数据中继装置、数据发送装置以及网络系统的制作方法
【专利摘要】关于网络系统中的路由选择以及协议转换(网关)，即使发送源节点不了解全协议的格式规格，也能够简单地生成帧数据，能够尽可能防止头信息的庞大化所造成的通信效率的降低，并且，简化对新协议的应对。发送源节点(数据发送装置)将“共用路由信息”包含在报文帧来发送，并且由各中继节点(数据中继装置)参照共用路由信息来进行路由目的地的确定、头的生成以及共用路由信息的更新，并且依次转发报文帧，其中，上述“共用路由信息”包含用于确定从自身节点到目的地节点为止所经由的所有节点的路径信息。
【专利说明】数据中继装置、数据发送装置以及网络系统
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及进行协议不同的网络之间的中继的技术。
【背景技术】
[0002]在工厂自动化(Factory Automat1n)中，通过由各种从动装置和对多个从动装置进行集中管理的主装置(可编程序逻辑控制器(PLC) programmable Logic Controller)等构成的工业用网络系统进行生产设备的控制，所述从动装置进行设置在生产线上的生产设备(马达、机器人、传感器等)的数据收集和控制。此外，设在各生产线或生产据点的工业用网络系统经由信息系统网络连接到上位的计算机，系统管理员或工程师可利用该计算机进行各工业用网络系统的状态监视和维护等。
[0003]作为用于连接可编程序逻辑控制器和从动装置之间的控制系统网络(现场网络(field network)),已知的有DeviceNet (开放网络的一种)、CompoNet(开放网络的一种),EtherCAT (开放网络的一种)(注册商标)等标准。此外，在利用内部总线直接连接设备之间时也视为网络，定义为背板总线(BackplaneBus)。另一方面，作为连接可编程序逻辑控制器(PLC)和上位的计算机之间的信息系统网络，已知的有EtherNet/IP(开放网络的一种)等标准。如此，作为工业用网络的已知网络和协议的标准存在多种。因此，在I个网络系统中，有时混合多种协议不同的网络。在这种系统中，需要配置用于中继不同种类的网络之间的数据中继装置(也称作路由器、通信连接器(coupler)、中继器等)，并且进行协议转换(gate way)或路由选择(routing)。
[0004]对工业用网络系统中的一般的协议转换(gate way)方法进行说明。图1示出了由多种工业用网络构成的网络系统的结构例。最上位的计算机10和PLC20之间经由EtherNet/IP连接，通过背板总线(BackplaneBus)在PLC20上连接有3台从动装置21、22、
23。此外，从动装置23和通信连接器30之间经由EtherCAT (注册商标)相连接，通过背板总线在通信连接器30上连接有3台从动装置31、32、33。并且，从动装置33通过DeviceNet连接到通信连接器40，通过背板总线在通信连接器40上连接有3台从动装置41、42、43。
[0005]在该结构中，在计算机10向最下游的从动装置43发送报文时，如下所示，经由共6种网络。
[0006](I)计算机 10 — (EtherNet/IP) — PLC20
[0007](2)PLC20 —(背板总线)一从动装置23
[0008](3)从动装置23 — (EtherCAT)—通信连接器30
[0009](4)通信连接器30 —(背板总线)—从动装置33
[0010](5)从动装置33 — (DeviceNet)—通信连接器40
[0011](6)通信连接器40 —(背板总线)—从动装置43
[0012]此时，如图9的⑴所示，计算机10将从作为发送源节点的计算机10到作为目的地节点的从动装置43为止所经由的所有网络协议的头信息Hl?H6依次附加到报文信息M来制作帧后进行发送。此外，如图9的(2)?(6)所示，进行网络的中继的PLC20、从动装置23、通信连接器30、从动装置33、通信连接器40通过依次对所接受的帧进行解压缩(decapsale),能够应对协议差别。
[0013]上述方法仅通过帧的解压缩就能够实现协议转换(gate way)，所以具有能够简化对网络进行中继的通信连接器等的构造的优点。但是，另一方面，在该现有方法中存在如下所述的问题。
[0014]第一，发送报文的发送源节点必须要生成所有网络协议的头信息，因此，需要了解发送源节点的帧生成功能中高端技术性处理以及全协议的格式规格。此外，在发送源节点发送的报文接收到路由选择异常的情况下，为了解析在哪里发生了怎样的异常，维护担当者需要了解全协议的格式规格。第二，随着所经由的网络种类增加(因为进行多重压缩)，头信息变得庞大，用户实际可利用的数据区域(数据包的有效载荷(payload)的大小)变小。在网络混合的环境下，MTU(Maximum Transmiss1n Unit)限制在与最小的网络上相应的帧大小。例如，在帧大小约为500字节时,如上所述必须重叠6个头信息时，即使I个头信息为30字节，头信息也占据帧大小的约1/3的180字节，导致通信效率降低。第三，例举很难应对新协议。即，每出现新协议时，必须改变发送目的地节点的帧生成功能，并且必须追加生成新协议的头信息的功能和将其压缩的功能，因此需要开发工时，并且影响范围(需要改变的设备和程序的范围)也较大。
[0015]此外，作为涉及一般IP网络中的协议转换(gate way)和路由选择功能的在先技术，例如已知的有专利文献I?3。但是，即使将这些技术转用到工业用网络，也不能解决上述的技术问题。
[0016]在先技术文献
[0017]专利文献
[0018]专利文献1:日本专利第4330520号公报
[0019]专利文献2:日本特表2004-503122号公报
[0020]专利文献3:欧州专利申请公开第95201792号说明书
【发明内容】
[0021 ] 发明所要解决的技术问题
[0022]本发明是为了解决上述技术问题而做出的，其目的在于提供一种技术，该技术关于网络系统中的路由选择功能以及协议转换(gate way)，即使发送源节点不了解全协议的格式规格也能够简单地生成帧数据，能够尽可能地防止头信息的庞大造成的通信效率的降低，并且，简化对新协议的应对。
[0023]用于解决技术问题的手段
[0024]本发明采用如下结构:发送源节点(数据发送装置)将“共用路由信息”包含在报文帧来进行发送，并且由各中继节点(数据中继装置)参照共用路由信息来进行路由目的地的确定、头的生成以及共用路由信息的更新，并且依次转发报文帧，其中，上述“共用路由信息”包含用于确定从自身节点到目的地节点为止所经由的所有节点的路径信息。
[0025]具体来说，本发明的数据发送装置连接在由协议不同的多种网络构成的网络系统，用于向目的地节点发送报文，其具有:存储单元，用于存储网络结构信息，该网络结构信息用于定义构成上述网络系统的所有网络以及节点；共用路由信息生成单元，用于通过参照上述网络结构信息，生成共用路由信息，该共用路由信息包含用于确定从自身节点到目的地节点为止所经由的所有节点的路径信息；帧生成单元，用于生成帧，该帧具有对包含上述共用路由信息和向目的地节点发送的报文的数据部附加了遵循自身节点和最初的中继节点之间的网络协议的头部而得的数据结构；以及发送单元，用于向上述中继节点发送上述帧。
[0026]此外，本发明的数据中继装置，在由协议不同的多种网络构成的网络系统中将从发送源节点发送的报文转发给目的地节点的路径途中，对第一网络和第二网络之间进行中继，其包括:第一端口，连接有上述第一网络，第二端口，连接有上述第二网络，以及中继单元，对经由上述第一端口从上述第一网络上的第一节点接收到的第一帧，执行转换为遵循上述第二网络的协议的数据形式的处理之后，将转换得到的第二帧经由上述第二端口发送到上述第二网络上的第二节点。在此，上述第一帧具有对包含共用路由信息和上述报文的数据部附加了遵循上述第一网络的协议的第一头部而得的数据结构；上述共用路由信息包含用于确定从上述发送源节点到上述目的地节点为止所经由的所有节点的路径信息。并且，上述中继单元，通过参照从上述第一帧的数据部取得的上述共用路由信息，识别出下一发送目的地为上述第二网络上的上述第二节点，生成遵循上述第二网络的协议的第二头部，通过对包含上述共用路由信息和上述报文的数据部附加所生成的上述第二头部，来生成上述第二帧。
[0027]根据该结构，发送源节点不需要生成所有头信息或者了解所有协议的格式规格，只要能够确定从发送源节点到目的地节点为止所经由的节点就可以。
[0028]此外，根据上述结构，不需要如现有技术那样进行多重压缩，只要在帧的数据部包含共用路由信息就可以。相对于将头信息排列与中继次数相同的次数的情况，共用路由信息的数据大小(当然也取决于其格式)大幅缩小，因此充分确保用户能够使用的数据区域，能够提高实质性的通信效率。此外，随着中继次数的增加，该效果会更加显著。
[0029]并且，根据上述结构，作为为了使发送源节点与新协议对应所需要的作业，只要决定在共用路由信息中怎样记录以该新协议进行通信的节点的路径信息的所谓共用路径信息的记录规则并使发送源节点的帧生成功能与该记录规则对应起来就可以。
[0030]优选地，数据发送装置中的上述发送单元将上述共用路由信息所包含的路径信息中的用于确定作为下一发送目的地的上述中继节点的信息，置换为用于确定作为返回目的地的自身节点的信息之后，将上述帧发送给上述中继节点。此外，优选地，数据中继装置的上述中继单元将上述共用路由信息所包含的路径信息中的用于确定作为下一发送目的地的上述第二节点的信息，置换为用于确定作为返回目的地的自身节点的信息之后，使上述共用路由信息包含在上述第二帧的数据部。
[0031]根据该结构，各节点依次置换路径信息，由此在帧到达目的地节点时，在该共用路由信息中自动构筑从目的地节点向发送源节点发送响应报文时的返回路径。因此，通过利用该共用路由信息，能够简单地实现响应报文的转发。
[0032]优选地，上述共用路由信息包含用于记录出错信息的区域，上述中继单元在向上述第二节点的发送失败时，在上述共用路由信息中记录出错信息之后，生成在数据部包含上述共用路由信息的帧并发送给上述第一节点。
[0033]根据该结构，在报文的转发途中发送了异常时，通过参照共用路由信息的出错信息，能够容易确定在路径中的哪个部分发生了异常。
[0034]优选地，包含在上述共用路由信息中的路径信息由用于确定所经由的各节点的网络的种类和网络地址的信息构成。通过如上所述地将路径信息限定为所需要的最小限的信息，能够尽可能缩小共用路由信息的数据大小。
[0035]优选地，上述多种网络是工业用网络。工业用网络的帧大小的上限(MTU)较小，因此本发明的效果特别显著。
[0036]此外，本发明能够确定为包含上述单元的至少一部分的数据中继装置或数据发送装置，也能够确定为具有数据发送装置(发送源节点)、目的地节点和I个或多个数据中继装置(中继节点)的网络系统，也能够确定为包含上述处理的至少一部分的数据中继方法或数据发送方法。此外，也能够确定为使计算机执行上述处理中至少一部分的程序、或记录了该程序的计算机可读取的存储介质。上述各个处理和单元只要技术上不产生矛盾，就能够自由组合。
[0037]发明效果
[0038]根据本发明，关于网络系统中的路由选择功能以及协议转换(gate way)，发送源节点即使不了解全协议的格式规格也能够简单地生成帧数据，能够尽可能防止头信息的庞大化所造成的通信效率的降低，并且能够简单应对新协议。
【专利附图】
【附图说明】
[0039]图1是示出工业用网络系统的结构例的图。
[0040]图2是示意性地示出数据发送装置的功能结构的框图。
[0041 ] 图3是帧格式的一例。
[0042]图4是示意性地示出数据中继装置的功能结构的框图。
[0043]图5是示出数据中继装置的动作的流程图。
[0044]图6是示出实施例的网络系统的结构例的图。
[0045]图7是示出在从CPU单元发送报文帧时的各节点的共用路由信息的迁移的图。
[0046]图8是示出在由从动单元发送了响应报文帧时的各节点的共用路由信息的迁移的图。
[0047]图9是用于说明以往的协议转换(gate way)以及路由选择的方法的图。
【具体实施方式】
[0048]下面，参照附图，对本发明的优选实施方式进行说明。在下面的实施方式中，虽然例举了工厂自动化的工业用网络中应用本发明的例子，但是本发明的应用范围不限于此。只要是协议不同的多种网络混杂在一起的网络系统，本发明就能够应用于一般的OA网络等、工业用网络以外的网络。其中，如工业用网络那样的特殊领域的网络因可发送的帧大小的上限(MTU)较小，因此本发明的效果显著，因此可称为能够特别优选地应用本发明的对象。
[0049](系统结构)
[0050]首先，利用图1，对工业用网络系统的结构例进行说明。图1示出由多种工业用网络构成的网络系统的结构例。最上位的计算机10和PLC20之间经由EtherNet/IP相连接，在PLC20上通过背板总线(BackplaneBus)连接有3台从动装置21、22、23。此外，从动装置23和通信连接器30之间经由EtherCAT(注册商标)相连接，在通信连接器30上通过背板总线(BackplaneBus)连接有3台从动装置31、32、33。而且，从动装置33经由DeviceNet连接到通信连接器40,通信连接器40上通过背板总线(BackplaneBus)连接有3台从动装置 41、42、43。
[0051]从动装置是对在工厂生产线上使用的各种生产设备(马达、机器人、传感器等)进行控制或进行数据收集等的设备，例如有马达单元、计数器单元、图像单元、通信单元、I/o单元等。此外，通信连接器是用于中继不同种类的网络的中继器。位于最上位的计算机10例如用于系统管理员监视工业用网络系统的状态或者工程师对构成工业用网络系统的各设备进行维护等。作为计算机10，能够使用具有显示装置、输入装置等的通用的个人计算机。
[0052]在该结构中，考虑计算机10向最下游的从动装置43发送报文的情形。即，计算机10为“发送源节点”，从动装置43为“目的地节点”，担当异种网络之间的中继的PLC20、从动装置23、通信连接器30、从动装置33、通信连接器40分别为“中继节点”。此时，计算机10起到本发明的数据发送装置的作用，PLC20、从动装置23、通信连接器30、从动装置33、通信连接器40分别起到本发明的数据中继装置的作用。此外，发送源节点(数据发送装置)、中继节点(数据中继装置)、目的地节点不限于上述例。例如，在PLC20向从动装置31发送报文时，PLC20起到发送源节点(数据发送装置)的作用，从动装置23和通信连接器30起到中继节点(数据中继装置)的作用。
[0053](数据发送装置)
[0054]图2是示意性地示出数据发送装置的功能结构的框图。数据发送装置具有存储网络结构信息的存储部200、生成报文信息的报文信息生成部210、生成共用路由信息的共用路由信息生成部220、生成头信息的头信息生成部230、生成报文帧的帧生成部240以及进行数据发送的数据发送部250等来作为其功能部。这些功能可由数据发送装置的CPU执行存储在数据发送装置的存储装置(ROM、闪存、磁盘等)中的程序来实现。
[0055]在存储部200中存储有定义构成图1所示的网络系统的所有网络以及节点的网络结构信息。网络结构信息例如包含有各节点的设备(PLC、从动装置、通信连接器等)的属性(profile)信息(厂商名称、设备名称、修订版本号(revis1n number)等)、各节点所连接的网络(网络协议)的种类、各节点的网络地址等。就该网络结构信息而言，可以在设计或构筑网络系统时能够由用户制作，也可以基于数据发送装置或其它计算机从网络系统自动收集的信息动态地制作。
[0056]参照图2及图3，对数据发送装置生成和发送报文帧时的动作进行说明。图3示出在本实施方式的网络系统中使用的帧格式的一例。
[0057]帧是数据传送单位，有时也称作数据包。如图3所示，I个帧由头部300和数据部310构成。头部300是用于记录有关数据传送的信息的区域，例如，包含有网络协议的种类、发送源节点的网络地址、目的地节点的网络地址等。头部300的具体格式由各个网络协议决定。数据部310是能够记录任意信息的区域。
[0058]帧的数据大小的上限(MTU)预先由各个网络协议决定，例如，在DeviceNet、CompoNet中为542字节，在EtherCAT(注册商标)中为1500字节。此外，在EtherNet/IP没有规格上的限制，但是有时制造对应设备的每个厂商设置数百字节~数k字节的上限。在如图1所示多种网络混合在一起的情况下，需要与MTU最小的网络相对应地设定帧大小。
[0059]在数据发送装置中，由报文信息生成部210生成的报文信息312和由共用路由信息生成部220生成的共用路由信息311记录于数据部310。报文信息312是发送源节点对目的地节点赋予的信息，能够包含任意的信息。作为一例，能够将针对目的地节点的装置所具有的应用程序的指令或参数等作为报文信息312进行发送。
[0060]共用路由信息311是记录有从发送源节点到目的地节点为止的路径的数据。在图3的例中，共用路由信息311由“状态代码(Status Code) ”、“SzRP”、“0fRP”、“RP”的字段构成。
[0061]“状态代码(Status Code)”是在报文的转发途中发生了异常时记录出错信息的区域。“RP”是用于确定从发送源节点到目的地节点为止所经由的节点的路径信息。按照所经由的每个节点设置了 “RP”字段。“SzRP”是表示所有节点的路径信息RP的合计大小的信息。此外，“OfRP”是表示路径信息RP的读取位置的信息，初始值为O (指开头的RP (I)的位置)。
[0062]在本实施方式中，作为路径信息RP，使用按照从发送源节点近的顺序依次记录有第一个节点的“网络端口号，节点地址” +第二个节点的“网络端口号，节点地址”+…+目的地节点的“网络端口号，节点地址”+ “应用程序端口号”的信息。网络端口号是用于识别各节点所连接的网络的种类的信息，例如，如EtherNet/IP为“O”、DeviceNet为“I”、通用串行总线(USB)为“2”…那样，是按照每个网络种类唯一地分配的号码。所谓节点地址是用于识别连接在网络上的各节点的信息。节点地址的规格取决于该节点所连接的网络，例如EtherNet/IP的情况下使用IP地址。在路径信息RP的末端附加的应用程序端口是对目的地节点的装置所具有的每个应用程序(服务器处理)分配的编号。用于识别对报文信息进行处理的应用程序。根据这种形式，由于能够用数个字节记录各节点的信息，所以能够极大地简化共用路由信息的数据大小。例如，即使如图1所示地经由5个中继节点到达目的地节点的情况下，共用路由信息的大小也收敛到40~50字节左右。
[0063]返回到图2，对数据发送装置的动作进行说明。目的地节点和处理内容被指定后，共用路由信息生成部220参照存储部200的网络结构信息，取得从自身节点到目的地节点为止所经由的中继节点的信息，并生成共用路由信息。此外，报文信息生成部210根据被指定的处理内容，生成要发送给目的地节点的报文信息。此外,头信息生成部230根据存储部200的网络结构信息取得目的地节点的信息，并生成头部。此外，帧生成部240通过对由共用路由信息和报文信息生成的数据部追加头部，来生成帧数据。之后,数据发送部250将帧数据发送给最初的中继节点。
[0064]此外，数据发送部250不直接发送所生成的帧数据，而是在进行将共用路由信息的路径信息中表示最初的中继节点的信息(即开头的路径信息)置换为作为返回目的地的自身节点的信息的处理之后，进行帧数据的发送。该置换处理与数据中继装置的置换处理相同，因此在后面参照图5进行详细说明。
[0065](数据中继装置)
[0066]图4是示意性地表示数据中继装置的功能结构的框图。数据中继装置是用于对协议不同的异种网络NWUNW2之间进行中继的装置，具有如下功能:将经由端口 Pl从网络NWl接收的帧转换为遵循网络NW2的协议的数据形式后，经由端口 P2将转换后的帧发送到网络NW2上的下一发送目的地节点。数据中继装置具有进行共用路由信息的解析和更新的共用路由信息解析处理部400、用于生成网络NW2用的头信息的头信息生成部410、帧生成部420、数据发送部430等来作为其功能部。这些功能通过由数据中继装置的CPU执行存储在数据中继装置的存储装置(ROM、闪存、磁盘等)中的程序来实现。
[0067]沿着图5的流程图，对数据中继装置的各部分的动作进行说明。
[0068]当从网络NWl接收到帧时，该帧中所含的头信息、共用路由信息、报文信息分别被传递到头信息生成部410、共用路由信息解析处理部400、帧生成部420 (步骤S500)。首先，共用路由信息解析处理部400读取由共用路由信息的“OfRP”中所指定的位置的数据，并确认端口号(步骤S501)。在端口号是表示网络端口的值时，转移到步骤S503，在为表示应用程序端口的值时，转移到步骤S509 (步骤S502)。
[0069]在步骤S503，共用路由信息解析处理部400从共用路由信息中读取接在端口号之后的数据(即，节点地址)。在步骤S501和S503读取的端口号及节点地址作为表示下一发送目的地的信息被传递到头信息生成部410。然后，共用路由信息解析处理部400从共用路由信息中删除在步骤S501和S503读取的信息(步骤S504)，代之将作为返回目的地的自身节点的端口号和节点地址追加到共用路由信息中(步骤S505)。之后，共用路由信息解析处理部400将共用路由信息的“OfRP”变更为下一读取位置，并将变更后的共用路由信息传递到帧生成部420 (步骤S506)。此外，头信息生成部410在从共用路由信息解析处理部400接收到表示下一发送目的地的信息时，根据该信息生成头信息(步骤S507)。然后，帧生成部420根据共用路由信息、报文信息及头信息来生成帧数据，数据发送部430向下一发送目的地节点发送该帧数据(步骤S508)。
[0070]另一方面，在步骤S501读入的端口号为表示应用程序端口的值时，共用路由信息解析处理部400从共用路由信息中删除其端口号(步骤S509)，向由该端口号指定的应用程序传递报文信息来执行处理(步骤S510)。
[0071]通过由各个中继节点和目的地节点执行图5的处理，从发送源节点发送的报文帧被转发到目的地节点的相应应用程序。在此，步骤S504、S505、S509的处理相当于将共用路由信息改写为返回的路径信息的处理。通过如上所述地各节点依次置换路径信息，在帧到达目的地节点时，在该共用路由信息中自动构筑从目的地节点向发送源节点发送响应报文时的返回路径。因此，通过利用该共用路由信息，能够通过与图5完全相同的处理进行响应报文的转发。
[0072](实施例)
[0073]图6?图8示出本实施方式的协议转换(gate way)及路由选择的具体例。
[0074]图6是网络系统的结构例，包括作为发送源节点(数据发送装置)的CPU单元600、作为中继节点(数据中继装置)的通信连接器单元610、作为目的地节点的从动单元620。CPU单元600和通信连接器单元610之间通过EtherCAT (注册商标)相连接，各节点地址被设定为“10”和“5”。此外，通信连接器单元610和从动单元620之间经由总线连接，各节点地址被设定为“I”和“10”。
[0075]图7表示从CPU单元600发送了报文帧时的各节点中的共用路由信息的迁移。图中，“Dst ”表示从发送源节点向目的地节点的方向的路径信息，“Src”表示从目的地节点向发送源节点的返回路径信息。
[0076]首先，在由CPU单元600最初生成的帧中，在路径信息中记录有“ECAT端口，5”+“总线端口，10”+“应用程序端口 ”，读取位置OfRP被设定为“0x00”。当CPU单元600的数据发送部读取到开头的路径信息“ECAT端口，5”时，将其删除并代之以在路径信息的开头追加“ECAT端口，10”+ “客户端端口”，将读取位置OfRP更新为“0x08”之后，将该帧发送到通信连接器单元610。通信连接器单元610在接收到该帧之后，读取由“ 0x08 ”表示的路径信息“总线端口，10”，将其删除之后代之以在路径信息的开头追加“总线端口，1”，在将读取位置OfRP更新为“ΟχΟΕ”之后，将该帧发送到从动单元620。从动单元620在接收到该帧之后，读取由“ΟχΟΕ”表示的路径信息“应用程序端口 ”，并将其删除。然后，从动单元620执行由“应用程序端口 ”指定的应用程序处理。
[0077]图8表示从从动单元620发送响应报文帧时的各节点的共用路由信息的迁移。从动单元620直接利用在之前的处理中取得的共用路由信息，生成响应报文帧。与图7的最后帧之间的区别点在于，读取位置OfRP复位到“0x00”这一点和报文信息的内容替换为响应报文这一点。从动单元620在读取开头的路径信息“总线端口，I ”之后，将其删除并代之以在路径信息的开头追加“总线端口，10”，并将读取位置OfRP更新为“0x06”之后，将该帧发送到通信连接器单元610。然后，各节点反复执行与从CPU单元发送到从动单元时的处理相同的处理，由此响应报文到达CPU单元600。
[0078]此外，在某个节点帧的发送失败时，该节点在共用路由信息的状态代码(StatusCode)中写入规定的出错代码之后，利用共用路由信息中所记录的返回的路径信息(Src)，向发送源节点返回帧。返回的顺序与图8所示的处理相同。作为发送源节点的CPU单元600通过确认所接收的帧的状态代码(StatusCode)的值，能够简单地掌握在哪里发生了怎样的出错。
[0079](本实施方式的优点)
[0080]根据以上所述的本实施方式的结构，数据发送装置(发送源节点)不需要生成所有头信息，也不需要了解所有协议的格式，只要能够确定从发送源节点到目的地节点为止所经由的节点就可以。因此，能够简化数据发送装置的功能，能够缩短开发工时。
[0081]此外，根据上述结构，不需要如现有技术那样的多重的压缩，只要在帧的数据部包含共用路由信息就可以。相对于将头信息排列与中继次数相同的次数的情况，共用路由信息的数据大小能够大幅缩小，所以充分确保用户所能够利用的数据区域，能够提高实质性的通信效率。此外，随着中继次数的增加，该效果会更加显著。
[0082]并且，根据上述结构，作为为了使数据发送装置(发送源节点)与新协议对应所需要的作业，只要决定在共用路由信息中怎样记录以该新协议进行通信的节点的路径信息的所谓共用路径信息的记录规则并将各节点的功能与该记录规则对应起来就可以。例如，在记录规则没有被硬性编码，而是被赋予如设定文件那样的形式时，不需要修正各节点的程序自身，因此几乎不需要用于与新协议对应起来的开发工时。
[0083]附图标记说明
[0084]10:计算机
[0085]20:PLC
[0086]21、22、23、31、32、33、41、42、43:从动装置
[0087]30、40:通信连接器
[0088]200:存储部
[0089]210:报文信息生成部
[0090]220:共用路由信息生成部
[0091]230:头信息生成部
[0092]240:帧生成部
[0093]250:数据发送部
[0094]300:头部
[0095]310:数据部
[0096]311:共用路由信息
[0097]312:报文信息
[0098]400:共用路由信息解析处理部
[0099]410:头信息生成部
[0100]420:帧生成部
[0101]430:数据发送部
[0102]600:CPU 单元
[0103]610:通信连接器单元
[0104]620:从动单元
[0105]Hl?册:头信息
[0106]M:报文信息
[0107]NW1、NW2:网络
[0108]P1、P2:端口
【权利要求】
1.一种数据中继装置，在由协议不同的多种网络构成的网络系统中将从发送源节点发送的报文转发给目的地节点的路径途中，对第一网络和第二网络之间进行中继，其特征在于，包括: 第一端口，连接有上述第一网络， 第二端口，连接有上述第二网络，以及 中继单元，对经由上述第一端口从上述第一网络上的第一节点接收到的第一帧，执行转换为遵循上述第二网络的协议的数据形式的处理之后，将转换得到的第二帧经由上述第二端口发送到上述第二网络上的第二节点； 上述第一帧具有对包含共用路由信息和上述报文的数据部附加了遵循上述第一网络的协议的第一头部而得的数据结构； 上述共用路由信息包含用于确定从上述发送源节点到上述目的地节点为止所经由的所有节点的路径信息； 上述中继单元， 通过参照从上述第一帧的数据部取得的上述共用路由信息，识别出下一发送目的地为上述第二网络上的上述第二节点， 生成遵循上述第二网络的协议的第二头部， 通过对包含上述共用路由信息和上述报文的数据部附加所生成的上述第二头部，来生成上述第二帧。
2.根据权利要求1所述的数据中继装置，其特征在于， 上述中继单元将上述共用路由信息所包含的路径信息中的用于确定作为下一发送目的地的上述第二节点的信息，置换为用于确定作为返回目的地的自身节点的信息之后，使上述共用路由信息包含在上述第二帧的数据部。
3.根据权利要求1或2所述的数据中继装置，其特征在于， 上述共用路由信息包含用于记录出错信息的区域， 上述中继单元在向上述第二节点的发送失败时，在上述共用路由信息中记录出错信息之后，生成在数据部包含上述共用路由信息的帧并发送给上述第一节点。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的数据中继装置，其特征在于， 包含在上述共用路由信息中的路径信息由用于确定所经由的各节点的网络的种类和网络地址的信息构成。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的数据中继装置，其特征在于， 上述多种网络是工业用网络。
6.一种数据发送装置，连接在由协议不同的多种网络构成的网络系统，用于向目的地节点发送报文，其特征在于， 具有: 存储单元，用于存储网络结构信息，该网络结构信息用于定义构成上述网络系统的所有网络以及节点； 共用路由信息生成单元，用于通过参照上述网络结构信息，生成共用路由信息，该共用路由信息包含用于确定从自身节点到目的地节点为止所经由的所有节点的路径信息； 帧生成单元，用于生成帧，该帧具有对包含上述共用路由信息和向目的地节点发送的报文的数据部附加了遵循自身节点和最初的中继节点之间的网络协议的头部而得的数据结构；以及 发送单元，用于向上述中继节点发送上述帧。
7.根据权利要求6所述的数据发送装置，其特征在于， 上述发送单元将上述共用路由信息所包含的路径信息中的用于确定作为下一发送目的地的上述中继节点的信息，置换为用于确定作为返回目的地的自身节点的信息之后，将上述帧发送给上述中继节点。
8.根据权利要求7所述的数据发送装置，其特征在于， 上述共用路由信息所包含的路径信息由用于确定该节点所连接的网络的种类的信息以及用于确定该节点的网络地址的信息构成。
9.根据权利要求6~8中任一项所述的数据发送装置，其特征在于， 上述多种网络是工业用网络。
10.一种网络系统，由协议不同的多种网络构成，其特征在于， 包括: 发送源节点，用于发送报文， 目的地节点，是从上述发送源节点发送的上述报文的目的地，以及I个或多个中继节点，在从上述发送源节点向上述目的地节点转发上述报文的路径途中，对协议不同的网络之间进行中继； 上述发送源节点是权利要求6~9中任一项所述的数据发送装置， 上述中继节点是权利要求1~5中任一项所述的数据中继装置。
11.一种程序，使数据中继装置进行中继处理，该数据中继装置配置于，由协议不同的多种网络构成的网络系统中将从发送源节点发送的报文转发给目的地节点的路径的途中，而且该中继装置具有连接第一网络的第一端口和连接第二网络的第二端口，在上述中继处理中，对经由上述第一端口从上述第一网络上的第一节点接收到的第一帧，执行转换为遵循上述第二网络的协议的数据形式的处理之后，将转换得到的第二帧经由上述第二端口发送到上述第二网络上的第二节点，上述程序的特征在于， 上述第一帧具有对包含共用路由信息和上述报文的数据部附加了遵循上述第一网络的协议的第一头部而得的数据结构， 上述共用路由信息是用于确定从上述发送源节点到上述目的地节点为止所经由的所有节点的信息； 上述中继处理包括: 通过参照从上述第一帧的数据部取得的上述共用路由信息，识别出下一发送目的地为上述第二网络上的上述第二节点的处理， 生成遵循上述第二网络的协议的第二头部的处理，以及 通过对包含上述共用路由信息和上述报文的数据部附加所生成的上述第二头部，来生成上述第二帧的处理。
12.—种程序，使连接在由协议不同的多种网络构成的网络系统上且向目的地节点发送报文的数据发送装置发挥如下单元的功能: 存储单元，用于存储网络结构信息，该网络结构信息用于定义构成上述网络系统的所有网络以及节点； 共用路由信息生成单元，用于通过参照上述网络结构信息，生成共用路由信息，该共用路由信息包含用于确定从自身节点到目的地节点为止所经由的所有节点的路径信息； 帧生成单元，用于生成帧，该帧具有对包含上述共用路由信息和向目的地节点发送的报文的数据部附加了遵循自身节点和最初的中继节点之间的网络协议的头部而得的数据结构；以及 发送单元，用于向上述中继节点发送上述帧。
13.一种计算机 可读取的存储介质，其特征在于，存储有权利要求11或12所述的程序。
【文档编号】H04L12/701GK104081732SQ201280068322
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2012年3月2日 优先权日:2012年1月27日
【发明者】植田清隆, 中村敏克 申请人:欧姆龙株式会社