JP2020511085A - データパケットを処理するネットワークデバイス及び方法、イーサネットベース通信システム、イーサネットスイッチ及びイーサネットスイッチングを実行する方法 - Google Patents

Abstract

実施形態は、ＩＥＥＥ ８０２．１タイムセンシティブネットワーキング標準規格に従って規定されたデータフレームを含むデータパケットを処理するデバイス及び方法を含む。データフレームのヘッダーについてカバレッジを提供するエラー検出メカニズムを含めるために、そのように規定されたデータフレームのヘッダーの送信元ＭＡＣアドレスフィールドを用いることが提案される。その後、データフレームの宛先ＭＡＣアドレスが検査され、データフレームのヘッダー上のエラー検出に合格した直後に、転送プロセスに着手することによってカットスルースイッチング方法を用いることができる。

Description

本出願は、ＩＥＥＥ ８０２．１タイムセンシティブネットワーキング（Time Sensitive Networking）標準規格に従って規定されたデータフレームを含むデータパケットを処理するデバイス及び方法に関する。

イーサネット（Ethernet）（登録商標）スイッチは、これらがサポートするスイッチング方法によって特徴付けられる。今日では、２つのイーサネットスイッチングパラダイム、すなわち、ストアアンドフォワード（store-and-forward）及びカットスルー（cut-through）が主に用いられている。ストアアンドフォワードスイッチング方法は、或るデータフレーム全体を受信してその完全性をチェックした後にのみ、データパケットを転送し、カットスルースイッチング方法は、データフレームの宛先ＭＡＣアドレスを検査した直後に転送プロセスに着手する。

それゆえ、ストアアンドフォワードスイッチング方法を用いる場合、エラーチェック処理が実行され、エラーを含むフレームは破棄される。

対照的に、カットスルースイッチング方法を用いる場合、エラーチェック処理を省略することによってレイテンシーが低減される。実用上では、物理層又はデータリンク層でのエラーを有するパケットが、ネットワークの他のセグメントに転送される。その場合、受信側において、ホストは、このパケットのフレームチェックシーケンスを無効化して（invalidate）、このパケットをドロップすることができる。

カットスルースイッチング方法によってもたらされる状況は、許容可能なものではない。なぜならば、エラーを含むフレームとエラーを含まないフレームとが、それらの宛先に転送されるためである。

これは、ＩＥＥＥ ８０２．１タイムセンシティブネットワーキング（ＴＳＮ）標準規格に基づくパケットスイッチングネットワークにとって特に問題となる。実際、そのようなネットワークは、産業オートメーション及び自動車ネットワーク等のリアルタイム制御応用においてデータストリームをハンドリングするために設計されている。したがって、これらのネットワークは、低レイテンシー及びゼロパケットロスを要求する。しかしながら、これらのネットワークにおいて、データストリームの管理は、データストリームのフレームヘッダー内のレイヤー２情報を用いて専ら実行される。それゆえ、カットスルースイッチング方法が用いられる場合、エラーが予想される。

したがって、ＩＥＥＥ ８０２．１ ＴＳＮ標準規格に基づく、パケットスイッチングネットワークのための信頼度の高いカットスルースイッチング方法が必要とされている。

本出願は、添付の特許請求の範囲において記載されるように、ＩＥＥＥ ８０２．１タイムセンシティブネットワーキング標準規格に従って規定されたデータフレームを含む少なくとも１つのデータパケットを処理するネットワークデバイス及び方法を提供する。本出願は、添付の特許請求の範囲において記載されるように、本発明の特許請求されるネットワークデバイス及び方法によって転送されるデータパケットの少なくとも１つのデータフレームに対してスイッチング動作を実行するイーサネットスイッチ及び方法も提供する。

提案される解決策の更なる詳細、態様及び実施形態は、図面を参照して、単なる例示として記載される。図面において、同様の参照符号又は類似の参照符号は、同様の要素又は機能的に類似した要素を識別するのに用いられる。図面内の要素は、簡潔性及び明瞭性のために示されるものであり、必ずしも一定の縮尺で描かれてはいない。

車両内通信（in-vehicle communication）のために設計されたイーサネットベース通信システムの例示的なサブシステムの図である。 データパケットを示すブロック図である。 ＩＥＥＥ ８０２．１タイムセンシティブネットワーキング標準規格に従って規定されたイーサネットデータフレームを示すブロック図である。 本出願の実施形態に従って規定されたイーサネットデータフレームを示すブロック図である。 本出願の実施形態による、カットスルースイッチングフィールドを示すブロック図である。 本出願の一実施形態による処理方法のフローチャートである。 本出願の一実施形態によるイーサネットスイッチング方法のフローチャートである。

本出願の全体的な状況は、ＩＥＥＥ ８０２．１タイムセンシティブネットワーキング（ＴＳＮ）標準規格に従って規定されたネットワークにおけるカットスルースイッチング方法の使用に関する。そのような標準規格は、サービス品質（ＱｏＳ）が保証されたストリームのリソース予約のエンドツーエンド管理を可能にするメカニズムを規定する。これらのストリームは、特に、低レイテンシー及びゼロロスが要求される産業ネットワーク又は自動車ネットワークにおいて用いられる。

イーサネットスイッチは、トラフィック転送規則を用いることによって通信ネットワークに接続されたスイッチポート間のデータフレームの送信を制御することが知られている。トラフィック転送は、イーサネットスイッチによって受信された全てのデータフレーム内の全ての送信元媒体アクセス制御（ＭＡＣ）アドレスをデータベース内に収集するアドレス学習メカニズムに基づいている。それゆえ、イーサネットスイッチは、所与のＭＡＣアドレスを宛先とした将来のデータフレームを送信すべき場所を、そのＭＡＣアドレスとデータフレームが到来した際に割り当てられていたポート番号とをデータベース内で検索することによって、学習することができる。

ＩＥＥＥ ８０２．１ ＴＳＮ標準規格に従った或るストリームに属するデータフレームは、データフレームのヘッダー内に位置する情報によってのみ識別されることも知られている。しかしながら、ＩＥＥＥ ８０２．１ ＴＳＮ標準規格は、ストリームのこれらの識別情報の一部として送信元ＭＡＣアドレスを要求しない。実際には、ＩＥＥＥ ８０２．１ ＴＳＮ標準規格に従って規定されたデータフレームを処理するイーサネットスイッチは、アドレス学習メカニズムではなく、所定のトラフィックルートを用いる。

それゆえ、データフレームのヘッダーについてカバレッジを提供するエラー検出メカニズムを含めるために、そのように規定されたデータフレームのヘッダーの送信元ＭＡＣアドレスフィールドを用いることが提案される。その後、データフレームの宛先ＭＡＣアドレスが検査され、データフレームのヘッダー上のエラー検出に合格した（successful）直後に、転送プロセスに着手することによってカットスルースイッチング方法を用いることができる。

図１は、車両内通信のために設計されたイーサネットベース通信システム１００の例示的なサブシステムを示している。しかしながら、イーサネットベース通信システム１００は、一般的に、非巡回のレート制御されたストリーム及び巡回ストリーム上で搬送されるタイムクリティカルな応用のための、タイムセンシティブネットワーキング通信のために設計される。それゆえ、例えば、イーサネットベース通信システム１００は、産業オートメーション通信システムとすることができる。

図１では、イーサネットベース通信システム１００は、２つのノード１１０、１２０と、イーサネットスイッチ１３０と、通信ネットワーク１４０とを備える。しかしながら、一般に、イーサネットベース通信システム１００は、少なくとも１つのノード１１０、１２０と、少なくとも１つのイーサネットスイッチ１３０とを備える。

通信ネットワーク１４０は、イーサネットスイッチ１３０を介してノード１１０、１２０間のデータ転送をサポートするように構成される。図１の例では、通信ネットワーク１４０は、ポイントツーポイントトポロジーを用いる。しかしながら、スターベーストポロジー、デイジーチェーンベーストポロジー、又は、例えばツリー構造として実現される、双方のトポロジーの組み合わせ等の他のトポロジーを想定することができる。

図１の例では、ノード１１０は、従来的な車載カメラであり、ノード１２０は、従来的な電子制御ユニット（ＥＣＵ）である。したがって、図１の構成は、自動運転自動車又は自律運転自動車における交通標識認識システム（traffic sign recognition system）の一部とすることができる。それゆえ、動作時、車載カメラ１１０は、通信ネットワーク１４０を介してイーサネットスイッチ１３０にデータフレームを送信する。次いで、イーサネットスイッチ１３０は、通信ネットワーク１４０を介してＥＣＵ１２０にデータフレームを転送する。

本出願によれば、車載カメラ１１０は、データパケットを、通信ネットワーク１４０を通じて送信される前に処理するように構成されたネットワークデバイス１１１を備える。ネットワークデバイス１１１は、車載カメラ１１０のソフトウェアモジュール又はハードウェアモジュールとして実装又は展開することができる。一例では、ネットワークデバイス１１１は、通信ネットワーク１４０を通じてデータパケットを送信するハードウェアデバイスを制御するソフトウェアプロセスであるデバイスドライバーである。

図２Ａは、提案される本出願で用いることができる例示的なデータパケット２００を示している。データパケット２００は、プレアンブルフィールド２１０及び開始フレームデリミターフィールド２１１から開始し、これらのフィールドは、ともに、データパケット２００の先頭及び末尾を判定することに役立つ。さらに、データパケット２００は、送信されるデータフレームを搬送するペイロードフィールド２１２と、２つのデータフレーム間の衝突検出及び衝突回避を容易にするフレーム間ギャップフィールド（interframe gap field）２１３とを含む。

図１に戻ると、ネットワークデバイス１１１によって処理される各データパケットは、ＩＥＥＥ ８０２．１タイムセンシティブネットワーキング（ＴＳＮ）標準規格に従って規定されたデータフレームを含む。ＩＥＥＥ ８０２．１ ＴＳＮ標準規格に関する更なる情報については、タイムセンシティブネットワーキングタスクグループのウェブサイト（http://www.ieee802.org/1/pages/tsn.html）及びＩＥＥＥ ８０２．１標準規格を列挙しているウェブサイト（http://standards.ieee.org/about/get/802/802.1.html）上で利用可能な最新の公開情報を参照されたい。ＩＥＥＥ ８０２．１ ＴＳＮ標準規格をハンドリングしないか又は部分的にハンドリングする応用については、ＩＥＥＥ ８０２．１Ｑｃｃ標準規格を用いることができる。実際には、ＩＥＥＥ ８０２．１Ｑｃｃ標準規格は、ＩＥＥＥ ８０２．１ ＴＳＮ標準規格に従って規定されたネットワークのエッジにおいて、非ＴＳＮストリームのデータフレームを、ＩＥＥＥ ８０２．１ ＴＳＮ標準規格に従ってＴＳＮネットワーク要素によって更にハンドリングすることができるイーサネットフレーム内にカプセル化するのが役割である、いわゆるストリーム変換機能（stream transformation function）を規定する。

図２Ｂは、パケット２００に含めることができる例示的なイーサネットデータフレーム３００を示している。本出願では、データフレーム３００は、ＩＥＥＥ ８０２．１ ＴＳＮ標準規格に従って規定される。したがって、データフレーム３００は、宛先アドレスフィールド３１０及び送信元アドレスフィールド３２０から開始し、これらのフィールドはそれぞれ、データフレーム３００が送信されることになる媒体アクセス制御（ＭＡＣ）アドレス、及び、データフレーム３００を送信したデバイスのＭＡＣアドレスを含む。さらに、データフレーム３００は、ＩＥＥＥ ８０２．１Ｑ標準規格に従って規定された仮想ローカルエリアネットワーク（ＶＬＡＮ）タグフィールド３３０及びＩＥＥＥ ８０２．１ＣＢ標準規格に従って規定された冗長タグフィールド３４０を含む。さらにまた、データフレーム３００は、イーサタイプ（Ethertype）フィールド３５０及びこれに後続するデータフィールド３６０を含み、イーサタイプフィールド３５０は、上位層に対するデータフィールド３６０に含まれるデータのタイプを規定する情報を含む。最後に、データフレーム３００は、データフレーム３００の完全性をチェックするフレームチェックシーケンス（ＦＣＳ）フィールド３７０で終端する。前述の記載では、データフレーム３００等のデータフレームのヘッダー部分３８０は、宛作アドレスフィールド３１０と、送信元アドレスフィールド３２０と、ＶＬＡＮタグフィールド３３０と、冗長タグフィールド３４０と、イーサタイプフィールド３５０とを含む。

図１に戻ると、ネットワークデバイス１１１は、パケットプロセッサ１１１１を含む。動作時、パケットプロセッサ１１１１は、送信元アドレスフィールド３２０を、同じサイズのカットスルースイッチングフィールドに置き換えることによって、データパケット２００の改変バージョンを生成するように構成される。一例では、送信元アドレスフィールド３２０は６バイト長であり、カットスルースイッチングフィールドもまた６バイト長である。図３Ａは、データフレーム３００の変更バージョンに対応するとともに、データパケット２００に含めることができるデータフレーム５００を示している。図３Ａにおいて見て取ることができるように、データフレーム５００は、送信元アドレスフィールド３２０の代わりにカットスルースイッチングフィールド４００を含む。

図３Ｂは、本出願による、カットスルースイッチングフィールド４００のコンテンツを示している。この図３Ｂの例示的なカットスルースイッチングフィールド４００は、カットスルー予約サブフィールド４１０と、総パケット長サブフィールド４２０と、ヘッダーチェックシーケンスサブフィールド４３０とを含む。一例では、カットスルー予約サブフィールド４１０、総パケット長サブフィールド４２０及びヘッダーチェックシーケンスサブフィールド４３０の各々は、２バイト長である。しかしながら、特定の実施形態では、カットスルースイッチングフィールド４００は、少なくとも、ヘッダーチェックシーケンスサブフィールド４３０を含む。その場合、ヘッダーチェックシーケンスサブフィールド４３０は、６バイト長である。

動作時に更に、パケットプロセッサ１１１１は、データフレーム５００のヘッダー部分３８０のチェックサム値を計算するように更に構成され、これは、この計算から、ヘッダーチェックシーケンスサブフィールド４３０を除外することによって行われる。換言すれば、パケットプロセッサ１１１１は、宛先アドレスフィールド３１０、カットスルー予約サブフィールド４１０、総パケット長サブフィールド４２０、ＶＬＡＮタグフィールド３３０、冗長タグフィールド３４０及びイーサタイプフィールド３５０に基づいてチェックサム値を求める。しかしながら、上述の特定の実施形態では、パケットプロセッサ１１１１は，この計算において、カットスルー予約サブフィールド４１０及び総パケット長サブフィールド４２０を考慮しない。さらに、動作時、パケットプロセッサ１１１１は、ヘッダーチェックシーケンスサブフィールド４３０内にチェックサム値を格納するように構成される。最後に、動作時、パケットプロセッサ１１１１は、通信ネットワーク１４０に、データフレーム５００を含むデータパケット２００の改変バージョンを転送するように構成される。

１つの実施形態では、パケットプロセッサ１１１１は、カットスルー予約サブフィールド４１０内に、送信元アドレスフィールド３２０がカットスルースイッチングフィールド４００に置き換えられたか否かを示すデータ情報を格納するように構成される。一例では、パケットプロセッサ１１１１は、カットスルースイッチングフィールド４００の開始においてカットスルー予約サブフィールド４１０を配置し、データ情報の最初のバイトの最下位ビットを、カットスルースイッチングフィールド４００がマルチキャストＭＡＣアドレスを含むことを示す所定の値に設定する。マルチキャストＭＡＣアドレスの最初のバイトの最下位ビットは、いわゆるＩ／Ｇビット（インディビジュアル／グループビット）であることが知られている。「１」に設定されたＩ／Ｇビットは、そのアドレスがマルチキャストアドレス又はブロードキャストアドレスであることを示す。「０」に設定されたＩ／Ｇビットは、そのアドレスがユニキャストアドレスであることを示す。それゆえ、例えば、カットスルー予約サブフィールド４１０内のＩ／Ｇビットを「１」に設定することによって、これは、カットスルースイッチングフィールド４００がマルチキャストアドレスを含むことを示す。しかしながら、マルチキャストアドレスは、宛先アドレスフィールド３１０内にのみ見出されるべきであることが知られている。したがって、イーサネットスイッチは、「１」に設定されたＩ／Ｇビットを見出すと、送信元アドレスフィールド３２０がカットスルースイッチングフィールド４００に置き換えられたことを考慮することが提案される。

別の実施形態では、パケットプロセッサ１１１１は、通信ネットワーク１４０上のデータパケット２００の物理長を示す総パケット長値を計算するように構成される。換言すれば、パケットプロセッサ１１１１は、プレアンブルフィールド２１０、開始フレームデリミターフィールド２１１、データフレーム５００及びフレーム間ギャップフィールド２１３に基づいて、データパケット２００の総パケット長値を求める。さらに、パケットプロセッサ１１１１は、総パケット長サブフィールド４２０内に総パケット長値を格納するように構成される。

図１に戻ると、イーサネットスイッチ１３０は、少なくとも、フレームプロセッサ１３１と、カットスルースイッチングモジュール１３２とを備える。

データフレーム５００の受信時に、フレームプロセッサ１３１は、ヘッダー部分３８０のチェックサム値を計算するように構成され、これは、この計算から、ヘッダーチェックシーケンスサブフィールド４３０を除外することによって行われる。換言すれば、フレームプロセッサ１３１は、宛先アドレスフィールド３１０、カットスルー予約サブフィールド４１０、総パケット長サブフィールド４２０、ＶＬＡＮタグフィールド３３０、冗長タグフィールド３４０及びイーサタイプフィールド３５０に基づいてチェックサム値を求める。しかしながら、上述の特定の実施形態では、フレームプロセッサ１３１は，この計算において、カットスルー予約サブフィールド４１０及び総パケット長サブフィールド４２０を考慮しない。一例では、チェックサム値は、ＣＲＣ−１６−ＣＣＩＴＴ等のサイクリック冗長チェック値である。さらに、フレームプロセッサ１３１は、計算されたチェックサム値を、ヘッダーチェックシーケンスサブフィールド４３０内に格納されたチェックサム値と比較するように構成される。最後に、フレームプロセッサ１３１は、この比較に基づいて、データフレーム５００をカットスルースイッチングモジュール１３２に転送するように構成される。一例では、フレームプロセッサ１３１は、計算されたチェックサム値がヘッダーチェックシーケンスサブフィールド４３０内に格納されたチェックサム値に等しい場合に、データフレーム５００をカットスルースイッチングモジュール１３２に転送する。対照的に、フレームプロセッサ１３１は、計算されたチェックサム値がヘッダーチェックシーケンスサブフィールド４３０内に格納されたチェックサム値に等しくない場合、データフレーム５００をカットスルースイッチングモジュール１３２に転送しない。

一実施形態では、フレームプロセッサ１３１は、カットスルー予約サブフィールド４１０に含まれたデータ情報に基づいて、データフレーム５００をカットスルースイッチングモジュール１３２に更に転送する。この実施形態の一例では、フレームプロセッサ１３１は、カットスルースイッチングフィールド４００の開始を識別し、また、カットスルースイッチングフィールド４００がマルチキャストＭＡＣアドレスを含むか否かを判断するように、カットスルー予約サブフィールド４１０に含まれたデータ情報の最初のバイトの最下位ビットを処理するように構成される。例えば、フレームプロセッサ１３１は、カットスルー予約サブフィールド４１０内に、「１」に設定されたＩ／Ｇビットが見出された場合、データフレーム５００をカットスルースイッチングモジュール１３２に更に転送する。対照的に、フレームプロセッサ１３１は、カットスルー予約サブフィールド４１０内に、「０」に設定されたＩ／Ｇビットが見出された場合、データフレーム５００をカットスルースイッチングモジュール１３２に転送しない。

動作時、カットスルースイッチングモジュール１３２は、データフレーム５００のヘッダー部分３８０に基づいて、データフレーム５００をその意図された宛先に転送するように構成され、これは、転送判断からカットスルースイッチングフィールド４００を除外することによって行われる。

１つの実施形態では、フレームプロセッサ１３１は、総パケット長サブフィールド４２０に基づいて、データフレーム５００に対するトラフィック調整を提供するように構成される。その場合、トラフィック調整は、データフレーム５００を完全に格納する必要なく適用することができる。トラフィック調整が総パケット長サブフィールド４２０を考慮に入れることにより、正確なレートに基づくスケジューリングといわゆるジャンボフレーム（jumbo frames）のハンドリングとが可能になる。トラフィック調整という用語は、イーサネットスイッチ１３０に入るトラフィックが所定のトラフィックプロファイルに適合することを確実にするためのトラフィックの計測（metering）、シェーピング、ポリシング（policing）及び／又はリマーキング（re-marking）に関する。例えば、通例のトラフィックポリシング応用では、サービスプロバイダーが、顧客のトラフィックが適合する必要があるトラフィックプロファイルを規定する。その場合、そのプロファイルに分類されたネットワークトラフィックは、通過し、より低い優先順位をマーキングされ、ドロップされ、及び／又は、帯域幅制限を超えたものとして識別される。本出願によれば、帯域幅制限は、総パケット長サブフィールド４２０に基づいて求めることができる。いくつかの一般的に用いられるポリシングアルゴリズムは、シングルレート３カラーマーカー（ｓｒＴＣＭ：single rate Three Color Marker）、２レート３カラーマーカー（ｔｒＴＣＭ）、及びメトロイーサネットフォーラム（ＭＥＦ：Metro Ethernet Forum）サービスポライサーを含む。更なるポリシングアルゴリズムは、フレームリレー時間ベース（Frame Relay time-based）ポリシングアルゴリズム、ＡＴＭリーキーバケット（leaky bucket）ポリシングアルゴリズム、及び、ベンダー独自のポリシングアルゴリズムを含む。

別の実施形態では、フレームプロセッサ１３１は、ＩＥＥＥ ８０２．３ｂｒ標準規格に基づいてデータフレーム５００の転送の優先順位付けを行うように構成される。その場合、データフレーム５００は、エクスプレスフレームとして識別される。

図１に戻ると、イーサネットスイッチ１３０は、ストアアンドフォワードモジュール１３３も備える。

一実施形態では、フレームプロセッサ１３１は、カットスルー予約サブフィールド４１０に含まれたデータ情報に基づいて、データフレーム５００をストアアンドフォワードモジュール１３３に転送する。この実施形態の一例では、フレームプロセッサ１３１は、データフレーム５００がカットスルースイッチングモジュール１３２に転送されない場合、データフレーム５００をストアアンドフォワードモジュール１３３に転送する。

動作時、ストアアンドフォワードモジュール１３３は、データフレーム５００をその意図された宛先に転送するように構成され、これは、転送判断からカットスルースイッチングフィールド４００を除外することによって行われる。

本出願への一層の理解のために、ここで、提案される解決策を実施する方法の実施形態を示す図４及び図５に対して参照がなされる。

図４は、上記で既に説明したように、データフレーム３００の代わりにデータフレーム５００を含むようにデータパケット２００を改変する処理方法６００を示している。処理方法６００は、
６１０において、送信元アドレスフィールド３２０と同じサイズを有するカットスルースイッチングフィールド４００を生成することと、
６２０において、送信元アドレスフィールド３２０を、カットスルースイッチングフィールド４００に置き換えて、それにより、データパケット２００の改変バージョンを生成することと、
６３０において、データフレーム５００のヘッダー部分３８０のチェックサム値を計算することであって、これは、この計算から、ヘッダーチェックシーケンスサブフィールド４３０を除外することによって行われ、その後、ヘッダーチェックシーケンスサブフィールド４３０内に計算されたチェックサム値を格納することと、
任意選択で、６４０において、カットスルー予約サブフィールド内に、送信元アドレスフィールド３２０がカットスルースイッチングフィールド４００に置き換えられたか否かを示すデータ情報を格納することと、
任意選択で、６５０において、通信ネットワーク１４０上のデータパケット２００の物理長を示す総パケット長値を計算し、その後、総パケット長サブフィールド４２０内に計算された総パケット長値を格納することと、
６６０において、通信ネットワーク１４０に、データパケット２００の改変バージョンを転送することと、
を含むことができる。

処理方法６００の実施形態では、６４０において、
カットスルースイッチングフィールド４００の開始においてカットスルー予約サブフィールド４１０を配置することと、
データ情報の最初のバイトの最下位ビットを、カットスルースイッチングフィールド４００がマルチキャストＭＡＣアドレスを含むことを示す所定の値に設定することと、
が更に含まれる。

図５は、データフレーム５００に対してスイッチング動作を実行するイーサネットスイッチング方法７００を示している。イーサネットスイッチング方法７００は、
７１０において、ヘッダー部分３８０のチェックサム値を計算することであって、これは、この計算から、ヘッダーチェックシーケンスサブフィールド４３０を除外することによって行われることと、
７２０において、計算されたチェックサム値を、ヘッダーチェックシーケンスサブフィールド４３０内に格納されたチェックサム値と比較して、その後、計算されたチェックサム値がヘッダーチェックシーケンスサブフィールド４３０内に格納されたチェックサム値に等しい場合、７４０又は任意選択で７３０に進行し、そうではなく、計算されたチェックサム値がヘッダーチェックシーケンスサブフィールド４３０内に格納されたチェックサム値に等しくない場合、任意選択で７５０に進行することと、
任意選択で、７３０において、送信元アドレスフィールド３２０がカットスルースイッチングフィールド４００に置き換えられたか否かを判断するようにカットスルー予約サブフィールド４１０のデータ情報をチェックして、その後、送信元アドレスフィールド３２０がカットスルースイッチングフィールド４００に置き換えられたことをデータ情報が示す場合、７４０に進行し、そうではなく、送信元アドレスフィールド３２０がカットスルースイッチングフィールド４００に置き換えられたことをデータ情報が示さない場合、任意選択で７５０に進行することと、
７４０において、データフレーム５００のヘッダー部分３８０に基づいて、データフレーム５００をその意図された宛先に転送するように構成されたカットスルースイッチングモジュールにデータフレーム５００を転送することであって、これは、転送判断からカットスルースイッチングフィールド４００を除外することによって行われることと、
任意選択で、７５０において、データフレーム５００をその意図された宛先に転送するように構成されたストアアンドフォワードモジュールにデータフレーム５００を転送することであって、これは、転送判断からカットスルースイッチングフィールド４００を除外することによって行われることと、
を含むことができる。

処理方法７００の実施形態では、７３０において、
カットスルースイッチングフィールド４００の開始を識別することと、
カットスルースイッチングフィールド４００がマルチキャストＭＡＣアドレスを含むか否かを判断するように、カットスルー予約サブフィールド４１０に含まれたデータ情報の最初のバイトの最下位ビットを処理することと、
が更に含まれる。

処理方法７００の１つの実施形態では、総パケット長サブフィールド４２０に基づいて、データフレーム５００に対するトラフィック調整を提供することが更に含まれる。

処理方法７００の別の実施形態では、ＩＥＥＥ ８０２．３ｂｒ標準規格に基づいてデータフレーム５００の転送の優先順位付けを行うことが更に含まれ、ここで、データフレーム５００は、エクスプレスフレームとして識別される。

また、上記で提案された方法は、非一時的コンピューター可読記憶媒体において具現化されたコンピュータープログラムによって実行することができる。それゆえ、上記で提案された方法を実行するためにコンピューターシステムによって実行することができる命令を含むコンピュータープログラム製品も特許請求される。

Claims (15)

1. ＩＥＥＥ ８０２．１タイムセンシティブネットワーキング標準規格に従って規定されたデータフレームを含む少なくとも１つのデータパケットを処理するネットワークデバイスであって、前記データフレームは、送信元アドレスが格納される送信元アドレスフィールドを含むヘッダー部分を含み、前記ネットワークデバイスは、
   前記送信元アドレスフィールドを、同じサイズのカットスルースイッチングフィールドに置き換えることによって、データパケットの改変バージョンを生成することであって、前記カットスルースイッチングフィールドは、少なくともヘッダーチェックシーケンスサブフィールドを含むことと、
   前記ヘッダー部分のチェックサム値を計算し、これは、前記計算から、前記ヘッダーチェックシーケンスサブフィールドを除外することによって行われることと、
   前記ヘッダーチェックシーケンスサブフィールド内に前記チェックサム値を格納することと、
   通信ネットワークに、前記データパケットの前記改変バージョンを転送することと、
   を行うように構成されるパケットプロセッサ、
   を備える、ネットワークデバイス。
2. 前記パケットプロセッサは、
   前記カットスルースイッチングフィールドにカットスルー予約サブフィールドを挿入し、前記カットスルー予約サブフィールドは、前記送信元アドレスフィールドが前記カットスルースイッチングフィールドに置き換えられたか否かを示すデータ情報を含むように更に構成された、請求項１に記載のネットワークデバイス。
3. 前記パケットプロセッサは、
   前記通信ネットワーク上の前記データパケットの物理長を示す総パケット長値を計算することと、
   前記カットスルースイッチングフィールドに総パケット長サブフィールドを挿入することであって、前記総パケット長サブフィールドは、前記総パケット長値を含むことと、
   を行うように更に構成される、請求項１又は２に記載のネットワークデバイス。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のネットワークデバイスによって転送されるデータパケットの少なくとも１つのデータフレームに対してスイッチング動作を実行するイーサネットスイッチであって、前記イーサネットスイッチは、フレームプロセッサと、カットスルースイッチングモジュールとを備え、
   前記フレームプロセッサは、前記データフレームのヘッダー部分の受信時に、
   前記ヘッダー部分のチェックサム値を計算することであって、これは、前記計算から、前記ヘッダーチェックシーケンスサブフィールドを除外することによって行われることと、
   前記計算されたチェックサム値を、前記ヘッダーチェックシーケンスサブフィールド内に格納された前記チェックサム値と比較することと、
   前記比較に基づいて、前記カットスルースイッチングモジュールに前記データフレームを転送することと、
   を行うように構成され、
   前記カットスルースイッチングモジュールは、前記データフレームの前記ヘッダー部分に基づいて、前記データフレームを前記データフレームの意図された宛先に転送し、これは、転送判断から前記カットスルースイッチングフィールドを除外することによって行われるように構成される、イーサネットスイッチ。
5. 前記フレームプロセッサは、カットスルー予約サブフィールドに含まれたデータ情報に基づいて、前記データフレームを前記カットスルースイッチングモジュールに転送するように更に構成される、請求項４に記載のイーサネットスイッチ。
6. 前記フレームプロセッサは、総パケット長サブフィールドに基づいて、前記データフレームに対するトラフィック調整を提供するように更に構成される、請求項４又は５に記載のイーサネットスイッチ。
7. 前記イーサネットスイッチは、ストアアンドフォワードモジュールを更に含み、前記フレームプロセッサは、前記フレームプロセッサが前記データフレームを前記カットスルースイッチングモジュールに転送しない場合、前記データフレームを前記ストアアンドフォワードモジュールに転送するように更に構成され、前記ストアアンドフォワードモジュールは、前記データフレームを前記データフレームの意図された宛先に転送し、これは、前記転送判断から前記カットスルースイッチングフィールドを除外することによって行われるように構成される、請求項４〜６のいずれか１項に記載のイーサネットスイッチ。
8. 通信ネットワークと、
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の少なくとも１つのネットワークデバイスと、
   請求項４〜７のいずれか１項に記載の少なくとも１つのイーサネットスイッチと、
   を備え、
   前記ネットワークデバイス及び前記イーサネットスイッチは、通信ネットワークを介して動作可能に結合される、イーサネットベース通信システム。
9. ＩＥＥＥ ８０２．１タイムセンシティブネットワーキング標準規格に従って規定されたデータフレームを含む少なくとも１つのデータパケットを処理する方法であって、前記データフレームは、送信元アドレスが格納される送信元アドレスフィールドを含むヘッダー部分を含み、パケットプロセッサは、前記方法を行うように構成され、前記方法は、
   前記送信元アドレスフィールドを、同じサイズのカットスルースイッチングフィールドに置き換えることによって、データパケットの改変バージョンを生成することであって、前記カットスルースイッチングフィールドは、少なくともヘッダーチェックシーケンスサブフィールドを含むことと、
   前記ヘッダー部分のチェックサム値を計算することであって、これは、前記計算から、前記ヘッダーチェックシーケンスサブフィールドを除外することによって行われることと、
   前記ヘッダーチェックシーケンスサブフィールド内に前記チェックサム値を格納することと、
   通信ネットワークに、前記データパケットの前記改変バージョンを転送することと、
   を含む、処理方法。
10. 前記パケットプロセッサは、
    前記カットスルースイッチングフィールドにカットスルー予約サブフィールドを挿入し、前記カットスルー予約サブフィールドは、前記送信元アドレスフィールドが前記カットスルースイッチングフィールドに置き換えられたか否かを示すデータ情報を含むように更に構成された、請求項９に記載の処理方法。
11. 前記パケットプロセッサは、
    前記通信ネットワーク上の前記データパケットの物理長を示す総パケット長値を計算することと、
    前記カットスルースイッチングフィールドに総パケット長サブフィールドを挿入することであって、前記総パケット長サブフィールドは、前記総パケット長値を含むことと、
    を行うように更に構成される、請求項９又は１０に記載の処理方法。
12. 請求項９〜１１のいずれか１項に記載の処理方法によって転送されるデータパケットの少なくとも１つのデータフレームに対してイーサネットスイッチングを実行する方法であって、前記イーサネットスイッチング方法は、前記データフレームのヘッダー部分の受信時に、
    前記ヘッダー部分のチェックサム値を計算することであって、これは、前記計算から、前記ヘッダーチェックシーケンスサブフィールドを除外することによって行われることと、
    前記計算されたチェックサム値を、前記ヘッダーチェックシーケンスサブフィールド内に格納された前記チェックサム値と比較することと、
    前記比較に基づいて、前記データフレームの前記ヘッダー部分に基づいて前記データフレームを前記データフレームの意図された宛先に転送するように構成されたカットスルースイッチングモジュールに前記データフレームを転送することであって、これは、転送判断から前記カットスルースイッチングフィールドを除外することによって行われることと、
    を含む、イーサネットスイッチング方法。
13. カットスルー予約サブフィールドに含まれたデータ情報に基づいて、前記データフレームをカットスルースイッチングモジュールに転送することを更に含む、請求項１２に記載のイーサネットスイッチング方法。
14. 総パケット長サブフィールドに基づいて、前記データフレームに対するトラフィック調整を提供することを更に含む、請求項１２又は１３に記載のイーサネットスイッチング方法。
15. 前記イーサネットスイッチング方法は、前記データフレームが前記カットスルースイッチングモジュールに転送されない場合、前記データフレームをストアアンドフォワードモジュールに転送することを更に含み、前記ストアアンドフォワードモジュールは、前記データフレームを前記データフレームの意図された宛先に転送し、これは、前記転送判断から前記カットスルースイッチングフィールドを除外することによって行われるように構成される、請求項１２〜１４のいずれか１項に記載のイーサネットスイッチング方法。

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