JP2022098804A

JP2022098804A - イーサーネット端末，通信方法及び通信プログラム

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Publication number: JP2022098804A
Application number: JP2020212405A
Authority: JP
Inventors: 達彦横山; Tatsuhiko Yokoyama
Original assignee: NEC Platforms Ltd
Current assignee: NEC Platforms Ltd
Priority date: 2020-12-22
Filing date: 2020-12-22
Publication date: 2022-07-04
Anticipated expiration: 2040-12-22
Also published as: JP7283776B2

Abstract

【課題】ＥＥＥ（Energy Efficient Ethernet）機能によりインタフェースが休止した場合に，ＳＴＰ（Spanning Tree Protocol）機能による経路切り替えに起因する通信断を防ぐことができるイーサーネット端末，通信方法及び通信プログラムを提供すること。【解決手段】イーサーネット端末１０は，対向機器と通信を行う送受信部１１と，ＥＥＥ有効状態か無効状態かを記録するＥＥＥ状態部１２と，リンクダウンを検出するリンクダウン検出部１３と，ＥＥＥ有効状態で，リンクダウンが発生した場合，EEE無効状態で前記送受信部にリンクアップを指示する制御部１４と，を備える。【選択図】図１

Description

本発明はイーサーネット端末，通信方法及び通信プログラムに関にする。

イーサーネット（登録商標）通信において，Energy Efficient Ethernet(以後，ＥＥＥと略する）という省電力機能が存在する。昨今，省電力が求められている中，ＥＥＥを具備したイーサーネット端末が増加している。ＥＥＥは，省電力効果がある反面，相互接続性において問題が発生することがある。相互接続性の問題とは，通信中に意図せずリンクダウンが発生するような問題であり，このような問題が発生すると，ユーザーがインターネットに接続できない状態に陥るため，ユーザーへの影響度が大きい。

例えば特許文献１には，リンクダウンでＥＥＥ機能を停止することが記載されている。

特開２０１８－０８２２３５号公報

図６の上段に示すように，ＥＥＥ無効状態でリンクアップすると，無通信状態でも常にＩｄｌｅ信号を送出し続ける。一方，ＥＥＥ有効状態でリンクアップすると，無通信状態にLow Power Idle(以後，ＬＰＩと略する）というステートに入る。図６の下段に示す様にＬＰＩでは，Ｒｅｆｒｅｓｈ信号を間欠的に送出することで，リンクアップ状態を保持しながら，送信回路の電力を低減できる。

しかしながら，ＬＰＩではｒｅｆｒｅｓｈ信号の送出タイミングのズレや，クロックリカバリの同期はずれ等が起こり，リンクダウンが発生しやすい傾向にある。リンクダウンが発生すると，再度リンクアップを試みるが，前述の問題により再度リンクダウンが発生する。以後，リンクアップ／リンクダウンを繰り返すことでユーザーがインターネット接続できない状態に陥る。

このように，ＥＥＥ機能によりインタフェースが休止した場合に，ＳＴＰ（Spanning Tree Protocol）機能による経路切り替えに起因する通信断が発生してしまうという問題があった。

本開示の目的は，上述した課題を鑑み，ＥＥＥ機能によりインタフェースが休止した場合に，ＳＴＰ機能による経路切り替えに起因する通信断を防ぐことができるイーサーネット端末，通信方法及び通信プログラムを提供することにある。

一実施形態のイーサーネット端末は，対向機器と通信を行う送受信部と，ＥＥＥ（Energy Efficient Ethernet）有効状態か無効状態かを記録するＥＥＥ状態部と，リンクダウンを検出するリンクダウン検出部と，ＥＥＥ有効状態で，リンクダウンが発生した場合，EEE無効状態で前記送受信部にリンクアップを指示する制御部と，を備えるようにした。

一実施形態の通信方法は，イーサーネット端末において，ＥＥＥ（Energy Efficient Ethernet）有効状態か無効状態かを記録し，イーサーネット端末において，リンクダウンを検出し，ＥＥＥ有効状態で，リンクダウンが発生した場合，EEE無効状態で，イーサーネット端末と対向機器との通信にリンクアップを指示するようにした。

一実施形態の通信プログラムは，イーサーネット端末において，ＥＥＥ（Energy Efficient Ethernet）有効状態か無効状態かを記録する記録ステップと，イーサーネット端末において，リンクダウンを検出する検出ステップと，ＥＥＥ有効状態で，リンクダウンが発生した場合，EEE無効状態で，イーサーネット端末と対向機器との通信にリンクアップを指示する指示ステップと，をコンピュータに実行させるようにした。

本発明のイーサーネット端末，通信方法及び通信プログラムによれば，ＥＥＥ機能によりインタフェースが休止した場合に，ＳＴＰ機能による経路切り替えに起因する通信断を防ぐことができる。

実施の形態１にかかるイーサーネット端末の一例を示すブロック図である。実施の形態２にかかるイーサーネット端末の一例を示すブロック図である。イーサーネット端末同士が接続される形態を示す図である。実施の形態２にかかるイーサーネット端末の動作の一例を示すフローチャートである。実施の形態３にかかるイーサーネット端末の一例を示すブロック図である。通信状態と無通信状態の変化を示す図である。

（実施の形態１）
以下，図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は，実施の形態１にかかるイーサーネット端末の一例を示すブロック図である。図１において，イーサーネット端末１０は，送受信部１１と，ＥＥＥ状態部１２と，リンクダウン検出部１３と，制御部１４とを備える。

送受信部１１は，対向機器と通信を行う。
ＥＥＥ状態部１２は，送受信部１１においてＥＥＥ有効状態か無効状態かを記録する。
リンクダウン検出部１３は，送受信部１１におけるリンクダウンを検出する。
制御部１４は，ＥＥＥ有効状態で，リンクダウンが発生した場合，EEE無効状態で送受信部１１にリンクアップを指示する。

このように実施の形態１のイーサーネット端末によれば，ＥＥＥ機能によりインタフェースが休止した場合に，ＳＴＰ機能による経路切り替えに起因する通信断を防ぐことができる。

（実施の形態２）
図２は，実施の形態２にかかるイーサーネット端末の一例を示すブロック図である。図２において，イーサーネット端末２００は，コネクタ２０１と，ＰＨＹ２０２と，ＣＰＵ２０３とを備える。

コネクタ２０１は，対向機器とイーサーネットケーブルで接続可能なコネクタである。

ＰＨＹ２０２は，物理層の処理を行い，データの送受信をつかさどる。ＰＨＹ２０２は，データ送受信部２０４と，リンクダウン検出部２０５と，接続状態監視部２０６と，オートネゴシエーション実行部２０７と，ＥＥＥ状態部２０８と，リンクダウンタイマー２０９と，を備える。

ＣＰＵ２０３は，端末の制御全体をつかさどるＣＰＵ（Central Processing Unit）である。ＣＰＵ２０３は，データ送受信部２１０と，制御部２１１を備える。

データ送受信部２０４は，対向機器とデータ送受信を行う通信回路を備える。
リンクダウン検出部２０５は，データ送受信部２０４と対向機器との通信において，リンクダウン状態の有無を検出する。

接続状態監視部２０６は，対向機器からの信号をモニタすることで，対向機器が接続されているか否かを確認する。
オートネゴシエーション実行部２０７は，対向機器との通信においてオートネゴシエーションを実行する。

ＥＥＥ状態部２０８は，対向機器との通信においてＥＥＥ有効か無効かを記録する。
リンクダウンタイマー２０９は，リンクダウン検出部２０５でリンクダウンを検出してから，接続状態監視部２０６で，対向機が接続されていることを検出するまでの時間を計測する。

データ送受信部２１０は，ＰＨＹ２０２に対してデータ送受信を行う。
制御部２１１は，全体の制御をつかさどる。

イーサーネット端末の動作の説明の前に，イーサーネット端末Ｂ同士がＥＥＥ有効状態でリンクアップされるまでの動作を説明する。図３に示すようにイーサーネット端末ＡとＢが接続されるとオートネゴシエーションを実行する。オートネゴシエーションでは，それぞれのイーサーネット端末がサポートする通信モードを互いに送信する。その情報に基づいて最適な通信モードを決定しリンクアップが形成される。オートネゴシエーションでやり取りする情報の中には，イーサーネット端末がＥＥＥ有効か無効か示す情報が付加される。互いの端末がＥＥＥ有効である場合，ＥＥＥ有効状態でリンクアップする。

図２のイーサーネット端末２００においては，ＥＥＥ状態部２０８にＥＥＥ有効かＥＥＥ無効か設定されている。オートネゴシエーション実行部２０７は，オートネゴシエーションを実行する際，ＥＥＥ状態部２０８を確認し，ＥＥＥ有効であれば，イーサーネット端末２００がＥＥＥ有効であることをオートネゴシエーションでやり取りする情報の中に付加する。またＥＥＥ状態部２０８を確認しＥＥＥ無効であれば，イーサーネット端末２００がＥＥＥ無効であることをオートネゴシエーションでやり取りする情報の中に付加する。

図４は，実施の形態２にかかるイーサーネット端末の動作の一例を示すフローチャートである。実施の形態２では制御部２１１の動作が中核となるため，主に制御部２１１の動作として説明する。また前提として，イーサーネット端末２００のＥＥＥ状態部２０８は，デフォルトＥＥＥ有効であるものとする。

ステップＳ４００において，制御部２１１は，接続状態監視部２０６をモニタし，対向機器と接続されていることを検知する。そしてステップＳ４０１に進む。

ステップＳ４０１において，制御部２１１，はオートネゴシエーション実行部２０７にオートネゴシエーションを実行するよう指示する。そしてステップＳ４０２に進む。

ステップＳ４０２において，制御部２１１は，対向機器がＥＥＥ有効であるか否か判断する。対向機器がＥＥＥ無効である場合，ステップＳ４０３に進む。対向機器がＥＥＥ有効である場合，ステップＳ４０４に進む。

ステップＳ４０３において，オートネゴシエーション実行部２０７は，ＥＥＥ無効状態でリンクアップする。そして処理を終了する。

ステップＳ４０４において，オートネゴシエーション実行部２０７は，ＥＥＥ有効状態でリンクアップする。そしてステップＳ４０５に進む。

ステップＳ４０５において，制御部２１１はリンクダウン検出部２０５をモニタする。そして，リンクダウンが発生していない場合，ステップＳ４０５を繰り返す。リンクダウンが発生した場合，ステップＳ４０６に進む。

ステップＳ４０６において，制御部２１１は接続状態監視部２０６をモニタする。そして，対向機器が接続されていない場合，ステップＳ４０６を繰り返す。制御部２１１は，接続状態監視部２０６で，対向機器が接続されていることを検出した場合，ステップＳ４０７に進む。

ステップＳ４０７において，制御部２１１は，リンクダウンタイマー２０９を確認する。リンクダウンタイマー２０９が１ｓ以上である場合，イーサーネットケーブルが抜かれたことによるリンクダウンと判断され，ステップＳ４０１に戻る。リンクダウンタイマー２０９が１ｓ未満である場合，ＥＥＥ有効状態のリンクダウンと判断し，ステップＳ４０８に進む。

ステップＳ４０８において，制御部２１１は，ＥＥＥ状態部２０８をＥＥＥ無効に設定する。そして，ステップＳ４０９に進む。

ステップＳ４０９において，オートネゴシエーション実行部２０７は，イーサーネット端末２００がＥＥＥ無効であることをオートネゴシエーションでやり取りする情報に付加する。そして，ステップＳ４０３に進む。

このように，実施の形態２のイーサーネット端末によれば，相互接続性問題によりＥＥＥ有効状態におけるリンクダウンが発生した場合，以後，ＥＥＥ無効状態でリンクアップすることで，安定した通信ができる。

また，実施の形態２のイーサーネット端末によれば，自動（ユーザー操作なし）で通信の安定性を向上できる。

また，実施の形態２のイーサーネット端末によれば，リンクダウンタイマーを利用し，ユーザーが意図してリンクダウンを発生したか（ＬＡＮケーブル抜き）もしくは相互接続性問題による意図しないリンクダウンであるかを判断し，意図しないリンクダウンのみＥＥＥを無効化できる。

（実施の形態３）
実施の形態３では，ＭＡＣ（Media Access Control）アドレスを記録する例について説明する。図５は実施の形態３にかかるイーサーネット端末の一例を示すブロック図である。図５において，図２と同一の構成は同じ番号を付し，説明を省略する。

図５において，イーサーネット端末５００は，ＰＨＹ２０２と，ＣＰＵ５０３とを備える。ＣＰＵ５０３は，データ送受信部５１０と，制御部５１１と，ＭＡＣアドレス記録部５１２とを備える。

ＭＡＣアドレス記録部５１２は，ＥＥＥ有効状態でリンクダウン発生した際，対向機器のＭＡＣアドレスを記録する。

データ送受信部５１０は，次回以降，記録したＭＡＣアドレスの対向機器とリンクアップした際，一度リンクダウンし，ＥＥＥ無効で再度リンクアップすることで，ＥＥＥ有効状態でリンクダウンが発生する対向機器との接続において，常にＥＥＥ無効でリンクアップすることができる。

制御部５１１は，全体の制御をつかさどる。また，制御部５１１は，ＭＡＣアドレス記録部５１２とデータ送受信部５１０を管理する。

なお，本発明は上記実施の形態に限られたものではなく，趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば，ＳＴＰ機能および，ＥＥＥ機能を備えた通信装置において，Configuration BPDUのみを一定時間以上送受信しているインタフェースに対して，Configuration BPDU断の検出機能をマスクし，インタフェースをＥＥＥ機能により休止させる。Configuration BPDU以外のパケットを前記インタフェースのバッファにて検出した場合に，ＥＥＥ機能により前記インタフェースを復旧させ，Configuration BPDU断の検出機能のマスクを解除するようにしてもよい。

また，様々な処理を行う機能ブロックとして図面に記載される各要素は、ハードウェア的には、ＣＰＵ、メモリ、その他の回路で構成することができ、ソフトウェア的には、メモリにロードされたプログラムなどによって実現される。したがって、これらの機能ブロックがハードウェアのみ、ソフトウェアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは当業者には理解されるところであり、いずれかに限定されるものではない。

また、上述したプログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ－ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ－Ｒ、ＣＤ－Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（Random Access Memory））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。

また，様々な処理を行う機能ブロックとして図面に記載される各要素は、電子回路，FPGA（Field-Programmable Gate Array）またはASIC（Application Specific Integrated Circuit）で構成してもよい。

１０，２００，５００イーサーネット端末
１１送受信部
１２状態部
１３，２０５リンクダウン検出部
１４制御部
２０１コネクタ
２０４，２１０，５１０データ送受信部
２０６接続状態監視部
２０７オートネゴシエーション実行部
２０８ＥＥＥ状態部
２０９リンクダウンタイマー
２１１，５１１制御部
５１２ＭＡＣアドレス記録部

Claims

対向機器と通信を行う送受信部と，
ＥＥＥ（Energy Efficient Ethernet）有効状態か無効状態かを記録するＥＥＥ状態部と，
リンクダウンを検出するリンクダウン検出部と，
ＥＥＥ有効状態で，リンクダウンが発生した場合，EEE無効状態で前記送受信部にリンクアップを指示する制御部と，を備えるイーサーネット端末。
リンクダウンしている時間を計測するリンクダウンタイマーを備え，
リンクダウンしている時間が所定の時間未満である場合，前記制御部は，ＥＥＥ有効状態のリンクダウンと判断し，EEE無効状態で前記送受信部にリンクアップを指示し，
リンクダウンしている時間が所定の時間以上である場合，前記制御部は，ケーブル抜けのリンクダウンと判断する，請求項１に記載のイーサーネット端末。
ＥＥＥ有効状態でリンクダウン発生した際，対向機器のＭＡＣ（Media Access Control）アドレスを記録するＭＡＣアドレス記録部を備え，
前記送受信部は，記録したＭＡＣアドレスの対向機器とリンクアップした際，一度リンクダウンし，ＥＥＥ無効で再度リンクアップする，請求項１または２に記載のイーサーネット端末。
イーサーネット端末において，ＥＥＥ（Energy Efficient Ethernet）有効状態か無効状態かを記録し，
イーサーネット端末において，リンクダウンを検出し，
ＥＥＥ有効状態で，リンクダウンが発生した場合，EEE無効状態で，イーサーネット端末と対向機器との通信にリンクアップを指示する通信方法。
イーサーネット端末において，ＥＥＥ（Energy Efficient Ethernet）有効状態か無効状態かを記録する記録ステップと，
イーサーネット端末において，リンクダウンを検出する検出ステップと，
ＥＥＥ有効状態で，リンクダウンが発生した場合，EEE無効状態で，イーサーネット端末と対向機器との通信にリンクアップを指示する指示ステップと，をコンピュータに実行させる通信プログラム。