CN111788795A - 交换机装置、监测方法和监测程序 - Google Patents

Abstract

一种交换机装置包括：交换机单元，其在安装在车辆中的多个功能单元之间中继以太网帧；监测单元，其监测以太网帧中的预定数据；以及指定单元，其基于监测单元的监测结果指定由目标功能单元使用的协议，所述目标功能单元是所述多个功能单元中的一个，并且是以太网帧的传输源。监测单元根据目标协议执行操作监测处理以对目标功能单元的操作进行选择性监测，所述目标协议是由指定单元指定的协议。

Description

交换机装置、监测方法和监测程序

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年3月2日提交的日本专利申请No.2018-37429的优先权，所述申请的全部内容以引用方式并入本文中。

技术领域

本发明涉及一种交换机装置、监测方法和监测程序。

背景技术

专利文献1(日本特开专利公开No.2013-168865)公开了一种如下的车载网络系统。也就是说，车载网络系统包括：车载控制装置，其具有存储器，在存储器中存储有根据车载网络的实现对车载网络中使用的通信协议的一部分进行定义的定义数据；以及通信协议发出装置，其向车载控制装置发出定义数据。当通信协议发出装置从允许车载控制装置参与到车载网络中的注册装置接收请求车载控制装置参与到车载网络中的注册请求时，通信协议发出装置对注册装置执行认证，基于车载网络的实现生成定义数据，并且将定义数据返回至注册装置。注册装置接收从通信协议发出装置发送的定义数据，并且请求车载控制装置将接收到的定义数据存储到存储器中。然后，车载控制装置从注册装置接收定义数据，将定义数据存储到存储器中，并且基于通信协议的由定义数据定义的部分通过利用车载网络执行通信。

引文列表

专利文献

专利文献1：日本特开专利公开No.2013-168865

发明内容

(1)根据本公开的交换机装置包括：交换机单元，其被配置为在安装在车辆中的多个功能单元之间中继以太网帧；监测单元，其被配置为监测所述以太网帧中的预定数据；以及指定单元，其被配置为基于监测单元的监测结果指定由目标功能单元使用的协议，目标功能单元是用作以太网帧的传输源的功能单元。监测单元根据目标协议执行对目标功能单元的操作进行选择性监测的操作监测处理，所述目标协议是由指定单元指定的协议。

(8)根据本公开的监测方法是将在交换机装置中执行的监测方法，交换机装置在安装在车辆中的多个功能单元之间中继以太网帧。方法包括：监测以太网帧中的预定数据；基于预定数据的监测结果指定由目标功能单元使用的协议，目标功能单元是用作以太网帧的传输源的功能单元，以及根据作为指定的协议的目标协议来执行对目标功能单元的操作进行选择性监测的操作监测处理。

(9)根据本公开的监测程序是将在交换机装置中使用的监测程序，交换机装置在安装在车辆中的多个功能单元之间中继以太网帧。监测程序促使计算机用作：监测单元，其被配置为监测以太网帧中的预定数据；以及指定单元，其被配置为基于监测单元的监测结果指定由目标功能单元使用的协议，目标功能单元是用作以太网帧的传输源的功能单元。监测单元根据目标协议执行对目标功能单元的操作进行选择性监测的操作监测处理，所述目标协议是由指定单元指定的协议。

本公开的一个模式不仅实现为包括这种特征处理单元的交换机装置，还实现为实现了所述交换机装置的一部分或全部的半导体集成电路，或者实现为包括所述交换机装置的系统。

附图说明

图1示出根据本公开的实施例的车载通信系统的配置。

图2示出根据本公开的实施例的交换机装置的配置。

图3示出根据本公开的实施例的通过交换机装置监测的以太网帧的一部分。

图4示出根据本公开的实施例的通过交换机装置生成的表信息的示例。

图5是描述当根据本公开的实施例的交换机装置监测多个功能单元之间的通信时执行的操作过程的流程图。

具体实施方式

现今，已开发了用于提高车载网络中的安全性的车载网络系统。

[本公开要解决的问题]

专利文献1中公开的所述车载网络设有用于中继在车载ECU(电子控制单元)之间发送/接收的通信数据的通信网关。

为了检测各个车载ECU中的异常，可以想到将各种类型的帧从通信网关发送至车载ECU并且确认来自车载ECU的响应的内容的方法。

然而，在该方法中，从通信网关发送的帧可能导致通信网关与车载ECU之间的通信量增加。另外，在通信网关完成对来自车载ECU的响应的内容的确认之前可能需要时间。

提出本公开以解决以上问题。本公开的一方面是提供一种可以有效地检测车载网络中的异常的交换机装置、监测方法和监测程序。

[本公开的效果]

根据本公开，可以有效地检测车载网络中的异常。

[本公开的实施例的描述]

首先，列出并描述本公开的实施例的内容。

(1)根据本公开的实施例的交换机装置包括：交换机单元，其被配置为在安装在车辆中的多个功能单元之间中继以太网帧；监测单元，其被配置为监测以太网帧中的预定数据；以及指定单元，其被配置为基于监测单元的监测结果指定由目标功能单元使用的协议，所述目标功能单元是用作所述以太网帧的传输源的功能单元。监测单元根据目标协议执行对目标功能单元的操作进行选择性监测的操作监测处理，所述目标协议是由指定单元指定的协议。

根据该配置，由于交换机装置可以识别被各个功能单元使用的协议，因此不必监测未使用的协议。这允许在更短的时间内执行异常监测处理。因此，可以有效地检测车载网络中的异常。

(2)优选地，监测单元在操作监测处理中根据目标协议将预定的以太网帧发送至目标功能单元。

在该配置下，由于不必发送用于监测未使用的协议的预定的以太网帧，因此可以减少用于操作确认处理的以太网帧的类型，从而防止通信量和处理时间的增加。

(3)更优选地，监测单元在操作监测处理中监测来自目标功能单元的作为发送的预定的以太网帧的响应的响应帧。

在该配置下，例如，交换机装置可以检测根据正在使用的协议的与目标功能单元的通信变差或不能用。

(4)优选地，交换机装置还包括改变单元，其被配置为当在操作监测处理中检测到目标功能单元中的异常时，执行促使目标功能单元改变正在使用的协议的改变处理。

在该配置下，例如，当在功能单元中利用特定协议的通信变差或不能用时，可以通过利用不同的协议继续通信。

(5)更优选地，交换机装置还包括生成单元，其用于生成指示用于功能单元中的每一个的目标协议的表信息，并且改变单元通过利用由生成单元生成的表信息来执行改变处理。

在该配置下，由于可以指明已经在功能单元中使用的协议，因此可以容易地指明在该功能单元中可用的协议，从而可以有效地执行协议改变。

(6)更优选地，交换机装置还包括存储单元，其被配置为将由生成单元生成的表信息存储在其中。生成单元更新存储在存储单元中的表信息，并且改变单元通过利用存储在存储单元中的表信息来执行改变处理。

在该配置下，例如，当功能单元使用新协议时，交换机装置可以指定该协议。因此，可以提高功能单元中的异常的检测精度。

(7)优选地，车辆是执行自动驾驶的车辆。

在该配置下，由于在车辆中可以在更短的时间内执行监测处理，因此车辆可以稳定地继续自动驾驶。

(8)根据本公开的实施例的监测方法是将在用于在交换机装置中执行的监测方法，交换机装置在安装在车辆中的多个功能单元之间中继以太网帧。方法包括步骤：监测以太网帧中的预定数据；基于预定数据的监测结果指定由目标功能单元使用的协议，所述目标功能单元是用作以太网帧的传输源的功能单元，以及根据作为所指定的协议的目标协议来执行对目标功能单元的操作进行选择性监测的操作监测处理。

在该配置下，由于交换机装置可以识别正被各个功能单元使用的协议，因此不必监测未使用的协议。这允许在更短的时间内执行异常监测处理。因此，可以有效地检测车载网络中的异常。

(9)根据本公开的实施例的监测程序是将用于交换机装置中的监测程序，所述交换机装置在安装在车辆中的多个功能单元之间中继以太网帧。监测程序促使计算机用作：监测单元，其被配置为监测以太网帧中的预定数据；以及指定单元，其被配置为基于监测单元的监测结果指定由目标功能单元使用的协议，所述目标功能单元是用作以太网帧的传输源的功能单元。监测单元根据目标协议执行对目标功能单元的操作进行选择性监测的操作监测处理，所述目标协议是由指定单元指定的协议。

在该配置下，由于交换机装置可以识别正被各个功能单元使用的协议，因此不必监测未使用的协议。这允许在更短的时间内执行异常监测处理。因此，可以有效地检测车载网络中的异常。

下面，将参照附图来描述本公开的实施例。在附图中，相同或相应的部件用相同的参考符号表示，并且其描述不重复。下面描述的实施例的至少一些部分可以根据需要组合在一起。

[配置和基本操作]

图1示出根据本公开的实施例的车载通信系统的配置。

参照图1，车载通信系统301包括交换机装置101和功能单元111A、功能单元111B和功能单元111C。车载通信系统301安装在车辆1中。

下文中，功能单元111A、功能单元111B和功能单元111C中的每一个还被称作功能单元111。

车载通信系统301的配置不限于包括一个交换机装置101的配置，而可以是包括多个交换机装置101的配置。

车载通信系统301的配置不限于包括三个功能单元111的配置，而可以是包括两个、四个、五个或更多个功能单元111的配置。

例如，各个功能单元111是自动驾驶ECU(电子控制单元)、驾驶支持装置、传感器等，并且可以与交换机装置101通信。例如，这允许车辆1执行自动驾驶。

例如，车辆1的车载网络中的交换机装置101与各个功能单元111之间的连接关系是固定的。

例如，交换机装置101和各个功能单元111通过车载以太网(注册商标)通信线缆(下文中，还称作“以太网线缆”)10彼此连接。

交换机装置101和功能单元111通过利用以太网线缆10彼此通信。例如，根据IEEE802.3在交换机装置101与功能单元111之间通过利用以太网帧交换通信数据。

[问题]

作为利用以太网帧与交换机装置交换通信数据的功能单元中的监测异常的方法，存在将预定管理帧从交换机装置周期性地发送至功能单元并且确认来自功能单元的响应的方法。

然而，在该方法中，由于发送了与多个软件或协议(诸如ftp(文件传输协议)、http(超文本传输协议)、TCP(传输控制协议)和ICMP(互联网控制消息协议))对应的各种类型的管理帧，因此有可能出现通信数据的拥塞。另外，在确认对所有管理帧的响应的内容之前需要时间。

当多个功能单元连接至交换机装置时，需要针对功能单元中的每一个执行与上述相同的处理，这需要较长时间。

根据本公开的实施例的交换机装置通过下面的配置和操作解决以上问题。

[交换机装置的配置]

图2示出根据本公开的实施例的交换机装置的配置。

参照图2，交换机装置101包括交换机单元51、监测单元52、存储单元53、多个通信端口54、指定单元55、改变单元56和生成单元57。

交换机单元51在安装在车辆中的多个功能单元之间中继以太网帧。

更详细地说，例如，交换机装置101可以根据层2和比层2更高级的层3在多个功能单元之间中继以太网帧。

具体地说，交换机单元51保存有地址表，其指示连接目的地装置的各个通信端口54的端口编号、VLAN ID和MAC地址之间的对应关系。

例如，交换机单元51从功能单元111接收以太网帧，将接收到的以太网帧存储在存储单元53中，并且确认以太网帧的目的地MAC地址。

交换机单元51参照地址表指定与确认的目的地MAC地址相对应的通信端口54。

然后，交换机单元51从存储单元53获取以太网帧，并且通过指定的通信端口54将获取的以太网帧发送至目的地功能单元111。

监测单元52监测以太网帧中的预定数据。

图3示出根据本公开的实施例的通过交换机装置监测的以太网帧的一部分。

图3示出以太网帧中的IP(互联网协议)报头和TCP/UDP(用户数据报协议)报头。

参照图3，IP报头的第一1个字节为“版本/IHL(互联网报头长度)”。“版本”是IP版本信息，并且“IHL”是指示IP报头的长度的信息。

IP报头的接下来的1个字节是“TOS(服务类型)”，是指示数据的优先级的信息。

IP报头的接下来的2个字节是“总长度”，是指示数据的长度的信息。

IP报头的接下来的2个字节是“标识”，是标识符。

IP报头的接下来的2个字节是“标志/标志偏移”。

IP报头的接下来的1个字节是“TTL(生存时间)”，是指示数据在网络中可以存在的时间的信息。

IP报头的接下来的1个字节是“协议”，是指示正在使用的协议的信息。

IP报头的接下来的2个字节是“报头校验和”，其用于检测IP报头中的错误。

IP报头的接下来的4个字节是“源地址”，是指示数据的传输源的IP地址的信息。

IP报头的接下来的4个字节是“目的地地址”，是指示数据的传输目的地的IP地址的信息。

IP报头之后是TCP/UDP报头的数据。TCP/UDP报头的前2个字节是“源端口”。“源端口”是指示数据的传输源中使用的端口编号的信息。

TCP/UDP报头的接下来的2个字节是“目的地端口”，是指示在数据的传输目的地中使用的端口编号的信息。

监测单元52监测IP报头的“协议”以及TCP/UDP报头的“目的地端口”。

具体地说，监测单元52确认存储在存储单元53中的以太网帧，并且获取传输源MAC地址、IP报头的“协议”的值以及TCP/UDP报头的“目的地端口”的值，它们被包括在以太网帧中。

下文中，IP报头的“协议”的值还被称作“协议值”，并且TCP/UDP报头的“目的地端口”的值还被称作“应用信息”。

监测单元52将获取的传输源MAC地址、协议值和应用信息作为监测结果输出至指定单元55。

监测单元52可以被配置为获取协议值和应用信息中的至少一个。

基于从监测单元52接收的监测结果，指定单元55指定由目标功能单元使用的协议，所述目标功能单元是用作以太网帧的传输源的功能单元。

更详细地说，基于从监测单元52接收的传输源MAC地址和协议值，指定单元55指定由目标功能单元使用的L4(层4)协议。

具体地说，例如，当从监测单元52接收的监测结果指示传输源MAC地址是功能单元111A的MAC地址并且协议值为6(即，十六进制的0x06)时，指定单元55指定由功能单元111A使用的L4协议是TCP。以“0x”开头的数字意指“0x”后的数字由十六进制数表示。

例如，当从监测单元52接收的监测结果指示传输源MAC地址是功能单元111A的MAC地址并且协议值为17(即，十六进制的0x11)时，指定单元55指定由功能单元111A使用的L4协议是UDP。

指定单元55基于从监测单元52接收的传输源MAC地址和应用信息，指定由目标功能单元使用L7(层7)协议。

具体地说，例如，当从监测单元52接收的监测结果指示传输源MAC地址是功能单元111A的MAC地址并且应用信息为20(即，十六进制的0x14)时，指定单元55指定由功能单元111A使用的L7协议是ftp。

例如，当从监测单元52接收的监测结果指示传输源MAC地址是功能单元111A的MAC地址并且应用信息为80(即，十六进制的0x50)时，指定单元55指定由功能单元111A使用的L7协议是http。

指定单元55将协议信息输出至生成单元57，所述协议信息指示目标功能单元与指定的L4协议和L7协议的组合。

基于从指定单元55接收的协议信息，生成单元57针对各个功能单元111生成指示目标协议的表信息。

图4示出根据本公开的实施例的通过交换机装置生成的表信息的示例。

参照图4，对于功能单元111A使用的目标协议，L4协议为TCP并且L7协议为ftp或http。

对于由功能单元111B使用的目标协议，L4协议为UDP并且L7协议为预定协议。

对于由功能单元111C使用的目标协议，L4协议为TCP并且L7协议为ftp或http。

当生成单元57从指定单元55接收到其内容与已生成的表信息中的组合不同的协议信息时，生成单元57基于新的协议信息更新表信息。

生成单元57将生成的或更新的表信息存储在存储单元53中。

监测单元52获取存储在存储单元53中的表信息，并且利用获取的表信息、根据目标协议执行对目标功能单元的操作进行选择性监测的操作监测处理，所述目标协议是由指定单元55指定的协议，即，由表信息指示的协议。

例如，在操作监测处理中，监测单元52根据目标协议将预定的以太网帧发送至目标功能单元。

更详细地说，例如，监测单元52将管理帧发送至目标功能单元，并且确认来自目标功能单元的响应。具体地说，监测单元52监测来自目标功能单元的响应帧。

具体地说，当功能单元111A使用TCP时，监测单元52通过三方握手执行操作监测处理。

监测单元52产生包括SYN分组的以太网帧，并且经由交换机单元51将产生的以太网帧发送至功能单元111A。

一旦接收到从交换机装置101发送来的包括SYN分组的以太网帧，功能单元111A就产生包括SYN ACK分组的以太网帧作为响应帧，并且将以太网帧发送至交换机装置101。

交换机装置101中的交换机单元51接收从交换机装置101发送来的包括SYN ACK分组的以太网帧，并且将接收到的以太网帧存储在存储单元53中。

监测单元52获取存储在存储单元53中的包括在以太网帧中的SYN ACK分组，产生包括ACK分组的以太网帧，并且经由交换机单元51将产生的以太网帧发送至功能单元111A。

当监测单元52的三方握手失败时，诸如当监测单元52不能获取SYN ACK分组时，监测单元52向作为除目标功能单元以外的功能单元111的功能单元111B和功能单元111C通知异常。

更详细地说，所述监测单元52产生包括指示所述目标功能单元中的异常的异常通知的以太网帧，并且经由交换机单元51将产生的以太网帧发送至功能单元111B和功能单元111C。监测单元52还将异常通知输出至改变单元56。

例如，当功能单元111A使用UDP时，监测单元52利用Ping执行连接确认。

更详细地说，监测单元52产生包括ICMP回声请求的以太网帧，经由交换机单元51将产生的以太网帧发送至功能单元111A。

功能单元111A接收从交换机装置101发送的包括在以太网帧中的回声请求，产生包括回声应答的以太网帧作为响应帧，并且将以太网帧发送至交换机装置101。

交换机装置101接收从功能单元111A发送来的包括回声应答的以太网帧，并且将接收到的以太网帧存储在存储单元53中。

监测单元52获取存储在存储单元53中的以太网帧中包括的回声应答。

当监测单元52不能获取回声应答时，监测单元52向作为除目标功能单元以外的功能单元111的功能单元111B和功能单元111C通知异常。

更详细地说，监测单元52产生包括指示目标功能单元中的异常的异常通知的以太网帧，并且经由交换机单元51将产生的以太网帧发送至功能单元111B和功能单元111C。监测单元52还将异常通知输出至改变单元56。

例如，当功能单元111A使用ftp时，监测单元52通过三方握手执行会话连接的确认，例如，如TCP的情况那样。

例如，当功能单元111A使用http时，监测单元52执行状态确认。

更详细地说，监测单元52产生包括请求指示功能单元111A的状态的HTTP状态码的状态请求的以太网帧，并且经由交换机单元51将产生的以太网帧发送至功能单元111A。

功能单元111A接收从交换机装置101发送的太网帧中包括的状态请求，产生包括HTTP状态码的以太网帧作为响应帧，并且将以太网帧发送至交换机装置101。

交换机装置101接收从功能单元111A发送来的包括HTTP状态码的以太网帧，并且将接收到的以太网帧存储在存储单元53中。

监测单元52获取存储在存储单元53中的以太网帧中包括的HTTP状态码。

当监测单元52不能获取HTTP状态码时，监测单元52向作为除目标功能单元以外的功能单元111的功能单元111B和功能单元111C通知异常。

更详细地说，监测单元52产生包括指示目标功能单元中的异常的异常通知的以太网帧，并且经由交换机单元51将产生的以太网帧发送至功能单元111B和功能单元111C。监测单元52还将异常通知输出至改变单元56。

例如，当在操作监测处理中检测到目标功能单元中的异常时，改变单元56执行促使目标功能单元改变正在使用的协议的改变处理。

更详细地说，一旦从监测单元52接收异常通知，改变单元56就促使由各个功能单元111使用的协议改变。

例如，改变单元56通过利用生成的表信息执行改变处理。

更详细地说，一旦从监测单元52接收异常通知，改变单元56就参照存储在存储单元53中的表信息确认目标功能单元的目标协议。

然后，改变单元56选择由目标功能单元将要新使用的另一L4协议或者L7协议(下文中，该协议还称作“替代协议”)，并且将请求使用替代协议的改变通知T1发送至目标功能单元。

更详细地说，改变单元56产生包括改变通知T1的以太网帧，并且将产生的以太网帧经由交换机单元51发送至目标功能单元。

具体地说，当根据ftp与功能单元111C的通信异常时，改变单元56参照存储在存储单元53中的表信息确认协议(不是ftp并且不能用于功能单元111C)是http。

然后，改变单元56产生包括请求使用http作为替代协议的改变通知T1的以太网帧，并且经由交换机单元51将产生的以太网帧发送至功能单元111C。

然后，改变单元56促使作为异常目标功能单元的通信伙伴的功能单元111改变正在使用的协议。

更详细地说，改变单元56对存储在存储单元53中并且其传输源MAC地址是目标功能单元的MAC地址的以太网帧进行确认，并且获取包括在该以太网帧中的目的地MAC地址。

然后，改变单元56产生包括改变通知T2的以太网帧，改变通知T2请求对应于目的地MAC地址的功能单元111(下文中，该功能单元111还被称作“伙伴功能单元”)使用替代协议，并且经由交换机单元51将产生的以太网帧发送至伙伴功能单元。

[操作流程]

车载通信系统301中的各个装置包括计算机。诸如计算机中的CPU的算术处理单元从存储器(未示出)读出包括下面描述的流程图中的一部分或全部步骤的程序并且执行程序。多个装置的程序可以各自从外部安装。多个装置的程序各自在被存储在存储介质中的状态下被分布。

图5是描述当根据本公开的实施例的交换机装置监测多个功能单元之间的通信时的操作过程的流程图。

参照图5，首先，交换机装置101接收从功能单元111发送的以太网帧(步骤S101)。

接着，交换机装置101获取包括在接收到的以太网帧中的传输源MAC地址、协议值和应用信息(步骤S102)。

基于获取的传输源MAC地址、协议值和应用信息，交换机装置101指定目标功能单元和目标协议(步骤S103)。

接着，交换机装置101生成或者更新指示指定的目标功能单元和目标协议的表信息(步骤S104)。

根据生成或更新的表信息，交换机装置101基于目标协议将管理帧发送至目标功能单元(步骤S105)，并且等待来自目标功能单元的响应(步骤S106)。

当交换机装置101已确认来自目标功能单元的响应时(步骤S106中的是)，交换机装置101基于目标协议将管理帧周期性地发送至目标功能单元(步骤S105)，并且等待来自目标功能单元的响应(步骤S106)。

另一方面，当交换机装置101不能确认来自目标功能单元的响应时(步骤S106中的否)，交换机装置101向功能单元111而不是目标功能单元通知异常(步骤S107)。

接下来，利用表信息、交换机装置101选择将由目标功能单元使用的新协议(步骤S108)。

接下来，交换机装置101向目标功能单元发送请求使用所选择的新协议的改变通知T1(步骤S109)。

接下来，交换机装置101搜索作为目标功能单元的通信伙伴的功能单元111(步骤S110)。

接下来，交换机装置101向作为目标功能单元的通信伙伴的功能单元111发送改变通知T2，所述改变通知T2请求使用将被目标功能单元使用的新协议(步骤S111)。

接下来，交换机装置101根据改变后的协议向目标功能单元发送管理帧(步骤S105)，并且等待来自目标功能单元的响应(步骤S106)。

在根据本公开的实施例的交换机装置中，监测单元52被配置为在操作监测处理中根据目标协议将预定的以太网帧发送至目标功能单元。然而，本公开不限于此。监测单元52可以被配置为在操作监测处理中将与协议的类型无关的特定帧发送至目标功能单元。

在根据本公开的实施例的交换机装置中，改变单元56被配置为当检测到目标功能单元中的异常时执行改变处理。然而，本公开不限于此。改变单元56可以被配置为即使在检测到目标功能单元中的异常时也不执行改变处理。

在根据本公开的实施例的交换机装置中，生成单元57被配置为生成指示用于各个目标功能单元的目标协议的表信息。然而，本公开不限于此。生成单元57可以被配置为不生成这种表信息。在这种情况下，例如，当在操作监测处理中检测到目标功能单元中的异常时，改变单元56将由目标功能单元使用的协议改变为预定的协议。

在根据本公开的实施例的交换机装置中，改变单元56被配置为选择替代协议，并且将请求目标功能单元使用替代协议的改变通知发送至目标功能单元。然而，本公开不限于此。改变单元56可以被配置为发送仅请求改变正在使用的协议的改变通知。在这种情况下，例如，一旦从改变单元56接收到改变通知，目标功能单元就将正在使用的协议改变为另一协议。

在根据本公开的实施例的交换机装置下，车辆1被配置为执行自动驾驶。然而，本公开不限于此。车辆1可以被配置为不执行自动驾驶。

在根据本公开的实施例的交换机装置中，监测单元52被配置为在操作监测处理中检查来自目标功能单元的响应，并且当未确认响应时检测目标功能单元中的异常。然而，本公开不限于此。例如，监测单元52可以检查包括在来自功能单元111的响应帧中的并且指示目标功能单元的状态的HTTP状态码。当HTTP状态码是未分配至车载通信系统301的码时，监测单元52可以检测目标功能单元中的异常。

根据本公开的实施例的交换机装置101设有存储单元53。然而，本公开不限于此。例如，存储单元53可以设置在交换机装置101以外。

同时，为了检测车载ECU中的异常，可以想到将各种类型的帧从通信网关发送至车载ECU并且确认来自车载ECU的响应的内容的方法。

然而，在该方法中，从通信网关发送的帧可能会造成通信网关与车载ECU之间的通信量增加。另外，在通信网关完成对来自车载ECU的响应的内容的确认之前可能花费较长时间。

在根据本公开的实施例的交换机装置中，交换机单元51在安装在车辆1中的多个功能单元111之间中继以太网帧。监测单元52监测以太网帧中的预定数据。基于监测单元52的监测结果，指定单元55指定由目标功能单元使用的协议，所述目标功能单元是作为以太网帧的传输源的功能单元111。监测单元52根据目标协议(由指定单元55指定的协议)执行操作监测处理，该处理对目标功能单元的操作进行选择性监测。

在该配置下，由于交换机装置101可以识别各个功能单元111使用的协议，因此不必监测未使用的协议。这允许在更短的时间内执行异常监测处理。

因此，在根据本公开的实施例的交换机装置中，可以有效地检测车载网络中的异常。

在根据本公开的实施例的交换机装置中，监测单元52在操作监测处理中将根据目标协议的预定以太网帧发送至目标功能单元。

该配置能够不必发送用于监测未使用的协议的预定的以太网帧。因此，可以减少用于操作确认处理的以太网帧的类型，从而抑制通信量和处理时间的增加。

在根据本公开的实施例的交换机装置中，在操作监测处理中，监测单元52监测来自目标功能单元的响应帧，所述响应帧是对发送的预定的以太网帧的响应。

例如，该配置允许交换机装置101检测根据正在使用的协议的与目标功能单元的通信变差或不能用。

在根据本公开的实施例的交换机装置中，当在操作监测处理中检测到目标功能单元中的异常时，改变单元56执行促使目标功能单元改变正在使用的协议的改变处理。

在该配置下，例如，当在功能单元111中使用特定协议的通信变差或不能用时，可使用不同的协议来继续通信。

在根据本公开的实施例的交换机装置中，生成单元57生成指示各个功能单元111的目标协议的表信息。改变单元56通过利用由生成单元57生成的表信息执行改变处理。

在该配置下，由于可以指定在功能单元111中已使用的协议，因此可以容易地指定在该功能单元111中可用的协议，从而可以有效地执行协议改变。

在根据本公开的实施例的交换机装置中，在存储单元53中存储由生成单元57生成的表信息。生成单元57更新存储在存储单元53中的表信息。改变单元56通过利用存储在存储单元53中的表信息执行改变处理。

在该配置下，例如，当功能单元111使用新协议时，交换机装置101可以指定该协议。因此，提高了对功能单元111中的异常的检测的精度。

在根据本公开的实施例的交换机装置下，车辆1执行自动驾驶。

在该配置下，由于可以在车辆1中在更短的时间内执行监测处理，因此车辆1可以稳定地继续自动驾驶。

在根据本公开的实施例的由交换机装置执行的监测方法中，首先，监测以太网帧中的预定数据。接下来，基于预定数据的监测结果，指定由目标功能单元使用的协议，所述目标功能单元是作为以太网帧的传输源的功能单元111。接下来，执行根据作为指定的协议的目标协议对目标功能单元的操作进行选择性监测的操作监测处理。

在该配置下，由于交换机装置101可以识别由各个功能单元111使用的协议，因此不必监测未使用的协议。因此，可以在更短的时间内执行异常监测处理。

因此，在根据本公开的实施例的由交换机装置执行的监测方法中，可以有效地检测车载网络中的异常。

公开的实施例在所有方面仅是示出性的，并且不应认为是限制性的。本公开的范围由权利要求的范围而不是以上说明来限制，并且其旨在包括权利要求的范围的等同含义以及范围内的所有修改。

以上说明包括下面附加说明中的特征。

[附加说明1]

一种交换机装置，包括：

交换机单元，其被配置为在安装在车辆中的多个功能单元之间中继以太网帧；

监测单元，其被配置为监测以太网帧中的预定数据；以及

指定单元，其被配置为基于监测单元的监测结果指定由目标功能单元使用的协议，所述目标功能单元是用作以太网帧的传输源的功能单元，其中

监测单元根据目标协议执行对目标功能单元的操作进行选择性监测的操作监测处理，所述目标协议是由指定单元指定的协议，

以太网帧中的预定数据是IP报头中的协议字段的值和TCP/UDP报头中的目的地端口字段的值中的至少一个，并且

协议是TCP、UDP、ftp和http中的任意一种。

参考标号列表

1：车辆

10：以太网线缆

51：交换机单元

52：监测单元

53：存储单元

54：通信端口

55：指定单元

56：改变单元

57：生成单元

101：交换机装置

111：功能单元

301：车载通信系统

Claims (9)

1.一种交换机装置，包括：

交换机单元，其被配置为在安装在车辆中的多个功能单元之间中继以太网帧；

监测单元，其被配置为监测所述以太网帧中的预定数据；以及

指定单元，其被配置为基于所述监测单元的监测结果指定由目标功能单元使用的协议，所述目标功能单元是用作所述以太网帧的传输源的功能单元，其中

所述监测单元根据目标协议执行对所述目标功能单元的操作进行选择性监测的操作监测处理，所述目标协议是由所述指定单元指定的所述协议。

2.根据权利要求1所述的交换机装置，其中,所述监测单元在所述操作监测处理中根据所述目标协议将预定的以太网帧发送至所述目标功能单元。

3.根据权利要求2所述的交换机装置，其中，所述监测单元在所述操作监测处理中监测来自所述目标功能单元的响应帧，所述响应帧是作为发送的所述预定的以太网帧的响应。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的交换机装置，还包括改变单元，其被配置为当在所述操作监测处理中检测到所述目标功能单元中的异常时，执行促使所述目标功能单元改变正在使用的所述协议的改变处理。

5.根据权利要求4所述的交换机装置，还包括生成单元，其用于生成指示用于所述多个功能单元中的每一个的目标协议的表信息，其中

所述改变单元通过利用由所述生成单元生成的所述表信息来执行所述改变处理。

6.根据权利要求5所述的交换机装置，还包括存储单元，其被配置为存储由所述生成单元生成的所述表信息，其中

所述生成单元更新存储在所述存储单元中的所述表信息，并且

所述改变单元通过利用存储在所述存储单元中的所述表信息来执行所述改变处理。

7.根据权利要求1至6中的任一项所述的交换机装置，其中，所述车辆是执行自动驾驶的车辆。

8.一种在交换机装置中执行的监测方法，所述交换机在安装在车辆中的多个功能单元之间中继以太网帧，所述方法包括：

监测所述以太网帧中的预定数据；

基于所述预定数据的监测结果指定由目标功能单元使用的协议，所述目标功能单元是用作所述以太网帧的传输源的功能单元，以及

根据目标协议来执行对所述目标功能单元的操作进行选择性监测的操作监测处理，所述目标协议是所述指定的协议。

9.一种用在交换机装置中的监测程序，所述交换机装置在安装在车辆中的多个功能单元之间中继以太网帧，所述监测程序促使计算机用作：

监测单元，其被配置为监测所述以太网帧中的预定数据；以及

指定单元，其被配置为基于所述监测单元的监测结果指定由目标功能单元使用的协议，所述目标功能单元是用作所述以太网帧的传输源的功能单元，其中

所述监测单元根据目标协议执行对所述目标功能单元的操作进行选择性监测的操作监测处理，所述目标协议是由所述指定单元指定的所述协议。

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