JP2019134486A - 中継装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のポートのうち、通信線を含む信号伝送経路が不安定と考えられるポートを中継対象から除外して、通信の信頼性を高めることができる中継装置の提供。【解決手段】複数のポートを有し、その各ポートに通信線を介して接続される制御装置間での通信を中継する中継装置は、前記複数のポートの各々について、そのポートから受信されたフレームである受信フレームが、正常か異常かを判定する判定手段Ｓ１２０と、複数のポートの各々について、受信フレームが異常と判定された回数と、受信フレームが正常と判定された回数とから、受信フレームが異常となった頻度を表す評価値を算出する算出手段Ｓ２１０，Ｓ２１５と、評価値が所定の閾値以上になったポートを、通信の中継対象から除外するポート切断手段Ｓ２２０，Ｓ２３０と、を備える。【選択図】図５

Description

本発明は、中継装置に関する。

例えば車両に搭載されるイーサネット（登録商標）の通信システムにおいて、中継装置として用いられるイーサネットスイッチは、受信したフレームが異常であることを検知して、その異常なフレームを破棄する機能を有している（例えば、特許文献１参照）。

特開平９−１８１７７１号公報

上記従来のイーサネットスイッチでは、複数のポートのうち、通信線を含む信号伝送経路が不安定と考えられるポートを中継対象から除外して、通信の信頼性を高める、ということはできない。

そこで、本発明は、複数のポートのうち、通信線を含む信号伝送経路が不安定と考えられるポートを中継対象から除外して、通信の信頼性を高めることができる中継装置の提供を目的としている。

第１発明の中継装置は、複数のポートを有し、各ポートに通信線を介して接続される制御装置間での通信を中継する。そして、この中継装置は、判定手段と、算出手段と、ポート切断手段と、を備える。

判定手段は、複数のポートの各々について、そのポートから受信されたフレームである受信フレームが、正常か異常かを判定する。算出手段は、複数のポートの各々について、判定手段により受信フレームが異常と判定された回数である異常受信回数と、判定手段により受信フレームが正常と判定された回数である正常受信回数とから、受信フレームが異常となった頻度を表す評価値を算出する。そして、ポート切断手段は、複数のポートのうち、前記評価値が所定の閾値以上になったポートを、通信の中継対象から除外する。このような構成によれば、複数のポートのうち、通信線を含む信号伝送経路が不安定と考えられるポートを中継対象から除外して、通信の信頼性を高めることができる。

また、他の態様による中継装置は、上記判定手段と、異常カウント手段と、ポート切断手段と、中継不能通知手段と、を備える。異常カウント手段は、複数のポートの各々について、判定手段により受信フレームが異常と判定された回数をカウントする。そして、ポート切断手段は、複数のポートのうち、異常カウント手段によるカウント値が所定の閾値以上になったポートを、通信の中継対象から除外する。このような構成によっても、複数のポートのうち、通信線を含む信号伝送経路が不安定と考えられるポートを中継対象から除外して、通信の信頼性を高めることができる。そして、中継不能通知手段は、複数のポートのうち、ポート切断手段により通信の中継対象から除外されたポートである切断ポート以外のポートから、切断ポートに接続されている制御装置宛てのフレームが受信された場合に、そのフレームの送信元の制御装置である送信実施装置へ、そのフレームの中継が不能なことを通知するための中継不能通知フレームを送信する。このため、送信実施装置は、当該装置が送信したフレームが中継されないことを、中継不能通知フレームによって知ることができる。

また、他の態様による中継装置は、異常カウント手段に代えて、連続異常カウント手段を備えて良い。この連続異常カウント手段は、複数のポートの各々について、判定手段により受信フレームが異常と判定された連続回数をカウントするように構成されて良い。

なお、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、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

実施形態の通信システムの構成を表す構成図である。 イーサネットフレームの構成を示す説明図である。 第１実施形態の異常対応処理を表すフローチャートである。 第２実施形態の異常対応処理を表すフローチャートである。 第３実施形態の異常対応処理を表すフローチャートである。 第４実施形態の中継不能通知処理を表すフローチャートである。

以下に、本発明が適用された実施形態について説明する。
［第１実施形態］
〈構成〉
図１に示す実施形態の通信システム１は、乗用車等の車両に搭載されるイーサネットネットワークの通信システムであり、イーサネットスイッチ１０と、複数（この例では３つ）の制御装置であるＥＣＵ１１〜１３とを備える。ＥＣＵは、「Electronic Control Unit：電子制御装置」の略である。

イーサネットスイッチ１０は、複数（この例では３つ）のポート２１〜２３と、制御部２５とを備える。そして、制御部２５は、異常検知部２６と、異常管理部２７と、を備える。

イーサネットスイッチ１０の各ポート２１〜２３には、通信線３１〜３３がそれぞれ接続されており、その各通信線３１〜３３に通信ノードとしてのＥＣＵ１１〜１３がそれぞれ接続されている。そして、イーサネットスイッチ１０は、イーサネット規格に従ってＥＣＵ１１〜１３間での通信を中継する。中継の処理は、制御部２５によって実施される。制御部２５は、例えば、論理回路を組み合わせたＩＣ（集積回路）又はマイクロコンピュータによって構成されている。

このため、ＥＣＵ１１〜１３は、通信線３１〜３３及びイーサネットスイッチ１０を介して通信可能に接続され、イーサネット規格に従って互いに通信する。
ＥＣＵ１１〜１３間で通信されるフレーム（換言すれば、イーサネットスイッチ１０が中継する通信フレーム）は、例えば図２に示すように、ＶＬＡＮ（Virtual Local Area Network）タグ付きのイーサネットフレームである。このイーサネットフレームは、プリアンブル、宛先ＭＡＣアドレス、送信元ＭＡＣアドレス、ＶＬＡＮタグ、タイプ、データ、およびＦＣＳ（Frame Check Sequence）の各領域を備える。

〈処理〉
イーサネットスイッチ１０の制御部２５が行う異常対応処理について、図３を用い説明する。図３の異常対応処理は、各ポート２１〜２３を対象にしてそれぞれ実行される処理であり、ＥＣＵ１１〜１３の何れかから送信されたフレームが対象のポートに入力されると開始される。

尚、以下では、異常対応処理が対象にしているポートのことを、対象ポートという。また、以下では、イーサネットスイッチ１０においてポート２１〜２３から受信されたフレームのことを、受信フレームという。また、図３における各ステップの処理を分類すると、Ｓ１２０及びＳ１３０の処理は、制御部２５の異常検知部２６によって行われる処理であり、Ｓ１４０以降の処理は、制御部２５の異常管理部２７によって行われる処理である。

図３に示すように、制御部２５は、異常対応処理では、Ｓ１１０にて、対象ポートに入力されるフレーム（即ち、対象ポートに接続されているＥＣＵが送信したフレーム）を受信する処理を行う。

そして、制御部２５は、次のＳ１２０にて、Ｓ１１０で受信したフレーム（受信フレーム）が、正常か異常か否かを判定する。具体的には、制御部２５は、例えば、受信フレームについてＦＣＳエラーを検出した場合や、受信フレームにおける各領域（図２参照）のビット数が正常値でなかった場合に、受信フレームが異常であると判定する。尚、ＦＣＳエラーとは、ＦＣＳ領域の誤り検出用データを用いて検出される受信フレームのデータ誤りである。

つまり、制御部２５は、受信フレームのビット数が正常値か否かを判定するビット数判定と、受信フレームに含まれる誤り検出用データを用いて受信フレームのデータ誤りを検出する誤り検出とを、少なくとも行う。そして、ビット数判定により受信フレームのビット数が正常値でないと判定するか、あるいは、誤り検出により受信フレームのデータ誤りを検出した場合に、受信フレームが異常と判定する。また、ビット数判定により受信フレームのビット数が正常値であると判定し、且つ、誤り検出により受信フレームのデータ誤りを検出しなかった場合に、受信フレームが正常と判定する。

ビット数判定の処理としては、受信フレームの各領域について、ビット数が正常値か否かを判定する処理であっても良いし、受信フレームの特定の領域について、ビット数が正常値か否かを判定する処理であっても良いし、受信フレームの全体について、ビット数が正常値か否かを判定する処理であっても良い。ビット数判定の対象は、受信フレームの全体と一部との、どちらでも良い。

また、誤り検出の処理は、具体的には下記のようなものである。
まず、フレームの送信側であるＥＣＵは、送信するフレームの特定部分に対して、予め定められたアルゴリズムの演算を行い、その演算結果を、誤り検出用データとして、フレームのＦＣＳ領域に配置する。本実施形態において、演算対象とされる特定部分は、宛先ＭＡＣアドレスからデータまでの部分である。

このため、制御部２５は、受信フレームにおける宛先ＭＡＣアドレスからデータまでの部分に対して、送信側と同じアルゴリズムの演算を行い、その演算結果と、受信フレームにおけるＦＣＳ領域の誤り検出用データとを比較する。そして、上記演算結果と誤り検出用データとが一致していれば、受信フレームのデータ誤りはないと判定し、上記演算結果と誤り検出用データとが不一致ならば、受信フレームにデータ誤りがあると判定する。本実施形態では、誤り検出用データの演算アルゴリズムとして、ＣＲＣが用いられているが、他のアルゴリズムでも良い。ＣＲＣは、「Cyclic Redundancy Check」、すなわち巡回冗長符号の略である。

制御部２５は、受信フレームが正常であると判定した場合（Ｓ１２０：ＮＯ）には、そのまま当該異常対応処理を終了する。この場合、制御部２５は、受信フレームを中継する処理を行うこととなる。例えば、制御部２５が有する不揮発性メモリ（図示省略）には、どの宛先ＭＡＣアドレスのフレームをどのポートから送信するかを示す中継用テーブルが記憶されており、制御部２５は、その中継用テーブルに基づいて、受信フレームの中継を行う。例えば、ポート２１から受信したフレームの宛先ＭＡＣアドレスがＥＣＵ１３を示している場合には、そのフレームをポート２３から送信することとなる。

一方、制御部２５は、受信フレームが異常であると判定した場合（Ｓ１２０：ＹＥＳ）には、Ｓ１３０に進み、受信フレームを破棄する。具体的には、制御部２５は、受信フレームが記憶されている揮発性メモリから、その受信フレームを消去する。

尚、Ｓ１３０で受信フレームが破棄された場合、制御部２５では、異常検知部２６から異常管理部２７へ、受信フレームが異常であったことが通知される。そして、制御部２５は、Ｓ１４０以降の処理を異常管理部２７によって行うこととなる。

制御部２５は、Ｓ１４０では、異常通知フレームを生成する。
異常通知フレームは、異常と判定された受信フレーム（以下、異常フレームともいう）の送信元であるＥＣＵ（以下、送信元ＥＣＵという）へ、フレームの異常が発生したことを通知するためのフレームである。送信元ＥＣＵは、送信元装置に相当する。

そして、異常通知フレームの各領域のうち、例えばＶＬＡＮタグ領域における特定の位置に、このフレームが異常通知フレームであることを示す識別コードが配置される。
また、異常通知フレームの宛先ＭＡＣアドレス領域には、送信元ＥＣＵを示すＭＡＣアドレスが配置される。例えば、対象ポートがポート２１であるとすると、送信元ＥＣＵはＥＣＵ１１であるため、異常通知フレームの宛先ＭＡＣアドレス領域には、ＥＣＵ１１を示すＭＡＣアドレスが配置されることとなる。

また、異常通知フレームのデータ領域には、受信フレームのデータ領域のデータが、そのままコピーされて配置される。このため、異常通知フレームを受信した送信元ＥＣＵは、異常通知フレームのデータ領域のデータにより、その異常通知フレームが、当該ＥＣＵが送信したフレームのうち、どのフレームに対するものであるかを識別することができる。つまり、送信元ＥＣＵは、どのフレームが異常になったかを判別することができる。異常通知フレームのデータ領域に配置されるデータは、「異常通知フレームが、送信元ＥＣＵから送信されたフレームのうち、どのフレームに対するものであるかを識別可能な情報（以下、異常フレーム情報という）」に相当する。

他の例として、例えば、ＥＣＵ１１〜１３が、送信するフレームのＶＬＡＮタグ領域に、フレームのシーケンス番号を配置するようになっているとする。その場合、制御部２５は、受信フレームのＶＬＡＮタグ領域に配置されていたシーケンス番号を、異常通知フレームのＶＬＡＮタグ領域に配置するようにしても良い。このようにしても、送信元ＥＣＵは、異常通知フレーム中のシーケンス番号により、その異常通知フレームが、当該ＥＣＵが送信したフレームのうち、どのフレームに対するものであるかを識別することができる。この場合、異常通知フレーム中のシーケンス番号は、前述の異常フレーム情報に相当する。

尚、シーケンス番号は、例えば、フレームのデータ領域における特定の位置に配置されるようになっていても良い。また、異常通知フレームに含ませる異常フレーム情報としては、受信フレームにおけるシーケンス番号とデータ領域のデータとの、両方としても良い。その場合、受信フレームにおけるシーケンス番号とデータ領域のデータとの一方が破壊されていたとしても、他方は正しいということになる。よって、送信元ＥＣＵは、異常通知フレームにおけるシーケンス番号とデータ領域のデータとの少なくとも一方により、どのフレームが異常になったかを一層正しく判別することができる。

制御部２５は、異常通知フレームを生成すると、Ｓ１５０にて、その生成した異常通知フレームを、対象ポート（即ち、異常フレームを受信したポート）から送信する。すると、その送信した異常通知フレームは、送信元ＥＣＵに受信されることとなる。

制御部２５は、次のＳ１６０にて、異常カウント値のカウントアップを行う。具体的には、異常カウント値を１増加させる。異常カウント値は、Ｓ１２０で受信フレームが異常と判定された回数をカウントするための、異常カウンタの値である。また、異常カウント値の初期値は０である。

制御部２５は、次のＳ１７０にて、異常カウント値が所定の閾値Ｎ１（例えば２０）以上であるか否かを判定し、異常カウント値が閾値Ｎ１以上でなければ、そのまま当該異常対応処理を終了するが、異常カウント値が閾値Ｎ１以上であれば、Ｓ１８０に進む。

そして、制御部２５は、Ｓ１８０では、対象ポートを切断するポート切断処理を行い、その後、当該異常対応処理を終了する。
対象ポートを切断するとは、対象ポートを通信の中継対象から除外するということであり、より具体的には、対象ポートと他のポートとの間でのフレームの中継を実施しない、ということである。このため、対象ポートが切断されると、対象ポートに入力されるフレームが他のポートから出力されたり、他のポートから入力されたフレームが対象ポートから出力されたりすることがない。

例えば、制御部２５は、ポート切断処理としては、対象ポートと他のポートとの間でのフレームの中継を禁止する処理を行う。また例えば、ポート切断処理としては、対象ポートのトランシーバ（つまり、通信信号の入出力を行うための送受信回路）の動作を停止させる処理でも良い。そして、トランシーバの動作を停止させる処理としては、例えばトランシーバへの電源を遮断する処理が考えられる。

〈異常対応処理の作用例〉
例えば、図１における矢印Ｙ１で示すように、ＥＣＵ１１から、ＥＣＵ１２又はＥＣＵ１３を宛先とするフレームが送信され、そのフレームが、通信線３１の異常やノイズ等によって破壊されたとする。

その場合、イーサネットスイッチ１０において、制御部２５の異常検知部２６は、ポート２１からの受信フレームが異常であると判定して、その受信フレームを破棄すると共に、異常管理部２７へ、受信フレームが異常であったことを通知する。すると、制御部２５の異常管理部２７は、図１における矢印Ｙ２で示すように、異常と判定されたフレームの送信元であるＥＣＵ１１へ、異常通知フレームを送信することとなる。

また、イーサネットスイッチ１０において、異常管理部２７は、例えばポート２１からの受信フレームが異常と判定した回数が、閾値Ｎ１以上になると、そのポート２１を切断することとなる。

〈効果〉
イーサネットスイッチ１０の制御部２５は、異常と判定した受信フレームを破棄した場合に、その異常な受信フレームの送信元である送信元ＥＣＵへ、異常通知フレームを送信する。よって、送信元ＥＣＵは、送信したフレームが異常になったことを、イーサネットスイッチ１０からの異常通知フレームによって知ることができる。このため、送信元ＥＣＵは、フレームの再送などの処置を実施することができるようになる。

また、送信元ＥＣＵは、異常通知フレームを受信した場合には、直前に送信したフレームが異常になったと判断することができるが、異常通知フレームには、前述の異常フレーム情報が含まれる。よって、送信元ＥＣＵは、異常通知フレーム内の異常フレーム情報に基づいて、どのフレームが異常になったかを、より正しく判別することができる。このため、例えば、送信元ＥＣＵは、再送すべきフレームを、より正しく選択することができるようになる。

また、イーサネットスイッチ１０の制御部２５は、ポート２１〜２３の各々について、受信フレームが異常となった回数を、異常カウント値としてカウントする（Ｓ１６０）。そして、制御部２５は、ポート２１〜２３のうち、異常カウント値が閾値Ｎ１以上になったポートを切断する（Ｓ１７０：ＹＥＳ、Ｓ１８０）。

このため、ポート２１〜２３のうち、通信線を含む信号伝送経路が不安定と考えられるポートを中継対象から除外して、通信の信頼性を高めることができる。異常の可能性があるフレームを中継してしまうことを、確実に防止することができるからである。

また例えば、制御部２５が、ポートを切断するためのポート切断処理として、ポートのトランシーバの動作を停止させる処理を行うようになっていれば、イーサネットスイッチ１０での消費電力を抑えることができるという点で有利である。

尚、本第１実施形態では、図３の各ステップのうち、Ｓ１２０が判定手段の一例に相当し、Ｓ１３０が破棄手段の一例に相当し、Ｓ１５０が異常通知手段の一例に相当する。また、Ｓ１６０が異常カウント手段の一例に相当し、Ｓ１７０，Ｓ１８０がポート切断手段の一例に相当する。

［第２実施形態］
次に、第２実施形態の通信システムについて説明するが、通信システムの符号としては、第１実施形態と同じ“１”を用いる。また、第１実施形態と同様の構成要素や処理についても、第１実施形態と同じ符号を用いる。そして、このことは、後述する他の実施形態についても同様である。

第２実施形態の通信システム１は、第１実施形態と比較すると、イーサネットスイッチ１０の制御部２５が、図３の異常対応処理に代えて、図４の異常対応処理を行う点が異なる。そして、図４の異常対応処理は、図３の異常対応処理と比較すると、Ｓ１６５が追加されている点が異なる。

図４に示すように、制御部２５は、受信フレームが正常であると判定した場合（Ｓ１２０：ＮＯ）には、Ｓ１６５に進み、異常カウント値を０にクリアした後、当該異常対応処理を終了する。

このため、Ｓ１６０でカウントアップされる異常カウント値は、Ｓ１２０で受信フレームが異常と判定された連続回数をカウントした値、ということになる。
つまり、第２実施形態のイーサネットスイッチ１０における制御部２５は、ポート２１〜２３の各々について、受信フレームが異常となった連続回数を、異常カウント値としてカウントしている（Ｓ１６０，Ｓ１６５）。そして、制御部２５は、ポート２１〜２３のうち、異常カウント値が閾値Ｎ１以上になったポートを切断する（Ｓ１７０：ＹＥＳ、Ｓ１８０）。

第２実施形態のイーサネットスイッチ１０によれば、第１実施形態と同様の効果が得られる上に、ポート２１〜２３のうち、信号伝送経路が確実に不安定と考えられるポートを中継対象から除外することができる。

尚、本第２実施形態では、図４の各ステップのうち、Ｓ１６０，Ｓ１６５が連続異常カウント手段の一例に相当し、Ｓ１７０，Ｓ１８０がポート切断手段の一例に相当する。
［第３実施形態］
第３実施形態の通信システム１は、第２実施形態と比較すると、イーサネットスイッチ１０の制御部２５が、図４の異常対応処理に代えて、図５の異常対応処理を行う点が異なる。そして、図５の異常対応処理は、図４の異常対応処理と比較すると、Ｓ１６０〜Ｓ１８０に代えて、Ｓ２１０〜２６０が設けられている点が異なる。

図５に示すように、制御部２５は、Ｓ１５０で異常通知フレームの送信を行った後、Ｓ２１０に進む。
制御部２５は、Ｓ２１０では、カウント値に、０よりも大きい所定の重み付け係数Ｍ１を加算する。カウント値は、受信フレームが異常となった頻度を表す評価値に相当する。そして、カウント値は、その値が大きいほど、受信フレームが異常となった頻度が高いことを示す。また、カウント値の初期値は０である。

制御部２５は、次のＳ２２０にて、カウント値が所定の第１閾値Ｎａ以上であるか否かを判定し、カウント値が第１閾値Ｎａ以上であれば、Ｓ２３０に進み、図３，図４のＳ１８０と同様に、対象ポートを切断するポート切断処理を行う。そして、その後、Ｓ２４０に進む。

尚、第１閾値Ｎａは、重み付け係数Ｍ１よりも大きい値であり、重み付け係数Ｍ１の所定数倍（例えば２０倍）に設定されている。また、本第３実施形態では、対象ポートを切断した後も、対象ポートからのフレームの受信を実施して、受信フレームが正常な回数が増えれば、対象ポートの切断を解除する。このため、Ｓ２３０でのポート切断処理としては、対象ポートのトランシーバの動作を停止させる処理ではなく、対象ポートと他のポートとの間でのフレームの中継を禁止する処理を行う。

一方、制御部２５は、上記Ｓ２２０にて、カウント値が第１閾値Ｎａ以上ではないと判定した場合には、そのままＳ２４０に進む。
また、制御部２５は、Ｓ１２０にて、受信フレームが正常であると判定した場合には、Ｓ２１５に進み、カウント値から、０よりも大きい所定の重み付け係数Ｍ２を減算する。そして、その後、Ｓ２４０に進む。

制御部２５は、Ｓ２４０では、対象ポートの切断中（つまり、対象ポートを切断している最中）であるか否かを判定し、対象ポートの切断中でない場合には、そのまま当該異常対応処理を終了するが、対象ポートの切断中である場合には、Ｓ２５０に進む。

制御部２５は、Ｓ２５０では、カウント値が、第１閾値Ｎａよりも小さい第２閾値Ｎｂ以下であるか否かを判定する。第２閾値Ｎｂは、復帰用閾値に相当する。
制御部２５は、カウント値が第２閾値Ｎｂ以下ではないと判定した場合には（Ｓ２５０：ＮＯ）、そのまま当該異常対応処理を終了するが、カウント値が第２閾値Ｎｂ以下であると判定した場合には（Ｓ２５０：ＹＥＳ）、Ｓ２６０に進む。

そして、制御部２５は、Ｓ２６０では、対象ポートの切断を解除するポート復帰処理を行う。つまり、対象ポートを通信の中継対象に復帰させる。具体的には、制御部２５は、ポート復帰処理として、Ｓ２３０で行った中継禁止を解除する処理を行う。そして、制御部２５は、その後、当該異常対応処理を終了する。

図５のＳ２１０とＳ２１５とにより、Ｓ１２０で受信フレームが異常と判定された回数である異常受信回数と、Ｓ１２０で受信フレームが正常と判定された回数である正常受信回数とから、受信フレームが異常となった頻度を表すカウント値が更新される。

具体的には、Ｓ１２０で受信フレームが異常と判定される毎に、カウンタ値が重み付け係数Ｍ１だけ増加され、逆に、Ｓ１２０で受信フレームが正常と判定される毎に、カウンタ値が重み付け係数Ｍ２だけ減少される。このため、異常受信回数に第１の係数としての重み付け係数Ｍ１を乗じた値から、正常受信回数に第２の係数としての重み付け係数Ｍ２を乗じた値を引いた値が、カウント値として算出されることとなる。

そして、図５の異常対応処理では、カウント値が第１閾値Ｎａ以上になると、対象ポートを切断する（Ｓ２２０：ＹＥＳ、Ｓ２３０）。また、その後、カウント値が第２閾値Ｎｂ以下にまで減少すると、対象ポートの切断を解除する（Ｓ２５０：ＹＥＳ、Ｓ２６０）。こうした異常対応処理は、ポート２１〜２３の各々について行われる。

このような第３実施形態のイーサネットスイッチ１０によれば、第１、第２実施形態と同様の効果が得られる上に、切断した（即ち、中継対象から除外した）ポートについて、正常受信回数が増加することにより、そのポートの切断を解除することができる。よって、全てのポート２１〜２３間での中継が実施される元の状態へと適切に戻すことができる。

尚、異常の可能性があるフレームを中継してしまうことを、確実に防止するという観点から、ポートを切断する条件よりも、ポートの切断を解除する条件の方が、厳しくなるようにしておくことが好ましい。このため、第２の係数としての重み付け係数Ｍ２は、第１の係数としての重み付け係数Ｍ１よりも小さい値に設定しておくことが好ましい。

また、本第３実施形態では、図５の各ステップのうち、Ｓ２１０，Ｓ２１５が算出手段の一例に相当し、Ｓ２２０，Ｓ２３０がポート切断手段の一例に相当し、Ｓ２５０，Ｓ２６０がポート復帰手段の一例に相当する。

〈第３実施形態の変形例１〉
変形例として、図５の異常対応処理は、例えば下記《１》〜《３》のように変形しても良い。

《１》Ｓ２１０では、異常受信回数をカウントするための異常カウント値のカウントアップを行う。
《２》Ｓ２１５では、正常受信回数をカウントするための正常カウント値のカウントアップを行う。

《３》Ｓ２１０とＳ２２０との間に追加のステップを設け、その追加のステップにて、「（異常カウント値×重み付け係数Ｍ１）−（正常カウント値×重み付け係数Ｍ２）」の値を、カウント値として算出する。

そして、このように変形しても、図５の異常対応処理と同じ結果が得られる。
〈第３実施形態の変形例２〉
図５の異常対応処理において、Ｓ２４０〜Ｓ２６０を削除しても良い。その場合、Ｓ２３０でのポート切断処理としては、対象ポートのトランシーバの動作を停止させる処理を行っても良い。

［第４実施形態］
第４実施形態の通信システム１は、第１〜３実施形態と比較すると、イーサネットスイッチ１０の制御部２５が、図６の中継不能通知処理を更に実行する点が異なる。

図６の中継不能通知処理は、ポート２１〜２３のうち、切断ポートについて実行される処理である。切断ポートとは、図３，図４のＳ１８０あるいは図５のＳ２３０によって切断されたポートである。そして、図６の中継不能通知処理は、例えば一定時間毎、あるいは、ポート２１〜２３のうち、切断ポート以外のポートからフレームが受信された場合に開始される。

図６に示すように、制御部２５は、中継不能通知処理では、Ｓ３１０にて、切断ポート以外のポートから、切断ポート宛てのフレームが受信されたか否かを判定する。切断ポート宛てのフレームとは、具体的には、切断ポートに接続されているＥＣＵ宛てのフレームである。

そして、制御部２５は、切断ポート宛てのフレームが受信されていないと判定した場合には（Ｓ３１０：ＮＯ）、そのまま当該中継不能通知処理を終了するが、切断ポート宛てのフレームが受信されたと判定した場合には（Ｓ３１０：ＹＥＳ）、Ｓ３２０に進む。

制御部２５は、Ｓ３２０では、中継不能通知フレームを生成する。
中継不能通知フレームは、切断ポート宛てのフレームを送信してきたＥＣＵ（以下、送信実施ＥＣＵという）へ、フレームの中継が不能なことを通知するためのフレームである。送信実施ＥＣＵは、送信実施装置に相当する。

そして、中継不能通知フレームの各領域のうち、例えばＶＬＡＮタグ領域における特定の位置に、このフレームが中継不能通知フレームであることを示す識別コードが配置される。

また、中継不能通知フレームの宛先ＭＡＣアドレス領域には、送信実施ＥＣＵを示すＭＡＣアドレスが配置される。
また、中継不能通知フレームのデータ領域には、送信実施ＥＣＵから受信したフレームのデータ領域のデータが、そのままコピーされて配置される。このため、中継不能通知フレームを受信した送信実施ＥＣＵは、中継不能通知フレームのデータ領域のデータにより、その中継不能通知フレームが、当該ＥＣＵが送信したフレームのうち、どのフレームに対するものであるかを識別することができる。つまり、送信実施ＥＣＵは、どのフレームが中継されないのか（換言すれば、送信先のＥＣＵに届かないのか）を判別することができる。中継不能通知フレームのデータ領域に配置されるデータは、「中継不能通知フレームが、送信実施ＥＣＵから送信されたフレームのうち、どのフレームに対するものであるかを識別可能な情報（以下、中継不能フレーム情報という）」に相当する。

他の例として、例えば、ＥＣＵ１１〜１３が、送信するフレームのＶＬＡＮタグ領域に、フレームのシーケンス番号を配置するようになっているとする。その場合、制御部２５は、受信フレームのＶＬＡＮタグ領域に配置されていたシーケンス番号を、中継不能通知フレームのＶＬＡＮタグ領域に配置するようにしても良い。このようにしても、送信実施ＥＣＵは、中継不能通知フレーム中のシーケンス番号により、その中継不能通知フレームが、当該ＥＣＵが送信したフレームのうち、どのフレームに対するものであるかを識別することができる。この場合、中継不能通知フレーム中のシーケンス番号は、前述の中継不能フレーム情報に相当する。

尚、異常通知フレームと同様に、中継不能通知フレームに関しても、シーケンス番号は、例えば、フレームのデータ領域における特定の位置に配置されるようになっていても良い。また、中継不能通知フレームに含ませる中継不能フレーム情報としては、送信実施ＥＣＵから受信したフレームにおけるシーケンス番号とデータ領域のデータとの、両方としても良い。

制御部２５は、中継不能通知フレームを生成すると、次のＳ３３０にて、その生成した中継不能通知フレームを、切断ポート宛てのフレームを受信したポート（即ち、送信実施ＥＣＵが接続されているポート）から送信する。すると、その送信した中継不能通知フレームは、送信実施ＥＣＵに受信されることとなる。

そして、制御部２５は、Ｓ３３０で中継不能通知フレームを送信した後、当該中継不能通知処理を終了する。
このような第４実施形態のイーサネットスイッチ１０によれば、切断ポート宛てのフレームを送信した送信実施ＥＣＵは、その送信したフレームが中継されないことを、中継不能通知フレームによって知ることができる。このため、送信実施ＥＣＵは、例えば、自身が送信したフレームが送信先のＥＣＵに届かないことによる不具合を防止あるいは抑制するためのフェールセーフ処理を、適切に行うことができるようになる。

また、送信実施ＥＣＵは、中継不能通知フレームを受信した場合には、直前に送信したフレームが中継されないのだと判断することができるが、中継不能通知フレームには、前述の中継不能フレーム情報が含まれる。よって、送信実施ＥＣＵは、中継不能通知フレーム内の中継不能フレーム情報に基づいて、どのフレームが中継されないのかを、より正しく判別することができる。このため、例えば、送信実施ＥＣＵは、実施すべきフェールセーフ処理などを、より正しく選択することができるようになる。

尚、本第４実施形態では、図６のＳ３１０〜Ｓ３３０が中継不能通知手段の一例に相当する。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されることなく、種々の形態を採り得る。また、前述の数値も一例であり他の値でも良い。

例えば、異常通知フレームにおいて、そのフレームが異常通知フレームであることを示す識別コードは、ＶＬＡＮタグ領域に限らず、データ領域における何れかの位置に配置されるようになっていても良い。このことは、中継不能通知フレームについても同様である。また、本発明は、イーサネットスイッチに限らず、他の通信規格の中継装置に対しても同様に適用することができる。

また、上記実施形態における１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素として分散させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に統合させたりしてもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、同様の機能を有する公知の構成に置き換えてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。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よい。なお、特許請求の範囲に記載した文言によって特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本発明の実施形態である。また、上述したイーサネットスイッチ１０の他、当該イーサネットスイッチ１０を構成要素とする通信システム、当該イーサネットスイッチ１０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媒体、中継制御方法など、種々の形態で本発明を実現することもできる。

１０…イーサネットスイッチ、１１〜１３…ＥＣＵ、２１〜２３…ポート、３１〜３３…通信線

Claims (8)

1. 複数のポート（２１〜２３）を有し、前記各ポートに通信線（３１〜３３）を介して接続される制御装置（１１〜１３）間での通信を中継する中継装置（１０）であって、
   前記複数のポートの各々について、そのポートから受信されたフレームである受信フレームが、正常か異常かを判定する判定手段（Ｓ１２０）と、
   前記複数のポートの各々について、前記判定手段により前記受信フレームが異常と判定された回数である異常受信回数と、前記判定手段により前記受信フレームが正常と判定された回数である正常受信回数とから、前記受信フレームが異常となった頻度を表す評価値を算出する算出手段（Ｓ２１０，Ｓ２１５）と、
   前記複数のポートのうち、前記評価値が所定の閾値以上になったポートを、通信の中継対象から除外するポート切断手段（Ｓ２２０，Ｓ２３０）と、
   を備えることを特徴とする中継装置。
2. 請求項１に記載の中継装置において、
   前記算出手段は、前記異常受信回数に第１の係数を乗じた値から、前記正常受信回数に第２の係数を乗じた値を引いた値を、前記評価値として算出すること、
   を特徴とする中継装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の中継装置において、
   前記ポート切断手段により通信の中継対象から除外されたポートについての前記評価値が、前記閾値よりも小さい復帰用閾値以下となった場合に、そのポートを通信の中継対象に復帰させるポート復帰手段（Ｓ２５０，Ｓ２６０）、を備えること、
   を特徴とする中継装置。
4. 請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載の中継装置において、
   前記複数のポートのうち、前記ポート切断手段により通信の中継対象から除外されたポートである切断ポート以外のポートから、前記切断ポートに接続されている制御装置宛てのフレームが受信された場合に、そのフレームの送信元の制御装置である送信実施装置へ、そのフレームの中継が不能なことを通知するための中継不能通知フレームを送信する中継不能通知手段（Ｓ３１０〜Ｓ３３０）、を備えること、
   を特徴とする中継装置。
5. 複数のポート（２１〜２３）を有し、前記各ポートに通信線（３１〜３３）を介して接続される制御装置（１１〜１３）間での通信を中継する中継装置（１０）であって、
   前記複数のポートの各々について、そのポートから受信されたフレームである受信フレームが、正常か異常かを判定する判定手段（Ｓ１２０）と、
   前記複数のポートの各々について、前記判定手段により前記受信フレームが異常と判定された回数をカウントする異常カウント手段（Ｓ１６０）と、
   前記複数のポートのうち、前記異常カウント手段によるカウント値が所定の閾値以上になったポートを、通信の中継対象から除外するポート切断手段（Ｓ１７０，Ｓ１８０）と、
   前記複数のポートのうち、前記ポート切断手段により通信の中継対象から除外されたポートである切断ポート以外のポートから、前記切断ポートに接続されている制御装置宛てのフレームが受信された場合に、そのフレームの送信元の制御装置である送信実施装置へ、そのフレームの中継が不能なことを通知するための中継不能通知フレームを送信する中継不能通知手段（Ｓ３１０〜Ｓ３３０）と、
   を備えることを特徴とする中継装置。
6. 複数のポート（２１〜２３）を有し、前記各ポートに通信線（３１〜３３）を介して接続される制御装置（１１〜１３）間での通信を中継する中継装置（１０）であって、
   前記複数のポートの各々について、そのポートから受信されたフレームである受信フレームが、正常か異常かを判定する判定手段（Ｓ１２０）と、
   前記複数のポートの各々について、前記判定手段により前記受信フレームが異常と判定された連続回数をカウントする連続異常カウント手段（Ｓ１６０，Ｓ１６５）と、
   前記複数のポートのうち、前記連続異常カウント手段によるカウント値が所定の閾値以上になったポートを、通信の中継対象から除外するポート切断手段（Ｓ１７０，Ｓ１８０）と、
   前記複数のポートのうち、前記ポート切断手段により通信の中継対象から除外されたポートである切断ポート以外のポートから、前記切断ポートに接続されている制御装置宛てのフレームが受信された場合に、そのフレームの送信元の制御装置である送信実施装置へ、そのフレームの中継が不能なことを通知するための中継不能通知フレームを送信する中継不能通知手段（Ｓ３１０〜Ｓ３３０）と、
   を備えることを特徴とする中継装置。
7. 請求項４ないし請求項６の何れか１項に記載の中継装置において、
   前記中継不能通知フレームには、当該中継不能通知フレームが、前記送信実施装置から送信されたフレームのうち、どのフレームに対するものであるかを識別可能な情報が含まれること、
   を特徴とする中継装置。
8. 請求項１ないし請求項７の何れか１項に記載の中継装置において、
   前記判定手段は、
   前記受信フレームのビット数が正常値か否かを判定するビット数判定と、
   前記受信フレームに含まれる誤り検出用データを用いて前記受信フレームのデータ誤りを検出する誤り検出と、を行い、
   前記ビット数判定により前記受信フレームのビット数が正常値でないと判定するか、あるいは、前記誤り検出により前記受信フレームのデータ誤りを検出した場合に、前記受信フレームが異常と判定し、
   前記ビット数判定により前記受信フレームのビット数が正常値であると判定し、且つ、前記誤り検出により前記受信フレームのデータ誤りを検出しなかった場合に、前記受信フレームが正常と判定すること、
   を特徴とする中継装置。

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