JP6601256B2

JP6601256B2 - イーサネットスイッチ装置

Info

Publication number: JP6601256B2
Application number: JP2016030211A
Authority: JP
Inventors: 久史古川
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2016-02-19
Filing date: 2016-02-19
Publication date: 2019-11-06
Anticipated expiration: 2036-02-19
Also published as: JP2017147695A

Description

本発明は、イーサネット（登録商標）ネットワークに用いられるイーサネットスイッチ装置に関する。

例えば、特許文献１に、ＭＡＣアドレステーブルに誤り（データ化けやデータ消失など）があり、宛先となるノード（電子制御装置など）へ通信フレームを正しく転送することができない場合、ＡＲＰ（Address Resolution Protocol）機能を使用して宛先となるノードが接続された通信ポートの情報を取得するイーサネットスイッチ装置（いわゆるレイヤー３スイッチ）が開示されている。

特開２０１４−０８６８４１号公報

上記特許文献１などに記載された従来のイーサネットスイッチ装置では、通信フレームの宛先であるノードを特定するＭＡＣアドレス（以下「宛先ＭＡＣアドレス」という）がＭＡＣアドレステーブルに記述されていれば、この宛先ＭＡＣアドレスと紐付けられている通信ポートに通信フレームを転送する。

このため、従来のイーサネットスイッチ装置は、ＭＡＣアドレステーブルに記述されている宛先ＭＡＣアドレスと紐付けられている通信ポートの情報が間違っていたとしても、この間違った通信ポートに通信フレームを転送してしまう。つまり、従来のイーサネットスイッチ装置では、ＭＡＣアドレステーブルの誤りを自ら判断することができず、通信フレームの誤送信が発生する場面があった。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、ＭＡＣアドレステーブルの誤りを自ら判断して、通信フレームの誤送信の発生を抑制できるイーサネットスイッチ装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係るイーサネットスイッチ装置は、接続されたノードと通信フレームの送受信が可能な複数の通信ポートと、複数の通信ポートの各々について、通信ポートと、当該通信ポートに接続されたノードのＭＡＣアドレスと、ＭＡＣアドレスおよび通信ポートに基づいて算出された検証値とを紐付けたＭＡＣアドレステーブルを記憶する記憶部と、複数の通信ポートのいずれかに接続された第１ノードから通信フレームを受信すると、ＭＡＣアドレステーブルにおいて当該通信フレームの宛先ＭＡＣアドレスと一致するＭＡＣアドレスを検索する検索部と、検索部で宛先ＭＡＣアドレスに一致するＭＡＣアドレスが検索された場合、検索されたＭＡＣアドレスに紐付けられた通信ポートと宛先ＭＡＣアドレスとに基づいて演算値を生成する生成部と、検索されたＭＡＣアドレスに紐付けられた検証値と生成部で生成された演算値とが一致するか否かを判断する判断部と、判断部で検証値と演算値とが一致した場合、ＭＡＣアドレステーブルにおいて検索されたＭＡＣアドレスに紐付けられた通信ポートに、第１ノードから受信した通信フレームを転送する転送部と、判断部で検証値と演算値とが一致しない場合、または検索部で宛先ＭＡＣアドレスに一致するＭＡＣアドレスが検索されない場合、通信フレームを受信した通信ポートを除く全通信ポートから要求フレームをブロードキャスト送信して、複数の通信ポートのいずれかに接続された宛先ＭＡＣアドレスを持つ第２ノードから応答フレームを受信し、当該第２ノードに関する情報を取得する取得部と、取得部によって取得された情報に基づいて、転送部が第１ノードから受信した通信フレームを転送するために、ＭＡＣアドレステーブルのＭＡＣアドレスと通信ポートとの紐付け情報を更新する更新部と、を備え、前記更新部は、検索部で宛先ＭＡＣアドレスに一致するＭＡＣアドレスが検索された場合、取得部によって取得された情報に基づいて、ＭＡＣアドレステーブルのＭＡＣアドレスと通信ポートとの紐付け情報を修正して、ＭＡＣアドレステーブルを更新し、検索部で宛先ＭＡＣアドレスに一致するＭＡＣアドレスが検索されなかった場合、取得部によって取得された情報に基づいて、ＭＡＣアドレステーブルのＭＡＣアドレスと通信ポートとの紐付け情報を新たに記述して、ＭＡＣアドレステーブルを更新する。

上記本イーサネットスイッチ装置では、任意のノード（第１ノード）から通信フレームを受信した段階で、この通信フレームの宛先ＭＡＣアドレスと通信ポートとを紐付けた接続情報がＭＡＣアドレステーブルに記述されている否か（接続情報の検索）、また接続情報が記述されていてもその内容に誤りがないか否かを確認する（接続情報の正しさの判断）。つまり、イーサネットスイッチ装置がＭＡＣアドレステーブルの誤りを自ら判断する。そして、イーサネットスイッチ装置は、ＭＡＣアドレステーブルに正しい接続情報が記述されていると判断されなければ、宛先ＭＡＣアドレスに関する正しい情報を取得するための要求を各通信ポートからブロードキャストで送信する（捜索処理）。

この処理により、イーサネットスイッチ装置に接続されている宛先ＭＡＣアドレスを持つノード（第２ノード）から応答を受信することができるので、イーサネットスイッチ装置は、宛先ＭＡＣアドレスを持つノードに関する正しい情報（接続された通信ポート）を取得することができる。よって、この取得した正しい情報に基づいてＭＡＣアドレステーブルを更新し、かつ、更新された接続情報に従って通信フレームを転送することで、イーサネットスイッチ装置による通信フレームの誤送信の発生を抑制することができる。

また、上記捜索処理では、イーサネットスイッチ装置は、小さいサイズの要求フレームをブロードキャスト送信するだけなので、通信負荷によるネットワークの影響を最小限に抑えることができる。また、レイヤー３スイッチが備えるＡＲＰ機能を使用しなくてよいため、イーサネットスイッチ装置のコストを低減できる（レイヤー２スイッチの機能だけで済む）。さらに、イーサネットスイッチ装置は、ＭＡＣアドレステーブルの誤りを自ら判断することができるので、例えば通信ポートに通信フレームを自ら送信することがない「ＬｉｓｔｅｎＯｎｌｙ」ノードが接続されていても、ＭＡＣアドレステーブルの誤りを修正することができる。

以上述べたように、本発明のイーサネットスイッチ装置によれば、ＭＡＣアドレステーブルの誤りを自ら判断して、通信フレームの誤送信の発生を抑制することができる。

本発明の一実施形態に係るイーサネットスイッチ装置を用いたイーサネットネットワークの構成例を示す図ＭＡＣアドレステーブルの一例を示す図捜索処理に用いられるイーサネットフレーム構成の一例を示す図本実施形態に係るイーサネットスイッチ装置が実行するフレーム転送処理の手順を示すフローチャートイーサネットスイッチ装置が行うフレーム転送処理の具体例１を説明する図イーサネットスイッチ装置が行うフレーム転送処理の具体例２を説明する図

［概要］
本発明のイーサネットスイッチ装置は、通信ポートに接続されたノードから通信フレームを受信する度に、ＭＡＣアドレステーブルの記述内容に誤りがないか否かを自ら判断する。誤りがあると判断すれば、イーサネットスイッチ装置は、各通信ポートから所定の要求をブロードキャスト送信して、その応答を受信することで正しい情報を取得する。これにより、通信フレームの誤送信の発生を抑制することができる。

以下、本発明の一実施形態に係るイーサネットスイッチ装置を、例えば車載ネットワークシステムに組み込まれたイーサネットネットワークに用いた場合を一例に挙げて、図面を参照しながら説明する。

［イーサネットスイッチ装置の構成］
図１は、本発明の一実施形態に係るイーサネットスイッチ装置１を用いたイーサネットネットワークの構成例を示す図である。図１に例示した本実施形態に係るイーサネットスイッチ装置１は、電子制御装置などのノード６０（ノードＡ〜Ｅ）間で生じる通信フレーム（イーサネットフレーム）を中継するスイッチ装置であり、いわゆるレイヤー２スイッチ装置に該当する。このイーサネットスイッチ装置１は、制御部１０と、ＭＡＣアドレステーブル２０と、通信部３０と、複数の通信ポート４０（Ｐ０〜Ｐ４）とを、備えている。

複数の通信ポート４０は、それぞれ、通信バス（イーサネットバス）５０を介して、１つ以上のノード６０をイーサネットスイッチ装置１に接続することが可能な通信ポートである。図１では、通信ポートＰ０にノードＡが、通信ポートＰ１にノードＢが、通信ポートＰ２にノードＣが、通信ポートＰ３にノードＤが、通信ポートＰ４にノードＥが、それぞれ接続された例を示している。

なお、イーサネットスイッチ装置１が備える通信ポート４０の数や、各通信ポート４０に接続されるノード６０の数などは、図１の例に限られるものではなく自由に設定が可能である。

通信部３０は、複数の通信ポート４０に接続されており、制御部１０からの指示に従って、任意のノード６０から通信ポート４０に入力された通信フレームを指定された通信ポート４０に出力する、いわゆるフレーム転送処理を実行する。また、通信部３０は、制御部１０からの指示に従って、所定の要求フレームを通信ポート４０へ出力し、この要求フレームに対する所定の応答フレームを通信ポート４０から入力するといった、捜索処理を実行する。この捜索処理については後述する。

ＭＡＣアドレステーブル２０は、複数の通信ポート４０の各々について、通信ポート４０に接続されているノード６０のＭＡＣアドレスとその通信ポート（ポート番号）とを紐付けた接続情報を格納する。図２に、ＭＡＣアドレステーブル２０の一例を示す。

図２に例示したＭＡＣアドレステーブル２０は、通信ポート、ＭＡＣアドレス、および検証値を１つの単位として構成されている。通信ポートは、イーサネットスイッチ装置１が備える複数の通信ポート４０に対応している。ＭＡＣアドレスは、通信ポートに接続されているノード６０のＭＡＣアドレスを示している。検証値は、通信ポートとＭＡＣアドレスとの組み合わせから所定の手法によって求められる固有の値である。この検証値は、ＭＡＣアドレスと通信ポートとを紐づけた接続情報が正しいか否かを検証するために用いられる。従って、検証値は、さらに暗号化されたり、セキュリティ性が確保されたメモリ領域に格納されたりするなどして、改ざんなどの攻撃を受けないようにしておく必要がある。この検証値を求めるための手法には、周知の一般的な手法を用いることができる。

このＭＡＣアドレステーブル２０は、典型的には、記述される内容に誤りが生じるおそれがない所定のタイミングで生成される。例えば、ネットワークが構築された後にイーサネットスイッチ装置１の電源が最初に投入されたタイミングで、複数のノード６０の相互間で通信フレームの送受信処理を行うことによって生成される。このようなタイミングでＭＡＣアドレステーブル２０を生成することで、検証値の完全性が保証される。

なお、図２に例示したＭＡＣアドレステーブル２０では、各通信ポートに１つのＭＡＣアドレスが紐付けられた例を示しているが、１つの通信ポートに複数のＭＡＣアドレスが紐付けられていてもよい。このような場合、ＭＡＣアドレステーブル２０には、同じ通信ポート（ポート番号）でＭＡＣアドレスが異なる複数の接続情報が記述されることになる。

制御部１０は、イーサネットスイッチ装置１が実行する様々な処理を制御する。この制御部１０は、検索部１１と、判断部１２と、取得部１３と、更新部１４と、転送部１５とを、備えている。検索部１１および判断部１２は、ＭＡＣアドレステーブル２０に誤り（データ化けやデータ消失など）が生じているか否かを判断するための構成である。取得部１３および更新部１４は、ＭＡＣアドレステーブル２０に生じている誤りを修正するための構成である。

検索部１１は、通信部３０が通信ポート４０を介して任意のノード６０から通信フレームを受信すると、ＭＡＣアドレステーブル２０において、当該通信フレームの宛先であるノード６０を特定するＭＡＣアドレス（宛先ＭＡＣアドレス）と通信ポートとを紐付けた接続情報の検索を実行する。

判断部１２は、検索部１１において、宛先ＭＡＣアドレスと通信ポートとを紐付けた接続情報がＭＡＣアドレステーブル２０で検索された場合に、後述する所定の検証処理を行って検索された接続情報が正しいか否かを判断する。

所定の検証処理とは、ＭＡＣアドレステーブル２０で検索された接続情報に現在記述されている宛先ＭＡＣアドレスと通信ポートとに基づいて所定の手法によって求められる固有の値（以下「演算値」という）と、当該接続情報について事前に演算されて登録されている検証値とを比較し、演算値と検証値とが一致するか否かを検証する処理である。上述したように、登録済みの検証値は完全性が保証された値であるため、ＭＡＣアドレスと通信ポートとに基づいて新たに求めた演算値がこの検証値と一致することで、当該ＭＡＣアドレスと通信ポートとを紐付けた接続情報が正しいと判断できるのである。

例えば、図２において、ＭＡＣアドレステーブル２０の最初に記述されている接続情報については、ＭＡＣアドレス「aa:aa:aa:00:00:00」と通信ポート「P0」とに基づいて所定の手法によって新たに求められる演算値が、登録済みの検証値「ABC01」と一致すれば、ＭＡＣアドレス「aa:aa:aa:00:00:00」と通信ポート「P0」とを紐付けた接続情報が正しいと判断される。

取得部１３は、検索部１１において、宛先ＭＡＣアドレスと通信ポートとを紐付けた接続情報がＭＡＣアドレステーブル２０で検索されなかった場合、または判断部１２において、宛先ＭＡＣアドレスと通信ポートとに基づいて新たに求めた演算値が検証値と一致しない、つまり接続情報が正しくないと判断された場合に、宛先ＭＡＣアドレスを持つノード６０を捜索する捜索処理を実行する。

捜索処理として具体的には、取得部１３は、通信フレームの宛先ＭＡＣアドレスを送信先アドレスとし、かつ、イーサネットスイッチ装置１のＭＡＣアドレスを送信元アドレスとした、所定の要求フレームを生成し、通信部３０を介して各通信ポート４０からブロードキャスト送信する。なお、通信フレームを受信した通信ポート４０については、ブロードキャスト送信する対象から除外される。そして、取得部１３は、通信フレームの宛先ＭＡＣアドレスを持つノード６０から、要求フレームに対する応答フレームを通信部３０を介して受信する。この応答フレームの受信によって、イーサネットスイッチ装置１は、通信フレームの宛先ＭＡＣアドレスを持つノード６０に関する情報、すなわち宛先ＭＡＣアドレスを持つノード６０が接続された正しい通信ポート４０の情報を取得することができる。

この要求フレームおよび応答フレームには、例えば図３に示すように、捜索処理用の情報を格納した特徴的なイーサネットフレームが用いられる。図３において、「プリアンブル」は、イーサネットフレームの開始を示す同期情報を記述したフィールドである。「ＭＡＣヘッダ」は、イーサネットフレームの送信先アドレス(Destination MAC Address)、送信元アドレス(Source MAC Address)、およびフレームタイプ(Type)を記述したフィールドである。「捜索情報」は、ＭＡＣアドレス長(MAC Address Length)、要求フレームか応答フレームかを示す動作種別(Operation)、イーサネットフレームの送信先アドレス(Destination MAC Address)、および送信元アドレス(Source MAC Address)を記述したフィールドである。「ＦＣＳ」は、誤り検出用のフレームチェックシーケンスを記述したフィールドである。

例えば、イーサネットスイッチ装置１が送信する要求フレームの場合、ＭＡＣヘッダの送信先アドレスにはブロードキャスト送信を示す「FF:FF:FF:FF:FF:FF」が記述され、送信元アドレスにはイーサネットスイッチ装置１のＭＡＣアドレスが記述され、フレームタイプには捜索処理用のフレームであることを示す識別情報ＩＤ（例えば「T.B.D.」）が記述される。捜索情報のＭＡＣアドレス長にはバイト数（例えば「６」）が記述され、動作種別には要求フレームであることを示す値（例えば「0x0001」）が記述され、送信元アドレスにはイーサネットスイッチ装置１のＭＡＣアドレスが記述され、送信先アドレスには捜索対象である通信フレームの宛先ＭＡＣアドレスが記述される。

一方、捜索対象である通信フレームの宛先ＭＡＣアドレスを持つノード６０が送信する応答フレームの場合、ＭＡＣヘッダの送信先アドレスにはイーサネットスイッチ装置１のＭＡＣアドレスが記述され、送信元アドレスにはノード６０のＭＡＣアドレス（＝宛先ＭＡＣアドレス）が記述され、フレームタイプには捜索処理用のフレームであることを示す識別情報ＩＤ（例えば「T.B.D.」）が記述される。捜索情報のＭＡＣアドレス長にはバイト数（例えば「６」）が記述され、動作種別には応答フレームであることを示す値（例えば「0x0002」）が記述され、送信元アドレスには通信フレームの宛先ＭＡＣアドレスが記述され、送信先アドレスにはイーサネットスイッチ装置１のＭＡＣアドレスが記述される。

更新部１４は、捜索処理によって取得部１３で取得された通信フレームの宛先ＭＡＣアドレスを持つノード６０に関する情報（正しい接続先の通信ポート４０の情報）に基づいて、ＭＡＣアドレステーブル２０に記述されている宛先ＭＡＣアドレスと通信ポートとを紐付けた接続情報を更新する。この更新処理により、ＭＡＣアドレステーブル２０の誤りが修正される。

転送部１５は、宛先ＭＡＣアドレスと通信ポートとを紐付けた接続情報が更新部１４によって更新されて誤りが修正されたＭＡＣアドレステーブル２０に従って、任意のノード６０から受信した通信フレームを、接続情報によって宛先ＭＡＣアドレスに紐付けられた通信ポート４０に転送するように、通信部３０に対して指示を行う。この転送指示により、通信フレームの誤送信の発生を抑制できる。

なお、上記制御部１０、ＭＡＣアドレステーブル２０、通信部３０、および通信ポート４０は、典型的には中央演算処理装置（ＣＰＵ：Central Processing Unit）、メモリ、および入出力インタフェースなどで構成され、メモリに格納されたプログラムをＣＰＵが読み出して解釈実行することによって上述した所定の機能を実現する。

［イーサネットスイッチ装置が実行する処理方法］
次に、図４をさらに参照して、本発明の一実施形態に係るイーサネットスイッチ装置１が実行するフレーム転送処理を説明する。図４は、イーサネットスイッチ装置１が実行するフレーム転送処理の手順を示すフローチャートである。

図４に示すフレーム転送処理は、イーサネットスイッチ装置１が、通信ポート４０を介して任意のノード６０から通信フレームを受信することで開始される。通信部３０が通信フレームを受信すると、制御部１０の検索部１１によって、ＭＡＣアドレステーブル２０において通信フレームの宛先ＭＡＣアドレスと通信ポートとを紐付けた接続情報の検索が行われる（ステップＳ４１）。

上記ステップＳ４１において、宛先ＭＡＣアドレスと通信ポートとを紐付けた接続情報が検索された場合（ステップＳ４２、Ｙｅｓ）、制御部１０の判断部１２によって、検索された接続情報に対する所定の検証処理が行われて、当該接続情報が正しいか否かが判断される（ステップＳ４３）。

上記ステップＳ４１において、宛先ＭＡＣアドレスと通信ポートとを紐付けた接続情報が検索されなかった場合（ステップＳ４２、Ｎｏ）、または上記ステップＳ４３において、当該接続情報が正しくないと判断された場合（ステップＳ４４、Ｎｏ）、制御部１０の取得部１３によって、要求フレームを用いたブロードキャスト送信による宛先ＭＡＣアドレスを持つノード６０を捜索する捜索処理が行われる（ステップＳ４５）。その後、制御部１０の取得部１３によって、宛先ＭＡＣアドレスを持つノード６０から要求フレームに対する応答フレームが受信される（ステップＳ４６）。この受信により、宛先ＭＡＣアドレスを持つノード６０に関する情報が取得される。

そして、制御部１０の取得部１３において応答フレームが受信されると、制御部１０の更新部１４によって、ＭＡＣアドレステーブル２０に記述されている宛先ＭＡＣアドレスと通信ポートとを紐付けた接続情報が、応答フレームの受信によって取得された情報（正しい接続先の通信ポート４０の情報）に基づいて更新される（ステップＳ４７）。

上記ステップＳ４３において宛先ＭＡＣアドレスと通信ポートとを紐付けた接続情報が正しいと判断される（ステップＳ４４、Ｙｅｓ）または上記ステップＳ４７においてＭＡＣアドレステーブル２０に記述されている接続情報が更新されると、制御部１０の転送部１５が通信部３０に指示することによって、宛先ＭＡＣアドレスと紐付けられた正しい通信ポートに通信フレームが転送される（ステップＳ４８）。

［具体例１］
図５Ａを用いて、本実施形態に係るイーサネットスイッチ装置１が実行するフレーム転送処理の具体例１を説明する。この具体例１は、ノードＥの宛先ＭＡＣアドレス「ee:ee:ee:44::44:44」と通信ポートＰ４とを紐付けた接続情報において、宛先ＭＡＣアドレスに文字化け（ee:ee:ee:44::44:44→xx:xx:xx:12:34:56）が生じた場合である。なお、以下に説明する（１）〜（６）の各処理は、図５Ａにおいて（１）〜（６）で示したフレームの流れまたは処理と略一致する。

（１）：ノードＡからＭＡＣアドレス「ee:ee:ee:44:44:44」宛の通信フレームを通信ポートＰ０で受信する。
（２）：ＭＡＣアドレステーブル２０においてＭＡＣアドレス「ee:ee:ee:44:44:44」と通信ポートとを紐付けた接続情報を検索する。結果、当該接続情報が検索できなかった。
（３）：ＭＡＣアドレス「ee:ee:ee:44:44:44」と通信ポートとを紐付けた接続情報を検索できなかったので、ＭＡＣアドレス「ee:ee:ee:44:44:44」のノードＥに向けた要求フレームを通信ポートＰ１、Ｐ２、Ｐ３、およびＰ４からブロードキャストで送信する。
（４）：要求フレームを受け取ったノードＥから送信される応答フレームを通信ポートＰ４で受信する。
（５）：応答フレームを受信した通信ポートＰ４をＭＡＣアドレス「ee:ee:ee:44:44:44」と紐付けた接続情報を新たに記述して、ＭＡＣアドレステーブル２０を更新する。
（６）：ＭＡＣアドレステーブル２０を更新した後、ＭＡＣアドレス「ee:ee:ee:44:44:44」宛の通信フレームを通信ポートＰ４から送信する。

なお、上記具体例１では、文字化けしたＭＡＣアドレス「xx:xx:xx:12:34:56」と通信ポートＰ４とを紐付けた接続情報は、検証処理が行われていないため、ＭＡＣアドレステーブル２０から削除されることなく残ることになる。しかし、例えば１つの通信ポート４０に１つのノード６０だけ接続されるネットワーク構成であるような場合には、通信ポートＰ４に関して新たな接続情報が記述されることで、通信ポートＰ４に関しする既存の接続情報が誤っていると判断できるので、削除することも可能である。

［具体例２］
図５Ｂを用いて具体例２を説明する。この具体例２は、ノードＥの宛先ＭＡＣアドレス「ee:ee:ee:44::44:44」と通信ポートＰ４とを紐付けた接続情報において、通信ポートに文字化け（Ｐ４→Ｐ１）が生じた場合である。なお、以下に説明する（１）〜（７）の各処理は、図５Ｂにおいて（１）〜（７）で示したフレームの流れまたは処理と略一致する。

（１）：ノードＡからＭＡＣアドレス「ee:ee:ee:44:44:44」宛の通信フレームを通信ポートＰ０で受信する。
（２）：ＭＡＣアドレステーブル２０においてＭＡＣアドレス「ee:ee:ee:44:44:44」と通信ポートとを紐付けた接続情報を検索する。結果、当該接続情報が検索できた。
（３）：検索できた接続情報に関して、ＭＡＣアドレス「ee:ee:ee:44:44:44」と通信ポートＰ１とから求まる演算値「MPQ99」と登録済みの検証値「MNO89」との比較検証を行う。結果、当該接続情報が正しくないと判断する。
（４）：ＭＡＣアドレス「ee:ee:ee:44:44:44」と通信ポートＰ１とを紐付けた接続情報が正しくなかったので、ＭＡＣアドレス「ee:ee:ee:44:44:44」のノードＥに向けた要求フレームを通信ポートＰ１、Ｐ２、Ｐ３、およびＰ４からブロードキャストで送信する。
（５）：要求フレームを受け取ったノードＥから送信される応答フレームを通信ポートＰ４で受信する。
（６）：ＭＡＣアドレス「ee:ee:ee:44:44:44」と接続情報で紐付けられた通信ポートＰ１の情報を、応答フレームを受信した通信ポートＰ４に修正して、ＭＡＣアドレステーブル２０を更新する。
（７）：ＭＡＣアドレステーブル２０を更新した後、ＭＡＣアドレス「ee:ee:ee:44:44:44」宛の通信フレームを通信ポートＰ４から送信する。

なお、上記具体例２では、通信フレームを受信した通信ポートＰ０を除く全ての通信ポートＰ１、Ｐ２、Ｐ３、およびＰ４からブロードキャストで要求フレームを送信した。しかし、検証処理において通信ポートＰ１にはＭＡＣアドレス「ee:ee:ee:44:44:44」のノードＥが接続されていないと分かっているので、通信ポートＰ２、Ｐ３、およびＰ４にだけ要求フレームをブロードキャスト送信することも可能である。

［本実施形態による作用および効果］
上述した本発明の一実施形態に係るイーサネットスイッチ装置１によれば、任意のノード６０から通信フレームを受信した段階で、この通信フレームの宛先ＭＡＣアドレスと通信ポート４０とを紐付けた接続情報がＭＡＣアドレステーブル２０に記述されている否か（接続情報の検索）、また接続情報が記述されていてもその内容に誤りがないか否かを確認する（接続情報の検証処理）。つまり、本イーサネットスイッチ装置１がＭＡＣアドレステーブル２０の誤りを自ら判断する。そして、本イーサネットスイッチ装置１は、ＭＡＣアドレステーブル２０に正しい接続情報が記述されていると判断されなければ、宛先ＭＡＣアドレスに関する正しい情報を取得するための所定の要求フレームを各通信ポート４０からブロードキャストで送信する（捜索処理）。

この処理により、本イーサネットスイッチ装置１に接続されている宛先ＭＡＣアドレスを持つノード６０から応答を受信することができるので、本イーサネットスイッチ装置１は、宛先ＭＡＣアドレスを持つノード６０に関する正しい情報（接続された通信ポート４０）を取得することができる。よって、この取得した正しい情報に基づいてＭＡＣアドレステーブル２０を更新し、かつ、更新された接続情報に従って通信フレームを転送することで、本イーサネットスイッチ装置１による通信フレームの誤送信の発生を抑制することができる。

また、上記捜索処理では、本イーサネットスイッチ装置１は、小さいサイズの要求フレームをブロードキャスト送信するだけなので、通信負荷によるネットワークの影響を最小限に抑えることができる。また、レイヤー３スイッチが備えるＡＲＰ機能を使用しなくてよいため、本イーサネットスイッチ装置１のコストを低減できる（レイヤー２スイッチの機能だけで済む）。さらに、本イーサネットスイッチ装置１は、ＭＡＣアドレステーブル２０の誤りを自ら判断することができるので、例えば通信ポート４０に通信フレームを自ら送信することがない「ＬｉｓｔｅｎＯｎｌｙ」ノードが接続されていても、ＭＡＣアドレステーブル２０の誤りを修正することができる。

本発明のイーサネットスイッチ装置は、ＭＡＣアドレステーブルの誤りを自ら判断して、通信フレームの誤送信の発生を抑制したい場合に有用である。

１イーサネットスイッチ装置
１０制御部
１１検索部
１２判断部
１３取得部
１４更新部
１５転送部
２０ＭＡＣアドレステーブル
３０通信部
４０通信ポート
５０通信バス
６０ノード（電子制御装置）

Claims

イーサネットスイッチ装置であって、
接続されたノードと通信フレームの送受信が可能な複数の通信ポートと、
前記複数の通信ポートの各々について、通信ポートと、当該通信ポートに接続されたノードのＭＡＣアドレスと、前記ＭＡＣアドレスおよび前記通信ポートに基づいて算出された検証値とを紐付けたＭＡＣアドレステーブルを記憶する記憶部と、
前記複数の通信ポートのいずれかに接続された第１ノードから前記通信フレームを受信すると、前記ＭＡＣアドレステーブルにおいて当該通信フレームの宛先ＭＡＣアドレスと一致するＭＡＣアドレスを検索する検索部と、
前記検索部で前記宛先ＭＡＣアドレスに一致するＭＡＣアドレスが検索された場合、前記検索されたＭＡＣアドレスに紐付けられた前記通信ポートと前記宛先ＭＡＣアドレスとに基づいて演算値を生成する生成部と、
前記検索されたＭＡＣアドレスに紐付けられた前記検証値と前記生成部で生成された前記演算値とが一致するか否かを判断する判断部と、
前記判断部で前記検証値と前記演算値とが一致した場合、前記ＭＡＣアドレステーブルにおいて前記検索されたＭＡＣアドレスに紐付けられた前記通信ポートに、前記第１ノードから受信した前記通信フレームを転送する転送部と、
前記判断部で前記検証値と前記演算値とが一致しない場合、または前記検索部で前記宛先ＭＡＣアドレスに一致するＭＡＣアドレスが検索されない場合、前記通信フレームを受信した通信ポートを除く全通信ポートから要求フレームをブロードキャスト送信して、前記複数の通信ポートのいずれかに接続された前記宛先ＭＡＣアドレスを持つ第２ノードから応答フレームを受信し、当該第２ノードに関する情報を取得する取得部と、
前記取得部によって取得された情報に基づいて、前記転送部が前記第１ノードから受信した前記通信フレームを転送するために、前記ＭＡＣアドレステーブルの前記ＭＡＣアドレスと前記通信ポートとの紐付け情報を更新する更新部と、を備え、
前記更新部は、
前記検索部で前記宛先ＭＡＣアドレスに一致するＭＡＣアドレスが検索された場合、前記ＭＡＣアドレステーブルの前記ＭＡＣアドレスと前記通信ポートとの紐付け情報を修正して、前記ＭＡＣアドレステーブルを更新し、
前記検索部で前記宛先ＭＡＣアドレスに一致するＭＡＣアドレスが検索されなかった場合、前記ＭＡＣアドレステーブルの前記ＭＡＣアドレスと前記通信ポートとの紐付け情報を新たに記述して、前記ＭＡＣアドレステーブルを更新する、
イーサネットスイッチ装置。
前記要求フレームおよび前記応答フレームは、それぞれ、前記通信フレームよりもサイズが小さい、捜索処理用の情報が格納されたイーサネットフレームであり、前記宛先ＭＡＣアドレスおよび前記イーサネットスイッチ装置のＭＡＣアドレスが記述されている、
請求項１に記載のイーサネットスイッチ装置。