特許 5651876 ネットワーク中継装置及びネットワークシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5651876

(24)【登録日】2014年11月28日

(45)【発行日】2015年1月14日

(54)【発明の名称】ネットワーク中継装置及びネットワークシステム

(51)【国際特許分類】

   H04L 12/709 20130101AFI20141218BHJP

   H04L 12/70 20130101ALI20141218BHJP

   H04L 12/953 20130101ALI20141218BHJP

【ＦＩ】

   H04L12/709

   H04L12/70 F

   H04L12/953

【請求項の数】8

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2012-61651(P2012-61651)

(22)【出願日】2012年3月19日

(65)【公開番号】特開2013-197784(P2013-197784A)

(43)【公開日】2013年9月30日

【審査請求日】2014年1月27日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005108

【氏名又は名称】株式会社日立製作所

(73)【特許権者】

【識別番号】000153443

【氏名又は名称】株式会社 日立産業制御ソリューションズ

(74)【代理人】

【識別番号】100122884

【弁理士】

【氏名又は名称】角田 芳末

(72)【発明者】

【氏名】沖林 久徳

(72)【発明者】

【氏名】益子 英昭

(72)【発明者】

【氏名】中野 義弘

(72)【発明者】

【氏名】仲井 英剛

(72)【発明者】

【氏名】吉永 隆史

(72)【発明者】

【氏名】安達 広典

(72)【発明者】

【氏名】市村 守

【審査官】 衣鳩 文彦

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−２０１０３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−１４５４５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−０２７０３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１０４９６７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｌ １２／００〜１２／９５５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

コンピュータ装置が送信するフレームを中継してネットワークに接続された他のネットワーク中継装置に送信し、前記他のネットワーク中継装置から前記ネットワークを介して受信したフレームを前記コンピュータ装置に中継するネットワーク中継装置であって、
前記ネットワークから到着したフレームの到着順を管理すると共に、前記他のネットワーク中継装置によって前記フレームが送信された順序を示す通信番号を、前記他のネットワーク中継装置毎に管理する受信管理テーブルと、
前記ネットワークから１対多の通信方式でフレームが到着すると、前記フレームから取得した通信番号を前記他のネットワーク中継装置毎に前記受信管理テーブルに書込み、前記ネットワークから１対１の通信方式でフレームが到着すると、前記フレームから取得した通信番号、及び前記コンピュータ装置を特定する識別符号を前記他のネットワーク中継装置毎に前記受信管理テーブルに書込んで、前記フレームの着順を前記通信方式毎に管理するフレーム伝送制御部と、を備えた
ネットワーク中継装置。

【請求項2】

送信元の前記ネットワーク中継装置が多重化された前記ネットワークで同じ前記フレームを送信する場合に、
前記フレーム伝送制御部から渡された前記フレームの内、前記ネットワークから先着した前記フレームは受信処理を行って前記フレーム伝送制御部に渡し、先着した前記フレームと同じ前記通信番号が付されて前記ネットワークから後着した前記フレームは廃棄処理を行う重複フレーム廃棄処理部を備える
請求項１記載のネットワーク中継装置。

【請求項3】

前記他のネットワーク中継装置の起動に伴って前記他のネットワーク中継装置から送信される初期化フレームを受信すると、前記受信管理テーブルの初期化処理を行う
請求項２記載のネットワーク中継装置。

【請求項4】

前記フレーム伝送制御部は、多重化された前記ネットワークの一方のネットワークから先着した前記フレームの到着時刻から所定時間内で到着した次の通信番号のフレームの受信処理を行い、前記所定時間を超えて先着した前記フレームの次の通信番号のフレームが到着した場合には、前記受信管理テーブルの初期化処理を行う
請求項３記載のネットワーク中継装置。

【請求項5】

前記重複フレーム廃棄処理部は、前記フレーム伝送制御部が多重化された前記ネットワークの一方のネットワークから先着した初期化フレームによって前記受信管理テーブルの初期化処理を行った後に、所定期間内で他のネットワークから初期化フレームが後着した場合に、先着した初期化フレームと後着した初期化フレームの間で受信した前記フレームと同じ通信番号が付された、他のネットワークから到着した前記フレームの廃棄処理を行う
請求項３記載のネットワーク中継装置。

【請求項6】

前記フレーム伝送制御部は、識別符号取得プロトコルによって前記コンピュータ装置の識別符号を特定する
請求項１記載のネットワーク中継装置。

【請求項7】

前記フレームには、先頭から宛先のコンピュータ装置に付されるＭＡＣアドレス、ＩＰアドレス、ユーザ情報、前記通信番号の順に格納するフィールドが配置される
請求項１記載のネットワーク中継装置。

【請求項8】

フレームの送信元となる第１のネットワーク中継装置は、コンピュータ装置が送信するフレームを中継してネットワークに接続された他のネットワーク中継装置に送信し、前記フレームの宛先となる第２のネットワーク中継装置は、前記第１のネットワーク中継装置から前記ネットワークを介して受信したフレームを前記コンピュータ装置に中継するネットワークシステムであって、
前記第１のネットワーク中継装置は、
前記フレームの送信順を示す通信番号を前記フレームに付して送信する第１のフレーム伝送制御部を有し、
前記第２のネットワーク中継装置は、
前記ネットワークから到着したフレームの到着順を管理すると共に、他のネットワーク中継装置によって前記フレームが送信された順序を示す通信番号を、送信元のネットワーク中継装置毎に管理する受信管理テーブルと、
前記ネットワークから１対多の通信方式でフレームが到着すると、前記フレームから取得した通信番号を、送信元のネットワーク中継装置毎に前記受信管理テーブルに書込み、前記ネットワークから１対１の通信方式でフレームが到着すると、前記フレームから取得した通信番号、及び前記コンピュータ装置を特定する識別符号を、送信元のネットワーク中継装置毎に前記受信管理テーブルに書込んで、前記フレームの着順を前記通信方式毎に管理するフレーム伝送制御部と、を備えた
ネットワークシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ネットワークを介してコンピュータ装置（以下、「コンピュータ」と略記する）がフレームの送受信を行う場合に適用して好適なネットワークシステム、及び、コンピュータが送受信するフレームをネットワークに中継するネットワーク中継装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、駅間ネットワーク等の高い信頼性が求められる制御システムでは、その高信頼制御を実現するために、制御用のコンピュータが２重化され、さらには、その制御用のコンピュータを接続するネットワークも２重化されることがあった。なお、一般にネットワーク層で用いられるデータをパケットと呼び、データリンク層で用いられるデータをフレームと呼ぶが、以下の説明ではパケットとフレームは、同じ意味とし、「フレーム」に統一して取り扱う。

【0003】

ネットワークを２重化すれば、一方のネットワークに障害が発生してデータの送受信が行えなくなっても、他方のネットワークに切替えてデータの送受信を行い、制御システムの動作を継続することができる。このような２重化ネットワークシステムは、２重化されたネットワークと、２重化されたネットワーク毎に接続されてデータの入出力を行うネットワーク接続装置、さらにネットワーク接続装置に接続され、２重化されたコンピュータにフレームを中継するネットワーク中継装置によって構成される。

【0004】

２重化ネットワークシステムは、以下の動作を行う。すなわち、送信元のコンピュータがブロードキャスト又はユニキャストと呼ばれる通信方式を用いて宛先のコンピュータにフレームを送信する場合がある。このとき、送信元のコンピュータに接続されるネットワーク中継装置は、２重化されたネットワーク接続装置に２つの同じフレームを送信する。そして、２重化されたネットワーク接続装置は、それぞれが２重化ネットワークに同じフレームを送信する。

【0005】

２重化された宛先のネットワーク接続装置は２重化されたネットワークからフレームを受信すると、宛先のネットワーク中継装置にこのフレームをそれぞれ送信する。ここで、宛先のネットワーク中継装置は、最も早く到着したフレームを宛先のコンピュータに中継し、既に宛先のコンピュータに中継したフレームと同じ通信番号が付され、遅く到着したフレームを廃棄する。このようにネットワーク中継装置は、他の装置から到着したフレームについて中継するか廃棄するかの選択を行うことで、宛先のコンピュータがフレームを重複受信しないように制御している。

【0006】

なお、２重化ネットワークシステムは、上述した駅間ネットワークの他、高い信頼性を要求される業界、例えばプラント制御システムの構築時に採用されている。そして、２重化ネットワークシステムを実現するためには、以下の特許文献１に開示されるような技術が検討されてきた。

【0007】

特許文献１には、現用パスと予備パスとを含む冗長パスによって互いに接続される２つのノード装置において、制御フレームの受信状態を監視する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開２０１０−２８３６８８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

ところで、フレームには、宛先のコンピュータ、宛先のネットワーク中継装置を特定するための符号（例えば、ＭＡＣアドレス、ＩＰアドレス）と共に、送信元のネットワーク中継装置が中継するフレーム毎に通信番号が付されている。このため、宛先のネットワーク中継装置は、２重化されたネットワークから２つの同じフレームを受信しても、フレームに付された通信番号に基づいて既に中継したフレームであるか否かを判断することができる。ここで、ネットワーク中継装置がブロードキャストでフレームを送信する際には、宛先は全てのコンピュータが対象となるため、個別にコンピュータ、ネットワーク中継装置を識別するための符号（例えば、コンピュータのＭＡＣアドレス）は付されない。一方、ユニキャストでフレームを送信する際には、宛先は特定のコンピュータとなるため、コンピュータを識別するための符号が付される。

【0010】

ここで、従来のネットワーク中継装置がフレームに付された通信番号を管理するために用いる受信管理テーブルについて説明する。
図１０は、従来の受信管理テーブルの構成例を示す説明図である。
この受信管理テーブルには、着順フィールド、ＭＡＣアドレスフィールド、ＩＰアドレスフィールド、ユーザ情報フィールド、送受信の番号フィールドが含まれる。
着順フィールドには、フレームの到着順が書き込まれる。
ＭＡＣアドレスフィールドには、ユニキャスト通信が行われる際に宛先のコンピュータを特定するＭＡＣアドレスが書き込まれる。
ＩＰアドレスフィールドには、ネットワーク中継装置に割り振られるＩＰアドレスが書き込まれる。
ユーザ情報フィールドには、フレームがユニキャスト通信又はブロードキャスト通信のうち、いずれの通信方式で送信されたかが書き込まれる。この通信方式の情報は、ユーザ情報の一例として挙げたものであり、他にも様々な情報が含まれる。
送信通信番号フィールドには、送信するフレームの通信番号が書き込まれる。
受信通信番号フィールドには、受信するフレームの通信番号が書き込まれる。

【0011】

送信元であるコンピュータは、ブロードキャスト又はユニキャストを混ぜてフレームを送信する場合があるが、通信方式に関係なく送信するフレームに順に通信番号を付していた。宛先のネットワーク中継装置は、ブロードキャストで送信されたフレームについて通信番号を管理し、フレームの着順に従って通信番号を確認する。このため、ネットワーク中継装置は、ユニキャストに付された通信番号は管理せずにそのままの宛先のコンピュータに中継する。

【0012】

図１０に示す例において、宛先のネットワーク中継装置は、到着したフレームの通信番号が、“１”、“２”、“４”の順に受け取ると、通信番号が“３”のフレームが抜けていると判断し、通信番号が“３”のフレームの到着を待つ。しかし、通信番号が“３”に相当するフレームは、既にユニキャストで中継した後であるため、新たに他のネットワークから通信番号が“３”に相当するフレームが到着すると、そのままコンピュータに中継してしまう。このとき、宛先のコンピュータは通信番号が“３”であるフレームを重複受信することになり、あて先のコンピュータの処理にエラーが生じる場合がある。

【0013】

本発明はこのような状況に鑑みて成されたものであり、様々な通信方式で到着するフレームの到着順を確実に識別して処理を行うことを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0014】

本発明は、コンピュータ装置が送信するフレームを中継してネットワークに接続された他のネットワーク中継装置に送信し、他のネットワーク中継装置からネットワークを介して受信したフレームをコンピュータ装置に中継するネットワーク中継装置であって、ネットワークから到着したフレームの到着順を管理すると共に、他のネットワーク中継装置によってフレームが送信された順序を示す通信番号を、他のネットワーク中継装置毎に管理する受信管理テーブルと、ネットワークから１対多の通信方式でフレームが到着すると、フレームから取得した通信番号を他のネットワーク中継装置毎に受信管理テーブルに書込み、ネットワークから１対１の通信方式でフレームが到着すると、フレームから取得した通信番号、及びコンピュータ装置を特定する識別符号を他のネットワーク中継装置毎に受信管理テーブルに書込んで、フレームの着順を通信方式毎に管理するフレーム伝送制御部と、を備えたものである。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、通信方式が混在した状態で到着したフレームについて、それぞれの通信方式毎にフレームの通信番号を管理する。このため、フレームの重複受信や受信抜けを防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の一実施の形態例における２重化ネットワークシステムの構成例を示すネットワーク接続図である。

【図2】本発明の一実施の形態例におけるネットワーク中継装置の内部構成の例を示すブロック図である。

【図3】本発明の一実施の形態例におけるネットワーク中継装置において、現用系コンピュータと１系ネットワーク及び２系ネットワークとの間に構成されるフレームの伝送経路の例を示した図である。

【図4】本発明の一実施の形態例におけるネットワーク中継装置に含まれるネットワークスイッチ及び２分岐接続装置の詳細な構成例を示すブロック図である。

【図5】本発明の一実施の形態例における２重化ネットワークシステムを流れるフレームを管理する例を示す説明図である。

【図6】本発明の一実施の形態例における２重化ネットワーク中継装置が中継するフレームフォーマットの例を示す説明図である。

【図7】本発明の一実施の形態例における受信管理テーブルの例を示す説明図である。

【図8】本発明の一実施の形態例におけるフレームの受信状態を示す概念図である。

【図9】本発明の一実施の形態例における通信番号の初期化フレームのギャップタイムと廃棄処理を行う処理の例を示す説明図である。

【図10】従来の受信管理テーブルの例を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明の一実施の形態例（以下、「本実施の形態例」という）について、図１〜図９を参照して説明する。本実施の形態例では、２重化したネットワークを用いて行うフレームの伝送処理の信頼性を高めた２重化ネットワークシステム６に適用した例について説明する。この２重化ネットワークシステム６では、コンピュータがプログラムを実行することにより、後述する内部ブロックが連携して行うネットワーク管理方法を実現する。

【0018】

図１は、２重化ネットワークシステム６の構成例を示すネットワーク接続図である。
２重化ネットワークシステム６は、２重化された１系ネットワーク５ａと２系ネットワーク５ｂ（以下、「２重化ネットワーク５」と総称する）とを備える。２重化ネットワーク５は、例えば、光ファイバによって配設された広帯域の幹線伝送路であり、高速でフレームを転送することが可能である。また、この２重化ネットワークシステム６は、現用系として用いられるネットワーク中継装置２を備える。２重化ネットワーク中継装置２には、それぞれ１系コンピュータ１ａ、２系コンピュータ１ｂ（以下、「２重化コンピュータ１」と総称する）が接続される。

【0019】

フレームの送信元となるネットワーク中継装置２は、２重化コンピュータ１が送信するフレームを中継してネットワークに接続された他のネットワーク中継装置２に送信する。一方、フレームの宛先となるネットワーク中継装置２は、送信元のネットワーク中継装置２から２重化ネットワーク５を介して受信したフレームを２重化コンピュータ１に中継することができる。

【0020】

図１に示す２重化ネットワーク５には、それぞれネットワーク接続装置３ａ，３ｂ（以下、「２重化ネットワーク接続装置３」と総称する）を介して３台のネットワーク中継装置２が設置される。これら３台のネットワーク中継装置２は、例えば、それぞれ駅毎に１台ずつ設置されており、駅間でのフレーム通信は２重化ネットワーク５を介して行われる。ここで、第１の駅に設置されたネットワーク接続装置３ａは、１系ネットワーク５ａに接続され、ネットワーク接続装置３ｂは、２系ネットワーク５ｂに接続される。また、第１の駅に設置されたネットワーク中継装置２には、それぞれ現用系の計算機（コンピュータ）として用いる１系コンピュータ１ａと、待機系の計算機として用いる２系コンピュータ１ｂが接続される。

【0021】

２重化コンピュータ１は、いわゆるホットスタンバイの２重化方式が採られている。すなわち、１系コンピュータ１ａは、予め定められたアプリケーションを実行する現用系コンピュータとして動作する。また、２系コンピュータ１ｂは、そのアプリケーションの実行を待機している待機系コンピュータとして動作する。

【0022】

ホットスタンバイの２重化コンピュータ１では、現用系コンピュータの正常機能が喪失した場合や、現用系コンピュータと２重化ネットワーク接続装置３との間の通信に障害が発生した場合等に以下の動作を行う。すなわち、現用系コンピュータは、待機系コンピュータとなり、それまでの待機系コンピュータが現用系コンピュータとなって、所定のアプリケーションを継続して実行する。

【0023】

なお、他の第２の駅、第ｎの駅についても、１系コンピュータ１ａ、２系コンピュータ１ｂ（以下、「２重化コンピュータ１」と総称する）、ネットワーク中継装置２、２重化ネットワーク接続装置３がそれぞれ設置されるため、重複する説明を省略する。また、ネットワーク中継装置２及び２重化ネットワーク接続装置３を接続する支線伝送路、並びにネットワーク中継装置２と２重化コンピュータ１を接続する支線伝送路を「支線」とも略称する。支線は、システムの構成に応じて増減することが可能である。そして、支線内で接続された各装置を「ネットワークノード」と呼ぶ。そして、例えば、誤ってケーブル等を接続した際に、２重化コンピュータ１やネットワーク中継装置２が受信したフレームは廃棄する仕様としてある。

【0024】

次に、ネットワーク中継装置２の詳細な構成例について説明する。
図２は、ネットワーク中継装置２の内部構成の例を示すブロック図である。

【0025】

２重化ネットワーク５は、それぞれ、リング状のネットワークとして構成され、１系ネットワーク５ａと２系ネットワーク５ｂは、互いに独立に同時に動作する。従って、第１の駅に設置された２重化コンピュータ１（現用系）から送出されたフレームは、ネットワーク中継装置２の働きによって、２つの同一のフレームに分離される。分離されたフレームはそれぞれ別個に、２重化ネットワーク５を経由して、例えば、第ｎの駅に設置された宛先となる２重化コンピュータ１（現用系）へ送信される。ただし、実際に第ｎの駅に設置された２重化コンピュータ１が受信するのは、先に到着したフレームだけであり、後に到着したフレームは宛先のネットワーク中継装置２によって廃棄される。

【0026】

ここで、ネットワーク中継装置２は、２つのネットワークスイッチ２０と、２つの２分岐接続装置１０と、を備える。
ネットワークスイッチ２０は、例えば、一般のスイッチングハブなどを用いて構成することができる。その基本機能は、２重化ネットワーク５で通信されるフレームからネットワーク中継装置２に接続されている２重化コンピュータ１宛のフレームを取り出し、その取り出したフレームを２重化コンピュータ１へ送信することにある。

【0027】

なお、ネットワークスイッチ２０は、他の駅に設置された１系ネットワーク５ａから送信された監視フレームに応答して、所定の応答フレームを返送する機能など、一般のスイッチングハブが有していない伝送経路を診断する機能なども有している。

【0028】

また、２分岐接続装置１０は、１つの伝送路を２つの伝送路に分岐すると共に、２つの伝送路を１つの伝送路に合流させる機能を有する。すなわち、２分岐接続装置１０は、２重化コンピュータ１に接続された伝送路を、１系ネットワーク５ａに到る伝送路と２系ネットワーク５ｂに到る伝送路とに分岐する。また、１系ネットワーク５ａからの伝送路と２系ネットワーク５ｂからの伝送路とを、２重化コンピュータ１に接続された伝送路に合流させる。

【0029】

図３は、ネットワーク中継装置２において、現用系コンピュータと２重化ネットワーク５との間に構成されるフレームの伝送経路の例を示した図である。図３Ａは、１系コンピュータ１ａが現用系である場合における動作中の伝送路を示し、図３Ｂは、２系コンピュータ１ｂが現用系である場合における動作中の伝送路を示す。なお、図３において、太い実線は、動作中の伝送経路を表し、破線は、待機中の伝送経路を表す。

【0030】

図３Ａに示すように、１系コンピュータ１ａが現用系であるときには、１系コンピュータ１ａは、動作中の伝送路により、２分岐接続装置１０ａ、ネットワークスイッチ２０ａ及びネットワーク接続装置３ａを介して１系ネットワーク５ａに接続される。さらに、１系コンピュータ１ａは、２分岐接続装置１０ａ、ネットワークスイッチ２０ｂ及びネットワーク接続装置３ｂを介して２系ネットワーク５ｂに接続される。

【0031】

また、図３Ｂに示すように、２系コンピュータ１ｂが現用系であるときには、２系コンピュータ１ｂは、動作中の伝送路により、２分岐接続装置１０ｂ、ネットワークスイッチ２０ａ及びネットワーク接続装置３ａを介して１系ネットワーク５ａに接続される。さらに、２系コンピュータ１ｂは、２分岐接続装置１０ｂ、ネットワークスイッチ２０ｂ及びネットワーク接続装置３ｂを介して２系ネットワーク５ｂに接続される。

【0032】

以上のように、ネットワークスイッチ２０及び２分岐接続装置１０の基本機能は、いずれも、２重化コンピュータ１と２重化ネットワーク接続装置３との間の伝送路を切替えることにある。

【0033】

続いて、図４を参照して、ネットワーク中継装置２のさらに詳細な構成及び機能について説明する。
図４は、ネットワーク中継装置２に含まれるネットワークスイッチ２０及び２分岐接続装置１０の詳細な構成例を示すブロック図である。

【0034】

上述したように、２分岐接続装置１０においては、２重化コンピュータ１に接続された伝送路１１は、１系ネットワーク５ａに到る伝送路１２と２系ネットワーク５ｂに到る伝送路１３とに分岐される。

【0035】

一般に、伝送路は、送信伝送路と受信伝送路がペアになって構成されているが、２分岐接続装置１０におけるフレームの送受信処理は、送信伝送路と受信伝送路とでは、一部異なっているので、以下に補足する。

【0036】

２分岐接続装置１０において、２重化コンピュータ１からフレームが送信される側の送信伝送路については、伝送路１１を、電気的に単純に、伝送路１２と伝送路１３とに分岐するものであればよい。そうすれば、現用系コンピュータから出力されたフレームは、２分岐接続装置１０によって同じフレームが１系ネットワーク５ａ側の伝送路１２にも、２系ネットワーク５ｂ側の伝送路１３にも送出されることになる。なお、待機系コンピュータである２系コンピュータ１ｂからは、１系ネットワーク５ａ又は２系ネットワーク５ｂに到るフレームは送出されない。

【0037】

それに対し、２重化コンピュータ１がフレームを受信する側の伝送路については、伝送路１１〜１３は、ハードウェアの構成として切り離される。これは、伝送路１２からのフレームと伝送路１３からのフレームとの衝突を回避することを目的としたものである。そこで、２分岐接続装置１０には、フレームの衝突を調整するための伝送制御を行う受信フレーム伝送制御部１４が設置されている。

【0038】

すなわち、受信フレーム伝送制御部１４には、例えば、受信フレームを一時的に記憶するバッファメモリ１５が設置される。そして、１系ネットワーク５ａからの受信フレーム及び２系ネットワーク５ｂからの受信フレームは、一旦バッファメモリ１５に記憶された後、順次、２重化コンピュータ１に接続された伝送路１１に送出される。

【0039】

次に、ネットワークスイッチ２０の詳細な構成及び機能について説明する。
ネットワークスイッチ２０は、フレーム伝送制御部２１、経路切替部２２、監視フレーム伝送制御部２３、現用系接続スイッチ制御部２４、重複フレーム廃棄処理部２５、受信管理テーブル２６、送信管理テーブル２７、バッファメモリ２８を備える。

【0040】

フレーム伝送制御部２１は、いわゆる一般のスイッチングハブそのものに対応する構成及び機能を有し、１系ネットワーク５ａ又は２系ネットワーク５ｂの幹線伝送路の一部を構成する。

【0041】

すなわち、フレーム伝送制御部２１には、図示しない複数の通信ポートが設置されている。各通信ポートは、入力伝送路及び出力伝送路の接続端子を有している。フレーム伝送制御部２１は、ある通信ポートの入力伝送路から入力したフレームに含まれる宛先アドレス（ＭＡＣアドレス等）に応じて、適宜、そのフレームを出力する通信ポートを決定する。そして、フレーム伝送制御部２１は、入力したフレームを、決定した通信ポートに接続された出力伝送路へ送出する。このとき、フレーム伝送制御部２１は、フレームの送信順を示す通信番号をフレームに付して送信する。

【0042】

一方、フレーム伝送制御部２１は、２重化ネットワーク５から１対多の通信方式（例えば、ブロードキャスト）でフレームが到着すると、フレームから取得した通信番号を送信元のネットワーク中継装置２毎に受信管理テーブル２６に書込む。そして、２重化ネットワーク５から１対１の通信方式（例えば、ユニキャスト）でフレームが到着すると、フレームから取得した通信番号、及びコンピュータを特定する識別符号を送信元のネットワーク中継装置２毎に受信管理テーブル２６に書込んで、フレームの着順を通信方式毎に管理する。

【0043】

経路切替部２２は、フレーム伝送制御部２１に接続されている伝送路２１ａに接続すべき伝送路を、１系コンピュータ１ａに到る伝送路２２ａ及び２系コンピュータ１ｂに到る伝送路２２ｂから一方を選択し、その接続関係を切替える機能をもつ。伝送路２２ａには、スイッチＳＷａが設置され、伝送路２２ｂには、スイッチＳＷｂが設置され、そのうち一方がオンし、他方がオフする。なお、図４では、スイッチＳＷａがオン、スイッチＳＷｂがオフしている。

【0044】

スイッチＳＷａ，ＳＷｂのオン又はオフの制御は、現用系接続スイッチ制御部２４から供給される現用系指示信号によって行われる。ここで、現用系指示信号は、１系コンピュータ１ａ又は２系コンピュータ１ｂのいずれかを現用系として指示する信号である。スイッチＳＷａ，ＳＷｂは、現用系となっている１系コンピュータ１ａ又は２系コンピュータ１ｂ側に接続される伝送路２２ａ，２２ｂ上のものがオンし、他方がオフする。

【0045】

従って、ネットワークスイッチ２０ａ，２０ｂは、現用系となっている１系コンピュータ１ａ又は２系コンピュータ１ｂに到る伝送路を接続する。そして、待機系となっている２系コンピュータ１ｂ又は１系コンピュータ１ａに到る伝送路を切断、つまり、閉塞する。

【0046】

なお、これらのスイッチＳＷａ，ＳＷｂは、ハードウェア的に伝送路を切断するものに限定されるものではない。例えば、ネットワークスイッチ２０にマイクロプロセッサが設置される場合には、マイクロプロセッサのプログラム制御で２重化コンピュータ１との間でフレームの送受信をするか、又は、送受信を停止するかによって、スイッチＳＷａ，ＳＷｂのオン又はオフを実現してもよい。

【0047】

監視フレーム伝送制御部２３は、２重化コンピュータ１から自装置（ネットワークスイッチ２０）宛に送信された監視フレームを受信すると、そのとき自装置が正常に動作している場合には、自装置が正常であることを示す情報を含んだ応答フレームを、送信元の２重化コンピュータ１のそれぞれに返送する。

【0048】

ここで、２重化コンピュータ１から送信される監視フレームには、自身の動作状態を示す情報、すなわち、自身が現用系であるか又は待機系であるかを示す情報が含まれている。現用系接続スイッチ制御部２４は、監視フレーム伝送制御部２３によって受信された監視フレームからその現用系であるか又は待機系であるかを示す情報を取り出し、その情報に基づき、経路切替部２２に対し、現用系指示信号を出力する。現用系指示信号は、例えば、１ビットのフラグ信号であり、“０”の場合、１系コンピュータ１ａが現用系、“１”の場合、２系コンピュータ１ｂが待機系と定める。

【0049】

上述したように２重化ネットワーク５は互いに独立してフレームを伝送する。ここで、現用系の１系コンピュータ１ａから送信されたフレームは、１系ネットワーク５ａ及び２系ネットワーク５ｂの両方を経由して、宛先となる現用系の１系コンピュータ１ａへ届けられる。その場合、宛先の現用系の１系コンピュータ１ａは、同じフレームが２重に到着しており、一方のフレームを廃棄する必要がある。

【0050】

重複フレームの廃棄処理は、現用系の１系コンピュータ１ａ自身が行うことができる。そこで、ネットワーク中継装置２が備えるネットワークスイッチ２０ａ，２０ｂのそれぞれに重複フレーム廃棄処理部２５を設け、重複フレーム廃棄処理部２５で重複フレームの一方のフレームを廃棄する。重複フレーム廃棄処理部２５は、送信元のネットワーク中継装置２が２重化ネットワーク５で同じフレームを送信する場合に、フレーム伝送制御部２１から渡されたフレームの内、ネットワークから先着したフレームは受信処理を行ってフレーム伝送制御部２１に返す。そして、先着したフレームと同じ通信番号が付されてネットワークから後着したフレームは廃棄処理を行う処理を行う。

【0051】

具体的には、ネットワークスイッチ２０ａの重複フレーム廃棄処理部２５は、フレーム伝送制御部２１が受信したフレームから現用系の１系コンピュータ１ａ宛のフレームを取り出す。そして、同じネットワーク中継装置２内にある他方のネットワークスイッチ２０ｂの重複フレーム廃棄処理部２５で同様にして取り出されたフレームと比較する。この比較に際して、後述するようにフレームに付された通信番号が参照される。

【0052】

例えば、受信したフレームと同じフレームが他方のネットワークスイッチ２０ｂの重複フレーム廃棄処理部２５で既に取り出されていた場合、すなわち、先着のフレームがあった場合には、その取り出した後着のフレームを廃棄する。これにより、現用系の１系コンピュータ１ａは、重複したフレームを受信しなくて済む。

【0053】

上記の処理は、１系コンピュータ１ａが待機系であり、２系コンピュータ１ｂが現用系である場合にも同様に行われる。このときには、上記の処理で現用系及び待機系として説明した処理ブロックを逆に入れ替えればよい。

【0054】

なお、フレームに付される通信番号は、ネットワーク中継装置２にフレームが到着した順で受信管理テーブル２６を用いて管理される。この受信管理テーブル２６は、２重化ネットワーク５から到着したフレームの到着順を管理すると共に、送信元のネットワーク中継装置２によってフレームが送信された順序を示す通信番号を、送信元のネットワーク中継装置２毎に管理する。そして、受信管理テーブル２６は、ネットワークスイッチ２０ａ，２０ｂのそれぞれに設けてあり、２重化ネットワーク５に接続される各駅のネットワーク中継装置２毎に複数ある。

【0055】

フレーム伝送制御部２１は、ネットワークスイッチ２０ａが現用系に設定されると、現用系の受信管理テーブル２６に書き込んだ内容を適宜待機系の受信管理テーブル２６に同期させる。これにより、ネットワークスイッチ２０ａが待機系に変更され、ネットワークスイッチ２０ｂが現用系に変更された場合であっても、ネットワークスイッチ２０ｂは、自身が持つ受信管理テーブル２６によってフレームの受信状況の管理を引き継ぐことができる。

【0056】

また、２重化コンピュータ１が送信するフレームに付される通信番号は、ネットワーク中継装置２が送信する順に送信管理テーブル２７を用いて管理される。送信管理テーブル２７は、ネットワークスイッチ２０ａ，２０ｂのそれぞれに設けてあり、２重化ネットワーク５に接続される各駅のネットワーク中継装置２毎に複数ある。

【0057】

フレーム伝送制御部２１は、ネットワークスイッチ２０ａが現用系に設定されると、現用系の送信管理テーブル２７に書き込んだ内容を適宜待機系の送信管理テーブル２７に同期させる。これにより、ネットワークスイッチ２０ａが待機系に変更され、ネットワークスイッチ２０ｂが現用系に変更された場合であっても、ネットワークスイッチ２０ｂは、自身が持つ送信管理テーブル２７によってフレームの受信状況の管理を引き継ぐことができる。

【0058】

次に、送信元と宛先のネットワーク中継装置２が行うフレームの処理について更に詳細な説明を行う。
図５は、２重化ネットワークシステム６を流れるフレームを管理する例を示す説明図である。ここでは、説明を簡単にするために、フレームの送受信を行うコンピュータはいずれも１系のものとし、第１の駅から第ｎの駅にフレームを送信するものとする。図中でフレームの流れは太矢印で表している。図５では、受信管理テーブル２６及び送信管理テーブル２７の各種のフィールドの内、ＭＡＣアドレスフィールドと通信番号フィールドだけを取り出して説明する。

【0059】

２重化ネットワークシステム６内の各装置には、それぞれ個別に識別符号が付されている。この識別符号としては、例えば、ＭＡＣアドレス、ＩＰアドレスがある。このため送信元と宛先のコンピュータは一意に識別され得る。

【0060】

まず、送信元の１系コンピュータ１ａがフレームを送信すると、送信元のネットワーク中継装置２が備える送信管理テーブル２７には、宛先の１系コンピュータ１ａのＭＡＣアドレスが書き込まれる。宛先の１系コンピュータ１ａの識別符号として用いられるＭＡＣアドレスは、送信元のネットワーク中継装置２が予め、識別符号取得プロトコルの一例としてのＡＲＰ（Address Resolution Protocol）等を用いて取得済みである。

【0061】

そして、宛先の１系コンピュータ１ａのＭＡＣアドレスに対する通信番号は、送信元のネットワーク中継装置２が送信するフレームの数が“１”増える毎に、“１”ずつ増やして送信管理テーブル２７に書き込んでいく。ここで、送信元のネットワーク中継装置２は、既に４つのフレームを中継しており、通信番号フィールドには、次に中継するフレームに付される予定の通信番号“５”が書き込まれているとする。

【0062】

このため、送信元のネットワーク中継装置２が通信番号“５”のフレームを中継すると、通信番号フィールドの値が“５”から“６”に増える。このようにして送信元のネットワーク中継装置２は、宛先の１系コンピュータ１ａから中継したフレームの通信番号を管理する。

【0063】

送信元のネットワーク中継装置２は、上述したように分岐したフレームを２重化ネットワーク接続装置３に送信する。このため、１系ネットワーク５ａと２系ネットワーク５ｂには、同じフレームが流れる。その後、１系ネットワーク５ａと２系ネットワーク５ｂを流れたフレームは、それぞれ宛先の２重化ネットワーク接続装置３が受信し、宛先のネットワーク中継装置２に送信する。

【0064】

宛先のネットワーク中継装置２は、宛先の２重化ネットワーク接続装置３のうち、最先に到着したフレームを受信し、その次に到着したフレームを廃棄する。ここで、宛先のネットワーク中継装置２がフレームの受信時に用いる受信管理テーブル２６は、送信元の１系コンピュータ１ａから受信するフレームを管理するために用いられる。この受信管理テーブル２６には、宛先の１系コンピュータ１ａのＭＡＣアドレスが書き込まれており、受信したフレームの通信番号も書き込まれている。

【0065】

例えば、宛先の１系コンピュータ１ａが既に５フレームを受信している場合、宛先の受信管理テーブル２６には、通信番号が“６”と書き込まれている。その後、通信番号が“６”のフレームを受信すると、宛先の受信管理テーブル２６の通信番号が“６”から“７”に増える。そして、宛先のネットワーク中継装置２は、通信番号が重複していないフレームについては、宛先の１系コンピュータ１ａに中継する。

【0066】

次に、フレームの構成例を説明する。
図６は、ネットワーク中継装置２が中継するフレームフォーマットの例を示す説明図である。

【0067】

このフレームフォーマットは、ネットワーク中継装置２の間で送受信するフレームに適用される。フレームフォーマットには、ＭＡＣアドレスフィールド、ＩＰアドレスフィールド、ユーザ情報フィールド、及び通信番号フィールドが含まれる。なお、これらのフィールド以外の情報も含まれる場合があるが、ここでは説明を省略する。

【0068】

フレームに含まれる各フィールドの詳細な内容については、上述した図１０に示した従来の受信管理テーブルと同様であるが、本実施の形態例に係る受信管理テーブル２６では、通信方式に合わせて送受信の通信番号フィールドを追加した点が異なる。なお、送受信の通信番号フィールドの数は、２重化ネットワークシステム６で用いる通信方式の数に応じて増減することが可能であり、「トレーラ」とも呼ばれる。

【0069】

ブロードキャストを用いてフレームを送受信する場合には、例えば、ＩＣＭＰ（Internet Control Message Protocol）、ＵＤＰ（User Datagram Protocol）が用いられる。また、ユニキャストを用いてフレームを送受信する場合には、例えば、ＩＣＭＰ，ＵＤＰ，ＴＣＰ（Transmission Control Protocol）が用いられる。

【0070】

ネットワーク中継装置２は、支線内の２重化コンピュータ１からフレームを受信すると、送受信の通信番号フィールドを加え、２重化ネットワーク接続装置３を介して２重化ネットワーク５にフレームを中継する。このようにフレームに送受信の通信番号フィールドを加える処理を「カプセル化処理」と呼ぶ。逆に、ネットワーク中継装置２は、２重化ネットワーク５から２重化ネットワーク接続装置３を介して受信したフレームから送受信の通信番号フィールドの内容を読み取った後、送受信の通信番号フィールドをフレームから除いて、支線内の２重化コンピュータ１にフレームを中継する。このようにフレームから送受信の通信番号フィールドを除く処理を「デカプセル化処理」と呼ぶ。

【0071】

ここで、送受信の通信番号フィールドは、フレームの最後尾に追加することが望ましい。例えば、フレームの送信中にネットワーク障害が発生した場合には、２重化ネットワーク５の途中にアナライザを入れてフレームの内容を確認する運用が行われている。このアナライザは、一般的にＭＡＣアドレスフィールド、ＩＰアドレスフィールド、ユーザ情報フィールドの並び順でフレームから取り出した内容を確認し、プロトコルの解析を行う。このため、アナライザによる解析が行いやすいように送受信の通信番号フィールドの配置する箇所を検討する必要がある。本実施の形態例に係るフレームでは、ユーザ情報フィールドの後ろに送受信の通信番号フィールドを設けることによって、従来から行っているアナライザでの解析やジャーナル機能の実行に影響しないようにしている。

【0072】

図７は、受信管理テーブル２６の構成例を示す。図７Ａは、第１の駅から受信するフレームを管理するための第１の受信管理テーブル２６ａの構成例を示し、図７Ｂは、第２の駅から受信するフレームを管理するための第２の受信管理テーブル２６ｂの構成例を示す。

【0073】

ネットワーク中継装置２は、２重化ネットワーク５に接続されたネットワーク中継装置２毎に受信管理テーブル２６を持ち、受信したフレームの通信番号を駅毎に管理する。ここでは、受信管理テーブル２６の例として、第１の駅に対して設けられる第１の受信管理テーブル２６ａ、第２の駅に対して設けられる第２の受信管理テーブル２６ｂを例に挙げている。この受信管理テーブル２６には、着順フィールド、ＭＡＣアドレスフィールド、ＩＰアドレスフィールド、ユーザ情報フィールド、通信番号フィールドが含まれる。

【0074】

着順フィールドには、送信元のネットワーク中継装置２から受信したフレームの着順が書き込まれる。
ＭＡＣアドレスフィールドには、ユニキャスト通信が行われる際に、宛先の２重化コンピュータ１に割り振られたＭＡＣアドレスが書き込まれる。
ＩＰアドレスフィールドには、ネットワーク中継装置２に割り振られたＩＰアドレスが書き込まれる。
ユーザ情報フィールドには、フレームがユニキャスト通信又はブロードキャスト通信のうち、いずれの通信方式で送信されたかが書き込まれる。
第１の通信番号フィールドには、ブロードキャストで到着したフレームの通信番号が書き込まれる。
第２の通信番号フィールドには、ユニキャストで到着したフレームの通信番号が書き込まれる。

【0075】

図７Ａに示す第１の駅に対して設けられた第１の受信管理テーブル２６ａでは、ブロードキャストで受信したフレームの通信番号は“１”、“２”、“３”の順に管理され、送信元のネットワーク中継装置２のＩＰアドレス“x.x.x.1”が書き込まれる。また、ユニキャストで受信した通信番号は、“１”と管理され、送信元のネットワーク中継装置２のＩＰアドレス“x.x.x.1”と、宛先の１系コンピュータ１ａのＭＡＣアドレス“00-11-22-33-44-55”が書き込まれる。

【0076】

一方、図７Ｂに示す第２の駅に対して設けられた受信管理テーブル２６では、ブロードキャストで受信したフレームの通信番号は“１”、“２”の順に管理され、送信元のネットワーク中継装置２のＩＰアドレス“x.x.x.2”が書き込まれる。また、ユニキャストで受信した通信番号は、“１”、“２”と管理され、送信元のネットワーク中継装置２のＩＰアドレス“x.x.x.2”と、宛先の１系コンピュータ１ａのＭＡＣアドレス“00-11-22-33-44-66”が書き込まれる。このように通信方式に合わせて通信番号を駅（ネットワーク中継装置２）毎に個別に管理している。このため、宛先のネットワーク中継装置２に対してブロードキャスト又はユニキャストでフレームを送信したネットワーク中継装置２がどれであるか容易に判別し、着順も管理できる。これにより、フレームの抜けや重複受信を確実に防ぐことができる。

【0077】

次に、フレームの受信状態を確認するための判断処理について説明する。
図８は、フレームの受信状態を示す概念図である。
宛先のネットワーク中継装置２は、図６に説明したようにフレームに付された通信番号をフレーム毎に管理している。ここで、通信番号は、所定の範囲の値をサイクリックに使用する。ただし、オール０となる値は、受信管理テーブル２６に書き込まれた通信番号の初期化に用いるため、フレームには付されない。

【0078】

ネットワーク中継装置２が備えるフレーム伝送制御部２１は、２重化ネットワーク５から受信した２つのフレームの先着受信及び後着廃棄を行うために、以下の計算を行う。なお、上述したように宛先のネットワーク中継装置２が管理する通信番号は、次にフレームを受信する際にフレームに付されているであると予想される通信番号が付されている。

【0079】

（１）（宛先のネットワーク中継装置２が管理する通信番号）−（フレームに付された通信番号）＝０
この条件は、図中の値２７ａに該当する。このとき、フレームは正常に先着受信されているため、ネットワーク中継装置２は、支線の２重化コンピュータ１にフレームを中継する。

【0080】

（２）（宛先のネットワーク中継装置２が管理する通信番号）−（フレームに付された通信番号）＜所定値
この条件は、０より大きく所定値までの範囲２７ｂに該当する。この所定値は、通信番号の最大値より小さいものとする。このとき、先着したフレームの通信番号は、後着したフレームの通信番号よりも大きいため、ネットワーク中継装置２は、本来後から受信すべきフレームが先着したことが分かる。このような状態を「フレーム抜け」と呼ぶ。このため、ネットワーク中継装置２は、上記の（１）の条件に該当するまでバッファメモリ２８に受信したフレームを保持する。

【0081】

（３）（宛先のネットワーク中継装置２が管理する通信番号）−（フレームに付された通信番号）≧所定値
この条件は、所定値から最大値までの範囲２７ｃに該当する。このとき、ネットワーク中継装置２は、１系ネットワーク５ａ又は２系ネットワーク５ｂのいずれかで受信してバッファメモリ２８に保持しておいたフレームに対して、他の系のネットワークからフレームを受信するまで待機する。このため、受信したフレームは、支線の２重化コンピュータ１に中継しない。

【0082】

なお、送信元のネットワーク中継装置２が初めてフレームを送信する場合には、フレームの通信番号にオール０を付して、宛先のネットワーク中継装置２が管理する通信番号の初期化を行う。また、送信元と宛先のネットワーク中継装置２の間で所定期間を超えて通信が行われなくなった場合にも、受信管理テーブル２６で管理していた通信番号の初期化を行う。

【0083】

次に、フレームをバッファリングする処理について説明する。
上述したように宛先のネットワーク中継装置２は、既に受け取ったフレームの通信番号に対して、新たに受け取ったフレームの通信番号が連番でない場合には、通信番号が連番となるフレームを受け取るまで、フレームを保持し続ける。このような動作を「バッファリング」と呼ぶ。

【0084】

ネットワーク中継装置２は、バッファリングを行って以下の動作を制御する。
（１）フレーム抜けが発生した場合に、該当するフレームと共に、後続のフレームも保持する。
（２）他の系から抜けていた通信番号のフレームを受信すると、このフレームを支線内の２重化コンピュータ１に中継する。さらに、バッファリングしていたフレームも中継する。
（３）他の系から受信したフレームの通信番号が既にバッファリングしているフレームの通信番号と同一であると、２重化ネットワーク５では共にフレームが抜けたと判断する。そして、バッファリングしているフレームの通信番号以降のフレームを支線内の２重化コンピュータ１に中継する。
（４）他の系からフレームを受信しなかった場合には、バッファリングしていたフレームを支線内の２重化コンピュータ１に中継する。このとき、バッファリング待ちタイマの監視を行う。ここで、送信元と宛先のネットワーク中継装置２の間で起こりえる最大の遅延時間をバッファリング待ちタイマとして管理している。このバッファリング待ちタイマとしては、例えば、７ミリ秒の値が用いられるが、２重化ネットワーク５の特性に応じて任意の値を設定してよい。
（５）バッファリング数が制限値を超えた場合には、バッファリングしていたフレームを支線内の２重化コンピュータ１に中継する。

【0085】

次に、通信番号を初期化するかどうかを判断する処理について図９と図１０を参照して説明する。
図９は、通信番号の初期化フレームのギャップタイムと廃棄処理を行う処理の例を示す説明図である。図９Ａは、２重化ネットワーク５を用いて同一フレームを受信する際の問題点を示し、図９Ｂは、この問題点を解消する方法について示している。

【0086】

始めに、図９Ａを参照しながら２重化ネットワーク５からフレームを受信する際の問題点について説明する。
宛先のネットワーク中継装置２は、１系ネットワーク５ａから通信番号が“１０１”、“１０２”の順にフレームを受信した後、初期化フレームを受信したことにより、通信番号を初期化している。この初期化フレームは、送信元のネットワーク中継装置２の起動に伴って送信元のネットワーク中継装置２から送信されるものである。そして、１系ネットワーク５ａから通信番号が“１”、“２”の順にフレームを受信している。

【0087】

しかし、このネットワーク中継装置２は、１系ネットワーク５ａから通信番号が“１”、“２”のフレームを受信する間に、２系ネットワーク５ｂから通信番号が“１０１”のフレームを受信している。さらに、１系ネットワーク５ａから通信番号が“２”のフレームを受信した後、２系ネットワーク５ｂから通信番号が“１０２”のフレームを受信している。ここで、２系ネットワーク５ｂから受信した通信番号が“１０１”、“１０２”のフレームは、既に１系ネットワーク５ａから受信したフレームであるため、このまま支線内の２重化コンピュータ１に中継すると、２重化コンピュータ１は同じフレームを重複して受信してしまう。

【0088】

また、ネットワーク中継装置２は、２系ネットワーク５ｂから通信番号が“１０２”のフレームを受信した後、２系ネットワーク５ｂから初期化フレームを受信しており、通信番号の初期化を行っている。このため、通信番号は再び初期化され、２系ネットワーク５ｂから受信した通信番号が“１”、“２”のフレームを２重化コンピュータ１に中継してしまう。このとき、２重化コンピュータ１は、通信番号が“１”、“２”のフレームを重複受信することにより、２重化コンピュータ１の処理に影響が出る可能性がある。

【0089】

このため、図９Ｂに示すように、２重化ネットワーク５からフレームを受信する処理を変更した。つまり、フレーム伝送制御部２１は、２重化ネットワーク５の一方のネットワークから先着したフレームの到着時刻から所定時間内で到着した次の通信番号のフレームの受信処理を行う。一方、所定時間を超えて先着したフレームの次の通信番号のフレームが到着した場合には、受信管理テーブル２６の初期化処理を行うようにしている。

【0090】

また、重複フレーム廃棄処理部２５は、フレーム伝送制御部２１が２重化ネットワーク５の１系ネットワーク５ａから先着した初期化フレームによって受信管理テーブル２６の初期化処理を行った後に、所定期間内で２系ネットワーク５ｂから初期化フレームが後着した場合に、先着した初期化フレームと後着した初期化フレームの間で受信したフレームと同じ通信番号が付された、２系ネットワーク５ｂから到着したフレームの廃棄処理を行う。

【0091】

具体的には、まず、宛先のネットワーク中継装置２は、１系ネットワーク５ａから通信番号が“１０１”のフレームを受信した直後に、２系ネットワーク５ｂから通信番号が“１０２”のフレームを受信したとする。ここで、１系ネットワーク５ａから次のフレームを受信するまでの経過時間が、例えば１３０ミリ秒以上であるとする。このとき、宛先のネットワーク中継装置２は、１系ネットワーク５ａから受信した初期化フレームに基づいて通信番号の初期化を行う。そして、この初期化を行ってから１２８ミリ秒以内に１系ネットワーク５ａから受信した通信番号が“１”、“２”のフレームを正常なフレームとして２重化コンピュータ１に中継する。

【0092】

一方、２系ネットワーク５ｂから受信するフレームが、最後に受信したフレームから１３０ミリ秒以上を経過すると、２系ネットワーク５ｂから受信した初期化フレームは廃棄する。このように後着した初期化フレームを廃棄すれば、先着した初期化フレームに初期化されたにもかかわらず、すぐ後に再び初期化されることを防ぐことができる。

【0093】

また、既に１系ネットワーク５ａから受信したフレームと同じ通信番号である２系ネットワーク５ｂから受信した“１”、“２”のフレームについても廃棄する。これにより、通信番号の初期化を行った後に、既に２重化コンピュータ１に中継したフレームを重複して中継することがなくなる。

【0094】

以上説明した一実施の形態例に係る２重化ネットワークシステム６によれば、宛先のネットワーク中継装置２が２重化ネットワーク５から受信するフレームの通信番号を通信方式毎に管理する。このため、送信元のネットワーク中継装置２は、ブロードキャストで送信したフレームの送信通信番号を管理する。一方、宛先のネットワーク中継装置２は、ユニキャストで受信したフレームの受信通信番号と、２重化コンピュータ１のＭＡＣアドレスを管理してフレームを中継する２重化コンピュータ１を特定している。このため、ユニキャストとブロードキャストが混在したフレームが到着しても、宛先のネットワーク中継装置２は、正しくフレームが受信したことを識別することができる。

【0095】

また、ネットワーク中継装置２は、２重化ネットワーク５に２重化ネットワーク接続装置３を介して接続される全てのネットワーク中継装置２毎に受信管理テーブル２６を作成しておく。このため、２重化ネットワーク５から受信したフレームの送信元であるネットワーク中継装置２について個別にフレームの通信番号を管理することができる。

【0096】

また、ネットワーク中継装置２は、所定時間を超えて先着したフレームの次の通信番号のフレームが到着した場合には、受信管理テーブル２６の初期化処理を行うことにより、フレームの抜けが発生したままバッファリングし続けないようにする。このため、バッファメモリ２８の容量を抑えることができる。

【0097】

また、ネットワーク中継装置２は、送信するフレームの先頭から宛先のコンピュータに付されるＭＡＣアドレス、ＩＰアドレス、ユーザ情報、通信番号の順にフィールドを配置する。これにより、２重化ネットワーク５の通信状況を、アナライザを用いて解析する際に、アナライザの解析範囲を一般的なフィールドの並びに従わせることができる。

【0098】

なお、上述した一実施の形態例に係る２重化ネットワークシステム６では、２重化ネットワーク５に適用した例を説明したが、１本のネットワークだけで構成してあってもよい。また、２重化コンピュータ１，２重化ネットワーク接続装置３も現用系と待機系で構成したが、現用系だけの構成としてもよい。

【0099】

また、上述した２重化ネットワークシステム６は、駅間のフレーム通信だけでなく、遠隔地のサーバがクライアントに対してフレームを送信したり、処理速度の異なるコンピュータが共に処理を行ったりする場合にも有効である。

【0100】

また、１対多の通信方式の例としてブロードキャストに適用した例を説明したが、マルチキャスト、エニーキャストに適用していてもよい。また、２重化ネットワーク５のネットワーク・トポロジーは、リング型で構成したが、メッシュ型、２重化されたバス型ネットワーク、２重化されたスター型等の各種の接続形態を採用することもできる。

【0101】

また、カプセル化処理及びデカプセル化処理は、２重化ネットワークシステム６だけでなく、ＶＬＡＮ（Virtual Local Area Network）等の各種のネットワークシステムに適用することも可能である。

【0102】

また、上述した実施の形態例における一連の処理は、ハードウェアにより実行することができるが、ソフトウェアにより実行することもできる。一連の処理をソフトウェアにより実行する場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータ、又は各種の機能を実行するためのプログラムをインストールしたコンピュータにより、実行可能である。例えば汎用のパーソナルコンピュータ等に所望のソフトウェアを構成するプログラムをインストールして実行すればよい。

【0103】

また、上述した実施の形態例の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記録媒体を、システムあるいは装置に供給してもよい。また、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（又はＣＰＵ等の制御装置）が記録媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても、本実施の形態例と同様の機能が実現されることは言うまでもない。

【0104】

この場合のプログラムコードを供給するための記録媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることができる。

【0105】

また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、上述した実施の形態例の機能が実現される。加えて、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ等が実際の処理の一部又は全部を行う。その処理によって上述した実施の形態例の機能が実現される場合も含まれる。

【0106】

また、本発明は上述した実施の形態例に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の要旨を逸脱しない限りその他種々の応用例、変形例を取り得ることは勿論である。

【符号の説明】

【0107】

１…２重化コンピュータ、１ａ…１系コンピュータ、１ｂ…２系コンピュータ、２…ネットワーク中継装置、３…２重化ネットワーク接続装置、３ａ，３ｂ…ネットワーク接続装置、５…２重化ネットワーク、５ａ…１系ネットワーク、５ｂ…２系ネットワーク、６…２重化ネットワークシステム、１０…２分岐接続装置、１０ａ，１０ｂ…２分岐接続装置、１１〜１３…伝送路、１４…受信フレーム伝送制御部、２０…ネットワークスイッチ、２０ａ，２０ｂ…ネットワークスイッチ、２１…フレーム伝送制御部、２１ａ…伝送路、２２…経路切替部、２２ａ，２２ｂ…伝送路、２３…監視フレーム伝送制御部、２４…現用系接続スイッチ制御部、２５…重複フレーム廃棄処理部、２６…受信管理テーブル、２６ａ…第１の受信管理テーブル、２６ｂ…第２の受信管理テーブル、２７…送信管理テーブル、２８…バッファメモリ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】