JP5638566B2 - 中継装置及び中継システム - Google Patents

Description

本発明は、中継装置及び中継システムに関する。

近年、通信用のネットワークを利用した情報システムにおいては、各種センサをネットワークに繋げたネットワーク型センサが導入され始めている（例えば、特許文献１参照）。

このネットワーク型センサは、今後、無線通信機能を備えた多数の小型センサとして身の回りの至る所でネットワークを構成することが期待されている。小型センサとしては、例えば、自動車等の移動体に装備されるセンサ（モバイルセンサ）や、人が持ち歩いたり、身に付けたりするセンサ（ウェアラブルセンサ）等がある。

さらに、ネットワーク型センサの一形態として、上記のセンサを利用して広域サービスを提供するようなセンサネットワーク（ユビキタス・センサネットワーク等）の実現が注目されている。

このセンサネットワークにおいては、各種センサにより収集されたセンサ情報を含むセンサパケットが中継装置を介してホストコンピュータ等の管理装置に送信（アップロード）されることになる。ここで、センサ情報を広域に伝搬させるセンサネットワークとしては、例えば、広域イーサネット（商標登録）等の広域網の利用が一般的である。

特開２００６−２１１２３２号公報

しかしながら、上記のネットワーク内の中継装置（例えば、ルータやレイヤ２スイッチ）では、パケット単位で伝搬処理を行なっており、パケットを伝搬させる処理能力は、一般に情報量(帯域)ではなく、１秒間に処理可能なパケット数（pps：Packet Per Second）で規定される。そのため、その処理能力は、パケット数に依存することになる。なお、センサパケットは、センサ情報として容量が数ビット程度で済むものもあり、ショートパケットと称されることがある。

すなわち、各種センサから発せられるセンサパケットは、広域イーサネット等の広域網で通常伝搬されるブロードバンドトラフィック（ネットワーク上を移動する音声や文書、画像等のデジタルデータ）と合わせて、中継装置を介して、ネットワーク内をそのまま伝搬することになる。すると、ネットワーク内の中継装置では、装置内部のプロセッサ等の処理能力に応じて１秒間に処理可能なパケット数が限られるため、センサパケットの数が多くなるほど、その処理能力を消費する。その結果、帯域の余剰があるにも拘わらず、ブロードバンドトラフィック等のパケットを伝搬させる処理能力が枯渇してしまうことが懸念される。

そこで、本発明は、上記事情に鑑み、ネットワークの中継装置間において、パケットを伝搬させる処理能力を効率化する手段を提供することを目的とする。

第１の発明に係る中継装置は、受信部と、抽出部と、フレーム処理部と、転送処理部とを備える。受信部は、ネットワークを介して送信されてくるパケットを時系列に受信する。抽出部は、受信部が受信したパケットを解析して、加入者側のセンサ装置で検出されたセンサ情報を含むセンサパケットを抽出する。フレーム処理部は、抽出部が抽出したセンサパケットを、ネットワークの保守用のフレーム内の指定領域に格納することにより、フレームを作成する。転送処理部は、フレーム処理部が作成したフレームを、指定した宛先に転送する。

第２の発明は、第１の発明において、フレームは、イーサネットＯＡＭ（Operation, Administration, and Maintenance）のフレームであって、指定領域が、イーサネットＯＡＭフレームのＴＬＶ（Type Length Value）の領域である。

第３の発明は、第１又は第２の発明において、識別部をさらに備える。識別部は、センサパケットの種別を識別する。フレーム処理部は、種別に応じて、フレームを作成する。

第４の発明は、第１から第３の何れか１つの発明において、蓄積部をさらに備える。蓄積部は、センサパケットを一定時間蓄積する。フレーム処理部は、蓄積部が蓄積した複数のセンサパケットを纏めて、指定領域に格納する。

第５の発明は、第１から第４の何れか１つの発明において、分離部をさらに備える。分離部は、受信部が受信したパケットが、センサパケットを格納したフレームであった場合、そのフレームからセンサパケットを分離する。転送処理部は、分離部が分離したセンサパケットを、センサ情報を管理する管理装置に転送する。

第６の発明に係る中継システムは、ネットワーク上の中継装置を経由してパケットを送受信する。中継装置は、受信部と、抽出部と、フレーム処理部と、転送処理部とを備える。受信部は、ネットワークを介して送信されてくるパケットを時系列に受信する。抽出部は、受信部が受信したパケットを解析して、加入者側のセンサ装置で検出されたセンサ情報を含むセンサパケットを抽出する。フレーム処理部は、抽出部が抽出したセンサパケットを、ネットワークの保守用のフレーム内の指定領域に格納することにより、フレームを作成する。転送処理部は、フレーム処理部が作成したフレームを、宛先に向けて転送する。

第７の発明は、第６の発明において、中継装置は、分離部をさらに備える。分離部は、受信部が受信したパケットが、センサパケットを格納したフレームであった場合、そのフレームからセンサパケットを分離する。転送処理部は、分離部が分離したセンサパケットを、センサ情報を管理する管理装置に転送する。

本発明は、ネットワークの中継装置間において、パケットを伝搬させる処理能力を効率化する手段を提供できる。

中継システム１００の構成の一例を示す図である。 エッジスイッチの構成の一例を示す図である。 ＯＡＭフレームの構成の一例を示す図である。 オプショナルＴＬＶのフォーマット構造の一例を示す図である。 エッジスイッチＥ２の処理の流れの一例を示す機能ブロック図である。 エッジスイッチＥ２の動作の一例を示すフローチャートである。 図６に示すセンサパケットの制御処理のサブルーチンを示すフローチャートである。 エッジスイッチＥ１の処理の流れを示す機能ブロック図である。 エッジスイッチＥ１の動作の一例を示すフローチャートである。 比較例を説明する図である。 第２実施形態におけるエッジスイッチの一部の構成を説明する図である。 センサパケットの格納処理の一例を説明する図である。

（第１実施形態）
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を詳細に説明する。先ず、本発明の一実施形態である中継システム１００の構成について説明する。

＜中継システム１００の構成＞
図１は、中継システム１００の構成の一例を示す図である。中継システム１００は、例えば、中継装置を介して広域網を形成する大規模なネットワークである。中継装置としては、レイヤ２スイッチの一種であって、例えば、ネットワークの周辺部に設置されるエッジスイッチ（ＬＡＮ（Local Area Network）スイッチ）等を用いる。ここで、中継システム１００では、ネットワークの保守用のフレームの一種であって、ネットワークの運用、管理及び保守を行なうイーサネットＯＡＭのフレーム（以下「ＯＡＭフレーム」という。）を利用する。これにより、保守用のフレームの汎用性を高めつつ、パケットを伝搬させる処理能力の効率化を図る。

ＯＡＭフレームは、国際電気通信連合・電気通信標準化部門（ITU-T：International Telecommunication Union Telecommunication Standardization Sector：）Ｙ．１７３１と、米国電気電子学会（IEEE：Institute of Electrical and Electronic Engineers）８０２．１ａｇで、各種規定されている（詳細については、図３を用いて後述する）。

説明をわかりやすくするため、中継システム１００は、主として、センサ情報処理装置５０、エッジスイッチＥ１、Ｅ２、Ｅ３及びＥ４で構成される。なお、センサ情報処理装置５０は、エッジスイッチＥ１とネットワークの通信回線Ｔ１で繋がっており、エッジスイッチＥ１は、エッジスイッチＥ２、Ｅ３及びＥ４と通信回線Ｔ１を介して各々繋がっている。

ここで、エッジスイッチＥ２は、一例として、センサ装置（不図示）からセンサパケットＰ１、Ｐ２、Ｐ３及びＰ４を受信する。また、エッジスイッチＥ３は、一例として、センサ装置（不図示）からセンサパケットＰ５、Ｐ６、Ｐ７及びＰ８を受信する。さらに、エッジスイッチＥ４は、一例として、センサ装置（不図示）からセンサパケットＰ９、Ｐ１０、Ｐ１１及びＰ１２を受信する。本実施形態では、これらのセンサ装置は、同じであっても異なっていても良い。

なお、エッジスイッチＥ１、Ｅ２、Ｅ３及びＥ４には、パーソナルコンピュータ（不図示）等の電子機器が有線又は無線ＬＡＮ装置等を介して繋がっており、ブロードバンドトラフィックもエッジスイッチ間の通信回線Ｔ１上を行き来していることとする。

また、センサ装置は、上記のモバイルセンサやウェアラブルセンサに限られず、例えば、ガスメータ、電気メータ等を遠隔監視するためのセンサ、防犯監視用のセンサ、位置情報を取得するセンサ、産業機械の運行状態を遠隔監視するためのセンサ、火災やガスもれを検知するセンサ等であっても良い。これらのセンサは、有線又は無線ＬＡＮ装置等を介して、エッジスイッチＥ２、Ｅ３、Ｅ４の何れかと繋がって、センサパケットを送信することができる。

また、中継システム１００では、センサ装置から定期的又はイベント発生時（緊急時等）に送信されるセンサ情報（例えば異常の有無等）を含むセンサパケットを格納したＯＡＭフレーム（図中、Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３等）をエッジスイッチ間で送受信する。なお、図中、Ｈ１、Ｈ２及びＨ３は、ＯＡＭフレームのオプショナルＴＬＶ領域以外の部分を模式的に表わしている。また、中継システム１００では、エッジスイッチＥ１から、エッジスイッチＥ２〜Ｅ４に向けてもセンサパケットを格納していないＯＡＭフレームが送信されていることとする。

そして、中継システム１００において、エッジスイッチＥ１は、受信したＯＡＭフレームをセンサパケット（図中Ｐ１〜Ｐ１２）から抽出し、センサ情報処理装置５０に転送する（詳細は、フローチャート等を用いて後述する）。

センサ情報処理装置５０は、センサ情報を管理する管理装置（サーバ装置）であって、一般のサーバコンピュータに適用可能である。そのため、内部構成の図示を省略するが、センサ情報処理装置５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、データ処理の作業用のＲＡＭ（Random Access Memory）、ＯＳ（オペレーティングシステム）プログラム等を記録するフラッシュメモリ、各種データを記憶する記憶装置（例えばハードディスクドライブ）、エッジスイッチＥ１等と通信回線Ｔ１を介して通信するための通信手段等を備えていれば良い。

センサ情報処理装置５０には、中継システム１００を実行するための中継システム用プログラムもフラッシュメモリに記録されている。センサ情報処理装置５０は、中継システム用プログラムを実行することにより、センサ情報を収集管理する管理マネージャを起動させる。センサ情報処理装置５０は、各種センサから定期的又はイベント発生時に送信されてくるセンサパケットを解析して、異常等が発生した場合には、センサ情報処理装置５０の作業者に報知する等の処理を行なう。センサ情報処理装置５０は、異なるセンサ毎に種別を分けて管理している。そのため、センサ情報には、センサ毎の種別を表わす情報が含まれている。

＜エッジスイッチの構成＞
図２は、エッジスイッチの構成の一例を示す図である。なお、エッジスイッチＥ１、Ｅ２、Ｅ３及びＥ４は、同機種とし、本実施形態では、エッジスイッチＥ１を代表して説明する。

エッジスイッチＥ１は、制御部１０と、通信処理部２０と、バッファメモリ３０と、ＭＡＣ（Media Access Control）アドレステーブル４０とを備える。

制御部１０は、エッジスイッチＥ１全体の動作を制御するプロセッサである。また、制御部１０は、センサパケット抽出部１１と、センサパケット識別部１２と、センサパケット蓄積部１３と、センサパケット格納部１４と、センサパケット挿入部１５と、ＯＡＭ処理部１６と、ＯＡＭ挿入部１７と、ＯＡＭ抽出部１８と、ＯＡＭ分離部１９としても機能する。

センサパケット抽出部１１は、後述する受信部２１が受信したパケットを解析して、加入者側のセンサ装置で検出されたセンサ情報を含むセンサパケットを抽出する。センサパケット識別部１２は、センサパケット抽出部１１が抽出したセンサパケットの種別を識別する。これにより、センサパケット識別部１２は、センサパケットを種別毎に処理することができる。センサパケット蓄積部１３は、複数のセンサパケットをバッファメモリ３０に一定時間蓄積する処理を行なう。センサパケット格納部１４は、複数のセンサパケットをＯＡＭフレームに格納する。ただし、センサパケット格納部１４は、センサパケットの種別に関係なく、受信部２１がセンサパケットを受信した順にＯＡＭフレームに格納しても良い。

センサパケット挿入部１５は、センサパケットを個別に転送処理部２２に送出する。

ＯＡＭ処理部１６は、センサパケット格納部１４に指示を出して複数のセンサパケットをＯＡＭフレームに格納させて、ＯＡＭフレームを作成する。

図３は、ＯＡＭフレームの構成の一例を示す図である。ＯＡＭフレームは、例えば、上記のＩＴＵ−Ｔ Ｙ．１７３１やＩＥＥＥ８０２．１ａｇで共通のフレーム・フォーマットで規定されている。具体例として、ＯＡＭフレームは、ＤＡ(宛先アドレス)、ＳＡ（転送先アドレス）、Ｓ−ＴＡＧ（MAC Security Tag等）、ＣＦＭ（Connectivity Fault Management） Ｅｔｈｅｒ ｔｙｐｅ、ＭＤ（Maintenance Domain）レベル、バージョン、ＯＰＣｏｄｅ（Operation Code）、フラグ、ＴＬＶ（Type Length Value）先頭オフセット、ＰＤＵ（Protocol Data Unit）種別毎に異なるデータフィールド、オプショナルＴＬＶ及び終端ＴＬＶ等を有する。本実施形態では、オプショナルＴＬＶの領域をセンサ情報の格納領域として利用する。

ここで、Ｓ−ＴＡＧは、例えば、ネットワーク内の転送に用いられるＶＬＡＮ（Virtual LAN）タグ等である。ＣＦＭ Ｅｔｈｅｒ ｔｙｐｅは、ＯＡＭフレームの到達性管理を規定する。ＭＤ（保守ドメイン）レベルは、到達性管理を行なう広域網の範囲を規定する。バージョンは、ＯＡＭフレームのバージョン情報である。ＯＰＣｏｄｅは、ＯＡＭフレームの機能を識別するための識別子である。フラグは、いわゆるＲＤＩ（Reverse Defect Indication）フラグを表わす。オプショナルＴＬＶについては、図４を用いて説明する。

図４は、オプショナルＴＬＶのフォーマット構造の一例を示す図である。オプショナルＴＬＶのフォーマット（データの記録方式）は、例えばＴＣＰ／ＩＰ（Transmission Control Protocol/Internet Protocol）プロトコルで使用され、Ｔｙｐｅ、Ｌｅｎｇｔｈ、Ｖａｌｕｅを有する。

Ｔｙｐｅは、オプションの識別を表わし、本実施形態では、センサパケットを示す値を設定する。これにより、オプショナルＴＬＶの領域がセンサパケットの格納に用いられることになる。Ｔｙｐｅの領域は、例えば１オクテット（８ビット）とする。

また、Ｌｅｎｇｔｈは、センサパケット長を表わす。なお、センサパケット長の最大値が予め決められている場合、センサパケット長は、その最大値としても良い。Ｌｅｎｇｔｈの領域は、例えば２オクテット又は３オクテットとする。

さらに、Ｖａｌｕｅは、センサパケットのデータを表わす。Ｖａｌｕｅの領域は、例えば４オクテット以上とする。ただし、本実施形態では、センサパケット自体の情報量が数ビット単位で済む場合もあり、複数のセンサパケットをＶａｌｕｅの領域に格納することができる。

ここで、ＩＥＥＥ８０２．１ａｇでは、ＯＡＭフレームの中で中核となる機能として、ＣＣ（Continuity Check）フレーム、ＬＢ（Loop back）フレーム、ＬＴ（link trace）フレームを規定している。ＣＣフレームは、例えば、接続先までのネットワークが連続して繋がっているかを調べるための障害管理機能を有するフレームである。ＬＢフレームは、接続先までフレームを送ったとき、このフレームが送信元に戻って来るか否かを調べるためのフレームである。ＬＴフレームは、各スイッチでフレームの確認応答を行なうためのフレームである。

また、ＩＴＵ−Ｔ Ｙ．１７３１では、ＣＣフレーム、ＬＢフレーム、ＬＴフレームに加えて、ネットワークの運用、管理及び保守を行なうための拡張機能を有するＯＡＭフレームがさらに規定されている。なお、本実施形態では、ＯＡＭフレームといった場合、下位のレベルに相当するＣＣフレーム、ＬＢフレーム、ＬＴフレーム等については、特に限定されない。また、ＯＡＭフレーム自体もパケットであるが、例えばＴＣＰ／ＩＰプロトコルでは、エッジスイッチ同士におけるインターネット層間でやり取りされるパケットを一般にフレームと称している。そのため、本実施形態でも、ＯＡＭパケットではなく、ＯＡＭフレームと称する。

ＯＡＭ挿入部１７は、センサパケットが格納されたＯＡＭフレームを転送処理部２２に送出する。ＯＡＭ抽出部１８は、他のエッジスイッチ（例えば、Ｅ２、Ｅ３又はＥ４）から転送されて来たパケットの中から、センサパケットが格納されたＯＡＭフレームを抽出する。ＯＡＭ分離部１９は、センサパケットが格納されたＯＡＭフレームから、センサパケットを分離して取り出す。

また、通信処理部２０は、受信部２１と、転送処理部２２と、通信インタフェース部（以下「通信Ｉ／Ｆ部」という。）２３と、接続ポート部２４とを有する。

受信部２１は、ネットワークを介して送信されてくるパケットを時系列に受信する。転送処理部２２は、センサパケットが格納されたＯＡＭフレームをＤＡ(宛先アドレス)に基づく宛先に転送する。なお、図１において、エッジスイッチＥ２、Ｅ３及びＥ４は、エッジスイッチＥ１を介して、センサ情報処理装置５０と通信回線Ｔ１で繋がっている。この場合、エッジスイッチＥ１の転送処理部２２は、ＯＡＭ分離部１９が分離したセンサパケットを個別にセンサ情報処理装置５０に転送する。

通信Ｉ／Ｆ部２３は、エッジスイッチＥ１がブロードバンドトラフィック、ＯＡＭフレーム等を送受信するための通信インタフェースを提供する。

接続ポート部２４は、複数の接続ポートＰｏ１〜ＰｏＮ（Ｎは、例えば２４の値）を有し、通信回線Ｔ１と接続してブロードバンドトラフィック、ＯＡＭフレーム等を送受信する。

また、バッファメモリ３０は、揮発性メモリであって、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）等によって構成される。

ＭＡＣアドレステーブル４０は、エッジスイッチＥ１〜Ｅ４がネットワークで各々繋がれているセンサ装置のＭＡＣアドレスを管理するテーブルである。なお、ＭＡＣアドレスは、ネットワーク上でネットワーク機器等のハードウェアに一義的に割り当てられる物理アドレスである。

通信Ｉ／Ｆ部２３は、接続ポートＰｏ１〜ＰｏＮにデータ受信があったか否かを監視する。そして、受信部２１は、データ受信があった場合、通信Ｉ／Ｆ部２３を介して、受信したデータをバッファメモリ３０に格納する。また、ＭＡＣアドレステーブル４０には、接続ポート単位に接続先のリンク状態及びＭＡＣアドレス等が格納される。

次に、中継システム１００の動作例について説明する。ここでは、先ず、各々のエッジスイッチＥ２、Ｅ３及びＥ４からエッジスイッチＥ１に向けて、パケット（ブロードバンドトラフィック、ＯＡＭフレーム等）が送信される場合について説明する。なお、エッジスイッチＥ２、Ｅ３及びＥ４は、構成が同様であるので、主にエッジスイッチＥ２を代表して説明する。

図５は、エッジスイッチＥ２の処理の流れの一例を示す機能ブロック図である。図６は、エッジスイッチＥ２の動作の一例を示すフローチャートである。図７は、図６に示すセンサパケットの制御処理のサブルーチンを示すフローチャートである。

なお、図５では、図２に示すバッファメモリ３０、ＭＡＣアドレステーブル４０の図示を省略している。

エッジスイッチＥ２では、電源オン(電源投入)による装置起動の指示入力を受け付けると、制御部１０は、例えば制御部１０内に設けられた不図示の不揮発性メモリからプログラムを起動して図６に示すフローチャートの処理（以下「フローの処理」という。）を開始する。なお、制御部１０は、各々の接続ポートＰｏ１〜ＰｏＮ毎に図５に示すフローの処理を行なう。

ステップＳ１０１：通信処理部２０の受信部２１は、パケットの受信の有無を判定する。ここで、パケットとしては、例えば、ブロードバンドトラフィック、センサパケット等がある。

受信部２１がパケットを受信しない場合（ステップＳ１０１：Ｎｏ）、制御部１０は、ステップＳ１０１の処理を繰り返し、受信待ち状態になる。一方、受信部２１がパケットを受信した場合（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、制御部１０は、ステップＳ１０２の処理に移行する。

ステップＳ１０２：受信部２１は、受信したパケットがセンサパケットであるか否かを判定する。受信部２１が受信したパケットがセンサパケットでない場合（ステップＳ１０２：Ｎｏ）、制御部１０は、後述するステップＳ１０５に移行する。一方、受信部２１が受信したパケットがセンサパケットである場合（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、制御部１０は、ステップＳ１０３の処理に移行する。

ステップＳ１０３：制御部１０は、センサパケットの制御処理のサブルーチンを示すフローの処理を実行する（詳細は図７を用いて後述する）。

ステップＳ１０４：制御部１０は、そのサブルーチンの結果、ＯＡＭフレームが作成された否かを判定する。ＯＡＭフレームが作成されていない場合（ステップＳ１０４：Ｎｏ）、制御部１０は、ステップＳ１０１の処理に戻る。一方、ＯＡＭフレームが作成された場合（ステップＳ１０４：Ｙｅｓ）、制御部１０は、ステップＳ１０５の処理に移行する。

ステップＳ１０５：制御部１０の転送処理部２２は、転送処理を行なう。具体的には、ステップＳ１０４にて、ＯＡＭフレームを作成した判定結果であった場合、転送処理部２２は、作成されたＯＡＭフレームを、フレーム内に記載されているＤＡ（転送先アドレス）に基づく転送先に向けて転送処理を行なう。この場合、制御部１０のＯＡＭ挿入部１６は、作成されたＯＡＭフレームを送出のタイミングに応じて、転送処理部２２に送信の指示を出すことにより、転送処理部２２は、転送先に向けて転送処理を行なう。

一方、ステップＳ１０２にて、受信部２１が受信したパケットがセンサパケットでなく、例えば、ブロードバンドトラフィックの場合、転送処理部２２は、そのブロードバンドトラフィックを転送先に向けて送信する。この場合、転送処理部２２は、エッジスイッチＥ２において、そのブロードバンドトラフィックを、センサパケット抽出部１１及びＯＡＭ挿入部１７の処理を行なわずに、素通りする形で転送先に向けて送信する。

転送処理部２２による転送処理が終了すると、制御部１０は、ステップＳ１０１の処理に戻る。

次に、センサパケットの制御処理のサブルーチンを示すフローの処理（図７参照）について、説明する。

ステップＳ２０１：制御部１０のセンサパケット抽出部１１は、センサパケットの抽出処理を行なう。具体的には、図５に示す通り、センサパケット抽出部１１は、受信部２１が受信したパケットを解析して、センサパケットを抽出する。センサパケットが抽出されると、制御部１０は、ステップＳ２０２の処理に移行する。

ステップＳ２０２：制御部１０のセンサパケット識別部１２は、センサパケットの識別処理を行なう。具体的には、図５に示す通り、センサパケット識別部１２は、センサ情報に基づいて、センサパケットの種別を識別する。例えば、センサパケット識別部１２は、各種センサ毎の識別情報に基づいて、センサパケットの種別を識別する。

センサパケットの種別が識別されると、制御部１０は、ステップＳ２０３の処理に移行する。

ステップＳ２０３：制御部１０のセンサパケット蓄積部１３は、センサパケットの蓄積処理を行なう。具体的には、センサパケット蓄積部１３は、バッファメモリ３０にセンサパケットを種別毎に記録していく。センサパケットの蓄積処理が行なわれた後、制御部１０は、ステップＳ２０４の処理に移行する。

ステップＳ２０４：制御部１０のＯＡＭ処理部１６は、ＯＡＭフレームの作成指示の受け付けの有無を判定する。ここで、制御部１０は、例えば、センサパケット蓄積部１３が予め設定したパケット数（閾値）に達すると、ＯＡＭ処理部１６にＯＡＭフレームの作成指示を出す。したがって、ＯＡＭ処理部１６がＯＡＭフレームの作成指示を受け付けていない場合（ステップＳ２０４：Ｎｏ）、制御部１０は、センサパケットの制御処理のサブルーチンを一旦終了して、図６に示すフローチャートのステップＳ１０４の処理に戻る。

一方、ＯＡＭ処理部１６がＯＡＭフレームの作成指示を受け付けた場合（ステップＳ２０４：Ｙｅｓ）、制御部１０は、ステップＳ２０５の処理に移行する。

ステップＳ２０５：ＯＡＭ処理部１６は、ＯＡＭフレームの作成処理を行なう。具体的には、ＯＡＭ処理部１６は、図５に示すセンサパケット格納部１４に指示を出して、センサパケット格納部１４にＯＡＭフレームの作成処理を行なわせる。センサパケット格納部１４は、ＯＡＭフレームのオプショナルＴＬＶの領域に、センサパケットの種別に応じて、蓄積した同種のセンサパケットを格納する。この場合、センサパケット格納部１４は、ＯＡＭフレームのオプショナルＴＬＶの領域に、センサパケットのデータを書き込む処理を行なう。

そして、ＯＡＭ処理部１６がＯＡＭフレームの作成処理を終了すると、制御部１０は、センサパケットの制御処理のサブルーチンを一旦終了して、図６に示すフローチャートのステップＳ１０４の処理に戻る。

次に、エッジスイッチＥ１側の処理について説明する。ここでは、各々のエッジスイッチＥ２、Ｅ３及びＥ４からエッジスイッチＥ１に、パケット（ブロードバンドトラフィック、ＯＡＭフレーム等）が送信された場合を想定している。エッジスイッチＥ１側では、ＯＡＭフレームからセンサパケットを分離して、それらのセンサパケットをセンサ情報処理装置５０に転送する処理を行なう。これにより、エッジスイッチＥ１側では、ＯＡＭフレームをエッジスイッチＥ１内で処理し、センサパケットのみをセンサ情報処理装置５０に転送することができる。

図８は、エッジスイッチＥ１の処理の流れを示す機能ブロック図である。図９は、エッジスイッチＥ１の動作の一例を示すフローチャートである。

ステップＳ３０１：受信部２１は、パケットの受信の有無を判定する。ここで、パケットとしては、例えば、ブロードバンドトラフィック、ＯＡＭフレーム等がある。

受信部２１がパケットを受信しない場合（ステップＳ３０１：Ｎｏ）、制御部１０は、ステップＳ３０１の処理を繰り返し、受信待ち状態になる。一方、受信部２１がパケットを受信した場合（ステップＳ３０１：Ｙｅｓ）、制御部１０は、ステップＳ３０２の処理に移行する。

ステップＳ３０２：受信部２１は、受信したパケットがＯＡＭフレームであるか否かを判定する。受信部２１が受信したパケットがＯＡＭフレームでない場合（ステップＳ３０２：Ｎｏ）、制御部１０は、後述するステップＳ３０６に移行する。一方、受信部２１が受信したパケットがＯＡＭフレームである場合（ステップＳ３０２：Ｙｅｓ）、制御部１０は、ステップＳ３０３の処理に移行する。

ステップＳ３０３：制御部１０のＯＡＭ抽出部１８は、ＯＡＭフレームの抽出処理を行なう。具体的には、図８に示す通り、ＯＡＭ抽出部１８は、受信部２１が受信したパケットを解析して、ＯＡＭフレームを抽出する。ＯＡＭフレームが抽出されると、制御部１０は、ステップＳ３０４の処理に移行する。

ステップＳ３０４：制御部１０のＯＡＭ処理部１６は、ＯＡＭ分離部１９に指示を出すことにより、ＯＡＭ分離部１９は、ＯＡＭフレームからセンサパケットを分離する。具体的には、ＯＡＭ分離部１９は、ＯＡＭフレームのオプショナルＴＬＶの領域から、センサパケットを取り出す処理を行なう。ＯＡＭ分離部１９がセンサパケットを取り出すと、制御部１０は、ステップＳ３０５の処理に移行する。

ステップＳ３０５：制御部１０のセンサパケット挿入部１５は、センサパケットの挿入処理を行なう。具体的には、センサパケット挿入部１５は、ＯＡＭ分離部１９が抜き出したセンサパケットを個別に転送処理部２２に送出する。そして、制御部１０は、ステップＳ３０６の処理に移行する。

ステップＳ３０６：転送処理部２２は、転送処理を行なう。具体的には、ステップＳ３０５の処理を経て、センサパケット挿入部１５がセンサパケットを転送処理部２２に送出した場合には、転送処理部２２は、センサパケットをＤＡ(宛先アドレス)に基づいて、センサ情報処理装置５０に転送する。すなわち、センサパケット挿入部１５は、センサパケットの送出のタイミングに応じて、転送処理部２２に送信の指示を出す。この指示により、転送処理部２２は、センサ情報処理装置５０に向けて転送処理を行なう。図１では、個々のセンサパケット（Ｐ１〜Ｐ１２）がセンサ情報処理装置５０に転送される処理を模式的に表わしている。

一方、ステップＳ３０２にて、受信部２１が受信したパケットがＯＡＭフレームのパケットでなく、例えば、ブロードバンドトラフィックの場合、転送処理部２２は、そのブロードバンドトラフィックを転送先に向けて送信する。この場合、転送処理部２２は、エッジスイッチＥ１において、そのブロードバンドトラフィックを、ＯＡＭ抽出部１８及びセンサパケット挿入部１５の処理を行なわずに、素通りする形でＤＡ(宛先アドレス)に基づいて転送先に向けて送信する。

転送処理部２２による転送処理が終了すると、制御部１０は、ステップＳ３０１の処理に戻る。

以上より、本実施形態では、センサパケットを、ＯＡＭフレーム内のオプショナルＴＬＶ領域に格納するので、その分、ネットワーク上を行き来するセンサパケットの数を減らせる。この点について、従来例と比較して検討する。

図１０は、比較例を説明する図である。図１０では、従来の中継システム２００を模式的に示している。なお、エッジスイッチＥ１〜Ｅ４では、ＯＡＭフレーム内にセンサパケットを格納する機能を用いないこととする。そのため、中継システム２００では、エッジスイッチ間をセンサパケットがそのまま送受信されることになる。すなわち、中継システム２００では、エッジスイッチ間で送受信されるパケット数が１５（ＯＡＭフレーム：３、センサパケット：１２）であるのに対して、図１に示す本実施形態の中継システム１００では、エッジスイッチ間で送受信されるパケット数が３で済む。なお、図中、Ｈ１、Ｈ２及びＨ３は、オプショナルＴＬＶ領域も含むＯＡＭフレームを表わしている。

したがって、中継システム１００では、中継システム２００と比較してパケットの転送効率が向上する。

つまり、本実施形態では、ネットワークの中継装置間において、パケットを伝搬させる処理能力を効率化する手段を提供できる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。ここで、第１実施形態と第２実施形態とでは、同じ構成要素については同じ符号を付して説明を省略し、相違点を主に説明する。

第２実施形態の中継システム１００では、種別に応じてＯＡＭフレームを作成する機能をセンサパケット蓄積部１３及びセンサパケット格納部１４に具体的に備える点を特徴とする。これにより、第２実施形態では、図７に示すステップＳ２０５の処理を変更する。

図１１は、第２実施形態におけるエッジスイッチの一部の構成を説明する図である。ここで、エッジスイッチＥ１〜Ｅ４は、同様の構成とし、エッジスイッチＥ２を代表例として説明を続ける。

第２実施形態において、センサパケット蓄積部１３は、第１ＦＩＦＯ（First In First Out）部１３ａ、第２ＦＩＦＯ部１３ｂ、第３ＦＩＦＯ部１３ｃ及び第４ＦＩＦＯ部１３ｄを有する。ここで、センサ情報は、種別に応じて、バッファメモリ３０に格納される。これらの第１ＦＩＦＯ部１３ａ〜第４ＦＩＦＯ部１３ｄは、バッファメモリ３０に格納した種別毎のセンサパケットを、種別毎に古く格納した順から読み出す処理を行なう。すなわち、第１ＦＩＦＯ部１３ａ〜第４ＦＩＦＯ部１３ｄは、バッファメモリ３０のアドレス情報を参照して、センサパケットを読み出す。なお、センサパケット蓄積部１３は、第１ＦＩＦＯ部１３ａ〜第４ＦＩＦＯ部１３ｄに専用のバッファメモリを備えるようにしても良い。また、説明をわかりやすくするため、第２実施形態では、４種類のセンサ情報を扱うこととする。

また、センサパケット格納部１４は、ＯＡＭフレームの種別と読み出すべきセンサパケット蓄積部１３の該当するＦＩＦＯの関連情報を保持している。また、センサパケット格納部１４は、第１種別処理部１４ａ、第２種別処理部１４ｂ、第３種別処理部１４ｃ及び第４種別処理部１４ｄを有する。さらに、センサパケット格納部１４は、格納処理部１４ｅを有する。

ここで、センサパケット格納部１４は、図５に示すＯＡＭ処理部１６からの指示を受け付けることにより、第１種別処理部１４ａ〜第４種別処理部１４ｄの何れかにセンサパケットの読み出しを指示する。指示を受けた第１種別処理部１４ａ〜第４種別処理部１４ｄの何れかは、ＯＡＭフレームの種別を識別し、その種別に応じたセンサパケットを、古く格納した順から読み出す。さらに、センサパケット格納部１４の格納処理部１４ｅは、センサパケットをＯＡＭフレームのＴＬＶの領域に順次格納（重畳）する。図１１では、ＯＡＭ処理部１６がセンサパケット格納部１４の第２種別処理部１４ｂにセンサパケットの読み出しを指示した場合について、例示している。そして、第２種別処理部１４ｂは、センサパケットを読み出し、格納処理部１４ｅは、センサパケットをＯＡＭフレームのＴＬＶの領域に順次格納（重畳）し、第２種別のセンサパケット群を格納したＯＡＭフレーム１４ｆを作成する。これにより、ＯＡＭフレームが種別に分けて関連付けられる。ここでは、このような処理を重畳処理によるＯＡＭマッピングという。

図１２は、センサパケットの格納処理の一例を説明する図である。図１２では、格納処理部１４ｅは、バッファメモリ３０から読み出した第２種別のセンサパケットを、ＯＡＭフレームのＴＬＶの領域に順次格納する処理を模式的に示している。

以上より、第２実施形態によれば、センサ情報を識別して、識別した情報に基づいて、ＯＡＭフレームを作成することができる。また、第２実施形態によれば、センサ情報を一定時間蓄積した後、センサ情報を種別毎に纏めて伝搬させることができるので、種別毎のセンサパケットの転送効率が向上する。

＜実施形態の補足説明＞
（１）上記の実施形態において、保守用のフレームとして、ＯＡＭフレームを例示して説明したが、本発明では、ＯＡＭフレームに限られず、ネットワークの運用、管理及び保守を行なうフレームに適用可能である。また、ＯＡＭフレームの構成についても、図３に示したＯＡＭフレームの構成に限定されるものではない。

（２）上記の実施形態では、要求があった時にサービスを提供するオンデマンド方式を併用しても良い。具体的には、エッジスイッチＥ２は、例えばパケットセンサの種別によって緊急性の高いセンサ情報を受信した場合、蓄積処理を中断して、その緊急性の高いセンサ情報を含むセンサパケットを格納したＯＡＭフレームを優先的に作成して、転送処理を行なっても良い。図５において、センサパケット蓄積部１３からＯＡＭ処理部１６に向かう矢印は、オンデマンド方式の処理を表わしている。これにより、中継システム１００では、パケットを伝搬させる処理能力の効率化を図りつつ、緊急性の高いセンサパケットは、優先的に転送処理を行なうことができる。

（３）上記の実施形態では、センサ情報処理装置５０が１台用いた場合について説明したが、中継システム１００では、他のセンサ情報処理装置（不図示）を複数設置しても良い。一例として、中継システム１００では、図１において、エッジスイッチＥ１と同様のエッジスイッチ（不図示）を新たに追加する。新たに追加したエッジスイッチは、エッジスイッチＥ２、Ｅ３及びＥ４と通信回線Ｔ１で繋がれることとする。また、新たに追加したエッジスイッチは、他のセンサ情報処理装置と通信回線Ｔ１で繋がれることとする。これにより、中継システム１００では、複数のセンサ情報処理装置が存在しても、ネットワークの中継装置間において、パケットを伝搬させる処理能力を効率化することができる。

また、センサパケット蓄積部１３において、第１ＦＩＦＯ部１３ａは、エッジスイッチＥ１宛のセンサパケットの蓄積処理を行ない、第２ＦＩＦＯ部１３ｂは、新たに追加したエッジスイッチ宛のセンサパケットの蓄積処理を行なうようにしても良い。

１・・・中継装置、２１・・・受信部、１１・・・センサパケット抽出部、１６・・・ＯＡＭ処理部、２２・・・転送処理部、１００・・・中継システム

Claims (7)

1. ネットワークを介して送信されてくるパケットを時系列に受信する受信部と、
   前記受信部が受信した前記パケットを解析して、加入者側のセンサ装置で検出されたセンサ情報を含むセンサパケットを抽出する抽出部と、
   前記抽出部が抽出した前記センサパケットを、前記ネットワークの保守用のフレーム内の指定領域に格納することにより、前記フレームを作成するフレーム処理部と、
   前記フレーム処理部が作成した前記フレームを、指定した宛先に向けて転送する転送処理部と、
   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、
   前記フレームは、イーサネット（商標登録）ＯＡＭ（Operation, Administration, and Maintenance）のフレームであって、
   前記指定領域が、前記イーサネットＯＡＭフレームのＴＬＶ（Type Length Value）の領域であ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、
   前記センサパケットの種別を識別する識別部をさらに備え、
   前記フレーム処理部は、前記種別に応じて、前記フレームを作成することを特徴とする中継装置。
4. 請求項１から請求項３の何れか１項に記載の中継装置において、
   前記センサパケットを一定時間蓄積する蓄積部をさらに備え、
   前記フレーム処理部は、前記蓄積部が蓄積した複数の前記センサパケットを纏めて、前記指定領域に格納することを特徴とする中継装置。
5. 請求項１から請求項４の何れか１項に記載の中継装置において、
   前記受信部が受信した前記パケットが、前記センサパケットを格納した前記フレームであった場合、該フレームから前記センサパケットを分離する分離部をさらに備え、
   前記転送処理部は、前記分離部が分離した前記センサパケットを、前記センサ情報を管理する管理装置に転送することを特徴とする中継装置。
6. ネットワーク上の中継装置を経由してパケットを送受信する中継システムにおいて、
   前記中継装置は、
   前記ネットワークを介して送信されてくる前記パケットを時系列に受信する受信部と、
   前記受信部が受信した前記パケットを解析して、加入者側のセンサ装置で検出されたセンサ情報を含むセンサパケットを抽出する抽出部と、
   前記抽出部が抽出した前記センサパケットを、前記ネットワークの保守用のフレーム内の指定領域に格納することにより、前記フレームを作成するフレーム処理部と、
   前記フレーム処理部が作成した前記フレームを、指定した宛先に向けて転送する転送処理部と、
   を備えることを特徴とする中継システム。
7. 請求項６に記載の中継システムにおいて、
   前記中継装置は、前記受信部が受信した前記パケットが、前記センサパケットを格納した前記フレームであった場合、該フレームから前記センサパケットを分離する分離部をさらに備え、
   前記転送処理部は、前記分離部が分離した前記センサパケットを、前記センサ情報を管理する管理装置に転送することを特徴とする中継システム。

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