JP2003008581A - 通信制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アプリケーションが複数のノードアドレスや
ネットワーク経路の切り替え等について意識することな
しに、ネットワーク経路を冗長化する手段を提供する。 【解決手段】 ノード間のネットワーク経路が冗長化さ
れた通信経路に用いられる通信制御装置において、ノー
ド内の一般アプリケーションとは独立に設けられ、ネッ
トワーク経路の異常や回復の検出とノードの故障や回復
の検出を定周期にチェックして後述する通信制御手段に
対してネットワークの切り替え指令を発信するネットワ
ーク冗長化管理手段と、ノード内の一般アプリケーショ
ンとは独立に設けられ、前記冗長化ネットワークの一方
と前記一般アプリケーションへの接続を行い、前記一般
アプリケーションの前記ネットワークへの送信要求に対
する応答を監視し、異常の場合に前記ネットワーク冗長
化管理手段に通知する通信制御手段とを具備する通信制
御装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ネットワーク経路
が冗長化されたＬＡＮの通信制御装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】イーサネット（登録商標）やＴＣＰ／Ｉ
Ｐ等のような、一般的に使われているＬＡＮの通信プロ
トコルを使い、かつ通信を行う２つのノード間のネット
ワークを完全に冗長化した一般的なネットワーク構成の
例を図７、図８に示す。図８は、図７の基本構成に加え
てノード内を冗長化した場合の例である。

【０００３】図７において、Ｍ１，Ｍ２は夫々ネットワ
ークを構成するメディア（ハブやケーブル）である。こ
の例では、ネットワークメディアＭ１とネットワークメ
ディアＭ２を使って冗長化している。

【０００４】Ｎ１、Ｎ２は、互いに通信を行う２つのノ
ードである。Ｆ１１、Ｆ１２はノードＮ１に形成された
２個のネットワークインターフェース、Ｆ２1、Ｆ２２
はノードＮ２に形成された２個のネットワークインター
フェースである。これらネットワークインターフェース
は、ノードとネットワークメディアを接続する機能を有
する。このように、夫々のノードＮ１及びＮ２には、ネ
ットワークインターフェースＦ１１、Ｆ１２及びネット
ワークインターフェースＦ２１、Ｆ２２を実装して、ネ
ットワークインターフェースを冗長化している。

【０００５】Ｌ１は第１のネットワーク経路であり、ノ
ードＮ１のネットワークインターフェースＦ１１とノー
ドＮ２のネットワークインターフェースＦ２１の間を、
ネットワークメディアＭ１を経由して接続する。Ｌ２は
第２のネットワーク経路であり、ノードＮ１のネットワ
ークインターフェースＦ１２とノードＮ２のネットワー
クインターフェースＦ２２の間を、ネットワークメディ
アＭ２を経由して接続する。

【０００６】このような構成において、夫々のネットワ
ークインターフェースには、異なるノードアドレスが設
定される。そのため、それぞれのノードで動作している
アプリケーションプログラム（以下一般アプリケーショ
ン）は、ネットワーク経路が冗長化されていることを意
識し、使用するネットワークに応じた宛先ノードアドレ
スが設定されている。

【０００７】以下にネットワーク経路を切替える場合の
動作手順を示す。 （１）ノードＮ1とノードＮ２が、ネットワーク経路Ｌ1
を使って通信している。一般アプリケーションは、ネッ
トワークインターフェースＦ１1及びＦ２１のノードア
ドレスを使って通信している。 （２）ネットワーク経路Ｌ1のどこかで異常が発生し、
一般アプリケーションによって検出された。 （３）一般アプリケーションは、代替のネットワーク経
路としてネットワーク経路Ｌ２を使って通信を継続す
る。その際、宛先アドレスとしてネットワークインター
フェースＦ１２（又はＦ２２）のノードアドレスを使っ
て通信する。 すなわち、ネットワークの異常に伴い、一般アプリケー
ションが宛先ノードアドレスを変更する必要がある。

【０００８】図８の従来例につき説明する。ネットワー
クメディアＭ１及びＭ２、ノードＮ１及びＮ２，ネット
ワーク経路Ｌ１及びＬ２を有し、ネットワークメディア
Ｍ1とネットワークメディアＭ２を使って冗長化してい
る基本構成は、図７と同一である。

【０００９】この例の特徴は、ノードＮ１の制御が制御
側Ａと待機側Ｂの二重化された冗長化構成とされている
点であり、通常では制御側Ａにより、図７と同一な通信
制御を行っている。待機側Ｂは、制御側Ａと全く同一構
成とされ、制御側Ａとの間で常に等値化を行い、制御側
Ａがフェイルしたときに制御権を引き継ぐことができる
状態とされている。

【００１０】このような構成において、夫々のネットワ
ークインターフェースには、異なるノードアドレスが設
定される。そのため、夫々のノードで動作している一般
アプリケーションは、ネットワーク経路が冗長化されて
いることやノードが冗長化されていることを意識し、使
用するネットワーク経路に応じて宛先ノードアドレスを
設定する必要がある。

【００１１】以下に、ノードＮ１において制御権がＡか
らＢ移動したときに、ネットワーク経路を切替える場合
の動作手順を示す。 （１）ノードＮ1の制御側ＡとノードＮ２が、ネットワ
ーク経路Ｌ1を使って通信している。一般アプリケーシ
ョンは、ネットワークインターフェースＦ1１及びＦ２
１のノードアドレスを使って通信している。 （２）ノードＮ１制御側Ａで異常が検出された。 （３）ノードＮ１待機側Ｂに制御権が移動する。 （４）ノードＮ２の一般アプリケーションは、ノードＮ
１の制御権が移動したことを何らかの方法で検出する。 （５）ノードＮ２の一般アプリケーションは、ノードＮ
１の新しい制御側Ｂのノードアドレスを使って通信を継
続する。その際、宛先アドレスとしてノードＮ１の新し
い制御側ＢのネットワークインターフェースＦ１１´
（これが異常な場合にはネットワークインターフェース
Ｆ１２´）のノードアドレスを宛先ノードアドレスとし
て通信を行う。すなわち、ノードＮ１の制御権の移動に
伴い、一般アプリケーションが宛先ノードアドレスを変
更する必要がある。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】図７、図８における共
通の問題点は、夫々のノードにおいて、ネットワークを
使用している全てのアプリケーションが、以下のことを
意識しなければならない。（１）ひとつのノードに対し
て、複数の宛先ノードアドレスを管理する。 （２）使用しているネットワークに異常が検出された場
合に、反対側のネットワークに切り替える（宛先ノード
アドレスを変更する）動作が必要である。

【００１３】図８の構成では、 （１）冗長化されたノードの制御権が移動した場合に、
そのノードと通信を行う他の全てのノードがそのことを
検出する。 （２）冗長化されたノードの制御権が移動した場合に、
そのノードと通信を行う他の全てのノードは、そのノー
ドに対する宛先ノードアドレスを変更する動作が必要で
ある。

【００１４】一般アプリケーションは、通信相手を指定
する方法として、単一のノード名またはノードアドレス
を使うため、前記の動作を意識することは非常に困難で
ある。また、アプリケーションは複数のベンダから提供
されているものであり、それらの通信動作部を外部から
変更することは不可能である。

【００１５】一方、相手ノードの宛先アドレスを意識し
ないでネットワーク経路の切り替えを行う手段として、
企業のバックボーンネットワークやインターネットなど
で取り入れられている、IPルーティング（スパニングツ
リープロトコルなど）の技術がある。これらの技術を使
った場合には、ネットワーク経路切り替えに要する時間
が非常にかかる、という致命的な問題点がある。したが
って、リアルタイムな通信が要求される分野におけるネ
ットワーク冗長化の技術として、スパニングツリープロ
トコルなどの一般的なＩＰルーティング技術を適用する
ことができない。

【００１６】本発明の目的の第１は、上記の問題点で指
摘されているように、アプリケーションが複数のノード
アドレスやネットワーク経路の切り替え等について意識
することなしに、ネットワーク経路を冗長化する手段を
提供することにある。すなわち、ネットワークの異常の
検出やネットワーク経路切り替え等のネットワーク冗長
化管理手段を、アプリケーションの動作と完全に切り離
し独立した機能として提供することにある。

【００１７】本発明の目的の第２は、上記ネットワーク
冗長化管理手段は、アプリケーション層のレベルで実現
し、ネットワークインターフェースやドライバ、通信ス
タックなどの下位プロトコルとして、汎用かつ一般的な
技術をそのまま使用することを可能とすることにある。

【００１８】本発明の目的の第３は、ネットワーク経路
の切り替えに要する時間を、リアルタイムな通信に許容
される範囲で実現する。具体的な切り替え時間は、ネッ
トワークの規模、構成に応じて最適な値に設定されるよ
うにし、企業のバックボーンネットワークやインターネ
ットで実現されているネットワーク経路切り替え時間よ
りもはるかに高速な切り替え時間（例えば1秒以内）を
実現することにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】このような課題を達成す
るために、本発明のうち請求項１記載発明の特徴は、ノ
ード間のネットワーク経路が冗長化された通信経路に用
いられる通信制御装置において、ノード内の一般アプリ
ケーションとは独立に設けられ、ネットワーク経路の異
常や回復の検出とノードの故障や回復の検出を定周期に
チェックして後述する通信制御手段に対してネットワー
クの切り替え指令を発信するネットワーク冗長化管理手
段と、ノード内の一般アプリケーションとは独立に設け
られ、前記冗長化ネットワークの一方と前記一般アプリ
ケーションへの接続を行い、前記一般アプリケーション
の前記ネットワークへの送信要求に対する応答を監視
し、異常の場合に前記ネットワーク冗長化管理手段に通
知する通信制御手段とを具備した点にある。

【００２０】請求項２記載発明の特徴は、ノード間のネ
ットワーク経路が冗長化された通信制御装置において、
ノード内の一般アプリケーションとは独立に設けられ、
前記冗長化ネットワークのインターフェイス手段と、ノ
ード内の一般アプリケーションとは独立に設けられ、前
記冗長化ネットワークの一方と前記一般アプリケーショ
ンへの接続を行うネットワーク経路切り替え機能を有す
る通信制御手段と、ノード内の一般アプリケーションと
は独立に設けられたネットワーク冗長化管理手段とを有
し、前記ネットワーク冗長化管理手段は、前記ネットワ
ーク経路を診断するための診断フレームの送受信手段
と、上記診断によって検出されるネットワーク経路のス
テータスを管理するネットワーク経路ステータス情報保
持手段と、前記ネットワーク経路ステータス情報保持手
段の情報に基づき、ネットワーク経路の異常や回復の検
出とノードの故障や回復の検出を定周期にチェックして
前記通信制御手段のネットワーク経路切り替え手段に対
してネットワークの切り替え指令を発信するネットワー
ク経路監視手段とを有し、更に前記通信制御手段では前
記一般アプリケーションの前記ネットワークへの送信要
求に対する応答を監視し、異常の場合に前記ネットワー
ク経路ステータス情報保持手段に通知する、再送機能付
送信手段とを、具備した点にある。

【００２１】請求項３記載発明の特徴は、前記ネットワ
ーク経路監視手段及び前記診断フレームの送受信手段に
対して定周期動作を実行させるタイマ手段を前記ネット
ワーク冗長化管理手段内に設けた点にある。

【００２２】請求項４記載発明の特徴は、前記再送機能
付送信手段に対して送信要求に対する応答時間を設定す
る送信要求応答待ちタイマ手段を通信制御手段内に設け
た点にある。

【００２３】請求項５記載発明の特徴は、ノード間のネ
ットワーク経路が冗長化され、かつノードが冗長化され
た通信経路に用いられる通信制御装置において、ノード
内の一般アプリケーションとは独立に設けられ、前記冗
長化ネットワークの一方と前記一般アプリケーションへ
の接続を行う通信制御手段と、ノード内の一般アプリケ
ーションとは独立に設けられ、ネットワーク経路の異常
や回復の検出とノードの故障や回復の検出を定周期にチ
ェックして前記通信制御手段に対してネットワークの切
り替え指令を発信し、冗長化されたノードの動作モード
によって仮想ノードアドレスを含めたにノードアドレス
を前記ネットワークインターフェースに設定するノード
アドレス設定手段と、を具備した点にある。

【００２４】請求項６記載発明の特徴は、ノード間のネ
ットワーク経路が冗長化され、かつノードが冗長化され
た通信制御装置において、通信制御装置において、ノー
ド内の一般アプリケーションとは独立に設けられ、前記
冗長化ネットワークのインターフェイス手段と、ノード
内の一般アプリケーションとは独立に設けられ、前記冗
長化ネットワークの一方と前記一般アプリケーションへ
の接続を行うネットワーク経路切り替え機能を有する通
信制御手段と、ノード内の一般アプリケーションとは独
立に設けられたネットワーク冗長化管理手段とを有し、
前記ネットワーク冗長化管理手段は、前記ネットワーク
経路を診断するための診断フレームの送受信手段と、上
記診断によって検出されるネットワーク経路のステータ
スを管理するネットワーク経路ステータス情報保持手段
と、前記ネットワーク経路ステータス情報保持手段の情
報に基づき、ネットワーク経路の異常や回復の検出とノ
ードの故障や回復の検出を定周期にチェックして前記通
信制御手段のネットワーク経路切り替え手段に対してネ
ットワークの切り替え指令を発信するネットワーク経路
監視手段と、冗長化されたノードの動作モードを管理す
るノード冗長化管理手段と、前記動作モードによって仮
想ノードアドレスを含めたにノードアドレスを前記ネッ
トワークインターフェースに設定するノードアドレス設
定手段と、を具備した点にある。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下本発明実施態様を、図面を用
いて説明する。図１はノードＮ１との通信を実行するノ
ードＮ２側に本発明を適用した場合の機能ブロック線図
である。１はネットワークインターフェース手段であ
り、ネットワークメディアとノードを接続する、物理層
とデータリンク層を実現している通信制御手段を有して
いる。図８で説明したように、このネットワークインタ
ーフェースを冗長化することも可能であり、その場合は
２個以上のネットワークインターフェースを実装する。

【００２６】２は通信制御手段であり、ネットワーク
層、トランスポート層を実現する通信制御手段（一般的
な例としてＴＣＰ／ＩＰ等）を有する。２１はネットワ
ーク経路切り替え手段、２２は再送付機能付送信手段、
２３は送信要求応答待ちタイマ手段である。

【００２７】３は、ノードＮ２内で実行される一般アプ
リケーションであり、前記通信制御手段２における再送
付機能付送信手段２２、ネットワーク経路切り替え手段
２１を経由して、ネットワークインターフェース手段１
に接続される。この一般アプリケーションは、ネットワ
ークが冗長化されていることを意識しない設計となって
いる。

【００２８】４は、ネットワーク冗長化管理手段であ
り、診断フレーム送信手段４１、診断フレーム受信手段
４２、ネットワーク経路ステータス情報保持手段４３、
ネットワーク経路監視手段４４及びタイマ手段４５より
なる。

【００２９】診断フレームとは、各ノードのネットワー
ク経路ステータス情報を更新するために、定周期に行わ
れる診断用の通信フレームである。定周期に診断フレー
ムを送受信することによって、各ノードが自身のネット
ワーク経路ステータス情報保持手段４３の内容を最新の
状態に更新する。診断フレーム送信手段４１は、診断フ
レームを定周期に送信する機能を有し、診断フレーム受
信手段は、診断フレームを受信し、その結果をもとにネ
ットワーク経路ステータス情報を更新する機能を有す
る。

【００３０】タイマ手段４５は、定周期なタイミング信
号を診断フレーム送信手段４１及びネットワーク経路監
視手段４４に供給する。このタイミング信号により、診
断フレームの送信設定を早くすることで、ネットワーク
に異常があってから実際にネットワークが切り替わるま
での時間を短くすることができる。

【００３１】５はメッセージ手段であり、ネットワーク
経路監視手段４４によって検出されたネットワークの状
態変化をオペレータに通知する。

【００３２】ネットワーク経路の切り替えについての具
体的な例を、図２に示す３ノード間ネットワーク通信系
統図により説明する。まず、ノードＮ１とノードＮ２の
間のネットワーク経路として、ノードＮ１のネットワー
クインターフェースＦ１１とノードＮ２のネットワーク
インターフェースＦ２１を接続するネットワーク経路Ｌ
１と、ノードＮ１のネットワークインターフェースＦ１
２とノードＮ２のネットワークインターフェースＦ２１
を接続するネットワーク経路Ｌ２の２通りが考えられ
る。

【００３３】同様に、ノードＮ１とノードＮ３の間のネ
ットワーク経路として、ノードＮ１のネットワークイン
ターフェースＦ１１とノードＮ３のネットワークインタ
ーフェースＦ３１を接続するネットワーク経路Ｌ１と、
ノードＮ１のネットワークインターフェースＦ１２とノ
ードＮ３のネットワークインターフェースＦ３１を接続
するネットワーク経路Ｌ２が考えられる。

【００３４】更に、ノードＮ１のネットワークインター
フェースＦ１１とノードＮ３のネットワークインターフ
ェースＦ３２を接続するネットワーク経路Ｌ３と、ノー
ドＮ１のネットワークインターフェースＦ１２とノード
Ｎ３のネットワークインターフェースＦ３２を接続する
ネットワーク経路Ｌ４の４通りが考えられる。

【００３５】図３は、ネットワーク経路ステータス情報
保持手段４３で管理されているテーブルであり、ノード
Ｎ１側から見た各ノード間のネットワーク経路のステー
タス情報を示している。

【００３６】ネットワークインターフェースの番号とネ
ットワーク経路の番号の対応は正しく管理されているも
のとする。テーブルにおいて、"ＮＡ"は適用されないこ
と、"ＯＫ"はネットワーク経路ステータスが正常である
ことを示す。

【００３７】ネットワーク経路に異常がある場合、すな
わち、あるノードに対して診断フレームの送信または受
信ができない状態のとき、ステータスは"ＮＧ"となる。
その場合、診断結果によってその原因が適当なファイル
として格納されるようにしておくと、ネットワークの保
守を行う上で有益な情報となる。

【００３８】具体的な原因としては、自ノードのネット
ワークインターフェースの故障、相手ノードのネットワ
ークインターフェースの故障、両ノード間のネットワー
ク経路を構成するネットワークメディア（ハブやケーブ
ル等）の故障、一時的なノイズによる通信妨害等があ
る。

【００３９】図３のテーブルにおいて、“選択されてい
るネットワーク経路”は、現在使用しているネットワー
ク経路を示す。この例では、ノードＮ１とノードＮ２の
間はネットワーク経路Ｌ１を使って通信を行っているこ
とを示している。診断フレーム送信手段および受信手段
は、診断の結果をもとに、ネットワーク経路ステータス
情報を最新の状態に更新し、更新状態はテーブルに反映
される。

【００４０】ネットワーク経路監視手段４４は、前記ネ
ットワーク経路ステータス情報保持手段４３のテーブル
を定周期に監視し、ネットワーク経路の異常検出および
回復検出、ネットワーク経路切り替え制御を実行する。

【００４１】通信制御手段２におけるネットワーク経路
切り替え手段２１は、前記監視結果をもとに、ネットワ
ーク経路を切り替える手段である。この切り替えによっ
て、一般アプリケーションからみた通信相手ノードのノ
ード名またはノードアドレスは変更されることはない。

【００４２】通信制御手段２における再送機能付送信手
段２２は、一般アプリケーション３からの送信要求に対
する応答が、送信要求応答待ちタイマ手段２３がタイム
アウトする前に返らない場合、そのネットワーク経路に
異常があったと判断して、異常情報をネットワーク経路
ステータス情報保持手段４３に与えてステータスを更新
し、その結果を受けるネットワーク経路監視手段４４に
よりネットワーク経路を切り替え、再送信する機能を有
する。

【００４３】送信要求応答待ちタイマ手段２３は、送信
要求フレームを送出してから、それに対する応答フレー
ムを受信するまでの時間を監視する。このタイマ手段の
設定値には、そのネットワークのパフォーマンスにより
適切な値を設定する必要がある。

【００４４】このような構成において、送信失敗時にネ
ットワークを切り替える動作手順を以下に簡単に説明す
る。 （１）通信制御手段２が、一般アプリケーション３から
の送信要求を受け付ける。 （２）通信制御手段２によって、送信要求応答待ちタイ
マ手段２３が起動される。 （３）通信を行ったネットワーク経路に異常が発生し
た。 （４）応答フレームを受信する前に、送信要求応答待ち
タイマがタイムアウトした。

【００４５】（５）再送手段は、ネットワーク経路ステ
ータス保持情報（テーブル）を参照して、もし代替のネ
ットワーク経路がある場合には、その代替ネットワーク
経路へ切替える。 （６）再送手段によって再送が行われる。 （７）応答フレームを受信し、送信が成功する。

【００４６】次に、図４乃至図６により、ノードが冗長
化されている場合の構成、動作を説明する。図１乃至図
３で説明した要素に追加された機能についてのみ説明す
る。

【００４７】図４は、３ノード間ネットワーク通信系統
図であり、図２の構成との相違はノードＮ１が冗長化さ
れている点のみである。ノードＮ１において、Ａが制御
側、Ｂが待機側である。待機側Ｂでは、制御側Ａとの間
で常に等値化を行い、制御側がフェイルしたときに、制
御権を引き継ぐことができる状態にある。

【００４８】図５は、図４の冗長化ノードＮ１の制御側
Ａ及び待機側Ｂの構成を示す機能ブロック線図である。
制御側Ａと待機側Ｂは全く同一構成のため、以下制御側
Ａの構成、機能を主に説明する。６はノード冗長化管理
手段であり、現在の動作モード（制御側か待機側）を認
識し、それぞれのモードに応じた動作、設定を行う。

【００４９】６１は、ノード冗長化管理手段６の一部機
能として実現されるノードアドレス設定手段であり、ノ
ードＮ１のノードアドレスとして、制御側Ａと待機側Ｂ
にある全てのネットワークインターフェースに設定され
たノードアドレスとは異なるノードアドレス（以下、仮
想ノードアドレスと呼ぶ）を定義する。

【００５０】この仮想ノードアドレスは、制御側Ａのネ
ットワークインターフェースに対して設定される。他の
ノードのアプリケーションがノードＮ1に対して通信を
行う場合には、ノードＮ１のノードアドレスとしてこの
仮想ノードアドレスを使用する。

【００５１】仮想ノードアドレスや通常ネットワークイ
ンターフェースに設定するノードアドレスは、不揮発性
領域などに保存される。この場合、仮想アドレスのみを
保存し、ネットワークインターフェースに設定するノー
ドアドレスは、この仮想ノードアドレスをもとにして事
前に決められた計算式で算出されたものを使用しても良
い。

【００５２】７はネットワーク冗長化管理手段であり、
基本的には図１で説明したネットワーク冗長化管理手段
４と同一構成である。追加される機能としては、制御側
及び待機側の夫々のネットワークインターフェースにつ
いて、診断フレームの送受信を定周期に行って、その結
果をネットワーク経路ステータス情報保持手段のテーブ
ルに反映する。

【００５３】この場合の診断フレームには、制御側であ
るか待機側であるかを示す情報を載せ、その情報をもと
にネットワーク経路ステータス情報の「選択されている
ネットワーク経路」を更新する。図６は、図４の系にお
ける、ノードＮ２から見たネットワーク経路ステータス
情報の例を示すテーブルである。

【００５４】このテーブルの内容から、ノードＮ１が冗
長化されていて、現在Ａ側に制御権があり、ノードＮ２
との間の通信は、Ａ側のネットワーク経路Ｌ１を使用し
ている、ということがわかる。

【００５５】次に、ノードアドレスの設定手順につき説
明する。まず、仮想ノードアドレスの設定手順を、立ち
上がり時と制御権移動時について説明する。ここでは、
ＴＣＰ／ＩＰに設定するＩＰアドレスを例にしている。

【００５６】ノードＮ１制御側（Ａ側）のノード冗長化
管理手段６は、自側が制御側で動作していることを検出
する。更に、ノードＮ１の制御側（Ａ側）のネットワー
クインターフェースＦ１１に，共通の仮想ノードアドレ
ス（例：Net ID=N, Host ID=I）を設定する。最初の設
定は手動で行う必要があるが、次回からは不揮発性領域
などに格納しておくことで、設定が不要になる。

【００５７】ノードＮ１待機側Ａノードアドレス設定手
段６１は、ネットワークインターフェースＦ１１とネッ
トワークインターフェースＦ１２にノードアドレスを設
定する。それらのアドレスは、上記仮想ノードアドレス
から自動生成されたものを使用する。 例： ネットワークインターフェースＦ１１：（Net ID=N+1,
Host ID=I） ネットワークインターフェースＦ１２：（Net ID=N+2,
Host ID=I）

【００５８】ノードＮ１待機側Ｂのノード冗長化管理手
段６´は、自側が待機側で動作していることを検出す
る。更に、ノードアドレス設定手段６１´は、ネットワ
ークインターフェースＦ１１´とネットワークインター
フェースＦ１２´にノードアドレスを設定する。それら
のアドレスは、上記仮想ノードアドレスから自動生成さ
れたものを使用する。尚、Ｂ側には仮想ノードアドレス
は設定しない。 例： ネットワークインターフェースＦ１１´：（Net ID=N+
1, Host ID=I+X） ネットワークインターフェースＦ１２´：（Net ID=N+
2, Host ID=I+X） （X：Host IDの最上位ビットを1にした数）

【００５９】ここで、ノードＮ１のＡ側で異常が検出さ
れ、制御権がＢ移動した場合には、ノードＮ１の新しい
制御側（Ｂ側）のノード冗長化管理手段６´は、自側が
制御側で動作していることを検出する。Ｂ側のノードア
ドレス設定手段６１´は、ネットワークインターフェー
スＦ１１´に対して、仮想ノードアドレスを設定する。 例： ネットワークインターフェースＦ１１´：（Net ID=N+
1, Host ID=I+X）+（Net ID=N, Host ID=I） ネットワークインターフェースＦ１２´：（Net ID=N+
2, Host ID=I+X）

【００６０】このとき、ノードＮ１のＡ側はリセットさ
れ、再起動またはハードウェアの交換などの処理が行わ
れ、待機側として次の動作を開始する。ノードＮ１のＡ
側は、ノードＮ１の新しい制御側（Ｂ側）へ、仮想IPア
ドレスを問い合わせ、その値から自身のネットワークイ
ンターフェースへ設定するノードアドレスを計算する。
冗長化されていない場合には、自身の不揮発性領域に格
納されている仮想ノードアドレスを使用して計算する。

【００６１】ノードＮ１のＡ側は、上記の計算により求
めたノードアドレスを、ネットワークインターフェース
Ｆ１１とネットワークインターフェースＦ１２に設定す
る。仮想ノードアドレスは設定しない。 例： ネットワークインターフェースＦ１１：（Net ID=N+1,
Host ID=I） ネットワークインターフェースＦ１２：（Net ID=N+2,
Host ID=I）

【００６２】以上の手順でノードアドレスを設定するこ
とによって、新しく起動された待機側（Ａ側）のネット
ワークインターフェースに設定されるノードアドレス
を、以前の制御側（Ａ側）のネットワークインターフェ
ースに設定されたアドレスと同一にすることができる。

【００６３】もし、新しく起動された待機側（Ａ側）に
以前のノードアドレスと異なるものを設定した場合に
は、そのノードと通信を行う全ノードのネットワーク冗
長化管理手段の設定情報を変更しなければならない。し
たがって、ここで説明したような処理が重要な意味を持
っている。

【００６４】ネットワーク冗長化管理手段７に含まれる
ネットワーク経路監視手段及び通信制御手段の動作を説
明する。ネットワーク経路監視手段は、図１の４４で説
明した機能に加えて、制御権の移動につき定周期にチェ
ックする機能が追加される。以下、追加された機能
（１）、（２）について説明する。

【００６５】（１）冗長化ノード制御権移動検出機能：
冗長化ノードの制御権が移動したことを検出する機能で
ある。制御権が移動したことを検出すると、メッセージ
手段等を使ってオペレータに通知し、ネットワーク経路
を切替える。

【００６６】（２）ネットワーク経路切り替え追加機
能：冗長化ノードの制御権の移動を検出した際、新しい
制御側に対するネットワーク経路が正常である場合に
は、そのネットワーク経路を“選択されているネットワ
ーク経路”とし、ネットワーク経路を切り替える。ＴＣ
Ｐ／ＩＰの例では、ルーティングテーブルを変更してネ
ットワーク経路を操作することができる。

【００６７】その際、一般アプリケーションからみた通
信相手ノードのノード名又はノードアドレスは変更され
ない（不変である）。したがって、一般アプリケーショ
ンはネットワーク経路の変更と同様に、相手ノードの制
御権が移動したことについてまったく意識しなくてよ
い。

【００６８】次に、ネットワーク経路切り替え動作と、
制御権切り替え時のネットワーク経路切り替えの動作手
順を、ノードＮ２からノードＮ１に対する通信を例にし
て説明する。 （１）ノードＮ２の一般アプリケーションは、ノードＮ
１制御側（Ａ側）のネットワークインターフェースＦ１
１に対して、ノードＮ１の仮想ノードアドレスを使って
通信している。具体的には、ノードＮ１の仮想ノードア
ドレス宛ての通信フレームをノードＮ１のネットワーク
インターフェースＦ１１に対して送信するように、ノー
ドＮ２のルーティングテーブルを設定する。

【００６９】（２）ノードＮ１制御側（Ａ側）のネット
ワークインターフェースＦ１１が異常となる。 （３）ノードＮ２は、ノードＮ１制御側（Ａ側）のネッ
トワークインターフェースＦ１１に対する診断フレーム
によって異常を検出し、ネットワーク経路ステータス情
報テーブル内容を更新する。

【００７０】（４）ノードＮ２のネットワーク経路監視
手段は、ネットワーク経路ステータス情報の変化を検出
して、ノードＮ１に対するネットワーク経路を切り替え
る。具体的には、ノードＮ１の仮想ノードアドレス宛て
の通信フレームをノードＮ１制御側（Ａ側）のネットワ
ークインターフェースＦ１２に対して送信するように、
ノードＮ２のルーティングテーブルを変更する。

【００７１】（５）ノードＮ２の一般アプリケーション
は、ノードＮ１制御側（Ａ側）のネットワークインター
フェースＦ１２に対して、ノードＮ１の仮想ノードアド
レスを使って通信を継続する。すなわち、一般アプリケ
ーションは、ネットワーク経路が変更されても、宛先ノ
ードアドレスを変更しない。

【００７２】（６）ノードＮ１の制御側（Ａ側）に異常
が検出され、制御権が待機側（Ｂ側）に移動する。 （７）ノードＮ１の新しい制御側（Ｂ側）は、自身のネ
ットワークインターフェースに対して、ノードＮ１の仮
想ノードアドレスを設定する。

【００７３】（８）ノードＮ２は、ノードＮ１の新しい
制御側（Ｂ側）からの診断フレームの送受信によって、
ネットワーク経路ステータス情報を更新する。ノードＮ
１の制御権の移動については、このタイミングでネット
ワーク経路ステータス情報に反映される。

【００７４】（９）ノードＮ２のネットワーク経路監視
手段は、ノードＮ１に対するネットワーク経路を切り替
える。具体的には、ノードＮ１の仮想ノードアドレス宛
ての通信フレームをノードＮ１の新しい制御側（B側）
のネットワークインターフェースＦ１２´に対して通信
するように、ノードＮ２のルーティングテーブルを変更
する。

【００７５】（１０）ノードＮ２の一般アプリケーショ
ンは、ノードＮ１の新しい制御側（B側）のネットワー
クインターフェースＦ１２´に対して、ノードＮ１の仮
想ノードアドレスを使って通信を継続する。すなわち、
一般アプリケーションは、ネットワーク経路が変更され
ても、宛先ノードアドレスを変更しない。

【００７６】（１１）ノードＮ１の制御権を失った側
（Ａ側）は、ハードウェアの交換などによって再起動さ
れる。その場合は、待機側として動作を開始し、仮想ノ
ードアドレスは設定されない。

【００７７】以上図４乃至図６で説明した、ノードが冗
長化された場合の例においても、図１で説明した再送機
能付送信手段２２及び送信要求応答待ちタイマ手段２３
に相当する機能を追加することが可能である。

【００７８】

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明によれば次のような効果がある。（１）一般のア
プリケーションは、ネットワークが冗長化されているこ
とを意識しないで通信を行うことができる。 （２）冗長化されているネットワーク経路に異常が発生
した場合にも、通信制御機能が速やかに代替ネットワー
ク経路に切り替えることによって、アプリケーションの
通信の継続性（連続性）を保証できる。

【００７９】（３）送信要求時にネットワークの異常を
検出し、ネットワーク経路を切替えることによって、リ
アルタイム性を要求される通信に対応できる。つまり、
診断フレームによってネットワーク経路の異常検出とネ
ットワーク経路切り替えが行われるよりも早いタイミン
グで、ネットワーク経路の異常を検出し、相手ノードと
の通信を確実に行うことができる。

【００８０】（４）冗長化されているネットワーク経路
に異常が発生した場合や、冗長化されているノードの制
御権が移動した場合にも、速やかに代替ネットワーク経
路に切り替えることによって、通信の継続性（連続性）
を保証できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ノードＮ１との通信を実行するノードＮ２側に
本発明を適用した場合の機能ブロック線図である。

【図２】本発明によるネットワーク経路の切り替えにつ
いての具体的な例を説明するための、３ノード間ネット
ワーク通信系統図である。

【図３】ネットワーク経路ステータス情報保持手段で管
理されているテーブル図である。

【図４】ノードが冗長化されている場合の３ノード間ネ
ットワーク通信系統図である。

【図５】冗長化ノードＮ１の制御側Ａ及び待機側Ｂの構
成を示す機能ブロック線図である。

【図６】図４の構成において、ネットワーク経路ステー
タス情報保持手段で管理されているテーブル図である。

【図７】通信を行う２つのノード間のネットワークを完
全に冗長化した場合の一般的なネットワーク構成図であ
る。

【図８】図７の構成に加えてノード内を冗長化した場合
の一般的なネットワーク構成図である。

【符号の説明】

Ｎ１、Ｎ２ ノード Ｌ１、Ｌ２ ネットワーク経路 １ ネットワークインターフェース手段 ２ 通信制御手段 ２１ ネットワーク経路切り替え手段 ２２ 再送機能付送信手段 ２３ 送信要求待ちタイマ手段 ３ 一般アプリケーション ４ ネットワーク冗長化管理手段 ４１ 診断フレーム送信手段 ４２ 診断フレーム受信手段 ４３ ネットワーク経路ステータス情報保持手段 ４４ ネットワーク経路監視手段 ４５ タイマ手段 ５ メッセージ手段

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ノード間のネットワーク経路が冗長化され
   た通信経路に用いられる通信制御装置において、 ノード内の一般アプリケーションとは独立に設けられ、
   ネットワーク経路の異常や回復の検出とノードの故障や
   回復の検出を定周期にチェックして後述する通信制御手
   段に対してネットワークの切り替え指令を発信するネッ
   トワーク冗長化管理手段と、 ノード内の一般アプリケーションとは独立に設けられ、
   前記冗長化ネットワークの一方と前記一般アプリケーシ
   ョンへの接続を行い、前記一般アプリケーションの前記
   ネットワークへの送信要求に対する応答を監視し、異常
   の場合に前記ネットワーク冗長化管理手段に通知する通
   信制御手段とを、具備する通信制御装置。
2. 【請求項２】ノード間のネットワーク経路が冗長化され
   た通信経路に用いられる通信制御装置において、 ノード内の一般アプリケーションとは独立に設けられ、
   前記冗長化ネットワークのインターフェイス手段と、 ノード内の一般アプリケーションとは独立に設けられ、
   前記冗長化ネットワークの一方と前記一般アプリケーシ
   ョンへの接続を行うネットワーク経路切り替え手段を有
   する通信制御手段と、 ノード内の一般アプリケーションとは独立に設けられた
   ネットワーク冗長化管理手段とを有し、 前記ネットワーク冗長化管理手段は、 前記ネットワーク経路を診断するための診断フレームの
   送受信手段と、 上記診断によって検出されるネットワーク経路のステー
   タスを管理するネットワーク経路ステータス情報保持手
   段と、 前記ネットワーク経路ステータス情報保持手段の情報に
   基づき、ネットワーク経路の異常や回復の検出とノード
   の故障や回復の検出を定周期にチェックして前記通信制
   御手段のネットワーク経路切り替え手段に対してネット
   ワークの切り替え指令を発信するネットワーク経路監視
   手段とを有し、 更に前記通信制御手段では前記一般アプリケーションの
   前記ネットワークへの送信要求に対する応答を監視し、
   異常の場合に前記ネットワーク経路ステータス情報保持
   手段に通知する、再送機能付送信手段とを、具備する通
   信制御装置。
3. 【請求項３】前記ネットワーク経路監視手段及び前記診
   断フレームの送受信手段に対して定周期動作を実行させ
   るタイマ手段を前記ネットワーク冗長化管理手段内に設
   けた請求項２記載の通信制御装置。
4. 【請求項４】前記再送機能付送信手段に対して送信要求
   に対する応答時間を設定する送信要求応答待ちタイマ手
   段を通信制御手段内に設けた請求項２又は３記載の通信
   制御装置。
5. 【請求項５】ノード間のネットワーク経路が冗長化さ
   れ、かつノードが冗長化された通信経路に用いられる通
   信制御装置において、 ノード内の一般アプリケーションとは独立に設けられ、
   前記冗長化ネットワークの一方と前記一般アプリケーシ
   ョンへの接続を行う通信制御手段と、 ノード内の一般アプリケーションとは独立に設けられ、
   ネットワーク経路の異常や回復の検出とノードの故障や
   回復の検出を定周期にチェックして前記通信制御手段に
   対してネットワークの切り替え指令を発信し、冗長化さ
   れたノードの動作モードによって仮想ノードアドレスを
   含めたにノードアドレスを前記ネットワークインターフ
   ェースに設定するノードアドレス設定手段と、を具備し
   た通信制御装置。
6. 【請求項６】ノード間のネットワーク経路が冗長化さ
   れ、かつノードが冗長化された通信経路に用いられる通
   信制御装置において、 ノード内の一般アプリケーションとは独立に設けられ、
   前記冗長化ネットワークのインターフェイス手段と、 ノード内の一般アプリケーションとは独立に設けられ、
   前記冗長化ネットワークの一方と前記一般アプリケーシ
   ョンへの接続を行うネットワーク経路切り替え機能を有
   する通信制御手段と、 ノード内の一般アプリケーションとは独立に設けられた
   ネットワーク冗長化管理手段とを有し、 前記ネットワーク冗長化管理手段は、 前記ネットワーク経路を診断するための診断フレームの
   送受信手段と、 上記診断によって検出されるネットワーク経路のステー
   タスを管理するネットワーク経路ステータス情報保持手
   段と、 前記ネットワーク経路ステータス情報保持手段の情報に
   基づき、ネットワーク経路の異常や回復の検出とノード
   の故障や回復の検出を定周期にチェックして前記通信制
   御手段のネットワーク経路切り替え手段に対してネット
   ワークの切り替え指令を発信するネットワーク経路監視
   手段と、 冗長化されたノードの動作モードを管理するノード冗長
   化管理手段と、 前記動作モードによって仮想ノードアドレスを含めたに
   ノードアドレスを前記ネットワークインターフェースに
   設定するノードアドレス設定手段と、を具備した通信制
   御装置。