JPWO2020027182A1 - スイッチ、制御装置、通信システム、通信制御方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

ＳＤＮを適用したネットワークのスイッチにおける制御エントリの有効化タイミングのずれを低減する。スイッチは、所定の制御装置により設定された制御エントリを保持する制御エントリ保持部と、前記制御エントリを参照して、受信パケットを処理するパケット処理部と、車両に搭載された機器と装置間の時刻同期を行う時刻同期部と、前記時刻を用いて、前記パケット処理部が参照する前記制御エントリの組み合わせを変更する状態変更部と、を備える。

Description

［関連出願についての記載］
本発明は、日本国特許出願：特願２０１８−１４５０３７号（２０１８年８月１日出願）の優先権主張に基づくものであり、同出願の全記載内容は引用をもって本書に組み込み記載されているものとする。
本発明は、スイッチ、制御装置、通信システム、通信制御方法及びプログラムに関する。

特許文献１に、乗員が切替スイッチを操作することなく、車両の運転状態に応じて必要な映像をモニタに表示することができるという自動車用の映像切替モジュールが開示されている。同文献によると、この映像切替モジュールは、優先順位に従い、複数の受信部から同時に映像信号を選択し、モニタへ出力する。

特許文献２に、各種の車載モジュールを、用途に応じたデータ通信バス（ＣＡＮ）を介して接続した構成が開示されている。ここで、特許文献２で用いられているＣＡＮは、Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋの略であり、ＥＣＵは、Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔの略である。

特許文献３に、カメラ等からの映像を用いて同期合わせ用の複合同期信号を形成することにより、同期信号発生手段なしに安価に同期合わせ用の複合同期信号を形成できるという映像切換装置が開示されている。同文献によると、この映像切換装置のシンク分離手段２は映像入力手段１Ａ〜１Ｎの内１つの映像のシンク部分を分離する。同期出力手段３Ｂ〜３Ｎはその分離されたシンク信号を基に複合同期信号を出力する。そして、設定手段４は予め映像の切換タイミングを設定するもので、制御手段５はその設定手段４によって設定された切換タイミングとこの分離されたシンク信号を基に切換信号を出力する。さらに、切換手段６は複数の映像入力手段１Ａ〜１Ｎの映像をこの切換信号に従い切り換え、映像出力手段７はその切り換えられた映像を出力する。

また、近年、ソフトウェアを用いてネットワークの仮想化を実現するＳＤＮ（Ｓｏｆｔｗａｒｅ Ｄｅｆｉｎｅｄ Ｎｅｔｗｏｒｋ）という技術が知られている。非特許文献１は、ＳＤＮを構築するにあたり用いられるオープンフロースイッチの仕様書である。

国際公開第２００８／１４３０７９号 特表２０１６−５２９１５１号公報 特開平１１−３１７９０８号公報

ＯｐｅｎＦｌｏｗ Ｓｗｉｔｃｈ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｖｅｒｓｉｏｎ １．５．１ （Ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｖｅｒｓｉｏｎ ０ｘ０６）、ＯＮＦ、［ｏｎｌｉｎｅ］、［平成３０（２０１８）年７月１８日検索］、インターネット〈URL: https://3vf60mmveq1g8vzn48q2o71a-wpengine.netdna-ssl.com/wp-content/uploads/2014/10/openflow-switch-v1.5.1.pdf〉

以下の分析は、本発明によって与えられたものである。特許文献１の構成では、多数のカメラ映像を同時に収容するためのワイヤハーネスと、これらの映像を処理しうる高性能のＥＣＵが必要になる。このため、コストや消費電力が高くなるという問題点がある。今後は、自動運転技術が進展していくに従い、カメラの台数やその解像度も大きくなるため、ワイヤハーネス長の低減や消費電力の低減が望まれている。

特許文献１に例示される車載ネットワークに、非特許文献１のＳＤＮを適用することで、伝送路容量の大きい回線を複数のＥＣＵで共有するといったことが可能になり、コストや消費電力を削減できると見込まれている。しかしながら、非特許文献１のＳＤＮでは、原則として１つずつ制御エントリ（フローエントリ）を設定していく方式を採用しているため、制御エントリが有効に働くタイミングにずれが生じ、車両状態の変化に瞬時に対応できないという問題が想定される。さらに、通信経路の一部のスイッチへの制御エントリの設定が遅れることで、パケットロスが生じるほか、設定遅れのスイッチからＳＤＮコントローラへの無用な問い合わせが行われることが予想される。

また、上記の問題は、車載ネットワークに限らず、ＳＤＮに代表される集中制御型ネットワークに共通する課題であるといえる。

本発明は、ＳＤＮを適用したネットワークのスイッチにおける制御エントリの有効化タイミングのずれの低減に貢献できるスイッチ、制御装置、通信システム、通信制御方法及びプログラムを提供することを目的とする。

第１の視点によれば、所定の制御装置により設定された制御エントリを保持する制御エントリ保持部を備えるスイッチが提供される。このスイッチは、さらに、前記制御エントリを参照して、受信パケットを処理するパケット処理部を備える。このスイッチは、さらに、車両に搭載された機器と装置間の時刻同期を行う時刻同期部を備える。このスイッチは、さらに、前記時刻同期された時刻を用いて、前記パケット処理部が参照する前記制御エントリの組み合わせを変更する状態変更部と、を備える。

第２の視点によれば、車両に搭載された機器と装置間の時刻同期を行う時刻同期部（制御装置側時刻同期部）と、制御対象のスイッチに対し、制御エントリを設定する制御エントリ設定部と、前記制御対象のスイッチに対し、前記時刻同期された時刻を指定して前記制御エントリの組み合わせの変更を指示する変更制御部と、を備えた制御装置が提供される。

第３の視点によれば、上記したスイッチと、上記した制御装置とを含む通信システムが提供される。

第４の視点によれば、所定の制御装置により設定された制御エントリを保持する制御エントリ保持部と、前記制御エントリを参照して、受信パケットを処理するパケット処理部と、を備えたスイッチが、車両に搭載された機器と装置間の時刻同期を行うステップと、前記時刻同期された時刻を用いて、前記パケット処理部が参照する前記制御エントリの組み合わせを変更するステップと、を含む通信制御方法が提供される。本方法は、上記制御エントリ保持部とパケット処理部とを備えたスイッチという、特定の機械に結びつけられている。

第５の視点によれば、上記したスイッチの機能を実現するためのコンピュータプログラムが提供される。なお、このプログラムは、コンピュータが読み取り可能な（非トランジトリーな）記憶媒体に記録することができる。即ち、本発明は、コンピュータプログラム製品として具現することも可能である。

本発明によれば、ＳＤＮを適用したネットワークのスイッチにおける制御エントリの有効化タイミングのずれを低減することが可能となる。即ち、本発明は、背景技術に示したＳＤＮに代表される集中制御型ネットワークのスイッチを、その制御エントリの有効化タイミングのずれを低減させたものへと変換するものとなっている。

本発明の一実施形態の構成を示す図である。 本発明の一実施形態の動作を説明するための図である。 本発明の一実施形態の動作を説明するための図である。 本発明の第１の実施形態の通信システム（車載ネットワークシステム）の構成を示す図である。 本発明の第１の実施形態のスイッチの構成を示す図である。 本発明の第１の実施形態の動作を表したシーケンス図である。 本発明の第１の実施形態の動作を説明するための図である。 本発明の第１の実施形態の制御エントリの変更方法を説明するための図である。 本発明の第２の実施形態の動作を説明するための図である。 本発明の第２の実施形態の制御エントリの変更方法を説明するための図である。 本発明の第３の実施形態の動作を説明するための図である。 本発明の第３の実施形態の制御エントリの変更方法を説明するための図である。 本発明の第３の実施形態の制御エントリの変更方法を説明するための図である。 本発明の第４の実施形態の制御エントリの変更方法を説明するための図である。 本発明のスイッチ又は制御装置を構成するコンピュータの構成を示す図である。

はじめに本発明の一実施形態の概要について図面を参照して説明する。なお、この概要に付記した図面参照符号は、理解を助けるための一例として各要素に便宜上付記したものであり、本発明を図示の態様に限定することを意図するものではない。また、以降の説明で参照する図面等のブロック間の接続線は、双方向及び単方向の双方を含む。一方向矢印については、主たる信号（データ）の流れを模式的に示すものであり、双方向性を排除するものではない。また、図中の各ブロックの入出力の接続点には、ポート乃至インタフェースがあるが図示省略する。プログラムはコンピュータ装置を介して実行され、コンピュータ装置は、例えば、プロセッサ、記憶装置、入力装置、通信インタフェース、及び必要に応じ表示装置を備える。また、コンピュータ装置は、通信インタフェースを介して装置内又は外部の機器（コンピュータを含む）と、有線、無線を問わず、交信可能に構成される。また、以下の説明において、「Ａ及び／又はＢ」は、Ａ及びＢの少なくともいずれかという意味で用いる。

本発明は、その一実施形態において、図１に示すように、制御エントリ保持部２１と、パケット処理部２２と、時刻同期部２３と、状態変更部２４と、を備えるスイッチ２０にて実現できる。

より具体的には、前記制御エントリ保持部２１は、所定の制御装置により設定された制御エントリを保持する。前記パケット処理部２２は、前記制御エントリを参照して、受信パケットを処理する。また、前記時刻同期部２３は、車両に搭載された機器と装置間の時刻同期を行う。そして、前記状態変更部２４は、前記時刻同期された時刻を用いて、前記パケット処理部が参照する前記制御エントリの組み合わせを変更する。ここで、「機器」及び「装置」には、スイッチ２０Ａ、２０Ｂのほか、ＥＣＵ３０Ａ〜３０Ｃが含まれるものとする。

例えば、上記したスイッチ２０は、図２に示すように、車両のＥＣＵ３０Ａ〜３０Ｃ間の通信を制御するために、複数配置される（スイッチ２０Ａ、２０Ｂ参照）。また、このスイッチ２０Ａ、２０Ｂは、時刻同期部２３による時刻マスタ装置４０と時刻同期を行っているものとする。

例えば、ある時点において、ＥＣＵ３０ＡからＥＣＵ３０Ｃへパケットを転送する制御エントリが設定されているものとする（図２の矢線参照）。この状態から、時刻ＸＸ：ＸＸに、ＥＣＵ３０ＡからＥＣＵ３０Ｃへのパケットを遮断し、ＥＣＵ３０ＢからＥＣＵ３０Ｃへパケットを転送することを考える。

この場合、制御装置１０は、スイッチ２０Ａに対し、同期済み時刻ＸＸ：ＸＸにＥＣＵ３０ＡからＥＣＵ３０Ｃ宛てのパケットの破棄開始、同期済み時刻ＸＸ：ＸＸにＥＣＵ３０ＢからＥＣＵ３０Ｃ宛てのパケットの転送開始を指示する。同様に、制御装置１０は、スイッチ２０Ｂに対し、同期済み時刻ＸＸ：ＸＸにＥＣＵ３０ＢからＥＣＵ３０Ｃ宛てのパケットの転送開始を指示する。

そして、スイッチ２０Ａは、時刻同期部２３にて同期した自身のシステム時刻が時刻ＸＸ：ＸＸとなったタイミングで、次の動作を行う。即ち、スイッチ２０Ａは、ＥＣＵ３０ＡからＥＣＵ３０Ｃ宛てのパケットを破棄する制御エントリと、ＥＣＵ３０ＢからＥＣＵ３０Ｃ宛てのパケットをスイッチ２０Ｂ側に転送する制御エントリをそれぞれ有効化する。

同様に、スイッチ２０Ｂは、時刻同期部２３にて同期した自身のシステム時刻が時刻ＸＸ：ＸＸとなったタイミングで、ＥＣＵ３０ＢからＥＣＵ３０Ｃ宛てのパケットをＥＣＵ３０Ｂ側に転送する制御エントリを有効化する。

以上により、図３に示すように、ＥＣＵ３０ＡからＥＣＵ３０Ｃ宛てのパケットを転送している状態から、時刻ＸＸ：ＸＸを境に、ＥＣＵ３０ＢからＥＣＵ３０Ｃ宛てのパケットを転送している状態に、一気に切り替えることが可能となる。例えば、ＥＣＵ３０Ａが可視光用のカメラからの映像をＥＣＵ３０Ｃに転送し、ＥＣＵ３０Ｂが赤外線用のカメラからの映像をＥＣＵ３０Ｃに転送しているとする。本発明を適用することで、パケットロスを生じさせることなく、トンネル進入後Ｙ秒後の時刻ＸＸ：ＸＸにＥＣＵ３０Ｃへの入力を可視光映像から赤外線映像に切り替えることができる。

［第１の実施形態］
続いて、本発明の第１の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図４は、本発明の第１の実施形態の通信システム（車載ネットワークシステム）の構成を示す図である。図４を参照すると、ＥＣＵ３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃと、スイッチ２０Ａ、２０Ｂと、制御装置１０Ａと、時刻マスタ装置４０とが接続された構成が示されている。なお、図４中の符号Ｐ１〜Ｐ３はそれぞれスイッチ２０Ａ、２０Ｂのポート番号を表している。

制御装置１０Ａは、例えば、スイッチ２０Ａ、２０Ｂに制御エントリを設定するＳＤＮコントローラ相当の装置に、複数の制御エントリの組み合わせを有効化するタイミングを指示する機能を追加して構成することができる。

より具体的には、制御装置１０Ａは、時刻同期部１１と、制御エントリ設定部１２と、変更制御部１３と、を備えている。時刻同期部１１は、時刻マスタ装置４０から受信したタイムスタンプ情報と、タイムスタンプ情報の受信時刻との差分に基づいて、自身のシステム時刻の同期を行う。制御エントリ設定部１２は、制御対象のスイッチに対し、制御エントリを設定する。変更制御部１３は、前記制御対象のスイッチに対し、前記時刻を指定して前記制御エントリの組み合わせの変更を指示する。従って、時刻同期部１１は、スイッチ２０Ａ、２０Ｂを含む車両に搭載された機器と装置間の時刻同期を行う。

ＥＣＵ３０Ａ、３０Ｂは、例えば、カメラやセンサと接続され、それぞれデータをＥＣＵ３０Ｃに送信する。ＥＣＵ３０Ｃは、ＥＣＵ３０Ａ、３０Ｂから受信したデータに基づいて、車両の制御や、受信したデータの表示装置への出力を行うＥＣＵであるものとして説明する。

時刻マスタ装置４０は、スイッチ２０Ａ、２０ＢやＥＣＵ３０Ａ〜３０Ｃに対し、タイムスタンプ情報を提供するＩＥＥＥ８０２．１ＡＳのグランドマスタとして選定された装置である。時刻マスタ装置４０は、専用装置のほか、ＥＣＵ等のうち、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）を用いた時刻補正機能を備えた機器などが想定される。

スイッチ２０Ａ、２０Ｂは、制御装置１０Ａから設定された制御エントリに従って受信パケットを処理する。

図５は、本実施形態のスイッチ２０Ａの構成を示す図である。図５を参照すると、制御エントリ保持部２１と、パケット処理部２２と、時刻同期部２３と、状態変更部２４と、を備えた構成が示されている。なお、スイッチ２０Ｂは、スイッチ２０Ａと同様の構成であるため説明を省略する。

制御エントリ保持部２１は、所定の制御装置により設定された制御エントリを保持する。制御エントリ保持部２１は、非特許文献１のオープンフロースイッチが保持するフローテーブルに相当する。

パケット処理部２２は、パケットを受信すると、制御エントリ保持部２１から受信パケットに適合するマッチ条件を持つ制御エントリを選択して、その制御エントリに設定された処理内容（アクション）を実行する。

時刻同期部２３は、時刻マスタ装置４０から受信したタイムスタンプ情報と、タイムスタンプ情報の受信時刻との差分に基づいて、自身のシステム時刻の同期を行う。より具体的には、時刻同期部２３は、タイムスタンプ情報の受信時刻からネットワーク遅延時間値を減じた時刻と、時刻マスタ装置４０から受信したタイムスタンプ情報が示す時刻との差を計算する。例えば、タイムスタンプ情報の受信時刻からネットワーク遅延時間値を減じた時刻が３ミリ秒遅れている場合、時刻同期部２３は、自装置の時計を３ミリ秒だけ早める処理を行う。本実施形態では、時刻同期のプロトコルとしては、ＩＥＥＥ８０２．１ＡＳを用いるものとして説明するが、その他のＰＴＰ（Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ Ｔｉｍｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）を用いてもよい。

状態変更部２４は、上記時刻同期部２３にて同期された時刻を用いて、制御エントリ保持部２１に保持されているテーブルの更新を行う。

以下の説明では、図４の下段に示すように、初期状態において、スイッチ２０Ａ、２０Ｂに、ＥＣＵ３０ＡからのパケットをＥＣＵ３０Ｃに送り（ＯＵＴＰＵＴ Ｐ３）、ＥＣＵ３０Ｂからのパケットを破棄（ＤＲＯＰ）する設定がなされているものとして説明する。なお、以下の説明では、説明を簡単にするため、マッチ条件として、送信元のＭＡＣアドレス（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ ａｄｄｒｅｓｓ）を用いるものとして説明する（図中「ＭＡＣＳＲＣ」と表記）。もちろん、マッチ条件として、その他の情報を用いることも可能である。

図６は、本発明の第１の実施形態の動作を表したシーケンス図である。図６を参照すると、まず、制御装置１０Ａ、スイッチ２０Ａ、２０Ｂ、ＥＣＵ３０Ａ〜３０Ｃ及び時刻マスタ装置４０（図６において省略）間で時刻同期処理が行われる（ステップＳ０）。なお、この時刻同期処理は、所定の時間間隔で繰り返し行われる。

その後、ＥＣＵ３０Ａからパケットが送信されると、スイッチ２０Ａは、初期設定に従い、ＥＣＵ３０ＡからのパケットをポートＰ３から出力することで、パケットをスイッチ２０Ｂに転送する。同様に、スイッチ２０Ｂは、ＥＣＵ３０Ａから送信されたパケットをＥＣＵ３０Ｃに転送する（ステップＳ１）。

一方、ＥＣＵ３０Ｂからパケットが送信されると、スイッチ２０Ａは、初期設定に従い、ＥＣＵ３０Ｂからのパケットを破棄する（ＤＲＯＰ）。

その後、車両の状態の変化やドライバーの明示的な操作により、ＥＣＵ３０Ａに代えてＥＣＵ３０ＢからのパケットをＥＣＵ３０Ｃに送信する必要が生じたものとする。この場合、制御装置１０Ａは、スイッチ２０Ａ、２０Ｂに対して、時刻ｔを指定した制御エントリを設定する（ステップＳ２、Ｓ３）。なお、後記するように、ここで設定される制御エントリは時刻ｔにて同時に有効化されるので、スイッチ２０Ａ、２０Ｂへの制御エントリの設定順序は入れ替えることができる。

その後も図６に示すように、時刻ｔが来るまでは、スイッチ２０Ａ、２０Ｂは従前の動作を継続する（ステップＳ１、ＤＲＯＰ参照）。

時刻ｔが到来すると、スイッチ２０Ａ、２０Ｂは、それぞれステップＳ２、Ｓ３で設定された制御エントリを有効化し、従前の制御エントリを無効にする処理を行う。

図７は、スイッチ２０Ａ、２０Ｂにおける制御エントリの書き換えの例と、これによって切り替えられるパケット転送経路を示す図である。

図７に示されたＥＣＵ３０Ｂからパケットが送信されると、スイッチ２０Ａは、ステップＳ２で設定された制御エントリに従い、ＥＣＵ３０Ａからのパケットを破棄する（図７のアクション「ＤＲＯＰ」、図６のＤＲＯＰ参照）。

一方、ＥＣＵ３０Ｂからパケットが送信されると、スイッチ２０Ａは、ステップＳ２で設定された制御エントリに従い、ＥＣＵ３０Ｂからのパケットをスイッチ２０Ｂに転送する。スイッチ２０Ｂは、ＥＣＵ３０Ｂから送信されたパケットをＥＣＵ３０Ｃに転送する（図７の矢線、図６のステップＳ４参照）。

以上のように、本実施形態によれば、ＩＥＥＥ８０２．１ＡＳ等を用いて補正された高精度の時刻情報を用いたパケット処理の変更を実施可能となる。

ここで、図８を参照して上記時刻ｔにおける古い制御エントリから新しい制御エントリへの変更方法の一例を説明する。例えば、図８のＴＢＬ１は、上記初期状態（変更前）において設定されているフローテーブルである。上記ステップＳ２、Ｓ３において、別のテーブルＴＢＬ２に、新しい制御エントリを設定する。そして、時刻ｔが到来したときに、パケット処理部２２が参照するテーブルをＴＢＬ１からＴＢＬ２に切り替えることで、複数の制御エントリの高速切り替えを実現できる。また、本実施形態によれば、時刻ｔより後の時刻ｔ２の時点で、パケット処理部２２が参照するテーブルをＴＢＬ２からＴＢＬ１に戻すことも可能となる。もちろん、３つ以上のテーブルを用いて、パケット処理部２２が参照するテーブルを順次切り替える方法も採用可能である。制御エントリの切り替えの方法は、これらの方法に限られず、種々の変形が考えられるので、以下、第２〜第４の実施形態として説明する。

［第２の実施形態］
続いて、上記制御エントリの変更方法に変更を加えた第２の実施形態について説明する。以下、第２〜第４の実施形態は、第１の実施形態と同様の構成にて実現できるので、以下、その相違点を中心に説明する。

図９に示すように、本実施形態では、スイッチ２０Ａ、２０Ｂの制御エントリ保持部２１に、複数のテーブルＴＡＢＬＥ０〜ＴＡＢＬＥ２が用意されている（マルチテーブル構成）。パケット処理部２２は、パケットを受信すると、最初に、ＴＡＢＬＥ０を参照する。そして、受信パケットに適合するマッチ条件を持つ制御エントリのアクションに、他のテーブルを参照する命令が設定されている場合、パケット処理部２２は、当該テーブルから、受信パケットに適合するマッチ条件を持つ制御エントリを検索する。そして、パケット処理部２２は、参照先のテーブルにてマッチ条件を持つ制御エントリが存在すれば、その内容を実行する。

図９の例では、初期状態（変更前）において、ＴＡＢＬＥ０に、マッチ条件として、ポート１（ＩＮ＿ＰＯＲＴ＝１）のパケットについてＴＡＢＬＥ１の参照を指示するアクションが設定されている。そして、ＴＡＢＬＥ１には、ＥＣＵ３０ＡからのパケットをＥＣＵ３０Ｃに送り（ＯＵＴＰＵＴ）、ＥＣＵ３０Ｂからのパケットを破棄（ＤＲＯＰ）する設定がなされている。一方、ＴＡＢＬＥ２には、ＥＣＵ３０ＢからのパケットをＥＣＵ３０Ｃに送り（ＯＵＴＰＵＴ）、ＥＣＵ３０Ａからのパケットを破棄（ＤＲＯＰ）する設定がなされている。

時刻ｔが到来すると、スイッチ２０Ａ、２０Ｂは、図１０に示すように、それぞれＴＡＢＬＥ０の指定された制御エントリ（図１０のマッチ条件がＩＮ＿ＰＯＲＴ＝１の制御エントリ）の参照先をＴＡＢＬＥ１からＴＡＢＬＥ２に書き換える。これにより、図７と同様の経路の切り替えが実現される。

以上のように、本発明は、マルチテーブル構成で、制御エントリを保持するスイッチにも好適に適用することができる。もちろん、本実施形態においても、参照先のテーブルとして、３つ以上のテーブルを用意し、パケット処理部２２が参照するテーブルを順次切り替える方法も採用可能である。

［第３の実施形態］
続いて、タイムアウト値による制御エントリの変更を行うようにした第３の実施形態について説明する。図１１は、本実施形態において初期状態（変更前）のテーブルに設定されている制御エントリを示している。タイムアウトフィールドが追加されている点以外は、制御エントリの内容は、図８のＴＢＬ１の内容と同じである。

本実施形態のスイッチ２０Ａ、２０Ｂは、図６のステップＳ２、Ｓ３において、制御装置１０Ａから、時刻ｔを指定した制御エントリの設定を受け付けると、図１２に示すような制御エントリの操作を行う。

まず、スイッチ２０Ａ、２０Ｂは、時刻ｔで消失すべき制御エントリのタイムアウト値を設定する。このタイムアウト値は、フローを設定してからその制御エントリを削除するまで時間を示している（ハードタイムアウト値）。具体的には、スイッチ２０Ａ、２０Ｂは、指定された時刻ｔと、現在時刻Ｔｃｕｒｒとの差分Δｔをこのタイムアウト値として設定する。そして、スイッチ２０Ａ、２０Ｂは、Δｔが経過すると、時刻ｔで消失すべき制御エントリを削除する。なお、現在時刻Ｔｃｕｒｒは、時刻同期部２３にて同期されたスイッチ２０Ａ、２０Ｂ側のシステム時刻である。

また、スイッチ２０Ａ、２０Ｂは、上記時刻ｔで消失すべき制御エントリとは別に、制御装置１０Ａから指示された時刻ｔから適用すべき制御エントリを設定する。この制御エントリには、上記時刻ｔで消失すべき制御エントリよりも低い優先度が設定される。

図１２は、以上の操作が済んだ状態のテーブルを示している。その後、時刻ｔが到来すると、タイムアウト値として設定されたΔｔが経過するため、図１３に示すように、時刻ｔで消失すべき制御エントリが削除される。結果として、これにより、図７と同様の経路の切り替えが実現される。

以上のように、本発明の制御エントリの変更は、タイムアウト（ハードタイムアウト）を用いて実現することができる。なお、この制御エントリへのタイムアウト値の設定は、制御装置１０Ａがスイッチ２０Ａ、２０Ｂに指示することでも実現できる。なお、上記した実施形態はスイッチに搭載されたタイムアウト機能を用いるものとして説明したが、タイムアウトを用いずに直接時刻を指定して任意の制御エントリを削除してもよい。例えば、上記タイムアウト値Δｔの代わりに時刻ｈｈ：ｍｍ：ｓｓ．ｓｓｓ（ｈｈ時ｍｍ分ｓｓ秒ｓｓｓミリ秒）といった時刻を指定することで同様の制御エントリの切替を実現可能である。

［第４の実施形態］
続いて、優先度情報の変更による制御エントリの変更を行うようにした第４の実施形態について説明する。図１４は、本実施形態において変更前後のテーブルに設定されている制御エントリを示している。優先度フィールドに設定されている値は、優先度を示しており、値が大きいほど、その制御エントリの優先度が高いことを示している。

図１４のＴＢＬ１１は変更前のテーブルを示している。マッチ条件がＭＡＣＳＲＣ＝ＥＣＵ３０Ａで同一の制御エントリが登録されている。ＴＢＬ１１の状態では、アクションがＯＵＴＰＵＴの制御エントリの方が、優先度が高いため、ＥＣＵ３０Ａから送信されたパケットは、ＥＣＵ３０Ｃ側に転送されることになる。

時刻ｔが到来すると、スイッチ２０Ａ、２０Ｂは、ＴＢＬ１１の優先度を書き換えてＴＢＬ１２のように変更する。ＴＢＬ１２の状態になると、アクションがＤＲＯＰの制御エントリの方が、優先度が高くなるため、ＥＣＵ３０Ａから送信されたパケットは、破棄されることになる。

以上のように、本発明の制御エントリの変更は、制御エントリに設定可能な優先度を書き換えることによっても実現できる。なお、この制御エントリへの優先度の設定は、制御装置１０Ａが指示することでも実現できる。もちろん、第１〜第４の実施形態において、テーブルの切り替えや制御エントリのタイムアウトに加えて、既存の制御エントリの優先度も変更する方法も採用可能である。

以上、本発明の各実施形態を説明したが、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の基本的技術的思想を逸脱しない範囲で、更なる変形・置換・調整を加えることができる。例えば、各図面に示したネットワーク構成、各要素の構成、メッセージの表現形態は、本発明の理解を助けるための一例であり、これらの図面に示した構成に限定されるものではない。

また上記した実施形態では、制御エントリの変更により、主として経路切替を行う例を挙げて説明したが、本発明の用途はこれに限られない。例えば、制御エントリに異なる処理内容を設定することで、パケットに対する処理内容（ヘッダ書き換え等）を一定時刻に複数のスイッチで同時に切り替える等の用途にも適用可能である。

例えば、上記した実施形態では、スイッチが２台、ＥＣＵが３台である車載ネットワークの例を挙げて説明したが、スイッチやＥＣＵの数はこれに限られない。また、本発明は、車載ネットワークに限らず、制御装置とスイッチとがそれぞれ制御プレーンとデータプレーンを担う構成の通信システムに適用することが可能である。

また、上記した第１〜第４の実施形態に示した手順は、スイッチ２０Ａ、２０Ｂに搭載されたコンピュータ（図１５の９０００）に、スイッチとしての機能を実現させるプログラムにより実現可能である。このようなコンピュータは、図１５のＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）９０１０、通信インタフェース９０２０、メモリ９０３０、補助記憶装置９０４０を備える構成に例示される。すなわち、図１５のＣＰＵ９０１０にて、時刻同期プログラムや制御エントリの変更プログラムを実行し、その補助記憶装置９０４０等に保持された各計算パラメーターの更新処理を実施させればよい。

即ち、上記した第１〜第４の実施形態に示したスイッチ２０Ａ、２０Ｂの各部（処理手段、機能）は、これらのスイッチに搭載されたプロセッサに、そのハードウェアを用いて、上記した各処理を実行させるコンピュータプログラムにより実現することができる。

最後に、本発明の好ましい形態を要約する。
［第１の形態］
（上記第１の視点によるスイッチ参照）
［第２の形態］
上記したスイッチの制御エントリ保持部は、前記制御エントリの組み合わせが異なる複数のテーブルを保持し、前記状態変更部は、前記時刻に応じて前記パケット処理部が参照するテーブルを切り替える構成を採ることができる。
［第３の形態］
上記したスイッチの状態変更部は、前記制御エントリ保持部に保持されている制御エントリのうち、他のテーブルの参照を指示する制御エントリの参照先のテーブルを変更することにより、前記パケット処理部が参照するテーブルを切り替える構成を採ることができる。
［第４の形態］
上記したスイッチの状態変更部は、制御エントリに、前記時刻を基準とするタイムアウト値を設定することで、前記制御エントリの組み合わせを変更する構成を採ることができる。
［第５の形態］
上記したスイッチの前記状態変更部は、
前記制御エントリの組み合わせの変更に代えて、又は、前記制御エントリの組み合わせの変更に加えて、前記制御エントリに付与された優先度を変更する構成を採ることもできる。
［第６の形態］
上記したスイッチの時刻同期部は、所定のマスタ装置から受信したタイムスタンプ情報と、タイムスタンプ情報の受信時刻との差分に基づいて、時刻の補正を行う所定のプロトコルを用いて、時刻同期を行う構成を採ることができる。
［第７の形態］
（上記第２の視点による制御装置参照）
［第８の形態］
上記した制御装置が、スイッチに、指定した時刻で前記制御エントリの組み合わせが変更されるよう、指定した制御エントリへのタイムアウト値の設定を指示する構成を採ることもできる。
［第９の形態］
上記した制御装置は、上記した各形態のスイッチに、指定した時刻で前記制御エントリの組み合わせが変更されるよう、指定した制御エントリへのタイムアウト値の設定を指示する形態を採ることもできる。
［第１０の形態］
（上記第３の視点による通信システム参照）
［第１１の形態］
（上記第４の視点による通信制御方法参照）
［第１２の形態］
（上記第５の視点によるプログラム参照）
なお、上記第１０〜第１２の形態は、第１の形態と同様に、第２〜第６の形態に展開することが可能である。

なお、上記の特許文献および非特許文献の各開示を、本書に引用をもって繰り込むものとする。本発明の全開示（請求の範囲を含む）の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の開示の枠内において種々の開示要素（各請求項の各要素、各実施形態ないし実施例の各要素、各図面の各要素等を含む）の多様な組み合わせ、ないし選択（部分的削除を含む）が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。特に、本書に記載した数値範囲については、当該範囲内に含まれる任意の数値ないし小範囲が、別段の記載のない場合でも具体的に記載されているものと解釈されるべきである。

１０、１０Ａ 制御装置
１１ 時刻同期部
１２ 制御エントリ設定部
１３ 変更制御部
２０、２０Ａ、２０Ｂ スイッチ
２１ 制御エントリ保持部
２２ パケット処理部
２３ 時刻同期部
２４ 状態変更部
３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ ＥＣＵ
４０ 時刻マスタ装置
ＴＢＬ１、ＴＢＬ２、ＴＢＬ１１、ＴＢＬ１２ テーブル
９０００ コンピュータ
９０１０ ＣＰＵ
９０２０ 通信インタフェース
９０３０ メモリ
９０４０ 補助記憶装置

Claims (12)

1. 所定の制御装置により設定された制御エントリを保持する制御エントリ保持部と、
   前記制御エントリを参照して、受信パケットを処理するパケット処理部と、
   車両に搭載された機器と装置間の時刻同期を行う時刻同期部と、
   前記時刻同期された時刻を用いて、前記パケット処理部が参照する前記制御エントリの組み合わせを変更する状態変更部と、
   を備えるスイッチ。
2. 前記制御エントリ保持部は、
   前記制御エントリの組み合わせが異なる複数のテーブルを保持し、
   前記状態変更部は、前記時刻に応じて前記パケット処理部が参照するテーブルを切り替える請求項１のスイッチ。
3. 前記状態変更部は、前記制御エントリ保持部に保持されている制御エントリのうち、他のテーブルの参照を指示する制御エントリの参照先のテーブルを変更することにより、前記パケット処理部が参照するテーブルを切り替える請求項２のスイッチ。
4. 前記状態変更部は、
   前記制御エントリに、前記時刻を基準とするタイムアウト値を設定することで、前記制御エントリの組み合わせを変更する請求項１から３いずれか一のスイッチ。
5. 前記状態変更部は、
   前記制御エントリの組み合わせの変更に代えて、又は、前記制御エントリの組み合わせの変更に加えて、前記制御エントリに付与された優先度を変更する請求項１から４いずれか一のスイッチ。
6. 前記時刻同期部は、所定のマスタ装置から受信したタイムスタンプ情報と、前記タイムスタンプ情報の受信時刻との差分に基づいて、時刻の補正を行う所定のプロトコルを用いて、時刻同期を行う請求項１から５いずれか一のスイッチ。
7. 車両に搭載された機器と装置間の時刻同期を行う制御装置側時刻同期部と、
   制御対象のスイッチに対し、制御エントリを設定する制御エントリ設定部と、
   前記制御対象のスイッチに対し、前記時刻同期された時刻を指定して前記制御エントリの組み合わせの変更を指示する変更制御部と、
   を備えた制御装置。
8. 前記スイッチに、指定した時刻で前記制御エントリの組み合わせが変更されるよう、指定した制御エントリへのタイムアウト値の設定を指示する請求項７の制御装置。
9. 請求項１から６いずれか一のスイッチに対して、
   前記制御エントリの組み合わせを変更するタイミングを指示する制御装置。
10. 所定の制御装置により設定された制御エントリを保持する制御エントリ保持部と、
    前記制御エントリを参照して、受信パケットを処理するパケット処理部と、
    車両に搭載された機器と装置間の時刻同期を行う時刻同期部と、
    前記時刻同期された時刻を用いて、前記パケット処理部が参照する前記制御エントリの組み合わせを変更する状態変更部と、を備えるスイッチと、
    前記スイッチに対して、前記制御エントリの組み合わせを変更するタイミングを指示する制御装置と、
    を含む通信システム。
11. 所定の制御装置により設定された制御エントリを保持する制御エントリ保持部と、
    前記制御エントリを参照して、受信パケットを処理するパケット処理部と、を備えたスイッチが、
    車両に搭載された機器と装置間の時刻同期を行うステップと、
    前記時刻同期された時刻を用いて、前記パケット処理部が参照する前記制御エントリの組み合わせを変更するステップと、
    を含む通信制御方法。
12. 所定の制御装置により設定された制御エントリを保持する制御エントリ保持部と、
    前記制御エントリを参照して、受信パケットを処理するパケット処理部と、を備えたスイッチに搭載されたコンピュータに、
    車両に搭載された機器と装置間の時刻同期を行う処理と、
    前記時刻同期された時刻を用いて、前記パケット処理部が参照する前記制御エントリの組み合わせを変更する処理と、
    を実行させるプログラム。

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