CN110574344B - 网络交换机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了网络交换机。网络交换机具备：具有多个端口(21)的交换机IC(20)和微型计算机(30)。上述交换机IC具有：判定目的地MAC地址的L2接收部(22)；MAC地址表的第一存储部(23)；在上述目的地MAC地址不同的情况下，从该端口发送帧的L2处理部(24)；路由表的第二存储部(25)；在上述目的地MAC地址匹配的情况下，判定发送源IP地址的L3接收部(26)；以及在上述发送源IP地址匹配的情况下，将上述MAC地址替换为转发地的目的地MAC地址并发送上述帧的L3处理部(27)。上述微型计算机具有上述MAC地址以及路由表的重写部(31)；以及在上述发送源IP地址不同的情况下，判断发送源的节点的判断部(32)。

Description

网络交换机
相关申请的交叉引用
本申请基于2017年6月23日申请的日本专利申请号2017－123482号，并在此引用其记载内容。
技术领域
本发明涉及使不同的VLAN连接以构成车载网络的网络交换机。
背景技术
在车载网络中要求实时性。因此，正在研制与CAN(注册商标)、LIN相比能够进行高速通信的以太网(注册商标)作为通信标准。在以太网的情况下，在节点间设置网络交换机，经由网络交换机转发以太网帧。
这种网络交换机具备交换机IC以及微型计算机(以下，表示为微机)。另外，如专利文献1所公开那样，微机通过软件控制执行IP路由。
在不同的VLAN间转发帧的情况下，也经由网络交换机进行通信。如上述那样，在以往的网络交换机中，由于将交换机IC接收到的帧转发给微机，微机通过软件控制执行IP路由，所以延迟成为问题。
为了减少延迟，例如考虑使微机的处理能力高速化、使交换机IC与微机之间的通信速度高速化。然而，由于高性能的微机、高速通信I/F都需要高速的时钟，所以产生发热变大这样的问题。
专利文献1:日本特开2010－183421号公报
发明内容
本发明的目的在于提供在构成车载网络的网络交换机中，减少延迟、且抑制发热的网络交换机。
本发明的方式中，所述网络交换机具备：具有多个端口的交换机IC和微型计算机。网络交换机在多个端口连接不同的VLAN来构成车载网络。所述交换机IC具有：L2接收部，从通过所述端口接收到的帧提取MAC地址，并判定所述MAC地址中的目的地MAC地址是否是所述网络交换机的地址；第一存储部，存储MAC地址表；L2处理部，在判定为所述目的地MAC地址不是所述网络交换机的地址的情况下，基于所述MAC地址表来决定与所述目的地MAC地址对应的所述端口，并通过所决定的所述端口发送所述帧；第二存储部，存储路由表；L3接收部，在判定为所述目的地MAC地址是所述网络交换机的地址的情况下，提取所述帧的IP地址，并判定所述IP地址中的发送源IP地址是否是在所述路由表中注册的注册完毕地址；以及L3处理部，在判定为所述发送源IP地址是所述注册完毕地址的情况下，基于所述路由表以及所述IP地址中的目的地IP地址来决定要输出的所述端口以及转发目的地的目的地MAC地址，并将所述帧的所述MAC地址替换为转发目的地的目的地MAC地址，通过所决定的所述端口发送。所述微型计算机具有：重写部，重写所述MAC地址表以及所述路由表的注册内容；以及判断部，在判定为所述发送源IP地址不是所述注册完毕地址的情况下，判断发送源的节点是否是被允许通信的合法装置。
根据该网络交换机，IC交换机具有上述的L3接收部以及L3处理部。这样，由于使IC交换机具有IP路由的主要的功能，所以与通过软件控制执行IP路由的结构相比较，能够减少延迟。另外，由于可以不采用高性能的微型计算机或高速通信I/F，所以能够抑制发热。如上所述，能够减少延迟并抑制发热。
附图说明
关于本发明的上述目的以及其它目的、特征及优点，参照附图并通过下述的详细描述会变得更加明确。在该附图中：
图1是表示应用第一实施方式所涉及的网络交换机的车载网络的图。
图2是表示交换机IC执行的处理的流程图。
图3是表示以太网帧的中继例子的图。
图4是在比较例中，表示IP路由处理的通信路径的图。
图5是表示IP路由处理的通信路径的图。
图6是表示IP路由处理的时间图的图。
图7是表示车载网络的变形例的图。
图8是表示在第二实施方式所涉及的网络交换机中，交换机IC执行的处理的流程图。
图9是表示启动时的以太网帧的转发例子的图。
图10是表示第三所涉及实施方式的网络交换机的图。
图11是表示交换机IC的端口控制部执行的处理的流程图。
图12是表示启动时的通信量的变化的图。
图13是表示其它例子的图。
具体实施方式
参照附图，对多个实施方式进行说明。在多个实施方式中，对功能以及/或者构造上对应的部分赋予相同的参照附图标记。
(第一实施方式)
首先，基于图1，对本实施方式所涉及的网络交换机进行说明。
图1所示的网络交换机10搭载于车辆。网络交换机10使不同的VLAN(Virtual LAN，虚拟局域网)连接，构成车载网络的一部分。经由网络交换机10的网络是以以太网(注册商标)为通信标准的网络。
车载网络是由包括以太网的多个通信标准构成的网络。其中，以太网是与CAN(注册商标)、LIN等相比通信速度高速的通信标准。以太网是通信速度为10Mbps以上的通信标准。在以太网中，成为PtoP(一对一)的连接形态。以下，将经由网络交换机10的网络表示为车载网络。
网络交换机10具备交换机IC20以及微型计算机30。以下，将微型计算机30仅表示为微机30。并且，网络交换机10具备形成有波形成形电路等的未图示的物理层IC(PHY芯片)。
交换机IC20具有基于以太网帧中的MAC地址进行中继的L2电路、和基于IP地址进行中继的L3电路。交换机IC20是具备IP路由功能的一部分的以太网交换机。交换机IC20使用ASIC(Application Specific Integrated Circuit：专用集成电路)、FPGA(FieldProgrammable Gate Array：现场可编程逻辑门阵列)等构成。交换机IC20构成为具有逻辑电路、存储器。此外，以太网帧相当于帧。
交换机IC20具有多个端口21、L2接收部22、第一存储部23、L2处理部24、第二存储部25、L3接收部26、L3处理部27以及第三存储部28。L2接收部22、第一存储部23以及L2处理部24相当于L2电路。第二存储部25、L3接收部26、L3处理部27以及第三存储部28相当于L3电路。
在端口21经由物理层IC连接有节点100。在本实施方式中，交换机IC20具有六个端口21a～21f作为端口21。而且，在端口21a～21f分别连接有节点100a～100f。例如在端口21a连接有节点100a，在端口21d连接有节点100d。
另外，通过端口VLAN分割网络。在本实施方式中，为端口21a～21c设定VLAN ID＝1，为端口21d～21f设定VLAN ID＝2。这样，被分割成两个VLAN。例如，将VLAN的一方设为车辆的控制系统，将另一方设为信息娱乐系统。这样，按照每个系统对VLAN进行分类。控制系统是与发动机、转向、制动器等车的基本性能有关的系统。
L2接收部22通过端口21接收以太网帧。L2接收部22进行接收到的以太网帧的检查，判断是否正常接收以太网帧。
在能够正常接收的情况下，L2接收部22判定接收到的以太网帧的MAC地址中目的地MAC地址是否是自身(网络交换机10)的MAC地址。
第一存储部23存储有MAC地址表。在MAC地址表中，将端口21和与端口21连接的节点100的MAC地址建立对应。MAC地址表并不是由交换机IC20自主地重写(更新)，而是由微机30重写。第一存储部23由RAM等存储器构成。
在目的地MAC地址不是自身的MAC地址的情况下，L2处理部24基于MAC地址表来决定与目的地MAC地址对应的端口21。L2处理部24判定发送源和目的地的VLAN是否相同，在VLAN是相同的情况下，通过所决定的端口21发送以太网帧。另一方面，在VLAN不同的情况下，废弃以太网帧。
第二存储部25存储有路由表。在路由表中汇总每个VLAN的路径信息。具体而言，包括端口21、网络地址、下一跳地址(next hop address)等。在路由表中汇总下一跳(转发地)的IP地址和与该IP地址对应的MAC地址，作为下一跳地址。在车载网络的情况下，由于节点数较少，所以成为包含到MAC地址的表。路由表并不是由交换机IC20自主地重写(更新)，而是由微机30重写。第二存储部25由RAM等存储器构成。
L3接收部26在L2接收部22接收到的以太网帧的目的地MAC地址是自身的MAC地址的情况下，执行规定的处理。L3接收部26从接收到的以太网帧提取L3报头信息亦即IP地址，并保存至第三存储部28。而且，检查IP地址中的发送源IP地址是否是登记完毕的地址。L3接收部26基于路由表来检查发送源IP地址是否是登记完毕的地址。
L3接收部26若判定为发送源IP地址没有登记完毕，则将后述的第三存储部28中存储的IP地址发送至微机30。
在判定为发送源IP地址登记完毕的情况下，L3处理部27基于路由表以及目的地IP地址来决定要输出的端口21以及转发地的目的地MAC地址。而且，再构建以太网帧，并通过所决定的端口21发送。
与目的地IP地址对应的目的地MAC地址是要输出的端口21的VLAN中的目的地的节点100的MAC地址。例如在下一跳直接连接的情况下，是设定有目的地IP地址的节点100的MAC地址。另外，在下一跳是其它网络交换机、即目的地的节点100是其它网络交换机的情况下，是其它网络交换机的MAC地址。
L3处理部27通过MAC地址的替换以及IP报头的修正再构建以太网帧，并通过端口21发送再构建的以太网帧。
第三存储部28暂时存储由L3接收部26提取出的IP地址。第三存储部28由寄存器等构成。
微机30构成为具备CPU、ROM、RAM以及寄存器等。在微机30中，CPU利用RAM、寄存器的临时存储功能，并按照ROM中预先存储的控制程序，执行规定的处理。微机30通过软件控制执行规定的处理。微机30具有重写部31以及判断部32，作为功能部(软件执行部)。
重写部31对交换机IC20的第一存储部23中存储的MAC地址表、以及第二存储部25中存储的路由表的登记内容进行重写。例如在通过判断部32判断为新的节点是被允许以太网中的通信的合法装置的情况下，重写登记内容以追加该节点。重写部31向第一存储部23写入MAC地址表的登记内容，并且向第二存储部25写入路由表的登记内容，作为网络交换机10的电源接通的启动时所执行的初始处理。
在由L3接收部26判定为发送源IP地址不是登记完毕的地址的情况下，判断部32判断发送源IP地址的节点是否是被允许以太网中的通信的合法装置。合法装置列表预先被存储至存储器中。判断部32若从交换机IC20接收IP地址，则判断是否是合法装置。
接下来，基于图2以及图3，对交换机IC20执行的处理(中继处理)进行说明。交换机IC20在电源接通的状态下，反复执行以下所示的处理。
首先，交换机IC20的L2接收部22通过端口21接收以太网帧(步骤S10)。
接下来，L2接收部22进行以太网帧的检查，并判定是否已正常接收(步骤S20)。L2接收部22基于以太网帧中的CRC字段的值来进行以太网帧的错误检查。另外，从接收到的以太网帧提取L2报头信息亦即MAC地址，并检查MAC地址中的发送源MAC地址是否是登记完毕的地址。L2接收部22基于第一存储部23中存储的MAC地址表来检查发送源MAC地址是否是登记完毕的地址。
若通过上述的错误检查判定为以太网帧的接收是异常的，则L2接收部22废弃以太网帧(步骤S30)，结束一系列的处理。
另一方面，若判定为已正常接收以太网帧则L2接收部22判定目的地MAC地址是否是自身的MAC地址步骤S40)。即，判定是否需要向L3电路移交处理。
在步骤S40中，若判定为目的地MAC地址不是自身的MAC地址，即不需要向L3电路的移交，则L2处理部24基于MAC地址表来决定与目的地MAC地址对应的端口21。即，决定输出以太网帧的端口21(步骤S50)。
接下来，L2处理部24判定发送源和目的地的VLAN是否相同(步骤S60)。在本实施方式中，如上述那样，采用端口VLAN。因此，根据接收以太网帧的端口21即发送源的端口21、和输出以太网帧的端口21即目的地的端口21的VLAN ID来判定VLAN是否相同。
若判定为VLAN不同，则L2处理部24执行步骤S30的处理，即以太网帧的废弃，并结束一系列的处理。
另一方面，若判定为VLAN相同，则L2处理部24向在步骤S50中决定的端口21输出以太网帧，并通过该端口21向目的地MAC地址的节点100发送以太网帧(步骤S70)。例如，如图3中点划线所示，在从节点100a向节点100c转发以太网帧的情况下，通过交换机IC20执行上述的步骤S10、S20、S40、S50、S60、S70的处理，从而经由网络交换机10转发以太网帧。
在步骤S40中，若判定为目的地MAC地址是自身的MAC地址，即需要向L3电路的移交，则转移至L3电路侧的处理。首先，L3接收部26从接收到的以太网帧提取IP地址，将IP地址保存至第三存储部28，并且判定发送源IP地址是否是登记完毕的地址(步骤S80)。L3接收部26基于第二存储部25中存储的路由表来检查发送源IP地址是否是登记完毕的地址。
在步骤S80中，若判定为不是登记完毕的地址，则L3接收部26将第三存储部28中存储的IP地址发送至微机30(步骤S90)。而且，结束一系列的处理。由此，在微机30的判断部32中进行发送源IP地址的节点是否是合法装置的判断。
在步骤S80中，若判定为是登记完毕的地址，则L3处理部27基于第二存储部25中存储的路由表来决定与目的地IP地址对应的路径、输出至该路径的端口21以及转发地(下一跳)的MAC地址亦即目的地MAC地址(步骤S100)。
接下来，L3处理部27再构建以太网帧(步骤S110)。L3处理部27替换MAC地址。具体而言，替换将发送源MAC地址替换为在步骤S100中所决定的目的地MAC地址。此时，将自身(网络交换机10)的MAC地址设定为发送源MAC地址。另外，对IP报头进行修正。具体而言，变更TTL(Time To Live：生存时间)以及校验和的值。
而且，L3处理部27将再构建的以太网帧向在步骤S100中决定的端口21输出，并通过该端口21向目的地MAC地址的节点100发送以太网帧(步骤S120)。例如，如图3中双点划线所示，在从节点100a向节点100d转发以太网帧的情况下，通过交换机IC20执行上述的步骤S10、S20、S40、S80、S100、S110、S120的处理，从而经由网络交换机10转发以太网帧。
接下来，对本实施方式所涉及的网络交换机10的效果进行说明。
在本实施方式中，交换机IC20具有第二存储部25、L3接收部26以及L3处理部27。由此，交换机IC20能够判断以太网帧中的发送源IP地址是否是登记完毕的地址。另外，能够在判断出登记完毕后，基于路由表来决定要输出的端口21以及转发地的目的地MAC地址，并再构建以太网帧，从所决定的端口发送。
这样，使IC交换机20具有IP路由的主要的功能。因此，与微机30通过软件控制执行IP路由的结果相比较，能够减少延迟。另外，由于可以不采用高性能的微机或高速通信I/F，所以能够抑制发热。根据以上，能够减少延迟并抑制发热。还能够减少交换机IC20与微机30之间的通信量，进而抑制放射(电磁噪声的放射)的增大。
图4～图6是用于说明上述效果的图。图4示出比较例中的IP路由处理时的通信路径。在比较例中，对与本实施方式的要素共用或者相关的要素赋予在本实施方式的要素的附图标记末尾加上r的附图标记。
图4所示的比较例的网络交换机10r具备交换机IC20r以及微机30r。然而，交换机IC20r仅具有L2电路，而不具有L3电路。微机30r通过软件控制执行IP路由。如图4所示，在通过VLAN ID相互不同的端口21ar、21dr进行中继的情况下，由交换机IC20r对通过端口21ar接收到的以太网帧进行了L2处理后，转发给微机30r。而且，在由微机30r进行了L3处理后，从微机30r向交换机IC20r转发以太网帧，并从端口21dr发送。
与此相对，根据本实施方式，如图5所示，能够由交换机IC20对通过端口21a接收到的以太网帧进行L2处理以及L3处理，并从端口21d发送。即，能够不必将以太网帧转发给微机30而进行中继。因此，如图6所示，在需要IP路由的情况下，与比较例相比较，能够缩短以太网帧的中继所花费的处理时间。此外，帧接收相当于步骤S10中的处理，L2处理相当于步骤S20、S40的处理。L3处理相当于步骤S80、S100、S110的处理，帧发送相当于步骤S120的处理。
此外，也可以构成交换机IC20的L2处理部24，以省略步骤S60的处理，在步骤S50的接下来执行步骤S70的处理。与此相对，在本实施方式中，构成L2处理部24，以执行步骤S60的处理。因此，L2处理部24仅在发送源和目的地的VLAN相同的情况下，基于MAC地址表通过所决定的端口21发送以太网帧。在发送源和目的地的VLAN不一致的情况下，废弃以太网帧。特别是如控制系统和信息娱乐系统那样按照每个系统对VLAN进行分类的情况下，通常足够VALN内的数据转发，所以能够提高安全性。
另外，若判定为发送源IP地址不是登记完毕的地址，则可以构成交换机IC20，以对微机30发送以太网帧。与此相对，在本实施方式中，L3接收部26使提取到的IP地址暂时存储至第三存储部28，若判定为不是登记完毕的地址，则对微机30发送IP地址。因此，能够进一步减少延迟。
此外，网络交换机10的应用并不限于上述例子。例如在图7所示的变形例中，连接有两个网络交换机10a、10b。各网络交换机10a、10b分别被设为与网络交换机10相同的结构。为网络交换机10a的多个端口21的一部分设定VLAN ID＝1，为剩余的端口21设定VLANID＝2。另外，为网络交换机10b的多个端口21的一部分设定VLAN ID＝2，为剩余的端口21设定VLAN ID＝3。
节点100a、100b、100c与网络交换机10a中的VLAN ID＝1的端口21连接，节点100d、100e与网络交换机10a中的VLAN ID＝2的端口21连接。节点100g与网络交换机10b中的VLANID＝2的端口21连接，节点100h、100i与网络交换机10b中的VLAN ID＝3的端口21连接。
如图7中双点划线所示，在将以太网帧从节点100a转发给节点100i的情况下，为发送源IP地址设定节点100a的IP地址，为目的地IP地址设定节点100i的IP地址。另外，为发送源MAC地址设定节点100a的MAC地址，为目的地MAC地址设定网络交换机10a的MAC地址。
网络交换机10a的交换机IC20通过与节点100a对应的端口21接收以太网帧，执行上述的处理。通过该处理，将发送源MAC地址替换为网络交换机10a的MAC地址，将目的地MAC地址替换为网络交换机10b的MAC地址。而且，从与网络交换机10b对应的端口21发送以太网帧。
网络交换机10b的交换机IC20通过与网络交换机10a对应的端口21接收以太网帧，执行上述的处理。通过该处理，将发送源MAC地址替换为网络交换机10b的MAC地址，将目的地MAC地址替换为节点100i的MAC地址。而且，从与节点100i对应的端口21发送以太网帧。
(第二实施方式)
本实施方式能够参照先行实施方式。因此，与先行实施方式所示的网络交换机10共用的部分有关的说明省略。
图8示出IC交换机20执行的处理。在本实施方式中，L3接收部26构成为能够执行步骤S72、S74的处理。
在步骤S40中，若判定为目的地MAC地址是自身的MAC地址，则L3接收部26判定是否是交换机IC20的启动时(步骤S72)。启动时是由于电源接通而交换机IC20开始，成为处理开始之后规定的期间。
若在步骤S72判定为是启动时，则L3接收部26废弃以太网帧(步骤S74)，并结束一系列的处理。由此，L3接收部26在启动时中不执行步骤S80的处理。
若在步骤S72判定为不是启动时，则L3接收部26执行步骤S80的处理。对于以下的处理，与先行实施方式相同。
这样在本实施方式中，L3接收部26在启动时中不进行发送源IP地址的判定，而废弃以太网帧。由于在启动时停止IP路由，所以能够减少启动时的处理负荷(即，通信量)。由于通信量和交换机IC20的电路的发热量基本处于比例关系，所以能够减少发热。由于发热的减少，也能够减小交换机IC20的电路规模。
另外，在本实施方式中，在启动时，MAC地址表以及路由表中，仅MAC地址表写入对应的存储器(第一存储部23)即可。由于即使从微机30向第二存储部25的写入未完成，也能够开始通信，所以也能够缩短网络交换机10的启动时间。
图9示出具体例子。在图9中，车载网络被分成两个VLAN。第一VLAN(VLAN ID＝1)包括外部I/F100j以及HMI终端100k作为节点100，第二VLAN(VLAN ID＝2)包括传感器100m、100n以及ECU100p作为节点100。ECU100p例如是发动机ECU。第一VLAN被设为信息娱乐系统，第二VLAN被设为控制系统。外部I/F100j相当于外部接口。
在对ECU100p进行重新编程的情况下，从外部I/F100j经由网络交换机10向ECU100p转发包括重新编程数据的以太网帧。然而，一个系统(系统)在一个VLAN内完结。因此，在启动时，如图9中双点划线所示，在网络交换机10中，废弃从外部I/F100j向ECU100p转发的以太网帧。
这样，网络交换机10在启动时废弃在包括外部I/F100j的第一VLAN与第二VLAN之间转发的以太网帧。由于在启动时，停止从外部I/F100j输入的以太网帧的IP路由，所以能够在启动时提高安全。
(第三实施方式)
本实施方式能够参照先行实施方式。因此，与先行实施方式所示的网络交换机10共用的部分有关的说明省略。
如图10所示，在本实施方式中，交换机IC20具有端口控制部29。端口控制部29在启动时按照根据VLAN所设定的优先级的顺序接通端口21的电源。即，端口控制部29针对每个VLAN控制端口21的电源接通的定时。
在图10中，网络被分成三个VLAN。端口21中，设定VLAN ID＝1的端口21a、21b的优先级被设为1。设定VLAN ID＝2的端口21c、21d的优先级被设为2，设定VLAN ID＝3的端口21e、21f的优先级被设为3。例如，包括端口21a、21b的VLAN被设为控制系统、包括端口21c、21d的VLAN被设为车身系、包括端口21e、21f的VLAN被设为信息娱乐系统。车身系是与车窗、反射镜、车门、汽车雨刷等有关的系统。
图11示出交换机IC20中，端口控制部29执行的处理。在交换机IC20启动时，端口控制部29执行以下所示的处理。
在启动时，端口控制部29首先接通优先级1的端口21a、21b的电源(步骤S200)。由此，可以进行相同的VLAN内的节点100a、100b间的以太网帧的转发。
接下来，端口控制部29判定从步骤S200的执行是否经过了规定时间t1(步骤S210)，若经过规定时间t1，则接通优先级2的端口21c、21d的电源(步骤S220)。由此，节点100c、100d也能够进行以太网帧的转发。例如，可以进行从节点100a向节点100d的以太网帧的转发。
接下来，端口控制部29判定从步骤S220的执行是否经过了规定时间t2(步骤S230)，若经过规定时间t2，则接通优先级3的端口21e、21f的电源(步骤S240)。而且，结束一系列的处理。由此，节点100e、100f也能够进行以太网帧的转发。例如，可以进行从节点100f向节点100a的以太网帧的转发。
图12示出启动时的通信量的变化。双点划线示出不具有端口控制部29，而在启动时，全部的端口21同时电源接通的比较例。实线示出端口控制部29按照优先级的顺序接通端口21的电源的本实施方式的例子(本例)。在本实施方式中，在启动之后的时刻T1，仅端口21a、21b电源接通，在从时刻T1经过规定时间t1后的时刻T2，接通端口21c、21d的电源。进而，在从时刻T2经过规定时间t2后的时刻T3接通端口21e、21f的电源。
根据本实施方式，由于根据优先级使端口21的电源接通定时错开，所以通信负荷被分散。因此，如图12所示，与比较例相比较，能够减少峰值的通信量。由于发热量与通信量基本成比例，所以通过减少峰值的通信量，能够减少发热。另外，由于能够减少峰值的通信量，所以也能够减小交换机IC20的电路规模。
本说明书的公开并不限于例示的实施方式。公开涵盖所例示的实施方式、以及基于那些实施方式的由本领域技术人员所进行的变形方式。例如，公开不限于实施方式中示出的要素的组合。公开可以以各种组合实施。被公开的技术范围并不限于实施方式的记载。
作为VLAN而示出端口VLAN的例子，但并不限于此。也能够应用于标签VLAN等。
交换机IC20只要构成为至少执行步骤S10、S40、S50、S70、S80、S90、S100、S110、S120的处理即可。此外，步骤S90的处理并不限定于IP地址，只要是包含发送源IP地址的信息即可。
交换机IC20的L3处理部27也可以基于路由表来求出下一跳的IP地址，并通过ARP(Address Resolution Protocol：地址解析协议)，根据下一跳的IP地址求出MAC地址，设为目的地的MAC地址。
在第三实施方式中，示出端口控制部29在启动时，按照根据VLAN所设定的优先级的顺序接通端口21的电源的例子。与此相对，在图13所示的例子中，与VLAN无关地为端口21设定优先级。而且，端口控制部29按照优先级的顺序接通端口21的电源。
在图13中，车载网络包括ECU100q、传感器100r、ECU100s、传感器100t、HMI终端100u以及外部I/F100v，作为与交换机IC20连接的节点100。而且，分别连接控制系统的ECU100q以及传感器100r的端口21被设为优先级1，分别连接车身系的ECU100s以及传感器100t的端口21被设为优先级2。另外，分别连接信息娱乐系统的HMI终端100u以及外部I/F100v的端口21被设为优先级3。
而且，交换机IC20的端口控制部29在启动时按照优先级1、2、3的顺序接通端口21的电源。据此，由于根据优先级使端口21的电源接通定时错开，所以通信负荷被分散。因此，能够减少峰值的通信量，进而减少发热。另外，由于能够减少峰值的通信量，所以也能够减小交换机IC20的电路规模。
此处，本申请所记载的流程图或流程图的处理由多个部(或称作步骤)构成，各部例如表现为S10。进而，各部可以分割成多个子部，另一方面，也可以将多个部合成一个部。进而，这样构成的各部可以称作为设备、模块、方法。
根据实施例对本发明进行了描述，但应理解为本发明并不限于该实施例、构造。本发明也包含各种变形例、等同范围内的变形。此外，各种组合、方式、进而在这些组合、方式中仅包含一个要素、更多或更少的其它组合、方式也落入本发明的范畴、思想范围中。

Claims (8)

1.一种网络交换机，所述网络交换机具备：具有多个端口(21)的交换机IC(20)；以及微型计算机(30)，所述网络交换机在多个端口连接不同的VLAN来构成车载网络，其中，
所述交换机IC具有：
L2接收部(22)，从通过所述端口接收到的帧提取MAC地址，并判定所述MAC地址中的目的地MAC地址是否是所述网络交换机的地址；
第一存储部(23)，存储MAC地址表；
L2处理部(24)，在判定为所述目的地MAC地址不是所述网络交换机的地址的情况下，基于所述MAC地址表来决定与所述目的地MAC地址对应的所述端口，并通过所决定的所述端口发送所述帧；
第二存储部(25)，存储路由表；
L3接收部(26)，在判定为所述目的地MAC地址是所述网络交换机的地址的情况下，提取所述帧的IP地址，并判定所述IP地址中的发送源IP地址是否是在所述路由表中注册的注册完毕地址；以及
L3处理部(27)，在判定为所述发送源IP地址是所述注册完毕地址的情况下，基于所述路由表以及所述IP地址中的目的地IP地址来决定要输出的所述端口以及转发目的地的目的地MAC地址，并将所述帧的所述MAC地址替换为转发目的地的目的地MAC地址，通过所决定的所述端口发送。
2.根据权利要求1所述的网络交换机，其中，
所述微型计算机具有重写部(31)，该重写部重写所述MAC地址表以及所述路由表的注册内容。
3.根据权利要求2所述的网络交换机，其中，
所述微型计算机还具有判断部(32)，在判定为所述发送源IP地址不是所述注册完毕地址的情况下，该判断部判断发送源的节点是否是被允许通信的合法装置。
4.根据权利要求3所述的网络交换机，其中，
所述交换机IC还具备第三存储部(28)，所述第三存储部暂时存储由所述L3接收部提取出的所述IP地址，
若判定为所述发送源IP地址不是所述注册完毕地址，则所述L3接收部将所述第三存储部中存储的所述IP地址发送至所述微型计算机，
所述微型计算机的所述判断部基于所述IP地址来判断是否是所述合法装置。
5.根据权利要求1所述的网络交换机，其中，
所述L2处理部基于所述MAC地址表来决定与所述目的地MAC地址对应的所述端口，并在发送源和目的地的VLAN相同的情况下，向所决定的所述端口发送所述帧，在发送源和目的地的VLAN不同的情况下，废弃所述帧。
6.根据权利要求1所述的网络交换机，其中，
在启动时，所述L3接收部不进行所述发送源IP地址的判定，而废弃所述帧。
7.根据权利要求6所述的网络交换机，其中，
在启动时，所述L3接收部废弃在包括外部接口作为节点的第一VLAN和不包括所述外部接口的第二VLAN之间转发的所述帧。
8.根据权利要求1至7中的任一项所述的网络交换机，其中，
所述交换机IC还具备端口控制部(29)，在启动时，所述端口控制部按照根据VLAN所设定的优先级的顺序对所述端口接通电力。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11368336B2 (en) * 2017-07-10 2022-06-21 The Regents Of The University Of California Method and apparatus for interfacing with a circuit switched network
CN112532524B (zh) * 2020-11-24 2022-12-13 锐捷网络股份有限公司 一种报文处理方法及装置
CN114553634A (zh) * 2020-11-24 2022-05-27 上海汽车集团股份有限公司 一种数据处理方法和相关装置
CN115589396A (zh) * 2022-10-14 2023-01-10 锐凌无线有限责任公司 服务管理方法、系统、装置、电子设备及存储介质

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101129027A (zh) * 2004-10-22 2008-02-20 思科技术公司 转发表缩减和多路径网络转发
JP2013179678A (ja) * 2013-05-13 2013-09-09 Yamaha Corp ルータ装置
CN106452942A (zh) * 2016-08-29 2017-02-22 中车株洲电力机车研究所有限公司 轨道交通行业车载以太网交换软件性能测试系统及方法

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000295274A (ja) 1999-04-05 2000-10-20 Nec Corp パケット交換装置
US7023021B2 (en) 2000-02-22 2006-04-04 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and method of manufacturing the same
US6801525B1 (en) 2000-07-11 2004-10-05 Lucent Technologies Inc. Internet protocol packet router
JP2003018196A (ja) * 2001-04-27 2003-01-17 Fujitsu Ltd パケット転送装置、半導体装置、および、パケット転送システム
JP2003304293A (ja) 2002-04-10 2003-10-24 Hitachi Ltd パケット中継装置
US8451752B2 (en) * 2007-05-21 2013-05-28 Arrowspan, Inc. Seamless handoff scheme for multi-radio wireless mesh network
JP2010183421A (ja) 2009-02-06 2010-08-19 Mitsubishi Electric Corp 高速ｉｐ転送装置
US8331371B2 (en) 2009-12-17 2012-12-11 Amazon Technologies, Inc. Distributed routing architecture
JP6138714B2 (ja) * 2014-03-03 2017-05-31 アラクサラネットワークス株式会社 通信装置および通信装置における通信制御方法
CN105577548B (zh) * 2014-10-10 2018-10-09 新华三技术有限公司 一种软件定义网络中报文处理方法和装置
KR20170087602A (ko) * 2016-01-21 2017-07-31 현대자동차주식회사 네트워크에서 동작 모드의 전환 방법
US10404648B2 (en) * 2016-02-26 2019-09-03 Nokia Of America Corporation Addressing for customer premises LAN expansion
US10148566B2 (en) * 2016-02-26 2018-12-04 Juniper Networks, Inc. Split-horizon packet forwarding in a multi-home PBB-EVPN network
JP6793056B2 (ja) * 2017-02-15 2020-12-02 アラクサラネットワークス株式会社 通信装置及びシステム及び方法
JP6878981B2 (ja) * 2017-03-23 2021-06-02 住友電気工業株式会社 スイッチ装置、通信制御方法および通信制御プログラム
JP7020990B2 (ja) * 2017-07-19 2022-02-16 パナソニック インテレクチュアル プロパティ コーポレーション オブ アメリカ 車載中継装置、中継方法及びプログラム
KR102555906B1 (ko) * 2018-01-08 2023-07-17 현대자동차주식회사 차량에 대한 원격서비스 제공방법 및 그 시스템
US10917342B2 (en) * 2018-09-26 2021-02-09 Arista Networks, Inc. Method and system for propagating network traffic flows between end points based on service and priority policies

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101129027A (zh) * 2004-10-22 2008-02-20 思科技术公司 转发表缩减和多路径网络转发
JP2013179678A (ja) * 2013-05-13 2013-09-09 Yamaha Corp ルータ装置
CN106452942A (zh) * 2016-08-29 2017-02-22 中车株洲电力机车研究所有限公司 轨道交通行业车载以太网交换软件性能测试系统及方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
基于交换式以太网的列车通信网络实时通信技术研究;周洁琼;《中国博士学位论文全文数据》;20150615;全文 *

Also Published As

Publication number Publication date
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JP6743771B2 (ja) 2020-08-19
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US20200014658A1 (en) 2020-01-09

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