JP2017224979A - 中継装置 - Google Patents

Abstract

【課題】中継装置において、複数のポートから同時に受信された同じ宛先の各フレームを効率良く転送する。
【解決手段】中継装置１１〜１４は、複数のＥＣＵの夫々につながるポートＰ３，Ｐ４と、ポートＰ３，Ｐ４につながるＥＣＵとは別のＥＣＵへ至る複数の通信経路の夫々につながるポートＰ１，Ｐ２と、を備える。中継装置１１〜１４のスイッチ部５１は、ポートＰ３，Ｐ４から同じ宛先のフレームが同時に受信された場合に、その受信された各フレームを、ポートＰ１，Ｐ２から２つの通信経路に分配して送信する。
【選択図】図１

Description

本開示は、通信ネットワークを構成する中継装置に関する。

例えば特許文献１には、イーサネットのネットワークにおいて、ノード間のフレーム転送を、最短経路で実施する思想が記載されている。なお、イーサネットは、登録商標である。最短経路とは、最短の通信経路のことであり、詳しくは、宛先のノードへ至るまでに経由する中継装置の数（すなわち中継数）が最小の通信経路である。

特表２０１０−５０９８２５号公報

特許文献１の思想を適用した中継装置では、複数のポートから宛先が同じフレームを同時に受信した場合、その受信した各フレームを、宛先のノードへ至る複数の通信経路のうち、最短の通信経路へ全て送信することとなる。この場合、複数の各フレームを１つの通信経路に集中させることになる。このため、例えば、各フレームがカメラ映像などの大容量データを含むフレームである場合、通信速度が、１つの通信経路における通信速度上限値に制限されてしまう可能性が高くなる。そして、このような制限が生じると、複数のポートから同時に受信された同じ宛先の各フレーム、すなわち、複数のノードから同時に送信された同じ宛先の各フレームを、効率良く宛先のノードへと転送することができない。

そこで、本開示は、中継装置において、複数のポートから同時に受信された同じ宛先の各フレームを効率良く転送する技術を提供する。

本開示の中継装置は、フレームを送受信するための４個以上のポートを備える中継装置（１１〜１４，６１）である。そして、この中継装置は、ポートとして、複数の第１種ポート（Ｐ３,Ｐ４,Ｐ１１〜Ｐ１５）と、複数の第２種ポート（Ｐ１,Ｐ２,Ｐ１６〜Ｐ１８）と、を備える。更に、この中継装置は、分配転送部（５１，Ｓ１３０，Ｓ２３０）を備える。

第１種ポートは、複数の通信ノードの夫々につながるポートである。第２種ポートは、第１種ポートにつながる通信ノードとは別の通信ノードへ至る複数の通信経路の夫々につながるポートである。別の通信ノードは、第１種ポートにつながる通信ノードからのフレームの、宛先となり得る通信ノードである。

分配転送部は、複数の第１種ポートから同一宛先フレームが同時に受信された場合に、その受信された各同一宛先フレームを、複数の第２種ポートから複数の通信経路に分配して送信する。同一宛先フレームとは、複数の前記通信経路の夫々によって到達可能な同じ通信ノードを宛先とするフレームである。

このため、複数の第１種ポートから同時に受信された同一宛先フレーム、すなわち、同じ宛先のフレームを、効率良く転送することができる。具体的には、同じ宛先の各フレームが、複数の通信経路に分配されるため、何れかの通信経路での通信速度が上限値に達してしまう可能性を低減することができる。よって、複数のフレームのトータルの通信速度が、１つの通信経路での通信速度上限値に制限されてしまうことを回避することができる。

なお、この欄及び特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本開示の技術的範囲を限定するものではない。

第１実施形態の通信ネットワークの構成を表す構成図である。 ＭＡＣアドレステーブルの一例を説明する説明図である。 第１実施形態の分配制御処理を表すフローチャートである。 第２実施形態の通信ネットワークの構成を表す構成図である。 第２実施形態の分配制御処理を表すフローチャートである。

以下、図面を参照しながら、本開示の実施形態を説明する。
［１．第１実施形態］
［１−１．構成］
図１に示す第１実施形態の通信ネットワーク１は、例えば乗用車等の車両に搭載されたイーサネットネットワークであり、車両内の通信システムを構成している。

図１に示すように、通信ネットワーク１は、中継装置１１〜１４と、通信ノードとしてのＥＣＵ２１〜２８と、通信線３１〜４２と、を備える。ＥＣＵは、「Electronic Control Unit」の略であり、すなわち電子制御装置の略である。

中継装置１１〜１４は、ＥＣＵ２１〜２８間の通信を中継するイーサネットスイッチとしての機能を備える。
そして、中継装置１１〜１４は、フレームを送受信するための複数のポートを備える。この例では、中継装置１１〜１４は、４つのポートＰ１〜Ｐ４を備える。更に、中継装置１１〜１４は、スイッチ部５１を備える。スイッチ部５１は、イーサネット規格に従った中継のための処理（以下、中継処理）を行う。

また、中継装置１１〜１４は、ポートＰ１〜Ｐ４毎に、ＰＨＹ部Ｙ１〜Ｙ４を備える。ＰＨＹ部Ｙ１〜Ｙ４は、スイッチ部５１からの送信データを、通信線上で伝送される通信信号に変換して当該ＰＨＹ部に対応するポートへ出力する送信機能と、当該ＰＨＹ部に対応するポートから入力される通信信号を受信データに変換してスイッチ部５１に出力する受信機能と、を備える。つまり、ＰＨＹ部Ｙ１〜Ｙ４は、トランシーバとして機能するハードウェア回路である。なお、ＰＨＹは、「Physical layer」の略である。

スイッチ部５１は、ポートＰ１〜Ｐ４毎に、バッファＢ１〜Ｂ４を備える。バッファＢ１〜Ｂ４における一部の領域は、受信データが格納される受信バッファとして使用される。また、バッファＢ１〜Ｂ４の領域のうち、受信バッファとは異なる領域の一部又は全部は、送信データが格納される送信バッファとして使用される。

更に、スイッチ部５１は、ＭＡＣアドレステーブル５５を備える。ＭＡＣアドレステーブル５５は、図示しない記憶部としてのメモリに記憶されている。
スイッチ部５１は、例えば、多数の論理回路を含むデジタル回路によって構成されるが、デジタル回路とアナログ回路の組合せによって実現されても良い。また、スイッチ部５１は、ＣＰＵと、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等の半導体メモリと、を有する周知のマイクロコンピュータ（以下、マイコン）を中心に構成されても良い。この場合、スイッチ部５１の各種機能は、ＣＰＵが非遷移的実体的記録媒体に格納されたプログラムを実行することにより実現される。この例では、上記半導体メモリが、プログラムを格納した非遷移的実体的記録媒体に該当する。また、このプログラムが実行されることで、プログラムに対応する方法が実行される。また、スイッチ部５１を構成するマイコンの数は１つでも複数でも良い。

また、中継装置１１〜１４は、スイッチ部５１とは別に、マイコン５３も備える。マイコン５３は、例えば、スイッチ部５１における各種レジスタの設定などを行う。
なお、ポートＰ１〜Ｐ４、ＰＨＹ部Ｙ１〜Ｙ４及びバッファＢ１〜Ｂ４の符号に関して、アルファベットに続く１〜４の何れかの数字をｍとすると、ＰＨＹ部ＹｍとバッファＢｍは、ポートＰｍに対応するものであることを意味する。

この通信ネットワーク１では、中継装置１１のポートＰ１と、中継装置１２のポートＰ１とが、通信線３１で接続されており、中継装置１２のポートＰ２と、中継装置１３のポートＰ１とが、通信線３２で接続されている。更に、中継装置１３のポートＰ２と、中継装置１４のポートＰ２とが、通信線３３で接続されており、中継装置１４のポートＰ１と、中継装置１１のポートＰ２とが、通信線３４で接続されている。

そして、中継装置１１のポートＰ３，Ｐ４には、通信線３５，３６を介してＥＣＵ２１，２１がそれぞれ接続されており、中継装置１２のポートＰ３，Ｐ４には、通信線３７，３８を介してＥＣＵ２３，２４がそれぞれ接続されている。また、中継装置１３のポートＰ３，Ｐ４には、通信線３９，４０を介してＥＣＵ２５，２６がそれぞれ接続されており、中継装置１４のポートＰ３，Ｐ４には、通信線４１，４２を介してＥＣＵ２７，２８がそれぞれ接続されている。

つまり、中継装置１１〜１４は、各中継装置のポートＰ１，Ｐ２が、他の中継装置のポートＰ１，Ｐ２に接続されることで、リング状に接続されている。リング状とは、ループ状のことでもある。そして、中継装置１１〜１４のポートＰ１〜Ｐ４のうち、リング状接続に使用されていないポートＰ３，Ｐ４には、通信ノードとしてのＥＣＵ２１〜２８が接続されている。

このため、中継装置１１〜１４間の通信経路としては、例えば中継装置１１を起点とすると、中継装置１１から中継装置１２への方向である左回りの通信経路と、中継装置１１から中継装置１４への方向である右回りの通信経路との、２つが存在することとなる。そして、その２つの通信経路は、ＥＣＵ２１〜２８のうち、異なる中継装置１１〜１４に接続されているＥＣＵ間の通信について、２つの通信経路として機能することができる。

なお、以下の説明においては、中継装置１１〜１４のポートＰ１〜Ｐ４のうち、リング状接続に用いられているポートＰ１，Ｐ２、すなわち、他の中継装置に接続されているポートＰ１，Ｐ２のことを、リングポートともいう。また、リングポートではないポートＰ３，Ｐ４、すなわち、ＥＣＵが接続されているポートＰ３，Ｐ４のことを、通常ポートともいう。

一方、各中継装置１１〜１４におけるＭＡＣアドレステーブル５５には、その中継装置における各ポートについて、そのポートの先に接続されている装置のＭＡＣアドレスが登録されている。なお、ＥＣＵに付した符号としての数字を「ｘ」とすると、以下の説明及び図２では、ＥＣＵｘのＭＡＣアドレスを「ＡＤｘ」と記載している。

例えば、図２に示すように、中継装置１１におけるＭＡＣアドレステーブル５５では、ポートＰ３については、ＥＣＵ２１のＭＡＣアドレスである「ＡＤ２１」が登録され、ポートＰ４に対しては、ＥＣＵ２２のＭＡＣアドレスである「ＡＤ２２」が登録される。そして、ポートＰ１，Ｐ２の各々については、他の中継装置１２〜１４のポートＰ３，Ｐ４に接続されているＥＣＵ２３〜２８のＭＡＣアドレスである「ＡＤ２３」〜「ＡＤ２８」が登録される。中継装置１１のポートＰ１，Ｐ２の先には、他の中継装置１２〜１４を介してＥＣＵ２３〜２８が接続されていることになるからである。

更に、ＭＡＣアドレステーブル５５において、リングポートＰ１，Ｐ２の各々については、ＭＡＣアドレスに対する付加情報として、中継数も登録されている。中継数は、リングポートから送信されるフレームが、宛先に到達するまでに経由する他の中継装置の数である。この場合の宛先とは、ＭＡＣアドレステーブル５５において、その中継数と対応付けて登録されたＭＡＣアドレスのＥＣＵのことである。

例えば、図２に示すように、中継装置１１におけるＭＡＣアドレステーブル５５では、ポートＰ１について登録された「ＡＤ２３」，「ＡＤ２４」に対しては、中継数として「１」が登録される。中継装置１１のポートＰ１からＥＣＵ２３又はＥＣＵ２４へ至るまでの通信経路、すなわち左回りの通信経路には、１つの中継装置１２が存在するからである。これに対して、ポートＰ２について登録された「ＡＤ２３」，「ＡＤ２４」に対しては、中継数として「３」が登録される。中継装置１１のポートＰ２からＥＣＵ２３又はＥＣＵ２４へ至るまでの通信経路、すなわち右回りの通信経路には、３つの中継装置１２〜１４が存在するからである。

［１−２．処理］
中継装置１１〜１４のスイッチ部５１は、イーサネット規格に従ったフィルタリングやフラッディングなどの中継処理を行うが、図３に示す分配制御処理も行う。以下では、分配制御処理について、中継装置１１を例に挙げて説明するが、他の中継装置１２〜１４においても、同様の処理が行われる。

中継装置１１のスイッチ部５１は、２つの通常ポートＰ３，Ｐ４から同一宛先フレームを同時に受信した場合に、図３の分配制御処理を行う。同一宛先フレームは、ポートＰ１，Ｐ２につながる通信経路の夫々によって到達可能な同じ通信ノードを宛先とするフレームである。スイッチ部５１は、フレームの宛先を、例えばフレーム中の宛先ＭＡＣアドレスによって判別する。

図３に示すように、スイッチ部５１は、分配制御処理を開始すると、Ｓ１１０にて、通常ポートＰ３，Ｐ４から受信した各フレーム（すなわち、各同一宛先フレーム）のサイズの差が、予め定められた所定範囲内であるか否かを判定する。なお、差とは、詳しくは、差の絶対値である。また、各フレームのサイズは、ポートＰ３，Ｐ４の夫々に対応する各受信バッファに格納された受信データのサイズから検出することができる。

スイッチ部５１は、Ｓ１１０で肯定判定した場合には、Ｓ１３０に進むが、Ｓ１１０で否定判定した場合には、Ｓ１２０に進む。
スイッチ部５１は、Ｓ１２０では、フレームを受信した各ポートＰ３，Ｐ４の帯域が、予め定められた閾値以上であるか否かを判定する。各ポートＰ３，Ｐ４の帯域とは、ポートＰ３，Ｐ４の夫々から受信された各フレームの実際の通信速度である。スイッチ部５１は、ポートＰ３に対応する受信バッファに格納された受信データの、単位時間あたりの増加量を測定することにより、ポートＰ３から受信されたフレームの通信速度（すなわち、ポートＰ３の帯域）を検出することができる。同様に、スイッチ部５１は、ポートＰ４に対応する受信バッファに格納された受信データの、単位時間あたりの増加量を測定することにより、ポートＰ４から受信されたフレームの通信速度（すなわち、ポートＰ４の帯域）を検出することができる。そして、スイッチ部５１は、Ｓ１２０で肯定判定した場合にも、Ｓ１３０に進む。

つまり、スイッチ部５１は、Ｓ１１０にて「通常ポートＰ３，Ｐ４から受信した各フレームのサイズの差が所定範囲内」と判定するか、Ｓ１２０にて「通常ポートＰ３，Ｐ４から受信した各フレームの通信速度が閾値以上」と判定すると、Ｓ１３０に進む。

スイッチ部５１は、Ｓ１３０では、分配転送処理を行う。Ｓ１３０の分配転送処理は、通常ポートＰ３，Ｐ４から受信した各フレームを、２つのリングポートＰ１，Ｐ２から２つの通信経路に分配して送信する処理である。そして、この分配転送処理は、分配転送部としての処理である。

具体的には、スイッチ部５１は、Ｓ１３０の分配転送処理では、通常ポートＰ３，Ｐ４から受信した２つの同一宛先フレームのうち、通信速度が最大であるフレームは、ポートＰ１，Ｐ２につながる２つの通信経路のうち、最短経路へ送信する。そして、２つの同一宛先フレームのうち、通信速度が最大ではないフレーム、すなわち、通信速度が小さい方のフレームは、２つの通信経路のうち、最短経路ではない通信経路へ送信する。なお、最短経路とは、宛先までの中継数が最小の通信経路である。スイッチ部５１は、宛先までの中継数を、ＭＡＣアドレステーブル５５に登録されている中継数によって判別する。

つまり、Ｓ１３０の分配転送処理では、２つの同一宛先フレームのうち、通信速度が大きい順の順番が、ｎ番目であるフレームは、２つの通信経路のうち、中継数が少ない順の順番が、ｎ番目である通信経路へ送信する。なお、ｎは、１以上の整数である。

そして、スイッチ部５１は、Ｓ１３０の分配転送処理を行った後、当該分配制御処理を終了する。
また、スイッチ部５１は、Ｓ１２０で否定判定した場合には、Ｓ１４０に進む。スイッチ部５１は、Ｓ１４０では、通常ポートＰ３，Ｐ４から受信した２つの同一宛先フレームを、ポートＰ１，Ｐ２につながる２つの通信経路のうち、最短経路へ送信する。そして、スイッチ部５１は、その後、当該分配制御処理を終了する。

一方、スイッチ部５１は、ポートＰ３，Ｐ４の一方から、他の中継装置に接続されているＥＣＵを宛先としたフレームを受信した場合にも、そのフレームを、ポートＰ１，Ｐ２につながる２つの通信経路のうち、最短経路へ送信する。

［１−３．作用例］
例えば、中継装置１１のポートＰ３，Ｐ４に接続されているＥＣＵ２１，２２の夫々が、ＥＣＵ２３を宛先とするフレームを同時に送信したとする。また、ＥＣＵ２１からのフレームの方が、ＥＣＵ２２からのフレームよりも、通信速度が大きかったとする。

この場合、ＥＣＵ２１，２２から送信された各フレームのサイズの差が前述の所定範囲内であるか、あるいは、その各フレームの通信速度が前述の閾値以上であれば、中継装置１１のスイッチ部５１は、上記Ｓ１３０の分配転送処理を行うこととなる。

そして、スイッチ部５１は、その分配転送処理により、通信速度が大きかった方のフレーム、すなわち、ＥＣＵ２１からのフレームは、ポートＰ１から左回りの通信経路に送信することとなる。また、スイッチ部５１は、通信速度が小さかった方のフレーム、すなわち、ＥＣＵ２２からのフレームは、ポートＰ２から右周りの通信経路に送信することとなる。図２に示すように、フレームの宛先であるＥＣＵ２３までの中継数は、ポートＰ１側の通信経路が「１」であるのに対して、ポートＰ２側の通信経路では「３」であるからである。

［１−４．効果］
以上詳述した第１実施形態によれば、以下の効果を奏する。
（１ａ）中継装置１１〜１４のスイッチ部５１は、２つの通常ポートＰ３，Ｐ４から同一宛先フレームを同時に受信した場合に、その各同一宛先フレームを、２つのポートＰ１，Ｐ２につながる２つの通信経路に分配して送信する。

このため、２つの通常ポートＰ３，Ｐ４から同時に受信された同一宛先フレーム、すなわち、同じ宛先のフレームを、効率良く転送することができる。具体的には、同じ宛先の各フレームが、２つの通信経路に分配されるため、何れかの通信経路での通信速度が上限値に達してしまう可能性を低減することができる。よって、２つのフレームのトータルの通信速度が、１つの通信経路での通信速度上限値に制限されてしまうことを回避することができる。

（１ｂ）スイッチ部５１は、Ｓ１３０の分配転送処理では、通常ポートＰ３，Ｐ４から受信した２つの同一宛先フレームのうち、通信速度が最大であるフレームは、最短経路へ送信し、通信速度が最大ではない方のフレームは、最短経路ではない方の通信経路へ送信する。つまり、同時に受信された複数の同一宛先フレームのうち、通信速度が大きい順の順番が、ｎ番目であるフレームは、複数の通信経路のうち、中継数が少ない順の順番が、ｎ番目である通信経路へ送信する。

このため、通信速度が大きかったフレームほど、中継数が少ない通信経路によって転送することができる。よって、各通信経路での通信速度が上限値に達してしまう可能性を一層低減することができる。また、送信元からのフレームの通信速度をできるだけ確保することができる。

（１ｃ）スイッチ部５１は、通常ポートＰ３，Ｐ４から同一宛先フレームが同時に受信された場合に、図３のＳ１１０とＳ１２０との何れかで肯定判定した場合には、分配実施条件が成立していると判定して、Ｓ１３０の分配転送処理を行う。一方、スイッチ部５１は、図３のＳ１１０とＳ１２０との両方で否定判定した場合には、分配実施条件が成立していないと判断して、分配転送処理を行わず、図３のＳ１４０にて、受信した各同一宛先フレームを最短経路へ送信する最短転送部としての処理を行う。

つまり、スイッチ部５１は、Ｓ１１０，Ｓ１２０の処理により、分配実施条件が成立しているか否かを判定して、分配実施条件が成立していると判定した場合には、分配転送処理の実施を許可し、分配実施条件が成立していないと判定した場合には、分配転送処理を禁止している。そして、分配転送処理を禁止した場合には、Ｓ１４０にて、最短転送部としての処理を行うようになっている。

このため、分配実施条件が成立しているか否かにより、複数の同一宛先フレームを、複数の通信経路に分けて送信するか、複数の通信経路のうちの最短経路だけに送信するかを、切り替えることができる。

（１ｄ）分配実施条件には、Ｓ１１０で判定される条件、すなわち「各同一宛先フレームのサイズの差が所定範囲内」という第１条件が含まれる。このため、同じようなサイズの複数の同一宛先フレームが同時に受信された場合に、その各同一宛先フレームを、複数の通信経路に分配することができる。

（１ｅ）分配実施条件には、Ｓ１２０で判定される条件、すなわち「各同一宛先フレームの通信速度が閾値以上」という第２条件が含まれる。このため、送信量が多い複数の同一宛先フレームが同時に受信された場合に、その各同一宛先フレームを、複数の通信経路に分配することができる。

（１ｆ）分配実施条件は、Ｓ１１０で判定される上記第１条件と、Ｓ１２０で判定される上記第２条件との、何れかが成立したという条件になっている。このため、上記（１ｄ）で述べた効果と上記（１ｅ）で述べた効果との、両方を奏する。

変形例として、例えば、分配実施条件は、Ｓ１１０で判定される上記第１条件と、Ｓ１２０で判定される上記第２条件とのうち、何れか一方だけであっても良い。具体的には、図３の分配制御処理において、Ｓ１１０とＳ１２０とのうちの一方を削除しても良い。Ｓ１２０を削除する場合には、Ｓ１１０で否定判定した場合にＳ１４０へ進むように構成すれば良い。

なお、この第１実施形態では、ポートＰ３，Ｐ４が、第１種ポートに相当し、ポートＰ１，Ｐ２が、第２種ポートに相当する。また、スイッチ部５１は、分配転送部、判定部、及び最短転送部の夫々として機能する。そして、図３の分配制御処理のうち、Ｓ１１０、Ｓ１２０は、判定部としての処理に相当し、Ｓ１３０は、分配転送部としての処理に相当し、Ｓ１４０は、最短転送部としての処理に相当する。

［２．第２実施形態］
［２−１．第１実施形態との相違点］
第２実施形態は、基本的な構成は第１実施形態と同様であるため、相違点について以下に説明する。なお、第１実施形態と同じ構成要素については、第１実施形態と同じ符号を用いるため、詳細な説明を省略する。

［２−１−１．構成］
図４に示す第２実施形態の通信ネットワーク６０は、中継装置６１〜６８と、ＥＣＵ７１〜７６と、を備える。中継装置６１には、ＥＣＵ７１〜７５が接続されている。また、中継装置６３には、ＥＣＵ７１〜７５からのフレームの宛先となり得るＥＣＵ７６が接続されている。そして、中継装置６１とＥＣＵ７６との間には、第１〜第３の通信経路Ｒ１〜Ｒ３が存在する。なお、中継装置、ＥＣＵ及び通信経路の数は一例である。

第１の通信経路Ｒ１は、「中継装置６１→中継装置６２→中継装置６３→ＥＣＵ７６」の経路である。このため、中継装置６１からＥＣＵ７６までの第１の通信経路Ｒ１における中継数は「２」である。

第２の通信経路Ｒ２は、「中継装置６１→中継装置６４→中継装置６５→中継装置６３→ＥＣＵ７６」の経路である。このため、中継装置６１からＥＣＵ７６までの第２の通信経路Ｒ２における中継数は「３」である。

第３の通信経路Ｒ３は、「中継装置６１→中継装置６６→中継装置６７→中継装置６８→中継装置６３→ＥＣＵ７６」の経路である。このため、中継装置６１からＥＣＵ７６までの第３の通信経路Ｒ３における中継数は「４」である。

中継装置６１は、第１実施形態の中継装置１１と同様の構成を有するが、ポートを少なくとも８個備えている。中継装置６１のポートＰ１１〜Ｐ１８のうち、ＥＣＵ７１〜７５の夫々が接続されているポートＰ１１〜Ｐ１５は、第１実施形態のポートＰ３，Ｐ４と同様の通常ポートである。また、中継装置６１のポートＰ１１〜Ｐ１８のうち、他の中継装置６２，６４，６６の夫々に接続されているポートＰ１６〜Ｐ１８は、第１実施形態のポートＰ１，Ｐ２と同様のリングポートである。ポートＰ１１〜Ｐ１５は、第１種ポートに相当し、ポートＰ１５〜Ｐ１８は、第２種ポートに相当する。

［２−１−２．処理］
中継装置６１のスイッチ部５１は、通常ポートＰ１１〜Ｐ１５のうちの何れか２つから同一宛先フレームを同時に受信した場合には、前述した図３の分配制御処理を行う。図４の例において、中継装置６１が受信する同一宛先フレームは、ＥＣＵ７６を宛先とするフレームである。

また、本第２実施形態では、中継装置６１とＥＣＵ７６との間に３つの通信経路Ｒ１〜Ｒ３がある。このため、スイッチ部５１は、Ｓ１３０の分配転送処理では、２つの通常ポートから受信した２つの同一宛先フレームのうち、通信速度が最大ではない方のフレームは、３つの通信経路Ｒ１〜Ｒ３のうち、宛先までの中継数が２番目に小さい通信経路Ｒ２へ送信する。なお、変形例として、通信速度が最大ではない方のフレームは、宛先までの中継数が３番目に小さい通信経路Ｒ３、すなわち、中継数が最も多い通信経路Ｒ３へ送信するようになっていても良い。

一方、中継装置６１のスイッチ部５１は、通常ポートＰ１１〜Ｐ１５のうちの３つ以上から同一宛先フレームを同時に受信した場合には、図５に示す分配制御処理を行う。
図５に示すように、スイッチ部５１は、分配制御処理を開始すると、Ｓ２１０にて、３つ以上の通常ポートから受信した各フレームのサイズの平均値と、各フレームのサイズとの差が、全て所定範囲内であるか否かを判定する。

スイッチ部５１は、Ｓ２１０で肯定判定した場合には、Ｓ２３０に進むが、Ｓ２１０で否定判定した場合には、Ｓ２２０に進む。
スイッチ部５１は、Ｓ２２０では、フレームを受信した３つ以上の通常ポートのうち、２つ以上の通常ポートの帯域が、予め定められた閾値以上であるか否かを判定する。つまり、スイッチ部５１は、Ｓ２２０では、受信した３つ以上の同一宛先フレームのうち、２つ以上の同一宛先フレームの通信速度が閾値以上か否かを判定する。そして、スイッチ部５１は、Ｓ２２０で肯定判定した場合にも、Ｓ２３０に進む。

スイッチ部５１は、Ｓ２３０では、第１パターン又は第２パターンの分配転送処理を行う。Ｓ２３０で行われる分配転送処理のパターンは、同一宛先フレームを受信した通常ポートの数が、宛先までの通信経路Ｒ１〜Ｒ３の数よりも大きいか否かによって異なる。

〈第１パターンの分配転送処理〉
スイッチ部５１は、３つの通常ポートから同一宛先フレームを同時に受信した場合、すなわち、受信した同一宛先フレームが３つの場合には、第１パターンの分配転送処理として、図３のＳ１３０と同様の処理を行う。

つまり、スイッチ部５１は、受信した３つの同一宛先フレームのうち、通信速度が大きい順の順番が、ｎ番目であるフレームは、３つの通信経路Ｒ１〜Ｒ３のうち、宛先までの中継数が少ない順の順番が、ｎ番目である通信経路へ送信する。

このため、通信速度が最も大きかったフレームは、中継数が最も少ない最短経路である通信経路Ｒ１へ送信される。また、通信速度が２番目に大きかったフレームは、中継数が２番目に少ない通信経路Ｒ２へ送信される。そして、通信速度が３番目に大きかったフレーム、すなわち、通信速度が最も小さかったフレームは、中継数が３番目に少ない通信経路Ｒ３へ送信される。なお、変形例として、通信速度が２番目に大きかったフレームを通信経路Ｒ３へ送信し、通信速度が３番目に大きかったフレームを通信経路Ｒ２へ送信するようになっていても良い。

〈第２パターンの分配転送処理〉
スイッチ部５１は、通信経路Ｒ１〜Ｒ３の数よりも大きい数の通常ポートから同一宛先フレームを同時に受信した場合、すなわち、受信した同一宛先フレームが４つ以上の場合には、第２パターンの分配転送処理として、下記の処理を行う。ここでは、通信経路Ｒ１〜Ｒ３の数を「Ｚ」とし、同一宛先フレームを同時に受信した通常ポートの数を「Ｍ」として説明する。この場合、「Ｚ＜Ｍ」である。

スイッチ部５１は、受信したＭ個の同一宛先フレームのうち、通信速度が大きい順の順番をＺで割った余りの値が０でないフレームは、Ｚ個の通信経路のうち、宛先までの中継数が少ない順の順番が、前記余りの値と同じである通信経路へ送信する。そして、受信したＭ個の同一宛先フレームのうち、通信速度が大きい順の順番が、Ｚの整数倍であるフレームは、Ｚ個の通信経路のうち、宛先までの中継数が少ない順の順番が、Ｚである通信経路、すなわち、中継数が最大の通信経路へ送信する。

このため、例えば「Ｍ＝５」であるとすると、「Ｚ＝３」であることから、受信された５つの同一宛先フレームのうち、通信速度が大きい順で１番目と４番目の同一宛先フレームは、中継数が少ない順で１番目である通信経路Ｒ１へ送信される。そして、５つの同一宛先フレームのうち、通信速度が大きい順で２番目と５番目の同一宛先フレームは、中継数が少ない順で２番目である通信経路Ｒ２へ送信される。また、５つの同一宛先フレームのうち、通信速度が大きい順で３番目の同一宛先フレームは、中継数が少ない順で３番目である通信経路Ｒ３へ送信される。もし、「Ｎ＝６」であるとすると、６つの同一宛先フレームのうち、通信速度が大きい順で６番目の同一宛先フレームも、通信経路Ｒ３へ送信されることとなる。

そして、スイッチ部５１は、Ｓ２３０の分配転送処理を行った後、当該分配制御処理を終了する。
また、スイッチ部５１は、Ｓ２２０で否定判定した場合には、Ｓ２４０に進む。スイッチ部５１は、Ｓ２４０では、図３のＳ１４０と同様に、複数の通常ポートから受信した同一宛先フレームの夫々を、３つの通信経路Ｒ１〜Ｒ３のうち、最短経路である通信経路Ｒ１へ送信する。そして、スイッチ部５１は、その後、当該分配制御処理を終了する。

一方、例えば中継装置６１のスイッチ部５１は、通常ポートＰ１１〜Ｐ１５の何れか１つから、ＥＣＵ７６を宛先としたフレームを受信した場合にも、そのフレームを、最短経路である通信経路Ｒ１へ送信する。

なお、図５の分配制御処理のうち、Ｓ２１０、Ｓ２２０は、判定部としての処理に相当し、Ｓ２３０は、分配転送部としての処理に相当し、Ｓ２４０は、最短転送部としての処理に相当する。

［２−２．効果］
（２ａ）第２実施形態の中継装置６１によっても、上記（１ａ）で述べた効果と同様の効果が得られる。

（２ｂ）リングポートＰ１６〜Ｐ１８及び通信経路Ｒ１〜Ｒ３の数を「Ｚ」とすると、中継装置６１のスイッチ部５１は、Ｚ以下であるＮ個の通常ポートから同一宛先フレームを同時に受信した場合に、第１実施形態と同じ分配転送処理を行う。Ｎは、２以上の整数である。本第２実施形態では、「Ｚ＝３」であるため、Ｎは２又は３である。つまり、スイッチ部５１は、受信したＮ個の同一宛先フレームのうち、通信速度が大きい順の順番が、ｎ番目であるフレームは、Ｚ個の通信経路のうち、中継数が少ない順の順番が、ｎ番目である通信経路へ送信する。この動作は、図３のＳ１３０における分配転送処理と、図５のＳ２３０における第１パターンの分配転送処理とによって実現される。よって、本第２実施形態の中継装置６１によっても、上記（１ｂ）で述べた効果と同様の効果が得られる。

また、中継装置６１のスイッチ部５１は、Ｚより大きいＭ個の通常ポートから同一宛先フレームを同時に受信した場合に、図５のＳ２３０では第２パターンの分配転送処理を行う。このため、通信経路Ｒ１〜Ｒ３の数よりも大きい数の通常ポートから同一宛先フレームを同時に受信した場合にも、上記（１ｂ）で述べた効果と同様の効果が得られる。

（２ｃ）中継装置６１のスイッチ部５１は、通常ポートＰ１１〜Ｐ１５のうちの３つ以上から同一宛先フレームを同時に受信した場合には、図５の分配制御処理を行う。そして、図５の分配制御処理では、Ｓ２１０，Ｓ２２０の処理により、分配実施条件が成立しているか否かを判定して、分配実施条件が成立していると判定した場合には、Ｓ２３０の分配転送処理の実施を許可する。また、分配実施条件が成立していないと判定した場合には、分配転送処理を禁止し、Ｓ２４０にて、最短転送部としての処理を行うようになっている。このため、上記（１ｃ）で述べた効果と同様の効果が得られる。

（２ｄ）図５の分配制御処理で判定される分配実施条件には、Ｓ２１０で判定される条件、すなわち「各同一宛先フレームのサイズの平均値と、各同一宛先フレームのサイズとの差が、全て所定範囲内」という第１条件が含まれる。このため、３つ以上の通常ポートから同一宛先フレームを同時に受信した場合にも、上記（１ｄ）で述べた効果と同様の効果が得られる。

（２ｅ）図５の分配制御処理で判定される分配実施条件には、Ｓ２２０で判定される条件、すなわち、「各同一宛先フレームのうち、２つ以上の同一宛先フレームの通信速度が閾値以上」という第２条件が含まれる。このため、３つ以上の通常ポートから同一宛先フレームを同時に受信した場合にも、上記（１ｅ）で述べた効果と同様の効果が得られる。

（２ｆ）図５の分配制御処理で判定される分配実施条件は、Ｓ２１０で判定される上記第１条件と、Ｓ２２０で判定される上記第２条件との、何れかが成立したという条件になっている。このため、上記（２ｄ）及び（２ｅ）の両方で述べた効果を奏する。

変形例として、例えば、図５の分配制御処理で判定される分配実施条件は、Ｓ２１０で判定される上記第１条件と、Ｓ２２０で判定される上記第２条件とのうち、何れか一方だけであっても良い。具体的には、図５の分配制御処理において、Ｓ２１０とＳ２２０とのうちの一方を削除しても良い。Ｓ２２０を削除する場合には、Ｓ２１０で否定判定した場合にＳ２４０へ進むように構成すれば良い。

［３．他の実施形態］
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。

例えば、上記各実施形態の通信ネットワーク１，６０は、車両以外における通信ネットワークであっても良い。また、例えば第２実施形態の通信ネットワーク６０において、中継装置６１からＥＣＵ７６へ至るまでの通信経路の数は、２つあるいは４つ以上であっても良い。

また、上記実施形態における１つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、１つの構成要素が有する１つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしても良い。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、１つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される１つの機能を、１つの構成要素によって実現したりしても良い。また、上記実施形態の構成の一部を省略しても良い。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換しても良い。なお、特許請求の範囲に記載した文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本開示の実施形態である。また、上述した中継装置の他、当該中継装置を構成要素とする通信ネットワーク、当該中継装置としてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した半導体メモリ等の非遷移的実態的記録媒体、中継方法など、種々の形態で本開示を実現することもできる。

１１〜１４，６１…中継装置、Ｐ３、Ｐ４，Ｐ１１〜Ｐ１５…通常ポート、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ１６〜Ｐ１８…リングポート、５１…スイッチ部

Claims (11)

1. フレームを送受信するための４個以上のポートを備える中継装置（１１〜１４，６１）であって、
   前記ポートとして、
   複数の通信ノードの夫々につながる複数の第１種ポート（Ｐ３,Ｐ４，Ｐ１１〜Ｐ１５）と、
   前記第１種ポートにつながる通信ノードとは別の通信ノードへ至る複数の通信経路の夫々につながる複数の第２種ポート（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ１６〜Ｐ１８）と、を備え、
   複数の前記第１種ポートから、複数の前記通信経路の夫々によって到達可能な同じ通信ノードを宛先とするフレームである同一宛先フレームが同時に受信された場合に、前記受信された各同一宛先フレームを、複数の前記第２種ポートから複数の前記通信経路に分配して送信するように構成された分配転送部（５１，Ｓ１３０，Ｓ２３０）を備える、
   中継装置。
2. 請求項１に記載の中継装置であって、
   前記第２種ポート及び前記通信経路の数をＺとすると、
   前記分配転送部は、
   Ｚ以下であるＮ個の前記第１種ポートから前記同一宛先フレームが同時に受信された場合に、前記受信されたＮ個の同一宛先フレームのうち、通信速度が最大であるフレームは、Ｚ個の前記通信経路のうち、前記同一宛先フレームの宛先の通信ノードへ至るまでに経由する他の中継装置の数である中継数が最小の通信経路へ送信し、前記受信されたＮ個の同一宛先フレームのうち、通信速度が最大ではないフレームは、Ｚ個の前記通信経路のうち、前記中継数が最小ではない通信経路へ送信するように構成されている、
   中継装置。
3. 請求項２に記載の中継装置であって、
   前記分配転送部は、
   前記受信されたＮ個の同一宛先フレームのうち、通信速度が大きい順の順番が、ｎ番目であるフレームは、Ｚ個の前記通信経路のうち、前記中継数が少ない順の順番が、ｎ番目である通信経路へ送信するように構成されている、
   中継装置。
4. 請求項１に記載の中継装置であって、
   前記第２種ポート及び前記通信経路の数をＺとすると、
   前記分配転送部は、
   Ｚより大きいＭ個の前記第１種ポートから前記同一宛先フレームが同時に受信された場合に、前記受信されたＭ個の同一宛先フレームのうち、通信速度が大きい順の順番をＺで割った余りの値が０でないフレームは、Ｚ個の前記通信経路のうち、前記同一宛先フレームの宛先の通信ノードへ至るまでに経由する他の中継装置の数である中継数が少ない順の順番が、前記余りの値と同じである通信経路へ送信し、前記受信されたＭ個の同一宛先フレームのうち、通信速度が大きい順の順番が、Ｚの整数倍であるフレームは、Ｚ個の前記通信経路のうち、前記中継数が少ない順の順番が、Ｚである通信経路へ送信するように構成されている、
   中継装置。
5. 請求項１ないし請求項４の何れか１項に記載の中継装置であって、
   複数の前記第１種ポートから前記同一宛先フレームが同時に受信された場合に、前記受信された各同一宛先フレームについて所定の分配実施条件が成立しているか否かを判定し、前記分配実施条件が成立していると判定した場合には、前記分配転送部の動作を許可し、前記分配実施条件が成立していないと判定した場合には、前記分配転送部の動作を禁止するように構成された判定部（５１，Ｓ１１０，Ｓ１２０，Ｓ２１０，Ｓ２２０）と、
   前記判定部により前記分配転送部の動作が禁止された場合には、前記受信された各同一宛先フレームを、複数の前記通信経路のうち、前記同一宛先フレームの宛先の通信ノードへ至るまでに経由する他の中継装置の数である中継数が最小の通信経路へ送信するように構成された最短転送部（５１，Ｓ１４０，Ｓ２４０）と、を更に備える、
   中継装置。
6. 請求項５に記載の中継装置であって、
   ２つの前記第１種ポートから前記同一宛先フレームが同時に受信された場合の、前記分配実施条件には、
   前記受信された各同一宛先フレームのサイズの差が所定範囲内、という条件（Ｓ１１０）が含まれる、
   中継装置。
7. 請求項５又は請求項６に記載の中継装置であって、
   ２つの前記第１種ポートから前記同一宛先フレームが同時に受信された場合の、前記分配実施条件には、
   前記受信された各同一宛先フレームの通信速度が閾値以上、という条件（Ｓ１２０）が含まれる、
   中継装置。
8. 請求項５に記載の中継装置であって、
   ２つの前記第１種ポートから前記同一宛先フレームが同時に受信された場合の、前記分配実施条件は、
   前記受信された各同一宛先フレームのサイズの差が所定範囲内、という第１条件（Ｓ１１０）と、前記各同一宛先フレームの通信速度が閾値以上、という第２条件（Ｓ１２０）との、何れかが成立したという条件である、
   中継装置。
9. 請求項５に記載の中継装置であって、
   ３つ以上の前記第１種ポートから前記同一宛先フレームが同時に受信された場合の、前記分配実施条件には、
   前記受信された各同一宛先フレームのサイズの平均値と、前記各同一宛先フレームのサイズとの差が、全て所定範囲内、という条件（Ｓ２１０）が含まれる、
   中継装置。
10. 請求項５又は請求項９に記載の中継装置であって、
    ３つ以上の前記第１種ポートから前記同一宛先フレームが同時に受信された場合の、前記分配実施条件には、
    前記受信された各同一宛先フレームのうち、２つ以上の同一宛先フレームの通信速度が閾値以上、という条件（Ｓ２２０）が含まれる、
    中継装置。
11. 請求項５に記載の中継装置であって、
    ３つ以上の前記第１種ポートから前記同一宛先フレームが同時に受信された場合の、前記分配実施条件は、
    前記受信された各同一宛先フレームのサイズの平均値と、前記各同一宛先フレームのサイズとの差が、全て所定範囲内、という第１条件（Ｓ２１０）と、前記各同一宛先フレームのうち、２つ以上の同一宛先フレームの通信速度が閾値以上、という第２条件（Ｓ２２０）との、何れかが成立したという条件である、
    中継装置。

Images