JP6614372B2 - 中継装置 - Google Patents
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Description
このため、第1発明の中継装置は、上記の通り、複数のポートと、アドレステーブルと、通信制御手段と、を備える。そして、当該中継装置のアドレステーブルにおいて、特定ポートの各々については、前記アドレスに対する付加情報として、当該特定ポートから送信されるフレームが、そのアドレスの装置に到達するまでに経由する他の中継装置の数を示すホップ数が登録される。
選択手段は、アドレステーブルにおいて、通常ポート受信フレーム中の宛先アドレスと同じアドレスに対して登録されている前記付加情報としての2つのホップ数を比較し、特定ポートのうち、小さい方のホップ数が登録されている特定ポートを、通常ポート受信フレームの転送先として選択する。そして、送信手段は、通常ポート受信フレームを、選択手段により転送先として選択された特定ポートから送信する。
登録判定手段は、特定ポートの何れかからブロードキャストフレームが受信された場合に、その受信されたブロードキャストフレームに含まれている送信元アドレスと同じアドレスが、アドレステーブルにおいて、前記ブロードキャストフレームが受信された特定ポートである受信特定ポートについて登録済みであるか否か判定する。
加算手段は、登録判定手段により否定判定された場合に、前記受信されたブロードキャストフレームに含まれているホップ数カウンタをインクリメントする。そして、登録手段は、アドレステーブルにおいて、前記受信特定ポートについてのアドレスとして、前記受信されたブロードキャストフレーム中の送信元アドレスを登録すると共に、その送信元アドレスに対するホップ数として、加算手段によりインクリメントされた後のホップ数カウンタの値を登録する。設定手段は、ホップ数カウンタがインクリメントされた後のブロードキャストフレームを、通信制御手段が送信する対象として設定する。
更に、中継装置は、通常ポートからブロードキャストフレームが受信された場合に、その受信されたブロードキャストフレームに前記ホップ数カウンタの領域を挿入し、当該ホップ数カウンタの領域を挿入した後のブロードキャストフレームを、通信制御手段が送信する対象のブロードキャストフレームとする領域挿入手段、を備えて良い。
更に、通信制御手段は、特定ポートの何れかから受信されたブロードキャストフレーム中の送信元アドレスが、アドレステーブルにおいて、通常ポートについて登録されていれば、前記受信されたブロードキャストフレームを送信せずに破棄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。
〈本実施形態の構成〉
図1に示す実施形態の通信ネットワーク1は、例えば乗用車等の車両に搭載されたイーサネットネットワークであり、車両内の通信システムを構成している。
ECU11〜14の各々は、他のECU15〜22間の通信を中継する中継装置として、イーサネットのネットワークスイッチであるイーサネットスイッチ51〜54を備える。更に、ECU11〜14の各々は、演算装置としてのマイクロコンピュータ(以下、マイコンという)61〜64も備える。尚、図示を省略しているが、マイコン61〜64は、CPU、ROM及びRAM等を備える。
図2の上側に示すイーサネットフレームは、VLAN(Virtual Local Area Network)タグが挿入されたイーサネットフレーム(以下、VLANタグ付きフレームという)である。また、図2の下側に示すイーサネットフレームは、VLANタグが挿入されていないイーサネットフレーム(以下、VLANタグ無しフレームという)である。
《フレーム転送機能》
各スイッチ51〜54の通信制御部73は、下記のフレーム転送機能を有する。
尚、MACアドレステーブル71に宛先MACアドレスと同じMACアドレスが登録されていた場合のフレーム転送動作は、フィルタリングと呼ばれ、登録されていなかった場合のフレーム転送動作は、フラッディングと呼ばれる。
各スイッチ51〜54の通信制御部73は、ポートP1〜P4の何れかからフレームが受信されると、そのフレームが受信されたポートの番号と、受信フレーム中の送信元MACアドレスとを、対応付けてMACアドレステーブル71に登録する。この機能は、一般的なMACアドレス学習機能である。
通信制御部73は、S120では、受信されたブロードキャストフレーム中の送信元MACアドレスと同じアドレスが、当該スイッチのアドレステーブル71において、受信リングポートについて登録済みであるか否か判定する。受信リングポートとは、ブロードキャストフレームが受信されたリングポートのことであり、受信特定ポートに相当する。
本実施形態において、スイッチ51〜54間で伝送されるブロードキャストフレームは、VLANタグ付きフレームである。そして、そのブロードキャストフレームにおけるVLANタグ領域のうち、例えばTPIDの領域を、ホップ数カウンタの領域(以下、ホップ数カウンタ領域という)として使用している。換言すれば、TPIDの領域におけるデータ列を、ホップ数カウンタとして使用している。尚、ホップ数カウンタ領域としては、TPIDの領域に限らず、例えばVLANタグ全体や、TCIや、TCIにおけるVID等、他の領域を使用しても良い。
そして、通信制御部73は、S140では、当該スイッチのMACアドレステーブル71において、受信リングポートについてのMACアドレスとして、受信されたブロードキャストフレーム中の送信元MACアドレスを登録する。更に、通信制御部73は、その登録した送信元MACアドレスに対するホップ数として、S130でインクリメントした後のホップ数カウンタの値を登録する。
例えば、各スイッチ51〜54のMACアドレステーブル71に、ECU17のMACアドレスが未だ登録されていない場合に、ECU17が、ブロードキャストフレームを送信したとする。
各スイッチ51〜54の通信制御部73は、図6に示す最短経路ポート選択処理を行う。
通信制御部73は、S220では、通常ポートP3,P4の何れかから受信されたフレーム中の宛先MACアドレスと同じMACアドレスが、当該スイッチのMACアドレステーブル71において、リングポートP1,P2について登録されているか否かを判定する。尚、以下の説明では、通常ポートP3,P4の何れかから受信されたフレームのことを、通常ポート受信フレームという。
通信制御部73は、S250では、当該スイッチのリングポートP1,P2のうち、S230で比較した小さい方のホップ数が登録されているリングポートを、通常ポート受信フレームの転送先として選択する。そして、通信制御部73は、その後、S270に進む。
一方、通信制御部73は、S220で「NO」と否定判定した場合には、S280に進み、通常ポート受信フレームがブロードキャストフレームであるか否かを判定する。
《領域除去処理》
各スイッチ51〜54の通信制御部73は、当該スイッチの通常ポートP3,P4からブロードキャストフレームを送信する場合に、図7に示す領域除去処理を行う。
そして、通信制御部73は、次のS430にて、フレーム転送機能によるフレーム送信を実施する。このため、各スイッチ51〜54の通常ポートP3,P4からECU15〜22の何れかへは、ブロードキャストフレームとして、VLANタグ無しのブロードキャストフレームが送信されることとなる。
次に、図6のS220〜270の処理による作用について、具体例を挙げて説明する。
ここでは、ECU15から、ECU17を宛先とするフレームf15−17が送信されたとする。この場合、フレームf15−17には、宛先MACアドレスとして、ECU17のMACアドレスである「AD17」が含まれることとなる。
よって、スイッチ51の通信制御部73は、通常ポートP3から受信したECU17宛のフレームf15−17を、当該スイッチ51のリングポートP1,P2のうち、リングポートP1から送信することとなる。
そして、スイッチ52の通信制御部73は、リングポートP1から受信されたフレームf15−17を、フィルタリングにより、当該スイッチ52の通常ポートP3から送信することとなる。図4に示すように、スイッチ52のMACアドレステーブル71では、「AD17」が通常ポートP3について登録されるためである。
尚、仮に、通信ネットワーク1において、リング状に接続されたスイッチの数が5以上であって、スイッチ51のリングポートP1とスイッチ52のリングポートP1との間に、他のスイッチSoが存在していたとする。その場合、他のスイッチSoの通信制御部73は、当該スイッチSoの一方のリングポートから受信されたフレームf15−17を、フィルタリングにより、他方のリングポートから送信することとなる。スイッチ51〜54と同様に、スイッチSoにおいても、そのスイッチSoのMACアドレステーブル71には、「AD17」がリングポートP1,P2の各々について登録されるためである。
スイッチ51〜54によれば、通常ポートP3,P4から、他のスイッチの通常ポートP3,P4の先に接続されているECUを宛先とするフレームが受信された場合に、そのフレームを、リングポートP1,P2のうち、宛先のECUまでのホップ数が小さい方から送信することができる。よって、フレームの伝送を最短の通信経路で実施することができる。
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、ECUやスイッチやポート等の数は一例であり他の値でも良い。
また、MACアドレステーブル71に、リングポートP1,P2の各々についてMACアドレスとホップ数とを登録するためのブロードキャストフレームとして、例えばARPリクエストフレームだけを用いるのであれば、以下のように変形することができる。
Claims (4)
- フレームを送受信するための複数のポート(P1〜P4)と、
前記ポートの各々について、そのポートの先に接続されている装置のアドレスが登録されるアドレステーブル(71)と、
前記ポートの何れかからフレームが受信されると、前記ポートのうち、前記フレームが受信されたポート以外のポートであって、前記受信されたフレームに含まれている宛先アドレスと同じアドレスが前記アドレステーブルにおいて登録されているポートを、前記受信されたフレームの転送先として決定して、前記受信されたフレームを、前記転送先として決定したポートから送信する通信制御手段(73)と、
を有する中継装置(51〜54)を、複数備え、
前記複数の中継装置は、各中継装置の前記ポートのうちの2つである特定ポート(P1,P2)が、他の中継装置の前記特定ポート(P1,P2)に接続されることにより、リング状に接続され、
前記中継装置の前記アドレステーブルにおいて、前記特定ポートの各々については、前記アドレスとして、当該中継装置と共にリング状に接続された他の中継装置のポートのうち、前記特定ポートではないポートである通常ポートの先に接続されている装置のアドレスが登録される、通信ネットワーク(1)において、
前記各中継装置として用いられる中継装置であって、
当該中継装置の前記アドレステーブルにおいて、前記特定ポートの各々については、前記アドレスに対する付加情報として、当該特定ポートから送信されるフレームが、そのアドレスの装置に到達するまでに経由する他の中継装置の数を示すホップ数が登録され、
当該中継装置の前記通信制御手段は、
前記通常ポートから受信されたフレームである通常ポート受信フレームに含まれている宛先アドレスと同じアドレスが、前記アドレステーブルにおいて、前記特定ポートについて登録されているか否かを判定する判定手段(S220)を備え、
更に、前記通信制御手段は、前記判定手段により肯定判定された場合に動作する手段として、
前記アドレステーブルにおいて、前記通常ポート受信フレーム中の宛先アドレスと同じアドレスに対して登録されている前記付加情報としての2つのホップ数を比較し、前記特定ポートのうち、小さい方のホップ数が登録されている特定ポートを、前記通常ポート受信フレームの転送先として選択する選択手段(S230〜S260)と、
前記通常ポート受信フレームを、前記選択手段により前記転送先として選択された特定ポートから送信する送信手段(S270)と、を備え、
更に、当該中継装置は、前記ホップ数を算出して前記アドレステーブルに登録する登録制御手段(S120〜S150)を備え、
前記通信制御手段は、前記ポートの何れかから受信されたフレームがブロードキャストフレームである場合には、そのブロードキャストフレームを、前記ポートのうち、当該ブロードキャストフレームが受信されたポート以外の全てのポートから送信するようになっており、
前記登録制御手段は、
前記特定ポートの何れかからブロードキャストフレームが受信された場合に、その受信されたブロードキャストフレームに含まれている送信元アドレスと同じアドレスが、前記アドレステーブルにおいて、前記ブロードキャストフレームが受信された特定ポートである受信特定ポートについて登録済みであるか否か判定する登録判定手段(S120)と、
前記登録判定手段により否定判定された場合に、前記受信されたブロードキャストフレームに含まれているホップ数カウンタをインクリメントする加算手段(S130)と、
前記アドレステーブルにおいて、前記受信特定ポートについての前記アドレスとして、前記受信されたブロードキャストフレーム中の送信元アドレスを登録すると共に、その送信元アドレスに対する前記ホップ数として、前記加算手段によりインクリメントされた後の前記ホップ数カウンタの値を登録する登録手段(S140)と、
前記ホップ数カウンタがインクリメントされた後の前記ブロードキャストフレームを、前記通信制御手段が送信する対象として設定する設定手段(S150)と、を備え、
更に、当該中継装置は、前記通常ポートからブロードキャストフレームが受信された場合に、その受信されたブロードキャストフレームに前記ホップ数カウンタの領域を挿入し、当該ホップ数カウンタの領域を挿入した後のブロードキャストフレームを、前記通信制御手段が送信する対象のブロードキャストフレームとする領域挿入手段(S280〜S300)、を備え、
前記通信制御手段は、前記特定ポートの何れかから受信されたブロードキャストフレーム中の送信元アドレスが、前記アドレステーブルにおいて、前記通常ポートについて登録されていれば、前記受信されたブロードキャストフレームを送信せずに破棄するように構成されていること、
を特徴とする中継装置。 - 請求項1に記載の中継装置において、
前記選択手段は、前記比較した2つのホップ数が同じであった場合には、前記特定ポートの何れか一方を、前記通常ポート受信フレームの転送先として選択すること(S260)、
を特徴とする中継装置。 - 請求項2に記載の中継装置において、
前記選択手段は、前記比較した2つのホップ数が同じであった場合には、前記特定ポートのうち、フレームの送信頻度が小さい方を、前記通常ポート受信フレームの転送先として選択すること、
を特徴とする中継装置。 - 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、
前記通信制御手段が前記通常ポートからブロードキャストフレームを送信する場合に、そのブロードキャストフレームから前記ホップ数カウンタの領域を除去し、当該ホップ数カウンタの領域を除去した後のブロードキャストフレームを、前記通信制御手段に前記通常ポートから送信させる領域除去手段(S410,S420)、を備えること、
を特徴とする中継装置。
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