通信管理装置、通信节点以及数据通信方法

专利名称：通信管理装置、通信节点以及数据通信方法
技术领域：
本发明涉及一种在由传送路径以环状连接的通信节点之间利用令牌帧进行通信的通信管理装置、通信节点以及数据通信方法。
背景技术：
提出了下述技术，其涉及一种通信系统，在该通信系统中，作为通信装置具有以下两种类型主站点，其具有对沿传送路径顺时针或逆时针传递信息这一情况进行切换的第 1和第2端口、以及对第1和第2端口的接通/断开状态进行控制的控制单元；以及子站点， 其具有对沿传送路径顺时针或逆时针传递信息这一情况进行切换的第1和第2端口，各通信装置之间以第1端口与相邻的其它通信装置的第2端口连接的方式，由传送路径以环状 (环路)连接，在该通信系统中，通过主站点的控制单元将某一个通信装置的第1或第2端口设为断开状态，从而可以以总线型的结构进行通信(例如，参照专利文献1)。在该通信系统中，在开始通信前，进行下述处理，S卩，对有无断线发生或有无子站点故障等进行调查，进行适当的总线型传送路径的再构成。首先，主站点的控制单元将第 1端口设为断开状态，将第2端口设为接通状态，将环状的传送路径强制形成总线型传送路径，将所有子站点的第1端口设为接通状态，将第2端口设为断开状态。在该状态下，如果主站点的控制单元发出发送指令，则仅从与主站点的第2端口连接的第1子站点返回响应。 因此，将该第1子站点的编号以可以获知连接顺序的方式存储在子站点位置识别区域中。然后，主站点的控制单元对已返回响应的第1子站点进行控制，将当前断开的第2 端口设为接通状态，并发出新的发送指令。其结果，仅从与第1子站点的第2端口连接的第 2子站点返回响应，因此，主站点的控制单元将在第1子站点之后连接有第2子站点的信息存储在子站点位置识别区域中。反复进行上述处理，在没有来自子站点的新响应的情况下， 将最后返回响应的子站点判断为末端子站点。然后，主站点的控制单元将第1端口设为接通状态，将第2端口设为断开状态，进行相同的处理，从而掌握通信系统的结构。专利文献1 日本特开2000-27拟95号公报

发明内容
但是，在专利文献1所记载的技术中，在再构成处理时，如上述所示，在1次处理中只能对1台与主站点连接的子站点进行识别。因此，例如在利用几十台或者几百台以上的通信装置构成通信系统的情况下，存在再构成处理所需时间增加的问题。因此，存在下述问题，即，难以将这种通信系统应用于几十台量级或者几百台量级的通信装置彼此连接而构成的FA(Factory Automation)系统中。另外，对于各通信装置，需要设置顺时针发送信息的电路和逆时针发送信息的电路，存在硬件的制造成本变高的问题。另外，在专利文献1所记载的通信系统中，没有示出针对在线缆即将断线的状态下，断线(异常)及联线(正常)状态交替在短时间内变化这种线缆状态为不稳定状态的情况的处理方法。因此，在这种情况下，存在无法可靠地对网络进行控制的问题。
本发明就是鉴于上述问题而提出的，其目的在于，得到一种通信管理装置、通信节点以及数据通信方法，其在将通信装置由传送路径以环状连接、且可以与线形连接的情况相同地进行数据帧的发送/接收处理的通信系统中，可以使掌握网络结构的处理所需的时间与现有技术相比缩短，并且可以将装置结构简化。另外，其目的在于，得到一种通信管理装置、通信节点以及数据通信方法，其在线缆状态不稳定的状态下也可以可靠地对网络进行控制。为了实现上述目的，本发明所涉及的通信管理装置对将多个通信节点经由传送路径环状连接而成的网络内的令牌传递方式的数据发送进行管理，其特征在于，具有2个端口，其与相邻的所述通信节点经由传送路径连接；线连接管理单元，其发出使包含本装置在内的所述网络上的通信节点的某个端口在无法进行帧发送/接收的无效状态和可以进行帧发送/接收的有效状态之间进行切换的指示；网络存在确认单元，其进行网络存在确认处理，该处理是利用广播发送用于识别所述网络内存在的所述通信节点的网络存在确认帧，接收包含与所述通信节点相邻的通信节点及其端口的关系在内的网络存在确认响应帧，生成表示所述通信节点之间的连接状态的网络连接信息；令牌循环顺序确定单元，其使用所述网络连接信息，确定令牌循环顺序；配置处理单元，其进行配置处理，该处理是基于所述令牌循环顺序，向所述网络内的所述各通信节点通知在该通信节点之后的下一个赋予所述发送权的通信节点；以及数据帧通信处理单元，其进行利用令牌帧实现的数据帧发送 /接收，所述线连接管理单元在根据所述网络连接信息识别为所述网络为环结构的情况下， 将所述网络内的某个通信节点的某个端口设为无效，以使得所述网络的连接状态不成为环状。发明的效果 根据本发明，具有下述效果，即，在将通信装置由传送路径环状连接、且可以与线形连接的情况相同地进行数据帧的发送/接收处理的通信系统中，可以使掌握网络结构的处理所需的时间与现有技术相比缩短，并且可以将装置结构与现有技术相比简化。


图1是示意地表示本实施方式1所涉及的利用令牌进行通信的通信系统的一个例子的图。图2-1是示意地表示管理站点的功能结构的框图。图2-2是示意地表示从属站点的功能结构的框图。图3-1是表示网络存在确认帧的格式的一个例子的图。图3-2是表示网络存在确认响应帧的格式的一个例子的图。图4是表示实施方式1所涉及的启动时的数据通信方法的一个例子的时序图。图5是表示网络存在确认帧的一个例子的图。图6是表示网络存在确认响应帧的一个例子的图。图7是表示所生成的网络存在信息的一个例子的图。图8-1是示意地表示网络连接信息的生成方法的流程的一个例子的图(其1)。图8-2是示意地表示网络连接信息的生成方法的流程的一个例子的图(其2)。图8-3是示意地表示网络连接信息的生成方法的流程的一个例子的图(其3)。
图8-4是示意地表示网络连接信息的生成方法的流程的一个例子的图(其4)。图9是表示网络存在确认帧的一个例子的图。图10是表示网络存在确认响应帧的一个例子的图。图11是表示网络连接信息的一个例子的图。图12是示意地表示实施方式2所涉及的从属站点的功能结构的框图。图13是表示网络存在确认响应帧的一个例子的图。图14是示意地表示实施方式2所涉及的启动时的数据通信方法的一个例子的时序图。图15是表示通信节点已停机的情况下的环路再构成处理的流程的一个例子的时序图。图16是表示线缆已断线的情况下的环路再构成处理的流程的一个例子的时序图。图17是示意地表示实施方式4所涉及的管理站点的功能结构的一个例子的框图。图18是表示通信节点已停机的情况下的环路再构成处理的流程的一个例子的时序图。图19是表示线缆已断线的情况下的环路再构成处理的流程的一个例子的时序图。图20是表示从属站点已复原的情况下的数据通信方法的处理流程的一个例子的时序图。图21是表示利用令牌方式进行数据帧发送中的状态的图。图22是示意地表示从图21的状态变更线缆连接后的状态的图。符号的说明11-1、11-2、51-1、51_2 端口20、20A、60、60A 通信处理部21 计时器22 网络存在确认处理部23网络连接信息存储部24线连接管理部25令牌循环顺序确定部26令牌循环顺序信息存储部27配置处理部28,64令牌帧处理部29,65数据帧通信处理部30 网络监视部61 控制帧响应部62端口发送/接收控制部63令牌循环目标信息存储部66链路状态确认部101 传送路径
101AU01B 线缆110集线器A、B、C、D 从属站点X管理站点
具体实施例方式下面，参照附图，详细说明本发明所涉及的通信管理装置、通信节点以及数据通信方法的优选实施方式。此外，本发明不受本实施方式限定。实施方式1图1是示意地表示本实施方式1所涉及的利用令牌进行通信的通信系统的一个例子的图。该通信系统由利用传送路径101环状连接有多个通信节点X、A D的同一网段的网络构成。另外，通信节点X、A D各自具有2个端口，各通信节点的端口之间经由同轴线缆等可以进行半双工通信的线缆、或者双绞线线缆或光纤等可以进行全双工通信的线缆连接。在这里，利用以太网(注册商标，以下相同)将各通信节点X、A D之间连接。另外， 在本例中示出了下述情况，即，作为通信节点X、A D，设置有作为通信管理装置的1台管理站点X，其对同一网段的网络内的数据(帧)发送/接收进行管理；以及4台从属站点 A D，其基于管理站点X的设定，进行数据(帧)的发送。如该图1所示，管理站点X的第1端口 Xl与从属站点A的第2端口 A2连接。另夕卜，从属站点A的第1端口 Al与从属站点B的第2端口 B2连接，从属站点B的第1端口 Bl 与从属站点C的第2端口 C2连接，从属站点C的第1端口 Cl与从属站点D的第2端口 D2 连接。另外，从属站点D的第1端口 Dl与管理站点的第2端口 X2连接，形成将各通信节点环状连接的结构。如果换个角度看，则成为下述结构，即，管理站点X和从属站点A D以线状连接，并在管理站点X和从属站点D之间设置冗长的传送路径101。另外，在这里，各通信节点的MAC (Media Access Control)地址(在图中标记为 MAC_AD)如下述所示进行设定。管理站点X = 100从属站点A = 1从属站点B = 2从属站点C = 3从属站点D = 4在本实施方式1中，在将各通信节点X、A D之间利用以太网以环(环路)状连接的通信系统中，在启动时，管理站点X对各通信节点(管理站点X和从属站点A D)的连接关系进行掌握，在通信系统为环状的情况下，将某一个通信节点的1个端口设为无效， 强制地作为线形的连接结构进行通信。此外，在该通信系统中举出下述情况为例进行说明， 艮口，将称为令牌的用于得到数据发送权的帧(令牌帧)，向通信系统内的各通信节点依次发送，由获得了该令牌的通信节点向其它通信节点进行数据发送。如上述所示，通信系统作为物理网络结构而具有环结构，但通过将其中至少1个通信节点的端口设为无效，从而数据的发送处理可以作为各通信节点以线状连接的结构而进行处理。
图2-1是示意地表示管理站点的功能结构的框图。管理站点具有2个端口 11-1、 11-2，其用于在与相邻的通信节点(从属站点)之间连接以太网线缆；以及通信处理部20， 其进行下述处理等，即，经由端口 11-1、11_2的帧发送/接收处理，以及对网络的连接结构进行识别并确立令牌帧的发送顺序的处理。端口 11-1、11-2由第1端口 11-1和第2端口 11-2这2个端口构成。上述2个端口 11-1、11_2均与相邻的从属站点的端口连接。通信处理部20具有计时器21、网络存在确认处理部22、网络连接信息存储部23、 线连接管理部对、令牌循环顺序确定部25、令牌循环顺序信息存储部沈、配置处理部27、令牌帧处理部28、以及数据帧通信处理部四。计时器21通过通信处理部20内的处理部而启动，具有测量规定时间的功能。在本实施方式1中，对从端口 11-1、11_2接收来自从属站点的网络存在确认响应帧后是否经过了大于或等于规定时间进行计时。网络存在确认处理部22在本装置的电源被接通后，或者如后述的实施方式所说明的那样产生预先规定的状态后，进行用于对构成通信系统(同一网段的网络)的通信节点的连接状态进行检测的网络存在确认处理，并进行对网络内通信节点的连接状态进行识别的处理。具体地说，生成网络存在确认帧并通过广播发送，根据来自存在于通信系统内的通信节点的针对网络存在确认帧的响应、即网络存在确认响应帧中包含的信息，生成作为存在于网络内的通信节点之间的连接状态的网络连接信息。此外，在本说明书中，网络连接信息的生成是在每次接收网络存在确认响应帧时进行的。图3-1是表示网络存在确认帧的格式的一个例子的图。网络存在确认帧200 是以太网帧，具有发送目标MAC地址(以下称为DA) 201 ；发送源MAC地址(以下称为 SA) 202 ；以太网类型(type) 203 ；数据204，其存储上位层的数据；以及FCS (Frame Check kqUence)208，其对本帧的从DA 201至数据204为止所存储的信息中是否存在错误的校验
结果进行存储。在本实施方式1中，在数据204的一部分中存储有帧类别信息205、管理站点的 MAC地址信息206、本站点的网络存在确认帧的发送端口信息207。帧类别信息205是用于对本以太网帧为哪种类型的帧进行识别的信息。在这里， 在该帧类别信息205中，存储表示为网络存在确认帧200的信息。在本例中，将网络存在确认帧标记为“!"estData”。在管理站点的MAC地址信息206中存储管理站点X的MAC地址。另外，在本站点的网络存在确认帧的发送端口信息207中，存储表示通信节点从哪个端口发送网络存在确认帧200的端口信息。图3-2是表示网络存在确认响应帧的格式的一个例子的图。该网络存在确认响应帧220也是以太网帧，在数据224中定义了本实施方式1所使用的信息。即，在数据224的一部分中存储有帧类别信息225 ；接收到的网络存在确认帧内的SA信息226 ；发送了网络存在确认帧的站点的端口信息227。在这里，在帧类别信息225中，存储表示为网络存在确认响应帧220的信息。在本说明书中，将网络存在确认响应帧标记为“TestDataACK”。另外，在“接收到的网络存在确认帧内的SA信息” 226中，存储在通信节点(从属站点)所接收到的网络存在确认帧200的SA 202区域中所存储的MAC地址。另外，在“发送了网络存在确认帧的站点的端口信息”227 中，存储在通信节点(从属站点)所接收到的网络存在确认帧200中的数据204区域的“本站点的网络存在确认帧的发送端口信息” 207中所存储的端口信息。网络存在确认处理部22如果接收到网络存在确认响应帧220，则将数据224内的 “接收到的网络存在确认帧内的SA信息” 2 和“发送了网络存在确认帧的站点的端口信息”227，与接收到的网络存在确认响应帧220的“SA”222相关联而生成网络存在信息。然后，利用网络存在信息，将包含了与本站点连接的通信节点的端口在内的连接关系，生成为网络连接信息。网络连接信息存储部23对由网络存在确认处理部22生成的网络连接信息进行存储。网络连接信息包含本装置的第1端口 11-1的前方所连接的通信节点列、以及第2端口 11-2的前方所连接的通信节点列。另外，是将上述通信节点列汇总在一起的信息。在上述通信节点列中还包含网络内的通信节点的端口间的连接关系。线连接管理部M基于网络连接信息而以成为线状连接的方式进行通信节点的端口的有效/无效控制，从而防止帧在物理上以环状连接的网络中循环。对于除了本装置以外的通信节点的端口的有效/无效处理，是通过以该通信节点为目标发送用于指定将哪个端口设为有效/无效的端口控制帧而进行的。此外，在本实施方式1中，在根据网络连接信息获知网络结构为环状的情况下，线连接管理部M将本站点的第1及第2端口 11-1、11-2 中的某一个设为无效。在这里，如果通过线连接管理部M将端口设为无效，则无法利用该端口进行帧(数据链路层的帧)的发送/接收。另外，在根据网络连接信息获知网络不是环状的情况下，以成为线状连接的方式对各通信节点的端口的有效/无效进行控制。令牌循环顺序确定部25在由网络存在确认处理部22进行网络存在确认处理后， 使用网络连接信息存储部23所存储的网络连接信息，进行构成逻辑环的处理，即确定令牌帧的循环顺序的处理。令牌帧的循环顺序可以以任意方式确定，例如可以设为在确定令牌循环顺序的时刻与处于有效状态的管理站点的端口连接的从属站点的顺序。所确定的令牌帧的循环顺序作为令牌循环顺序信息而存储在令牌循环顺序信息存储部26中。如果由令牌循环顺序确定部25确定了令牌循环顺序信息，则配置处理部27使用该令牌循环顺序信息，针对通信系统内的各通信节点(从属站点)，生成包含该通信节点之后的下一个被赋予发送权的通信节点的信息在内的配置(set-up)帧，并向各通信节点发送。另外，配置处理部27对是否已经从全部通信节点接收到针对配置帧的响应、即配置响应帧进行判定，在从全部通信节点接收到配置响应帧的情况下，将该信息向令牌帧处理部 28通知。为了对是否从全部通信节点接收到配置帧这一情况进行确认，例如可以通过针对网络连接信息存储部23的网络连接信息的对应从属站点，设立表示接收到配置响应帧这一情况的标记而进行确认。如果令牌帧处理部28从配置处理部27接收到已经从通信系统内的全部通信节点接收到配置响应帧这一内容的通知，则根据令牌循环顺序信息存储部26的令牌循环顺序信息，生成令牌帧，并从本站点的设定为有效的端口发送。另外，如果令牌帧处理部观接收到从其它通信节点发送来的令牌帧，则对是否为向本站点赋予发送权的帧进行判定。其结果，在是向本站点赋予发送权的帧的情况下，利用数据帧通信处理部四进行数据帧的发送处理，在数据帧的发送处理后，基于令牌循环顺序信息发送令牌帧，以使下一个得到发送权的通信节点取得令牌帧。另外，在不是向本站点赋予发送权的帧的情况下，判定为尚未得到发送权，将接收到的令牌帧从接收到该帧的端口之外的其它端口转送(转发)。数据帧通信处理部四进行数据帧的发送/接收处理。例如，在FA网络中，与管理站点连接的控制器以规定的周期针对向各从属站点A D设定的数据进行运算，将该数据进行数据帧化后向各从属站点A D发送。另外，数据帧通信处理部四还具有下述功能， 艮口，接收从从属站点A D发送来的数据帧，以及对从属站点A D向其它从属站点发送的数据帧进行转送(转发)。此外，示出了在上述图3-1 图3-2所示的各帧的帧类别信息205、225中为了识别各个帧而存储“TestData”及“TestDataACK”等的情况，但也可以针对各个帧设定唯一识别该帧的数值，并在帧类别信息205、225中存储该数值。图2-2是示意地表示从属站点的功能结构的框图。从属站点具有2个端口 51-1、 51-2，其用于与相邻的通信节点(管理站点或者从属站点)之间连接以太网线缆；以及通信处理部60，其经由端口 51-1、51-2进行帧发送/接收处理。与管理站点相同地，端口 51-1、51_2由第1端口 51_1和第2端口 51_2这2个端口构成。上述2个端口 51-1、51-2与其它通信节点连接。通信处理部60具有控制帧响应部61、端口发送/接收控制部62、令牌循环目标信息存储部63、令牌帧处理部64、数据帧通信处理部65。控制帧响应部61进行与来自管理站点的网络存在确认帧200及端口控制帧、配置帧等控制帧对应的响应。例如，如果接收到网络存在确认帧200，则生成图3-2所示的网络存在确认响应帧220，并向管理站点回送。另外，如果接收到以本站点为目标的端口控制帧， 则将端口控制帧内的关于端口有效/无效的指示向端口发送/接收控制部62发送，如果利用端口发送/接收控制部62进行的端口有效/无效处理结束，则生成端口控制响应帧，并向管理站点回送。另外，如果接收到以本站点为目标的配置帧，则从配置帧内取得表示下一个发送令牌帧的通信节点的令牌循环目标信息，存储在令牌循环目标信息存储部63中，并且生成配置响应帧，向管理站点回送。此外，在本说明书中，将在网络存在确认处理及逻辑环构成处理时在管理站点和从属站点之间进行交换的帧称为控制帧，将在逻辑环构成后通过获得令牌帧而进行发送的帧称为数据帧。另外，控制帧响应部61还具有下述功能，S卩，与从管理站点或者其它从属站点接收的控制帧的帧类别相对应，对帧进行再构成并发送，或者仅进行转发。例如，如果从管理站点或其它从属站点接收到网络存在确认帧200，则对接收到的网络存在确认帧的图3-1 所示的SA 202和数据204内的本站点的网络存在确认帧的发送端口信息207进行改写处理，对网络存在确认帧进行再构成，并从除了接收端口以外的端口输出。另外，控制帧响应部61例如具有下述功能，S卩，在接收到包含来自管理站点的配置帧或来自其它从属站点的网络存在确认响应帧220、端口控制响应帧、配置响应帧在内的控制帧的情况下，不对该帧进行任何处理，而仅进行转发。端口发送/接收控制部62具有下述功能，即，如果通过来自管理站点的端口控制帧接收到端口有效/无效的指示，则基于该指示，对端口的有效/无效进行控制。如果由该端口发送/接收控制部62将端口设为无效，则该端口无法进行数据帧(数据链路层的帧) 的发送/接收。在基于来自管理站点的指示而进行端口的有效/无效后，将该处理结束这一内容向控制帧响应部61通知。令牌循环目标信息存储部63对本通信节点(从属站点)之后的下一个得到发送权的通信节点的MAC地址进行存储。这是如上述所示在从管理站点接收到的配置帧中取得的。在这里，仅对下一个应发送令牌的通信节点的MAC地址进行存储。由此，与管理站点X 所保存的令牌循环顺序存储信息相比，可以将数据量抑制得较少。令牌帧处理部64如果接收到从其它通信节点发送来的令牌帧，则对是否为向本站点赋予发送权的令牌帧进行判定。其结果，在为向本站点赋予发送权的令牌帧的情况下， 利用数据帧通信处理部65进行数据帧的发送处理，在数据帧的发送处理后，基于令牌循环顺序信息发送令牌帧，以使下一个得到发送权的通信节点取得令牌帧。另外，在不是向本站点赋予发送权的令牌帧的情况下，判定为尚未得到发送权，将接收到的令牌帧从接收到该帧的端口之外的其它端口转送(转发)。数据帧通信处理部65进行数据帧的发送/接收处理。具体地说，进行与管理站点或其它从属站点之间的数据帧的发送/接收处理。下面，说明上述通信系统中的数据通信方法。图4是表示实施方式1所涉及的启动时的数据通信方法的一个例子的时序图。此外，在这里，示出了 4台从属站点A D与管理站点X以环状连接的结构，但这仅是一个例示，在任意数量的从属站点与管理站点X连接的情况下，都可以利用与以下说明的处理相同的方法进行数据通信。首先，在将管理站点X和从属站点A D利用以太网线缆连接后，将从属站点A D的电源接通。在该状态下，从属站点A D成为等待接收来自管理站点X的网络存在确认帧的状态。另外，将上述从属站点A D的第1和第2端口均设为有效。然后，如果管理站点X的电源被接通，则管理站点X为了识别包含管理站点X的同一网段的网络上所连接的从属站点，而进行下述处理。首先，管理站点X的通信处理部20 的线连接管理部M将本站点的一个端口、在这里将第2端口 X2设为无效，成为仅可以利用第1端口 Xl进行帧的发送/接收的状态(步骤Sll)。然后，管理站点X的网络存在确认处理部22生成网络存在确认帧，从第1端口 Xl 通过广播发送(步骤SU)。图5是表示网络存在确认帧的一个例子的图。在从管理站点X 的第1端口 Xl发送的网络存在确认帧501中，在“DA”中设定广播地址(例如如果是2个字节表述，则为“FFFF (全F) ”)，在“SA”中设定管理站点X的MAC地址“ 100”，在“帧类别信息”中存储“TestData”，在“管理站点的MAC地址信息”中存储本站点的MAC地址“100”， 在“本站点的网络存在确认帧的发送端口信息”中设定表示第1端口的“XI ”。如上述所示，由于各通信节点以环状连接，所以网络存在确认帧501首先到达从属站点A。从属站点A如果利用第2端口 A2接收到网络存在确认帧，则控制帧响应部61 生成网络存在确认响应帧，从接收到网络存在确认帧501的第2端口 A2向管理站点X回送 (步骤S13)。图6是表示网络存在确认响应帧的一个例子的图。在从从属站点A的第2端口 A2 发送的网络存在确认响应帧601中，在“DA”中设定管理站点X的MAC地址“ 100”，在“SA”中设定本站点的MAC地址“ 1 ”，在“帧类别信息”中存储“TestDataACK”，在“接收到的网络存在确认帧内的SA信息”和“发送了网络存在确认帧的站点的端口信息”中，参照接收到的图5的网络存在确认帧501的“SA”和“本站点的网络存在确认帧的发送端口信息”，分别设定 “100” 和 “XI”。然后，从属站点A的控制帧响应部61对从第2端口 A2接收到的网络存在确认帧 501进行改写而生成网络存在确认帧502，从第1端口 Al将改写后的网络存在确认帧502进行发送(步骤S14)。如图5所示，网络存在确认帧502是将接收到的网络存在确认帧501 的“SA”改写为本站点的MAC地址“2”，将“本站点的网络存在确认帧的发送端口信息”改写为 “Al”。然后，网络存在确认帧以从属站点B、C、D的顺序被转发。然后，各从属站点B、C、D 如果接收到网络存在确认帧502 504，则进行与上述的从属站点A中的处理相同的处理。 艮口，接收到网络存在确认帧502 504的各从属站点B、C、D的控制帧响应部61，生成网络存在确认响应帧602 604，并从接收到网络存在确认帧502 504的第2端口向管理站点 X回送(步骤S15、S17、S19)。另外，从属站点B、C、D的控制帧响应部61对从第2端口接收到的网络存在确认帧502 504的“SA”和“本站点的网络存在确认帧的发送端口信息” 进行改写而生成网络存在确认帧503 505，并从第1端口发送改写后的网络存在确认帧 (步骤 S16、S18、S20)。在这里，管理站点X的网络存在确认处理部22如果接收到网络存在确认响应帧， 则使计时器21启动，对是否在规定时间内接收到来自其它从属站点的网络存在确认响应帧这一情况进行判定。并且，在规定时间内接收到网络存在确认响应帧的情况下，将计时器 21复位而重新计时。在这里，由于在从属站点D的前方没有连接其它从属站点(在从属站点D的前方连接有本站点的被设为无效的第2端口)，所以在接收来自从属站点D的网络存在确认响应帧604后，不会接收网络存在确认响应帧。即，在接收来自从属站点D的网络存在确认响应帧604而将计时器21复位后，发生超时(步骤S21)。另外，网络存在确认处理部22在每次从各从属站点A D接收网络存在确认响应帧时，都生成网络存在信息，并且生成、更新网络连接信息，存储在网络连接信息存储部23 中。图7是表示所生成的网络存在信息的一个例子的图。该网络存在信息包含下述各项目SA、接收到的网络存在确认帧内的网络存在确认帧内的SA信息、以及发送了网络存在确认帧的站点的端口信息。管理站点X的网络存在确认处理部22从接收到的网络存在确认响应帧中，从定义了上述各项目的区域中取得各个信息。图8-1 图8-4是示意地表示网络连接信息的生成方法的流程的一个例子的图。 从从属站点A接收到网络存在确认响应帧601的时刻的网络存在信息，仅为图7的记录 701。由此，网络存在确认处理部22生成如图8-1所示的网络连接信息。即，选择本站点的 MAC地址“100”和本站点所具有的端口中的第1端口 “XI”，从图7的记录701中取得与本站点的第1端口 Xl连接的通信节点的MAC地址“1 (从属站点A) ”。然后，将例如图8-1所示的连接关系作为网络连接信息而记录。另外，从从属站点B接收到网络存在确认响应帧601的时刻的网络存在信息，为图 7的记录701、702。由此，网络存在确认处理部22对是否存在与网络连接信息的末端通信节点的MAC地址“ 1 ”相同的“接收到的网络存在确认帧内的SA信息”进行调查，取得该记录 702的“SA”的值“2”，作为与末端通信节点连接的通信节点的MAC地址。另外，取得该记录 702的“发送了网络存在确认帧的站点的端口信息”的值“Al”，作为与上述取得的新的末端通信节点相连接侧的端口。然后，将例如包含图8-2所示的端口的位置在内的连接关系，作为网络连接信息进行更新并记录。如果接收到网络存在确认响应帧，则进行相同的处理，在从从属站点D接收到网络存在确认响应帧的时刻，使用图7的记录701 704，生成图8-3所示的网络连接信息。如果通过在接收到来自从属站点D的网络存在确认响应帧后设定的计时器21检测出超时(步骤S21)，则管理站点X的线连接管理部M进行将第1端口 Xl设为无效、将第 2端口 X2设为有效的处理(步骤S31)。然后，针对第2端口 X2，也执行与针对第1端口 Xl 进行过的上述步骤S12 S20相同的处理(步骤S32 S40)。S卩，管理站点的网络存在确认处理部22生成网络存在确认帧，从第2端口通过广播发送(步骤S32)。在此情况下，网络存在确认帧依次到达从属站点D、C、B、A。接收到网络存在确认帧的各从属站点A、B、C、D的控制帧响应部61，生成网络存在确认响应帧，并从接收到网络存在确认帧的第1端口向管理站点X回送(步骤S33、S35、S37、S39)。另外，从属站点A、B、C、D的控制帧响应部61将从第2端口接收到的网络存在确认帧的SA和本站点的网络存在确认帧的发送端口信息改写后而生成网络存在确认帧，并从第1端口发送改写后的网络存在确认帧(步骤S34、S36、S38、S40)。图9是表示网络存在确认帧的一个例子的图，图10是表示网络存在确认响应帧的一个例子的图。生成并传递图示的网络存在确认帧和网络存在确认响应帧。另外，网络存在确认处理部22在每次从各从属站点D A接收网络存在确认响应帧时，都生成网络存在信息，进而生成网络连接信息，并存储在网络连接信息存储部23中。 此时生成的网络存在信息如图7的记录705 708所示，根据该网络存在信息生成的网络连接信息在图8-4中示出。此外，由于网络连接信息的生成与上述方法相同，所以省略其说明。另外，网络存在确认处理部22使用图8-3和图8_4的结果，构建最终的网络连接信息。图11是表示网络连接信息的一个例子的图。根据图8-3和图8-4的各通信节点及端口的连接关系，得到图11所示的连接关系。此外，由于将第2端口 X2设为无效时的网络连接信息(图8-3)与将第1端口 Xl设为无效时的网络连接信息(图8-4)的通信节点的排列顺序一致，所以管理站点X的网络存在确认处理部22识别出网络为冗长环结构。另外， 在生成网络连接信息时，以通信节点仅具有2个端口为前提，还附加有根据图8-3和图8-4 的结果无法得到的端口。1此外，在确定了将一个端口设为无效时的第1网络连接信息后，确定将另一个端口设为无效时的第2网络连接信息时，在与管理站点X连接的从属站点为第1网络连接信息的最后(末端)从属站点的情况下，也可以使令牌循环顺序确定部25将网络识别为环结构而进行处理。另外，在将第2端口 X2设为无效时的网络连接信息、与将第1端口 Xl设为无效时的网络连接信息不一致的情况下，网络存在确认处理部22判定为没有成为环结构。在此情况下，线连接管理部M将第1和第2端口 X1、X2设为有效而进行通信。CN 102461085 A说明 书11/25 页在步骤S41中检测出超时后，令牌循环顺序确定部25根据图11所示的网络连接信息，确定令牌循环顺序(步骤S51)。在本实施方式1中，由于是将网络为环结构的情况作为前提的，所以作为令牌循环顺序，形成以管理站点X为起点而与当前有效的端口(第2 端口 X2)连接的从属站点的顺序。即，在本例中，形成管理站点X—从属站点D—从属站点 C —从属站点B —从属站点A —管理站点X的顺序。但这仅是一个例子，也可以通过其它方法确定令牌循环顺序。所确定的令牌循环顺序存储在令牌循环顺序信息存储部26中。然后，管理站点X的配置处理部27使用存储在令牌循环顺序信息存储部沈中的令牌循环顺序，进行配置处理(步骤S5》，其中，该配置处理用于通知各通信节点的发送权的循环信息(表示在已经接收令牌帧而获得发送权的通信节点之后的下一个赋予发送权的通信节点的信息)。在本实施方式1中，管理站点X使用配置帧向各从属站点A D通知令牌循环顺序，各从属站点A D使用配置响应帧，将接收到配置帧这一内容向管理站点X 通知。然后，如果配置处理正常结束，则管理站点X的令牌帧处理部28和数据帧通信处理部四基于令牌循环顺序信息，开始利用令牌帧进行的通信(步骤S5!3)。在这里，管理站点X在将第1端口 Xl设为无效的状态下，从第2端口 X2利用令牌帧进行通信。由此，管理站点X的第1端口 Xl和从属站点A的第2端口 A2之间成为与没有被线缆连接相同的状态， 可以进行与线形拓扑连接相同的发送/接收处理。此外，以上步骤Sll至步骤S41的处理，是用于对构成网络的通信节点及其排列状态进行确认的网络存在确认处理。根据本实施方式1，由于在具有环形拓扑的以太网网络中，在启动时将任意一侧端口设为无效，仅利用一侧端口进行通信，所以具有下述效果，即，可以在物理上为环形拓扑的网络中使用线形拓扑的协议进行通信。另外，管理站点X在网络存在确认处理时，只要从各个端口发送一次网络存在确认帧即可，不需要如背景技术所说明的专利文献1的情况那样，向与网络连接的每1台通信节点，分别发送用于确认是否与网络连接的信息。其结果，具有下述效果，即，与专利文献1 的情况相比，可以在短时间内完成网络存在确认处理。另外，还具有下述效果，S卩，不需要如专利文献1所示构成以顺时针和逆时针使数据循环的电路，与现有技术相比，可以抑制构成装置的成本。实施方式2在本实施方式2中，说明利用与实施方式1不同的方法进行启动时的系统结构识别处理的情况。图12是示意地表示实施方式2所涉及的从属站点的功能结构的框图。该从属站点在实施方式1的结构的基础上，在通信处理部60A中还具有链路状态确认部66。该链路状态确认部66具有下述功能针对每个端口，使用链路状态信号确认端口所连接的传送路径状态是否正常，即，与相邻的通信节点之间的链路状态是否正常。此外，该链路状态的确认，在例如使用IOMbps的以太网线缆的情况下，可以利用在物理层中进行交换的链路脉冲进行。作为链路状态存在正常状态和异常状态这2种状态，该正常状态是可以与相邻的通信节点之间进行链路状态信号的交换、可以进行通信的状态，该异常状态是无法与相邻的通信节点之间进行链路状态信号的交换、无法进行通信的状态。
另外，控制帧响应部61具有下述功能，S卩，如果接收到网络存在确认帧，则将接收到该帧的时刻的由链路状态确认部66所确认的各端口 51-1、51-2的链路状态，设定在网络存在确认响应帧中，并向管理站点发送。图13是表示网络存在确认响应帧的一个例子的图。如该图所示，在网络存在确认响应帧220A的数据224的一部分中，设置链路状态信息 228，在该链路状态信息228中存储由链路状态确认部66所确认的链路状态。此外，对于与实施方式1相同的结构要素，标注相同的标号，省略其说明。另外，由于实施方式2所使用的管理站点与实施方式1所使用的管理站点相同，所以省略其说明。下面，说明这种通信系统中的数据通信方法。图14是示意地表示实施方式2所涉及的启动时的数据通信方法的一个例子的时序图。此外，在这里，示出了 4台从属站点A D与管理站点X以环状连接的结构，但这仅是一个例示，在任意数量的从属站点与管理站点 X连接的情况下，都可以利用与以下说明的处理相同的方法进行数据通信。如果在将管理站点X和从属站点A D利用以太网线缆连接后，将从属站点A D的电源接通，然后将管理站点X的电源接通，则管理站点X为了识别包含管理站点X的同一网段的网络上所连接的从属站点，而进行下述处理。首先，管理站点X的通信处理部的线连接管理部M将本站点的一个端口、在这里将第2端口 X2设为无效，成为仅可以利用第1 端口 Xl进行帧的发送/接收的状态(步骤S111)。然后，管理站点X的网络存在确认处理部22生成网络存在确认帧，从第1端口 Xl 通过广播发送(步骤S112)。如上述所示，在这里，由于各通信节点以环状连接，所以网络存在确认帧首先到达从属站点A。如果从属站点A利用第2端口 A2接收到网络存在确认帧，则从属站点A的控制帧响应部61生成网络存在确认响应帧，从接收到网络存在确认帧的第2端口 A2向管理站点X 回送(步骤S113)。此外，此时，在所发送的网络存在确认响应帧220A的链路状态信息228 中，设定有在直至发送网络存在确认响应帧为止的期间链路状态确认部66所取得的第1和第2端口 Al、A2的链路状态。另外，从属站点A的控制帧响应部61将接收到的网络存在确认帧的内容的一部分进行改写，并从第1端口 Al发送改写后的网络存在确认帧(步骤S114)。然后，网络存在确认帧依次到达从属站点B、C、D，各从属站点B、C、D如果接收到网络存在确认帧，则进行与上述的从属站点A中的处理相同的处理。即，接收到网络存在确认帧的各从属站点B、C、D的控制帧响应部61，生成网络存在确认响应帧220A，并从接收到网络存在确认帧的第2端口向管理站点X回送(步骤S115、S117、S119)。另外，从属站点B、 C、D的控制帧响应部61将从第2端口接收到的网络存在确认帧的一部分内容改写后而生成网络存在确认帧，从第1端口进行发送(步骤S116、S118、S120)。在这里，管理站点X的网络存在确认处理部22如果接收到网络存在确认响应帧 220A,则使计时器21启动，对是否在规定时间内接收到网络存在确认响应帧220A这一情况进行判定。并且，在规定时间内接收到网络存在确认响应帧220A的情况下，将计时器21复位而重新计时。在这里，由于在从属站点D的前方没有连接其它从属站点(从属站点D的前方的管理站点X的第2端口 X2被设为无效)，所以如果在接收来自从属站点D的网络存在确认响应帧220A后将计时器复位，则发生超时(步骤S121)。另外，网络存在确认处理部22在每次从各从属站点A D接收网络存在确认响应帧220A时，都如实施方式1的说明所示，生成网络连接信息，并存储在网络连接信息存储部 23中。此时，在来自全部从属站点A D的链路状态为正常的情况下，管理站点X掌握网络结构为冗长环结构这一情况(步骤S122)。然后，与实施方式1相同地，管理站点X确定令牌循环顺序(步骤S123)，在进行配置处理后(步骤S124)，开始利用令牌帧进行的数据帧通信处理(步骤S125)。根据本实施方式2，由于从属站点在网络存在确认响应帧220A中存储2个端口 51-1、51-2的链路状态，所以仅通过针对从管理站点X的一侧的端口 11-1、11_2发送的网络存在确认帧进行的响应，就可以判定是否为环结构。即，具有下述效果用于识别网络状态的网络存在确认帧的发行次数成为1次，与实施方式1的情况相比，可以缩短网络存在确认处理所需的时间。实施方式3在本实施方式3中，说明在利用令牌进行的通信中，通信节点停机的情况下或者发生了线缆断线的情况下的环路再构成处理(网络存在确认处理)。本实施方式3所使用的管理站点与实施方式1所使用的管理站点相同，从属站点与实施方式2所使用的从属站点相同。但是，各从属站点的数据帧通信处理部65具有下述功能，即，将在直至发送数据帧为止的期间内由链路状态确认部66所确认的2个端口 51-1、 51-2的链路状态，写入数据帧中并进行输出。此外，在该情况下的数据帧中，如针对实施方式2的图13的网络存在确认响应帧的格式进行的说明所示，在数据的一部分中设置有链路状态信息，该链路状态信息存储由链路状态确认部66所确认的链路状态。首先，对通信节点已停机的情况下的环路再构成处理(网络存在确认处理)进行说明。图15是表示通信节点已停机的情况下的环路再构成处理的流程的一个例子的时序图。此外，在这里，示出了 4台从属站点A D与管理站点X以环状连接的结构，但这仅是一个例示，在任意数量的从属站点与管理站点X连接的情况下，都可以利用与以下说明的处理相同的方法进行数据通信。首先，在该网络中，管理站点X和从属站点A D利用线缆以环形连接，但通过将管理站点X的第1端口 Xl设为无效(步骤S211)，从而作为管理站点X-从属站点D-从属站点C-从属站点B-从属站点A这样的线形拓扑，以下述(1)的顺序进行利用令牌帧实现的数据帧发送/接收。管理站点X —从属站点D —从属站点C —从属站点B —从属站点A —管理站点X …⑴假设在从属站点D即将获得令牌帧之前，从属站点C因某种原因而停机(电源断开)(步骤S2U)。此时，由于从属站点D的链路状态确认部66无法从从属站点C得到链路确认信号，所以识别为从属站点C已经链路断开(即，从属站点C的电源断开、或者与从属站点C之间发生线缆断开)(步骤S213)，其中，链路确认信号为在物理层中定期与相邻的通信节点之间进行交换的链路脉冲等。此外，从属站点B也相同地，识别为从属站点C已经链路断开。然后，如果从属站点D按照预先确定的令牌循环顺序获得令牌帧，则从属站点D的数据帧通信处理部65向数据帧中的链路状态信息内存储表示从属站点C已经链路断开这一内容的信息，并向管理站点X发送(步骤S214)。具体地说，在数据帧的链路状态信息中，存储第1端口 Dl正常但第2端口 D2异常这一内容，并向管理站点X发送。然后，管理站点X接收来自从属站点D的数据帧，进行通常的接收处理，但此时，由于在链路状态信息中包含有表示从属站点C链路断开这一内容的信息，所以识别为从属站点C已经脱离(步骤S215)。然后，管理站点X的线连接管理部M针对发出从属站点C的链路断开这一通知的从属站点D，发送将从属站点D的从属站点C侧的第2端口 D2设为无效的端口控制帧(步骤S221)。从属站点D的端口发送/接收控制部62如果接收到端口控制帧，则根据其内容， 进行将第2端口 D2设为无效的处理(步骤S222)。然后，从属站点D的控制帧响应部61向管理站点X发送表示完成了第2端口 D2无效化这一内容的端口控制响应帧(步骤S223)。管理站点X的线连接管理部M如果从从属站点D接收到端口控制响应帧，则将第 1端口 Xl设为有效(步骤S2M)。其原因是，如果继续将第1端口 Xl保持无效，则管理站点X只能与从属站点D进行通信。由此，管理站点X将第1和第2端口 X1、X2均设为有效， 成为除了从属站点D之外，还可以与从属站点A、B进行通信的状态。然后，管理站点X的网络存在确认处理部22通过广播从第1和第2端口 X1、X2发送网络存在确认帧(步骤S231、S233)。从第2端口 X2发送的网络存在确认帧被从属站点D接收，从从属站点D返回网络存在确认响应帧(步骤S232)。在该网络存在确认响应帧中，包含有由链路状态确认部66 所确认的、在接收到网络存在确认帧的时刻的各端口的链路状态。另外，在从属站点D中， 由于将第2端口 D2设为无效，所以不将接收到的网络存在确认帧向在从属站点D的第2端口 D2的前方连接的从属站点C发送。此外，也存在此时从属站点C瞬间复原的情况。在此情况下，在从属站点D的第2 端口 D2和从属站点C的第1端口 Cl之间的传送路径中，在物理层中进行链路确认信号的交换，但在数据链路层中，由于从属站点D的第2端口 D2被设为无效，所以不会将网络存在确认帧向从属站点C转发。因此，可以防止不稳定动作的从属站点C在环路再构成处理时加入网络内。另外，由于在没有将从属站点D的第2端口 D2设为无效的情况下，成为管理站点X和从属站点A D的端口全部有效的环结构，帧在网络内永远持续循环，所以，还可以防止这种情况产生。另一方面，从管理站点X的第1端口 Xl发送的网络存在确认帧被从属站点A接收， 从从属站点A向管理站点X返回网络存在确认响应帧(步骤S234)。另外，从属站点A将网络存在确认帧的内容的一部分改写后，从第2端口 A2向第1端口 Al转发(步骤S235)。 相同地，在从属站点B中，如果接收到网络存在确认帧，则将网络存在确认响应帧向管理站点X发送(步骤S236)，并将网络存在确认帧的内容的一部分改写后，从第2端口 B2向第1 端口 Bl转发(步骤S237)。但是，由于从属站点C已经停机，所以不会产生来自从属站点C 的网络存在确认响应帧。另外，在从属站点A、B所发送的网络存在确认响应帧中，包含有在直至网络存在确认响应帧送出时为止由链路状态确认部66所确认的各端口的链路状态。从从属站点B接收到网络存在确认响应帧的管理站点X，利用计时器21开始计时。 在本例的情况下，如上述所示，由于不会从已停机的从属站点C产生网络存在确认响应帧， 所以在从接收来自从属站点B的网络存在确认响应帧开始经过规定时间后，计时器21超时 (步骤S238)。其结果，管理站点X的网络存在确认处理部22识别为从属站点C (与从属站点B相邻的从属站点)已经脱离网络(步骤S239)。此外，如果管理站点X从各从属站点A、B、D接收到网络存在确认响应帧，则生成作为在接收到上述帧的时刻的通信节点之间的连接状态的网络连接信息。然后，管理站点X的线连接管理部对针对最后接收的网络存在确认响应帧的发送源即从属站点B，发送将从属站点B的第1端口 Bl设为无效的端口控制帧(步骤S241)。如果从属站点B的端口发送/接收控制部62接收到端口控制巾贞，则根据其内容，进行将第1 端口 Bl设为无效的处理(步骤S242)。然后，从属站点B的控制帧响应部向管理站点X发送表示完成了第1端口 Bl无效化这一内容的端口控制响应帧(步骤SM3)。然后，管理站点X如实施方式1的说明所示，确定令牌循环顺序(步骤S251)，针对各通信节点进行设定令牌帧发送顺序的配置处理(步骤S252)。然后，开始在网络内利用令牌帧进行的数据帧发送处理(步骤S25!3)。此时，从从属站点B的第1端口 Bl至从属站点 D的第2端口 D2成为与未连接相同的动作，在除了从属站点C以外的管理站点X、从属站点 A、B、D中进行数据帧的通信。以上，针对节点停机的情况下的环路再构成处理进行了说明，在线缆被切断的情况下，也基本上与上述环路再构成处理相同。图16是表示线缆断线的情况下的环路再构成处理的流程的一个例子的时序图。此外，在这里，示出了 4台从属站点A D与管理站点X 以环状连接的结构，但这仅是一个例示，在任意数量的从属站点与管理站点X连接的情况下，都可以利用与以下说明的处理相同的方法进行数据通信。首先，在该网络中，管理站点X和从属站点A D利用线缆以环形连接，但通过将管理站点X的第1端口 Xl设为无效(步骤S311)，从而作为管理站点X-从属站点D-从属站点C-从属站点B-从属站点A这样的线形拓扑，利用令牌帧而以上述(1)所示的顺序进行数据帧发送/接收。假设在从属站点D即将获得令牌帧之前，从属站点D和从属站点C之间的线缆因某种原因断线(步骤S312)。此时，由于从属站点D的链路状态确认部66无法从从属站点 C得到链路确认信号，所以识别为从属站点C已经链路断开(即，从属站点C停机、或者发生线缆断开)(步骤S313)，其中，链路确认信号为在物理层中定期与相邻的通信节点之间进行交换的链路脉冲等。此外，相同地，从属站点C的链路状态确认部66也识别为从属站点 D链路断开(即，从属站点D停机、或者发生线缆断开)(步骤S314)。然后，如果从属站点D按照预先确定的令牌循环顺序(1)获得令牌帧，则从属站点 D的数据帧通信处理部65向数据帧中的链路状态信息存储表示从属站点C已经脱离这一内容的信息，并向管理站点X发送(步骤S315)。具体地说，在数据帧的链路状态信息中，存储第1端口 Dl正常但第2端口 D2异常这一内容，并向管理站点X发送。然后，管理站点X接收来自从属站点D的数据帧，进行通常的接收处理，但此时，由于在链路状态信息中包含有表示从属站点C链路断开这一内容的信息，所以线连接管理部 24识别为从属站点C脱离(步骤S316)，跳转至环路再构成处理。因此，首先，管理站点X的线连接管理部M针对发出从属站点C脱离这一通知的从属站点D，发送将从属站点D的从属站点C侧的第2端口 D2设为无效的端口控制帧(步骤S321)。如果从属站点D的端口发送/接收控制部62接收到端口控制帧，则根据其内容， 进行将第2端口 D2设为无效的处理(步骤S322)。然后，从属站点D的控制帧响应部61向管理站点X发送表示完成了第2端口 D2无效化这一内容的端口控制响应帧(步骤S323)。另外，如果管理站点X的线连接管理部M从从属站点D接收到端口控制响应帧， 则将本站点的第1端口 Xl设为有效(步骤S3M)。由此，管理站点X将第1和第2端口 Xl、 X2均设为有效。然后，管理站点X的网络存在确认处理部22通过广播从第1和第2端口 X1、X2发送网络存在确认帧(步骤S331、S333)。从管理站点X的第2端口 X2发送的网络存在确认帧被从属站点D接收，从从属站点D返回网络存在确认响应帧(步骤S332)。在该网络存在确认响应帧中，包含有在直至发送网络存在确认响应帧为止的期间内由链路状态确认部66所确认的各端口的链路状态。 另外，在从属站点D中，由于将第2端口 D2设为无效，所以不将接收到的网络存在确认帧向从属站点D的第2端口 D2的前方所连接的从属站点C转发。此外，也存在此时与从属站点C之间的线缆瞬间复原的情况。在此情况下，在从属站点D的第2端口 D2和从属站点C的第1端口 Cl之间的传送路径中，在物理层中进行链路确认信号的交换，但在数据链路层中，由于将从属站点D的第2端口 D2设为无效，所以不会将网络存在确认帧向从属站点C转发。因此，可以防止在环路再构成处理时从属站点C 从从属站点D侧加入。如果在没有将第2端口 D2设为无效的情况下，则管理站点X和从属站点A D成为环结构，帧在网络内永远持续循环。即，通过将第2端口 D2设为无效，可以防止这种情况产生。另一方面，从管理站点X的第1端口 Xl发送的网络存在确认帧被从属站点A接收， 从从属站点A返回网络存在确认响应帧(步骤S334)。另外，从属站点A将网络存在确认帧的内容的一部分改写后，从第2端口 A2向第1端口 Al转发(步骤S335)。相同地，在从属站点B、C中，如果接收到网络存在确认帧，则将网络存在确认响应帧向管理站点X发送(步骤S336、S338)，并且将网络存在确认帧的内容的一部分改写后，从第2端口向第1端口转发 (步骤S337、S339)。此外，由于从属站点C和从属站点D之间的线缆为断线状态，所以网络存在确认帧无法到达从属站点D，不会产生来自从属站点D的网络存在确认响应帧。另外， 在各从属站点A、B、C发送的网络存在确认响应帧中，包含有在直至发送网络存在确认响应帧为止的期间内由链路状态确认部66所确认的各端口的链路状态。从从属站点C接收到网络存在确认响应帧的管理站点X的网络存在确认处理部 22，利用计时器21开始计时。在本例的情况下，如上述所示，由于从属站点C和从属站点D 之间的线缆已经断线，所以不会产生来自从属站点D的网络存在确认响应帧。其结果，在从接收来自从属站点C的网络存在确认响应帧开始经过规定时间后，计时器21超时(步骤 S340)。然后，管理站点X的线连接管理部M根据至此为止接收到的网络存在确认响应帧中的信息，识别为从属站点C和从属站点D之间的线缆已经断线(步骤S341)。此外，如果管理站点X从各从属站点A D接收到网络存在确认响应帧，则生成作为在接收到上述帧的时刻的通信节点之间的连接状态的网络连接信息。然后，线连接管理部M针对最后接收到网络存在确认响应帧的从属站点C，发送将从属站点C的第1端口 Cl设为无效的端口控制帧(步骤S351)。如果从属站点C的端口发送/接收控制部62接收到端口控制帧，则根据其内容，进行将第1端口 Cl设为无效的处理(步骤S35》。然后，从属站点C的控制帧响应部61向管理站点X发送表示完成了第1 端口 Cl无效化这一内容的端口控制响应帧(步骤S353)。
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然后，管理站点X如实施方式1的说明所示，确定令牌循环顺序(步骤S361)，针对各通信节点进行设定令牌帧发送顺序的配置处理(步骤S362)。然后，开始利用令牌帧进行的数据帧通信(步骤S363)。此时，与发生故障前相同地，在管理站点X、从属站点A D 中进行数据帧的通信，但线形连接的路径与故障发生前不同。即，从从属站点D的第2端口 D2至从属站点C的第1端口 Cl成为与未连接相同的动作。此外，在上述说明中，使得在数据帧中存储由链路状态确认部66所确认的链路状态，但并不限于数据帧，也可以向令牌帧或其它帧中存储。根据本实施方式3，在令牌帧接收时，各从属站点将全部端口的链路状态写入数据帧中并向管理站点X通知。由此，在与接收到令牌帧的从属站点相邻的通信节点(从属站点)发生停机或线缆切断的故障的情况下，与等待故障发生部分处令牌帧消失后直至经过规定时间为止的情况相比，可以迅速地将异常向管理站点X通知而进行环路再构成处理。 另外，由于发送网络存在确认帧的次数为1次，所以具有可以实现缩短环路再构成处理的时间的效果。另外，由于在进行环路再构成处理时，将与产生故障的部分相连接的通信节点的端口设为无效，所以即使在环路再构成处理中，产生故障的通信节点复原、或线缆状态成为不稳定的状态(断线(异常)及联线(正常)状态交替在短时间内变化的状态，即，线缆即将断线的状态)的情况下，也可以将产生故障的部分排除在外而进行环路再构成处理。其结果，具有下述效果，即，可以在环路再构成处理中，防止将包含复原后的通信节点、或者与线缆状态不稳定的线缆相邻的通信节点在内的全部通信节点的端口设为有效，从而帧在网络内持续传递的情况。实施方式4在实施方式3的情况下，对于向与产生故障的部分相邻的从属站点发送了令牌帧的情况是有效的，但在接收到令牌帧时该从属站点或线缆产生故障的情况下，或者在将接收到令牌帧的从属站点和管理站点连结的路径上的从属站点停机或线缆断线的情况下，利用实施方式3无法应对。因此，在本实施方式4中，说明这种情况下的环路再构成处理。图17是示意地表示实施方式4所涉及的管理站点的功能结构的一个例子的框图。 管理站点在实施方式1的图2-1的结构的基础上，在通信处理部20A中还具有网络监视部 30。如果网络监视部30检测出在网络内传递的帧，则使计时器21启动，对在网络内传递的帧进行监视。在从计时器21启动至经过规定时间为止的期间，在第1端口 11-1或者第2端口 11-2中输入了帧的情况下，将计时器21复位而重新计时。另外，在从计时器21 启动至经过规定时间为止的期间，在第1端口 11-1或者第2端口 11-2中没有输入帧的情况下，即在检测到超时的情况下，判断为在网络(通信系统)内帧已消失，向网络存在确认处理部22发出进行网络存在确认处理的指示。在这里，作为监视对象的帧，可以将全部帧作为对象，也可以将令牌帧作为对象。此外，对于与实施方式1相同的结构要素，标注相同的标号，省略其说明。另外，由于本实施方式4所使用的从属站点的结构与实施方式1所说明的从属站点相同，所以省略其说明。下面，说明本实施方式4所涉及的数据通信方法，首先说明网络中的通信节点已停机的情况下的环路再构成处理。图18是表示通信节点已停机的情况下的环路再构成处理的流程的一个例子的时序图。此外，在这里，示出了 4台从属站点A D与管理站点X以环状连接的结构，但这仅是一个例示，在任意数量的从属站点与管理站点X连接的情况下， 都可以利用与以下说明的处理相同的方法进行数据通信。首先，在该网络中，管理站点X和从属站点A D利用线缆以环形连接，但通过将管理站点X的第1端口 Xl设为无效(步骤S411)，从而作为管理站点X-从属站点D-从属站点C-从属站点B-从属站点A这样的线形拓扑，根据上述(1)的顺序进行利用令牌帧实现的数据帧发送/接收。假设在从属站点C获得令牌帧后，因某种原因而电源断开(步骤S412)。此时，从属站点D的第2端口 D2成为无法通信的状态(步骤S413)。从属站点B也相同地，与从属站点C连接的第1端口 Bl成为无法通信的状态。另外，在令牌帧循环至从属站点C时，该令牌帧也在整个网络上传递。因此，如果管理站点X的网络监视部30检测出令牌帧在网络上传递，则开启(set)计时器21。并且， 由于获得令牌帧的从属站点C的电源断开，所以在直至计时器21超时为止的期间，在网络上没有其它帧传递。如果管理站点X的网络监视部30根据超时而检测出在规定时间内网络上没有帧传递这一情况(步骤S414)，则识别为在网络上令牌帧已经消失，向网络存在确认处理部22 发出进行网络存在确认处理的指示。然后，网络存在确认处理部22保持当前的端口有效/ 无效状态，即保持第1端口 Xl无效而第2端口 X2有效的状态，通过广播发送网络存在确认帧(步骤S421)。从管理站点X的第2端口 X2发送的网络存在确认帧被从属站点D接收，从从属站点D返回网络存在确认响应帧(步骤S42》。另外，在从属站点D中，对网络存在确认帧的内容的一部分进行改写后，从第1端口 Dl向第2端口 D2转发(步骤S423)，但由于从属站点C处于电源断开的状态，所以成为从从属站点D的第2端口 D2的前方所连接的从属站点 C没有返回网络存在确认响应帧的状态。管理站点X如果接收到来自从属站点D的网络存在确认响应帧，则使计时器21启动，开始规定时间的计时。但是，由于在从属站点D之后所连接的从属站点C处于电源断开状态，所以不会接收到来自从属站点C的网络存在确认响应帧。其结果，经过规定的时间后导致超时(步骤S424)。由此，管理站点X的网络存在确认处理部22识别为从属站点C链路断开，即，处于只能将数据帧发送至从属站点D的状态(步骤S425)。然后，线连接管理部M针对最后接收网络存在确认响应帧的从属站点D，发送将从属站点D的第2端口 D2设为无效的端口控制帧(步骤S431)。接收到端口控制帧的从属站点D的端口发送/接收控制部62，根据端口控制帧的指示，进行针对第2端口 D2使数据链路层以上的数据帧通信为无效的处理(步骤S432)。如果该第2端口 D2的无效化处理完成，则控制帧响应部61将端口控制响应帧向管理站点X发送(步骤S433)。此外，也存在在该一系列处理中从属站点C瞬间复原的情况。在此情况下，在从属站点D的第2端口 D2和从属站点C的第1端口 Cl之间的传送路径中，在物理层中进行链路确认信号的交换，但在数据链路层中，由于将从属站点D的第2端口 D2设为无效，所以不会将网络存在确认帧向从属站点C转发。因此，可以防止不稳定动作的从属站点C在环路再构成处理时加入网络内。另外，由于在没有将从属站点D的第2端口 D2设为无效的情况下，管理站点X和从属站点A D成为环结构，在环路再构成处理中传递的帧在网络内永远持续循环，所以，还可以防止这种情况产生。接收到端口控制响应帧的管理站点X的线连接管理部对，进行将本站点的第1端口 Xl设为有效的处理(步骤S434)。由此，管理站点X成为可以利用2个端口 X1、X2进行数据帧发送/接收的状态。然后，管理站点X的网络存在确认处理部22通过广播向同一网段的网络上的从属站点发送网络存在确认帧(步骤S441、S44!3)。从第2端口 X2发送的网络存在确认帧被从属站点D接收，从属站点D将网络存在确认响应帧向管理站点X发送(步骤S44》。此外， 由于从属站点D的第2端口 D2被设为无效，所以不进行网络存在确认帧的转发。从管理站点X的第1端口 Xl发送的网络存在确认帧被从属站点A接收，从从属站点A返回网络存在确认响应帧(步骤S444)。另外，从属站点A对网络存在确认帧的内容的一部分进行改写后，从第2端口 A2向第1端口 Al转发(步骤S44Q。相同地，在从属站点B中，如果接收到网络存在确认帧，则将网络存在确认响应帧向管理站点X发送(步骤 S446)，对网络存在确认帧的内容的一部分进行改写后，从第2端口 B2向第1端口 Bl转发 (步骤S447)。但是，由于从属站点C已经停机，所以网络存在确认帧不会到达从属站点C， 另外，不会产生来自从属站点C的网络存在确认响应帧。从从属站点B接收到网络存在确认响应帧的管理站点X，利用计时器21开始计时。 在本例的情况下，如上述所示，由于从属站点C已经停机，所以不会产生来自从属站点C的网络存在确认响应帧，因此，在从接收到来自从属站点B的网络存在确认响应帧开始经过规定时间后，计时器21超时(步骤S448)。其结果，管理站点X的线连接管理部M识别为从属站点C(与从属站点B相邻的从属站点)已经脱离网络(步骤S449)。然后，线连接管理部M对于最后接收网络存在确认响应帧的从属站点B，发送将从属站点B的第1端口 Bl设为无效的端口控制帧(步骤S451)。如果从属站点B的端口发送/接收控制部62接收到端口控制帧，则根据其内容，进行将第1端口 Bl设为无效的处理 (步骤S45》。然后，从属站点B的控制帧响应部61向管理站点X发送表示完成了第1端口 Bl无效化这一内容的端口控制响应帧(步骤S453)。此外，如果管理站点X从各从属站点接收到网络存在确认响应帧，则生成作为在接收到上述帧的时刻的通信节点之间的连接状态的网络连接信息。然后，管理站点X如实施方式1的说明所示，确定令牌循环顺序(步骤S461)，针对各通信节点A、B、D进行设定令牌帧发送顺序的配置处理(步骤S46》。然后，开始利用令牌帧进行的数据帧通信(步骤S46!3)。此时，在除了从属站点C之外的管理站点X、从属站点A、B、D中进行数据帧的通信。下面，说明在线缆被切断的情况下的环路再构成处理，该处理基本上是与通信节点停机时相同的处理。图19是表示线缆断线的情况下的环路再构成处理的流程的一个例子的时序图。此外，在这里，示出了 4台从属站点A D与管理站点X以环状连接的结构， 但这仅是一个例示，在任意数量的从属站点与管理站点X连接的情况下，都可以利用与以下说明的处理相同的方法进行数据通信。首先，在该网络中，管理站点X和从属站点A D利用线缆以环形连接，但通过将管理站点X的第1端口 Xl设为无效(步骤S511)，从而作为管理站点X-从属站点D-从属站点C-从属站点B-从属站点A这样的线形拓扑，根据上述(1)的顺序进行利用令牌帧实现的数据帧发送/接收。假设在从属站点A C中的某一个从属站点获得令牌帧时，从属站点D和从属站点C之间的线缆因某种原因断线(步骤S512)。此时，从属站点D的第2端口 D2成为无法通信的状态(步骤S513)。另外，从属站点B也相同地，与从属站点C连接的第1端口 Bl成为无法通信的状态(步骤S514)。另外，如果管理站点X的网络监视部30检测出最后在网络上传递的帧，则利用计时器21进行计时。然后，在这里，由于线缆被切断，所以成为在网络上大于或等于规定时间持续没有其它帧传递的状态。如果管理站点X的网络监视部30根据超时而检测出在规定时间内网络上没有帧传递这一情况(步骤S515)，则识别为在网络上令牌帧已经消失，向网络存在确认处理部22 发出进行网络存在确认处理的指示。然后，网络存在确认处理部22保持当前的端口有效/ 无效状态，即保持第1端口 Xl无效而第2端口 X2有效的状态，通过广播发送网络存在确认帧(步骤S521)。从管理站点X的第2端口 X2发送的网络存在确认帧被从属站点D接收，从从属站点D返回网络存在确认响应帧(步骤S52》。另外，在从属站点D中，对网络存在确认帧的内容的一部分进行改写后，从第1端口 Dl向第2端口 D2转发(步骤S523)，但由于从属站点D和从属站点C之间的线缆处于被切断的状态，所以成为从从属站点D的第2端口 D2的前方所连接的从属站点C没有返回网络存在确认响应帧的状态。管理站点X如果接收到来自从属站点D的网络存在确认响应帧，则使计时器21启动，开始规定时间的计时。但是，由于从属站点D和从属站点C之间的线缆处于被切断的状态，所以不会接收到来自从属站点C的网络存在确认响应帧。其结果，经过规定时间后导致超时(步骤S5M)。管理站点X的网络存在确认处理部22识别为从属站点C链路断开，即， 处于只能将数据帧发送至从属站点D的状态(步骤S525)。然后，线连接管理部M针对最后接收网络存在确认响应帧的从属站点D，发送将从属站点D的第2端口 D2设为无效的端口控制帧(步骤S531)。接收到端口控制帧的从属站点D的端口发送/接收控制部62，根据端口控制帧，进行针对第2端口 D2使数据链路层以上的数据帧通信为无效的处理(步骤S532)。如果该第2端口 D2的无效化处理完成，则控制帧响应部将端口控制响应帧向管理站点X发送(步骤S533)。此外，也存在在该一系列处理中从属站点C和从属站点D之间的线缆瞬间复原的情况。在此情况下，在从属站点D的第2端口 D2和从属站点C的第1端口 Cl之间的传送路径中，在物理层中进行链路确认信号的交换，但在数据链路层中，由于将从属站点D的第 2端口 D2设为无效，所以不会将网络存在确认帧向从属站点C转发。因此，可以防止在管理站点X的第2端口 X2的环路再构成处理时从属站点C加入网络内。另外，由于在没有将第2端口 D2设为无效的情况下，管理站点X和从属站点A D成为环结构，在环路再构成处理中传递的帧在网络内永远持续循环，所以，还可以防止这种情况产生。然后，接收到端口控制响应帧的管理站点X的线连接管理部对，进行将本站点的第1端口 Xl设为有效的处理(步骤S534)。由此，管理站点X成为可以利用2个端口 XI、 X2进行数据帧发送/接收的状态。
然后，网络存在确认处理部22通过广播向同一网段的网络上的从属站点发送网络存在确认帧(步骤S541、SM!3)。针对从管理站点X的第2端口 X2发送的网络存在确认帧的处理，与上述图18的步骤S441 S442相同(步骤S541 SM2)。从管理站点X的第1端口 Xl发送的网络存在确认帧被从属站点A接收，从从属站点A返回网络存在确认响应帧(步骤S544)。另外，从属站点A对网络存在确认帧的内容的一部分进行改写后，从第2端口 A2向第1端口 Al转发(步骤SMO。相同地，在从属站点B、C中，如果接收到网络存在确认帧，则将网络存在确认响应帧向管理站点X发送(步骤 S546, S548)，对网络存在确认帧的内容的一部分进行改写后，从第2端口向第1端口转发 (步骤S547、SM9)。此外，由于从属站点C和从属站点D之间的线缆处于已断线的状态，所以网络存在确认帧不会到达从属站点D，另外，不会产生来自从属站点D的网络存在确认响应帧。从从属站点C接收到网络存在确认响应帧的管理站点X的网络存在确认处理部 22，利用计时器21开始计时。在本例的情况下，如上述所示，由于从属站点C和从属站点 D之间的线缆已断线，所以不会产生来自从属站点D的网络存在确认响应帧。其结果，在从接收来自从属站点C的网络存在确认响应帧开始经过规定时间后，计时器21超时(步骤 S550)。然后，管理站点X的线连接管理部M根据至此为止接收到的网络存在确认响应帧中的信息，识别为从属站点C和从属站点D之间的线缆已断线(步骤S551)。此外，如果管理站点X从各从属站点接收到网络存在确认响应帧，则生成作为在接收到上述帧的时刻的通信节点之间的连接状态的网络连接信息。然后，线连接管理部M针对最后接收网络存在确认响应帧的从属站点C，发送将从属站点C的第1端口 Cl设为无效的端口控制帧(步骤S561)。如果从属站点C的端口发送/接收控制部62接收到端口控制帧，则根据其内容，进行将第1端口 Cl设为无效的处理 (步骤S56》。然后，从属站点C的控制帧响应部向管理站点X发送表示完成了第1端口 Cl 无效化这一内容的端口控制响应帧(步骤S563)。然后，管理站点X如实施方式1的说明所示，确定令牌循环顺序(步骤S571)，进行针对各通信节点A D设定令牌帧发送顺序的配置处理(步骤S57》。然后，开始利用令牌帧进行的数据帧通信处理(步骤S573)。此时，与发生故障前相同地，在管理站点X、从属站点A D中进行数据帧的通信，但线形连接的路径与故障发生前不同。即，从从属站点D的第2端口 D2至从属站点C的第1端口 Cl成为与未连接相同的动作。此外，在这里，示出了在实施方式1的情况的基础上，在管理站点X中设置网络监视部30的情况，但也可以在实施方式2、3的情况的基础上，在管理站点X中设置网络监视部30。根据本实施方式4，在管理站点X从最后检测到帧开始规定时间内没有检测到下一个帧的情况下，视作网络发生了异常而进行网络存在确认处理(环路再构成处理)。由此，具有下述效果，即，即使在与发生故障的部位相邻的通信节点得到发送权时之外的情况下，也可以检测出令牌帧消失。另外，具有下述效果，即，即使在网络内的通信节点的电源以短周期反复成为接通状态和断开状态、或处于电源已经断开状态的通信节点再次迅速成为接通状态的情况下，也由于在网络存在确认处理中，将与不稳定的通信节点连接的从属站点的端口设为无效，所以可以在防止发生在以环状连接的网络内帧持续传递即帧风暴(frame storm)的同时进行恢复。另外，由于在进行环路再构成处理时，将与产生故障的部分相连接的通信节点的端口设为无效，所以即使在环路再构成处理中，产生故障的通信节点复原、或线缆状态成为不稳定的状态(断线(异常)及联线(正常)状态交替在短时间内变化的状态，即，线缆即将断线的状态)的情况下，也可以将产生故障的部分排除在外而进行环路再构成处理。其结果，具有下述效果，即，可以在环路再构成处理中，防止将包含复原后的通信节点、或者与线缆状态不稳定的线缆相邻的通信节点在内的全部通信节点的端口设为有效，从而帧在网络内持续传递的情况。实施方式5在实施方式3、4中，针对网络内的通信节点(从属站点)因某种原因从网络脱离的情况下的环路再构成处理进行了说明。在本实施方式5中，相反地，针对已脱离的通信节点(从属站点)复位的情况下的网络存在确认处理进行说明。实施方式5中的管理站点和从属站点的结构与实施方式2、3所说明的管理站点和从属站点具有相同结构。图20是表示从属站点复原后的情况下的数据通信方法的处理流程的一个例子的时序图。此外，在这里，示出了 4台从属站点A D与管理站点X以环状连接的结构，但这仅是一个例示，在任意数量的从属站点与管理站点X连接的情况下，都可以利用与以下说明的处理相同的方法进行数据通信。首先，在该网络中，管理站点X和从属站点A D利用线缆以环形连接，但假设从属站点C因故障而成为电源断开的状态(步骤S611)，在管理站点X和从属站点A、B、D之间进行利用令牌帧实现的数据帧发送/接收。即，将从属站点B的第1端口 Bl设为无效， 将第2端口 B2设为有效，将从属站点D的第1端口 Dl设为有效，将第2端口 D2设为无效， 上述从属站点B、D成为末端通信节点(步骤S612)。假设在从属站点D或者从属站点B获得令牌帧之前，从属站点C复原，电源接通 (步骤S6i;3)。此时，从属站点D、B的链路状态确认部66从从属站点C得到在物理层中定期与相邻的通信节点之间进行交换的链路脉冲等链路确认信号，由此，识别为从属站点C 从电源断开的状态复原(步骤S614)。然后，从属站点D或从属站点B按照预先确定的令牌循环顺序获得令牌帧，并发送数据帧，但此时，数据帧通信处理部65在数据帧中的链路状态信息内存储表示从属站点C 已经复原这一内容的信息(步骤S6M)。具体地说，在从属站点D、B已获得令牌的情况下， 在数据帧的链路状态信息中存储第1及第2端口正常这一内容，并向管理站点X发送。然后，管理站点X接收来自从属站点D或从属站点B的数据帧，进行通常的接收处理，但此时，由于在链路状态信息中包含有表示从属站点C已复原这一内容的信息，所以线连接管理部M识别为从属站点C已复原。此外，以下对从属站点D获得令牌帧并向管理站点X通知从属站点C已复原的情况进行说明。管理站点X的线连接管理部M针对通知从属站点C已复原的从属站点D，发送将从属站点D的从属站点C侧的第2端口 D2设为有效的端口控制帧(步骤S621)。如果从属站点D的端口发送/接收控制部62接收到端口控制帧，则根据其内容，进行将第2端口 D2 设为有效的处理(步骤S622)。然后，从属站点D的控制帧响应部61向管理站点X发送表示完成了第2端口 D2有效化这一内容的端口控制响应帧(步骤S623)。如果管理站点X的网络存在确认处理部从从属站点D接收到端口控制响应帧，则从第1和第2端口 XI、X2通过广播发送网络存在确认帧(步骤S631、S635)。从管理站点X的第1端口 Xl发送的网络存在确认帧被从属站点A接收，从从属站点A返回网络存在确认响应帧(步骤S63》。另外，在从属站点A中，将网络存在确认帧的内容的一部分改写后，从第2端口 A2向第1端口 Al转发(步骤S633)。在从属站点B中， 如果接收到网络存在确认帧，则也将网络存在确认响应帧向管理站点X发送(步骤S634)， 但由于从属站点B的第1端口 Bl设为无效，所以不进行网络存在确认帧的转发。此外，在从从属站点A、B发送的网络存在确认响应帧中，包含有在直至发送网络存在确认响应帧为止的期间内由链路状态确认部66所确认的各端口的链路状态。另一方面，从管理站点X的第2端口 X2发送的网络存在确认帧被从属站点D接收， 从从属站点D返回网络存在确认响应帧(步骤S636)。另外，在从属站点D中，将网络存在确认帧的内容的一部分改写后，从第1端口 Dl向第2端口 D2转发(步骤S637)。相同地， 在从属站点C中，如果接收到网络存在确认帧，则将网络存在确认响应帧向管理站点X发送 (步骤S638)，将网络存在确认帧的内容的一部分改写后，从第1端口 Cl向第2端口 C2转发(步骤S639)。但是，由于从属站点B的第1端口 Bl设为无效，所以接收到的网络存在确认帧不会到达从属站点B。此外，在从从属站点C、D发送的网络存在确认响应帧中，包含有在直至发送网络存在确认响应帧为止的期间内由链路状态确认部66所确认的各端口的链路状态。在这里，管理站点X的网络存在确认处理部22如果接收到网络存在确认响应帧， 则使计时器21启动，对是否在规定时间内接收到网络存在确认响应帧这一情况进行判定。 并且，在规定时间内接收到网络存在确认响应帧的情况下，将计时器21复位而重新计时。 在这里，由于在从属站点C的前方没有连接其它从属站点(由于从属站点C的前方的从属站点B的第1端口 Bl设为无效)，所以在接收来自从属站点C的网络存在确认响应帧而将计时器复位后，发生超时(步骤S640)。另外，网络存在确认处理部22如实施方式1的说明所示，在每次从各从属站点 A D接收网络存在确认响应帧时，都生成网络连接信息，并向网络连接信息存储部23中存储。此时，在来自全部从属站点A D的链路状态信息为正常的情况下，管理站点X掌握网络结构为冗长环结构这一情况(步骤S641)。然后，管理站点X的令牌循环顺序确定部25使用网络连接信息，确定令牌循环顺序(步骤S651)，并向令牌循环顺序信息存储部沈中存储。然后，管理站点X的配置处理部27使用存储在令牌循环顺序信息存储部沈中的令牌循环顺序，生成用于通知各通信节点的令牌循环目标信息的配置帧，并向各从属站点A D发送(步骤S652)。然后，各从属站点A D的控制帧响应部61生成与所接收到的配置帧对应的配置响应帧，并向管理站点 X发送(步骤S653)。然后，管理站点X如果接收到来自全部从属站点A D的配置响应帧，并识别为管理站点X所发行的配置帧正常到达从属站点A D这一情况，则线连接管理部M将本站点 (管理站点)的第2端口 X2设为无效(步骤S661)，并且发送将从属站点B的第1端口 Bl 设为有效的端口控制帧(步骤S662)。然后，如果从属站点B的端口发送/接收控制部62接收到端口控制帧，则根据其内容，进行将第1端口 Bl设为有效的处理(步骤S663)。另夕卜，从属站点B的控制帧响应部将表示完成了第1端口 Bl有效化这一内容的端口控制响应帧向管理站点X发送(步骤S664)。然后，管理站点X开始利用令牌帧进行的通信(步骤 S671)。此外，在上述说明中，针对从属站点的电源复原时进行了说明，但在线缆复原时， 也可以相同地进行处理。根据本实施方式5，具有下述效果，S卩，在由于某种原因脱离网络的从属站点复原的情况下，可以迅速地检测出该复原而进行网络存在确认处理。实施方式6图21是表示利用令牌方式进行的数据帧发送中的状态的图。在该图21中，1台管理站点X和5台从属站点A E处于由传送路径环状连接的状态，将从属站点C的第1端口 Cl和从属站点D的第2端口 D2设为无效，以线形进行数据帧的发送/接收。图22是示意地表示从图21的状态对线缆的连接进行变更后的状态的图。在这里，示出了在图21的状态下，将从属站点D的第1端口 Dl所连接的线缆IOlA和从属站点C 的第2端口 C2所连接的线缆IOlB同时迅速地换插至集线器110的彼此不同的端口中的情况。在这种情况中存在下述状况等，即，线缆101A、101B的换插在利用链路确认信号检测出线缆被拔出之前已经完成的状况，以及虽然检测出线缆101A、101B的换插，但链路确认信号在至管理站点X的路径中途消失的状况。在图21的网络状态下，由于从属站点E的第2 端口 E2和从属站点B的第1端口 Bl各自为有效，所以在图22中，从属站点E的第2端口 E2和从属站点B的第1端口 Bl也为有效。其结果，网络成为环形拓扑，同样发生帧在环形传送路径中持续循环即帧风暴。这种帧风暴为下述状态，S卩，即使在令牌帧消失而发生了超时的情况下，或者接收到令牌帧的情况下，也存在向管理站点X发送的帧。如果成为这种状态，则传送路径始终处于使用中，因此网络无法发挥作用。因此，在本实施方式6中，说明在处于这种帧风暴状态的情况下也可以进行应对的通信系统。本实施方式6的管理站点X具有与图17相同的结构，但网络监视部30具有对帧风暴状态的发生进行监视的功能，线连接管理部M具有下述功能，即，在由网络监视部30 检测出帧风暴发生的情况下，使第1和第2端口 11-1、11_2之间的转发功能停止。另外，网络监视部30还具有下述功能，即，如果在使第1和第2端口 11-1、11-2之间的转发功能停止后，确认到在规定时间内没有向管理站点发送的帧这一情况，则向线连接管理部M和网络存在确认处理部22通知这一内容。如果接收到来自网络监视部30的帧风暴已停止这一内容的通知，则线连接管理部M解除第1和第2端口 11-1、11_2之间的转发功能的停止， 另外，网络存在确认处理部22开始网络存在确认处理。此外，对于其它结构，由于与上述实施方式相同，所以省略其说明。下面，对实施方式6所涉及的帧风暴避免处理的流程进行说明。首先，通过从图21 的状态进行如图22所示的线缆101A、IOlB换插，从而成为全部的信节点的所有端口为有效状态的环形拓扑。然后，由于无论是令牌帧消失而发生超时，还是接收到令牌帧，均存在向管理站点X发送的帧，所以管理站点X的网络监视部30识别为处于帧风暴状态。然后，如果由网络监视部30检测出帧风暴状态发生，则线连接管理部M使第1端口 Xl和第2端口 X2之间的转发功能停止。然后，如果网络监视部30确认到在规定时间内不存在向管理站点X发送的帧这一情况，则线连接管理部M解除第1端口 Xl和第2端口 X2之间的转发功能的停止，网络存在确认处理部22进行网络存在确认处理。此外，由于网络存在确认处理是按照实施方式1、 2所说明的流程进行的，所以在这里省略其详细说明。根据本实施方式6，具有下述效果，S卩，即使在以使网络内不存在被无效的端口的方式迅速地进行线缆的换插，导致发生帧风暴的情况下，也可以将网络恢复至正常状态。工业实用性如上述所示，本发明所涉及的通信系统在由传送路径连接为环状的通信节点之间作为连接为线状的网络进行通信的情况下有效。
权利要求
1.一种通信管理装置，其对将多个通信节点经由传送路径环状连接而成的网络内的令牌传递方式的数据发送进行管理，其特征在于，具有2个端口，其与相邻的所述通信节点经由传送路径连接；线连接管理单元，其发出使包含本装置在内的所述网络上的通信节点的某个端口在无法进行帧发送/接收的无效状态和可以进行帧发送/接收的有效状态之间进行切换的指示；网络存在确认单元，其进行网络存在确认处理，该处理是利用广播发送用于识别所述网络内存在的所述通信节点的网络存在确认帧，接收包含与所述通信节点相邻的通信节点及其端口的关系在内的网络存在确认响应帧，生成表示所述通信节点之间的连接状态的网络连接信息；令牌循环顺序确定单元，其使用所述网络连接信息，确定令牌循环顺序；配置处理单元，其进行配置处理，该处理是基于所述令牌循环顺序，向所述网络内的所述各通信节点通知在该通信节点之后的下一个赋予所述发送权的通信节点；以及数据帧通信处理单元，其进行利用令牌帧实现的数据帧发送/接收，所述线连接管理单元在根据所述网络连接信息识别为所述网络为环结构的情况下， 将所述网络内的某个通信节点的某个端口设为无效，以使得所述网络的连接状态不成为环状。
2.根据权利要求1所述的通信管理装置，其特征在于，所述网络存在确认单元针对所述2个端口分别进行网络存在确认处理，生成网络连接信息，在2个所述网络连接信息相同的情况下，判定为所述网络是环结构。
3.根据权利要求2所述的通信管理装置，其特征在于，所述线连接管理单元在该通信管理装置启动时，依次设定为仅使本装置的1个端口有效，以针对各个端口得到网络连接信息。
4.根据权利要求2所述的通信管理装置，其特征在于，还具有帧监视单元，其对在规定时间中所述网络内没有帧传递的状态进行监视，所述网络存在确认处理单元具有下述功能，即，在数据帧发送/接收中由所述帧监视单元检测出在规定时间中所述网络内没有帧传递的情况下，也进行所述网络存在确认处理，在所述检测出规定时间中所述网络内没有帧传递后，所述线连接管理单元对本装置的端口进行切换，以得到关于一侧端口的第1网络连接信息和关于另一侧端口的第2网络连接信息，并且在所述第1网络连接信息生成时和第2网络连接信息生成时，发送分别将在所述第1及第2网络连接信息中处于末端的通信节点的未连接状态的端口设为无效的端口控制帧。
5.根据权利要求1所述的通信管理装置，其特征在于，在所述网络存在确认响应帧中包含链路状态，在该链路状态中，将发送该帧的通信节点经由传送路径与其它通信节点可通信地连接的状态设为正常，将没有可通信地连接的状态设为异常，所述网络存在确认单元从网络存在确认处理执行时本装置的有效的端口，利用广播发送所述网络存在确认帧，利用所得到的所述网络存在确认响应帧生成所述网络连接信息， 并且在接收到的全部所述网络存在确认响应帧中的所述链路状态为正常的情况下，识别为所述网络为环结构。
6.根据权利要求5所述的通信管理装置，其特征在于，所述线连接管理单元在该通信管理装置启动时，将本装置的一侧所述端口设为有效， 将另一侧端口设为无效，所述网络存在确认单元在由所述线连接管理单元所设定的所述端口的状态下，进行所述网络存在确认处理。
7.根据权利要求5所述的通信管理装置，其特征在于，在所述数据帧中包含链路状态，在该链路状态中，将发送该帧的通信节点经由传送路径与其它通信节点连接的状态设为正常，将没有连接的状态设为异常，如果在数据帧发送/接收中，从根据所述网络连接信息而知所述链路状态应为正常的通信节点，接收到所述链路状态变为异常的数据帧，则所述线连接管理单元发送用于将发送了所述数据帧的所述通信节点中链路状态变为异常的端口设为无效的第1端口控制帧， 然后，对本装置的端口进行切换，以生成用于取得与异常部位相邻的另一通信节点的网络连接信息，并且，发送第2端口控制帧，该第2端口控制帧用于将在发送第1端口控制帧后生成的所述网络连接信息中处于末端的通信节点的未连接状态的端口设为无效。
8.根据权利要求7所述的通信管理装置，其特征在于，还具有帧监视单元，其对在规定时间中所述网络内没有帧传递的状态进行监视，所述网络存在确认处理单元具有下述功能，即，在数据帧发送/接收中由所述帧监视单元检测出在规定时间中所述网络内没有帧传递的情况下，也进行所述网络存在确认处理，所述线连接管理单元使用通过所述检测出在规定时间中所述网络内没有帧传递后的所述网络存在确认处理而得到的新的网络连接信息，发送将与异常部位相邻的通信节点的未连接状态的端口设为无效的端口控制帧。
9.根据权利要求5所述的通信管理装置，其特征在于，在所述数据帧中包含链路状态，在该链路状态中，将发送该帧的通信节点经由传送路径与其它通信节点连接的状态设为正常，将没有连接的状态设为异常，如果在数据帧发送/接收中，从根据所述网络连接信息而知所述链路状态应为异常的通信节点，接收到所述链路状态变为正常的数据帧，则所述线连接管理单元发送用于将发送了所述数据帧的所述通信节点中原本被无效的端口设为有效的第1端口控制帧，利用在所述第1端口控制帧发送后由所述网络存在确认单元生成的新的网络连接信息，对所述网络内的通信节点的端口的有效/无效进行切换。
10.根据权利要求9所述的通信管理装置，其特征在于，所述线连接管理单元在根据所述新的网络连接信息识别为所述网络为环结构的情况下，将发送了所述第1端口控制帧的本装置的端口设为无效，并且向具有被无效的端口的通信节点发送用于将所述被无效的端口设为有效的第2端口控制帧。
11.根据权利要求1所述的通信管理装置，其特征在于，还具有帧监视单元，其对在网络内传递的帧进行监视，对帧风暴状态进行监视，该帧风暴状态是指在令牌帧消失而发生超时后，或者在接收到令牌帧后，仍存在向本装置发送的帧，如果由所述帧监视单元检测出帧风暴状态，则所述线连接管理单元使所述2个端口之间的帧转发功能停止。
12.一种通信节点，其配置在多个通信节点经由传送路径环状连接而成的网络内，获得按照由作为所述通信节点之一的通信管理装置所确定的令牌循环顺序传递的令牌帧，而进行数据的发送，其特征在于，具有2个端口，其经由传送路径与相邻的所述通信节点连接；控制帧响应单元，其如果接收到从所述通信管理装置发送的用于对所述网络内存在的所述通信节点进行识别的网络存在确认帧，则进行转发，并且将包含所述网络存在确认帧的发送源通信节点及其端口在内的网络存在确认响应帧，向所述通信管理装置发送；令牌循环目标信息存储单元，其存储在本装置之后的下一个赋予发送权的通信节点即令牌循环目标信息；数据帧通信处理单元，其进行利用令牌帧实现的数据帧发送/接收；以及端口发送/接收控制单元，其基于从所述通信管理装置发送的、使所述端口向无法进行帧发送/接收的无效状态或者可以进行帧发送/接收的有效状态切换的切换指示，对所述端口的无效/有效状态进行切换。
13.根据权利要求12所述的通信节点，其特征在于，还具有链路连接确认单元，其针对所述各端口确认链路状态，在该链路状态中，将所述端口经由传送路径与其它连接节点可通信地连接的状态设为正常，将没有可通信地进行连接的状态设为异常，所述控制帧响应单元还具有下述功能，即，将在直至发送所述网络存在确认响应帧为止的期间内由所述链路连接确认单元所确认的所述各端口的所述链路状态，包含在所述网络存在确认响应帧中而进行发送。
14.根据权利要求12所述的通信节点，其特征在于，还具有链路连接确认单元，其针对所述各端口确认链路状态，在该链路状态中，将所述端口经由传送路径与其它连接节点可通信地连接的状态设为正常，将没有可通信地进行连接的状态设为异常，所述数据帧通信单元还具有下述功能，即，将在直至发送所述数据帧为止的期间内由所述链路连接确认单元所确认的所述各端口的所述链路状态，包含在所述数据帧中而进行发送。
15.一种数据通信方法，其是通信系统中的通信节点的数据通信方法，该通信系统具有作为所述通信节点之一的通信管理装置，其对多个所述通信节点经由传送路径环状连接而成的网络内的令牌传递方式的数据发送进行管理；以及作为所述网络内的其它通信节点的从属站点，其中，所述通信节点具有2个端口，该数据通信方法的特征在于，包含下述工序，即；网络存在确认帧发送工序，在该工序中，所述通信管理装置在用于识别所述网络内存在的所述通信节点的网络存在确认帧中包含发送该帧的端口信息，并通过广播进行发送；响应工序，在该工序中，所述从属站点如果接收到所述网络存在确认帧，则将包含与本站点相邻的通信节点及其端口的关系在内的网络存在确认响应帧向所述通信管理装置发送，并且对所接收到的所述网络存在确认帧进行转发；网络连接信息生成工序，在该工序中，所述通信管理装置根据接收到的所述网络存在确认响应帧中的与发送了该帧的从属站点相邻的通信节点及其端口的关系，生成表示所述通信节点之间的连接状态的网络连接信息；配置工序，在该工序中，所述通信管理装置基于所述网络连接信息，确定令牌循环顺序，将包含下一个赋予发送权的通信节点在内的令牌循环目标信息向所述从属站点通知； 以及数据帧发送工序，在该工序中，利用令牌帧进行数据帧的发送， 在所述网络存在确认帧发送工序中，所述通信管理装置在发送所述网络存在确认帧之前，进行将所述网络上的通信节点的某个端口设为无法进行帧发送/接收的无效状态的处理。
16.根据权利要求15所述的数据通信方法，其特征在于， 在所述通信管理装置启动时，在将所述通信管理装置的第1端口设为有效而将第2端口设为无效的状态下，进行从所述网络存在确认帧发送工序至所述网络连接信息生成工序的处理，生成第1网络连接信息，然后，在将所述通信管理装置的第2端口设为有效而将第1端口设为无效的状态下，进行从所述网络存在确认帧发送工序至所述网络连接信息生成工序的处理，生成第2网络连接信息，利用所述第1及第2网络连接信息，对所述网络是否为环结构进行判定。
17.根据权利要求15所述的数据通信方法，其特征在于，所述通信管理装置在所述数据帧发送工序中，检测出所述数据帧在规定时间中没有在所述网络内传递的状态的情况下，进行从所述网络存在确认工序至所述网络连接信息生成工序的处理，以生成新的网络连接信息，该数据通信方法还包含端口无效化工序，在该工序中，所述通信管理装置根据所述新的网络连接信息取得所述2个端口所连接的末端的从属站点，将该从属站点的未连接端口设为无效。
18.根据权利要求17所述的数据通信方法，其特征在于，在由于所述网络上的从属站点的电源断开，而使得所述数据帧发送工序中成为所述数据帧在规定时间中没有在所述网络内传递的状态的情况下，在所述端口无效化工序中，所述通信管理装置将经由传送路径与处于电源断开状态的所述从属站点连接的从属站点的端口设为无效。
19.根据权利要求17所述的数据通信方法，其特征在于，在由于所述网络上的传送路径断线，而使得所述数据帧发送工序中成为所述数据帧在规定时间中没有在所述网络内传递的状态的情况下，在所述端口无效化工序中，所述通信管理装置将断线的传送路径的两端所连接的从属站点的端口设为无效。
20.根据权利要求15所述的数据通信方法，其特征在于，该数据通信方法还包含链路状态确认工序，在该工序中，所述从属站点确认链路状态， 在该链路状态中，将本站点的端口可通信地与其它通信节点连接的状态设为正常，将没有可通信地进行连接的状态设为异常，在所述响应工序中，所述从属站点将直至发送所述网络存在确认响应帧为止的期间内确认到的所述链路状态，包含在所述网络存在确认响应帧中而进行发送，在所述网络连接信息生成工序中，所述通信管理装置在从全部从属站点接收到的所述网络存在确认响应帧中的所述链路状态为正常的情况下，识别为所述网络为环结构。
21.根据权利要求20所述的数据通信方法，其特征在于， 在所述通信管理装置启动时，所述通信管理装置，在所述网络连接确认帧发送工序中，将所述通信管理装置的一侧端口设为有效，将另一侧端口设为无效后，发送所述网络存在确认帧，在所述网络连接信息生成工序中，在以所述端口的状态生成所述网络连接信息后，进行所述配置工序以后的处理。
22.根据权利要求20所述的数据通信方法，其特征在于，在所述数据帧发送工序中，所述从属站点将直至发送数据帧为止的期间内确认到的所述链路状态，包含在所述数据帧中而进行发送， 该数据通信方法包含下述工序，即第1端口控制工序，在该工序中，如果在数据帧发送/接收中，所述通信管理装置从根据所述网络连接信息而知所述链路状态应为正常的通信节点，接收到所述链路状态变为异常的数据帧，则发送第1端口控制帧，该第1端口控制帧用于使发送了所述数据帧的所述通信节点的链路状态为异常的端口设为无效；端口切换工序，在该工序中，所述通信管理装置进行本装置的端口切换，以生成用于取得与异常部位相邻的另一通信节点的网络连接信息；以及第2端口控制工序，在该工序中，所述通信管理装置发送第2端口控制帧，该第2端口控制帧用于将在所述端口切换工序之后生成的所述网络连接信息中处于末端的通信节点的未连接状态的端口设为无效。
23.根据权利要求20所述的数据通信方法，其特征在于，所述通信管理装置在所述数据帧发送工序中，检测出所述数据帧在规定时间中没有在所述网络内传递的状态的情况下，进行从所述网络存在确认工序至所述网络连接信息生成工序的处理，以生成新的网络连接信息，该数据通信方法还包含端口无效化工序，在该工序中，所述通信管理装置根据所述新的网络连接信息取得所述2个端口所连接的末端的从属站点，将该从属站点的未连接端口设为无效。
24.根据权利要求23所述的数据通信方法，其特征在于，在由于所述网络上的从属站点的电源断开，而使得所述数据帧发送工序中成为所述数据帧在规定时间中没有在所述网络内传递的状态的情况下，在所述端口无效化工序中，所述通信管理装置将经由传送路径与处于电源断开状态的所述从属站点连接的从属站点的端口设为无效。
25.根据权利要求23所述的数据通信方法，其特征在于，在由于所述网络上的传送路径断线，而使得所述数据帧发送工序中成为所述数据帧在规定时间中没有在所述网络内传递的状态的情况下，在所述端口无效化工序中，所述通信管理装置将断线的传送路径的两端所连接的从属站点的端口设为无效。
26.根据权利要求20所述的数据通信方法，其特征在于，在所述数据帧发送工序中，所述从属站点将直至发送数据帧为止的期间内确认到的所述链路状态，包含在所述数据帧中而进行发送，该数据通信方法包含下述工序，即第1端口控制工序，在该工序中，如果在数据帧发送/接收中，所述通信管理装置从根据所述网络连接信息而知所述链路状态应为正常的通信节点，接收到所述链路状态变为异常的数据帧，则发送第1端口控制帧，该第1端口控制帧用于使发送了所述数据帧的所述通信节点的链路状态变为正常的端口设为有效；以及第2端口控制工序，在该工序中，所述通信管理装置利用所述第1端口控制工序之后生成的新的网络连接信息，对所述网络内的通信节点的端口的有效/无效进行切换。
27.根据权利要求沈所述的数据通信方法，其特征在于，在所述第1端口控制工序之后的所述网络连接信息生成工序中，所述网络管理装置根据所述新的网络连接信息识别为所述网络为环结构的情况下，在所述第2端口控制工序中，所述通信管理装置将发送了所述第1端口控制帧的本装置的端口设为无效，并且向具有至此为止原本被无效的端口的通信节点发送用于将所述被无效的端口设为有效的第2端口控制帧。
28.根据权利要求15所述的数据通信方法，其特征在于，还包含下述工序，即帧监视工序，在该工序中，对在网络内传递的帧进行监视，对帧风暴状态进行监视，该帧风暴状态是指在令牌帧消失而发生超时后，或者在接收到令牌帧后，仍存在向本装置发送的帧；以及转发停止工序，在该工序中，在所述帧监视工序中检测出帧风暴状态的情况下，所述通信管理装置使本装置的所述2个端口之间的帧转发功能停止。
全文摘要
一种通信管理装置，其对将多个通信节点经由传送路径环状连接而成的网络内的数据发送进行管理，其具有网络存在确认部(22)，其通过广播发送网络存在确认帧，根据接收到的网络存在确认响应帧，生成表示通信节点之间的连接状态的网络连接信息；令牌循环顺序确定部(25)，其确定令牌循环顺序；配置处理部(27)，其进行向网络内的各通信节点通知令牌循环目标的配置处理；数据帧通信处理部(29)，其进行利用令牌帧实现的数据帧发送/接收；以及线连接管理部(24)，其在网络为环结构的情况下，将某个通信节点的某个端口设为无效，以使得网络的连接状态不成为环状。
文档编号H04L12/433GK102461085SQ20098015983
公开日2012年5月16日 申请日期2009年6月12日 优先权日2009年6月12日
发明者中村真人, 杉本富嗣, 薮崎龙三 申请人:三菱电机株式会社