7582004 ゲート状態確認システム、ゲート状態確認方法、通信装置

(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】

(24)【登録日】2024-11-05

(45)【発行日】2024-11-13

(54)【発明の名称】ゲート状態確認システム、ゲート状態確認方法、通信装置

(51)【国際特許分類】

   H04L 47/56 20220101AFI20241106BHJP

   H04L 43/0864 20220101ALI20241106BHJP

【ＦＩ】

H04L47/56

H04L43/0864

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2021049816

(22)【出願日】2021-03-24

(65)【公開番号】P2022148220

(43)【公開日】2022-10-06

【審査請求日】2023-08-30

(73)【特許権者】

【識別番号】000006105

【氏名又は名称】株式会社明電舎

(74)【代理人】

【識別番号】100086232

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 博通

(74)【代理人】

【識別番号】100092613

【弁理士】

【氏名又は名称】富岡 潔

(74)【代理人】

【識別番号】100104938

【弁理士】

【氏名又は名称】鵜澤 英久

(74)【代理人】

【識別番号】100210240

【弁理士】

【氏名又は名称】太田 友幸

(72)【発明者】

【氏名】田島 昌明

【審査官】速水 雄太

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１８／０３０９６５５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１２－１３４６１４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｌ １２／００－１２／６６

４１／００－１０１／６９５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ＴＳＮ対応の通信装置に設定されたパケット送信用のスケジュールを定めたゲートの状態を確認するシステムであって、
前記確認を開始する一方の前記通信装置は、前記確認の対象となる任意に選択された他方の前記通信装置とパケットを往復させることにより、
前記両通信装置間の「Ｍｅａｎｐａｔｈ値」が記述されたゲート情報と、他方の前記通信装置までの実際の受信時間とを取得し、
前記ゲート情報に記述された「Ｍｅａｎｐａｔｈ値」に基づく理想の受信時間と前記実際の受信時間との時間差を算出し、
前記時間差に基づき前記ゲートの状態を確認することを特徴とするゲート状態確認システム。

【請求項2】

一方の前記通信装置が他方の前記通信装置に送信した第１パケットを転送する中間の前記通信装置は、受信ポート側の「Ｍｅａｎｐａｔｈ値」を前記パケットのデータ部分に追記し、
前記第１パケットを最後に受信した他方の前記通信装置は、受信ポート側の「Ｍｅａｎｐａｔｈ」値を前記データ部分に追記したゲート情報を一方の前記通信装置に返信し、
一方の前記通信装置は、前記返信の受信後に他方の前記通信装置に送信時刻を含んだ第２パケットを送信し、
前記第２パケットを受信した他方の前記通信装置は、前記第２パケットの送受信時刻に基づき実際の受信時間を算出し、算出された前記実際の受信時間を一方の前記通信装置に返信し、
一方の前記通信装置は、前記返信の受信後に前記ゲート情報に記述された「Ｍｅａｎｐａｔｈ」値に基づく前記理想の受信時間と、前記返信された実際の受信時間との時間差を算出する
ことを特徴とする請求項１記載のゲート情報確認システム。

【請求項3】

中間の前記通信装置に第２パケットを送信し、
前記第２パケットを受信した前記中間の前記通信装置は、前記第２パケットの送受信時刻に基づき前記実際の受信時間を算出し、算出された前記実際の受信時間を一方の前記通信装置に返信し、
一方の前記通信装置は、前記返信の受信後に前記ゲート情報に記述された「Ｍｅａｎｐａｔｈ」値に基づく前記中間の前記通信装置における理想の受信時間と、前記実際の受信時間との時間差を算出する
ことを特徴とする請求項２記載のゲート情報確認システム。

【請求項4】

前記時間差の大小に応じて前記ゲート状態を確認することを特徴とする請求項１～３のいずれか記載のゲート状態確認システム。

【請求項5】

前記各通信装置は、ＴＳＮの「ｇＰＴＰ」により時刻が同期され、
前記同期された時刻に基づき前記実際の受信時間が算出される
ことを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載のゲート情報確認システム。

【請求項6】

ＴＳＮ対応の通信装置に設定されたパケット送信用のスケジュールを定めたゲートの状態を確認する方法であって、
前記確認を開始する一方の前記通信装置は、前記確認の対象となる任意に選択された他方の前記通信装置とパケットを往復させることにより、前記両通信装置間の「Ｍｅａｎｐａｔｈ値」が記述されたゲート情報と他方の前記通信装置までの実際の受信時間とを取得するステップと、
前記ゲート情報に記述された「Ｍｅａｎｐａｔｈ値」に基づく理想の受信時間と前記実際の受信時間との時間差を算出し、算出された前記時間差に基づき前記ゲートの状態を確認するステップと、
を有することを特徴とするゲート状態確認方法。

【請求項7】

ＴＳＮ対応の通信装置であって、
任意に選択された他の通信装置におけるＴＳＮのパケット送信用のスケジュールを定めたゲート状態を確認する機能を備え、
前記確認の対象となる任意に選択された他の前記通信装置とパケットを往復させることにより、前記両通信装置間の「Ｍｅａｎｐａｔｈ値」が記述されたゲート情報と他の前記通信装置までの実際の受信時間とを取得し、
前記ゲート情報に記述された「Ｍｅａｎｐａｔｈ値」に基づく理想の受信時間と、前記実際の受信時間との時間差を算出し、
前記時間差に基づき前記ゲートの状態を確認することを特徴とする通信装置。

【請求項8】

他の前記通信装置に第１パケットを送信し、他の前記通信装置からの返信により前記ゲート情報を取得する「ｇＰＴＰ」タスクと、
他の前記通信装置に送信時刻を含めた第２パケットを送信し、他の前記通信装置から前記第２パケットの送受信時刻に基づく前記実際の受信時間の返信があれば前記時間差を算出するゲート管理タスクと、
を備えることを特徴とする請求項７記載の通信装置。

【請求項9】

前記ゲート管理タスクは、前記第１パケットを転送する中間の各通信装置に前記第２パケットを送信し、
中間の前記通信装置から記第２パケットの送受信時刻に基づく実際の受信時間の返信があれば、
前記ゲート情報の「Ｍｅａｎｐａｔｈ」値に基づく中間の前記通信装置における理想の受信時間と前記返信された実際の受信時間との時間差を算出する
ことを特徴とする請求項８記載の通信装置。

【請求項10】

請求項８記載の他の通信装置であって、
前記第１パケットを受信すれば、該受信したポート側の「Ｍｅａｎｐａｔｈ」値を記述したゲート情報を返信する「ｇＰＴＰ」タスクと、
前記第２パケットを受信すれば、前記実際の受信時間を計算して返信するゲート管理タスクと、
を備えることを特徴とする通信装置。

【請求項11】

請求項９記載の中間の通信装置であって、
前記第１パケットを受信すれば、該受信したポート側の「Ｍｅａｎｐａｔｈ値」を前記第１パケットのデータ部分に追記し、前記第１パケットを他の前記通信装置に転送する「ｇＰＴＰ」タスクと、
前記第２パケットを受信すれば、前記実際の受信時間を計算して返信するゲート管理タスクと、
を備えることを特徴とする通信装置。

【請求項12】

ＴＳＮの「ｇＰＴＰ」により時刻が同期され、
前記同期された時刻に基づき前記実際の受信時間が算出される
ことを特徴とする請求項７～１１記載の通信装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ＴＳＮ（Ｔｉｍｅ－Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ Ｎｅｔｗｏｒｋｉｎｇ）の「ＩＥＥＥ８０２．１ＡＳ（ｇＰＴＰ）」機能と、「ＩＥＥＥ８０２．１Ｑｂｖ（トラフィックスケジューリング」機能とを搭載した通信装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１・非特許文献１に記載されたＴＳＮは、標準のイーサネット（登録商標）を拡張する産業用ネットワークとＩＴネットワークとを相互運用するネットとワーク技術であって、「ＩＥＥＥ８０２．１ＡＳ」や「ＩＥＥＥ８０２．１Ｑｂｖ」など複数の規格から構成されている。

【0003】

１．ＩＥＥＥ８０２．１ＡＳ
「ＩＥＥＥ８０２．１ＡＳ」規格は「ｇＰＰＴ」と略称される。この「ｇＰＴＰ」機能による時刻同期パケットはＬ２層で、かつ「ＰｔｏＰ（隣接する機器同士）」透過機能のみしか使用することができない点で通常のＰＴＰ時刻同期パケットと相違する。

【0004】

具体的には「ｇＰＴＰ機能」の時刻同期は、図１に示すように、「ＰｔｏＰ（隣接する機器同士）」のＴＷＯステップを経て、式１により伝送時間Ｄ（Ｍｅａｎｐａｔｈ）が計算される。

【0005】

式（１）：伝送時間Ｄ＝「（Ｔ４－Ｔ３）＋（Ｔ２－Ｔ１）」／２＝「（Ｔ４－Ｔ１）－（Ｔ３－Ｔ２）」／２
図２は、ＰＴＰのＯＮＥステップによる時刻同期と前記ＴＷＯステップとの違いを「ＳＹＮＣ」メッセージを例に示している。すなわち、「ＯＮＥステップ」では、「Ｔ１」のタイムスタンプ情報を「ＳＹＮＣ」メッセージのパケットにセットして送信する。

【0006】

一方、ＴＷＯステップでは、「Ｔ１」を「ＳＹＮＣメッセージ」のパケットではなく、「Ｆｏｌｌｏｗ＿ＵＰ」メッセージのパケットにセットして送信する（「Ｐｄｅｌａｙ＿Ｒｅｓｐ＿Ｆｏｌｌｏｗ＿ＵＰ」メッセージも同じ。）。

【0007】

そして、図２に基づく受信時間の遅れ（ｔ３－Ｔ２）を考慮した式２を用いて「Ｔ１」からの経過時間（ｔ１）を算出し、「ｔ１」と「ｔ３」との時刻差からマスター・スレーブ間の時刻補正を行う。

【0008】

式（２）：経過時間（ｔ１）＝Ｔ１＋Ｄ＋（ｔ３－Ｔ２）
２．ＩＥＥＥ８０２.１Ｑｂｖ
「ＩＥＥＥ８０２．１Ｑｂｖ」の時刻対応スケジューラは、イーサネットネットワーク上の通信を固定長に分割し、時間サイクルを繰り返す。これらのサイクル内で８個のイーサネット優先順位のうち１つまたは複数に割り当てるタイムスライスを構成する（「トラフィックスケジューリング」機能）。

【0009】

これにより伝送保障が必要で中断できないトラフィッククラスのイーサネット伝送媒体に対して限られた時間内で排他的な使用を許可することが可能となる。これは基本的な概念を時分割多元接続（ＴＤＭＡ）であり、特定の期間に仮想通信チャンネルを確立することによりタイムクリティカルな通信を重要でないバックグランドトラフィックから分離することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0010】

【文献】特開２０２０－１０７９４３

【非特許文献】

【0011】

【文献】“ＩＴとＯＴネットワークを融合する「ＴＳＮ」の概要と実装”,[ｏｎｌｉｎｅ],令和３年３月３日検索,インターネット＜ＵＲＬ：http:ednjapan.com/edn/arrticies/1803/23/news014.html＞

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

ＴＳＮ対応の通信装置（スイッチングハブ：以下、ＴＳＮハブとする。）は、「ｇＰＴＰ」機能と「トラフィックスケジューリング」機能とを搭載している。

【0013】

これによりＴＳＮハブ間で時刻同期し、またＴＳＮハブ間の距離とＴＳＮハブを通過するための必要な時間だけずらしたパケット送信用のトラフィックスケジューリング（以下、ゲートとする。）を設定し、高負荷であっても優先パケットを遅滞なく送信することを可能としている。

【0014】

ところが、ゲートの設定は各ＴＳＮハブにより個別に行われるため、すべてのＴＳＮハブ間のゲートが正常に設定されなければ、パケットが停滞するおそれがあった。

【0015】

そこで、本発明は、ＴＳＮ対応の通信装置間のゲート状態を確認することでゲート設定の誤りなどを検出する手法の提案を解決課題としている。

【課題を解決するための手段】

【0016】

（１）本発明の一態様は、ＴＳＮ対応の通信装置に設定されたパケット送信用のスケジュールを定めたゲートの状態を確認するシステムであって、
前記確認を開始する一方の前記通信装置は、前記確認の対象となる任意に選択された他方の前記通信装置とパケットを往復させることにより、
前記両通信装置間の「Ｍｅａｎｐａｔｈ値」が記述されたゲート情報と、他方の前記通信装置までの実際の受信時間とを取得し、
前記ゲート情報に記述された「Ｍｅａｎｐａｔｈ値」に基づく理想の受信時間と前記実際の受信時間との時間差を算出し、
前記時間差に基づき前記ゲートの状態を確認することを特徴としている。

【0017】

（２）本発明の他の態様は、ＴＳＮ対応の通信装置に設定されたパケット送信用のスケジュールを定めたゲートの状態を確認する方法であって、
前記確認を開始する一方の前記通信装置は、前記確認の対象となる任意に選択された他方の前記通信装置とパケットを往復させることにより、前記両通信装置間の「Ｍｅａｎｐａｔｈ値」が記述されたゲート情報と他方の前記通信装置までの実際の受信時間とを取得するステップと、
前記ゲート情報に記述された「Ｍｅａｎｐａｔｈ値」に基づく理想の受信時間と前記実際の受信時間との時間差を算出し、算出された前記時間差に基づき前記ゲートの状態を確認するステップと、を有することを特徴としている。

【0018】

（３）本発明のさらに他の態様は、ＴＳＮ対応の通信装置であって、
任意に選択された他の通信装置におけるＴＳＮのパケット送信用のスケジュールを定めたゲート状態を確認する機能を備え、
前記確認の対象となる任意に選択された他の前記通信装置とパケットを往復させることにより、前記両通信装置間の「Ｍｅａｎｐａｔｈ値」が記述されたゲート情報と他の前記通信装置までの実際の受信時間とを取得し、
前記ゲート情報に記述された「Ｍｅａｎｐａｔｈ値」に基づく理想の受信時間と、前記実際の受信時間との時間差を算出し、
前記時間差に基づき前記ゲートの状態を確認することを特徴としている。

【発明の効果】

【0019】

本発明によれば、ＴＳＮハブ間のゲート状態を確認可能となるため、ゲート設定の誤りなどを検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】ＴＳＮ時刻同期（ｇＰＴＰ）の概略図。

【図2】同 ＯＮＥステップとＴＷＯステップとの違いを示す概略図。

【図3】ＴＳＮハブのネットワーク構成図。

【図4】ＴＳＮハブ内のゲート設定例を示す概略図。

【図5】本発明の実施形態に係るゲート状態確認システムのゲート確認パケット・ゲート情報パケットの送信経路図。

【図6】同 ゲート情報の生成を示す説明図。

【図7】同 ゲート状態確認要求時の処理を示す説明図。

【図8】同 ゲート状態確認応答時の処理を示す説明図。

【図9】同 ゲート確認処理を示す説明図。

【図10】同 「ｇＰＴＰ」タスクのＴＳＮパケット転送メイン処理を示すフローチャート。

【図11】同 「ｇＰＴＰ」タスクのゲート確認パケット受信処理を示すフローチャート。

【図12】同 ゲート管理タスクのゲート管理メイン処理を示すフローチャート。

【図13】同 ゲート情報受信処理を示すフローチャート。

【図14】同 ゲート状態確認要求処理を示すフローチャート。

【図15】同 ゲート状態確認応答処理を示すフローチャート。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、本発明の実施形態に係るゲート状態確認システムを説明する。このゲート状態確認システムは、ＴＳＮハブ上に設定されたクラスごとのパケット送信用のゲートが任意のＴＳＮハブ間で正常に動作しているか否かを確認可能としている。

【0022】

ここでは一例として図３に示すネットワークを想定する。このネットワークは、ＴＳＮハブ１～７により構成されている。このＴＳＮハブ１～７は、ＴＳＮの「ＩＥＥＥ８０２．１ＡＳ（ｇＰＴＰ）」機能と、「ＩＥＥＥ８０２．１Ｑｂｖ（トラフィックスケジューリング）」機能とを搭載している。

【0023】

したがって、ＴＳＮハブ１～７間では「ｇＰＴＰ」機能による時刻同期が可能であり、また各ＴＳＮハブ１～７の「ｇＰＴＰ」ポートにはＴＳＮハブ１～７間の伝送遅延を考慮したトラフィックスケジューリング機能（以降、ＴＳＮハブ内部で「ｇＰＴＰ」ポートにトラフィックスケジューリングされたものをゲートと呼ぶ。）が設定されている。

【0024】

図３中のＴＳＮハブ１～７間の「ローマ数字＋ＴＳＮハブ番号」は、ＴＳＮハブ１～７間における矢印方向の「Ｍｅａｎｐａｔｈ」値を表している。すなわち、「≡－１」・「≡－２」は、ＴＳＮハブ１,２間の「Ｍｅａｎｐａｔｈ」値を示し、「≡―１」・「≡―２」は、ＴＳＮハブ２，３間の「Ｍｅａｎｐａｔｈ」値を示し、
「≡―１」・「≡―２」は、ＴＳＮハブ３，４間の「Ｍｅａｎｐａｔｈ」値を示し、
「≡―１」・「≡―２」は、ＴＳＮハブ２，５間の「Ｍｅａｎｐａｔｈ」値を示し
「≡―１」・「≡―２」は、ＴＳＮハブ５，６間の「Ｍｅａｎｐａｔｈ」値を示し
「≡―１」・「≡―２」は、ＴＳＮハブ６，７間の「Ｍｅａｎｐａｔｈ」値を示している。

【0025】

図４はＴＳＮハブ６を一例としたゲート機能を示している。ここではＴＳＮハブ６は、「Ｑｕｅｕｅ（キュー）」の「Ｐｒｉｏｒｉｔｙ（優先度）０～７」（以降、「Ｑｐｒｉ０～７」とする。）をゲート１４として設定可能であり、設定された「Ｑｐｒｉ０～７」の順に一定時間優先で送信することができる。

【0026】

例えばゲート１４の「Ｑｐｒｉ５」が開いた状態でＴＳＮハブ６の「ｇＰＴＰ」ポート１１に入ってきた「Ｑｕｅｕｅ５」のパケットは、「ｇＰＴＰ」ポート１２に転送されるが、その他のゲート１４の「Ｑｐｒｉ」が開いている場合には転送されず、次回のゲート１４の「Ｑｐｒｉ５」が開くまで待ち状態となる。なお、ＴＳＮハブ１，２，４～７も同様のゲート機能を持つ。

【0027】

このＴＳＮ１～７のゲート１４の「Ｑｐｒｉ」が時刻同期（ｇＰＴＰ）と連動して動作することにより「Ｑｐｒｉ」に対応したパケットが、高負荷状態であってもストレスなく送信することができる。

【0028】

もっとも、各ＴＳＮハブ１～７のゲート１４の「Ｑｐｒｉ」が正しく設定されていない場合には、ＴＳＮハブ１～７毎にゲート１４の「Ｑｐｒｉ」が開くまでの待ち時間がかかるようになり、最悪の場合にはパケットロスの原因となる。そこで、前記ゲート状態確認システムでは、以下の動作によりゲート状態の確認を行う。

【0029】

≪ゲート状態の確認動作≫
図３のネットワーク上に配置されたＴＳＮハブ１～７は「ｇＰＴＰ」の時刻同期とゲート設定とが機能している場合に任意のＴＳＮハブ１～７間でゲート状態の確認を行う。

【0030】

一例として図６～図９に基づきＴＳＮハブ１からＴＳＮハブ７へのゲート状態を確認する場合におけるシステムの全体動作を説明する。ここではＴＳＮハブ１～７は、それぞれ「ｇＰＴＰ」タスク２１，ゲート管理タスク２３を備えている。

【0031】

図６～図９中の２１ａ，２３ａは、ゲート状態の確認を開始するＴＳＮハブ１の「ｇＰＴＰ」タスク２１，ゲート管理タスク２３を示している。同２１ｂ，２３ｂは、ゲート状態の確認対象（終了）となるＴＳＮハブ７の「ｇＰＴＰ」タスク２１，ゲート管理タスク２３を示している
（１）まず、「ｇＰＴＰ」タスク２１ａは、ＴＳＮハブ７の「ＩＤ」を設定し（図６参照）、実行フラグをセットする。

【0032】

その後、ＴＳＮハブ１から「ｇＰＴＰ」ポート１２を使ってゲート確認パケットが、図５中の矢印Ｒ１に示すように、ＴＳＮハブ２，５，６を経由してＴＳＮハブ７に送信される。

【0033】

このときＴＳＮハブ２,５，６の「ｇＰＴＰ」タスク２１は、受信したゲート確認パケットのデータ部分２５（図６参照）に自身の「ＩＤ」とパケット入力ポート（受信ポート）１１側の「Ｍｅａｎｐａｔｈ値」を追加記述し、次のＴＳＮハブに転送する。

【0034】

すなわち、「ＴＳＮハブ２→ＴＳＮハブ５」,「ＴＳＮハブ５→ＴＳＮハブ６」,
「ＴＳＮハブ６→ＴＳＮハブ７」の順に転送される。最後にＴＳＮハブ７がゲート状態確認パケットを受信すると、「ｇＰＴＰ」タスク２１ｂにより、図６のゲート情報２６が生成される。

【0035】

詳細を説明すれば、ＴＳＮハブ７の受信時点ではゲート状態確認パケットのデータ部分２５には「ＴＳＮハブ２，５，６のＩＤ」と、該「ＩＤ」毎にパケット入力ポート１１側の「Ｍｅａｎｐａｔｈ値」が記述されている。

【0036】

そして、「ｇＰＴＰ」タスク２１ｂは、前記データ部分２５の情報に自身の「ＩＤ」と、自身のパケット入力ポート毎の「Ｍｅａｎｐａｔｈ値」を追記し、これによりＴＳＮハブ１，２，５～６間の「Ｍｅａｎｐａｔｈ値」を記述したゲート情報２６が生成される。

【0037】

このゲート情報２６の作成後に「ｇＰＴＰ」タスク２１ｂは、ＴＳＮハブ７内のゲート管理タスク２３ｂにゲート情報通知を発行する。このゲート情報通知を受け取ったゲート管理タスク２３ｂは、ゲート情報２６を記述したゲート情報パケットを生成する。生成されたゲート情報パケットは、図５中の矢印Ｒ２に示すように、ＴＳＮ６，５，２を経由してＴＳＮ１に送信される。

【0038】

（２）つぎにＴＳＮハブ１内のゲート管理タスク２３ａは、ゲート情報パケットからゲート情報２６を取得し、取得したゲート情報２６を保存する。また、ゲート管理タスク２３ａは、図７に示すように、ＴＳＮハブ７に対してゲート状態確認のためにダミーパケット（ゲート状態確認要求パケット）を生成する。生成されたゲート状態確認要求パケットを矢印Ｒ１のルートでＴＳＮハブ７に送信時刻を含めて送信する。

【0039】

このゲート状態確認要求パケットをＴＳＮハブ７が受信すると、ゲート管理タスク２３ｂはＴＳＮハブ７のゲート状態確認要求パケットの受信時間を算出する。ここではＴＳＮハブ１～７は「ｇＰＴＰ」により時刻同期され、前記受信時間の算出は「ｇＰＴＰ」により同期された送受信の時刻に基づき算出される。具体的な算出方法は、図７および図８中の式（３）を用いる。

【0040】

前記受信時間の算出後にゲート管理タスク２３ｂは、前記受信時間と送信先「ＩＤ（ＴＳＮハブ１）」および送信元「ＩＤ（ＴＳＮハブ７）」とをセットしたゲート状態確認応答パケットを、矢印Ｒ２のルートでＴＳＮハブ１に送信する。

【0041】

（３）ＴＳＮハブ１がゲート状態確認応答パケットを受信すると、図８に示すように、ゲート管理タスク２３ａはゲート情報２６に基づき理想のＴＳＮハブ７の受信時間を算出する。具体的な算出方法は、図８中の式（４）を用いる。

【0042】

また、ゲート管理タスク２３ａは、前記理想の受信時間とゲート状態確認応答パケットの前記受信時間（実際の受信時間）との時間差を求める。ここで求められた時間差は、ＴＳＮハブ１から７に設定されたゲートずれの影響を受けるため、当該ゲートずれ分だけ実際の受信時間が前記理想の受信時間と剥離した値となる。その後、ゲート管理タスク２３ａは、ゲート情報２６および前記時間差を管理者などのコンピュータに画面出力またはファイル出力して提示する。

【0043】

（４）その後、ＴＳＮハブ１の「ｇＰＴＰ」タスク２１ａおよびゲート管理タスク２３ａは、図９に示すように、ＴＳＮハブ２，５，６に対してＴＳＮハブ７と同様のゲート状態の確認（ゲート状態確認要求パケットとゲート状態確認応答パケットとの往復）を行って、確認結果３０を出力する。
このときＴＳＮハブ２，５，６の理想の受信時間は、ゲート情報２６により算出可能なため、ゲート情報パケットの送信は省略される。また、確認結果３０には、最初に確認対象（目的）のＴＳＮハブ７との間の時間差が表示され、次にＴＳＮハブ２，５，６との間の時間差が順に表示される。ここでＴＳＮハブ７との間の時間差が小さいと判断される場合にはＴＳＮハブ２，５，６との間の時間差は参考程度の扱いとなる。

【0044】

一方、ＴＳＮハブ７との間の時間差が大きいと判断される場合にはＴＳＮハブ２，５，６との間の時間差を確認することにより、問題となるゲートの箇所を素早く検出することが可能となる。なお、前記時間差の大小は、事前に閾値を設定することで自動的に検出できる。例えばＴＳＮハブ７・２，５，６間の前記時間差が閾値を越えていれば、ＴＳＮハブ７の前記時間差が大きいと自動検出してもよい。

【0045】

≪ＴＳＮハブの内部処理≫
前述したＴＳＮハブ１からＴＳＮハブ７へのゲート状態の確認動作に伴い、それぞれの内部において、
・図１０のＴＳＮパケット転送メイン処理
・図１１のゲート確認パケット受信処理
・図１２のゲート管理メイン処理
・図１３のゲート情報受信処理
・図１４のゲート状態確認要求処理
・図１５のゲート状態確認応答処理
が実行される。

【0046】

ＴＳＮパケット転送メイン処理・ゲート確認パケット受信処理は、「ｇＰＴＰ」タスク２１により実行される。一方、ゲート管理メイン処理・ゲート情報受信処理・ゲート状態確認要求処理・ゲート状態確認応答処理は、ゲート管理タスク２３により実行される。

【0047】

（１）ＴＳＮパケット転送メイン処理
図１０に基づきＴＳＮパケット転送メイン処理を説明する。この処理は、管理者などがコマンドを使って以下のデータＡ，Ｂを入力し、ゲート情報定義ファイルに書き込むことにより開始される。
・Ａ：送信先ＴＳＮハブ（確認対象のＴＳＮハブ）のＩＤ
・Ｂ：ゲート開始確認フラグ（＝ＴＲＵＥ）
Ｓ０１：ＴＳＮハブの「ｇＰＴＰ」タスク２１は、ゲート定義ファイルを読み込んで前記データＡ，Ｂを、前記ＴＳＮハブの内部データとしてセットする。

【0048】

Ｓ０２：「ｇＰＴＰ」タスク２１は、自身のゲート確認開始フラグを参照することでゲート状態の確認を開始するか否かを確認する。確認の結果、前記フラグがセットされていれば、ゲート状態の確認を開始するため、Ｓ０３に進む。一方、前記フラグがセットされていなければＳ０６に進む。

【0049】

例えばＴＳＮハブ１の「ｇＰＴＰ」２１ａの場合はゲート確認開始フラグがセットされているため、Ｓ０６に進む。一方、ＳＮハブ２，５，６，７の「ｇＰＴＰ」タスク２１ｂの場合はゲート開始フラグが未セットのため、Ｓ０６に進む。

【0050】

Ｓ０３～Ｓ０５：ゲート状態の確認を開始するＴＳＮハブの「ＩＤ」と、確認の対象（終了）のＴＳＮハブの「ＩＤ」（送信先ＴＳＮハブの「ＩＤ」）とをゲート情報にセットする（Ｓ０３）。

【0051】

その後、ゲート確認パケットを生成して（Ｓ０４）、「ｇＰＴＰ」ポート１１から確認対象のＴＳＮハブに送信する（Ｓ０５）。例えばＴＳＮハブ１の「ｇＰＴＰ」２１ａの場合は、ＴＳＮハブ７を送信先「ＩＤ」とするゲート確認パケットを生成して送信する。

【0052】

Ｓ０６，Ｓ０７：Ｓ０５の送信元以外のＴＳＮハブがＴＳＮパケットを受信すれば（Ｓ０６）、そのＴＳＮハブの「ｇＰＴＰ」タスク２１はＴＳＮパケットがゲート確認パケットか否かを確認する（Ｓ０７）。

【0053】

確認の結果、ゲート確認パケットであればＳ０８のゲート確認パケット受信処理に進む一方、そうでなければＳ０９の既存のＴＳＮパケット受信時処理に進む。例えばＴＳＮハブ２，５，６，７の「ｇＰＴＰ」タスク２１ｂであればＴＳＮハブ１から送信されたゲート確認パケットを受信し、Ｓ０８のゲート確認パケット受信処理に進む。

【0054】

（２）ゲート確認パケット受信処理
図１１に基づきＳ０８のゲート確認パケット受信処理の詳細を説明する。この処理は、前述のようにゲート確認パケットを受信したＴＳＮハブの「ｇＰＴＰ」タスク２１により実行される。

【0055】

Ｓ１１～Ｓ１３：処理が開始されると、「ｇＰＴＰ」タスク２１は、Ｓ０６の受信パケット（ゲート確認パケット）から確認の対象となるＴＳＮハブの「ＩＤ」を取得する（Ｓ１１）。

【0056】

その後、取得した「ＩＤ」と自身のＴＳＮハブの「ＩＤ」とを比較し（Ｓ１２）、両者が同じであるか否かを確認する（Ｓ１３）。確認の結果、同じでなければＳ１４に進む一方、同じであればＳ１６に進む。例えばＴＳＮハブ２，５，６であればＳ１４に進み、ＴＳＮハブ７であればＳ１６に進む。

【0057】

Ｓ１４，Ｓ１５：ここの処理は、ＴＳＮハブ２，５，６などのゲート確認パケットを中継する中間のＴＳＮハブにより実行される。

【0058】

まず、Ｓ０６の受信パケット（ゲート確認パケット）のデータ部分（受信情報）２５に自身のＴＳＮハブの「ＩＤ」と、Ｓ０６の受信ポート１１側の「Ｍｅａｎｐａｔｈ」値を追記する（Ｓ１４）。

【0059】

つぎに前記追記された受信情報に基づきゲート確認パケットを作成し、前記受信ポート以外の「ｇＰＴＰ」ポート１２から送信する（Ｓ１５）。例えばＴＳＮハブ２はＴＳＮハブ５に送信し、ＴＳＮハブ５はＴＳＮハブ６に送信し、ＴＳＮハブ６はＴＳＮハブ７に送信する。

【0060】

Ｓ１６～Ｓ１８:ここの処理は、ＴＳＮハブ７などのゲート状態の確認対象となるＴＳＮハブにより実行される。

【0061】

すなわち、Ｓ０６の受信パケットのデータ部分２５をゲート情報として保存し（Ｓ１６）、保存されたゲート情報に自己のＴＳＮハブの「ＩＤ」とＳ０６の受信ポート１１側の「Ｍｅａｎｐａｔｈ」値を追記する（Ｓ１７）。

【0062】

その後、ゲート情報通知（ゲート確認受信通知）をゲート管理タスク２３に送信する（Ｓ１８）。例えばＴＳＮハブ７の「ｇＰＴＰ」タスク２１ｂは、ゲート管理タスク２３ｂにゲート情報通知を送信する。

【0063】

（３）ゲート管理メイン処理
図１２に基づきゲート管理メイン処理の詳細を説明する。この処理は、ＴＳＮハブのゲート管理タスク２３が実行する。

【0064】

Ｓ２１，Ｓ２２：すなわち、処理が開始されるとゲート管理タスク２３は、Ｓ１８のゲート情報通知の有無を確認する（Ｓ２１，Ｓ２２）。確認の結果、ゲート情報通知があればＳ２３に進む一方、前記通知がなければＳ２５に進む。

【0065】

Ｓ２３，Ｓ２４：ゲート管理タスク２３は、ゲート情報通知の受信情報に基づきゲート情報パケットを生成し（Ｓ２３）、作成したゲート情報パケットを確認開始したＴＳＮハブに送信する（Ｓ２４）。例えばＴＳＮハブ７のゲート管理タスク２３ｂはＴＳＮハブ１にゲート情報パケットを送信する。

【0066】

Ｓ２５，Ｓ２６：ゲート管理タスク２３は、Ｓ０６のＴＳＮパケットを受信し（Ｓ２５）、ゲート情報パケットの受信か否かを確認する（Ｓ２６）。確認の結果、ゲート情報パケットの受信であればＳ２７のゲート情報受信処理に進む一方、そうでなければＳ２８に進む。

【0067】

Ｓ２８～Ｓ３０：ゲート管理タスク２３は、Ｓ２５の受信パケットがゲート状態確認パケットか否かを確認する（Ｓ２８）。

【0068】

確認の結果、ゲート状態確認要求パケットであればＳ２９のゲート状態確認要求処理に進む一方、そうでない場合にはＳ３０に進む。

【0069】

Ｓ３０では、Ｓ２５の受信パケットがゲート状態確認応答パケットか否かを確認する。確認の結果、ゲート状態確認応答パケットであれば、Ｓ３１のゲート状態確認応答処理に進む一方、そうでなければ処理を終了する。

【0070】

（４）ゲート情報受信処理
図１３に基づきＳ２７のゲート情報受信処理の詳細を説明する。

【0071】

Ｓ４１～Ｓ４３：処理が開始されると、ゲート管理タスク２３はＳ２５の受信パケットのデータ部分２５から確認を開始するＴＳＮハブの「ＩＤ」を取得する（Ｓ４１）。

【0072】

その後、取得された「ＩＤ」と自己のＴＳＮハブの「ＩＤ」とが比較される（Ｓ４２）。比較の結果、同じ「ＩＤ」であればＳ４４に進む一方、同じでなければ処理を終了する（Ｓ４３）。

【0073】

Ｓ４４，Ｓ４５：ゲート管理タスク２３は、受信パケットのデータ部分２５（Ｓ１４の追記後のものに限る。）をゲート情報として保存し（Ｓ４４）、保存されたゲート情報から確認対象のＴＳＮハブのＩＤを取得する（Ｓ４５）。

【0074】

その後、ゲート状態確認要求パケットを生成し（Ｓ４６）、生成したゲート状態確認要求パケットを確認対象の「ＩＤ」のＴＳＮハブに送信し（Ｓ４７）、処理を終了する。

【0075】

例えばＴＳＮ１のゲート管理タスク２３ａは、保存されたゲート情報からＴＳＮハブ７の「ＩＤ」を取得してゲート状態確認要求パケットを生成し、生成したゲート状態確認要求パケットをＴＳＮハブ７に送信する。

【0076】

（５）ゲート状態確認要求処理
図１４に基づきＳ２９のゲート状態確認要求処理の詳細を説明する。

【0077】

Ｓ５１～Ｓ５３：処理が開始されると、ゲート管理タスク２３は、Ｓ２５の受信パケットのデータ部分２５から送信先のＴＳＮハブのＩＤを取得する（Ｓ５１）。

【0078】

その後、取得された「ＩＤ」と自己のＴＳＮハブの「ＩＤ」とが比較される（Ｓ５２）。比較の結果、同じ「ＩＤ」であればＳ５４に進む一方、同じでなければ処理を終了する（Ｓ５３）。

【0079】

Ｓ５４～Ｓ５７：ゲート管理タスク２３は、Ｓ２５の受信パケットの受信時間を計算する（Ｓ５４）。この計算後に前記受信パケットのデータ部分２５から送信元ＴＳＮハブの「ＩＤ」を取得して（Ｓ５５）、前記受信時間を記述したゲート状態確認応答パケットを生成する（Ｓ５６）。

【0080】

ここで生成されたゲート状態確認応答パケットを、Ｓ５５の「ＩＤ」を持つＴＳＮハブに送信し（Ｓ５７）、処理を終了する。例えばＴＳＮハブ７のゲート管理タスク２３ｂは、ゲート状態確認要求パケットの受信時間を計算し（図７および図８中の式（１）参照）、計算した受信時間をゲート状態確認応答パケットとしてＴＳＮハブ１に送信する。

【0081】

（６）ゲート状態確認応答処理
図１５に基づきＳ３１のゲート状態確認応答処理の詳細を説明する。

【0082】

Ｓ６１：処理が開始されるとゲート管理タスク２３は、Ｓ２５の受信パケットのデータ部分２５からＴＳＮハブの受信時間・送信元ＴＳＮハブの「ＩＤ」・送信先ＴＳＮハブの「ＩＤ」を取得する。

【0083】

Ｓ６２：Ｓ６１で取得した送信元「ＩＤ」のＴＳＮハブまでの理想の受信時間を計算する。例えばＴＳＮハブ１のゲート管理タスク２３ａは、Ｓ４４で保存されたゲート情報の「Ｍｅａｎｐａｔｈ」値に基づきＴＳＮ７までの理想の受信時間を算出する（図８中の式（２）参照）。

【0084】

Ｓ６３，Ｓ６４：Ｓ６１で取得した受信時間とＳ６２で計算した理想の受信時間との時間差を算出する（Ｓ６３）。ここで計算された時間差・Ｓ４４で保存されたゲート情報を出力することでゲート状態確認の結果が出力される（Ｓ６４）。

【0085】

Ｓ６５～Ｓ６８：次の送信先ＴＳＮハブ（確認対象のＴＳＮハブ）の「ＩＤ」を取得する（Ｓ６５）。その後、Ｓ４４で保存されたゲート情報を参照し、Ｓ６５で取得した「ＩＤ」の次のＴＳＮハブが存在するか否かを確認する（Ｓ６６）。

【0086】

確認の結果、存在すればゲート状態確認要求パケットを作成し（Ｓ６７）、作成したゲート状態確認要求パケットを送信先（確認対象）の「ＩＤ」を持つＴＳＮハブに送信する（Ｓ６８）。

【0087】

例えばＴＳＮハブ２，５，６については、ＴＳＮ７でゲート情報が作成されれば、Ｓ６２の理想の受信時間を計算できるため、「ｇＰＴＰ」タスク２１ａによるゲート確認パケットを送信することなく、ゲート状態確認要求パケットを送信する。

【0088】

このようなゲート状態確認システムによれば、任意選択したＴＳＮハブ間のすべてのゲートの状態を確認することが可能となる。したがって、ＴＳＮハブ間のゲートの正当性が判断でき、またゲート設定のミスなど問題となる箇所も容易に検出することができる。

【0089】

このときゲート情報の作成（図１０および図１２）と、ゲート状態の確認（図１２～図１５）との実行を別タスク２１，２３に分けたため、本来のＴＳＮ処理への影響が軽減されている。特にＴＳＮ７でゲート情報が作成されれば、ＴＳＮハブ２，５，６についてはゲート状態の確認だけで済むため、この点でも処理負担が軽減されている。

【0090】

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、各請求項に記載された範囲内で変形して実施することができる。例えばＴＳＮハブ１からＴＳＮハブ７へのゲート状態を確認する場合に限定されず、任意のＴＳＮハブ間でゲート状態を確認することができる。また、ネットワーク構成は、図３に限定されず、ＴＳＮハブにより構成されたネットワークであればよい。

【符号の説明】

【0091】

１～７…ＴＳＮハブ
１１，１２…ポート
１４…ゲート
２１，２１ａ，２１ｂ…「ｇＰＴＰ」タスク
２３，２３ａ，２３ｂ…ゲート管理タスク
２５…ゲート状態確認パケットのデータ部分
２６…ゲート情報
３０…確認結果

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】