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分散型イーサネットシステムおよび該システムに基づいて障害を検出する方法

国内特許コード P150011648
掲載日 2015年3月30日
出願番号 特願2010-504423
公表番号 特表2010-525693
登録番号 特許第5073812号
出願日 平成19年8月13日(2007.8.13)
公表日 平成22年7月22日(2010.7.22)
登録日 平成24年8月31日(2012.8.31)
国際出願番号 CN2007070458
国際公開番号 WO2008131624
国際出願日 平成19年8月13日(2007.8.13)
国際公開日 平成20年11月6日(2008.11.6)
優先権データ
  • 200710097678.6 (2007.4.27) CN
発明者
  • ▲馮▼ 冬芹
  • 章 涵
  • ▲チュ▼ 健
  • 金 建祥
出願人
  • 中控科技集▲団▼有限公司
  • 浙江大学
発明の名称 分散型イーサネットシステムおよび該システムに基づいて障害を検出する方法
発明の概要 分散型イーサネット(登録商標)システムは、順にリンクされてリング構造を形成する複数のスイッチを含む。スイッチのそれぞれが、スイッチのクロック同期の後に、所定のソフトウェアコンフィギュレーションに従って、周期的にリング検出とプロトコル機械検出とを順に実行し、リングのリンク障害またはプロトコル機械障害が認められたとき、障害警告メッセージを送信する。分散型イーサネット(登録商標)システムに基づく障害検出方法も提供される。
従来技術、競合技術の概要



イーサネット(登録商標)技術の発達とともに、イーサネット(登録商標)は、産業の環境において、より一層多くの役割を果たしている。産業の生産の利益増加および操業安定性には、産業用イーサネット(登録商標)が、より一層信頼できることが必要とされる。したがって、産業用イーサネット(登録商標)の高い有効性が、より一層注目されるようになる。





現在、一般に用いられるイーサネット(登録商標)システムは、図1に示されるようなマスタースレーブのリング冗長システムである。リング冗長システムでは、単一障害(単一障害とは、すべてのスイッチおよび全体のリングシステムのスイッチを接続するすべてのネットワークラインの中で1つだけの要素に障害が生じることを意味する)に遭遇したときにネットワークが利用可能であることを保証するように、マスタースイッチ(マスター装置)10が全体のネットワークシステムの動作を制御する。マスタースレーブのイーサネット(登録商標)システムによれば、各スレーブスイッチ20は、それ自身の動作を監視して、そこで障害を検出したときには、マスタースイッチへ障害警報を送信する役割を果たす。マスタースイッチは、時間設定によってネットワークへ検出メッセージを送り、ネットワークの動作を監視してスレーブスイッチからの障害警報を処理し、スレーブスイッチからの障害警報に従って、そのスレーブスイッチ向けの障害回復動作を決定する。

産業上の利用分野



本発明は、イーサネット(登録商標)通信技術の分野に関し、具体的には、分散型イーサネット(登録商標)システムおよび同システムに基づく障害検出方法に関する。





本願は、2007年4月27日に出願された、発明の名称を「分散型イーサネットシステムおよび該システムに基づいて障害を検出する方法」とする中国特許出願第200710097678.6号の優先権を主張するものであり、参照により、その全体を本明細書に組み込む。

特許請求の範囲 【請求項1】
順に接続されてリングを形成する複数のスイッチを備え、前記スイッチのそれぞれは、クロックで同期された後に、所定のコンフィギュレーションに従って、ループ障害検出メッセージを送信することによってシステムのループを検出するためのループ検出、および、リンク障害検出メッセージを隣接スイッチに送信することによって隣接スイッチのプロトコル機械に障害が生じたかどうかを検出するためのプロトコル機械検出を周期的に実行するように構成され、前記スイッチのそれぞれは、ループ障害またはプロトコル機械障害が生じたとき障害警報メッセージを送信するようにさらに構成され、すべてのスイッチはリンク障害検出メッセージを同時に送信し、隣接スイッチのプロトコル機械に障害が生じると、前記隣接スイッチにより、通常のデータは処理することができるが、検出メッセージおよびリンク障害警報メッセージは処理して送信することができない分散型イーサネット(登録商標)システム。

【請求項2】
前記複数のスイッチのそれぞれは、
前記スイッチを、クロックが前記システムと同期するように調整するように構成されたクロック同期ユニットと、
前記システムのループの検出を実行するように構成されたループ検出ユニットと、
前記ループ検出ユニットが前記システムのループの障害の発生を検出した後に、前記スイッチと接続されたリンクの動作状態をチェックして記録をとるように構成された自己検査ユニットと、
前記スイッチの隣接スイッチに対して前記プロトコル機械検出を実行するように構成されたプロトコル機械検出ユニットと、
前記ループ検出ユニット、前記自己検査ユニット、前記プロトコル機械検出ユニットのうち少なくとも1つが障害を検出したとき、前記障害のタイプおよび前記障害が生じた位置を示すために用いられる情報を含む警報メッセージを、マルチキャストによって送信するように構成された障害警報ユニットと、
前記ループ検出ユニット、前記自己検査ユニット、前記プロトコル機械検出ユニットのうち少なくとも1つが前記障害を検出したとき、前記所定のコンフィギュレーションからの命令に従い、別のスイッチのリングポートの状態に基づいて、前記スイッチのリングポートのプロトコル状態を設定するように構成された状態設定ユニットとを備える請求項1に記載のシステム。

【請求項3】
前記ループ検出ユニットは、
前記スイッチの2つのリングポートを介して、マルチキャストによって、前記スイッチの媒体アクセス制御(MAC)アドレスおよび前記リングポートのプロトコル状態を示すのに用いられる情報を含むループ障害検出メッセージを周期的に送信するように構成された第1の送信ユニットと、
前記第1の送信ユニットが前記ループ障害検出メッセージを送信した後に、ループ検出サイクルが終了したとき、前記スイッチの前記2つのリングポートが反対側から送信された前記ループ障害検出メッセージを受信したかどうか判断し、受信していたら前記システムが正常に動作していると判断し、そうでなければ前記システムにループ障害が生じていると判断するように構成された第1の判断ユニットとを備える請求項2に記載のシステム。

【請求項4】
前記ループ検出ユニットは、
別のスイッチから送信された前記ループ障害検出メッセージを受信して、メッセージ配信サイクルと等しい期間中に同じ前記ループ障害検出メッセージが受信されているかどうか判断し、受信していたら前記システムが正常に動作していると判断し、そうでなければ前記システムでループ障害が生じていると判断するように構成された第2の判断ユニットをさらに備える請求項3に記載のシステム。

【請求項5】
前記プロトコル機械検出ユニットは、
前記スイッチの、前記隣接スイッチへの2つのリングポートを介して、ユニキャストによって、前記スイッチの媒体アクセス制御アドレス、前記隣接スイッチの媒体アクセス制御アドレスおよび前記リングポートの前記プロトコル状態を示すのに用いられる情報を含む前記リンク障害検出メッセージを周期的に送信するように構成された第2の送信ユニットと、
前記第2の送信ユニットが前記リンク障害検出メッセージを送信した後に、プロトコル機械検出サイクルが終了したとき、前記スイッチの前記2つのリングポートが前記隣接スイッチから送られたリンク障害検出メッセージを受信したかどうか判断し、受信していたら前記隣接スイッチのプロトコル機械が正常に動作していると判断し、そうでなければ前記隣接スイッチで前記プロトコル機械障害が生じていると判断するように構成された第3の判断ユニットとを備える請求項2から4のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項6】
前記状態設定ユニットは、
前記クロック同期ユニットがクロック同期動作を完了する前は前記スイッチの前記2つのリングポートのプロトコル状態を初期化状態に設定し、また、前記クロック同期ユニットが前記クロック同期動作を完了した後は前記スイッチの前記2つのリングポートのプロトコル状態を遮断に設定するように構成された第1の状態設定ユニットと、
前記リングポートが遮断状態であることを示すのに用いられる情報を含むメッセージを前記スイッチが受信したとき、前記スイッチの前記2つのリングポートの前記プロトコル状態を転送状態に設定し、また、前記リング中のその他のスイッチの前記リングポートがすべて転送状態であると前記スイッチが認識したとき、前記スイッチの前記リングポートのうちの1つの状態を遮断に設定してもう一つのリングポートの状態を転送に設定するように構成された第2の状態設定ユニットと、
前記自己検査ユニットが前記リンク中の障害を検出したとき、前記スイッチの、前記リンクと接続されたリングポートの状態を遮断に設定するように構成され、また、前記システムのリングが正常に動作するように回復したと前記スイッチの前記ループ検出ユニットが判断したとき、前記リングポートの遮断状態を維持するように構成された第3の状態設定ユニットと、
前記隣接スイッチでプロトコル機械障害が生じたと前記プロトコル機械検出ユニットが判断したとき、前記隣接スイッチと接続されたリングポートのプロトコル状態を遮断に設定し、また、前記プロトコル機械障害が生じたスイッチが正常に動作するように回復したと前記プロトコル機械検出ユニットが判断したとき、前記スイッチのリングポートの状態を転送に設定するように構成された第4の状態設定ユニットと、
前記ループから警報メッセージを受信した後に、前記スイッチのリングポートのプロトコル状態を転送に設定するように構成された第5の状態設定ユニットとを備える請求項5に記載のシステム。

【請求項7】
分散型イーサネット(登録商標)システムに基づく障害検出方法であって、
前記システムに含まれるすべてのスイッチに対してクロック同期を実行するステップと、
前記スイッチのそれぞれにより、ループ障害検出メッセージを送信することによってシステムのループを検出するためのループ検出を周期的に実行するステップと、
前記スイッチのそれぞれにより、所定のコンフィギュレーションからの命令に従って、リンク障害検出メッセージを隣接スイッチに送信することによって隣接スイッチのプロトコル機械に障害が生じたかどうかを検出するためのプロトコル機械検出を周期的に実行するステップと、
前記スイッチのそれぞれにより、ループ障害またはプロトコル機械障害が生じたとき障害警報メッセージを送信するステップとを含み、
すべてのスイッチはリンク障害検出メッセージを同時に送信し、隣接スイッチのプロトコル機械に障害が生じると、前記隣接スイッチにより、通常のデータは処理することができるが、検出メッセージおよびリンク障害警報メッセージは処理して送信することができない方法。

【請求項8】
前記ループ検出は、
所定の時間間隔で、前記システムへ、前記スイッチのそれぞれによって、前記スイッチの2つのリングポートを介して、マルチキャストによってループ障害検出メッセージを送信するステップと、
メッセージ配信サイクルが終了したとき、前記スイッチの2つのリングポートの両方が、反対側のリングポートから送信されたループ障害検出メッセージを受信したのでない場合、前記スイッチと接続されたリンクを検出するステップと、
前記スイッチと接続されたリンクで障害が生じたとき、または前記リンクが切り離されたとき、前記スイッチの、前記リンクと接続されたリングポートの状態を遮断に設定し、そうでなければ、別のスイッチのリングポートのプロトコル状態をさらに判断するステップと、
その他のすべてのスイッチのリングポートのプロトコル状態が転送であれば、前記スイッチの2つのリングポートのうちの1つの状態を転送状態に設定してもう一つのリングポートの状態を遮断状態に設定し、そうでなければ前記スイッチの2つのリングポートのプロトコル状態を両方とも転送に設定するステップとによって実行される請求項7に記載の方法。

【請求項9】
前記プロトコル機械検出は、
プロトコル機械検出サイクルがスタートしたとき、すべてのスイッチによって、隣接スイッチへ、リンク障害検出メッセージを同時に送信するステップと、
前記スイッチと接続されたリンクが正常に動作している場合、前記プロトコル機械検出サイクルが終了したときに、前記スイッチのリングポートが隣接スイッチから送信されたプロトコル機械検出メッセージを受信しているかどうかを判断し、受信していたら前記隣接スイッチが正常に動作していると判断し、受信していなかったら前記隣接スイッチでプロトコル機械障害が生じていると判断するステップとによって実行される請求項8に記載の方法。

【請求項10】
前記障害警報メッセージは、
前記プロトコル機械検出が完了した後に、前記システムのすべてのスイッチによって、マルチキャストによって、障害警報メッセージを送信するステップによって送信され、前記障害警報メッセージが、前記ループ障害および/または前記プロトコル機械障害の発生を示すために用いられる情報ならびに前記障害が生じた位置を示すために用いられる情報を含む請求項7から9のいずれか一項に記載の方法。
国際特許分類(IPC)
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分野
  • 電気
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