JP2018164164A - スイッチ装置、通信制御方法および通信制御プログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】車載ネットワークにおけるＩＰパケットの中継処理を効率よく行うことが可能なスイッチ装置、通信制御方法および通信制御プログラムを提供する。【解決手段】スイッチ装置は、車載ネットワークにおけるフローデータを中継するスイッチ装置であって、少なくとも送信先ＩＰアドレスと送信元ＩＰアドレスと送信先ポート情報と送信元ポート情報と送信先ＭＡＣアドレスとの対応関係を示す対応情報を取得する取得部と、自己の前記スイッチ装置が受信したフレームであって前記フローデータを構成するフレームに含まれる送信先ＩＰアドレス、送信元ＩＰアドレス、送信先ポート情報および送信元ポート情報に基づいて、前記対応情報から前記送信先ＭＡＣアドレスを取得し、取得した前記送信先ＭＡＣアドレスを前記フレームに含めて送信する送信処理を行う中継部とを備える。【選択図】図４
Description
本発明は、スイッチ装置、通信制御方法および通信制御プログラムに関する。
従来、車載ネットワークにおけるセキュリティを向上させるための車載ネットワークシステムが開発されている。
たとえば、特許文献１（特開２０１３−１６８８６５号公報）には、以下のような車載ネットワークシステムが開示されている。すなわち、車載ネットワークシステムは、車載ネットワーク上で用いられる通信規約のうち前記車載ネットワーク上における実装に依拠する部分を定義する定義データを格納するメモリを備えた車載制御装置と、前記車載制御装置に対して前記定義データを発行する通信規約発行装置とを備える。前記通信規約発行装置は、前記車載制御装置を前記車載ネットワークに参加させる登録装置から、前記車載制御装置を前記車載ネットワークに参加させるよう要求する登録要求を受け取ると、前記登録装置に対する認証を実施した上で、前記車載ネットワークに上における実装に準拠した前記定義データを作成して前記登録装置に返信する。前記登録装置は、前記通信規約発行装置が送信した前記定義データを受け取り、受け取った前記定義データを前記メモリ上に格納するよう前記車載制御装置に対して要求する。そして、前記車載制御装置は、前記登録装置から定義データを受け取って前記メモリ上に格納し、前記定義データが定義する前記部分にしたがって、前記通信規約に準拠して前記車載ネットワークを用いて通信する。
特許文献１に記載の車載ネットワークでは、車載制御装置からの情報を中継する通信ゲートウェイが設けられる。
たとえば、通信ゲートウェイの構成として、レイヤ２（Ｌ２）の中継処理を行うＬ２スイッチと、レイヤ３（Ｌ３）の中継処理を行うＭＣＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）とを備える構成が考えられる。
このような構成において、たとえばＬ２スイッチを高速化した場合、Ｌ２レベルで中継されるフレームの伝送が高速化される。しかしながら、ＭＰＵが高速化していない場合、Ｌ３レベルで中継されるＩＰパケットの伝送は高速化されないので、車両の外部における外部装置と車載機器との間におけるＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）通信はＬ２レベルにおける高速化の恩恵を享受できない。
この発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、車載ネットワークにおけるＩＰパケットの中継処理を効率よく行うことが可能なスイッチ装置、通信制御方法および通信制御プログラムを提供することである。
（１）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わるスイッチ装置は、車載ネットワークにおけるフローデータを中継するスイッチ装置であって、少なくとも送信先ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）アドレスと送信元ＩＰアドレスと送信先ポート情報と送信元ポート情報と送信先ＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）アドレスとの対応関係を示す対応情報を取得する取得部と、自己の前記スイッチ装置が受信したフレームであって前記フローデータを構成するフレームに含まれる送信先ＩＰアドレス、送信元ＩＰアドレス、送信先ポート情報および送信元ポート情報に基づいて、前記対応情報から前記送信先ＭＡＣアドレスを取得し、取得した前記送信先ＭＡＣアドレスを前記フレームに含めて送信する送信処理を行う中継部とを備える。
（２）上記課題を解決するために、この発明の他の局面に係わるスイッチ装置は、車載ネットワークにおけるフローデータを中継するスイッチ装置であって、少なくとも送信先ＩＰアドレスと送信元ＩＰアドレスと送信先ポート情報と送信元ポート情報とを一意に決定する値と送信先ＭＡＣアドレスとの対応関係を示す対応情報を取得する取得部と、自己の前記スイッチ装置が受信したフレームであって前記フローデータを構成するフレーム、に含まれる値であって前記フレームの送信先ＩＰアドレス、送信元ＩＰアドレス、送信先ポート情報および送信元ポート情報を一意に決定する値に対応する前記送信先ＭＡＣアドレスを前記対応情報から取得し、取得した前記送信先ＭＡＣアドレスを前記フレームに含めて送信する送信処理を行う中継部とを備える。
（１０）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる通信制御方法は、車載ネットワークにおけるフローデータを中継するスイッチ装置における通信制御方法であって、少なくとも送信先ＩＰアドレスと送信元ＩＰアドレスと送信先ポート情報と送信元ポート情報と送信先ＭＡＣアドレスとの対応関係を示す対応情報を取得するステップと、自己の前記スイッチ装置が受信したフレームであって前記フローデータを構成するフレームに含まれる送信先ＩＰアドレス、送信元ＩＰアドレス、送信先ポート情報および送信元ポート情報に基づいて、前記対応情報から前記送信先ＭＡＣアドレスを取得し、取得した前記送信先ＭＡＣアドレスを前記フレームに含めて送信する送信処理を行うステップとを含む。
（１１）上記課題を解決するために、この発明の他の局面に係わる通信制御方法は、車載ネットワークにおけるフローデータを中継するスイッチ装置における通信制御方法であって、少なくとも送信先ＩＰアドレスと送信元ＩＰアドレスと送信先ポート情報と送信元ポート情報とを一意に決定する値と送信先ＭＡＣアドレスとの対応関係を示す対応情報を取得するステップと、自己の前記スイッチ装置が受信したフレームであって前記フローデータを構成するフレーム、に含まれる値であって前記フレームの送信先ＩＰアドレス、送信元ＩＰアドレス、送信先ポート情報および送信元ポート情報を一意に決定する値に対応する前記送信先ＭＡＣアドレスを前記対応情報から取得し、取得した前記送信先ＭＡＣアドレスを前記フレームに含めて送信する送信処理を行うステップとを含む。
（１２）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる通信制御プログラムは、車載ネットワークにおけるフローデータを中継するスイッチ装置において用いられる通信制御プログラムであって、コンピュータを、少なくとも送信先ＩＰアドレスと送信元ＩＰアドレスと送信先ポート情報と送信元ポート情報と送信先ＭＡＣアドレスとの対応関係を示す対応情報を取得する取得部と、自己の前記スイッチ装置が受信したフレームであって前記フローデータを構成するフレームに含まれる送信先ＩＰアドレス、送信元ＩＰアドレス、送信先ポート情報および送信元ポート情報に基づいて、前記対応情報から前記送信先ＭＡＣアドレスを取得し、取得した前記送信先ＭＡＣアドレスを前記フレームに含めて送信する送信処理を行う中継部、として機能させるためのプログラムである。
（１３）上記課題を解決するために、この発明の他の局面に係わる通信制御プログラムは、車載ネットワークにおけるフローデータを中継するスイッチ装置において用いられる通信制御プログラムであって、コンピュータを、少なくとも送信先ＩＰアドレスと送信元ＩＰアドレスと送信先ポート情報と送信元ポート情報とを一意に決定する値と送信先ＭＡＣアドレスとの対応関係を示す対応情報を取得する取得部と、自己の前記スイッチ装置が受信したフレームであって前記フローデータを構成するフレーム、に含まれる値であって前記フレームの送信先ＩＰアドレス、送信元ＩＰアドレス、送信先ポート情報および送信元ポート情報を一意に決定する値に対応する前記送信先ＭＡＣアドレスを前記対応情報から取得し、取得した前記送信先ＭＡＣアドレスを前記フレームに含めて送信する送信処理を行う中継部、として機能させるためのプログラムである。
本発明は、このような特徴的な処理部を備えるスイッチ装置として実現することができるだけでなく、スイッチ装置を備える車載通信システムとして実現することができる。また、本発明は、スイッチ装置の一部または全部を実現する半導体集積回路として実現することができる。
本発明によれば、車載ネットワークにおけるＩＰパケットの中継処理を効率よく行うことができる。
最初に、本発明の実施形態の内容を列記して説明する。
（１）本発明の実施の形態に係るスイッチ装置は、車載ネットワークにおけるフローデータを中継するスイッチ装置であって、少なくとも送信先ＩＰアドレスと送信元ＩＰアドレスと送信先ポート情報と送信元ポート情報と送信先ＭＡＣアドレスとの対応関係を示す対応情報を取得する取得部と、自己の前記スイッチ装置が受信したフレームであって前記フローデータを構成するフレームに含まれる送信先ＩＰアドレス、送信元ＩＰアドレス、送信先ポート情報および送信元ポート情報に基づいて、前記対応情報から前記送信先ＭＡＣアドレスを取得し、取得した前記送信先ＭＡＣアドレスを前記フレームに含めて送信する送信処理を行う中継部とを備える。
このような構成により、たとえば、ＩＰパケットの送信先のサブネットを特定し、特定したサブネットにおけるＩＰアドレスとＭＡＣアドレスとの対応テーブルからフレームに含めるべき送信先ＭＡＣアドレスを取得する場合と比べて、送信先ＭＡＣアドレスを対応情報から迅速に取得することができるので、レイヤ３の中継処理を高速に行うことができる。したがって、車載ネットワークにおけるＩＰパケットの中継処理を効率よく行うことができる。これにより、外部装置と車載機器との間におけるＩＰ通信を高速化することができる。
（２）本発明の実施の形態に係るスイッチ装置は、車載ネットワークにおけるフローデータを中継するスイッチ装置であって、少なくとも送信先ＩＰアドレスと送信元ＩＰアドレスと送信先ポート情報と送信元ポート情報とを一意に決定する値と送信先ＭＡＣアドレスとの対応関係を示す対応情報を取得する取得部と、自己の前記スイッチ装置が受信したフレームであって前記フローデータを構成するフレーム、に含まれる値であって前記フレームの送信先ＩＰアドレス、送信元ＩＰアドレス、送信先ポート情報および送信元ポート情報を一意に決定する値に対応する前記送信先ＭＡＣアドレスを前記対応情報から取得し、取得した前記送信先ＭＡＣアドレスを前記フレームに含めて送信する送信処理を行う中継部とを備える。
このように、送信先ＩＰアドレスと送信元ＩＰアドレスと送信先ポート情報と送信元ポート情報とを一意に決定する値を用いる構成により、対応情報を簡素化することができる。また、たとえば、ＩＰパケットの送信先のサブネットを特定し、特定したサブネットにおけるＩＰアドレスとＭＡＣアドレスとの対応テーブルからフレームに含めるべき送信先ＭＡＣアドレスを取得する場合と比べて、送信先ＭＡＣアドレスを対応情報から迅速に取得することができるので、レイヤ３の中継処理を高速に行うことができる。したがって、車載ネットワークにおけるＩＰパケットの中継処理を効率よく行うことができる。これにより、外部装置と車載機器との間におけるＩＰ通信を高速化することができる。
（３）好ましくは、前記スイッチ装置は、さらに、前記対応情報を固定的に記憶する記憶部を備える。
このように、たとえばスイッチ装置および車載機器のネットワーク構成が固定された環境において、予め決まっている対応関係を示す対応情報を固定的に記憶する構成により、フレームを受信するごとに対応関係を動的に作成して記憶する構成と比べて、フレームに含めるべき送信先ＭＡＣアドレスを効率よく取得することができる。また、送信先ＩＰアドレスと送信元ＩＰアドレスと送信先ポート情報と送信元ポート情報とを一意に決定する値の重複を予めチェックすることができるので、当該値の重複のない適切な対応情報を準備することができる。
（４）好ましくは、前記スイッチ装置は、さらに、自己の前記スイッチ装置が受信する前記フレームの検査処理を行う検査部を備え、前記検査部は、前記フローデータを構成する最初の前記フレームが前記検査処理に合格した場合、２番目以降の前記フレームの前記検査処理を行わず、前記中継部は、少なくとも前記２番目以降の前記フレームに対して前記送信処理を行う。
このような構成により、最初のフレームでセキュリティを確保し、セキュリティを確保できた２番目以降のフレームについては、検査処理を省略して送信処理を行うことで、レイヤ３の中継処理を高速化することができる。
（５）より好ましくは、前記スイッチ装置は、さらに、自己の前記スイッチ装置が受信した前記フレームを前記検査部へ出力するか、前記中継部へ出力するかを切り替える切替部を備え、前記切替部は、前記最初のフレームを前記検査部へ出力し、前記最初のフレームが前記検査処理に合格した場合、前記２番目以降のフレームを前記中継部へ出力する。
このような構成により、受信したフレームを、フローデータにおけるフレームの順番、およびフレームの検査結果に応じて検査部および中継部のいずれか一方へ適切に送り込むことができる。
（６）より好ましくは、前記スイッチ装置は、第１の半導体集積回路および第２の半導体集積回路を備え、前記第１の半導体集積回路は、前記検査部を含み、前記第２の半導体集積回路は、前記中継部および前記切替部を含み、外部からの前記フレームの受信および外部への前記フレームの送信を行う。
このような構成により、たとえばＭＰＵである第１の半導体集積回路に処理負荷が集中することを防ぐことができる。また、第１の半導体集積回路を高速化せずに、たとえばＬ２スイッチである第２の半導体集積回路を高速化した場合においても、Ｌ３レベルの処理の大部分を第２の半導体集積回路において行うことができるので、ＭＰＵを高速化するためのコスト上昇を抑制しながら外部装置と車載機器との間におけるＩＰ通信を高速化することができる。
（７）より好ましくは、前記スイッチ装置は、第１の半導体集積回路および第２の半導体集積回路を備え、前記第１の半導体集積回路は、前記検査部、前記中継部および前記切替部を含み、前記第２の半導体集積回路は、外部からの前記フレームの受信および外部への前記フレームの送信を行う。
このような構成により、Ｌ３レベルの処理をたとえばＭＰＵである第１の半導体集積回路に集中させて第２の半導体集積回路における処理をＬ２レベルに限定することができるので、市販のＬ２スイッチの集積回路を第２の半導体集積回路としてそのまま用いることができる。これにより、Ｌ２スイッチのコスト上昇を抑制しながら外部装置と車載機器との間におけるＩＰ通信を高速化することができる。
（８）好ましくは、前記対応情報は、送信先ＩＰアドレスと送信元ＩＰアドレスと送信先ポート情報と送信元ポート情報と通信プロトコルと送信先ＭＡＣアドレスとの対応関係を示す。
このような構成により、送信先ＩＰアドレス、送信元ＩＰアドレス、送信先ポート情報および送信元ポート情報が同じであるが通信プロトコルの異なるフローデータを区別することができるので、フローデータの中継処理をきめ細かく管理することができる。
（９）より好ましくは、前記値は、送信先ＩＰアドレスと送信元ＩＰアドレスと送信先ポート情報と送信元ポート情報と通信プロトコルとを一意に決定する値である。
このような構成により、送信先ＩＰアドレス、送信元ＩＰアドレス、送信先ポート情報および送信元ポート情報が同じであるが通信プロトコルの異なるフローデータを区別することができるので、フローデータの中継処理をきめ細かく管理することができる。
（１０）本発明の実施の形態に係る通信制御方法は、車載ネットワークにおけるフローデータを中継するスイッチ装置における通信制御方法であって、少なくとも送信先ＩＰアドレスと送信元ＩＰアドレスと送信先ポート情報と送信元ポート情報と送信先ＭＡＣアドレスとの対応関係を示す対応情報を取得するステップと、自己の前記スイッチ装置が受信したフレームであって前記フローデータを構成するフレームに含まれる送信先ＩＰアドレス、送信元ＩＰアドレス、送信先ポート情報および送信元ポート情報に基づいて、前記対応情報から前記送信先ＭＡＣアドレスを取得し、取得した前記送信先ＭＡＣアドレスを前記フレームに含めて送信する送信処理を行うステップとを含む。
このような構成により、たとえば、ＩＰパケットの送信先のサブネットを特定し、特定したサブネットにおけるＩＰアドレスとＭＡＣアドレスとの対応テーブルからフレームに含めるべき送信先ＭＡＣアドレスを取得する場合と比べて、送信先ＭＡＣアドレスを対応情報から迅速に取得することができるので、レイヤ３の中継処理を高速に行うことができる。したがって、車載ネットワークにおけるＩＰパケットの中継処理を効率よく行うことができる。これにより、外部装置と車載機器との間におけるＩＰ通信を高速化することができる。
（１１）本発明の実施の形態に係る通信制御方法は、車載ネットワークにおけるフローデータを中継するスイッチ装置における通信制御方法であって、少なくとも送信先ＩＰアドレスと送信元ＩＰアドレスと送信先ポート情報と送信元ポート情報とを一意に決定する値と送信先ＭＡＣアドレスとの対応関係を示す対応情報を取得するステップと、自己の前記スイッチ装置が受信したフレームであって前記フローデータを構成するフレーム、に含まれる値であって前記フレームの送信先ＩＰアドレス、送信元ＩＰアドレス、送信先ポート情報および送信元ポート情報を一意に決定する値に対応する前記送信先ＭＡＣアドレスを前記対応情報から取得し、取得した前記送信先ＭＡＣアドレスを前記フレームに含めて送信する送信処理を行うステップとを含む。
このように、送信先ＩＰアドレスと送信元ＩＰアドレスと送信先ポート情報と送信元ポート情報とを一意に決定する値を用いる構成により、対応情報を簡素化することができる。また、たとえば、ＩＰパケットの送信先のサブネットを特定し、特定したサブネットにおけるＩＰアドレスとＭＡＣアドレスとの対応テーブルからフレームに含めるべき送信先ＭＡＣアドレスを取得する場合と比べて、送信先ＭＡＣアドレスを対応情報から迅速に取得することができるので、レイヤ３の中継処理を高速に行うことができる。したがって、車載ネットワークにおけるＩＰパケットの中継処理を効率よく行うことができる。これにより、外部装置と車載機器との間におけるＩＰ通信を高速化することができる。
（１２）本発明の実施の形態に係る通信制御プログラムは、車載ネットワークにおけるフローデータを中継するスイッチ装置において用いられる通信制御プログラムであって、コンピュータを、少なくとも送信先ＩＰアドレスと送信元ＩＰアドレスと送信先ポート情報と送信元ポート情報と送信先ＭＡＣアドレスとの対応関係を示す対応情報を取得する取得部と、自己の前記スイッチ装置が受信したフレームであって前記フローデータを構成するフレームに含まれる送信先ＩＰアドレス、送信元ＩＰアドレス、送信先ポート情報および送信元ポート情報に基づいて、前記対応情報から前記送信先ＭＡＣアドレスを取得し、取得した前記送信先ＭＡＣアドレスを前記フレームに含めて送信する送信処理を行う中継部、として機能させるためのプログラムである。
このような構成により、たとえば、ＩＰパケットの送信先のサブネットを特定し、特定したサブネットにおけるＩＰアドレスとＭＡＣアドレスとの対応テーブルからフレームに含めるべき送信先ＭＡＣアドレスを取得する場合と比べて、送信先ＭＡＣアドレスを対応情報から迅速に取得することができるので、レイヤ３の中継処理を高速に行うことができる。したがって、車載ネットワークにおけるＩＰパケットの中継処理を効率よく行うことができる。これにより、外部装置と車載機器との間におけるＩＰ通信を高速化することができる。
（１３）本発明の実施の形態に係る通信制御プログラムは、車載ネットワークにおけるフローデータを中継するスイッチ装置において用いられる通信制御プログラムであって、コンピュータを、少なくとも送信先ＩＰアドレスと送信元ＩＰアドレスと送信先ポート情報と送信元ポート情報とを一意に決定する値と送信先ＭＡＣアドレスとの対応関係を示す対応情報を取得する取得部と、自己の前記スイッチ装置が受信したフレームであって前記フローデータを構成するフレーム、に含まれる値であって前記フレームの送信先ＩＰアドレス、送信元ＩＰアドレス、送信先ポート情報および送信元ポート情報を一意に決定する値に対応する前記送信先ＭＡＣアドレスを前記対応情報から取得し、取得した前記送信先ＭＡＣアドレスを前記フレームに含めて送信する送信処理を行う中継部、として機能させるためのプログラムである。
このように、送信先ＩＰアドレスと送信元ＩＰアドレスと送信先ポート情報と送信元ポート情報とを一意に決定する値を用いる構成により、対応情報を簡素化することができる。また、たとえば、ＩＰパケットの送信先のサブネットを特定し、特定したサブネットにおけるＩＰアドレスとＭＡＣアドレスとの対応テーブルからフレームに含めるべき送信先ＭＡＣアドレスを取得する場合と比べて、送信先ＭＡＣアドレスを対応情報から迅速に取得することができるので、レイヤ３の中継処理を高速に行うことができる。したがって、車載ネットワークにおけるＩＰパケットの中継処理を効率よく行うことができる。これにより、外部装置と車載機器との間におけるＩＰ通信を高速化することができる。
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。また、以下に記載する実施の形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。
＜第１の実施の形態＞
［構成および基本動作］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る車載通信システムの構成を示す図である。
［構成および基本動作］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る車載通信システムの構成を示す図である。
図１を参照して、対象車両１は、車載通信システム３０１を搭載する。車載通信システム３０１は、スイッチ装置１０１と、３つの車載機器１１１Ａと、２つの車載機器１１１Ｂとを備える。以下、車載機器１１１Ａおよび１１１Ｂの各々を、車載機器１１１とも称する。
スイッチ装置１０１が、３つの車載機器１１１Ａおよび２つの車載機器１１１Ｂとそれぞれ接続されることにより車載ネットワーク１２が形成される。
車載機器１１１は、たとえば、ＴＣＵ（Ｔｅｌｅｍａｔｉｃｓ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｕｎｉｔ）、自動運転ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）、カメラ、レーダ装置およびナビゲーション装置等である。
ＴＣＵは、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）または３Ｇ等の通信規格に従って無線基地局装置と無線通信を行うことにより、対象車両１の外部におけるサーバ等と通信を行うことが可能である。
自動運転ＥＣＵは、対象車両１の自動運転制御を行う。カメラは、対象車両１の周囲の画像または映像を撮影する。レーダ装置は、たとえばミリ波レーダであり、対象車両１の周囲における物体を検知する。ナビゲーション装置は、たとえば、ＴＣＵ経由で対象車両１の外部におけるマップサーバからマップ情報を受信し、受信したマップ情報の示すマップを表示する。
車載機器１１１間において、たとえば、ＩＰ／ＴＣＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）およびＩＰ／ＵＤＰ（Ｕｓｅｒ Ｄａｔａｇｒａｍ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）の通信プロトコルに従って、ＩＰパケットの送受信が行われる。
また、スイッチ装置１０１および車載機器１１１間において、たとえば、イーサネット（登録商標）の通信プロトコルに従って、ＩＰパケットを含むイーサネットフレームの送受信が行われる。
より詳細には、スイッチ装置１０１は、２つの車載機器１１１間で送受信されるＩＰパケットを中継する。
たとえば、車載機器１１１Ａおよび１１１Ｂは、互いに異なるサブネットに属している。スイッチ装置１０１は、車載機器１１１Ａと１１１Ｂとの間で送受信されるＩＰパケットに対してＬ３スイッチとして機能し、当該ＩＰパケットを中継する。
また、スイッチ装置１０１は、車載機器１１１Ａと他の車載機器１１１Ａとの間で送受信されるＩＰパケット、および車載機器１１１Ｂと他の車載機器１１１Ｂとの間で送受信されるＩＰパケットに対してＬ２スイッチとして機能し、当該ＩＰパケットを中継する。
［イーサネットフレームの構成］
図２は、本発明の第１の実施の形態に係る車載ネットワークにおいて送受信されるイーサネットフレームの構成の一例を示す図である。
図２は、本発明の第１の実施の形態に係る車載ネットワークにおいて送受信されるイーサネットフレームの構成の一例を示す図である。
図２を参照して、イーサネットフレームは、イーサネットヘッダと１つのＩＰパケットとを含む。イーサネットフレームにおいてＩＰパケットが含まれる領域が、イーサネットフレームのペイロードである。
ＩＰパケットは、ＩＰヘッダと１つのＴＣＰパケットまたは１つのＵＤＰパケットとを含む。ＩＰパケットにおいてＴＣＰパケットまたはＵＤＰパケットが含まれる領域が、ＩＰパケットのペイロードである。
ＴＣＰパケットまたはＵＤＰパケットは、ＴＣＰヘッダまたはＵＤＰヘッダとデータ領域とを含む。ＴＣＰパケットまたはＵＤＰパケットにおけるデータ領域が、ＴＣＰパケットまたはＵＤＰパケットのペイロードである。
イーサネットヘッダには、送信先ＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）アドレスおよび送信元ＭＡＣアドレスが含まれる。
ＩＰヘッダには、送信先ＩＰアドレスおよび送信元ＩＰアドレスが含まれる。また、ＩＰヘッダには、通信プロトコルの種類を示すプロトコル番号が含まれる。たとえば、ＴＣＰの場合、通信プロトコル番号は６である。ＵＤＰの場合、通信プロトコル番号は１７である。また、ＩＰヘッダには、フラグフィールドおよびフラグオフセットフィールドが含まれる。フラグフィールドおよびフラグオフセットフィールドの詳細は後述する。
ＴＣＰヘッダまたはＵＤＰヘッダには、送信先ポート番号および送信元ポート番号が含まれる。
［フローデータ］
再び図１を参照して、スイッチ装置１０１は、車載ネットワーク１２におけるフローデータを中継する。
再び図１を参照して、スイッチ装置１０１は、車載ネットワーク１２におけるフローデータを中継する。
詳細には、車載機器１１１は、たとえば、サイズの大きいデータを他の車載機器１１１へ送信する場合、当該データを複数に分割する。車載機器１１１によって分割されたデータをそれぞれ含む複数のＩＰパケットによりフローデータが構成される。車載機器１１１は、フローデータを他の車載機器１１１へ送信する。
より詳細には、ＩＰヘッダにおけるフラグフィールドには、フローデータを構成するＩＰパケットのうちの、途中のＩＰパケットであることを示すフラグ（以下、途中フラグとも称する。）が含まれる。
途中フラグがゼロの場合、当該ＩＰパケットは、フローデータのうちの最後のＩＰパケット（以下、最終ＩＰパケットとも称する。）であるか、または分割されたデータを含まないＩＰパケットである。
途中フラグが１の場合、当該ＩＰパケットは、フローデータのうちの最終ＩＰパケット以外のＩＰパケット、具体的には１番目のＩＰパケット（以下、先頭ＩＰパケットとも称する。）および２番目のＩＰパケット等である。
フラグオフセットフィールドは、当該ＩＰパケットに格納されるデータの位置を示す値を含む。たとえば、先頭ＩＰパケットでは、フラグオフセットフィールドの値はゼロである。
したがって、途中フラグが１であり、かつフラグオフセットフィールドの値がゼロの場合、当該ＩＰパケットは先頭ＩＰパケットである。また、途中フラグが１であり、かつフラグオフセットフィールドの値がゼロ以外の場合、当該ＩＰパケットは、フローデータから最終ＩＰパケットを除いたうちの２番目以降のＩＰパケット（以下、中間ＩＰパケットとも称する。）である。また、途中フラグがゼロであり、かつフラグオフセットフィールドの値がゼロ以外の場合、当該ＩＰパケットは、最終ＩＰパケットである。
図３は、本発明の第１の実施の形態に係る車載通信システムにおけるスイッチ装置の構成を示す図である。
図３を参照して、スイッチ装置１０１は、第１の半導体集積回路５１と、第２の半導体集積回路５２と、複数の通信ポート５４とを備える。
スイッチ装置１０１における通信ポート５４は、たとえばイーサネットケーブルを接続可能な端子である。なお、通信ポート５４は、集積回路の端子であってもよい。
複数の通信ポート５４の各々は、たとえば、イーサネットケーブルを介して複数の車載機器１１１のうちのいずれか１つに接続されている。
図４は、本発明の第１の実施の形態に係るスイッチ装置における第２の半導体集積回路の構成を示す図である。
図４を参照して、第２の半導体集積回路５２は、通信部２１と、中継部２２と、記憶部２３と、切替部２４と、複数のポート部２５とを含む。
図５は、本発明の第１の実施の形態に係る第２の半導体集積回路におけるポート部の構成を示す図である。
図５を参照して、ポート部２５は、受信部３１と、フィルタ部３２と、送信部３３とを含む。
図６は、本発明の第１の実施の形態に係るスイッチ装置における第１の半導体集積回路の構成を示す図である。
図６を参照して、第１の半導体集積回路５１は、通信部４１と、経路検索部４２と、指示部４３と、検査部４４とを含む。
図４および図５を参照して、第２の半導体集積回路５２は、たとえば、Ｌ２スイッチであり、外部からのイーサネットフレームの受信および外部へのイーサネットフレームの送信を行う。
より詳細には、第２の半導体集積回路５２におけるポート部２５は、通信ポート５４に対応して設けられる。
ポート部２５における送信部３３は、切替部２４からイーサネットフレームを受けると、受けたイーサネットフレームを対応の通信ポート５４経由で宛先の車載機器１１１へ送信する。
受信部３１は、たとえば、バッファを有し、車載機器１１１から対応の通信ポート５４経由でイーサネットフレームを受信すると、受信したイーサネットフレームを当該バッファに保存し、保存したイーサネットフレームをフィルタ部３２へ出力する。
また、受信部３１は、たとえば、受信データの伝送速度が所定の制限値より大きい場合、伝送速度の低下要求を送信部３３経由で接続先の車載機器１１１へ送信することにより、受信データの伝送速度を制限する。
フィルタ部３２は、受信部３１からイーサネットフレームを受けると、所定条件に基づいて、受けたイーサネットフレームを切替部２４へ出力するか、または破棄するかを判断する。
より詳細には、フィルタ部３２は、たとえば、ユーザによって設定されたＡＣＬ（Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｌｉｓｔ）に従って、イーサネットフレームを切替部２４へ出力するか、または破棄するかを判断する。
図７は、本発明の第１の実施の形態に係る切替部において用いられるＡＲＬテーブルの一例を示す図である。
図７を参照して、ＡＲＬ（Ａｄｄｒｅｓｓ Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ Ｌｏｇｉｃ）テーブルＴａｂｌは、送信先ＭＡＣアドレスと出力先との対応関係を示す。なお、車載ネットワーク１２においてＶＬＡＮ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）を設定する場合、ＡＲＬテーブルＴａｂ１は、送信先ＭＡＣアドレスとＶＬＡＮのＩＤと出力先との対応関係を示してもよい。
出力先は、たとえば論理ポート番号である。この論理ポート番号は、たとえば、通信ポート５４の物理番号、第１の半導体集積回路５１および中継部２２のいずれか１つを示す。
具体的には、ゼロ〜６の論理ポート番号は、出力先が通信ポート５４であることを示す。７の論理ポート番号は、出力先が中継部２２であることを示す。８の論理ポート番号は、出力先が第１の半導体集積回路５１であることを示す。「ＭＡＣ−ＤＡ８」は、たとえばスイッチ装置１０１のＭＡＣアドレス（以下、スイッチアドレスとも称する。）である。
なお、図７では、「ＭＡＣ−ＤＡ８」に対応する論理ポート番号は８であるが、７に書き換えられることがある。当該論理ポート番号の書き換えについては後述する。
切替部２４は、たとえば、自己のスイッチ装置１０１が受信したイーサネットフレームを検査部４４（図６参照）へ出力するか、中継部２２へ出力するかを切り替える。また、切替部２４は、たとえば、最初のイーサネットフレームを検査部４４へ出力し、最初のイーサネットフレームが検査処理に合格した場合、２番目以降のフレームを中継部２２へ出力する。
（Ｌ２レベルで中継可能なイーサネットフレームの処理）
切替部２４は、たとえば、ＡＲＬテーブルＴａｂ１を保持しており、ポート部２５からイーサネットフレームを受けると、受けたイーサネットフレームにおけるＭＡＣヘッダに含まれる送信先ＭＡＣアドレスを確認する。
切替部２４は、たとえば、ＡＲＬテーブルＴａｂ１を保持しており、ポート部２５からイーサネットフレームを受けると、受けたイーサネットフレームにおけるＭＡＣヘッダに含まれる送信先ＭＡＣアドレスを確認する。
切替部２４は、ＡＲＬテーブルＴａｂ１を参照し、確認した送信先ＭＡＣアドレスに対応する出力先をＡＲＬテーブルＴａｂ１から取得する。
具体的には、切替部２４は、たとえば、Ｌ２レベルで中継可能なイーサネットフレームについては、出力先としてゼロ〜６のうちのいずれかの論理ポート番号をＡＲＬテーブルＴａｂ１から取得する。
そして、切替部２４は、当該イーサネットフレームにおけるＭＡＣヘッダに含まれる送信元ＭＡＣアドレスをスイッチアドレスに書き換えた後、取得した論理ポート番号に対応するポート部２５へ当該イーサネットフレームを出力する。
（最初のイーサネットフレームの処理）
切替部２４は、たとえば、ポート部２５からイーサネットフレームを受けて、受けたイーサネットフレームにおけるＭＡＣヘッダに含まれる送信先ＭＡＣアドレスがスイッチアドレスすなわち「ＭＡＣ−ＤＡ８」である場合、当該イーサネットフレームがＬ３レベルでの中継処理を要するイーサネットフレームであることを認識する。
切替部２４は、たとえば、ポート部２５からイーサネットフレームを受けて、受けたイーサネットフレームにおけるＭＡＣヘッダに含まれる送信先ＭＡＣアドレスがスイッチアドレスすなわち「ＭＡＣ−ＤＡ８」である場合、当該イーサネットフレームがＬ３レベルでの中継処理を要するイーサネットフレームであることを認識する。
そして、切替部２４は、イーサネットフレームに含まれるＩＰパケットにおける途中フラグの値およびフラグオフセットの値を確認する。
切替部２４は、確認した各値に基づいて、イーサネットフレームが先頭ＩＰパケットを含むか否かを判定する。
切替部２４は、イーサネットフレームが先頭ＩＰパケットを含むと判定した場合、当該イーサネットフレームが最初のイーサネットフレームであると認識する。
そして、切替部２４、ＡＲＬテーブルＴａｂ１における「ＭＡＣ−ＤＡ８」に対応する出力先が７である場合、８に書き換える。
切替部２４は、出力先として８の論理ポート番号をＡＲＬテーブルＴａｂ１から取得し、取得した論理ポート番号に対応する通信部２１へ当該イーサネットフレームを出力する。
通信部２１は、第１の半導体集積回路５１とデータの送受信を行うことが可能である。より詳細には、通信部２１は、切替部２４からイーサネットフレームを受けると、受けたイーサネットフレームを第１の半導体集積回路５１へ送信する。
再び図６を参照して、第１の半導体集積回路５１における通信部４１は、第２の半導体集積回路５２とデータの送受信を行うことが可能である。より詳細には、通信部４１は、第２の半導体集積回路５２からイーサネットフレームを受信すると、受信したイーサネットフレームを検査部４４へ出力する。
検査部４４は、たとえば、自己のスイッチ装置１０１が受信するイーサネットフレームの検査処理を行う。また、検査部４４は、たとえば、フローデータを構成する最初のイーサネットフレームが検査処理に合格した場合、２番目以降のイーサネットフレームの検査処理を行わない。
より詳細には、検査部４４は、ファイアウォールとして機能し、通信部４１からイーサネットフレームを受けると、受けたイーサネットフレームに含まれるＩＰパケットの検査処理を行う。
具体的には、検査部４４は、ＩＰパケットについてＳＰＩ（Ｓｔａｔｅｆｕｌ Ｐａｃｋｅｔ Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ）を行い、異常を発見した場合、当該ＩＰパケットを含むイーサネットフレームを破棄する。
一方、検査部４４は、異常を発見しない場合、当該ＩＰパケットを含むイーサネットフレームを経路検索部４２へ出力する。
経路検索部４２は、たとえば、ＩＰパケットの送信経路を検索するとともに、当該ＩＰパケットのヘッダに格納されたＴＴＬ（Ｔｉｍｅ Ｔｏ Ｌｉｖｅ）値を１つ減算する。
より詳細には、経路検索部４２は、たとえば、宛先ネットワークと送出インタフェースとの対応関係を示すルーティングテーブルを保持している。また、経路検索部４２は、たとえば、ＩＰアドレスとＭＡＣアドレスとの対応関係を示すＡＲＰ（Ａｄｄｒｅｓｓ Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）テーブルを送出インタフェースごとに保持している。
経路検索部４２は、検査部４４からイーサネットフレームを受けると、受けたイーサネットフレームに含まれるＩＰパケットから送信先ＩＰアドレスを取得し、たとえば、取得した送信先ＩＰアドレスに対してサブネットマスク計算を行うことにより宛先ネットワークを特定する。
経路検索部４２は、ルーティングテーブルを参照し、特定した宛先ネットワークに対応する送出インタフェースを特定する。
そして、経路検索部４２は、特定した送出インタフェースに対応するＡＲＰテーブルを参照し、送信先ＩＰアドレスに対応するＭＡＣアドレス（以下、検索アドレスとも称する。）を当該ＡＲＰテーブルから取得する。
経路検索部４２は、イーサネットフレームの送信先ＭＡＣアドレスおよび送信元ＭＡＣアドレスを、それぞれ検索アドレスおよびスイッチアドレスに書き換え、当該イーサネットフレームを指示部４３へ出力する。
指示部４３は、切替部２４においてＬ３レベルでの中継処理を要するイーサネットフレームの出力先を、自己の第１の半導体集積回路５１から中継部２２に切り替えるための指示情報を作成し、作成した指示情報を通信部４１経由で第２の半導体集積回路５２へ送信する。
より詳細には、指示部４３は、経路検索部４２からイーサネットフレームを受けると、ＡＲＬテーブルＴａｂ１における「ＭＡＣ−ＤＡ８」に対応する出力先を８から７に書き換えることを含む指示情報を作成する。
指示部４３は、作成した指示情報をイーサネットフレームに付して、通信部４１経由で第２の半導体集積回路５２へ送信する。
再び図４を参照して、第２の半導体集積回路５２における切替部２４は、通信部２１経由で第１の半導体集積回路５１から指示情報の付されたイーサネットフレームを受信すると、受信したイーサネットフレームにおけるＭＡＣヘッダに含まれる送信先ＭＡＣアドレスを確認する。
切替部２４は、ＡＲＬテーブルＴａｂ１を参照し、確認した送信先ＭＡＣアドレスすなわち検索アドレスに対応する出力先をＡＲＬテーブルＴａｂ１から取得する。
この場合、切替部２４は、たとえば、出力先としてゼロ〜６のうちのいずれかの論理ポート番号をＡＲＬテーブルＴａｂ１から取得し、取得した論理ポート番号に対応するポート部２５へ当該イーサネットフレームを出力する。
また、切替部２４は、第１の半導体集積回路５１から受信した指示情報に従って、ＡＲＬテーブルＴａｂ１における「ＭＡＣ−ＤＡ８」に対応する出力先を８から７に書き換える。
（２番目以降のイーサネットフレームの処理）
切替部２４は、たとえば、ポート部２５からイーサネットフレームを受けて、受けたイーサネットフレームがＬ３レベルでの中継処理を要するイーサネットフレームであることを認識すると、当該イーサネットフレームに含まれるＩＰパケットにおける途中フラグの値およびフラグオフセットの値を確認する。
切替部２４は、たとえば、ポート部２５からイーサネットフレームを受けて、受けたイーサネットフレームがＬ３レベルでの中継処理を要するイーサネットフレームであることを認識すると、当該イーサネットフレームに含まれるＩＰパケットにおける途中フラグの値およびフラグオフセットの値を確認する。
切替部２４は、確認した各値に基づいて、イーサネットフレームが中間ＩＰパケットまたは最終ＩＰパケットを含むと判定すると、出力先として７の論理ポート番号をＡＲＬテーブルＴａｂ１から取得し、取得した論理ポート番号に対応する中継部２２へ当該イーサネットフレームを出力する。
図８は、本発明の第１の実施の形態に係るスイッチ装置における記憶部が保持する変換用テーブルの一例を示す図である。
図８を参照して、記憶部２３は、送信先ＩＰアドレスと送信元ＩＰアドレスと通信プロトコルと送信先ポート情報と送信元ポート情報と送信先ＭＡＣアドレスと送信元ＭＡＣアドレスとの対応関係を示す対応情報を保持する。また、記憶部２３は、たとえば対応情報を固定的に記憶する。
具体的には、記憶部２３は、対応情報の一例である変換用テーブルＴａｂ２を記憶する。送信先ポート番号および送信元ポート番号は、それぞれ送信先ポート情報および送信元ポート情報の一例である。
たとえば、車載ネットワーク１２では接続トポロジおよびＩＰアドレスが固定的に運用されるので、Ｌ３中継のすべての組み合わせを予め決定することが可能である。変換用テーブルＴａｂ２は、たとえば、車載ネットワーク１２におけるＬ３中継の可能な、送信先ＩＰアドレス、送信元ＩＰアドレス、通信プロトコル、送信先ポート番号および送信元ポート番号のすべての組み合わせを含む。
再び図４を参照して、中継部２２は、自己のスイッチ装置１０１が受信したイーサネットフレームであってフローデータを構成するイーサネットフレームに含まれる送信先ＩＰアドレス、送信元ＩＰアドレス、通信プロトコル、送信先ポート情報および送信元ポート情報に基づいて、対応情報から送信先ＭＡＣアドレスを取得する。
そして、中継部２２は、取得した送信先ＭＡＣアドレスをイーサネットフレームに含めて送信する送信処理を行う。詳細には、中継部２２は、たとえば、２番目以降のイーサネットフレームに対して送信処理を行う。
より詳細には、中継部２２は、切替部２４から２番目以降のイーサネットフレームを受けると、受けたイーサネットフレームに含まれるＩＰパケットの内容を確認する。具体的には、中継部２２は、送信先ＩＰアドレス、送信元ＩＰアドレス、通信プロトコル、送信先ポート番号および送信元ポート番号を確認する。
そして、中継部２２は、変換用テーブルＴａｂ２を参照し、確認した送信先ＩＰアドレス、送信元ＩＰアドレス、通信プロトコル、送信先ポート番号および送信元ポート番号に対応する送信先ＭＡＣアドレスおよび送信元ＭＡＣアドレスを変換用テーブルＴａｂ２から取得する。
ここでは、送信先ＭＡＣアドレスおよび送信元ＭＡＣアドレスは、それぞれ検索アドレスおよびスイッチアドレスである。
中継部２２は、イーサネットフレームの送信先ＭＡＣアドレスおよび送信元ＭＡＣアドレスを、取得した検索アドレスおよびスイッチアドレスにそれぞれ書き換え、イーサネットフレームを切替部２４へ出力する。
切替部２４は、イーサネットフレームを中継部２２から受けると、受けたイーサネットフレームにおけるＭＡＣヘッダに含まれる送信先ＭＡＣアドレスを確認する。
切替部２４は、ＡＲＬテーブルＴａｂ１を参照し、確認した送信先ＭＡＣアドレスすなわち検索アドレスに対応する出力先をＡＲＬテーブルＴａｂ１から取得する。
この場合、切替部２４は、上述の最初のイーサネットフレームの場合と同じ論理ポート番号を出力先としてＡＲＬテーブルＴａｂ１から取得し、取得した論理ポート番号に対応するポート部２５経由で宛先の車載機器１１１へイーサネットフレームを送信する。
［スイッチ装置１０１の変形例］
図９は、本発明の第１の実施の形態に係るスイッチ装置の変形例における記憶部が保持する変換用テーブルの一例を示す図である。
図９は、本発明の第１の実施の形態に係るスイッチ装置の変形例における記憶部が保持する変換用テーブルの一例を示す図である。
図９を参照して、記憶部２３は、送信先ＩＰアドレスと送信元ＩＰアドレスと通信プロトコルと送信先ポート情報と送信元ポート情報とを一意に決定する値と送信先ＭＡＣアドレスと送信元ＭＡＣアドレスとの対応関係を示す対応情報を保持する。また、記憶部２３は、たとえば対応情報を固定的に記憶する。
具体的には、記憶部２３は、対応情報の一例である変換用テーブルＴａｂ３を記憶する。ハッシュ値は、送信先ＩＰアドレスと送信元ＩＰアドレスと通信プロトコルと送信先ポート情報と送信元ポート情報とを一意に決定する値の一例である。
より詳細には、ハッシュ値は、送信先ＩＰアドレス、送信元ＩＰアドレス、通信プロトコル、送信先ポート番号および送信元ポート番号を検索キーとして、所定の計算手順Ｐ１を用いて生成される値である。
変換用テーブルＴａｂ３は、たとえば、車載ネットワーク１２におけるＬ３中継の可能な、送信先ＩＰアドレス、送信元ＩＰアドレス、通信プロトコル、送信先ポート番号および送信元ポート番号のすべての組み合わせについてのハッシュ値を含む。
また、変換用テーブルＴａｂ３におけるハッシュ値は、値が重複しないように予めチェックされる。たとえば、重複するハッシュ値が存在する場合、他の計算手順を用いて新たなハッシュ値を生成し、変換用テーブルＴａｂ３におけるハッシュ値が重複しないようにする。
再び図４を参照して、中継部２２は、自己のスイッチ装置１０１が受信したイーサネットフレームであってフローデータを構成するイーサネットフレーム、に含まれる値であってイーサネットフレームの送信先ＩＰアドレス、送信元ＩＰアドレス、通信プロトコル、送信先ポート情報および送信元ポート情報を一意に決定する値に対応する送信先ＭＡＣアドレスを対応情報から取得する。
そして、中継部２２は、取得した送信先ＭＡＣアドレスをイーサネットフレームに含めて送信する送信処理を行う。詳細には、中継部２２は、たとえば、少なくとも２番目以降のイーサネットフレームに対して送信処理を行う。
（２番目以降のイーサネットフレームの処理）
より詳細には、中継部２２は、切替部２４から２番目以降のイーサネットフレームを受けると、受けたイーサネットフレームから送信先ＩＰアドレス、送信元ＩＰアドレス、通信プロトコル、送信先ポート番号および送信元ポート番号を取得する。
より詳細には、中継部２２は、切替部２４から２番目以降のイーサネットフレームを受けると、受けたイーサネットフレームから送信先ＩＰアドレス、送信元ＩＰアドレス、通信プロトコル、送信先ポート番号および送信元ポート番号を取得する。
中継部２２は、取得した送信先ＩＰアドレス、送信元ＩＰアドレス、通信プロトコル、送信先ポート番号および送信元ポート番号を検索キーとして、計算手順Ｐ１を用いてハッシュ値を生成する。
そして、中継部２２は、変換用テーブルＴａｂ３を参照し、生成したハッシュ値に対応する送信先ＭＡＣアドレスおよび送信元ＭＡＣアドレスを変換用テーブルＴａｂ３から取得する。
ここでは、送信先ＭＡＣアドレスおよび送信元ＭＡＣアドレスは、それぞれ検索アドレスおよびスイッチアドレスである。
中継部２２は、イーサネットフレームの送信先ＭＡＣアドレスおよび送信元ＭＡＣアドレスを、取得した検索アドレスおよびスイッチアドレスにそれぞれ書き換え、イーサネットフレームを切替部２４へ出力する。
［動作の流れ］
車載通信システム３０１における各装置は、コンピュータを備え、当該コンピュータにおけるＣＰＵ等の演算処理部は、以下のシーケンス図またはフローチャートの各ステップの一部または全部を含むプログラムを図示しないメモリからそれぞれ読み出して実行する。これら複数の装置のプログラムは、それぞれ、外部からインストールすることができる。これら複数の装置のプログラムは、それぞれ、記録媒体に格納された状態で流通する。
車載通信システム３０１における各装置は、コンピュータを備え、当該コンピュータにおけるＣＰＵ等の演算処理部は、以下のシーケンス図またはフローチャートの各ステップの一部または全部を含むプログラムを図示しないメモリからそれぞれ読み出して実行する。これら複数の装置のプログラムは、それぞれ、外部からインストールすることができる。これら複数の装置のプログラムは、それぞれ、記録媒体に格納された状態で流通する。
図１０は、本発明の第１の実施の形態に係る車載通信システムにおけるスイッチ装置がイーサネットフレームの中継処理を行う際の動作手順を定めたフローチャートである。
図１０を参照して、まず、スイッチ装置１０１は、車載機器１１１からイーサネットフレームを受信するまで待機する（ステップＳ１０２でＮＯ）。
そして、スイッチ装置１０１は、車載機器１１１からイーサネットフレームを受信すると（ステップＳ１０２でＹＥＳ）、受信したイーサネットフレームがＬ２レベルで中継することが可能な場合（ステップＳ１０４でＹＥＳ）、以下の処理を行う。
すなわち、スイッチ装置１０１は、イーサネットフレームの送信元ＭＣＡアドレスをスイッチアドレスに書き換えた後、当該イーサネットフレームを宛先の車載機器１１１へ送信する（ステップＳ１１６）。
一方、スイッチ装置１０１は、受信したイーサネットフレームがＬ３レベルでの中継処理を要するイーサネットフレームである場合（ステップＳ１０４でＮＯ）、イーサネットフレームが最初のイーサネットフレームであるか否かを判定する（ステップＳ１０６）。
スイッチ装置１０１は、イーサネットフレームが２番目以降のイーサネットフレームであると判定すると（ステップＳ１０６でＮＯ）、後述する高速中継処理を行う（ステップＳ１１８）。
一方、スイッチ装置１０１は、イーサネットフレームが最初のイーサネットフレームであると判定すると（ステップＳ１０６でＹＥＳ）、イーサネットフレームの検査処理を行う（ステップＳ１０８）。
次に、スイッチ装置１０１は、イーサネットフレームが検査処理に合格しなかった場合（ステップＳ１１０でＮＯ）、当該イーサネットフレームを破棄する（ステップＳ１２０）。
一方、スイッチ装置１０１は、イーサネットフレームが検査処理に合格した場合（ステップＳ１１０でＹＥＳ）、イーサネットフレームに含まれるＩＰパケットの経路を検索するとともに、当該ＩＰパケットのヘッダに格納されたＴＴＬ値を１つ減算する（ステップＳ１１２）。
次に、スイッチ装置１０１は、イーサネットフレームの送信先ＭＡＣアドレスおよび送信元ＭＡＣアドレスを、検索結果に基づく検索アドレス、およびスイッチアドレスにそれぞれ書き換えた後、当該イーサネットフレームを宛先の車載機器１１１へ送信する（ステップＳ１１４）。
次に、スイッチ装置１０１は、イーサネットフレームを宛先の車載機器１１１へ送信するか（ステップＳ１１４およびＳ１１６）、高速中継処理を行うか（ステップＳ１１８）、またはイーサネットフレームを破棄すると（ステップＳ１２０）、車載機器１１１から新たなイーサネットフレームを受信するまで待機する（ステップＳ１０２でＮＯ）。
図１１は、本発明の第１の実施の形態に係る車載通信システムにおけるスイッチ装置が高速中継処理を行う際の動作手順を定めたフローチャートである。図１１は、図１０のステップＳ１１８における動作の詳細を示している。
図１１を参照して、まず、スイッチ装置１０１は、２番目以降のイーサネットフレームに含まれる送信先ＩＰアドレス、送信元ＩＰアドレス、通信プロトコル、送信先ポート番号および送信元ポート番号を確認する（ステップＳ２０２）。
次に、スイッチ装置１０１は、変換用テーブルＴａｂ２を参照し、確認した送信先ＩＰアドレス、送信元ＩＰアドレス、通信プロトコル、送信先ポート番号および送信元ポート番号に対応する送信先ＭＡＣアドレスおよび送信元ＭＡＣアドレスを変換用テーブルＴａｂ２から取得する（ステップＳ２０４）。
具体的には、スイッチ装置１０１は、たとえば、送信先ＭＡＣアドレスおよび送信元ＭＡＣアドレスとして、それぞれ検索アドレスおよびスイッチアドレスを取得する。
次に、スイッチ装置１０１は、イーサネットフレームの送信先ＭＡＣアドレスおよび送信元ＭＡＣアドレスを、取得した検索アドレスおよびスイッチアドレスにそれぞれ書き換える（ステップＳ２０６）。
次に、スイッチ装置１０１は、送信先ＭＡＣアドレスおよび送信元ＭＡＣアドレスを書き換えたイーサネットフレームを宛先の車載機器１１１へ送信する（ステップＳ２０８）。
なお、スイッチ装置１０１は、変換用テーブルＴａｂ２を用いる高速中継処理を行う構成に限らず、変換用テーブルＴａｂ３を用いる高速中継処理を行う構成であってもよい。
図１２は、本発明の第１の実施の形態に係る車載通信システムにおけるスイッチ装置が高速中継処理を行う際の動作手順を定めたフローチャートである。図１２は、図１０のステップＳ１１８における動作の詳細を示している。
図１２を参照して、まず、スイッチ装置１０１は、２番目以降のイーサネットフレームに含まれる送信先ＩＰアドレス、送信元ＩＰアドレス、通信プロトコル、送信先ポート番号および送信元ポート番号を検索キーとして、計算手順Ｐ１を用いてハッシュ値を生成する（ステップＳ３０２）。
次に、スイッチ装置１０１は、変換用テーブルＴａｂ３を参照し、生成したハッシュ値に対応する送信先ＭＡＣアドレスおよび送信元ＭＡＣアドレスを変換用テーブルＴａｂ３から取得する（ステップＳ３０４）。
具体的には、スイッチ装置１０１は、たとえば、送信先ＭＡＣアドレスおよび送信元ＭＡＣアドレスとして、それぞれ検索アドレスおよびスイッチアドレスを取得する。
次に、スイッチ装置１０１は、イーサネットフレームの送信先ＭＡＣアドレスおよび送信元ＭＡＣアドレスを、取得した検索アドレスおよびスイッチアドレスにそれぞれ書き換える（ステップＳ３０６）。
次に、スイッチ装置１０１は、送信先ＭＡＣアドレスおよび送信元ＭＡＣアドレスを書き換えたイーサネットフレームを宛先の車載機器１１１へ送信する（ステップＳ３０８）。
［比較例］
図１３は、本発明の第１の実施の形態に係る車載通信システムにおけるスイッチ装置の比較例の構成を示す図である。
図１３は、本発明の第１の実施の形態に係る車載通信システムにおけるスイッチ装置の比較例の構成を示す図である。
図１３を参照して、比較例であるスイッチ装置９０１は、第１の半導体集積回路９１と、第２の半導体集積回路６２と、複数の通信ポート５４とを備える。
スイッチ装置９０１における通信ポート５４の動作は、図３に示すスイッチ装置１０１における通信ポート５４とそれぞれ同様である。
図１４は、本発明の第１の実施の形態に係るスイッチ装置の比較例における第２の半導体集積回路の構成を示す図である。
図１４を参照して、第２の半導体集積回路６２は、通信部２１と、複数のポート部２５と、転送先決定部２６とを含む。
第２の半導体集積回路６２における通信部２１およびポート部２５の動作は、図４に示す第２の半導体集積回路５２における通信部２１およびポート部２５とそれぞれ同様である。
図１４を参照して、第２の半導体集積回路６２は、たとえば、Ｌ２スイッチであり、外部からのイーサネットフレームの受信および外部へのイーサネットフレームの送信を行う。
より詳細には、第２の半導体集積回路６２における転送先決定部２６は、ＡＲＬテーブルＴａｂ１（図７参照）を保持する。
ここでは、出力先は、たとえば、通信ポート５４の物理番号および第１の半導体集積回路９１のいずれか一方を示す。
具体的には、ゼロ〜６の論理ポート番号は、出力先が通信ポート５４であることを示す。８の論理ポート番号は、出力先が第１の半導体集積回路９１であることを示す。
「ＭＡＣ−ＤＡ８」は、たとえばスイッチ装置９０１のＭＡＣアドレスすなわちスイッチアドレスである。この例では、「ＭＡＣ−ＤＡ８」に対応する論理ポート番号はたとえば８に固定されている。
（Ｌ２レベルで中継可能なイーサネットフレームの処理）
転送先決定部２６は、たとえば、ポート部２５からイーサネットフレームを受けると、受けたイーサネットフレームにおけるＭＡＣヘッダに含まれる送信先ＭＡＣアドレスを確認する。
転送先決定部２６は、たとえば、ポート部２５からイーサネットフレームを受けると、受けたイーサネットフレームにおけるＭＡＣヘッダに含まれる送信先ＭＡＣアドレスを確認する。
転送先決定部２６は、ＡＲＬテーブルＴａｂ１を参照し、確認した送信先ＭＡＣアドレスに対応する出力先をＡＲＬテーブルＴａｂ１から取得する。
具体的には、転送先決定部２６は、たとえば、Ｌ２レベルで中継可能なイーサネットフレームについては、出力先としてゼロ〜６のうちのいずれかの論理ポート番号をＡＲＬテーブルＴａｂ１から取得する。
そして、転送先決定部２６は、当該イーサネットフレームにおけるＭＡＣヘッダに含まれる送信元ＭＡＣアドレスをスイッチアドレスに書き換えた後、取得した論理ポート番号に対応するポート部２５へ当該イーサネットフレームを出力する。
また、転送先決定部２６は、たとえば、Ｌ３レベルでの中継処理を要するイーサネットフレームについては、出力先として８の論理ポート番号をＡＲＬテーブルＴａｂ１から取得する。
そして、切替部２４は、当該イーサネットフレームを通信部２１経由で第１の半導体集積回路９１へ送信する。
図１５は、本発明の第１の実施の形態に係るスイッチ装置の比較例における第１の半導体集積回路の構成を示す図である。
図１５を参照して、第１の半導体集積回路９１は、通信部４１と、経路検索部４２と、検査部４４と、記憶部７３と、リスト管理部９２とを含む。
第１の半導体集積回路９１における通信部４１、経路検索部４２および検査部４４の動作は、図６に示す第１の半導体集積回路５１における通信部４１、経路検索部４２および検査部４４とそれぞれ同様である。
図１６は、本発明の第１の実施の形態に係るスイッチ装置の比較例における記憶部が保持するフローリストの一例を示す図である。
図１６を参照して、第１の半導体集積回路９１における記憶部７３は、たとえば、送信先ＩＰアドレスと送信元ＩＰアドレスと通信プロトコルと送信先ポート番号と送信元ポート番号とタイムスタンプとの対応関係を示すフローリストＬｓｔ１を記憶する。
フローリストＬｓｔ１は、図８に示す変換用テーブルＴａｂ２等と異なり、車載ネットワーク１２におけるＬ３中継の可能な、送信先ＩＰアドレス、送信元ＩＰアドレス、通信プロトコル、送信先ポート番号および送信元ポート番号のすべての組み合わせを常時含まない。フローリストＬｓｔ１の内容は、たとえばリスト管理部９２によって動的に変更される。
（最初のイーサネットフレームの処理）
再び図１５を参照して、リスト管理部９２は、Ｌ３レベルでの中継処理を要する最初のイーサネットフレームを通信部４１経由で第２の半導体集積回路６２から受信すると、受信したイーサネットフレームに含まれるＩＰパケットの内容を確認する。具体的には、リスト管理部９２は、送信先ＩＰアドレス、送信元ＩＰアドレス、通信プロトコル、送信先ポート番号および送信元ポート番号を確認する。
再び図１５を参照して、リスト管理部９２は、Ｌ３レベルでの中継処理を要する最初のイーサネットフレームを通信部４１経由で第２の半導体集積回路６２から受信すると、受信したイーサネットフレームに含まれるＩＰパケットの内容を確認する。具体的には、リスト管理部９２は、送信先ＩＰアドレス、送信元ＩＰアドレス、通信プロトコル、送信先ポート番号および送信元ポート番号を確認する。
そして、リスト管理部９２は、フローリストＬｓｔ１を参照し、確認した送信先ＩＰアドレス、送信元ＩＰアドレス、通信プロトコル、送信先ポート番号および送信元ポート番号がフローリストＬｓｔ１に登録されているか否かを確認する。
リスト管理部９２は、登録されていないことを確認すると、第２の半導体集積回路６２から受信したイーサネットフレームが最初のイーサネットフレームであると判断し、当該イーサネットフレームを検査部４４へ出力する。
検査部４４は、切替部７４からイーサネットフレームを受けると、受けたイーサネットフレームに含まれるＩＰパケットの検査処理を行い、異常を発見した場合、当該ＩＰパケットを含むイーサネットフレームを破棄する。
一方、検査部４４は、異常を発見しない場合、当該ＩＰパケットを含むイーサネットフレームを経路検索部４２へ出力する。
リスト管理部９２は、記憶部７３が保持するフローリストＬｓｔ１を管理する。より詳細には、リスト管理部９２は、イーサネットフレームを検査部４４へ出力した後、検査部４４における当該イーサネットフレームの検査処理を監視する。
リスト管理部９２は、検査部４４が当該イーサネットフレームについて異常を発見しない場合、当該イーサネットフレームに含まれる送信先ＩＰアドレス、送信元ＩＰアドレス、通信プロトコル、送信先ポート番号および送信元ポート番号、ならびに現在時刻を示すタイムスタンプ（以下、これらをフロー情報とも称する。）をフローリストＬｓｔ１に登録する。
一方、リスト管理部９２は、検査部４４が当該イーサネットフレームについて異常を異常を発見した場合、当該イーサネットフレームについてのフロー情報をフローリストＬｓｔ１に登録しない。
経路検索部４２は、検査部４４からイーサネットフレームを受けると、受けたイーサネットフレームに含まれるＩＰパケットのヘッダに格納されたＴＴＬ値を１つ減算するとともに、以下の処理を行う。
すなわち、経路検索部４２は、ルーティングテーブルおよびＡＲＰテーブルに基づいて、送信先ＩＰアドレスに対応するＭＡＣアドレスすなわち検索アドレスを取得する。
そして、経路検索部４２は、イーサネットフレームの送信先ＭＡＣアドレスおよび送信元ＭＡＣアドレスを、検索アドレスおよびスイッチアドレスにそれぞれ書き換え、イーサネットフレームを通信部４１経由で第２の半導体集積回路６２へ送信する。
再び図１４を参照して、第２の半導体集積回路６２における転送先決定部２６は、通信部２１経由で第１の半導体集積回路９１からイーサネットフレームを受信すると、受信したイーサネットフレームにおけるＭＡＣヘッダに含まれる送信先ＭＡＣアドレスを確認する。
転送先決定部２６は、ＡＲＬテーブルＴａｂ１を参照し、確認した送信先ＭＡＣアドレスすなわち検索アドレスに対応する出力先をＡＲＬテーブルＴａｂ１から取得する。
この場合、転送先決定部２６は、たとえば、出力先としてゼロ〜６のうちのいずれかの論理ポート番号をＡＲＬテーブルＴａｂ１から取得し、取得した論理ポート番号に対応するポート部２５経由で宛先の車載機器１１１へイーサネットフレームを送信する。
（２番目以降のイーサネットフレームの処理）
再び図１５を参照して、リスト管理部９２は、Ｌ３レベルでの中継処理を要する２番目以降のイーサネットフレームを通信部４１経由で第２の半導体集積回路６２から受信すると、受信したイーサネットフレームに含まれる送信先ＩＰアドレス、送信元ＩＰアドレス、通信プロトコル、送信先ポート番号および送信元ポート番号を確認する。
再び図１５を参照して、リスト管理部９２は、Ｌ３レベルでの中継処理を要する２番目以降のイーサネットフレームを通信部４１経由で第２の半導体集積回路６２から受信すると、受信したイーサネットフレームに含まれる送信先ＩＰアドレス、送信元ＩＰアドレス、通信プロトコル、送信先ポート番号および送信元ポート番号を確認する。
そして、リスト管理部９２は、フローリストＬｓｔ１を参照し、確認した送信先ＩＰアドレス、送信元ＩＰアドレス、通信プロトコル、送信先ポート番号および送信元ポート番号がフローリストＬｓｔ１に登録されているか否かを確認する。
リスト管理部９２は、登録されていることを確認すると、第２の半導体集積回路６２から受信したイーサネットフレームが２番目以降のイーサネットフレームであると判断し、当該イーサネットフレームを経路検索部４２へ出力する。
また、リスト管理部９２は、たとえば、タイムスタンプの示す時刻から所定時間経過した場合、およびフローデータのうちの最終ＩＰパケットを含むイーサネットフレームを処理した場合において、対応のフロー情報をフローリストＬｓｔ１から抹消する。
なお、本発明の第１の実施の形態に係るスイッチ装置では、対応情報は、送信先ＩＰアドレスと送信元ＩＰアドレスと通信プロトコルと送信先ポート情報と送信元ポート情報と送信先ＭＡＣアドレスと送信元ＭＡＣアドレスとの対応関係を示す構成であるとしたが、これに限定するものではない。対応情報は、通信プロトコルおよび送信元ＭＡＣアドレスを含まず、送信先ＩＰアドレスと送信元ＩＰアドレスと送信先ポート情報と送信元ポート情報と送信先ＭＡＣアドレスとの対応関係を示す構成であってもよい。たとえば、車載ネットワーク１２における通信プロトコルがＴＣＰおよびＵＤＰのいずれか一方に固定されている場合、上記構成により、車載ネットワークにおけるＩＰパケットの中継処理を効率よく行うという本発明の目的を達成することが可能である。また、対応情報は、送信元ＭＡＣアドレスを含まず、送信先ＩＰアドレスと送信元ＩＰアドレスと通信プロトコルと送信先ポート情報と送信元ポート情報と送信先ＭＡＣアドレスとの対応関係を示す構成であってもよい。
また、本発明の第１の実施の形態に係るスイッチ装置では、中継部２２は、イーサネットフレームに含まれる送信先ＩＰアドレス、送信元ＩＰアドレス、通信プロトコル、送信先ポート情報および送信元ポート情報に基づいて、対応情報から送信先ＭＡＣアドレスを取得する構成であるとしたが、これに限定するものではない。中継部２２は、通信プロトコルを除く、イーサネットフレームに含まれる送信先ＩＰアドレス、送信元ＩＰアドレス、送信先ポート情報および送信元ポート情報に基づいて、対応情報から送信先ＭＡＣアドレスを取得する構成であってもよい。
また、本発明の第１の実施の形態に係るスイッチ装置の変形例では、対応情報は、送信先ＩＰアドレスと送信元ＩＰアドレスと通信プロトコルと送信先ポート情報と送信元ポート情報とを一意に決定する値と送信先ＭＡＣアドレスと送信元ＭＡＣアドレスとの対応関係を示す構成であるとしたが、これに限定するものではない。対応情報は、通信プロトコルを除く、送信先ＩＰアドレスと送信元ＩＰアドレスと送信先ポート情報と送信元ポート情報とを一意に決定する値と送信先ＭＡＣアドレスとの対応関係を示す構成であってもよい。たとえば、車載ネットワーク１２における通信プロトコルがＴＣＰおよびＵＤＰのいずれか一方に固定されている場合、上記構成により、車載ネットワークにおけるＩＰパケットの中継処理を効率よく行うという本発明の目的を達成することが可能である。また、対応情報は、送信先ＩＰアドレスと送信元ＩＰアドレスと通信プロトコルと送信先ポート情報と送信元ポート情報とを一意に決定する値と送信先ＭＡＣアドレスとの対応関係を示す構成であってもよい。
また、本発明の第１の実施の形態に係るスイッチ装置では、記憶部２３が第２の半導体集積回路の内部に設けられる構成であるとしたが、これに限定するものではない。記憶部２３が第２の半導体集積回路５２の外部に設けられる構成であってもよい。
また、本発明の第１の実施の形態に係るスイッチ装置では、対応情報が予め記憶部２３に保持される構成であるとしたが、これに限定するものではない。たとえば、スイッチ装置１０１は、フローデータの処理を行うごとに送信先ＩＰアドレスと送信元ＩＰアドレスと通信プロトコルと送信先ポート情報と送信元ポート情報と送信先ＭＡＣアドレスと送信元ＭＡＣアドレスとの対応関係を取得し、取得した対応関係によって記憶部２３における対応情報を更新する取得部を備える構成であってもよい。
また、本発明の第１の実施の形態に係るスイッチ装置の変形例では、対応情報が予め記憶部２３に保持される構成であるとしたが、これに限定するものではない。たとえば、スイッチ装置１０１の変形例は、フローデータの処理を行うごとに送信先ＩＰアドレスと送信元ＩＰアドレスと通信プロトコルと送信先ポート情報と送信元ポート情報とを一意に決定する値と送信先ＭＡＣアドレスと送信元ＭＡＣアドレスとの対応関係を取得し、取得した対応関係によって記憶部２３における対応情報を更新する取得部を備える構成であってもよい。
また、本発明の第１の実施の形態に係るスイッチ装置は、検査部４４を備える構成であるとしたが、これに限定するものではない。スイッチ装置１０１は、たとえば、通信のセキュリティが確保されており、イーサネットフレームに含まれるデータの検査を行う必要がない場合において、切替部２４および検査部４４を備えない構成であってもよい。この場合、スイッチ装置１０１は、たとえば、Ｌ３レベルでの中継を要するすべてのイーサネットフレームを中継部２２へ出力する。
また、本発明の第１の実施の形態に係るスイッチ装置は、中継部２２は、２番目以降のイーサネットフレームに対して送信処理を行う構成であるとしたが、これに限定するものではない。中継部２２は、３番目以降のイーサネットフレームに対して送信処理を行う構成であってもよい。
また、本発明の第１の実施の形態に係るスイッチ装置は、第１の半導体集積回路５１と第２の半導体集積回路５２とを備える構成であるとしたが、これに限定するものではない。スイッチ装置１０１は、たとえば、第１の半導体集積回路５１および第２の半導体集積回路５２の各機能をまとめた１つの半導体集積回路を備える構成であってもよいし、第１の半導体集積回路５１および第２の半導体集積回路５２の各機能を３つ以上の半導体集積回路に分割して備える構成であってもよい。
ところで、特許文献１に記載の車載ネットワークでは、車載制御装置からの情報を中継する通信ゲートウェイが設けられる。
たとえば、通信ゲートウェイの構成として、レイヤ２の中継処理を行うＬ２スイッチと、レイヤ３の中継処理を行うＭＣＵとを備える構成が考えられる。
このような構成において、たとえばＬ２スイッチを高速化した場合、Ｌ２レベルで中継されるフレームの伝送が高速化される。しかしながら、ＭＰＵが高速化していない場合、Ｌ３レベルで中継されるＩＰパケットの伝送は高速化されないので、車両の外部における外部装置と車載機器との間におけるＩＰ通信はＬ２レベルにおける高速化の恩恵を享受できない。
これに対して、本発明の第１の実施の形態に係るスイッチ装置は、車載ネットワーク１２におけるフローデータを中継する。取得部は、少なくとも送信先ＩＰアドレスと送信元ＩＰアドレスと送信先ポート情報と送信元ポート情報と送信先ＭＡＣアドレスとの対応関係を示す対応情報を取得する。そして、中継部２２は、自己のスイッチ装置１０１が受信したイーサネットフレームであってフローデータを構成するイーサネットフレームに含まれる送信先ＩＰアドレス、送信元ＩＰアドレス、送信先ポート情報および送信元ポート情報に基づいて、対応情報から送信先ＭＡＣアドレスを取得し、取得した送信先ＭＡＣアドレスをイーサネットフレームに含めて送信する送信処理を行う。
このような構成により、たとえば、ＩＰパケットの送信先のサブネットを特定し、特定したサブネットにおけるＩＰアドレスとＭＡＣアドレスとの対応テーブルからイーサネットフレームに含めるべき送信先ＭＡＣアドレスを取得する場合と比べて、送信先ＭＡＣアドレスを対応情報から迅速に取得することができるので、レイヤ３の中継処理を高速に行うことができる。したがって、車載ネットワークにおけるＩＰパケットの中継処理を効率よく行うことができる。これにより、外部装置と車載機器１１１との間におけるＩＰ通信を高速化することができる。
また、本発明の第１の実施の形態に係るスイッチ装置は、車載ネットワーク１２におけるフローデータを中継する。取得部は、少なくとも送信先ＩＰアドレスと送信元ＩＰアドレスと送信先ポート情報と送信元ポート情報とを一意に決定する値と送信先ＭＡＣアドレスとの対応関係を示す対応情報を取得する。そして、中継部２２は、自己のスイッチ装置１０１が受信したイーサネットフレームであってフローデータを構成するイーサネットフレーム、に含まれる値であってイーサネットフレームの送信先ＩＰアドレス、送信元ＩＰアドレス、送信先ポート情報および送信元ポート情報を一意に決定する値に対応する送信先ＭＡＣアドレスを対応情報から取得し、取得した送信先ＭＡＣアドレスをイーサネットフレームに含めて送信する送信処理を行う。
このように、送信先ＩＰアドレスと送信元ＩＰアドレスと送信先ポート情報と送信元ポート情報とを一意に決定する値を用いる構成により、対応情報を簡素化することができる。また、たとえば、ＩＰパケットの送信先のサブネットを特定し、特定したサブネットにおけるＩＰアドレスとＭＡＣアドレスとの対応テーブルからイーサネットフレームに含めるべき送信先ＭＡＣアドレスを取得する場合と比べて、送信先ＭＡＣアドレスを対応情報から迅速に取得することができるので、レイヤ３の中継処理を高速に行うことができる。したがって、車載ネットワークにおけるＩＰパケットの中継処理を効率よく行うことができる。これにより、外部装置と車載機器１１１との間におけるＩＰ通信を高速化することができる。
また、本発明の第１の実施の形態に係るスイッチ装置では、記憶部２３は、対応情報を固定的に記憶する。
このように、たとえばスイッチ装置１０１および車載機器１１１のネットワーク構成が固定された環境において、予め決まっている対応関係を示す対応情報を固定的に記憶する構成により、イーサネットフレームを受信するごとに対応関係を動的に作成して記憶する構成と比べて、イーサネットフレームに含めるべき送信先ＭＡＣアドレスを効率よく取得することができる。また、送信先ＩＰアドレスと送信元ＩＰアドレスと送信先ポート情報と送信元ポート情報とを一意に決定する値の重複を予めチェックすることができるので、当該値の重複のない適切な対応情報を準備することができる。
また、本発明の第１の実施の形態に係るスイッチ装置では、検査部４４は、自己のスイッチ装置１０１が受信するイーサネットフレームの検査処理を行う。検査部４４は、フローデータを構成する最初のイーサネットフレームが検査処理に合格した場合、２番目以降のイーサネットフレームの検査処理を行わない。そして、中継部２２は、少なくとも２番目以降のイーサネットフレームに対して送信処理を行う。
このような構成により、最初のフレームでセキュリティを確保し、セキュリティを確保できた２番目以降のフレームについては、検査処理を省略して送信処理を行うことで、レイヤ３の中継処理を高速化することができる。
また、本発明の第１の実施の形態に係るスイッチ装置では、切替部２４は、自己のスイッチ装置１０１が受信したイーサネットフレームを検査部４４へ出力するか、中継部２２へ出力するかを切り替える。そして、切替部２４は、最初のフレームを検査部４４へ出力し、最初のイーサネットフレームが検査処理に合格した場合、２番目以降のイーサネットフレームを中継部２２へ出力する。
このような構成により、受信したフレームを、フローデータにおけるフレームの順番、およびフレームの検査結果に応じて検査部４４および中継部２２のいずれか一方へ適切に送り込むことができる。
また、本発明の第１の実施の形態に係るスイッチ装置は、第１の半導体集積回路５１および第２の半導体集積回路５２を備える。第１の半導体集積回路５１は、検査部４４を含む。そして、第２の半導体集積回路５２は、中継部２２および切替部２４を含み、外部からのイーサネットフレームの受信および外部へのイーサネットフレームの送信を行う。
このような構成により、たとえばＭＰＵである第１の半導体集積回路５１に処理負荷が集中することを防ぐことができる。また、第１の半導体集積回路５１を高速化せずに、たとえばＬ２スイッチである第２の半導体集積回路５２を高速化した場合においても、Ｌ３レベルの処理の大部分を第２の半導体集積回路５２において行うことができるので、ＭＰＵを高速化するためのコスト上昇を抑制しながら外部装置と車載機器１１１との間におけるＩＰ通信を高速化することができる。
また、本発明の第１の実施の形態に係るスイッチ装置では、対応情報は、送信先ＩＰアドレスと送信元ＩＰアドレスと送信先ポート情報と送信元ポート情報と通信プロトコルと送信先ＭＡＣアドレスとの対応関係を示す。
このような構成により、送信先ＩＰアドレス、送信元ＩＰアドレス、送信先ポート情報および送信元ポート情報が同じであるが通信プロトコルの異なるフローデータを区別することができるので、フローデータの中継処理をきめ細かく管理することができる。
また、本発明の第１の実施の形態に係るスイッチ装置では、上記値は、送信先ＩＰアドレスと送信元ＩＰアドレスと送信先ポート情報と送信元ポート情報と通信プロトコルとを一意に決定する値である。
このような構成により、送信先ＩＰアドレス、送信元ＩＰアドレス、送信先ポート情報および送信元ポート情報が同じであるが通信プロトコルの異なるフローデータを区別することができるので、フローデータの中継処理をきめ細かく管理することができる。
次に、本発明の他の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
＜第２の実施の形態＞
本実施の形態は、第１の実施の形態に係るスイッチ装置と比べて中継部が第１の半導体集積回路に設けられるスイッチ装置に関する。以下で説明する内容以外は第１の実施の形態に係るスイッチ装置と同様である。
本実施の形態は、第１の実施の形態に係るスイッチ装置と比べて中継部が第１の半導体集積回路に設けられるスイッチ装置に関する。以下で説明する内容以外は第１の実施の形態に係るスイッチ装置と同様である。
図１７は、本発明の第２の実施の形態に係る車載通信システムにおけるスイッチ装置の構成を示す図である。
図１７を参照して、スイッチ装置１０２は、第１の半導体集積回路６１と、第２の半導体集積回路６２と、複数の通信ポート５４とを備える。
スイッチ装置１０２における通信ポート５４および第２の半導体集積回路６２の動作は、図１３に示すスイッチ装置９０１における通信ポート５４および第２の半導体集積回路６２とそれぞれ同様である。
図１８は、本発明の第２の実施の形態に係るスイッチ装置における第１の半導体集積回路の構成を示す図である。
図１８を参照して、第１の半導体集積回路６１は、通信部４１と、経路検索部４２と、検査部４４と、中継部７２と、記憶部７３と、切替部７４と、有効化部７５とを含む。
第１の半導体集積回路６１における通信部４１、経路検索部４２および検査部４４の動作は、図６に示す第１の半導体集積回路５１における通信部４１、経路検索部４２および検査部４４とそれぞれ同様である。
図１９は、本発明の第２の実施の形態に係るスイッチ装置における記憶部が保持する変換用テーブルの一例を示す図である。
図１９を参照して、第１の半導体集積回路６１における記憶部７３は、対応情報の一例である変換用テーブルＴａｂ４を固定的に記憶する。
変換用テーブルＴａｂ４は、たとえば、送信先ＩＰアドレスと送信元ＩＰアドレスと通信プロトコルと送信先ポート番号と送信元ポート番号と送信先ＭＡＣアドレスと送信元ＭＡＣアドレスと状態との対応関係を示す。ここで、状態は、有効および無効のいずれか一方を示し、標準では無効を示す。
変換用テーブルＴａｂ４は、たとえば、車載ネットワーク１２におけるＬ３中継の可能な、送信先ＩＰアドレス、送信元ＩＰアドレス、通信プロトコル、送信先ポート番号および送信元ポート番号のすべての組み合わせを含む。
再び図１８を参照して、切替部７４は、たとえば、自己のスイッチ装置１０２が受信したイーサネットフレームを検査部４４へ出力するか、中継部７２へ出力するかを切り替える。また、切替部７４は、たとえば、最初のイーサネットフレームを検査部４４へ出力し、最初のイーサネットフレームが検査処理に合格した場合、２番目以降のフレームを中継部７２へ出力する。
（最初のイーサネットフレームの処理）
切替部７４は、Ｌ３レベルでの中継処理を要する最初のイーサネットフレームを通信部４１経由で第２の半導体集積回路６２から受信すると、受信したイーサネットフレームに含まれるＩＰパケットの内容を確認する。具体的には、切替部７４は、送信先ＩＰアドレス、送信元ＩＰアドレス、通信プロトコル、送信先ポート番号および送信元ポート番号を確認する。
切替部７４は、Ｌ３レベルでの中継処理を要する最初のイーサネットフレームを通信部４１経由で第２の半導体集積回路６２から受信すると、受信したイーサネットフレームに含まれるＩＰパケットの内容を確認する。具体的には、切替部７４は、送信先ＩＰアドレス、送信元ＩＰアドレス、通信プロトコル、送信先ポート番号および送信元ポート番号を確認する。
そして、切替部７４は、変換用テーブルＴａｂ４を参照し、確認した送信先ＩＰアドレス、送信元ＩＰアドレス、通信プロトコル、送信先ポート番号および送信元ポート番号に対応する状態を確認する。
切替部７４は、確認した状態が「無効」である場合、第２の半導体集積回路６２から受信したイーサネットフレームが最初のイーサネットフレームであると判断し、当該イーサネットフレームを検査部４４へ出力する。
検査部４４は、切替部７４からイーサネットフレームを受けると、受けたイーサネットフレームに含まれるＩＰパケットの検査処理を行い、異常を発見した場合、当該ＩＰパケットを含むイーサネットフレームを破棄する。
一方、検査部４４は、異常を発見しない場合、当該ＩＰパケットを含むイーサネットフレームを経路検索部４２へ出力する。
経路検索部４２は、検査部４４からイーサネットフレームを受けると、受けたイーサネットフレームに含まれるＩＰパケットのヘッダに格納されたＴＴＬ値を１つ減算するとともに、以下の処理を行う。
すなわち、経路検索部４２は、当該ＩＰパケットから送信先ＩＰアドレスを取得し、たとえば、取得した送信先ＩＰアドレスに対してサブネットマスク計算を行うことにより宛先ネットワークを特定する。
経路検索部４２は、ルーティングテーブルを参照し、特定した宛先ネットワークに対応する送出インタフェースを特定する。
そして、経路検索部４２は、特定した送出インタフェースに対応するＡＲＰテーブルを参照し、送信先ＩＰアドレスに対応するＭＡＣアドレスすなわち検索アドレスを当該ＡＲＰテーブルから取得する。
経路検索部４２は、イーサネットフレームの送信先ＭＡＣアドレスおよび送信元ＭＡＣアドレスを、検索アドレスおよびスイッチアドレスにそれぞれ書き換え、イーサネットフレームを有効化部７５へ出力する。
有効化部７５は、たとえば、記憶部７３が保持する変換用テーブルＴａｂ４における、経路検索部４２からのイーサネットフレームに対応する状態を有効化する。
より詳細には、有効化部７５は、経路検索部４２からイーサネットフレームを受けると、受けたイーサネットフレームに含まれる送信先ＩＰアドレス、送信元ＩＰアドレス、通信プロトコル、送信先ポート番号および送信元ポート番号を確認する。
有効化部７５は、記憶部７３が保持する変換用テーブルＴａｂ４において、確認した送信先ＩＰアドレス、送信元ＩＰアドレス、通信プロトコル、送信先ポート番号および送信元ポート番号に対応する状態を「無効」から「有効」に書き換える。
そして、有効化部７５は、イーサネットフレームを通信部４１経由で第２の半導体集積回路６２へ送信する。
また、有効化部７５は、たとえば、通信部４１を監視し、変換用テーブルＴａｂ４における状態を「有効」に書き換えてから所定時間経過するまでに、対応のイーサネットフレームが通信部４１から送信されない場合、当該状態を「有効」から「無効」に書き換える。
再び図１４を参照して、第２の半導体集積回路６２における転送先決定部２６は、通信部２１経由で第１の半導体集積回路６１からイーサネットフレームを受信すると、受信したイーサネットフレームにおけるＭＡＣヘッダに含まれる送信先ＭＡＣアドレスを確認する。
転送先決定部２６は、ＡＲＬテーブルＴａｂ１を参照し、確認した送信先ＭＡＣアドレスすなわち検索アドレスに対応する出力先をＡＲＬテーブルＴａｂ１から取得する。
この場合、切替部２４は、たとえば、出力先としてゼロ〜６のうちのいずれかの論理ポート番号をＡＲＬテーブルＴａｂ１から取得し、取得した論理ポート番号に対応するポート部２５経由で宛先の車載機器１１１へイーサネットフレームを送信する。
（２番目以降のイーサネットフレームの処理）
再び図１８を参照して、切替部７４は、Ｌ３レベルでの中継処理を要する２番目以降のイーサネットフレームを通信部４１経由で第２の半導体集積回路６２から受信すると、受信したイーサネットフレームに含まれる送信先ＩＰアドレス、送信元ＩＰアドレス、通信プロトコル、送信先ポート番号および送信元ポート番号を確認する。
再び図１８を参照して、切替部７４は、Ｌ３レベルでの中継処理を要する２番目以降のイーサネットフレームを通信部４１経由で第２の半導体集積回路６２から受信すると、受信したイーサネットフレームに含まれる送信先ＩＰアドレス、送信元ＩＰアドレス、通信プロトコル、送信先ポート番号および送信元ポート番号を確認する。
そして、切替部７４は、変換用テーブルＴａｂ４を参照し、確認した送信先ＩＰアドレス、送信元ＩＰアドレス、通信プロトコル、送信先ポート番号および送信元ポート番号に対応する状態を確認する。
切替部７４は、確認した状態が「有効」である場合、第２の半導体集積回路６２から受信したイーサネットフレームが２番目以降のイーサネットフレームであると判断し、当該イーサネットフレームを中継部７２へ出力する。
中継部７２は、自己のスイッチ装置１０２が受信したイーサネットフレームであってフローデータを構成するイーサネットフレームに含まれる送信先ＩＰアドレス、送信元ＩＰアドレス、通信プロトコル、送信先ポート情報および送信元ポート情報に基づいて、対応情報から送信先ＭＡＣアドレスを取得する。
そして、中継部７２は、取得した送信先ＭＡＣアドレスをイーサネットフレームに含めて送信する送信処理を行う。詳細には、中継部７２は、たとえば、２番目以降のイーサネットフレームに対して送信処理を行う。
より詳細には、中継部７２は、切替部７４から２番目以降のイーサネットフレームを受けると、受けたイーサネットフレームに含まれるＩＰパケットの内容を確認する。具体的には、中継部７２は、送信先ＩＰアドレス、送信元ＩＰアドレス、通信プロトコル、送信先ポート番号および送信元ポート番号を確認する。
そして、中継部７２は、変換用テーブルＴａｂ４を参照し、確認した送信先ＩＰアドレス、送信元ＩＰアドレス、通信プロトコル、送信先ポート番号および送信元ポート番号に対応する送信先ＭＡＣアドレスおよび送信元ＭＡＣアドレスを変換用テーブルＴａｂ４から取得する。
ここでは、送信先ＭＡＣアドレスおよび送信元ＭＡＣアドレスは、それぞれ検索アドレスおよびスイッチアドレスである。
中継部７２は、イーサネットフレームの送信先ＭＡＣアドレスおよび送信元ＭＡＣアドレスを、取得した検索アドレスおよびスイッチアドレスにそれぞれ書き換え、イーサネットフレームを通信部４１経由で第２の半導体集積回路６２へ送信する。
再び図１４を参照して、第２の半導体集積回路６２における転送先決定部２６は、通信部２１経由で第１の半導体集積回路６１からイーサネットフレームを受信すると、受信したイーサネットフレームにおけるＭＡＣヘッダに含まれる送信先ＭＡＣアドレスを確認する。
転送先決定部２６は、ＡＲＬテーブルＴａｂ１を参照し、確認した送信先ＭＡＣアドレスに対応する出力先をＡＲＬテーブルＴａｂ１から取得する。
この場合、切替部２４は、上述の最初のイーサネットフレームの場合と同じ論理ポート番号を出力先としてＡＲＬテーブルＴａｂ１から取得し、取得した論理ポート番号に対応するポート部２５経由で宛先の車載機器１１１へイーサネットフレームを送信する。
［スイッチ装置１０２の変形例］
図２０は、本発明の第２の実施の形態に係る第１の半導体集積回路の変形例の構成を示す図である。
図２０は、本発明の第２の実施の形態に係る第１の半導体集積回路の変形例の構成を示す図である。
図２０を参照して、第１の半導体集積回路６１の変形例は、図１８に示す第１の半導体集積回路６１と比べて、経路検索部４２を含まない。
第１の半導体集積回路６１の変形例における通信部４１、検査部４４、中継部７２、記憶部７３、切替部７４および有効化部７５の動作は、図１８に示す第１の半導体集積回路６１における通信部４１、検査部４４、中継部７２、記憶部７３、切替部７４および有効化部７５とそれぞれ同様である。
図２１は、本発明の第２の実施の形態に係るスイッチ装置の変形例における記憶部が保持する変換用テーブルの一例を示す図である。
図２１を参照して、記憶部７３は、対応情報の一例である変換用テーブルＴａｂ５を固定的に記憶する。
変換用テーブルＴａｂ５は、たとえば、ハッシュ値と送信先ＭＡＣアドレスと送信元ＭＡＣアドレスと状態との対応関係を示す。ここで、状態は、有効および無効のいずれか一方を示し、標準では無効を示す。
ハッシュ値は、送信先ＩＰアドレス、送信元ＩＰアドレス、通信プロトコル、送信先ポート番号および送信元ポート番号を検索キーとして、計算手順Ｐ１を用いて生成される値である。
変換用テーブルＴａｂ５は、たとえば、車載ネットワーク１２におけるＬ３中継の可能な、送信先ＩＰアドレス、送信元ＩＰアドレス、通信プロトコル、送信先ポート番号および送信元ポート番号のすべての組み合わせについてのハッシュ値を含む。
また、変換用テーブルＴａｂ５におけるハッシュ値は、値が重複しないように予めチェックされる。たとえば、重複するハッシュ値が存在する場合、他の計算手順を用いて新たなハッシュ値を生成し、変換用テーブルＴａｂ５におけるハッシュ値が重複しないようにする。
（最初のイーサネットフレームの処理）
再び図２０を参照して、切替部７４は、Ｌ３レベルでの中継処理を要する最初のイーサネットフレームを通信部４１経由で第２の半導体集積回路６２から受信すると、受信したイーサネットフレームから送信先ＩＰアドレス、送信元ＩＰアドレス、通信プロトコル、送信先ポート番号および送信元ポート番号を取得する。
再び図２０を参照して、切替部７４は、Ｌ３レベルでの中継処理を要する最初のイーサネットフレームを通信部４１経由で第２の半導体集積回路６２から受信すると、受信したイーサネットフレームから送信先ＩＰアドレス、送信元ＩＰアドレス、通信プロトコル、送信先ポート番号および送信元ポート番号を取得する。
切替部７４は、取得した送信先ＩＰアドレス、送信元ＩＰアドレス、通信プロトコル、送信先ポート番号および送信元ポート番号を検索キーとして、計算手順Ｐ１を用いてハッシュ値を生成する。
そして、切替部７４は、変換用テーブルＴａｂ５を参照し、生成したハッシュ値に対応する状態を確認する。
切替部７４は、確認した状態が「無効」である場合、第２の半導体集積回路６２から受信したイーサネットフレームが最初のイーサネットフレームであると判断し、生成したハッシュ値を当該イーサネットフレームに付した後、当該イーサネットフレームを検査部４４へ出力する。
検査部４４は、切替部７４からイーサネットフレームを受けると、受けたイーサネットフレームに含まれるＩＰパケットの検査処理を行い、異常を発見した場合、当該ＩＰパケットを含むイーサネットフレームを破棄する。
一方、検査部４４は、異常を発見しない場合、当該ＩＰパケットを含むイーサネットフレームを有効化部７５へ出力する。
有効化部７５は、検査部４４からイーサネットフレームを受けると、受けたイーサネットフレームに付されたハッシュ値を取得する。
有効化部７５は、記憶部７３が保持する変換用テーブルＴａｂ５において、取得したハッシュ値に対応する状態を「無効」から「有効」に書き換える。そして、有効化部７５は、イーサネットフレームを中継部２２へ出力する。
中継部７２は、有効化部７５からイーサネットフレームを受けると、受けたイーサネットフレームに付されたハッシュ値を取得する。
そして、中継部７２は、変換用テーブルＴａｂ５を参照し、取得したハッシュ値に対応する状態が「有効」であることを確認すると、当該ハッシュ値に対応する送信先ＭＡＣアドレスおよび送信元ＭＡＣアドレスを変換用テーブルＴａｂ５から取得する。
ここでは、送信先ＭＡＣアドレスおよび送信元ＭＡＣアドレスは、たとえば、それぞれ上述の検索アドレス、およびスイッチアドレスである。
中継部７２は、イーサネットフレームの送信先ＭＡＣアドレスおよび送信元ＭＡＣアドレスを、取得した検索アドレスおよびスイッチアドレスにそれぞれ書き換え、イーサネットフレームに付されたハッシュ値を破棄した後、イーサネットフレームを通信部４１経由で第２の半導体集積回路６２へ送信する。
（２番目以降のイーサネットフレームの処理）
切替部７４は、Ｌ３レベルでの中継処理を要する２番目以降のイーサネットフレームを通信部４１経由で第２の半導体集積回路６２から受信すると、受信したイーサネットフレームから送信先ＩＰアドレス、送信元ＩＰアドレス、通信プロトコル、送信先ポート番号および送信元ポート番号を取得する。
切替部７４は、Ｌ３レベルでの中継処理を要する２番目以降のイーサネットフレームを通信部４１経由で第２の半導体集積回路６２から受信すると、受信したイーサネットフレームから送信先ＩＰアドレス、送信元ＩＰアドレス、通信プロトコル、送信先ポート番号および送信元ポート番号を取得する。
切替部７４は、取得した送信先ＩＰアドレス、送信元ＩＰアドレス、通信プロトコル、送信先ポート番号および送信元ポート番号を検索キーとして、計算手順Ｐ１を用いてハッシュ値を生成する。
そして、切替部７４は、変換用テーブルＴａｂ５を参照し、生成したハッシュ値に対応する状態を確認する。
切替部７４は、確認した状態が「有効」である場合、第２の半導体集積回路６２から受信したイーサネットフレームが２番目以降のイーサネットフレームであると判断し、生成したハッシュ値を当該イーサネットフレームに付した後、当該イーサネットフレームを中継部７２へ出力する。
中継部７２は、切替部７４からイーサネットフレームを受けると、受けたイーサネットフレームに付されたハッシュ値を取得する。
そして、中継部７２は、変換用テーブルＴａｂ５を参照し、取得したハッシュ値に対応する状態が「有効」であることを確認すると、当該ハッシュ値に対応する送信先ＭＡＣアドレスおよび送信元ＭＡＣアドレスを変換用テーブルＴａｂ５から取得する。
ここでは、送信先ＭＡＣアドレスおよび送信元ＭＡＣアドレスは、それぞれ検索アドレスおよびスイッチアドレスである。
中継部７２は、イーサネットフレームの送信先ＭＡＣアドレスおよび送信元ＭＡＣアドレスを、取得した検索アドレスおよびスイッチアドレスにそれぞれ書き換え、イーサネットフレームに付されたハッシュ値を破棄した後、イーサネットフレームを通信部４１経由で第２の半導体集積回路６２へ送信する。
なお、本発明の第２の実施の形態に係るスイッチ装置では、記憶部７３が第１の半導体集積回路６１の内部に設けられる構成であるとしたが、これに限定するものではない。記憶部７３が第１の半導体集積回路６１の外部に設けられる構成であってもよい。
また、本発明の第２の実施の形態に係るスイッチ装置は、第１の半導体集積回路６１と第２の半導体集積回路６２とを備える構成であるとしたが、これに限定するものではない。スイッチ装置１０２は、たとえば、第１の半導体集積回路６１および第２の半導体集積回路６２の各機能をまとめた１つの半導体集積回路を備える構成であってもよいし、第１の半導体集積回路６１および第２の半導体集積回路６２の各機能を３つ以上の半導体集積回路に分割して備える構成であってもよい。
以上のように、本発明の第２の実施の形態に係るスイッチ装置は、第１の半導体集積回路６１および第２の半導体集積回路６２を備える。第１の半導体集積回路６１は、検査部４４、中継部７２および切替部７４を含む。そして、第２の半導体集積回路６２は、外部からのイーサネットフレームの受信および外部へのイーサネットフレームの送信を行う。
このような構成により、Ｌ３レベルの処理をたとえばＭＰＵである第１の半導体集積回路６１に集中させて第２の半導体集積回路６２における処理をＬ２レベルに限定することができるので、市販のＬ２スイッチの集積回路を第２の半導体集積回路６２としてそのまま用いることができる。これにより、Ｌ２スイッチのコスト上昇を抑制しながら外部装置と車載機器１１１との間におけるＩＰ通信を高速化することができる。また、スイッチ装置９０１のようにフローリストＬｓｔ１を動的に管理しないので、スイッチ装置９０１と比べてＬ３レベルの処理を簡素化することができる。
その他の構成および動作は第１の実施の形態に係る車載通信システムと同様であるため、ここでは詳細な説明を繰り返さない。
なお、本発明の第１の実施の形態および第２の実施の形態に係る各装置の構成要素および動作のうち、一部または全部を適宜組み合わせることも可能である。
上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
以上の説明は、以下に付記する特徴を含む。
［付記１］
車載ネットワークにおけるフローデータを中継するスイッチ装置であって、
少なくとも送信先ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）アドレスと送信元ＩＰアドレスと送信先ポート情報と送信元ポート情報と送信先ＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）アドレスとの対応関係を示す対応情報を取得する取得部と、
自己の前記スイッチ装置が受信したフレームであって前記フローデータを構成するフレームに含まれる送信先ＩＰアドレス、送信元ＩＰアドレス、送信先ポート情報および送信元ポート情報に基づいて、前記対応情報から前記送信先ＭＡＣアドレスを取得し、取得した前記送信先ＭＡＣアドレスを前記フレームに含めて送信する送信処理を行う中継部とを備え、
前記フローデータは、分割されたデータをそれぞれ含む複数のＩＰパケットにより構成され、
前記フレームは、イーサネットフレームであり、前記送信先ＭＡＣアドレスおよび１つの前記ＩＰパケットを含み、
前記ＩＰパケットは、前記送信先ＩＰアドレス、前記送信元ＩＰアドレス、および１つのＴＣＰパケットまたは１つのＵＤＰパケットを含み、
前記ＴＣＰパケットまたは前記ＵＤＰパケットは、前記送信先ポート情報、前記送信元ポート情報および前記データの一部を含む、スイッチ装置。
車載ネットワークにおけるフローデータを中継するスイッチ装置であって、
少なくとも送信先ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）アドレスと送信元ＩＰアドレスと送信先ポート情報と送信元ポート情報と送信先ＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）アドレスとの対応関係を示す対応情報を取得する取得部と、
自己の前記スイッチ装置が受信したフレームであって前記フローデータを構成するフレームに含まれる送信先ＩＰアドレス、送信元ＩＰアドレス、送信先ポート情報および送信元ポート情報に基づいて、前記対応情報から前記送信先ＭＡＣアドレスを取得し、取得した前記送信先ＭＡＣアドレスを前記フレームに含めて送信する送信処理を行う中継部とを備え、
前記フローデータは、分割されたデータをそれぞれ含む複数のＩＰパケットにより構成され、
前記フレームは、イーサネットフレームであり、前記送信先ＭＡＣアドレスおよび１つの前記ＩＰパケットを含み、
前記ＩＰパケットは、前記送信先ＩＰアドレス、前記送信元ＩＰアドレス、および１つのＴＣＰパケットまたは１つのＵＤＰパケットを含み、
前記ＴＣＰパケットまたは前記ＵＤＰパケットは、前記送信先ポート情報、前記送信元ポート情報および前記データの一部を含む、スイッチ装置。
［付記２］
車載ネットワークにおけるフローデータを中継するスイッチ装置であって、
少なくとも送信先ＩＰアドレスと送信元ＩＰアドレスと送信先ポート情報と送信元ポート情報とを一意に決定する値と送信先ＭＡＣアドレスとの対応関係を示す対応情報を取得する取得部と、
自己の前記スイッチ装置が受信したフレームであって前記フローデータを構成するフレーム、に含まれる値であって前記フレームの送信先ＩＰアドレス、送信元ＩＰアドレス、送信先ポート情報および送信元ポート情報を一意に決定する値に対応する前記送信先ＭＡＣアドレスを前記対応情報から取得し、取得した前記送信先ＭＡＣアドレスを前記フレームに含めて送信する送信処理を行う中継部とを備え、
前記フローデータは、分割されたデータをそれぞれ含む複数のＩＰパケットにより構成され、
前記フレームは、イーサネットフレームであり、前記送信先ＭＡＣアドレスおよび１つの前記ＩＰパケットを含み、
前記ＩＰパケットは、前記送信先ＩＰアドレス、前記送信元ＩＰアドレス、および１つのＴＣＰパケットまたは１つのＵＤＰパケットを含み、
前記ＴＣＰパケットまたは前記ＵＤＰパケットは、前記送信先ポート情報、前記送信元ポート情報および前記データの一部を含み、
前記値は、前記送信先ＩＰアドレス、前記送信元ＩＰアドレス、前記送信先ポート番号および前記送信元ポート番号を検索キーとして、所定の計算手順を用いて生成されるハッシュ値である、スイッチ装置。
車載ネットワークにおけるフローデータを中継するスイッチ装置であって、
少なくとも送信先ＩＰアドレスと送信元ＩＰアドレスと送信先ポート情報と送信元ポート情報とを一意に決定する値と送信先ＭＡＣアドレスとの対応関係を示す対応情報を取得する取得部と、
自己の前記スイッチ装置が受信したフレームであって前記フローデータを構成するフレーム、に含まれる値であって前記フレームの送信先ＩＰアドレス、送信元ＩＰアドレス、送信先ポート情報および送信元ポート情報を一意に決定する値に対応する前記送信先ＭＡＣアドレスを前記対応情報から取得し、取得した前記送信先ＭＡＣアドレスを前記フレームに含めて送信する送信処理を行う中継部とを備え、
前記フローデータは、分割されたデータをそれぞれ含む複数のＩＰパケットにより構成され、
前記フレームは、イーサネットフレームであり、前記送信先ＭＡＣアドレスおよび１つの前記ＩＰパケットを含み、
前記ＩＰパケットは、前記送信先ＩＰアドレス、前記送信元ＩＰアドレス、および１つのＴＣＰパケットまたは１つのＵＤＰパケットを含み、
前記ＴＣＰパケットまたは前記ＵＤＰパケットは、前記送信先ポート情報、前記送信元ポート情報および前記データの一部を含み、
前記値は、前記送信先ＩＰアドレス、前記送信元ＩＰアドレス、前記送信先ポート番号および前記送信元ポート番号を検索キーとして、所定の計算手順を用いて生成されるハッシュ値である、スイッチ装置。
１ 対象車両
１２ 車載ネットワーク
２１ 通信部
２２ 中継部
２３ 記憶部
２４ 切替部
２５ ポート部
２６ 転送先決定部
３１ 受信部
３２ フィルタ部
３３ 送信部
４１ 通信部
４２ 経路検索部
４３ 指示部
４４ 検査部
５１ 第１の半導体集積回路
５２ 第２の半導体集積回路
５４ 通信ポート
６１ 第１の半導体集積回路
６２ 第２の半導体集積回路
７２ 中継部
７３ 記憶部
７４ 切替部
７５ 有効化部
９１ 第１の半導体集積回路
９２ リスト管理部
１０１，１０２ スイッチ装置
１１１ 車載機器
３０１ 車載通信システム
９０１ スイッチ装置
１２ 車載ネットワーク
２１ 通信部
２２ 中継部
２３ 記憶部
２４ 切替部
２５ ポート部
２６ 転送先決定部
３１ 受信部
３２ フィルタ部
３３ 送信部
４１ 通信部
４２ 経路検索部
４３ 指示部
４４ 検査部
５１ 第１の半導体集積回路
５２ 第２の半導体集積回路
５４ 通信ポート
６１ 第１の半導体集積回路
６２ 第２の半導体集積回路
７２ 中継部
７３ 記憶部
７４ 切替部
７５ 有効化部
９１ 第１の半導体集積回路
９２ リスト管理部
１０１，１０２ スイッチ装置
１１１ 車載機器
３０１ 車載通信システム
９０１ スイッチ装置
Claims (13)
- 車載ネットワークにおけるフローデータを中継するスイッチ装置であって、
少なくとも送信先ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）アドレスと送信元ＩＰアドレスと送信先ポート情報と送信元ポート情報と送信先ＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）アドレスとの対応関係を示す対応情報を取得する取得部と、
自己の前記スイッチ装置が受信したフレームであって前記フローデータを構成するフレームに含まれる送信先ＩＰアドレス、送信元ＩＰアドレス、送信先ポート情報および送信元ポート情報に基づいて、前記対応情報から前記送信先ＭＡＣアドレスを取得し、取得した前記送信先ＭＡＣアドレスを前記フレームに含めて送信する送信処理を行う中継部とを備える、スイッチ装置。 - 車載ネットワークにおけるフローデータを中継するスイッチ装置であって、
少なくとも送信先ＩＰアドレスと送信元ＩＰアドレスと送信先ポート情報と送信元ポート情報とを一意に決定する値と送信先ＭＡＣアドレスとの対応関係を示す対応情報を取得する取得部と、
自己の前記スイッチ装置が受信したフレームであって前記フローデータを構成するフレーム、に含まれる値であって前記フレームの送信先ＩＰアドレス、送信元ＩＰアドレス、送信先ポート情報および送信元ポート情報を一意に決定する値に対応する前記送信先ＭＡＣアドレスを前記対応情報から取得し、取得した前記送信先ＭＡＣアドレスを前記フレームに含めて送信する送信処理を行う中継部とを備える、スイッチ装置。 - 前記スイッチ装置は、さらに、
前記対応情報を固定的に記憶する記憶部を備える、請求項１または請求項２に記載のスイッチ装置。 - 前記スイッチ装置は、さらに、
自己の前記スイッチ装置が受信する前記フレームの検査処理を行う検査部を備え、
前記検査部は、前記フローデータを構成する最初の前記フレームが前記検査処理に合格した場合、２番目以降の前記フレームの前記検査処理を行わず、
前記中継部は、少なくとも前記２番目以降の前記フレームに対して前記送信処理を行う、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のスイッチ装置。 - 前記スイッチ装置は、さらに、
自己の前記スイッチ装置が受信した前記フレームを前記検査部へ出力するか、前記中継部へ出力するかを切り替える切替部を備え、
前記切替部は、前記最初のフレームを前記検査部へ出力し、前記最初のフレームが前記検査処理に合格した場合、前記２番目以降のフレームを前記中継部へ出力する、請求項４に記載のスイッチ装置。 - 前記スイッチ装置は、第１の半導体集積回路および第２の半導体集積回路を備え、
前記第１の半導体集積回路は、前記検査部を含み、
前記第２の半導体集積回路は、前記中継部および前記切替部を含み、外部からの前記フレームの受信および外部への前記フレームの送信を行う、請求項５に記載のスイッチ装置。 - 前記スイッチ装置は、第１の半導体集積回路および第２の半導体集積回路を備え、
前記第１の半導体集積回路は、前記検査部、前記中継部および前記切替部を含み、
前記第２の半導体集積回路は、外部からの前記フレームの受信および外部への前記フレームの送信を行う、請求項５に記載のスイッチ装置。 - 前記対応情報は、送信先ＩＰアドレスと送信元ＩＰアドレスと送信先ポート情報と送信元ポート情報と通信プロトコルと送信先ＭＡＣアドレスとの対応関係を示す、請求項１に記載のスイッチ装置。
- 前記値は、送信先ＩＰアドレスと送信元ＩＰアドレスと送信先ポート情報と送信元ポート情報と通信プロトコルとを一意に決定する値である、請求項２に記載のスイッチ装置。
- 車載ネットワークにおけるフローデータを中継するスイッチ装置における通信制御方法であって、
少なくとも送信先ＩＰアドレスと送信元ＩＰアドレスと送信先ポート情報と送信元ポート情報と送信先ＭＡＣアドレスとの対応関係を示す対応情報を取得するステップと、
自己の前記スイッチ装置が受信したフレームであって前記フローデータを構成するフレームに含まれる送信先ＩＰアドレス、送信元ＩＰアドレス、送信先ポート情報および送信元ポート情報に基づいて、前記対応情報から前記送信先ＭＡＣアドレスを取得し、取得した前記送信先ＭＡＣアドレスを前記フレームに含めて送信する送信処理を行うステップとを含む、通信制御方法。 - 車載ネットワークにおけるフローデータを中継するスイッチ装置における通信制御方法であって、
少なくとも送信先ＩＰアドレスと送信元ＩＰアドレスと送信先ポート情報と送信元ポート情報とを一意に決定する値と送信先ＭＡＣアドレスとの対応関係を示す対応情報を取得するステップと、
自己の前記スイッチ装置が受信したフレームであって前記フローデータを構成するフレーム、に含まれる値であって前記フレームの送信先ＩＰアドレス、送信元ＩＰアドレス、送信先ポート情報および送信元ポート情報を一意に決定する値に対応する前記送信先ＭＡＣアドレスを前記対応情報から取得し、取得した前記送信先ＭＡＣアドレスを前記フレームに含めて送信する送信処理を行うステップとを含む、通信制御方法。 - 車載ネットワークにおけるフローデータを中継するスイッチ装置において用いられる通信制御プログラムであって、
コンピュータを、
少なくとも送信先ＩＰアドレスと送信元ＩＰアドレスと送信先ポート情報と送信元ポート情報と送信先ＭＡＣアドレスとの対応関係を示す対応情報を取得する取得部と、
自己の前記スイッチ装置が受信したフレームであって前記フローデータを構成するフレームに含まれる送信先ＩＰアドレス、送信元ＩＰアドレス、送信先ポート情報および送信元ポート情報に基づいて、前記対応情報から前記送信先ＭＡＣアドレスを取得し、取得した前記送信先ＭＡＣアドレスを前記フレームに含めて送信する送信処理を行う中継部、
として機能させるための、通信制御プログラム。 - 車載ネットワークにおけるフローデータを中継するスイッチ装置において用いられる通信制御プログラムであって、
コンピュータを、
少なくとも送信先ＩＰアドレスと送信元ＩＰアドレスと送信先ポート情報と送信元ポート情報とを一意に決定する値と送信先ＭＡＣアドレスとの対応関係を示す対応情報を取得する取得部と、
自己の前記スイッチ装置が受信したフレームであって前記フローデータを構成するフレーム、に含まれる値であって前記フレームの送信先ＩＰアドレス、送信元ＩＰアドレス、送信先ポート情報および送信元ポート情報を一意に決定する値に対応する前記送信先ＭＡＣアドレスを前記対応情報から取得し、取得した前記送信先ＭＡＣアドレスを前記フレームに含めて送信する送信処理を行う中継部、
として機能させるための、通信制御プログラム。
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