网络装置、网络系统、网络方法以及网络程序

摘要

网络装置(100)包括在选出时刻主机的环形的网络系统(500)中。链路处理部(20)生成用于将帧进行通信的链路。链路处理部(20)具有为了避免广播风暴而将帧丢弃的帧丢弃功能。路径控制部(108)按时刻主机的顺时针方向和逆时针方向生成将时刻主机设为起点并且设为终点的时刻分发路径。路径控制部(108)将帧中的在多个网络装置(100)的时刻同步中使用的时刻同步消息进行通信。过滤部(103)在获取到时刻同步消息时，与帧丢弃功能无关地使时刻同步消息通过。

说明书

技术领域

本发明涉及一种网络装置、网络系统、网络方法以及网络程序。

背景技术

在IEEE1588中规定了如下方式：对于一个或多个时刻主机(time master)，从机(slave)在固定的时机计算与时刻主机的时差，使用该时差来调整自己的时刻。时刻主机还被称为大主机(grand master)。另外，使用与时刻主机的时差来调整时刻的方式被称为PTP(Precison Time Protocol：精确时间协议)。并且，在IEEE1588中，规定了用于选定网络上的时刻主机、即大主机的算法。该算法被称为BMCA(Best Master Clock Algorithm：最佳主时钟算法)。

BMCA以时刻主机为起点来生成到位于网络上的末端的从机为止的时刻分发路径。BMCA按每个被称为域(domain)的管理区域具有时刻分发路径。时刻主机将自己的时刻放入时刻分发消息并发送到网络，向进行时刻匹配的从机进行通知。从机通过时刻分发路径获取从时刻主机发送的时刻信息，计算与时刻主机的时差，调整时刻。

IEEE1588不是用于规定第二层协议，因此需要将第二层协议作为下位层来应用。一般来说，在应用全世界正在普及的以太网(注册商标)标准、即IEEE802.3标准的情况下，使用网络结构、装置台数以及有无可靠性之类的判断基准来选择要应用的第二层协议。在具有环的形式的环形拓扑(ring topology)的情况下，为了避免广播风暴(broadcaststorm)，应用实施设置具有阻塞端口的装置、或者在进行发送时指定终端装置之类的网络控制的第二层协议。

另外，为了提高可靠性，大多应用双环拓扑。双环拓扑的结构是将顺时针方向和逆时针方向的2个环形网络进行组合而成的，与冗余化对应。根据双环拓扑的结构，针对一个部位的故障、例如链路断开之类的单一故障，能够使用另一方的路径来使通信恢复。规定了与这样的双环拓扑对应的第二层协议。主要例举ITU-T G.8032标准的ERP、IEC62439-3标准的HSR以及IEEE802.17标准的RPR。ERP是Ethernet(注册商标)Ring Protection(以太网环保护)的简称。HSR是High availability Seamless Redundancy(高可用性无缝冗余)的简称。RPR是Resilient Packet Ring(弹性分组环)的简称。

在专利文献1中公开了如下技术：在故障检测时，大主机向两个通信端口发送时刻同步消息，由此保证时刻同步消息到达全部网络装置。

专利文献1：日本特开2011-139198号公报

发明内容

发明要解决的问题

在IEEE1588中规定的BMCA是为了决定在网络的域上最高优先级的时刻主机而使用的。时刻主机将自己的时刻放入时刻同步消息来进行分发，向进行时刻匹配的从机进行通知。另外，时刻分发路径是以时刻主机为起点的到从机为止的时刻信息的分发路径。在应用以往的第二层协议的情况下，导致时刻分发路径依赖于阻塞端口或网络的负荷状况。因此，在网络系统中，存在有时无法得到时刻分发路径的冗余化的效果这样的问题。

本发明的目的在于，形成不依赖于端口阻塞或网络负荷的时刻分发路径，在网络系统中可靠地得到时刻分发路径的冗余化的效果。

解决问题的方案

本发明所涉及的网络装置包括在环形的网络系统中，该网络系统具备将帧进行发送接收的多个网络装置，从所述多个网络装置中选出成为时刻的基准的时刻主机，所述网络装置具备：

链路处理部，生成用于将所述帧进行通信的链路，具有为了避免广播风暴而将所述帧丢弃的帧丢弃功能；以及

路径控制部，按所述时刻主机的顺时针方向和逆时针方向生成时刻分发路径，该时刻分发路径将所述时刻主机设为起点并且设为终点，该时刻分发路径将所述帧中的在所述多个网络装置的时刻同步中使用的时刻同步消息进行通信，

所述链路处理部具备过滤部，该过滤部在获取到所述时刻同步消息时，与所述帧丢弃功能无关地使所述时刻同步消息通过。

发明的效果

在本发明所涉及的网络装置中，路径控制部按时刻主机的顺时针方向和逆时针方向生成时刻分发路径，该时刻分发路径将时刻主机设为起点并且设为终点，该时刻分发路径将时刻同步消息进行通信。过滤部在获取到时刻同步消息时，与帧丢弃功能无关地使时刻同步消息通过。因此，根据本发明所涉及的网络装置，能够形成不依赖于端口阻塞或网络负荷的时刻分发路径，因此能够对各网络装置可靠地赋予时刻分发路径的冗余化的效果。

附图说明

图1是实施方式1所涉及的网络系统的结构图。

图2是实施方式1所涉及的网络装置的功能结构图。

图3是实施方式1所涉及的网络装置100的硬件结构图。

图4是实施方式1所涉及的路径控制部发送BMCA消息时的流程图。

图5是实施方式1所涉及的发送对应表的结构图。

图6是实施方式1所涉及的路径控制部发送PTP消息时的流程图。

图7是实施方式1所涉及的路径控制部发送其它消息时的流程图。

图8是实施方式1所涉及的路径控制部接收消息时的流程图。

图9是实施方式1所涉及的接收对应表的结构图。

图10是实施方式1所涉及的网络装置的硬件结构的变形例。

图11是实施方式1所涉及的网络装置的硬件结构的变形例的其它例。

图12是在基于ERP的双环网络中构成的时刻分发路径的比较例。

图13是在实施方式1所涉及的网络系统中构成的时刻分发路径的例子。

图14是实施方式2所涉及的网络装置的功能结构图。

图15是在基于HSR的双环网络上构成的时刻分发路径的一例。

图16是在实施方式2所涉及的基于HSR的双环网络上构成的时刻分发路径的例子。

图17是实施方式3所涉及的网络装置的功能结构图。

图18是实施方式4所涉及的网络系统的结构图。

图19是实施方式5所涉及的网络系统的结构图。

图20是实施方式5所涉及的网络装置的功能结构图。

(附图标记说明)

18：对应表；20：链路处理部；21：阻塞端口；22：RPL所有者；23：时刻主机；100、100a、100b、100d：网络装置；101：上位层处理部；102：ERP处理部；103、203、303：过滤部；104：第一通信接口部；105：第二通信接口部；106：第三通信接口部；107：同步控制部；108：路径控制部；109：发送选择部；110：消息选择部；111：时刻分发消息接收部；112：路径核对部；181：发送对应表；182：接收对应表；202：HSR处理部；302：RPR处理部；500、500a、500b、500c、500d：网络系统；910：处理器；921、922、923：PHY芯片；931：存储器。

具体实施方式

以下，使用图来说明本发明的实施方式。此外，在各图中，对相同或相当的部分附加了相同的符号。在实施方式的说明中，关于相同或相当的部分，适当省略或简化说明。

实施方式1.

***结构的说明***

图1是表示本实施方式所涉及的网络系统500的结构的图。

网络系统500具备将帧发送接收的多个网络装置100。另外，网络系统500从多个网络装置100中选出成为时刻的基准的时刻主机23。网络系统500是环形。

网络系统500具备网络装置A、B、C、D来作为网络装置100。网络装置A、B、C、D构成双环拓扑。有时将网络装置A、B、C、D的一部分网络装置或全部的网络装置称为网络装置100。

网络系统500是由ERP构建的环形网络。ERP通过将环形网络的一处端口进行阻塞，使得能够进行具有高可靠性的通信。将被阻塞的端口称为阻塞端口21。另外，将能够由阻塞端口21阻塞的链路路径称为RPL(Ring Protection Link：环路保护链路)。链路路径是指，将网络装置与邻接于该网络装置的网络装置进行连接的路径。RPL是将网络装置与邻接的网络装置进行连接的链路路径。在图1中，网络装置C是具有阻塞端口21的RPL所有者22。网络装置100、即网络装置A、B、C、D分别安装实现ERP的功能。

图2是表示本实施方式所涉及的网络装置100的功能结构的图。

图3是表示本实施方式所涉及的网络装置100的硬件结构的图。

使用图2和图3来说明本实施方式所涉及的网络装置100的结构。

网络装置100是计算机。

网络装置100具备上位层处理部101、ERP处理部102、第一通信接口部104、第二通信接口部105、第三通信接口部106、同步控制部107以及路径控制部108来作为功能要素。ERP处理部102具备过滤部103。同步控制部107具备BMCA处理部、PTP处理部以及信息管理部。路径控制部108具备发送选择部109、消息选择部110、时刻分发消息接收部111以及路径核对部112。

如图3所示，网络装置100具备处理器910，并且具备存储器931。另外，除了存储器931以外，虽然没有图示，但是还具备辅助存储装置、输入输出接口以及通信装置之类的其它硬件。处理器910经由信号线来与其它硬件连接，控制这些其它硬件。

处理器910是执行网络程序的装置。网络程序是实现上位层处理部101、ERP处理部102、第一通信接口部104、第二通信接口部105、第三通信接口部106、同步控制部107以及路径控制部108的功能的程序。还有时将上位层处理部101、ERP处理部102、第一通信接口部104、第二通信接口部105、第三通信接口部106、同步控制部107以及路径控制部108称为网络装置100的各部。

处理器910是进行运算处理的IC(Integrated Circuit：集成电路)。处理器910的具体例是CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)、DSP(Digital SignalProcessor：数字信号处理器)、GPU(Graphics Processing Unit：图形处理单元)。或者，处理器910也可以是FPGA(Field-Programmable Gate Array：现场可编程门阵列)。

存储器931是暂时性地存储数据的存储装置。存储器931的具体例是SRAM(StaticRandom Access Memory：静态随机存取存储器)或DRAM(Dynamic Random Access Memory：动态随机存取存储器)。在存储器931中存储有对应表18。

辅助存储装置是保管数据的存储装置。辅助存储装置的具体例是HDD。另外，辅助存储装置也可以是SD(注册商标)存储卡、CF、NAND闪存、软盘、光盘、高密度盘、蓝光(注册商标)盘、DVD之类的可移动存储介质。此外，HDD是Hard Disk Drive的简称。SD(注册商标)是Secure Digital的简称。CF是Compact Flash(注册商标)的简称。DVD是Digital VersatileDisk的简称。

输入输出接口是与鼠标、键盘、触摸面板以及显示器之类的输入输出装置连接的端口。显示器具体是LCD(Liquid Crystal Display：液晶显示器)。输入输出接口具体是USB(Universal Serial Bus：通用串行总线)端子或HDMI(注册商标)(High DefinitionMultimedia Interface：高清晰度多媒体接口)端子。此外，输入输出接口也可以是与LAN(Local Area Network：局域网)连接的端口。

通信装置具有接收器和发射器。通信装置连接于LAN、因特网或电话线路之类的通信网。通信装置具体是通信芯片或NIC(Network Interface Card：网络接口卡)。在本实施方式中，网络装置100具备PHY(Physical layer：物理层)芯片921、922、923来作为通信装置。PHY芯片921、922、923是以太网(注册商标)PHY。PHY芯片921、922是连接于第一通信接口部104、第二通信接口部105的ERP端口。PHY芯片923是连接于第三通信接口部106的非ERP端口。PHY芯片923设置有一个或多个。

网络程序被读入处理器910，并由处理器910执行。在存储器中，不仅存储有网络程序，还存储有OS(Operating System：操作系统)。处理器910一边执行OS，一边执行网络程序。网络程序和OS也可以被存储在辅助存储装置中。被存储在辅助存储装置中的网络程序和OS被加载到存储器，并由处理器910执行。此外，网络程序的一部分或全部也可以被嵌入于OS。

网络装置100也可以具备代替处理器910的多个处理器。这些多个处理器分担网络程序的执行。各个处理器与处理器910同样地是执行网络程序的装置。

由网络程序使用、处理或输出的数据、信息、信号值以及变量值被存储在存储器、辅助存储装置、或处理器910内的寄存器或高速缓存中。

也可以将网络装置100的各部的“部”改称为“处理”、“过程”或“工序”。另外，也可以将网络装置100的各部的“部”改称为“程序”、“程序产品”或“存储有程序的计算机可读取的存储介质”。

网络程序使计算机执行将上述的各部的“部”改称为“处理”、“过程”或“工序”的各处理、各过程或各工序。另外，网络方法是通过由网络装置100执行网络程序来进行的方法。

网络程序也可以被保存在计算机可读取的介质、记录介质或存储介质来提供。另外，网络程序也可以作为程序产品提供。

***功能的说明***

上位层处理部101从ERP处理部102获取信息，将该信息的处理在更上位的层中实施。另外，上位层处理部101将在上位的层中处理后的信息传输到ERP处理部102。此外，上位层处理部101也可以是用于将信息传输到其它网络的第三通信接口部106。或者，上位层处理部101也可以是用于将信息传输到其它网络装置100的第一通信接口部104或第二通信接口部105。

ERP处理部102实施以太网(注册商标)交换机(switch)、即第二层交换机的功能和ERP处理。ERP处理部102在内部具有地址学习表。ERP处理部102具有向各通信端口的传输处理、故障探测、在ERP中使用的控制帧生成以及帧复用及分离控制功能。

帧复用及分离控制功能被功能分割为环路端口输出处理部、上位层输出处理部以及非环路端口输出处理部。

环路端口输出处理部实施将从多个通信端口输入的帧复用到一个输出的通信端口并决定输出到以太网(注册商标)环的帧的发送调停。在从多个通信端口输入的帧中，存在从上位层处理部101传输的Add通信量和从第一通信接口部104或第二通信接口部105传输的Transit通信量中的帧。在上位层输出处理部中，实施向用于进行从第一通信接口部104或第二通信接口部105传输的Drop通信量中的帧的复用的上位层处理部输出的发送调停。

ERP处理部102还担负作为基于第二层的网络控制协议的ERP的控制。另外，ERP处理部102具有保护功能、帧转发功能。而且，ERP处理部102生成在上述的保护功能中需要的ERP控制中利用的控制帧并传输到第一通信接口部104或第二通信接口部105。保护功能是故障检测和用于以按照ERP标准的过程避开故障产生路径的功能。帧转发功能是利用FDB(Forwarding DataBase：转发数据库)判断将收到的帧传输到哪个端口或上位层处理部的功能。

ERP处理部102是生成用于将帧进行通信的链路的链路处理部20的一例。如上所述，链路处理部20具有为了避免广播风暴而将帧丢弃的帧丢弃功能。在本实施方式中，链路处理部20具有在接收帧时将端口进行阻塞的端口阻塞功能来作为帧丢弃功能。

过滤部103在获取到帧中的时刻同步消息时，与帧丢弃功能无关地使时刻同步消息通过。在本实施方式中，过滤部103在获取到帧中的时刻同步消息时，与端口阻塞功能无关地使时刻同步消息通过。具体地说，过滤部103具有如下功能：识别通信端口是否为阻塞端口，在时刻同步消息的情况下，即使是阻塞端口也使得通过。将过滤部103还称为阻塞端口通过判定过滤部。

第一通信接口部104对应于与其它网络装置进行通信的第一通信端口。第一通信接口部104被功能分割为接收处理部和发送处理部。

首先，在接收处理部中，进行收到的帧的识别、收到的帧是有效还是无效的核对。在接收处理部中，在收到不正当的前导码、或者收到来自PHY的错误信号的情况下，识别为无效，向后级进行通知或丢弃。另外，在接收处理部中，从收到的帧提取用于检索FDB的信息，选择进行传输的通信端口。在进行传输的通信端口中，存在上位层处理部101、作为非环路端口的通信端口接口的第三通信接口部106或第二通信接口部105。

接着，在发送处理部中，将从ERP处理部102传输的帧传递给以太网(注册商标)PHY。

第二通信接口部105对应于与其它网络装置进行通信的第二通信端口。第二通信接口部105具有与第一通信接口部104同样的功能。但是，在选择的通信端口中，存在上位层处理部101、第三通信接口部106或第一通信接口部104。

第三通信接口部106对应于与网络系统500以外的网络进行通信的第三通信端口。第三通信接口部106不是ERP控制中的环路端口，而是用于连接于其它网络的通信端口、即非环路端口的通信端口接口。第三通信接口部106也具有与第一通信接口部104及第二通信接口部105同样的功能。第三通信接口部106既可以是一个，也可以是多个。

同步控制部107具有IEEE1588、或派生标准之类的时刻同步控制协议的功能。同步控制部107具备BMCA处理部、PTP处理部以及信息管理部。信息管理部保持用于实施时刻同步的设定信息以及为了进行各种控制而使用的信息。

路径控制部108生成将时刻主机设为起点并且设为终点的时刻分发路径。时刻分发路径将帧中的在多个网络装置的时刻同步中使用的时刻同步消息进行通信。路径控制部108按时刻主机的顺时针方向和逆时针方向生成时刻分发路径。时刻主机使时刻同步消息终止。

路径控制部108将从同步控制部107传递的时刻同步消息根据域的值分配到第一通信接口部104或第二通信接口部105。时刻同步消息是在多个网络装置100的时刻同步中使用的。在时刻同步消息中包含PTP消息和BMCA消息。PTP消息是包含来自时刻主机的时刻的基准的时刻分发消息的例子。另外，BMCA消息是用于选定时刻主机的消息。BMCA消息是用于生成时刻分发路径的路径生成消息的例子。

另外，在时刻同步消息中包含表示域的域信息之类的控制信息。域是按每个时刻分发路径设定的，在IEEE1588中被定义。按每个域实施时刻同步。路径控制部108将分配的时刻同步消息传递给过滤部103。

另外，路径控制部108识别从过滤部103传递的时刻同步消息。路径控制部108识别时刻同步消息是PTP消息、或者是BMCA消息。在时刻同步消息是BMCA消息的情况下，路径控制部108核对是否生成了顺时针方向和逆时针方向的时刻分发路径，将时刻同步消息传输到同步控制部107。

发送选择部109从同步控制部107获取包含各通信端口相当于哪个域的信息。而且，发送选择部109将从同步控制部107传递的时刻同步消息与指示将时刻同步消息输出到哪个通信端口的信息一起传递给过滤部103。

消息选择部110关于从过滤部103传递的时刻同步消息识别是PTP消息、或者是BMCA消息。而且，消息选择部110将时刻同步消息分配到后级的时刻分发消息接收部111或路径核对部112。

时刻分发消息接收部111将从消息选择部110传递的PTP消息传输到同步控制部107。时刻分发消息接收部111核对PTP消息的域是否与接收到的通信端口对应。

路径核对部112根据从消息选择部110传递的BMCA消息核对BMCA消息的域是否为与接收到的通信端口对应的域。并且，路径核对部112保持有StepsRemoved的值。路径核对部112判定本网络装置100是否为时刻主机。具体地说，路径核对部112根据来自同步控制部107的信息判定本网络装置100是否为时刻主机。在判定为本网络装置100是时刻主机的情况下，路径核对部112将由第一通信接口部104和第二通信接口部105收到的StepsRemoved的值进行比较，核对顺时针方向或逆时针方向的时刻分发路径的妥当性。

此外，在上述的核对方法中，存在静态地预先设定网络上的装置台数的方法。或者，也可以利用动态地掌握网络拓扑的功能来掌握装置台数，将其值与StepsRemoved的值进行比较。

***动作的说明***

接着，说明本实施方式所涉及的网络装置100的动作。

网络装置100在存储器931中具备对应表18，该对应表18将第一通信端口及第二通信端口的各个通信端口与对应于顺时针方向的时刻分发路径的域及对应于逆时针方向的时刻分发路径的域的各个域相对应起来。路径控制部108基于对应表18，将时刻同步消息送出到与时刻同步消息所属的域对应的通信端口。在对应表18中，具有在发送时刻同步消息时使用的发送对应表181以及在接收到时刻同步消息时使用的接收对应表182。

首先，使用图4来说明本实施方式所涉及的路径控制部108在发送BMCA消息时的动作。

在步骤S101中，发送选择部109等待从同步控制部107到达BMCA消息。发送选择部109在收到BMCA消息时进入步骤S102。在BMCA消息中，作为控制信息包含域信息和通信端口信息。

在步骤102中，发送选择部109基于发送对应表181判定发送BMCA消息的通信端口。

图5是表示本实施方式所涉及的发送对应表181的结构的图。

在发送对应表181中，将域信息与发送端口信息相对应起来。

例如在BMCA消息的发送端口信息是环路第一通信端口、且域信息是X的情况下，BMCA消息被发送到第一通信端口。另外，例如在BMCA消息的发送端口信息是环路第二通信端口、且域信息是X的情况下，BMCA消息被丢弃。另外，例如在BMCA消息的发送端口信息是非环路第三通信端口的情况下，按照通常的功能被发送。也就是说，在BMCA消息的发送端口信息是非环路第三通信端口、且网络装置100的端口是阻塞端口的情况下，BMCA消息被丢弃。

这样，按照发送对应表181发送BMCA消息。通过这样发送，以时刻主机为起点来生成顺时针方向、逆时针方向的时刻分发路径。生成后，沿着该路径，PTP消息被依次传输。

在步骤S102中，发送选择部109在判定为发送BMCA消息的通信端口未对应(例如丢弃)的情况下，通知异常检测，将BMCA消息丢弃(步骤S103)。另外，发送选择部109在判定为发送BMCA消息的通信端口是第一通信端口的情况下，输出将BMCA消息发送到第一通信端口的发送指示(步骤S104)。另外，发送选择部109在判定为发送BMCA消息的通信端口是第二通信端口的情况下，输出将BMCA消息发送到第二通信端口的发送指示(步骤S105)。

在步骤S106中，发送选择部109将BMCA消息与上述的发送指示一起发送到后级的过滤部103。

之后，过滤部103即使在发送目的地是阻塞端口的情况下也使BMCA消息通过。

由此，对于双环网络，BMCA消息仅被送出到某一方的环路(顺时针方向或逆时针方向)。各网络装置100按每个域仅向顺时针方向或逆时针方向的端口发送BMCA消息，由此形成顺时针方向和逆时针方向的时刻分发路径。

接着，使用图6来说明本实施方式所涉及的路径控制部108发送PTP消息时的动作。

路径控制部108的发送选择部109在获取到时刻同步消息中的包含时刻的基准的时刻分发消息、即PTP消息时，判定是否完成了时刻分发路径。发送选择部109在判定为完成了时刻分发路径的情况下，将时刻分发消息送出到链路处理部20。

在步骤S201中，发送选择部109等待从同步控制部107到达PTP消息。发送选择部109在收到PTP消息时进入步骤S202。

在步骤202中，发送选择部109判定是否完成了时刻分发路径。具体地说，发送选择部109使用路径核对部112的核对结果判定是否完成了时刻分发路径。路径核对部112具有在接收到BMCA消息时核对时刻分发路径的妥当性的功能。

在步骤S202中，发送选择部109在判定为未完成时刻分发路径的情况下，通知异常检测，将PTP消息丢弃(步骤S203)。另外，发送选择部109在判定为完成了时刻分发路径、且发送PTP消息的通信端口是第一通信端口的情况下，输出将PTP消息发送到第一通信端口的发送指示(步骤S204)。另外，发送选择部109在判定为完成了时刻分发路径、且发送PTP消息的通信端口是第二通信端口的情况下，输出将PTP消息发送到第二通信端口的发送指示(步骤S205)。此外，发送选择部109基于发送对应表181、PTP消息的域信息以及通信端口信息，判定进行发送的通信端口。

在步骤S206中，发送选择部109将PTP消息与发送指示一起发送到后级的过滤部103。

之后，过滤部103即使在发送目的地是阻塞端口的情况下也使PTP消息通过。

接着，使用图7来说明本实施方式所涉及的路径控制部108发送其它消息时的动作。其它消息是指，既不是BMCA消息、也不是PTP消息的消息。

在步骤S301中，发送选择部109等待从同步控制部107到达其它消息。发送选择部109在收到其它消息时进入步骤S302。在其它消息中包含域信息。

在步骤302中，发送选择部109基于发送对应表181和其它消息的域信息，判定发送其它消息的通信端口。

在步骤S302中，发送选择部109在判定为发送其它消息的通信端口未对应的情况下，通知异常检测，将其它消息丢弃(步骤S303)。另外，发送选择部109在判定为发送其它消息的通信端口是第一通信端口的情况下，输出将其它消息发送到第一通信端口的发送指示(步骤S304)。另外，发送选择部109在判定为发送其它消息的通信端口是第二通信端口的情况下，输出将其它消息发送到第二通信端口的发送指示(步骤S305)。然后，在步骤S306中，发送选择部109将其它消息与发送指示一起发送到后级的过滤部103。

图8说明本实施方式所涉及的路径控制部108接收消息时的动作。

过滤部103在接收到帧时，识别帧是否为时刻同步消息。在帧是时刻同步消息的情况下，过滤部103即使在是阻塞端口的情况下也使时刻同步消息通过，送出到路径控制部108。过滤部103是成为路径控制部108进行接收时的前级的结构。

在步骤S401中，消息选择部110等待从过滤部103到达时刻同步消息。消息选择部110在收到时刻同步消息时进入步骤S402。在时刻同步消息中包含BMCA消息和PTP消息。在时刻同步消息中包含域信息和通信端口信息。

在步骤402中，消息选择部110判定时刻同步消息是BMCA消息、还是非BMCA消息。在时刻同步消息是BMCA消息的情况下，进入步骤S404。在时刻同步消息是非BMCA消息的情况下，进入步骤S403。

在步骤S403中，时刻分发消息接收部111将时刻同步消息中的非BMCA消息、即PTP消息发送到作为后级的功能块的同步控制部107。

在步骤404中，消息选择部110基于接收对应表182判定BMCA消息的域和通信端口。

图9是表示本实施方式所涉及的接收对应表182的结构的图。

在接收对应表182中包含域信息和接收端口信息。成为与接收对应表181相反的设定内容。

例如在BMCA消息的接收端口信息是环路第一通信端口、且域信息是Y的情况下，对BMCA消息进行接收处理。另外，例如在BMCA消息的接收端口信息是环路第二通信端口、且域信息是Y的情况下，BMCA消息被丢弃。另外，例如在BMCA消息的接收端口信息是非环路第三通信端口的情况下，按照通常的功能被接收。也就是说，在BMCA消息的接收端口信息是非环路第三通信端口、且网络装置100的端口是阻塞端口的情况下，BMCA消息被丢弃。

此外，BMCA消息成为利用接收对应表182的核对处理的对象。在BMCA消息以外的消息中，不需要利用接收对应表182的核对处理。在接收对应表182中，在利用非环路第三通信端口接收消息的情况下，消息按从ERP处理部102到同步控制部107的流动来被传输。

在步骤S404中，消息选择部110在判定为发送BMCA消息的通信端口未对应的情况下，通知异常检测，将BMCA消息丢弃(步骤S405)。另外，消息选择部110在判定为与BMCA消息的域对应的通信端口是第一通信端口的情况下，输出表示BMCA消息到达第一通信端口的到达信息(步骤S406)。另外，消息选择部110在判定为与BMCA消息的域对应的通信端口是第二通信端口的情况下，输出表示BMCA消息到达第二通信端口的到达信息(步骤S407)。

另外，在步骤S406或步骤S407之后，消息选择部110实施时刻分发路径的完成核对，将核对结果通知给发送选择部109(步骤S408)。具体地说，由消息选择部110通知的核对结果使用于步骤S202中的由发送选择部109进行的时刻分发路径的完成判定。

在步骤S408中，路径核对部112在获取到时刻同步消息中的路径生成消息、即BMCA消息时，基于接收到路径生成消息的通信端口和域信息，核对是否完成了时刻分发路径。然后，路径核对部112将核对结果通知给发送选择部109。路径核对部112使用包含时刻主机的信息更新次数的主机更新信息，核对是否完成了时刻分发路径。具体如下。

路径核对部112如果自己是时刻主机，则核对第一通信端口和第二通信端口这两个通信端口中的接收到的BMCA消息内的StepsRemoved(和跟踪信息)。如果在两个通信端口中为相同的值，则判定为以时刻主机为起点完成了顺时针方向和逆时针方向的时刻分发路径。路径核对部112也可以将完成或未完成这样的状态利用为检测网络异常的信息。

在步骤S409中，消息选择部110将BMCA消息与到达信息一起发送到作为后级的功能块的同步控制部107。

如以上所述，在接收时，通过消息选择部110将从通信端口接收到的时刻同步消息分配到BMCA消息及其以外的消息。在BMCA消息的情况下，使用域与通信端口的接收对应表182，核对接收到的通信端口和处于BMCA消息内的域信息，如果与接收对应表182匹配，则向后级的功能块传输BMCA消息。

***其它结构***

图10是表示本实施方式所涉及的网络装置100的硬件结构的变形例的图。

图10是基于FPGA的硬件结构。在图10中，同步控制部107和路径控制部108安装于FPGA。

图11是表示本实施方式所涉及的网络装置100的硬件结构的变形例的其它例的图。

图11是基于CPU的硬件结构。在图11中，同步控制部107和路径控制部108安装于CPU。

在图3中说明了通过软件来实现网络装置100的各部的功能的情况，但是也可以通过电子电路之类的硬件来实现网络装置100的各部的功能。

电子电路是实现网络装置100的功能的专用的电子电路。

电子电路具体是单一电路、复合电路、被编程的处理器、被并行编程的处理器、逻辑IC、GA、ASIC或FPGA。GA是Gate Array(门阵列)的简称。ASIC是Application SpecificIntegrated Circuit(专用集成电路)的简称。FPGA是Field-Programmable Gate Array的简称。

关于网络装置100的功能，既可以通过一个电子电路来实现，也可以分散到多个电子电路来实现。

也可以是：网络装置100的功能的一部分功能是通过电子电路来实现，其余的功能是通过软件来实现。

处理器和电子电路分别也被称为处理线路(processing circuitry)。也就是说，作为网络装置100的功能的上位层处理部101、ERP处理部102、第一通信接口部104、第二通信接口部105、第三通信接口部106、同步控制部107以及路径控制部108通过处理线路来实现。

此外，在本实施方式中说明了基于ERP控制的网络系统，但是即使不特别地是ERP，只要实施基于阻塞端口的网络控制，就能够应用本实施方式。

***本实施方式的效果的说明***

图12是表示在基于ERP的双环网络中构成的时刻分发路径的比较例的图。在图12的网络系统中，如果在网络装置A与网络装置B之间产生故障，则尽管将时刻分发路径进行了冗余化，但是PTP消息不会到达网络装置B。这样，在图12的网络系统中，有时直到用BMCA完成时刻分发路径的路径变更为止PTP消息不会到达。

图13是表示在本实施方式所涉及的网络系统500中构成的时刻分发路径的例子的图。在本实施方式中，沿着顺时针方向和逆时针方向的环路可靠地构建时刻分发路径。即，本实施方式所涉及的网络装置100能够生成将时刻主机设为起点并且设为终点的顺时针方向和逆时针方向的时刻分发路径以使其成为装置自己意图的时刻分发路径。在图13的本实施方式所涉及的网络系统500中，不依赖于故障部位，能够经得起单一故障，得到冗余化的效果。这是因为，在单一故障时，全部网络装置能够可靠地用某通信端口收到PTP消息。

如以上所述，在本实施方式所涉及的网络系统500中，能够形成如图13所示的时刻分发路径。并且，本实施方式所涉及的网络系统500能够直接利用在IEEE1588中规定的时刻同步中使用的时刻同步消息。因此，为了实现本实施方式，只要对现有的网络装置追加本实施方式的功能即可。因此，根据本实施方式所涉及的网络系统500，能够抑制开发成本。

如以上所述，在本实施方式所涉及的网络系统500中，在发送来自现有的同步控制部107的时刻同步消息时，使域的值与通信端口对应来选择将时刻同步消息发送到哪个通信端口。由此，在网络系统500中，按每个域将BMCA消息发送到一个环路的通信端口。因此，在网络系统500中，能够生成具有时刻主机的信息的BMCA消息以时刻主机为起点通过途中的具有阻塞端口的装置并最终以时刻主机为终点的顺时针方向和逆时针方向的时刻分发路径。由此，在EPR对应的双环网络中，与单一故障的部位无关地，在产生单一故障时也能够通过某时刻分发路径获取来自时刻主机的时刻信息，能够使时刻同步继续。另外，在网络系统500中，无需变更现有的同步控制部107，通过追加路径控制部108和过滤部103的功能来能够得到本效果。

如以上所述，在本实施方式所涉及的网络系统500中，时刻主机核对所到达的BMCA消息内的StepsRemoved的信息。然后，时刻主机将来自左右两个通信端口的上述信息进行比较，在上述值相等的情况下，判定为形成了希望的时刻分发路径。由此，能够谋求可靠性提高。

实施方式2.

在本实施方式中，主要说明与实施方式1的不同点。此外，对与实施方式1同样的结构附加相同的符号，有时省略其说明。

图14是表示本实施方式所涉及的网络装置100a的功能结构的图。

网络装置100a是配置于基于HSR控制的网络系统500a上的网络装置。

图14的网络装置100a具备HSR处理部202来作为链路处理部20以代替图2的ERP处理部102。另外，网络装置100a具备过滤部203以代替图2的过滤部103。将过滤部203还称为广播接收丢弃/通过判定过滤部。

作为链路处理部20的HSR处理部202具有在接收帧时选择性地丢弃帧的帧选择丢弃功能来作为帧丢弃功能。过滤部203在接收到帧中的时刻同步消息时，与帧选择丢弃功能无关地使时刻同步消息通过。

HSR处理部202实施以太网(注册商标)交换机(第二层交换机)的功能和HSR处理。HSR处理部202在内部具有地址学习表。HSR处理部202具有向各通信端口的传输处理、故障探测、在HSR中使用的控制帧生成以及帧复用及分离控制功能。

帧复用及分离控制功能被功能分割为环路端口输出处理部、上位层输出处理部以及非环路端口输出处理部。

环路端口输出处理部实施将从多个通信端口输入的帧复用到一个输出的通信端口并决定输出到以太网(注册商标)环的帧的发送调停。在从多个通信端口输入的帧中，存在从上位层处理部101传输的Add通信量和从第一通信接口部104或第二通信接口部105传输的Transit通信量中的帧。在上位层输出处理部中，实施向用于进行从第一通信接口部104或第二通信接口部105传输的Drop通信量中的帧的复用的上位层处理部输出的发送调停。

HSR处理部202还担负作为基于第二层的网络控制协议的ERP的控制。HSR处理部202在发送时通过广播向作为两方的环路端口的第一通信端口和第二通信端口发送。HSR处理部202具有决定在接收侧用哪个环路端口进行接收或丢弃的功能、利用FDB判断将收到的帧传输到哪个端口(或上位层处理部)的帧转发功能。

过滤部203具有如下功能：针对被广播发送的帧识别出进行接收或丢弃，在是时刻同步消息的情况下，即使在丢弃的情况下也使得通过。

关于其它的功能要素的功能，除了网络系统从ERP控制替换为HSR控制这一点以外，与实施方式1同样。例如，在第一通信接口部104的接收处理部中，从收到的帧除了提取用于检索FDB的信息以外，还提取HSR标签的信息。

图15是表示在基于HSR的双环网络上构成的时刻分发路径的一例的图。在故障产生时，尽管将时刻分发路径进行了冗余化，但是根据故障部位，PTP消息可能不会到达。在图15的双环网络中，直到用BMCA完成时刻分发路径的路径变更为止PTP消息不会到达。

图16是表示在本实施方式所涉及的基于HSR的双环网络上构成的时刻分发路径的例子的图。如图16那样，沿着顺时针方向和逆时针方向的环路可靠地构建时刻分发路径。在图16的基于HSR的双环网络中，不依赖于故障部位，能够经得起单一故障，得到冗余化的效果。这是因为，在单一故障时，针对全部网络装置能够可靠地用某通信端口收到PTP消息。

这样，根据本实施方式所涉及的网络装置100a，在HSR对应的双环网络中，也与单一故障的部位无关地，在产生单一故障时也能够通过某时刻分发路径获取来自时刻主机的时刻信息，能够使时刻同步继续。另外，根据本实施方式所涉及的网络装置100a，无需变更现有的同步控制部，通过追加路径控制部和过滤部的功能来能够得到本效果。

此外，在本实施方式中说明了基于HSR控制的网络系统，但是即使不特别地是HSR，只要实施与HSR同等的网络控制，就能够应用本实施方式。

实施方式3.

在本实施方式中，主要说明与实施方式1的不同点。此外，对与实施方式1同样的结构附加相同的符号，有时省略其说明。

图17是表示本实施方式所涉及的网络装置100b的功能结构的图。

网络装置100b是配置于基于RPR控制的网络系统500b上的网络装置。

图17的网络装置100b具备RPR处理部302来作为链路处理部20以代替图2的ERP处理部102。另外，网络装置100b具备过滤部303以代替图2的过滤部103。过滤部303还被称为帧终止/通过判定过滤部。

作为链路处理部20的RPR处理部302具有在多个网络装置100b中的除时刻主机以外的网络装置100b中具备使帧终止的帧终止装置的帧终止功能来作为帧丢弃功能。

过滤303部在接收到帧中的时刻同步消息时，与帧终止功能无关地使时刻同步消息通过。

RPR处理部302实施以太网(注册商标)交换机、即第二层交换机的功能和RPR处理。RPR处理部302被功能分割为环路端口输出处理部、上位层输出处理部以及非环路端口输出处理部。

环路端口输出处理部实施将从多个通信端口输入的帧复用到一个输出的通信端口并决定输出到以太网(注册商标)环的帧的发送调停。在从多个通信端口输入的帧中，存在从上位层处理部101传输的Add通信量和从第一通信接口部104或第二通信接口部105传输的Transit通信量中的帧。在上位层输出处理部中，实施向用于进行从第一通信接口部104或第二通信接口部105传输的Drop通信量中的帧的复用的上位层处理部输出的发送调停。

ERP处理部102还担负作为基于第二层的网络控制协议的RPR的控制。ERP处理部102具有用于RPR的控制的以下的功能。

(1)作为用于RPR报头的生成、赋予、删除、故障检测以及绕过故障产生路径的功能的保护功能。(2)作为用于优先选择输出高优先级的通信量、保证需要的带宽的功能的QoS(Quality of Service：服务质量)功能。(3)作为当由上游的通信装置压迫网络上的带宽时进行回避的控制、由各通信装置共享未使用的带宽的功能的公平性控制功能。(4)作为掌握配置于网络上的通信装置的排列并登记到通信装置所具有的表(拓扑信息表)的功能的拓扑发现功能。(5)利用上述的拓扑信息表判断将收到的帧传输到哪个端口(或上位层处理部)的帧转发功能。(6)生成在上述功能中需要的RPR所利用的控制帧并发送到环路端口(第一通信接口部104或第二通信接口部105)的功能。

过滤部303针对在发送时被指定了是否终止的帧识别出接收并终止或丢弃。过滤部303具有在时刻同步消息的情况下即使是处于被终止的情况也使得通过的功能。

关于其它的功能要素的功能，除了网络系统从ERP控制替换为RPR控制这一点以外，与实施方式1同样。

关于应用了RPR的网络的效果，也与图15及图16同样，得到与实施方式2相同的效果。

这样，根据本实施方式所涉及的网络装置100b，在RPR对应的双环网络中，也与单一故障的部位无关地，在产生单一故障时也能够通过某时刻分发路径获取来自时刻主机的时刻信息，能够使时刻同步继续。另外，根据本实施方式所涉及的网络装置100b，无需变更现有的同步控制部107，通过追加路径控制部108和帧终止过滤部303的功能来能够得到本效果。

此外，在本实施方式中说明了基于RPR控制的网络系统，但是即使不特别地是RPR，只要实施与RPR同等的网络控制，就能够应用本实施方式。

实施方式4.

在本实施方式中，主要说明与实施方式1的不同点。此外，对与实施方式1同样的结构附加相同的符号，有时省略其说明。

图18是表示本实施方式所涉及的网络系统500c的结构的图。网络系统500c中的各网络装置100的功能结构及动作与实施方式1同样。

本实施方式所涉及的网络系统500c具备多个时刻主机。路径控制部108针对多个时刻主机的各个时刻主机，按顺时针方向和逆时针方向生成时刻分发路径。

在图18的网络系统500c中示出了在基于ERP的双环网络上构成的时刻分发路径。网络系统500c是将时刻主机设为2台的冗余化结构。在网络系统500c的结构中，也针对各时刻主机设定设为顺时针方向和逆时针方向的时刻分发路径的2个域。在图18中，针对时刻主机1设定了域#1和域#2。针对时刻主机2设定了域#3和域#4。而且，在网络装置100中，以使路径控制部在4个域中动作的方式进行扩展，由此能够起到与实施方式1同样的效果。

另外，图18是对基于ERP控制的网络系统应用了2个时刻主机的例子，但是在上述的HSR控制或RPR控制的网络系统中也是同样的。即，通过广播接收丢弃/通过判定过滤部或帧终止/通过判定过滤部以及路径控制部108，能够应对2个时刻主机。

实施方式5.

在本实施方式中，主要说明与实施方式1的不同点。此外，对与实施方式1同样的结构附加相同的符号，有时省略其说明。

图19是表示本实施方式所涉及的网络系统500d的结构的图。

本实施方式所涉及的网络系统500d具有共享时刻主机23的多个环形网络系统。路径控制部108、108d针对多个环形网络系统的各个环形网络系统，按时刻分发路径的顺时针方向和逆时针方向生成时刻分发路径。

在图19的网络系统500d中示出了在基于ERP的双环网络上构成的时刻分发路径。网络系统500d是多个环路的结构。在网络系统500d的结构中，也在各个环路中针对时刻主机23设定设为顺时针方向和逆时针方向的时刻分发路径的2个域。而且，在网络装置100d中，以使路径控制部108、108d在4个域中动作的方式进行扩展，由此能够起到与实施方式1同样的效果。

图20是表示本实施方式所涉及的网络装置100d的功能结构的图。在图20中，未记载上位层处理部101和第三通信接口部106。

为了实现图19的结构，网络装置100d按每个环路具备过滤部103、103d、第一通信接口部104、104d、第二通信接口部105、105d、路径控制部108、108d。

另外，图19是对基于ERP控制的网络系统应用了多个环路的例子，但是在上述的HSR控制或RPR控制的网络系统中也是同样的。即，通过广播接收丢弃/通过判定过滤部203或帧终止/通过判定过滤部303以及路径控制部108，能够应对多个环路。

在实施方式1中，将网络装置的各部设为独立的功能要素进行了说明。但是，网络装置的结构也可以不是如上述的实施方式那样的结构。网络装置的功能要素只要能够实现在上述的实施方式中说明的功能，就可以是任意的结构。

也可以将实施方式1至5中的多个部分进行组合来实施。或者也可以实施这些实施方式中的一个部分。除此以外，也可以将这些实施方式作为整体或者部分地以任意组合来实施。

此外，上述的实施方式是本质上优选的例示，并非意图限制本发明的范围、本发明的应用物的范围以及本发明的用途的范围。上述的实施方式能够根据需要进行各种变更。