、17：ネットワークインタフェース装置 18：通信アプリケーション 20：切替装置 21a、21b：状態管理装置 22a、22b：切替通知装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 廣島 郁芳 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 矢口 幸男 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 5B045 AA05 JJ02 JJ07 JJ14 JJ24 JJ26 JJ28 JJ38 JJ44 5K030 GA11 JA10 LB05 MB01 MD02 5K033 AA06 BA03 BA08 DA05 DA14 DB20 EA04 EB06 9A001 BB04 CC08 JJ44 KZ32 LL02

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに独立した２つのネットワークと、 複数のノード装置と、 前記複数のノード装置のそれぞれが、前記２つのネット
   ワークのそれぞれに接続するように構成したものであっ
   て、 各ノード装置は、定められたノード装置と２つのネット
   ワークとの接続状態を監視する監視装置と、 前記ノード装置間の通信経路を管理する経路管理装置
   と、 前記ノード装置間の通信において、２つのネットワーク
   のうちのいずれかを選択する経路解決装置とを備えたこ
   とを特徴とするネットワークシステム。
2. 【請求項２】 ２つのネットワークにおいて、一方は主
   系のネットワーク、他方は待機系のネットワークであ
   り、 監視装置は、監視対象であるノード装置が前記２つのネ
   ットワークのうち、主系のネットワークとの接続障害を
   検出した場合、 経路解決装置は、接続障害がネットワーク片系障害かノ
   ード装置の離脱によるものかを判断し、 前記接続障害が主系のネットワークによる片系障害であ
   れば、 前記待機系のネットワークを主系のネットワークに、前
   記主系のネットワークを待機系のネットワークに切り替
   え、各ノード装置への送信を行い、 障害があるノード装置と前記２つのネットワークとの接
   続状態が回復または除去されるまで前記ネットワークの
   切替を抑止するように構成したことを特徴とする請求項
   １に記載のネットワークシステム。
3. 【請求項３】 その系の状態が主系であるノード装置お
   よび待機系のノード装置ならびに前記主系のノード装置
   および待機系のノード装置に接続する切替装置を有する
   二重化ノード装置を備え、 主系のノード装置、待機系のノード装置のそれぞれが、
   ２つのネットワークのそれぞれに接続するように構成し
   たものであって、 前記主系のノード装置、待機系のノード装置のそれぞれ
   は系の切替発生を検出する状態監視装置を備え、 切替発生を検出したとき、前記切替装置により待機系の
   ノード装置を主系のノード装置に切替えるように指示す
   るように構成したことを特徴とする請求項１または２の
   いずれかに記載のネットワークシステム。
4. 【請求項４】 二重化ノード装置は、 定周期で相互に状態監視する状態管理装置と、 主系のノード装置が故障停止した場合に主系に切替えら
   れたノード装置がネットワークに状態変化通知する切替
   通知装置を備えたことを特徴とする請求項３に記載のネ
   ットワークシステム。
5. 【請求項５】 ノード装置は、 二重化ノード装置へ送信するとき、通信先の代表アドレ
   ス指定を主系のノード装置のアドレスとし、前記主系の
   ノード装置のアドレスを主系のネットワークアドレスに
   対応付けたことを特徴とする請求項３または４のいずれ
   かに記載のネットワークシステム。