JP5106706B1 - ネットワークシステム - Google Patents

Abstract

本発明にかかるネットワークシステムは、複数個のスイッチ装置（１，２）を組み合わせて構成された基幹ネットワーク（１００）と、直線状に接続された複数個のスイッチ装置（３〜５）から構成され、かつ直線状の接続の両端に位置しているスイッチ装置（３，５）が基幹ネットワーク（１００）に接続されたサブネットワーク（２００）と、を備え、基幹ネットワークを構成しているスイッチ装置が備えている物理ポートのうち、サブネットワークが接続されている２つの物理ポートの一方である第１の物理ポート（１１）は、特定方向から到着した特定論理ポート番号のパケットを遮断してその他のパケットは通過させ、２つの物理ポートの他方である第２の物理ポート（２１）は、特定方向から到着した特定論理ポート番号のパケットを通過させてその他のパケットは遮断する。
【選択図】図１

Description

本発明は、冗長構成のネットワークシステムに関するものである。

ネットワークの可用性を高めるために、一般的に、ネットワークの冗長化が行われている。ここで冗長化とは、ネットワーク機器とネットワーク回線を余分に確保し、それらをバックアップ系として待機させるものである。運用中のネットワーク機器又はネットワーク回線がダウンした場合、待機しているバックアップ系に切り替えることにより、ネットワークをダウンさせずに、引き続き運用することができる。冗長化されたネットワークシステムは広く運用されている。

このようにネットワークを冗長化した場合、可用性を高めることができるが、冗長化は適切に行う必要がある。すなわち、冗長化によりネットワークにループが形成されると、ブロードキャストフレームを送信した場合、ブロードキャストフレームはこのループを繰り返し回り続け、やがて通信帯域を使い切ってしまい、ネットワークシステムをダウンさせてしまう。このような現象はブロードキャストストームと呼ばれている。こうした現象を防ぎ、冗長化したネットワークを正しく動作させるために、従来、例えばスパニングツリープロトコルが使用されている（例えば、非特許文献１を参照。)。

スパニングツリーは、ブロードキャストフレームがループを回り続けることを防ぐためにネットワークを構成するスイッチに付与される機能であり、この機能はスパニングツリープロトコルによって実現される。スパニングツリーが有効になっていると、スイッチで構成したネットワークにループが存在しても、実際には通信を受け付けないポート（ブロッキングポート）が自動的に設定され、最終的に１台のスイッチを頂点とするツリー構造が形成される。

「最新ルーティング＆スイッチングハンドブック」、 Gene著、秀和システム刊（第４章「スパニングツリープロトコル」）

基幹ネットワークに接続されるサブネットワークを考える。基幹ネットワークとの接続が重要な場合、サブネットワークは基幹ネットワークと二箇所で接続することで冗長構成にすることができる。

しかし、この二箇所での接続の結果、基幹ネットワークとサブネットワークとによりループが形成されるため、ブロードキャストストームが生ずることとなる。ブロードキャストストームを回避するためには、ループ状の通信経路が形成されないようにする必要がある。

このようなループ構造を解消するためには、上記のように、例えばスパニングツリープロトコルを使用することができるが、この場合は、基幹ネットワークとサブネットワークが共にスパニングツリープロトコルに対応する必要がある。したがって、既に構築された基幹ネットワークがスパニングツリープロトコルに対応していない場合は、サブネットワークの接続に際して、サブネットワークのみならず、基幹ネットワークもスパニングツリープロトコルに対応するようシステムを再構成する必要がある。

また、実際にスパニングツリープロトコルを使用した場合には、ネットワークの接続構造を解析する処理などに時間を要し、スパニングツリーの収束に時間がかかるといった問題点があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、サブネットワークを基幹ネットワークに二箇所で接続してネットワークを構成した場合において、スパニングツリープロトコルを使用することなく、簡素な仕組みでループ状の通信経路の形成を回避するとともに、ネットワークの冗長性を高めることが可能なネットワークシステムを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかるネットワークシステムは、複数個のスイッチ装置を組み合わせて構成された基幹ネットワークと、直線状に接続された複数個のスイッチ装置から構成され、かつ前記直線状の接続の両端に位置しているスイッチ装置が前記基幹ネットワークに接続されたサブネットワークと、を備え、前記基幹ネットワークを構成しているスイッチ装置が備えている物理ポートのうち、前記サブネットワークが接続されている２つの物理ポートの一方である第１の物理ポートは、特定方向から到着した特定論理ポート番号のパケットを遮断してその他のパケットは通過させ、当該２つの物理ポートの他方である第２の物理ポートは、前記特定方向から到着した前記特定論理ポート番号のパケットを通過させてその他のパケットは遮断する、ことを特徴とする。

この発明によれば、直線状ネットワークであるサブネットワークの両端に位置しているスイッチ装置が基幹ネットワークに接続された構成のネットワークにおいて、スパニングツリープロトコルを使用することなく、簡素な仕組みでループ状の通信経路の形成を回避できるとともに、ネットワークの冗長性を高めることができる、という効果を奏する。また、故障発生時にパケットの不達が発生するのを回避でき、障害耐性を高めることができる、という効果を奏する。

図１は、実施の形態１のネットワークシステムの構成例を示す図である。 図２は、実施の形態１のネットワークシステムにおけるブロードキャストパケット送信動作の一例を示す図である。 図３は、実施の形態１のネットワークシステムにおけるブロードキャストパケット送信動作の一例を示す図である。 図４は、実施の形態２のネットワークシステムの構成例を示す図である。 図５は、実施の形態３のネットワークシステムの構成例を示す図である。 図６は、実施の形態３のネットワークシステムにおけるブロードキャストパケット送信動作の一例を示す図である。 図７は、実施の形態３のネットワークシステムにおけるブロードキャストパケット送信動作の一例を示す図である。 図８は、実施の形態４のネットワークシステムの構成例を示す図である。

以下に、本発明にかかるネットワークシステムの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１のネットワークシステムの構成例を示す図である。図１に示すように、本実施の形態のネットワークシステムは、基幹ネットワーク１００と、この基幹ネットワーク１００に二箇所で接続されたサブネットワーク２００とにより構成されている。基幹ネットワーク１００は、スイッチ装置１および２を備えて構成されている。サブネットワーク２００は、スイッチ装置３〜５を備えている。このサブネットワーク２００は、各スイッチ装置が直線状（デイジーチェーン状ともいう）に配置された直線状ネットワークである。スイッチ装置１〜５は、イーサネット（登録商標）スイッチである。なお、基幹ネットワーク１００を構成するスイッチ装置は２台に限定されない。３台以上のスイッチ装置が基幹ネットワーク１００を構成してもよい。同様に、サブネットワーク２００を構成するスイッチ装置は３台に限定されない。

直線状ネットワークの両端に位置しているスイッチ装置３および５は、直線状ネットワークの端点となる物理ポートを含み、スイッチ装置３の端点側の物理ポートがスイッチ装置１の物理ポート１１と接続され、スイッチ装置５の端点側の物理ポートがスイッチ装置２の物理ポート２１と接続されている。スイッチ装置１には管理装置６が接続されている。スイッチ装置３〜５には機器７〜９がそれぞれ接続されている。なお、管理装置６は基幹ネットワークを構成しているスイッチ装置であればどのスイッチ装置に接続されていてもよい。図１では、スイッチ装置３〜５のポート数を３とし、１台のスイッチ装置に１台の機器を接続するようにしているが、スイッチ装置３〜５がより多くのポートを備え、２台以上の機器を接続するようにしても構わない。もちろん、機器が接続されていないスイッチ装置が含まれていても構わない。

管理装置６は、ネットワークシステム内の各機器（図１の例では機器７〜９）の状態を監視して故障検出などを行う装置であり、状態監視のために、基幹ネットワーク１００およびサブネットワーク２００を利用してこれらの機器と定期的に通信を行っている。すなわち、管理装置６は、例えば一定周期で機器７〜９に信号を送信し、機器７〜９はこれに応答して信号を返信する。

図１に示したように、本実施の形態のネットワークシステムでは、基幹ネットワーク１００とサブネットワーク２００によってループが形成されている。そのため、ブロードキャストストームの対策が必要となる。以下に、ブロードキャストストームを防止する方法を示す。

スイッチ装置１において、物理ポート１１は、論理ポート４０００のパケット（論理ポート番号が４０００のパケット）を、基幹ネットワーク１００から直線状ネットワーク（サブネットワーク２００）の方向に通過させ、逆方向は遮断する。スイッチ装置２において、物理ポート２１は、論理ポート４０００のパケットを、基幹ネットワーク１００から直線状ネットワークの方向に通過させ、逆方向は遮断する（スイッチ装置１の物理ポート１１と同様の動作）。この物理ポート２１は、また、論理ポート４０００以外の全パケットを遮断する。すなわち、基幹ネットワーク１００において、サブネットワーク２００が接続されているスイッチ装置の２つの物理ポートのうち、一方の物理ポートは、論理ポート４０００のパケットがサブネットワーク２００側から送信されてくるとこのパケットを遮断（破棄）し、これ以外のパケットは全て通過させる。他方の物理ポートは、基幹ネットワーク１００からサブネットワーク２００へ向かう論理ポート４０００のパケットのみを通過させ、これ以外のパケットはすべて遮断する。

図１に例示したネットワークシステムの動作について説明する。一例として、管理装置６がサブネットワーク２００側に存在する機器７、８および９に同報通信するために、論理ポート４０００のパケットをブロードキャストで送信する場合の動作を説明する。

論理ポート４０００のパケットの流れを、図２および図３を用いて説明する。管理装置６から送信された論理ポート４０００のブロードキャストパケットは、スイッチ装置１および２に到達する。スイッチ装置１に到達したパケットは、図２に示したように、物理ポート１１を経由して、スイッチ装置３、スイッチ装置４及びスイッチ装置５に到達する。そして、このパケットはブロードキャストなので、機器７、機器８及び機器９に到達する。また、このパケットはスイッチ装置５を通過してスイッチ装置２の物理ポート２１に到達するが、そこで遮断される。よって、スイッチ装置１の物理ポート１１経由でサブネットワーク２００へ送出された論路ポート４０００のブロードキャストパケットのループは回避される。

一方、管理装置６から送信された論理ポート４０００のブロードキャストパケットは、スイッチ装置２へ到達すると、図３に示したように、物理ポート２１を経由して、スイッチ装置５、スイッチ装置４及びスイッチ装置３の順で各スイッチ装置に到達する。そして、このパケットはブロードキャストなので、機器９、機器８及び機器７に到達する。また、このパケットはスイッチ装置３を通過してスイッチ装置１の物理ポート１１に到達するが、そこで遮断される。よって、スイッチ装置２の物理ポート２１経由でサブネットワーク２００へ送出された論路ポート４０００のブロードキャストパケットのループは回避される。

なお、サブネットワーク２００内の機器７〜９から送信された論理ポート４０００のブロードキャストパケットは、スイッチ装置１の物理ポート１１およびスイッチ装置２の物理ポート２１で遮断されるため、ループが発生することは無い。また、論理ポート４０００以外のブロードキャストパケットは、スイッチ装置２の物理ポート２１で遮断されるため、ループが発生することは無い。

管理装置６が送信した論理ポート４０００のブロードキャストパケットは、機器７、機器８及び機器９に二つの経路で到達する。このため、管理装置６の送信した論理ポート４０００のブロードキャストパケットは、スイッチ装置３、スイッチ装置４およびスイッチ装置５のいずれか一箇所が故障しても、故障したスイッチ装置に接続されている機器を除く全機器に到達可能である。

たとえば、本実施の形態のネットワークシステムが列車内に構築されており、基幹ネットワーク１００に接続されている機器が音声案内用パケットを論理ポート４０００でブロードキャストし、各車両内のサブネットワーク２００に接続されている機器へ配信する場合について考える。この場合、サブネットワーク２００内の一箇所が故障しても音声案内が途切れることはなく、案内を継続できる。従来のネットワークシステムでは、１箇所で（同じスイッチ装置で）パケットを遮断してループを回避するように構成し、故障を検出するとスイッチ装置の設定を変更して経路切り換えを行うのが一般的である。そのため、故障発生から経路切り換えが完了するまでの間は、一部の機器にパケットが到達しない可能性がある。これに対して、本実施の形態のネットワークシステムによれば、故障が発生した場合にも、全ての機器にパケットを到達させることができる。なお、ネットワークシステムを列車内に構築する場合については、別途説明する。

このように、本実施の形態のネットワークシステムにおいて、基幹ネットワークを構成しているスイッチ装置のうち、直線状ネットワークであるサブネットワークの両端に位置しているスイッチ装置が接続されている２台のスイッチ装置では、サブネットワーク側から受信した特定論理ポートのパケットを遮断することとした。また、一方のスイッチ装置では、特定論理ポート以外の全てのパケットを遮断することとした。換言すれば、サブネットワークが接続されている２つの物理ポートのうち、一方は、サブネットワーク側から送信されてきた特定論理ポート番号のパケットを遮断してその他のパケットは通過させ、他方は、基幹ネットワーク側から送信されてきた特定論理ポート番号のパケットを通過させてその他のパケットは遮断することとした。これにより、スパニングツリープロトコルを使用することなく、簡素な仕組みでループ状の通信経路の形成を回避できるとともに、ネットワークの冗長性を高めることができる。さらに、故障発生時にパケットの不達が発生するのを回避でき、障害耐性を高めたネットワークシステムを実現できる。

なお、本実施の形態では、通過及び遮断の判断を論理ポート番号が４０００か否かで行うこととしたが、他の論理ポート番号を使用して判断するようにしてもよい。また、論理ポート番号に代えてパケットの特定位置の値を使用し、通過及び遮断の判断を行うようにしてもよい。また、ブロードキャストに代えてマルチキャストを使用してマルチキャストアドレスにより、通過及び遮断の判断を行うようにすることも可能である。

また、直線状ネットワークの両端のスイッチ装置が、基幹ネットワークのそれぞれ異なるスイッチ装置に接続されている場合について説明したが、直線状ネットワークの両端のスイッチ装置が基幹ネットワークの同じスイッチ装置に接続されていても構わない。

また、基幹ネットワーク側のスイッチ装置ではなく、サブネットワークの両端のスイッチ装置（基幹ネットワークに接続されているスイッチ装置）において、特定論理ポート番号のパケットが基幹ネットワーク側に流れないように遮断してもよい。

実施の形態２．
図４は、実施の形態２のネットワークシステムの構成例を示す図である。本実施の形態のネットワークシステムは、実施の形態１で説明したネットワークシステム（図１参照）の基幹ネットワーク１００を基幹ネットワーク１０１に置き換えたものである。本実施の形態では、実施の形態１と異なる部分についてのみ説明する。

基幹ネットワーク１０１は、実施の形態１のネットワークシステムが備えていた基幹ネットワーク１００にスイッチ装置１０を追加したものである。スイッチ装置１０にはスイッチ装置１およびスイッチ装置２が接続されており、基幹ネットワーク１０１のスイッチ装置１、２および１０によってループが形成されている。これらのスイッチ装置１、２および１０はイーサリングプロトコルに対応しており、基幹ネットワーク１０１を構成する１箇所のスイッチ装置が故障した場合でも、故障したスイッチを除く基幹ネットワークの伝送を維持する。

スイッチ装置１および２のうち、一方は、特定論理ポート番号（例えば４０００）のパケットがサブネットワーク２００側から送信されてきた場合には遮断する。また、もう一方は、基幹ネットワーク１０１からサブネットワーク２００に向かう特定論理ポート番号のパケットのみを通過させ、それ以外のパケットは全て遮断する。すなわち、スイッチ装置１，２は実施の形態１で説明したスイッチ装置１，２をイーサリングプロトコルに対応させたものである。スイッチ装置１０では、パケットの遮断を行わない。

本実施の形態のネットワークシステムによれば、基幹ネットワークはリング構成となっているので、管理装置６など、基幹ネットワークに接続されている機器が送信した特定論理ポート番号（例えば４０００）のブロードキャストパケットは、基幹ネットワークを構成するスイッチ装置２，１０のいずれか一箇所が故障しても全機器に到達可能である。また、直線状ネットワークを構成するスイッチ装置３〜５のいずれか一箇所が故障しても、基幹ネットワーク側から送信されたブロードキャストパケットを、故障したスイッチ装置に接続された機器を除く全機器に到達させることができる。

実施の形態３．
図５は、実施の形態３のネットワークシステムの構成例を示す図である。本実施の形態のネットワークシステムは、実施の形態１で説明したネットワークシステム（図１参照）の基幹ネットワーク１００を基幹ネットワーク１００ａに置き換えたものである。本実施の形態では、実施の形態１と異なる部分についてのみ説明する。

基幹ネットワーク１００ａは、実施の形態１のネットワークシステムが備えていた基幹ネットワーク１００のスイッチ装置１および２をスイッチ装置１ａおよび２ａに置き換えたものである。スイッチ装置１ａおよび２ａの接続関係は、実施の形態１のスイッチ装置１および２の接続関係と同じである。また、基幹ネットワーク１００ａとサブネットワーク２００の接続関係は、実施の形態１の基幹ネットワーク１００とサブネットワーク２００の接続関係と同じである。

本実施の形態のネットワークシステムにおいて、サブネットワーク２００が接続されているスイッチ装置１ａ，２ａは、実施の形態１のスイッチ装置１，２が有していた機能に加えて、後述する機能（特定パケットを例外的に通過させる、または遮断する機能）を有する。

スイッチ装置１ａにおいて、物理ポート１１ａは、論理ポート４０００のパケットを、基幹ネットワーク１００ａから直線状ネットワーク（サブネットワーク２００）の方向に通過させ、逆方向は遮断する（実施の形態１の物理ポート１１と同様の動作）。また、論理ポート４００１のパケットを、直線状ネットワークから基幹ネットワーク１００ａの方向に通過させ、逆方向は遮断する。さらに、論理ポート４００２のパケットを、直線状ネットワークから基幹ネットワーク１００ａの方向に通過させ、逆方向は遮断する。スイッチ装置２ａにおいて、物理ポート２１ａは、論理ポート４０００のパケットを、基幹ネットワーク１００ａから直線状ネットワークの方向に通過させ、逆方向は遮断する（実施の形態１の物理ポート２１と同様の動作）。また、論理ポート４００２のパケットを、直線状ネットワークから基幹ネットワーク１００ａの方向に通過させ、逆方向は遮断する。これら以外の全パケットを遮断する。

すなわち、基幹ネットワーク１００ａにおいて、サブネットワーク２００が接続されているスイッチ装置の２つの物理ポートは、実施の形態１と同様の動作を行い、さらに、一方の物理ポートは、論理ポート４００１，４００２のパケットが基幹ネットワーク１００ａ側から送信されてくると遮断する。その他のケースではパケットを通過させる。他方の物理ポートは、サブネットワーク２００から基幹ネットワーク１００ａへ向かう論理ポート４００２のパケットのみを通過させる。その他のケースではパケットを遮断する。

図５に例示したネットワークシステムの動作について説明する。一例として、サブネットワーク２００側の機器８が基幹ネットワーク１００ａ側に存在する管理装置６にパケットを送信するために、論理ポート４００１のパケットをブロードキャスト送信するとともに論理ポート４００２のパケットをブロードキャスト送信する場合の動作を説明する。

まず、論理ポート４００１のパケットの流れを、図６を用いて説明する。機器８が送信した論理ポート４００１のブロードキャストパケットは、スイッチ装置４を経由して、スイッチ装置３及びスイッチ装置５に到達する。スイッチ装置３を経由したパケットは物理ポート１１ａを通過してスイッチ装置１ａに到達するので、その結果、管理装置６まで到達する。スイッチ装置１ａは、サブネットワーク２００側から受信した論理ポート４００１のパケットを管理装置６の他にスイッチ装置２ａへも転送するが、このパケットはスイッチ装置２ａの物理ポート２１ａで遮断され、サブネットワーク２００側へ送出されることはない。一方、スイッチ装置５を経由してスイッチ装置２ａに到達したパケットも物理ポート２１ａで遮断される。このように、機器８が送信した論理ポート４００１のブロードキャストパケットは、スイッチ装置２ａ（サブネットワーク２００が接続された物理ポート）で遮断される。よって、サブネットワーク２００側の機器から基幹ネットワーク１００ａ側の機器（管理装置６など）へ論理ポート番号が４００１のブロードキャストパケットを送信することができ、かつループを回避できる。

次に、論理ポート４００２のパケットの流れを、図７を用いて説明する。機器８が送信した論理ポート４００２のブロードキャストパケットは、スイッチ装置４を経由して、スイッチ装置３及びスイッチ装置５に到達する。スイッチ装置３を経由したパケットは物理ポート１１ａ経由でスイッチ装置１ａに到達し、さらに転送されて管理装置６およびスイッチ装置２ａに到達する。スイッチ装置２ａに到達した論理ポート４００２のブロードキャストパケットは物理ポート２１ａで遮断される。一方、スイッチ装置５を経由したパケットは物理ポート２１ａを経由してスイッチ装置２ａを通過してスイッチ装置１ａに到達したのち、管理装置６に到達する。また、スイッチ装置２ａを通過してスイッチ装置１ａに到達した論理ポート４００２のブロードキャストパケットは物理ポート１１ａで遮断され、サブネットワーク２００側へ送出されることはない。このように、機器８が送信した論理ポート４００２のブロードキャストパケットはスイッチ装置１ａを経由してスイッチ装置２ａに到達し、サブネットワーク２００が接続された物理ポートで遮断される、または、スイッチ装置２ａを経由してスイッチ装置１ａに到達し、サブネットワーク２００が接続された物理ポートで遮断される。よって、サブネットワーク２００側の機器から基幹ネットワーク１００ａ側の機器（管理装置６など）へ論理ポート番号が４００２のブロードキャストパケットを送信することができ、かつループを回避できる。

このように、本実施の形態のネットワークシステムにおいては、サブネットワーク２００側の各機器が、論理ポート４００１のブロードキャストパケットと論理ポート４００２のブロードキャストパケットで２種類の経路を使用して基幹ネットワーク１００ａ側の機器（管理装置６など）へパケットを送信することにしたので、経路上のスイッチ装置のいずれか一箇所が故障しても、パケットを到達させることができる。すなわち、ネットワークの冗長性（障害耐性）を高めることができる。

なお、実施の形態２と同様に、基幹ネットワークをリング構成のネットワークとしてもよい。

また、本実施の形態では、スイッチ装置１ａを通過させて基幹ネットワーク１００ａ側の機器へ送信するブロードキャストパケットの論理ポート番号とスイッチ装置２ａを通過させて基幹ネットワーク１００ａ側の機器へ送信するブロードキャストパケットの論理ポート番号が異なる場合について説明した。しかし、各スイッチ装置を通過させるパケットの論理ポート番号を共通化してもよい。例えば、スイッチ装置１ａの物理ポート１１ａおよびスイッチ装置２ａの物理ポート２１ａでは、論理ポート番号４００１のパケットがサブネットワーク２００側から到着した場合は通過させ逆方向から到着した場合には遮断する。さらに、スイッチ装置２ａの物理ポート２１ａでは、その他の論理ポート番号（ただし論理ポート番号４０００は除く）のパケットについては、到着方向によらず全て遮断する。

実施の形態４．
図８は、実施の形態４のネットワークシステムの構成例を示す図である。本実施の形態では、列車内に構築されたネットワークシステムについて説明する。

本実施の形態のネットワークシステムは、基幹ネットワーク１０２と、この基幹ネットワーク１０２に二箇所で接続されたサブネットワーク２００−１および２００−２とにより構成されている。基幹ネットワーク１０２は、スイッチ装置１−１、１−２、２−１および２−２を備えて構成され、各スイッチ装置は複数の車両にわたって設置されている。具体的には、スイッチ装置１−１および１−２が１号車に設置され、スイッチ装置２−１および２−２が２号車に設置されている。

サブネットワーク２００−１は、複数（４台）のスイッチ装置（図８ではＳＷ装置と標記している）を備えて構成され、各スイッチ装置は１号車に設置されている。サブネットワーク２００−２は、複数（５台）のスイッチ装置（ＳＷ）を備えて構成され、各スイッチ装置は２号車に設置されている。これらのサブネットワーク２００−１および２００−２は、図示したように直線状ネットワークである。

基幹ネットワーク１０２が備えている各スイッチ装置は、実施の形態１で説明したネットワークシステムの基幹ネットワークを構成しているスイッチ装置と同様の処理を行い、ブロードキャストパケットのループ（ブロードキャストストーム）が発生するのを防止する。

例えば、１号車のスイッチ１−１では、サブネットワーク２００−１の機器が接続されている物理ポートにおいて、サブネットワーク２００−１側から送信されてきた特定論理ポート番号のパケットを遮断し、これ以外のパケットは全て通過させる。また、スイッチ装置１−２では、サブネットワーク２００−１の機器が接続されている物理ポートにおいて、特定論理ポート番号のパケットを基幹ネットワーク１０２側からサブネットワーク２００−１側へ通過させ、これ以外のパケットは全て遮断する。２号車においては、スイッチ装置２−１がスイッチ装置１−１と同様の処理を行い、スイッチ装置２−２がスイッチ装置１−２と同様の処理を行う。これにより、実施の形態１のネットワークシステムと同様の効果を得ることができる。

スイッチ装置１−１に接続されている管理装置６は、例えば、列車情報管理装置である。列車情報管理装置は、列車情報を収集し管理する装置であって、車両搭載機器の動作状態を監視するとともに各機器の動作を個別に制御することができる。列車情報管理装置は、車両搭載機器（スイッチ装置に接続されている機器、図８では記載を省略している）に対して定期的に状態データ要求信号を送信し、各機器はこの状態データ要求信号を受信すると管理装置６に対してその機器の状態データを含んだ応答信号を返信する。このようにして、列車情報管理装置は定期的に車両搭載機器と通信する。なお、管理装置６を１号車以外の車両に設けてもよいし、管理装置６を各車両に設けてもよい。車両搭載機器としては、例えば、表示装置、空調装置、ブレーキ装置、などがある。

なお、実施の形態１のネットワークシステムを列車内に構築する場合について説明したが、実施の形態３のネットワークシステムを列車内に構築することも可能である。また、実施の形態２と同様に、基幹ネットワーク１０２をリング構成のネットワークとしてもよい。サブネットワークを車両ごとに構築する場合の例を示したが、複数車両にわたって構築するようにしても構わない。また、単一車両に複数のサブネットワークを構築しても構わない。

このように、実施の形態１〜３で説明したネットワークシステムは、列車内に構築し、車両搭載機器から各種情報（状態データ）を収集するネットワークシステムとして適用できる。

本発明は、冗長構成のネットワークシステムとして有用である。

１〜５，１０、１ａ，２ａ，１−１，１−２，２−１，２−２ スイッチ装置
６ 管理装置
７〜９ 機器
１１，２１，１１ａ，２１ａ 物理ポート
１００，１０１，１００ａ，１０２ 基幹ネットワーク
２００，２００−１，２００−２ サブネットワーク

Claims (5)

1. 複数個のスイッチ装置を組み合わせて構成された基幹ネットワークと、
   直線状に接続された複数個のスイッチ装置から構成され、かつ前記直線状の接続の両端に位置しているスイッチ装置が前記基幹ネットワークに接続されたサブネットワークと、
   を備え、
   前記基幹ネットワークを構成しているスイッチ装置が備えている物理ポートのうち、前記サブネットワークが接続されている２つの物理ポートの一方である第１の物理ポートは、サブネットワーク側から到着した特定論理ポート番号のパケットを遮断してその他のパケットは通過させ、当該２つの物理ポートの他方である第２の物理ポートは、基幹ネットワーク側から到着した前記特定論理ポート番号のパケットを通過させてその他のパケットは遮断する、
   ことを特徴とするネットワークシステム。
2. 前記基幹ネットワークをリング構成のネットワークとすることを特徴とする請求項１に記載のネットワークシステム。
3. 複数個のスイッチ装置を組み合わせて構成された基幹ネットワークと、
   直線状に接続された複数個のスイッチ装置から構成され、かつ前記直線状の接続の両端に位置しているスイッチ装置が前記基幹ネットワークに接続されたサブネットワークと、
   を備え、
   前記基幹ネットワークを構成しているスイッチ装置が備えている物理ポートのうち、前記サブネットワークが接続されている２つの物理ポートの一方である第１の物理ポートは、サブネットワーク側から到着した第１の特定論理ポート番号のパケット、および基幹ネットワーク側から到着した第２の特定論理ポート番号のパケットを遮断してその他のパケットは通過させ、当該２つの物理ポートの他方である第２の物理ポートは、基幹ネットワーク側から到着した前記第１の特定論理ポート番号のパケット、およびサブネットワーク側から到着した前記第２の特定論理ポート番号のパケットを通過させてその他のパケットは遮断する、
   ことを特徴とするネットワークシステム。
4. 前記基幹ネットワーク及び前記サブネットワークは列車内に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のネットワークシステム。
5. 前記基幹ネットワークは、列車の車両間にわたって設けられており、
   前記サブネットワークは、各車両にそれぞれ設けられていること
   を特徴とする請求項４に記載のネットワークシステム。

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