ネットワークスイッチ
【課題】外部の設定装置を必要とせずに、ネットワーク設定を自動的に行うネットワークスイッチを実現することを目的にする。
【解決手段】本発明は、ＶＬＡＮ番号に基づいて、複数の外部装置を仮想的なグループ分けを行うネットワークスイッチに改良を加えたものである。本装置は、外部装置のＩＰアドレスに基づいて、ＶＬＡＮ番号を設定するＶＬＡＮ番号設定手段を備えたことを特徴とする装置である。
【解決手段】本発明は、ＶＬＡＮ番号に基づいて、複数の外部装置を仮想的なグループ分けを行うネットワークスイッチに改良を加えたものである。本装置は、外部装置のＩＰアドレスに基づいて、ＶＬＡＮ番号を設定するＶＬＡＮ番号設定手段を備えたことを特徴とする装置である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＶＬＡＮ番号に基づいて、複数の外部装置を仮想的なグループ分けを行うネットワークスイッチに関し、外部の設定装置を必要とせずに、ネットワーク設定を自動的に行うネットワークスイッチに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
石油、化学、鉄鋼等のプラントの制御を行うネットワークは制御装置同士で通信を行い、プラントの制御を行っている。このような装置は、例えば下記特許文献１等に示されている。
【０００３】
このような装置は、制御装置同士でデータ通信を行うため、制御装置は、通信データ（パケット）を中継する中継装置であるネットワークスイッチに接続されている。ネットワークスイッチには、制御装置が接続された接続口に仮想的なグループを設定することでスイッチの内部で複数のネットワークに分割するためのＶＬＡＮ（Ｖｉｒｔｕａｌ ＬＡＮ）設定や、異なるサブネットに属する制御装置同士が互いに通信するためのルーティング設定などの設定要素が複数あり、生産制御システムの構築時にはあらかじめユーザにより適切な設定が施される。このようなネットワークスイッチは、例えば下記特許文献２等に示されている。
【０００４】
以下、従来技術の構成を、図面を用いて詳細に説明する。図４は従来のネットワークスイッチを示した構成図である。
【０００５】
図４において、複数の制御装置Ｃ１〜Ｃ３は、例えば、フィールド・コントロール・ステーションで、図示しないプラントに接続し、制御を行う。ネットワークスイッチＳは、複数の制御装置Ｃ１〜Ｃ３に接続し、仮想的なグループ分けを行い、グループ内外のルーティング処理を行う。
【０００６】
そして、ネットワークスイッチＳは、通信手段１〜３、記憶部４〜７、制御部８を有する。通信手段１〜３は、それぞれ、制御装置Ｃ１〜Ｃ３の接続口ごとにＩＥＥＥ８０２．３に準拠した通信データを送受信する。記憶部４〜６は、それぞれ、通信手段１〜３に接続し、ＶＬＡＮ番号データ４１，５１，６１、制御装置アドレスデータ４２，５２，６２、通信データ４３，５３，６３を記憶する。ＶＬＡＮ番号データ４１，５１，６１は、通信手段１〜３に接続された制御装置Ｃ１〜Ｃ３の仮想的なグループを示す。制御装置アドレスデータ４２，５２，６２は、制御装置Ｃ１〜Ｃ３が送信するＩＥＥＥ８０２．３に準拠した通信データの送信元ＭＡＣ（物理）アドレスおよび送信元ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）アドレスである。通信データ４３，５３，６３は、制御装置Ｃ１〜Ｃ３が送信したデータである。記憶部７は、ＶＬＡＮアドレスデータ７１、ルーティングデータ７２を記憶する。ＶＡＬＮアドレスデータ７１は、ＶＬＡＮ番号によって分割されたネットワークのゲートウェイＩＰアドレスとＭＡＣアドレスを示す。ルーティングデータ７２は、通信データを中継すべきネットワークアドレスを示す。制御部８は、記憶部７のＶＬＡＮアドレスデータ４１、ルーティングデータ４２に基づいて、通信手段１〜３の通信データの中継制御を行う。設定装置ＰＣは、例えばコンピュータで、ネットワークスイッチＳの制御部８に接続し、プラント制御システム構築時に、ネットワークスイッチＳの制御部８、通信手段１〜３を介して、記憶部４〜６のＶＬＡＮ番号データ４１，５１，６１、記憶部７のＶＬＡＮアドレスデータ７１、ルーティングデータ７２を設定する。
【０００７】
このような装置の動作を以下に説明する。まず、生産制御システム構築時にユーザが設定装置ＰＣにより、ネットワークスイッチＳの設定を行う。つまり、設定装置ＰＣが、ＶＬＡＮ番号データ４１，５１，６１、ＶＬＡＮアドレスデータ７１、ルーティングデータ７２を制御部８に出力する。制御部８は、ＶＬＡＮ番号データ４１，５１，６１をそれぞれ通信手段１〜３に与え、通信手段１〜３は、それぞれ記憶部４〜６に格納する。そして、制御部８は、ＶＬＡＮアドレスデータ７１、ルーティングデータ７２を記憶部７に格納する。
【０００８】
具体的に説明すると、例えば、制御装置Ｃ１，Ｃ２が同一サブネットＮ１、制御装置Ｃ３が制御装置Ｃ１，Ｃ２とは異なるサブネットＮ２のアドレスとする。この場合、ユーザは、設定装置ＰＣにより、制御部８、通信手段１〜３を介して、記憶部４〜６のＶＬＡＮ番号データ４１，５１，６１を、図５に示すように、”ｖ１”，”ｖ１”，”ｖ２”に設定する。ＶＬＡＮ番号が等しいと同一サブネット、ＶＬＡＮ番号が異なると異なるサブネットを意味している。また、サブネットとは、仮想的なグループを意味している。
【０００９】
次に、図６に示すように、サブネットＮ１，Ｎ２に接続される制御装置Ｃ１〜Ｃ３が、他のサブネットＮ２，Ｎ１へ通信を実施する際に使用するゲートウェイＩＰアドレスを、サブネットＮ１に該当するＶＬＡＮ番号”ｖ１”用のアドレスとして”ｇｉｐ１”とする。また、サブネットＮ２に該当するＶＬＡＮ番号”ｖ２”用のアドレスとして”ｇｉｐ２”とする。この設定を、ユーザは設定装置ＰＣにより制御部８に対して行う。そして、制御部８は、ＶＬＡＮ番号”ｖ１”に対応するＭＡＣアドレスとして、通信手段１のＭＡＣアドレス”ｇｍａｃ１”を選択し、ＶＬＡＮ番号”ｖ２”のＭＡＣアドレスとして、通信手段３のＭＡＣアドレス”ｇｍａｃ３”を選択し、図６に示すように、記憶部７に格納する。
【００１０】
さらに、異なったサブネットＮ１，Ｎ２に接続された制御装置Ｃ１，Ｃ２と制御装置Ｃ３の間で、通信データを中継するために、例えば、制御装置Ｃ１，Ｃ２のネットワークアドレスが”ｎ１”、制御装置Ｃ３のネットワークアドレスが”ｎ２”とすると、ユーザは設定装置ＰＣによりルーティングデータ７２を図７のように設定し、制御部８は記憶部７に格納する。
【００１１】
次に、ユーザによってネットワークスイッチＳに設定が施された状態で、制御装置Ｃ１〜Ｃ３がネットワークスイッチＳと接続され、通電された動作を説明する。
【００１２】
複数の制御装置Ｃ１〜Ｃ３は、図示しないプラントの制御を行う。そして、制御装置Ｃ１〜Ｃ３が他の制御装置Ｃ１〜Ｃ３への通信を実施すると、通信手段１は制御装置Ｃ１から通信パケットを受信し、図８に示すように、パケットの送信元ＭＡＣアドレス”ｃｍａｃ１”および送信元ＩＰアドレス”ｃｉｐ１”を制御装置アドレスデータ４２として記憶部４に格納し、パケットを通信データ４３として記憶部４に格納する。同様に通信手段２，３は、図８に示すように、パケットの送信元ＭＡＣアドレス”ｃｍａｃ２”，”ｃｍａｃ３”および送信元ＩＰアドレス”ｃｉｐ２”，”ｃｉｐ３”を制御装置アドレスデータ５２，６２として記憶部５，６に格納し、パケットを通信データ５３，６３として記憶部５，６に格納する。ここで、制御装置アドレスデータ４２，５２，６２は、１つずつしか示していないが、制御装置Ｃ１〜Ｃ３の数に応じて増加することはいうまでもない。
【００１３】
そして、同一サブネットの制御装置Ｃ１から制御装置Ｃ２へ通信する場合の動作を説明する。制御装置Ｃ１が、通信データ、例えば、バルブ等の操作値や流量計の流量値やリレーのオン信号を送信する。このパケットを受信し、通信手段１は、受信したパケットを記憶部４の通信データ４３として格納し、記憶部４のＶＬＡＮ番号データ４１を読み出し、宛先ＭＡＣアドレス”ｃｍａｃ２”とＶＬＡＮ番号”ｖ１”を制御部８に出力する。そして、制御部８は、ＶＬＡＮ番号”ｖ１”が同じ通信手段２に制御装置アドレスデータ５２を要求し、宛先ＭＡＣアドレス”ｃｍａｃ２”と制御装置アドレスデータ５２のＭＡＣアドレスとの比較を行う。比較した結果、一致した場合、制御部８は、通信手段１に通信データ４３を要求し、通信手段１は記憶部４から通信データ４３を読み出し、制御部８に出力する。制御部８は、通信データ４３を通信手段２に出力し、通信手段２はパケットとして送信し、制御装置Ｃ２に出力する。
【００１４】
次に、制御装置Ｃ１が異なるサブネットの制御装置Ｃ３へ通信する場合の動作を説明する。制御装置Ｃ１が、通信データを送信すると、通信手段１がパケットを受信し、記憶部４の通信データ４３として格納する。そして、通信手段１は、記憶部４のＶＬＡＮ番号データ４１を読み出し、パケットの宛先ＭＡＣアドレス”ｇｍａｃ１”とＶＬＡＮ番号”ｖ１”を制御部８に出力する。制御部８は、ＶＬＡＮ番号”ｖ１”が同じ通信手段２に制御装置アドレスデータ５２を要求し、宛先ＭＡＣアドレス”ｇｍａｃ１”と制御装置アドレスデータ５２のＭＡＣアドレスとの比較を行う。比較した結果、一致しないので、制御部８は、記憶部７からＶＬＡＮアドレスデータ７１を読み出し、ＶＬＡＮ番号”ｖ１”のゲートウェイＭＡＣアドレス”ｇｍａｃ１”を取得し、宛先ＭＡＣアドレスと比較を行う。両者が一致するので、制御部８は、制御装置Ｃ１が適切なサブネットＮ１から正しいゲートウェイアドレスへパケットの中継を依頼したと判断し、さらに記憶部７のルーティングデータ７２に記憶されているネットワークアドレス”ｎ１”，”ｎ２”とパケットの送信元ＩＰアドレス”ｃｉｐ１”および送信先ＩＰアドレス”ｃｉｐ３”が表すネットワークアドレスとを比較する。つまり、送信元ＩＰアドレスおよび送信先ＩＰアドレスの上位アドレスビットがネットワークアドレス部となるので、ネットワークアドレスの上位アドレスビットとＩＰアドレスの上位アドレスビットの比較を行う。そして、両者が一致し、通信データの宛先ネットワークアドレス”ｎ２”がルーティングの対象として設定されていることになる。従って、制御装置Ｃ１から送信された制御装置Ｃ３宛の通信データは、ネットワークスイッチＳでの中継が許可されていると、制御部８は判断する。
【００１５】
その後、制御部８は、通信手段３に対して送信先ＩＰアドレス”ｃｉｐ３”を渡し、通信手段３は、記憶部６の制御装置アドレスデータ６２から制御装置Ｃ３のＭＡＣアドレス”ｃｍａｃ３”を読み出し、制御部８に渡す。そして、制御部８は、通信手段１を介して、記憶部４の通信データ４３から読み出したパケットの宛先ＭＡＣアドレスを”ｃｍａｃ３”へ上書きして、通信手段３を介して、制御装置Ｃ３へ送信する。
【００１６】
このように、あらかじめユーザが設定装置ＰＣによりネットワークスイッチＳの設定を行うことで、通信相手に応じて適切な中継動作が実現されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】特開２００８−２２０５２号公報
【特許文献２】特開平１０−１９０７１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
生産制御システムおよび安全計装システムで用いられる制御装置は、主に生産現場で使用されることから、オフィスオートメーション環境で使用されることを想定した一般的なＩＴ（Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）系の機器とは異なり、通信に使用するアドレスなどのごく限られた設定要素のみをＤＩＰスイッチなどで簡易に設定するような構造となっている。ところが、制御装置Ｃ１〜Ｃ３同士のデータ通信を中継するための中継装置は、一般的なＩＴ系のネットワークスイッチであるため、制御装置Ｃ１〜Ｃ３と比較して設定要素が多く複雑であり、設定には別途設定装置ＰＣも必要となる。このため、生産制御システムの構築、保守におけるネットワークスイッチＳの設定及び動作確認が必要であった。
【００１９】
また、生産制御システムは、連続運転されることが要求され、ネットワークスイッチＳのトラブルによる停止があっても、短時間に復旧されることが要求されている。
【００２０】
そこで、本発明の目的は、外部の設定装置を必要とせずに、ネットワーク設定を自動的に行うネットワークスイッチを実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
このような課題を達成するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、
ＶＬＡＮ番号に基づいて、複数の外部装置を仮想的なグループ分けを行うネットワークスイッチにおいて、
前記外部装置のＩＰアドレスに基づいて、前記ＶＬＡＮ番号を設定するＶＬＡＮ番号設定手段を備えたことを特徴とするものである。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明であって、
前記ＶＬＡＮ番号設定手段は、前記外部装置のＩＰアドレスのネットワークアドレス部の一部を前記ＶＬＡＮ番号とすることを特徴とするものである。
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明であって、
前記外部装置のＩＰアドレスに基づいて、ＶＬＡＮ番号に対応するゲートウェイアドレス、ゲートウェイＭＡＣアドレスを示すＶＬＡＮアドレスデータを設定するＶＬＡＮアドレスデータ設定手段を設け、ゲートウェイアドレス、ゲートウェイＭＡＣアドレスによりルーティングを行うことを特徴とするものである。
請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明であって、
前記ＶＬＡＮアドレスデータ設定手段は、前記外部装置のＩＰアドレスのホストアドレス部を予め定義された値に変更し、ゲートウェイアドレスとすることを特徴とするものである。
請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の発明であって、
前記外部装置のＩＰアドレスに基づいて、ネットワークアドレスを示すルーティングデータを設定するルーティングデータ設定手段を設け、ルーティングデータによりルーティングを行うことを特徴とするものである。
請求項６記載の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載の発明であって、
前記外部装置は、プラントの制御を行う制御装置であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば以下のような効果がある。
請求項１，２によれば、ＶＬＡＮ番号設定手段が、外部装置のＩＰアドレスに基づいて、ＶＬＡＮ番号データを設定するので、外部の設定装置を必要とせずに、ネットワーク設定を自動的に行うことができ、仮想的なグループ分けを行うことができる。
【００２３】
請求項３，４によれば、ＶＬＡＮアドレスデータ設定手段が、外部装置のＩＰアドレスに基づいて、ＶＬＡＮアドレスデータを設定するので、外部の設定装置を必要とせずに、ネットワーク設定を自動的に行うことができ、ルーティングを行うことができる。
【００２４】
請求項５によれば、ルーティングデータ設定手段が、外部装置のＩＰアドレスに基づいて、ルーティングデータを設定するので、外部の設定装置を必要とせずに、ネットワーク設定を自動的に行うことができ、ルーティングを行うことができる。
【００２５】
請求項６によれば、ネットワーク設定が自動的に行われるので、ネットワークスイッチＳがトラブルで停止しても、ネットワークスイッチＳを交換すれば、生産制御システムを短時間に復旧することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施例を示した構成図である。
【図２】ＶＬＡＮアドレスデータ７１の例を示した図である。
【図３】ルーティングデータ７２の例を示した図である。
【図４】従来のネットワークスイッチを示した構成図である。
【図５】ＶＬＡＮ番号データ４１，５１，６１の例を示した図である。
【図６】ＶＬＡＮアドレスデータ７１の例を示した図である。
【図７】ルーティングデータ８２の例を示した図である。
【図８】制御装置アドレスデータ４２，５２，６２の例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下本発明を、図面を用いて詳細に説明する。図１は本発明の一実施例を示した構成図である。ここで、図４と同一のものは同一符号を付し説明を省略する。
【００２８】
図１において、制御部９は制御部８の代わりに設けられ、記憶部７のＶＬＡＮアドレスデータ７１、ルーティングデータ７２に基づいて、通信手段１〜３の通信データの中継制御を行い、ＶＬＡＮ番号設定手段９１、ＶＬＡＮアドレスデータ設定手段９２、ルーティングデータ設定手段９３を有する。ＶＬＡＮ番号設定手段９１は、制御装置Ｃ１〜Ｃ３のＩＰアドレスに基づいて、通信手段１〜３を介して、記憶部４〜６のＶＬＡＮ番号データ４１，５１，６１を設定する。ＶＬＡＮアドレスデータ設定手段９２は、制御装置Ｃ１〜Ｃ３のＩＰアドレスに基づいて、記憶部７のＶＬＡＮアドレスデータ７１を設定する。ルーティングデータ設定手段９３は、制御装置Ｃ１〜Ｃ３のＩＰアドレスに基づいて、記憶部７のルーティングデータ７２を設定する。
【００２９】
このような装置の動作を以下に説明する。制御装置Ｃ１〜Ｃ３が他の制御装置Ｃ１〜Ｃ３への通信を実施すると、通信手段１は制御装置Ｃ１から通信パケットを受信し、図８に示すように、パケットの送信元ＭＡＣアドレス”ｃｍａｃ１”および送信元ＩＰアドレス”ｃｉｐ１”を制御装置アドレスデータ４２として記憶部４に格納し、パケットを通信データ４３として記憶部４に格納する。同様に通信手段２，３は、図８に示すように、パケットの送信元ＭＡＣアドレス”ｃｍａｃ２”，”ｃｍａｃ３”および送信元ＩＰアドレス”ｃｉｐ２”，”ｃｉｐ３”を制御装置アドレスデータ５２，６２として記憶部５，６に格納し、パケットを通信データ５３，６３として記憶部５，６に格納する。
【００３０】
この際、制御部９は、通信手段１〜３を介して、記憶部４〜６の制御装置アドレスデータ４２，５２，６２を受け取る。そして、制御部９のＶＬＡＮ番号設定手段９１は、制御装置アドレスデータ４２，５２，６２の送信元ＩＰアドレスのネットワークアドレス部からユニークに計算される値を、通信手段１〜３を介して、記憶部４〜６のＶＬＡＮ番号データ４１，５１，６１へ記憶する。
【００３１】
例えば、制御装置Ｃ１〜Ｃ３がクラスＣ（ネットワークアドレス部に上位２４ビット、ホストアドレス部に下位８ビットが割り当てられる。）のＩＰアドレス”１９２．１６８．ｘ．０／２４(ｘ：１〜２５４)”を使用し、制御装置Ｃ１のＩＰアドレスが”１９２．１６８．ｖ１．０／２４”である場合、ＶＬＡＮ番号設定手段９１は、図５に示すように、通信手段１に対応するＶＬＡＮ番号としてＶＬＡＮ番号データ４１へ”ｖ１”を記憶する。同様に、制御装置Ｃ２のＩＰアドレスが”１９２．１６８．ｖ１．０／２４”、制御装置Ｃ３のＩＰアドレスが”１９２．１６８．ｖ２．０／２４”である場合、ＶＬＡＮ番号設定手段９１は、図５に示すように、通信手段２を介して、”ｖ１”を記憶部５のＶＬＡＮ番号データ５１に格納し、通信手段３を介して、”ｖ２”を記憶部６のＶＬＡＮ番号データ６１に格納する。
【００３２】
同時に、ＶＬＡＮアドレスデータ設定手段９２は、制御装置アドレスデータ４２の送信元ＩＰアドレスのホストアドレス部を予め定義された値へ変更する。この変更したＩＰアドレスを、ＶＬＡＮアドレスデータ設定手段９２は、記憶部７のＶＬＡＮアドレスデータ７１へ、通信手段１に対応するＶＬＡＮ番号”ｖ１”用のゲートウェイＩＰアドレスとして記憶する。この際、制御部９はネットワークスイッチＳが有しているＭＡＣアドレス”ｇｍａｃ１〜ｇｍａｃ３”からＶＬＡＮ番号に対してユニークに割り当てる。
【００３３】
例えば、制御装置アドレスデータ４２の送信元ＩＰアドレスが”１９２．１６８．ｖ１．ｙ”である場合、ＶＬＡＮアドレスデータ設定手段９２は、ＩＰアドレスのホストアドレス部”ｙ２”を予め定義された値”２５１”とする。そして、ＶＬＡＮアドレスデータ設定手段９２は、図２に示すように、”１９２．１６８．ｖ１．２５１”をＶＬＡＮアドレスデータ７１へ通信手段１に対応するＶＬＡＮ番号”ｖ１”用のゲートウェイＩＰアドレスとして記憶部７に記憶する。
【００３４】
同様に、ＶＬＡＮ番号設定手段９２は、制御装置アドレスデータ５２の送信元ＩＰアドレスが”１９２．１６８．ｖ１．ｚ”、制御装置アドレスデータ６２の送信元ＩＰアドレスが”１９２．１６８．ｖ２．ｗ”である場合、図２に示すように、ホストアドレス部”ｚ”，”ｗ”を”１９２．１６８．ｖ１．２５１”、”１９２．１６８．ｖ２．２５１”をそれぞれ”ｖ１”、”ｖ２”用のゲートウェイＩＰアドレスとして記憶部７に記憶する。ただし、ＶＬＡＮアドレス設定手段９２は、”ｖ１”用のゲートウェイＩＰアドレスはすでに同一のアドレスが記憶済みのため、改めて記憶しても、しなくてもよい。
【００３５】
そして、ＶＬＡＮアドレスデータ設定手段９２は、図２に示すように、ＶＬＡＮ番号”ｖ１”、”ｖ２”にゲートウェイＭＡＣアドレス”ｇｍａｃ１”、”ｇｍａｃ２”を割り当て、記憶部７に格納する。
【００３６】
さらに、ルーティングデータ設定手段９３が、制御装置アドレスデータ４２の送信元ＩＰアドレスのネットワークアドレス部を記憶部７のルーティングデータ７２へルーティングするネットワークアドレスとして記憶する。
【００３７】
例えば、制御装置アドレスデータ４２の送信元ＩＰアドレスが”１９２．１６８．ｖ１．ｙ”である場合、ルーティングデータ設定手段９３は、図３に示すように、ホストアドレス部を”０”として、”１９２．１６８．ｖ１．０”をルーティングするネットワークアドレスとして、記憶部７のルーティングデータ７２へ記憶する。
【００３８】
同様に、制御装置アドレスデータ５２の送信元ＩＰアドレスが”１９２．１６８．ｖ１．ｚ”、制御装置アドレスデータ６２の送信元ＩＰアドレスが”１９２．１６８．ｖ２．ｗ”である場合、ルーティングデータ設定手段９３は、図３に示すように、ホストアドレス部を”０”として、”１９２．１６８．ｖ１．０”、”１９２．１６８．ｖ２．０”をルーティングするネットワークアドレスとして、記憶部７のルーティングデータ７２へ記憶する。ただし、ルーティングデータ設定手段９３は、”１９２．１６８．ｖ１．０”はすでに同一のアドレスが記憶済みのため、改めて記憶しても、しなくてもよい。
【００３９】
すなわち、通信手段１〜３が制御装置Ｃ１〜Ｃ３から通信パケットを受信すると、ＶＬＡＮ番号設定手段９１、ＶＬＡＮアドレスデータ設定手段９２、ルーティングデータ設定手段９３が、ＶＬＡＮ番号データ４１，５１，６１、ＶＬＡＮアドレスデータ７１、ルーティングデータ７２にそれぞれ適切な値が記憶される。
【００４０】
その他の動作、つまり、ネットワークスイッチＳの中継動作は、図４と示す装置と同様なので、説明を省略する。
【００４１】
このように、ＶＬＡＮ番号設定手段９１、ＶＬＡＮアドレスデータ設定手段９２、ルーティングデータ設定手段９３が、制御装置Ｃ１〜Ｃ３のＩＰアドレスに基づいて、ＶＬＡＮ番号データ４１，５１，６１、ＶＬＡＮアドレスデータ７１、ルーティングデータ７２を設定するので、外部の設定装置を必要とせずに、ネットワーク設定を自動的に行うことができる。
【００４２】
また、ネットワーク設定が自動的に行われるので、ネットワークスイッチＳがトラブルで停止しても、ネットワークスイッチＳを交換すれば、生産制御システムを短時間に復旧することができる。
【００４３】
なお、本発明はこれに限定されるものではなく、制御装置Ｃ１〜Ｃ３を示したが、制御装置Ｃ１〜Ｃ３を操作、監視を行う操作監視端末でもよい。つまり、どのような外部装置でもよい。
【００４４】
また、ＶＬＡＮ番号設定手段９１、ＶＬＡＮアドレスデータ設定手段９２、ルーティングデータ設定手段９３が、ＶＬＡＮ番号データ４１，５１，６１、ＶＬＡＮアドレスデータ７１、ルーティングデータ７２にそれぞれ適切な値を求めるときに、記憶部４，５，６の通信データ４３，５３，６３は、制御装置Ｃ１〜Ｃ３の送信するＡＲＰ（Ａｄｄｒｅｓｓ Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ、アドレス解決プロトコル）の通信パケットを想定している。しかし、制御装置Ｃ１〜Ｃ３の送信元ＩＰアドレスが格納されていれば他の通信パケットでもよい。例えば、制御装置Ｃ１〜Ｃ３は、他の制御装置が自身の存在を認識することができるように、能動的かつ定期的に自身の存在を示す診断パケットをブロードキャスト、あるいはマルチキャストするパケットを使用してもよい。
【００４５】
このように、制御装置Ｃ１〜Ｃ３のみが使用する特別な通信パケットのみを、ＶＬＡＮ設定手段９１、ＶＬＡＮアドレスデータ設定手段９２、ルーティングデータ設定手段９３が使用することで、他の不要な通信機器による誤った設定を防止することが可能となる。
【００４６】
また、制御装置Ｃ１〜Ｃ３は、制御装置とネットワークスイッチＳのみが知りうるアルゴリズムによって演算された認証コードを通信パケットのペイロードあるいはＩＰヘッダのオプションフィールドに格納して送信させる。ＶＬＡＮ番号設定手段９１、ＶＬＡＮアドレスデータ設定手段９２、ルーティングデータ設定手段９３は、パケット中の認証コードによって、制御装置Ｃ１〜Ｃ３が送信した通信パケットであることが確認できた場合にのみ、ＶＬＡＮ番号データ４１，５１，６１、ＶＬＡＮアドレスデータ７１、ルーティングデータ７２に適切な値を記憶する構成にしてもよい。
【００４７】
このように構成することによって、悪意の第三者によってネットワークスイッチＳの設定を故意に誤った設定にする攻撃を防止することが可能となる。
【００４８】
また、ネットワークスイッチＳの制御部９はダイナミックルーティングプロトコルを有効とし、制御部９が記憶部７のＶＬＡＮアドレスデータ７１に記憶されているゲートウェイＩＰアドレスをダイナミックルーティングプロトコルの動作に使用する。例えば、制御装置Ｃ１〜Ｃ３がダイナミックルーティングプロトコルとしてＲＩＰ（Ｒｏｕｔｉｎｇ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）を採用している場合、制御部９はＲＩＰのルーティングアップデートのネクストホップアドレスとして値を格納し、通信手段１〜３を経由して送信する。
【００４９】
このように、制御装置Ｃ１〜Ｃ３がデフォルトゲートウェイを持たず、ダイナミックルーティングを前提とした通信方式を採用している場合でも、ユーザによるネットワークスイッチＳへの設定が不要であり、異なるサブネット同士に存在する制御装置間で自動的に通信が可能となる。
【００５０】
また、ネットワークスイッチＳの通信手段１〜３がマルチキャストパケットを受信した場合、制御部９は、マルチキャストルーティングに必要なマルチキャストグループ管理プロトコルおよびマルチキャストルーティングプロトコルを有効とする。
【００５１】
このように、制御装置Ｃ１〜Ｃ３がマルチキャスト通信を行う場合、異なるサブネット同士に存在する制御装置間で特殊な設定なしに自動的にマルチキャスト通信が可能となる。
【００５２】
そして、ネットワークスイッチＳにＤＩＰスイッチを設け、ＶＬＡＮアドレスデータ設定手段９２が、制御装置アドレスデータ４２の送信元ＩＰアドレスのホストアドレス部を定義済みの値へ変更したＩＰアドレスを、記憶部７のＶＬＡＮアドレスデータ７１へ、通信手段１に対応するＶＬＡＮ番号用のゲートウェイＩＰアドレスとして記憶する際、ホストアドレス部の値をＤＩＰスイッチの値とする。例えば、制御装置アドレスデータ４２の送信元ＩＰアドレスが”１９２．１６８．ｖ１．ｙ”である場合、ホストアドレス部”ｙ”を”２５１”としていたが、ＤＩＰスイッチの値が”２５０”である場合は”１９２．１６８．ｖ１．２５０”がゲートウェイＩＰアドレスとなる。
【００５３】
このように、ネットワークスイッチＳのゲートウェイアドレスと重複したＩＰアドレスを持つネットワーク機器が存在する場合でも、ＤＩＰスイッチの設定でアドレス変更が可能である。
【符号の説明】
【００５４】
Ｃ１〜Ｃ３ 制御装置
Ｓ ネットワークスイッチ
９１ ＶＡＬＮ番号設定手段
９２ ＶＬＡＮアドレスデータ設定手段
９３ ルーティングデータ設定手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＶＬＡＮ番号に基づいて、複数の外部装置を仮想的なグループ分けを行うネットワークスイッチに関し、外部の設定装置を必要とせずに、ネットワーク設定を自動的に行うネットワークスイッチに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
石油、化学、鉄鋼等のプラントの制御を行うネットワークは制御装置同士で通信を行い、プラントの制御を行っている。このような装置は、例えば下記特許文献１等に示されている。
【０００３】
このような装置は、制御装置同士でデータ通信を行うため、制御装置は、通信データ（パケット）を中継する中継装置であるネットワークスイッチに接続されている。ネットワークスイッチには、制御装置が接続された接続口に仮想的なグループを設定することでスイッチの内部で複数のネットワークに分割するためのＶＬＡＮ（Ｖｉｒｔｕａｌ ＬＡＮ）設定や、異なるサブネットに属する制御装置同士が互いに通信するためのルーティング設定などの設定要素が複数あり、生産制御システムの構築時にはあらかじめユーザにより適切な設定が施される。このようなネットワークスイッチは、例えば下記特許文献２等に示されている。
【０００４】
以下、従来技術の構成を、図面を用いて詳細に説明する。図４は従来のネットワークスイッチを示した構成図である。
【０００５】
図４において、複数の制御装置Ｃ１〜Ｃ３は、例えば、フィールド・コントロール・ステーションで、図示しないプラントに接続し、制御を行う。ネットワークスイッチＳは、複数の制御装置Ｃ１〜Ｃ３に接続し、仮想的なグループ分けを行い、グループ内外のルーティング処理を行う。
【０００６】
そして、ネットワークスイッチＳは、通信手段１〜３、記憶部４〜７、制御部８を有する。通信手段１〜３は、それぞれ、制御装置Ｃ１〜Ｃ３の接続口ごとにＩＥＥＥ８０２．３に準拠した通信データを送受信する。記憶部４〜６は、それぞれ、通信手段１〜３に接続し、ＶＬＡＮ番号データ４１，５１，６１、制御装置アドレスデータ４２，５２，６２、通信データ４３，５３，６３を記憶する。ＶＬＡＮ番号データ４１，５１，６１は、通信手段１〜３に接続された制御装置Ｃ１〜Ｃ３の仮想的なグループを示す。制御装置アドレスデータ４２，５２，６２は、制御装置Ｃ１〜Ｃ３が送信するＩＥＥＥ８０２．３に準拠した通信データの送信元ＭＡＣ（物理）アドレスおよび送信元ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）アドレスである。通信データ４３，５３，６３は、制御装置Ｃ１〜Ｃ３が送信したデータである。記憶部７は、ＶＬＡＮアドレスデータ７１、ルーティングデータ７２を記憶する。ＶＡＬＮアドレスデータ７１は、ＶＬＡＮ番号によって分割されたネットワークのゲートウェイＩＰアドレスとＭＡＣアドレスを示す。ルーティングデータ７２は、通信データを中継すべきネットワークアドレスを示す。制御部８は、記憶部７のＶＬＡＮアドレスデータ４１、ルーティングデータ４２に基づいて、通信手段１〜３の通信データの中継制御を行う。設定装置ＰＣは、例えばコンピュータで、ネットワークスイッチＳの制御部８に接続し、プラント制御システム構築時に、ネットワークスイッチＳの制御部８、通信手段１〜３を介して、記憶部４〜６のＶＬＡＮ番号データ４１，５１，６１、記憶部７のＶＬＡＮアドレスデータ７１、ルーティングデータ７２を設定する。
【０００７】
このような装置の動作を以下に説明する。まず、生産制御システム構築時にユーザが設定装置ＰＣにより、ネットワークスイッチＳの設定を行う。つまり、設定装置ＰＣが、ＶＬＡＮ番号データ４１，５１，６１、ＶＬＡＮアドレスデータ７１、ルーティングデータ７２を制御部８に出力する。制御部８は、ＶＬＡＮ番号データ４１，５１，６１をそれぞれ通信手段１〜３に与え、通信手段１〜３は、それぞれ記憶部４〜６に格納する。そして、制御部８は、ＶＬＡＮアドレスデータ７１、ルーティングデータ７２を記憶部７に格納する。
【０００８】
具体的に説明すると、例えば、制御装置Ｃ１，Ｃ２が同一サブネットＮ１、制御装置Ｃ３が制御装置Ｃ１，Ｃ２とは異なるサブネットＮ２のアドレスとする。この場合、ユーザは、設定装置ＰＣにより、制御部８、通信手段１〜３を介して、記憶部４〜６のＶＬＡＮ番号データ４１，５１，６１を、図５に示すように、”ｖ１”，”ｖ１”，”ｖ２”に設定する。ＶＬＡＮ番号が等しいと同一サブネット、ＶＬＡＮ番号が異なると異なるサブネットを意味している。また、サブネットとは、仮想的なグループを意味している。
【０００９】
次に、図６に示すように、サブネットＮ１，Ｎ２に接続される制御装置Ｃ１〜Ｃ３が、他のサブネットＮ２，Ｎ１へ通信を実施する際に使用するゲートウェイＩＰアドレスを、サブネットＮ１に該当するＶＬＡＮ番号”ｖ１”用のアドレスとして”ｇｉｐ１”とする。また、サブネットＮ２に該当するＶＬＡＮ番号”ｖ２”用のアドレスとして”ｇｉｐ２”とする。この設定を、ユーザは設定装置ＰＣにより制御部８に対して行う。そして、制御部８は、ＶＬＡＮ番号”ｖ１”に対応するＭＡＣアドレスとして、通信手段１のＭＡＣアドレス”ｇｍａｃ１”を選択し、ＶＬＡＮ番号”ｖ２”のＭＡＣアドレスとして、通信手段３のＭＡＣアドレス”ｇｍａｃ３”を選択し、図６に示すように、記憶部７に格納する。
【００１０】
さらに、異なったサブネットＮ１，Ｎ２に接続された制御装置Ｃ１，Ｃ２と制御装置Ｃ３の間で、通信データを中継するために、例えば、制御装置Ｃ１，Ｃ２のネットワークアドレスが”ｎ１”、制御装置Ｃ３のネットワークアドレスが”ｎ２”とすると、ユーザは設定装置ＰＣによりルーティングデータ７２を図７のように設定し、制御部８は記憶部７に格納する。
【００１１】
次に、ユーザによってネットワークスイッチＳに設定が施された状態で、制御装置Ｃ１〜Ｃ３がネットワークスイッチＳと接続され、通電された動作を説明する。
【００１２】
複数の制御装置Ｃ１〜Ｃ３は、図示しないプラントの制御を行う。そして、制御装置Ｃ１〜Ｃ３が他の制御装置Ｃ１〜Ｃ３への通信を実施すると、通信手段１は制御装置Ｃ１から通信パケットを受信し、図８に示すように、パケットの送信元ＭＡＣアドレス”ｃｍａｃ１”および送信元ＩＰアドレス”ｃｉｐ１”を制御装置アドレスデータ４２として記憶部４に格納し、パケットを通信データ４３として記憶部４に格納する。同様に通信手段２，３は、図８に示すように、パケットの送信元ＭＡＣアドレス”ｃｍａｃ２”，”ｃｍａｃ３”および送信元ＩＰアドレス”ｃｉｐ２”，”ｃｉｐ３”を制御装置アドレスデータ５２，６２として記憶部５，６に格納し、パケットを通信データ５３，６３として記憶部５，６に格納する。ここで、制御装置アドレスデータ４２，５２，６２は、１つずつしか示していないが、制御装置Ｃ１〜Ｃ３の数に応じて増加することはいうまでもない。
【００１３】
そして、同一サブネットの制御装置Ｃ１から制御装置Ｃ２へ通信する場合の動作を説明する。制御装置Ｃ１が、通信データ、例えば、バルブ等の操作値や流量計の流量値やリレーのオン信号を送信する。このパケットを受信し、通信手段１は、受信したパケットを記憶部４の通信データ４３として格納し、記憶部４のＶＬＡＮ番号データ４１を読み出し、宛先ＭＡＣアドレス”ｃｍａｃ２”とＶＬＡＮ番号”ｖ１”を制御部８に出力する。そして、制御部８は、ＶＬＡＮ番号”ｖ１”が同じ通信手段２に制御装置アドレスデータ５２を要求し、宛先ＭＡＣアドレス”ｃｍａｃ２”と制御装置アドレスデータ５２のＭＡＣアドレスとの比較を行う。比較した結果、一致した場合、制御部８は、通信手段１に通信データ４３を要求し、通信手段１は記憶部４から通信データ４３を読み出し、制御部８に出力する。制御部８は、通信データ４３を通信手段２に出力し、通信手段２はパケットとして送信し、制御装置Ｃ２に出力する。
【００１４】
次に、制御装置Ｃ１が異なるサブネットの制御装置Ｃ３へ通信する場合の動作を説明する。制御装置Ｃ１が、通信データを送信すると、通信手段１がパケットを受信し、記憶部４の通信データ４３として格納する。そして、通信手段１は、記憶部４のＶＬＡＮ番号データ４１を読み出し、パケットの宛先ＭＡＣアドレス”ｇｍａｃ１”とＶＬＡＮ番号”ｖ１”を制御部８に出力する。制御部８は、ＶＬＡＮ番号”ｖ１”が同じ通信手段２に制御装置アドレスデータ５２を要求し、宛先ＭＡＣアドレス”ｇｍａｃ１”と制御装置アドレスデータ５２のＭＡＣアドレスとの比較を行う。比較した結果、一致しないので、制御部８は、記憶部７からＶＬＡＮアドレスデータ７１を読み出し、ＶＬＡＮ番号”ｖ１”のゲートウェイＭＡＣアドレス”ｇｍａｃ１”を取得し、宛先ＭＡＣアドレスと比較を行う。両者が一致するので、制御部８は、制御装置Ｃ１が適切なサブネットＮ１から正しいゲートウェイアドレスへパケットの中継を依頼したと判断し、さらに記憶部７のルーティングデータ７２に記憶されているネットワークアドレス”ｎ１”，”ｎ２”とパケットの送信元ＩＰアドレス”ｃｉｐ１”および送信先ＩＰアドレス”ｃｉｐ３”が表すネットワークアドレスとを比較する。つまり、送信元ＩＰアドレスおよび送信先ＩＰアドレスの上位アドレスビットがネットワークアドレス部となるので、ネットワークアドレスの上位アドレスビットとＩＰアドレスの上位アドレスビットの比較を行う。そして、両者が一致し、通信データの宛先ネットワークアドレス”ｎ２”がルーティングの対象として設定されていることになる。従って、制御装置Ｃ１から送信された制御装置Ｃ３宛の通信データは、ネットワークスイッチＳでの中継が許可されていると、制御部８は判断する。
【００１５】
その後、制御部８は、通信手段３に対して送信先ＩＰアドレス”ｃｉｐ３”を渡し、通信手段３は、記憶部６の制御装置アドレスデータ６２から制御装置Ｃ３のＭＡＣアドレス”ｃｍａｃ３”を読み出し、制御部８に渡す。そして、制御部８は、通信手段１を介して、記憶部４の通信データ４３から読み出したパケットの宛先ＭＡＣアドレスを”ｃｍａｃ３”へ上書きして、通信手段３を介して、制御装置Ｃ３へ送信する。
【００１６】
このように、あらかじめユーザが設定装置ＰＣによりネットワークスイッチＳの設定を行うことで、通信相手に応じて適切な中継動作が実現されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】特開２００８−２２０５２号公報
【特許文献２】特開平１０−１９０７１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
生産制御システムおよび安全計装システムで用いられる制御装置は、主に生産現場で使用されることから、オフィスオートメーション環境で使用されることを想定した一般的なＩＴ（Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）系の機器とは異なり、通信に使用するアドレスなどのごく限られた設定要素のみをＤＩＰスイッチなどで簡易に設定するような構造となっている。ところが、制御装置Ｃ１〜Ｃ３同士のデータ通信を中継するための中継装置は、一般的なＩＴ系のネットワークスイッチであるため、制御装置Ｃ１〜Ｃ３と比較して設定要素が多く複雑であり、設定には別途設定装置ＰＣも必要となる。このため、生産制御システムの構築、保守におけるネットワークスイッチＳの設定及び動作確認が必要であった。
【００１９】
また、生産制御システムは、連続運転されることが要求され、ネットワークスイッチＳのトラブルによる停止があっても、短時間に復旧されることが要求されている。
【００２０】
そこで、本発明の目的は、外部の設定装置を必要とせずに、ネットワーク設定を自動的に行うネットワークスイッチを実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
このような課題を達成するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、
ＶＬＡＮ番号に基づいて、複数の外部装置を仮想的なグループ分けを行うネットワークスイッチにおいて、
前記外部装置のＩＰアドレスに基づいて、前記ＶＬＡＮ番号を設定するＶＬＡＮ番号設定手段を備えたことを特徴とするものである。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明であって、
前記ＶＬＡＮ番号設定手段は、前記外部装置のＩＰアドレスのネットワークアドレス部の一部を前記ＶＬＡＮ番号とすることを特徴とするものである。
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明であって、
前記外部装置のＩＰアドレスに基づいて、ＶＬＡＮ番号に対応するゲートウェイアドレス、ゲートウェイＭＡＣアドレスを示すＶＬＡＮアドレスデータを設定するＶＬＡＮアドレスデータ設定手段を設け、ゲートウェイアドレス、ゲートウェイＭＡＣアドレスによりルーティングを行うことを特徴とするものである。
請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明であって、
前記ＶＬＡＮアドレスデータ設定手段は、前記外部装置のＩＰアドレスのホストアドレス部を予め定義された値に変更し、ゲートウェイアドレスとすることを特徴とするものである。
請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の発明であって、
前記外部装置のＩＰアドレスに基づいて、ネットワークアドレスを示すルーティングデータを設定するルーティングデータ設定手段を設け、ルーティングデータによりルーティングを行うことを特徴とするものである。
請求項６記載の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載の発明であって、
前記外部装置は、プラントの制御を行う制御装置であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば以下のような効果がある。
請求項１，２によれば、ＶＬＡＮ番号設定手段が、外部装置のＩＰアドレスに基づいて、ＶＬＡＮ番号データを設定するので、外部の設定装置を必要とせずに、ネットワーク設定を自動的に行うことができ、仮想的なグループ分けを行うことができる。
【００２３】
請求項３，４によれば、ＶＬＡＮアドレスデータ設定手段が、外部装置のＩＰアドレスに基づいて、ＶＬＡＮアドレスデータを設定するので、外部の設定装置を必要とせずに、ネットワーク設定を自動的に行うことができ、ルーティングを行うことができる。
【００２４】
請求項５によれば、ルーティングデータ設定手段が、外部装置のＩＰアドレスに基づいて、ルーティングデータを設定するので、外部の設定装置を必要とせずに、ネットワーク設定を自動的に行うことができ、ルーティングを行うことができる。
【００２５】
請求項６によれば、ネットワーク設定が自動的に行われるので、ネットワークスイッチＳがトラブルで停止しても、ネットワークスイッチＳを交換すれば、生産制御システムを短時間に復旧することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施例を示した構成図である。
【図２】ＶＬＡＮアドレスデータ７１の例を示した図である。
【図３】ルーティングデータ７２の例を示した図である。
【図４】従来のネットワークスイッチを示した構成図である。
【図５】ＶＬＡＮ番号データ４１，５１，６１の例を示した図である。
【図６】ＶＬＡＮアドレスデータ７１の例を示した図である。
【図７】ルーティングデータ８２の例を示した図である。
【図８】制御装置アドレスデータ４２，５２，６２の例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下本発明を、図面を用いて詳細に説明する。図１は本発明の一実施例を示した構成図である。ここで、図４と同一のものは同一符号を付し説明を省略する。
【００２８】
図１において、制御部９は制御部８の代わりに設けられ、記憶部７のＶＬＡＮアドレスデータ７１、ルーティングデータ７２に基づいて、通信手段１〜３の通信データの中継制御を行い、ＶＬＡＮ番号設定手段９１、ＶＬＡＮアドレスデータ設定手段９２、ルーティングデータ設定手段９３を有する。ＶＬＡＮ番号設定手段９１は、制御装置Ｃ１〜Ｃ３のＩＰアドレスに基づいて、通信手段１〜３を介して、記憶部４〜６のＶＬＡＮ番号データ４１，５１，６１を設定する。ＶＬＡＮアドレスデータ設定手段９２は、制御装置Ｃ１〜Ｃ３のＩＰアドレスに基づいて、記憶部７のＶＬＡＮアドレスデータ７１を設定する。ルーティングデータ設定手段９３は、制御装置Ｃ１〜Ｃ３のＩＰアドレスに基づいて、記憶部７のルーティングデータ７２を設定する。
【００２９】
このような装置の動作を以下に説明する。制御装置Ｃ１〜Ｃ３が他の制御装置Ｃ１〜Ｃ３への通信を実施すると、通信手段１は制御装置Ｃ１から通信パケットを受信し、図８に示すように、パケットの送信元ＭＡＣアドレス”ｃｍａｃ１”および送信元ＩＰアドレス”ｃｉｐ１”を制御装置アドレスデータ４２として記憶部４に格納し、パケットを通信データ４３として記憶部４に格納する。同様に通信手段２，３は、図８に示すように、パケットの送信元ＭＡＣアドレス”ｃｍａｃ２”，”ｃｍａｃ３”および送信元ＩＰアドレス”ｃｉｐ２”，”ｃｉｐ３”を制御装置アドレスデータ５２，６２として記憶部５，６に格納し、パケットを通信データ５３，６３として記憶部５，６に格納する。
【００３０】
この際、制御部９は、通信手段１〜３を介して、記憶部４〜６の制御装置アドレスデータ４２，５２，６２を受け取る。そして、制御部９のＶＬＡＮ番号設定手段９１は、制御装置アドレスデータ４２，５２，６２の送信元ＩＰアドレスのネットワークアドレス部からユニークに計算される値を、通信手段１〜３を介して、記憶部４〜６のＶＬＡＮ番号データ４１，５１，６１へ記憶する。
【００３１】
例えば、制御装置Ｃ１〜Ｃ３がクラスＣ（ネットワークアドレス部に上位２４ビット、ホストアドレス部に下位８ビットが割り当てられる。）のＩＰアドレス”１９２．１６８．ｘ．０／２４(ｘ：１〜２５４)”を使用し、制御装置Ｃ１のＩＰアドレスが”１９２．１６８．ｖ１．０／２４”である場合、ＶＬＡＮ番号設定手段９１は、図５に示すように、通信手段１に対応するＶＬＡＮ番号としてＶＬＡＮ番号データ４１へ”ｖ１”を記憶する。同様に、制御装置Ｃ２のＩＰアドレスが”１９２．１６８．ｖ１．０／２４”、制御装置Ｃ３のＩＰアドレスが”１９２．１６８．ｖ２．０／２４”である場合、ＶＬＡＮ番号設定手段９１は、図５に示すように、通信手段２を介して、”ｖ１”を記憶部５のＶＬＡＮ番号データ５１に格納し、通信手段３を介して、”ｖ２”を記憶部６のＶＬＡＮ番号データ６１に格納する。
【００３２】
同時に、ＶＬＡＮアドレスデータ設定手段９２は、制御装置アドレスデータ４２の送信元ＩＰアドレスのホストアドレス部を予め定義された値へ変更する。この変更したＩＰアドレスを、ＶＬＡＮアドレスデータ設定手段９２は、記憶部７のＶＬＡＮアドレスデータ７１へ、通信手段１に対応するＶＬＡＮ番号”ｖ１”用のゲートウェイＩＰアドレスとして記憶する。この際、制御部９はネットワークスイッチＳが有しているＭＡＣアドレス”ｇｍａｃ１〜ｇｍａｃ３”からＶＬＡＮ番号に対してユニークに割り当てる。
【００３３】
例えば、制御装置アドレスデータ４２の送信元ＩＰアドレスが”１９２．１６８．ｖ１．ｙ”である場合、ＶＬＡＮアドレスデータ設定手段９２は、ＩＰアドレスのホストアドレス部”ｙ２”を予め定義された値”２５１”とする。そして、ＶＬＡＮアドレスデータ設定手段９２は、図２に示すように、”１９２．１６８．ｖ１．２５１”をＶＬＡＮアドレスデータ７１へ通信手段１に対応するＶＬＡＮ番号”ｖ１”用のゲートウェイＩＰアドレスとして記憶部７に記憶する。
【００３４】
同様に、ＶＬＡＮ番号設定手段９２は、制御装置アドレスデータ５２の送信元ＩＰアドレスが”１９２．１６８．ｖ１．ｚ”、制御装置アドレスデータ６２の送信元ＩＰアドレスが”１９２．１６８．ｖ２．ｗ”である場合、図２に示すように、ホストアドレス部”ｚ”，”ｗ”を”１９２．１６８．ｖ１．２５１”、”１９２．１６８．ｖ２．２５１”をそれぞれ”ｖ１”、”ｖ２”用のゲートウェイＩＰアドレスとして記憶部７に記憶する。ただし、ＶＬＡＮアドレス設定手段９２は、”ｖ１”用のゲートウェイＩＰアドレスはすでに同一のアドレスが記憶済みのため、改めて記憶しても、しなくてもよい。
【００３５】
そして、ＶＬＡＮアドレスデータ設定手段９２は、図２に示すように、ＶＬＡＮ番号”ｖ１”、”ｖ２”にゲートウェイＭＡＣアドレス”ｇｍａｃ１”、”ｇｍａｃ２”を割り当て、記憶部７に格納する。
【００３６】
さらに、ルーティングデータ設定手段９３が、制御装置アドレスデータ４２の送信元ＩＰアドレスのネットワークアドレス部を記憶部７のルーティングデータ７２へルーティングするネットワークアドレスとして記憶する。
【００３７】
例えば、制御装置アドレスデータ４２の送信元ＩＰアドレスが”１９２．１６８．ｖ１．ｙ”である場合、ルーティングデータ設定手段９３は、図３に示すように、ホストアドレス部を”０”として、”１９２．１６８．ｖ１．０”をルーティングするネットワークアドレスとして、記憶部７のルーティングデータ７２へ記憶する。
【００３８】
同様に、制御装置アドレスデータ５２の送信元ＩＰアドレスが”１９２．１６８．ｖ１．ｚ”、制御装置アドレスデータ６２の送信元ＩＰアドレスが”１９２．１６８．ｖ２．ｗ”である場合、ルーティングデータ設定手段９３は、図３に示すように、ホストアドレス部を”０”として、”１９２．１６８．ｖ１．０”、”１９２．１６８．ｖ２．０”をルーティングするネットワークアドレスとして、記憶部７のルーティングデータ７２へ記憶する。ただし、ルーティングデータ設定手段９３は、”１９２．１６８．ｖ１．０”はすでに同一のアドレスが記憶済みのため、改めて記憶しても、しなくてもよい。
【００３９】
すなわち、通信手段１〜３が制御装置Ｃ１〜Ｃ３から通信パケットを受信すると、ＶＬＡＮ番号設定手段９１、ＶＬＡＮアドレスデータ設定手段９２、ルーティングデータ設定手段９３が、ＶＬＡＮ番号データ４１，５１，６１、ＶＬＡＮアドレスデータ７１、ルーティングデータ７２にそれぞれ適切な値が記憶される。
【００４０】
その他の動作、つまり、ネットワークスイッチＳの中継動作は、図４と示す装置と同様なので、説明を省略する。
【００４１】
このように、ＶＬＡＮ番号設定手段９１、ＶＬＡＮアドレスデータ設定手段９２、ルーティングデータ設定手段９３が、制御装置Ｃ１〜Ｃ３のＩＰアドレスに基づいて、ＶＬＡＮ番号データ４１，５１，６１、ＶＬＡＮアドレスデータ７１、ルーティングデータ７２を設定するので、外部の設定装置を必要とせずに、ネットワーク設定を自動的に行うことができる。
【００４２】
また、ネットワーク設定が自動的に行われるので、ネットワークスイッチＳがトラブルで停止しても、ネットワークスイッチＳを交換すれば、生産制御システムを短時間に復旧することができる。
【００４３】
なお、本発明はこれに限定されるものではなく、制御装置Ｃ１〜Ｃ３を示したが、制御装置Ｃ１〜Ｃ３を操作、監視を行う操作監視端末でもよい。つまり、どのような外部装置でもよい。
【００４４】
また、ＶＬＡＮ番号設定手段９１、ＶＬＡＮアドレスデータ設定手段９２、ルーティングデータ設定手段９３が、ＶＬＡＮ番号データ４１，５１，６１、ＶＬＡＮアドレスデータ７１、ルーティングデータ７２にそれぞれ適切な値を求めるときに、記憶部４，５，６の通信データ４３，５３，６３は、制御装置Ｃ１〜Ｃ３の送信するＡＲＰ（Ａｄｄｒｅｓｓ Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ、アドレス解決プロトコル）の通信パケットを想定している。しかし、制御装置Ｃ１〜Ｃ３の送信元ＩＰアドレスが格納されていれば他の通信パケットでもよい。例えば、制御装置Ｃ１〜Ｃ３は、他の制御装置が自身の存在を認識することができるように、能動的かつ定期的に自身の存在を示す診断パケットをブロードキャスト、あるいはマルチキャストするパケットを使用してもよい。
【００４５】
このように、制御装置Ｃ１〜Ｃ３のみが使用する特別な通信パケットのみを、ＶＬＡＮ設定手段９１、ＶＬＡＮアドレスデータ設定手段９２、ルーティングデータ設定手段９３が使用することで、他の不要な通信機器による誤った設定を防止することが可能となる。
【００４６】
また、制御装置Ｃ１〜Ｃ３は、制御装置とネットワークスイッチＳのみが知りうるアルゴリズムによって演算された認証コードを通信パケットのペイロードあるいはＩＰヘッダのオプションフィールドに格納して送信させる。ＶＬＡＮ番号設定手段９１、ＶＬＡＮアドレスデータ設定手段９２、ルーティングデータ設定手段９３は、パケット中の認証コードによって、制御装置Ｃ１〜Ｃ３が送信した通信パケットであることが確認できた場合にのみ、ＶＬＡＮ番号データ４１，５１，６１、ＶＬＡＮアドレスデータ７１、ルーティングデータ７２に適切な値を記憶する構成にしてもよい。
【００４７】
このように構成することによって、悪意の第三者によってネットワークスイッチＳの設定を故意に誤った設定にする攻撃を防止することが可能となる。
【００４８】
また、ネットワークスイッチＳの制御部９はダイナミックルーティングプロトコルを有効とし、制御部９が記憶部７のＶＬＡＮアドレスデータ７１に記憶されているゲートウェイＩＰアドレスをダイナミックルーティングプロトコルの動作に使用する。例えば、制御装置Ｃ１〜Ｃ３がダイナミックルーティングプロトコルとしてＲＩＰ（Ｒｏｕｔｉｎｇ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）を採用している場合、制御部９はＲＩＰのルーティングアップデートのネクストホップアドレスとして値を格納し、通信手段１〜３を経由して送信する。
【００４９】
このように、制御装置Ｃ１〜Ｃ３がデフォルトゲートウェイを持たず、ダイナミックルーティングを前提とした通信方式を採用している場合でも、ユーザによるネットワークスイッチＳへの設定が不要であり、異なるサブネット同士に存在する制御装置間で自動的に通信が可能となる。
【００５０】
また、ネットワークスイッチＳの通信手段１〜３がマルチキャストパケットを受信した場合、制御部９は、マルチキャストルーティングに必要なマルチキャストグループ管理プロトコルおよびマルチキャストルーティングプロトコルを有効とする。
【００５１】
このように、制御装置Ｃ１〜Ｃ３がマルチキャスト通信を行う場合、異なるサブネット同士に存在する制御装置間で特殊な設定なしに自動的にマルチキャスト通信が可能となる。
【００５２】
そして、ネットワークスイッチＳにＤＩＰスイッチを設け、ＶＬＡＮアドレスデータ設定手段９２が、制御装置アドレスデータ４２の送信元ＩＰアドレスのホストアドレス部を定義済みの値へ変更したＩＰアドレスを、記憶部７のＶＬＡＮアドレスデータ７１へ、通信手段１に対応するＶＬＡＮ番号用のゲートウェイＩＰアドレスとして記憶する際、ホストアドレス部の値をＤＩＰスイッチの値とする。例えば、制御装置アドレスデータ４２の送信元ＩＰアドレスが”１９２．１６８．ｖ１．ｙ”である場合、ホストアドレス部”ｙ”を”２５１”としていたが、ＤＩＰスイッチの値が”２５０”である場合は”１９２．１６８．ｖ１．２５０”がゲートウェイＩＰアドレスとなる。
【００５３】
このように、ネットワークスイッチＳのゲートウェイアドレスと重複したＩＰアドレスを持つネットワーク機器が存在する場合でも、ＤＩＰスイッチの設定でアドレス変更が可能である。
【符号の説明】
【００５４】
Ｃ１〜Ｃ３ 制御装置
Ｓ ネットワークスイッチ
９１ ＶＡＬＮ番号設定手段
９２ ＶＬＡＮアドレスデータ設定手段
９３ ルーティングデータ設定手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＶＬＡＮ番号に基づいて、複数の外部装置を仮想的なグループ分けを行うネットワークスイッチにおいて、
前記外部装置のＩＰアドレスに基づいて、前記ＶＬＡＮ番号を設定するＶＬＡＮ番号設定手段を備えたことを特徴とするネットワークスイッチ。
【請求項２】
前記ＶＬＡＮ番号設定手段は、前記外部装置のＩＰアドレスのネットワークアドレス部の一部を前記ＶＬＡＮ番号とすることを特徴とする請求項１記載のネットワークスイッチ。
【請求項３】
前記外部装置のＩＰアドレスに基づいて、ＶＬＡＮ番号に対応するゲートウェイアドレス、ゲートウェイＭＡＣアドレスを示すＶＬＡＮアドレスデータを設定するＶＬＡＮアドレスデータ設定手段を設け、ゲートウェイアドレス、ゲートウェイＭＡＣアドレスによりルーティングを行うことを特徴とする請求項１または２記載のネットワークスイッチ。
【請求項４】
前記ＶＬＡＮアドレスデータ設定手段は、前記外部装置のＩＰアドレスのホストアドレス部を予め定義された値に変更し、ゲートウェイアドレスとすることを特徴とする請求項３記載のネットワークスイッチ。
【請求項５】
前記外部装置のＩＰアドレスに基づいて、ネットワークアドレスを示すルーティングデータを設定するルーティングデータ設定手段を設け、ルーティングデータによりルーティングを行うことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のネットワークスイッチ。
【請求項６】
前記外部装置は、プラントの制御を行う制御装置であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のネットワークスイッチ。
【請求項１】
ＶＬＡＮ番号に基づいて、複数の外部装置を仮想的なグループ分けを行うネットワークスイッチにおいて、
前記外部装置のＩＰアドレスに基づいて、前記ＶＬＡＮ番号を設定するＶＬＡＮ番号設定手段を備えたことを特徴とするネットワークスイッチ。
【請求項２】
前記ＶＬＡＮ番号設定手段は、前記外部装置のＩＰアドレスのネットワークアドレス部の一部を前記ＶＬＡＮ番号とすることを特徴とする請求項１記載のネットワークスイッチ。
【請求項３】
前記外部装置のＩＰアドレスに基づいて、ＶＬＡＮ番号に対応するゲートウェイアドレス、ゲートウェイＭＡＣアドレスを示すＶＬＡＮアドレスデータを設定するＶＬＡＮアドレスデータ設定手段を設け、ゲートウェイアドレス、ゲートウェイＭＡＣアドレスによりルーティングを行うことを特徴とする請求項１または２記載のネットワークスイッチ。
【請求項４】
前記ＶＬＡＮアドレスデータ設定手段は、前記外部装置のＩＰアドレスのホストアドレス部を予め定義された値に変更し、ゲートウェイアドレスとすることを特徴とする請求項３記載のネットワークスイッチ。
【請求項５】
前記外部装置のＩＰアドレスに基づいて、ネットワークアドレスを示すルーティングデータを設定するルーティングデータ設定手段を設け、ルーティングデータによりルーティングを行うことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のネットワークスイッチ。
【請求項６】
前記外部装置は、プラントの制御を行う制御装置であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のネットワークスイッチ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−２３９５８（Ｐ２０１１−２３９５８Ａ）
【公開日】平成２３年２月３日（２０１１．２．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１６６９１８（Ｐ２００９−１６６９１８）
【出願日】平成２１年７月１５日（２００９．７．１５）
【出願人】（０００００６５０７）横河電機株式会社 (4,443)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月３日（２０１１．２．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月１５日（２００９．７．１５）
【出願人】（０００００６５０７）横河電機株式会社 (4,443)
【Ｆターム（参考）】
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