TWI627844B

TWI627844B - 轉傳裝置及數據包轉傳方法

Info

Publication number: TWI627844B
Application number: TW106109506A
Authority: TW
Inventors: Ayako Inoue; Sachiko Taniguchi; Yusuke Sakagami; Ryusuke Kawate
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2016-10-26
Filing date: 2017-03-22
Publication date: 2018-06-21
Also published as: KR102024521B1; CN109891833B; US20190319865A1; JP6494880B2; KR20190047082A; WO2018078747A1; US11115304B2; TW201817201A; JPWO2018078747A1; CN109891833A

Abstract

本發明包括：FCS校驗部(22)，比較儲存於接收數據包中的第2碼與所算出的第1碼，且將第1比較結果予以輸出；反轉FCS校驗部(23)，比較第2碼經位元反轉後的第3碼與第1碼，且將第2比較結果予以輸出；錯誤判定部(24)，根據第1比較結果及第2比較結果，而判定接收數據包的錯誤；及FCS更新部(42)，當第2比較結果不一致時，以第1碼經位元反轉後的第4碼更新第2碼。

Description

轉傳裝置及數據包轉傳方法

本發明係關於一種轉傳數據包的轉傳裝置及數據包轉傳方法。

已有一種汽車的車內網路、工廠自動化(Factory Automation)的管理控制用網路、及列車的車內通信網路等，被作為產業用的網路。此等網路雖已各自建構了採用不同規格的網路，但已開始採用可更廉價地實現、而且對應低速至高速之廣泛的通信速度的乙太網路(Ethernet，註冊商標)規格。乙太網路已經普及至民生用，不僅機器低廉亦可高速通信。另一方面，乙太網路尚未成為可對應高可靠性及低延遲性之在產業用途上所要求之嚴格要求的規格。

在IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers，美國電機電子工程師學會)802.3br IET(Interspersing Express Traffic，散佈快遞訊務)任務編組(task force)中，已進行一種屬於可有效利用帶域之低延遲轉傳方式之IET方式的標準化活動(非專利文獻1)。在IET方式中，係由轉傳裝置以切貫(cut through)方式轉傳屬於對於延遲有嚴格要求之數據包的高速數據包(express frame)，藉此將延遲時間抑制為最小限度。當在轉傳屬於對於延遲無嚴格要求之數據包的普通數據包(normal frame)期間產生了高速數據包的轉傳要求時，轉傳裝置係中斷及分割普通數據包的轉傳而插斷轉傳高速數據包，且於高速數據包的轉傳完成之後再度開始所分割之剩餘部分之普通數據包的轉傳。至於所分割的普通數據包，則由鏈接(link by link)的對向裝置加以結合並復原。

在藉由切貫方式所進行的數據包轉傳中，轉傳裝置通常在完成傳送路徑錯誤的判定的時間點已經轉傳了數據包。因此，轉傳裝置無法進行數據包的棄置處理，而包含傳送路徑錯誤的數據包會在後段之後傳遞。此外，在藉由切貫方式所進行的數據包轉傳中，並未設想要具體指定傳送路徑錯誤產生的位置。在專利文獻1中，係揭示一種以切貫方式轉傳數據包的封包(packet)轉傳裝置，將數據包資料的CRC(Cylic Redundancy Check，循環冗餘校驗)計算結果經反轉後者予以儲存於數據包內單獨定義的DCS(Data Check Sequence，資料校驗序列)欄位(field)，當進行FCS(Frame Check Sequence，數據包校驗序列)的校驗而於數據包產生異常時，再度計算FCS並進行替換，藉此而具體指定網路內之故障產生位置的技術。

[先前技術文獻]

[專利文獻]

專利文獻1：日本特許第4308297號公報

[非專利文獻]

非專利文獻1：IEEEE 802.3br/D2.1 IET 2015年

然而，依據上述習知的技術，由於DCS欄位為單獨欄位，因此在乙太網路規格上，係將DCS欄位插入於數據包的資料區域。因此，在原本的資料長度上會增加DCS欄位程度，而會有數據包的轉傳會延遲相應於DCS欄位之增加程度的問題。

本發明係有鑑於上述問題而研創者，其目的在獲得一種在包含複數個轉傳裝置的網路中，不會使數據包的轉傳延遲，而於數據包中檢測出錯誤時，可具體指定障礙之產生位置的轉傳裝置。

為了解決上述的問題而達成目的，本發明之轉傳裝置係包括計算部，該計算部係計算屬於所接收之數據包之接收數據包之屬於數據包校驗序列碼的第1碼。此外，轉傳裝置係包括第1比較部，該第1比較部係比較儲存於接收數據包中之屬於數據包校驗序列碼的第2碼與第1碼，且將顯示所比較之2個碼為一致或不一致的第1比較結果予以輸出。此外，轉傳裝置係包括第2比較部，該第2比較部係比較第2碼之各位元經位元反轉後的第3碼與第1碼，且將顯示所比較之2個碼為一致或不一致的第2比較結果予以輸出。此外，轉傳裝置係包括錯誤判定部，該錯誤判定部係根據第1比較結果及第2比較結果而判定接收數據包之錯誤的狀態。此外，轉傳裝置係包括更新部，該更新部係當第2比較結果不一致的情形下，於將接收數據包轉傳至後段的裝置時，以第1碼的各位元經位元反轉後的第4碼來更新第2碼。

本發明之轉傳裝置係可達成在包含複數個轉傳裝置的網路中，不會使數據包的轉傳延遲，而於數據包中檢測出錯誤時，可具體指定障礙之產生位置的效果。

1~4、1a~4a‧‧‧轉傳裝置

101~104‧‧‧轉傳裝置

5、5a‧‧‧網路

6、7‧‧‧終端

11、11a‧‧‧輸入部

11-1~11-M‧‧‧輸入部

11a-1~11a-M‧‧‧輸入部

12、12a‧‧‧記憶部

13、13a‧‧‧通常延遲數據包結合緩衝器

13-1~13-M‧‧‧通常延遲數據包結合緩衝器

13a-1~13a-M‧‧‧通常延遲數據包結合緩衝器

14、14a‧‧‧開關處理部

15、15-1~15-M‧‧‧低延遲數據包輸出緩衝器

16、16-1~16-M‧‧‧通常延遲數據包輸出緩衝器

17、17-1~17-M‧‧‧輸出部

18、18-1~18-M‧‧‧低延遲數據包輸入緩衝器

21‧‧‧FCS碼計算部

22‧‧‧FCS校驗部

23‧‧‧反轉FCS校驗部

24、24a‧‧‧錯誤判定部

25、25a‧‧‧數據包識別部

31‧‧‧目的地資訊

32‧‧‧優先順位資訊

33‧‧‧連接裝置資訊

41‧‧‧輸出控制部

42‧‧‧FCS更新部

50‧‧‧數據包格式

51‧‧‧DA欄位

52‧‧‧SA欄位

53‧‧‧Type欄位

54‧‧‧DATA欄位

55‧‧‧FCS欄位

91‧‧‧CPU

92‧‧‧記憶體

93‧‧‧處理電路

100‧‧‧網路

第1圖係為顯示包含實施形態1之轉傳裝置之網路之構成例的圖。

第2圖係為顯示在包含一般的轉傳裝置之網路中產生障礙時之在各轉傳裝置之錯誤之檢測狀態之例的圖。

第3圖係為顯示實施形態1之轉傳裝置之構成例的方塊圖。

第4圖係為顯示要被實施形態1之轉傳裝置轉傳之數據包之數據包格式(format)之例的圖。

第5圖係為顯示實施形態1之轉傳裝置之數據包轉傳處理的流程圖。

第6圖係為顯示在實施形態1的網路中，於複數個傳送路徑產生障礙時之在各轉傳裝置之錯誤之檢測狀態之例的圖。

第7圖係為顯示以CPU及記憶體構成實施形態1之轉傳裝置之處理電路時之例的圖。

第8圖係為顯示以專用的硬體構成實施形態1之轉傳裝置之處理電路時之例的圖。

第9圖係為顯示實施形態2之轉傳裝置之構成例的方塊圖。

第10圖係為顯示實施形態2之轉傳裝置之數據包轉傳處理的流程圖。

第11圖係為顯示在實施形態2的網路中，包含無法利用反轉FCS碼之終端時之轉傳裝置之數據包轉傳動作之例的圖。

以下根據圖式來詳細說明本發明之實施形態的轉傳裝置及數據包轉傳方法。另外，本發明並不限定於本實施形態。

實施形態1

第1圖係為顯示包含本發明之實施形態1之轉傳裝置1至4之網路5之構成例的圖。網路5係包括轉傳裝置1至4。轉傳裝置1係當從未圖示之左側的轉傳裝置接收數據包時，即藉由IET方式，將數據包輸出，亦即轉傳至轉傳裝置2。同樣地，轉傳裝置2、3係當從左側的轉傳裝置接收數據包時，即將數據包輸出至右側的轉傳裝置。轉傳裝置4係當從左側的轉傳裝置3接收數據包時，即將數據包輸出至未圖示之右側的轉傳裝置。在網路5中，係設為在轉傳裝置1的左側及轉傳裝置4的右側，都連接有與轉傳裝置1至4相同的轉傳裝置。

在本實施形態中，無論數據包是否因為在較前段的轉傳裝置更之前的傳送階段中產生的障礙而產生了錯誤，轉傳裝置1至4都檢測在自轉傳裝置之前之傳送路徑是否產生了障礙。藉此，在網路5中，即使在複數個位置產生了障礙的情形下，也可具體指定各障礙產生位置。

在此說明在不具有本實施形態之轉傳裝置1至4之功能之具備一般的轉傳裝置的網路中，於傳送路徑產生障礙時之轉傳裝置之錯誤的檢測狀態。第2圖係為顯示在包含一般的轉傳裝置101至104的網路100中產生障礙時之在各轉傳裝置之錯誤之檢測狀態之例的圖。如第2圖所示，當在轉傳裝置101與轉傳裝置102之間的傳送路徑產生障礙時，即會在從轉傳裝置101轉傳至轉傳裝置102的數據包產生錯誤。此時，轉傳裝置102係檢測數據包的錯誤。轉傳裝置102係將檢測出錯誤的數據包直接轉傳至下一個轉傳裝置103。轉傳裝置103雖可檢測出數據包的錯誤，但無法具體指定該錯誤的原因，是來自於轉傳裝置102與轉傳裝置103之間之傳送路徑的障礙者，還是較轉傳裝置102更之前之傳送階段的障礙所傳遞而來者。此外，轉傳裝置103係將檢測出錯誤的數據包直接轉傳至下一個轉傳裝置104。當在轉傳裝置103與轉傳裝置104之間的傳送路徑產生障礙時，即會在從轉傳裝置103轉傳至轉傳裝置104的數據包產生錯誤。此時，轉傳裝置104雖可檢測出數據包的錯誤，但無法具體指定該錯誤的原因，是來自於轉傳裝置103與轉傳裝置104之間之傳送路徑的障礙者，還是較轉傳裝置103更之前之傳送階段的障礙所傳遞而來者。此外，轉傳裝置104亦無法具體指定是否在複數個傳送路徑產生了障礙。

茲說明本實施形態之轉傳裝置1至4的構成。第3圖係為顯示實施形態1之轉傳裝置1之構成例的方塊圖。由於轉傳裝置1至4係為相同的構成，因此以轉傳裝置1為例進行說明。轉傳裝置1係包括輸入部11-1至11-M、記憶部12、通常延遲數據包結合緩衝器13-1至13-M、開關(switching)處理部14、低延遲數據包輸出緩衝器15-1至15-M、通常延遲數據包輸出緩衝器16-1至16-M、及輸出部17-1至17-M。轉傳裝置1雖包括M個輸入端口(port)及M個輸出端口，但僅只是一例，輸入端口及輸出端口的數量並不限定於M個。轉傳裝置1通常包括2端口以上的複數個輸出入端口。在第3圖中，以Rx#n所示的輸入端口與以Tx#n所示的輸出端口一般而言係為1個實體端口，但輸入與輸出在實體上端口亦可分開。另外，設定1≦n≦M。

在之後的說明中，不區別輸入部11-1至11-M時，係稱為輸入部11。此外，不區別通常延遲數據包結合緩衝器13-1至13-M時，通常稱為通常延遲數據包結合緩衝器13。此外，不區別低延遲數據包輸出緩衝器15-1至15-M時，係稱為低延遲數據包輸出緩衝器15。此外，不區別通常延遲數據包輸出緩衝器16-1至16-M時，係稱為通常延遲數據包輸出緩衝器16。此外，不區別輸出部17-1至17-M時，係稱為輸出部17。另外，有時將低延遲數據包輸出緩衝器15及通常延遲數據包輸出緩衝器16統稱為輸出側緩衝器。

轉傳裝置1係依每一輸入端口包括有輸入部11、及通常延遲數據包結合緩衝器13，亦即各包括有與輸入端口之數量相同的M個。此外，轉傳裝置1係依每一輸出端口包括有低延遲數據包輸出緩衝器15、通常延遲數據包輸出緩衝器16、及輸出部17，亦即各包括有與輸出端口之數量相同的M個。

在輸入端口側的輸入部11及輸出端口側的輸出部17中，係安裝有應用了以IEEE802.3br進行標準化的IET之技術的MAC(Media Access Control，媒體存取控制)。在IET 方式中，在轉傳通常延遲數據包期間時，係中斷通常延遲數據包的轉傳並插斷轉傳低延遲數據包，藉此可進行滿足低延遲數據包之延遲要求的轉傳。在此，低延遲數據包係為被要求低延遲數據包的數據包，亦稱為高速數據包。此外，通常延遲數據包，係為較低延遲數據包容許轉傳延遲的數據包，亦稱為普通數據包。

在轉傳裝置1中，輸入部11係包括FCS碼計算部21、FCS校驗部22、反轉FCS校驗部23、錯誤判定部24、及數據包識別部25。

FCS碼計算部21係為計算屬於從前段的轉傳裝置所轉傳且在輸入端口所接收之數據包之接收數據包之數據包校驗序列碼(以下稱FCS碼)的計算部。茲將在FCS碼計算部21所計算的FCS碼設為第1碼。

第4圖係為顯示經由實施形態1之轉傳裝置1至4所轉傳之數據包之數據包格式50之例的圖。經由轉傳裝置1至4所轉傳之數據包係為低延遲數據包及通常延遲數據包，均為以乙太網路規格的數據包格式50為準者。經由轉傳裝置1至4所轉傳之數據包的數據包格式50，係由儲存有數據包之傳送對象之位址(address)的DA(Destination Address，目的地位址)欄位51、儲存有數據包之傳送對象之位址的SA(Source Address，源位址)欄位52、儲存有數據包之長度亦即數據包長度的Type欄位53、儲存有應傳送之使用者資料(user data)的DATA欄位54、及儲存有屬於用在從DA欄位51至DATA欄位54之欄位的錯誤檢測之校驗碼的FCS碼的FCS欄位55 所構成。

FCS碼計算部21係以所輸入之數據包的DA欄位51、SA欄位52、Type欄位53、及DATA欄位54為對象而計算FCS碼。

FCS校驗部22係為比較儲存於接收數據包之FCS欄位55中的FCS碼、及經由FCS碼計算部21所計算之FCS碼，且將顯示所比較的2個FCS碼為一致或不一致的比較結果予以輸出的第1比較部。茲將儲存於接收數據包之FCS欄位55中的FCS碼設為第2碼。此外，將FCS校驗部22所輸出之比較結果設為第1比較結果。

反轉FCS校驗部23係為比較儲存於接收數據包之FCS欄位55中之FCS碼之各位元經位元反轉後的反轉FCS碼、及經由FCS碼計算部21所計算之FCS碼，且將顯示所比較的2個FCS碼為一致或不一致的比較結果予以輸出的第2比較部。茲將儲存於接收數據包之FCS欄位55中的FCS碼之各位元經位元反轉後之反轉FCS碼設為第3碼。此外，將反轉FCS校驗部23所輸出之比較結果設為第2比較結果。

錯誤判定部24係根據從FCS校驗部22所輸出的第1比較結果、及從反轉FCS校驗部23所輸出的第2比較結果，而判定接收數據包之錯誤的狀態。具體而言，錯誤判定部24係當在數據包中檢測出錯誤時，判定是在前段的轉傳裝置與自轉傳裝置之間的之前的傳送路徑產生了障礙、或是在較前段的轉傳裝置更之前的傳送路徑中產生了障礙，會成為錯誤之原因的障礙位置。錯誤判定部24係將包含第2比較結果、及經由FCS碼計算部21所計算之FCS碼的錯誤判定資訊予以輸出。

數據包識別部25針對接收數據包，係根據接收數據包內之DA欄位51的傳送對象位址而參照記憶部12的目的地資訊31，而決定接收數據包的轉傳對象，亦即輸出接收數據包的輸出端口。另外，數據包識別部25亦可使用接收數據包內之SA欄位52的傳送來源位址、被賦予至接收數據包之DATA欄位54等之服務種類之資訊、VLAN(Virtual Local Area Network，虛擬區域網路)標籤(tag)、乙太網路型號等而參照記憶部12的目的地資訊31，來決定接收數據包的轉傳對象，亦即輸出接收數據包的輸出端口。

此外，數據包識別部25係根據被賦予至接收數據包內之DATA欄位54等的識別資訊而參照記憶部12的優先順位資訊32，依照接收數據包的優先順位，將接收數據包分配為低延遲數據包或通常延遲數據包，且從個別的路徑對各輸出端口輸出。所謂接收數據包內的識別資訊，係例如為服務種類的資訊、VLAN標籤、乙太網路型號等。另外，數據包識別部25亦可使用接收數據包內之DA欄位51的傳送對象位址、SA欄位52的傳送來源位址等而參照記憶部12的優先順位資訊32，依照接收數據包的優先順位，將接收數據包分配為低延遲數據包或通常延遲數據包。

記憶部12係記憶有數據包識別部25決定接收數據包的轉傳對象，亦即輸出接收數據包之輸出端口時所參照的目的地資訊31。目的地資訊31係例如為顯示儲存於接收數據包之DA欄位51中的傳送對象位址、與對應於至傳送對象位址所示之終端等之路徑之輸出端口的關係者。此外，記憶部12係記憶有數據包識別部25決定接收數據包之優先順位時所參照的優先順位資訊32。優先順位資訊32係例如為顯示儲存於接收數據包之DATA欄位54中的識別資訊、與對應於各識別資訊之優先順位的關係者。另外，在轉傳裝置1中，雖設有記憶部12以供各輸入部11-1至11-M之數據包識別部25共通參照，但僅為一例，亦可由各輸入部11-1至11-M的數據包識別部25，內部保持記憶於記憶部12之資訊的構成。

通常延遲數據包結合緩衝器13-1至13-M係進行通常延遲數據包的結合處理。通常延遲數據包結合緩衝器13-1至13-M係為以存放及轉送(store and forward)方式轉傳通常延遲數據包之通常延遲數據包用的輸入側緩衝器。所分割之通常延遲數據包的結合處理，在轉傳裝置1中，只要在輸出部17開始與藉由IET所進行低延遲數據包之輸出競合控制之前完成即可。因此，通常延遲數據包結合緩衝器13-1至13-M只要是較輸出部17更前段的位置，設置位置並無限制。因此，通常延遲數據包結合緩衝器13-1至13-M亦可為與通常延遲數據包輸出緩衝器16-1至16-M共用的構成。

開關處理部14係依照經由各輸入部11之數據包識別部25所決定的轉傳對象來分配，亦即進行開關處理。開關處理部14針對從輸入部11所輸出的低延遲數據包，係輸出至對應於轉傳對象之輸出端口的低延遲數據包輸出緩衝器15，而針對從通常延遲數據包結合緩衝器13所輸出的通常延遲數據包，則輸出至對應於轉傳對象之輸出端口的通常延遲數據包輸出緩衝器16。此外，開關處理部14係將從輸入部11所輸出之錯誤判定資訊，輸出至對應於成為所屬之數據包之輸出對象之輸出端口的輸出部17。

低延遲數據包輸出緩衝器15係蓄積在輸入端口所接收之接收數據包中的低延遲數據包。低延遲數據包輸出緩衝器15係可進行不等待1數據包程度的蓄積完成即開始數據包輸出的切貫輸出。低延遲數據包輸出緩衝器15係依據來自輸出部17的輸出指示，將低延遲數據包輸出至輸出部17。此外，低延遲數據包輸出緩衝器15係當從開關處理部14輸入了低延遲數據包時，將顯示已蓄積了低延遲數據包，亦即在轉傳裝置1中已接收了低延遲數據包的低延遲數據包接收通知，予以輸出至輸出部17。

通常延遲數據包輸出緩衝器16係蓄積在輸入端口所接收之接收數據包中的通常延遲數據包。通常延遲數據包輸出緩衝器16係當經由通常延遲數據包結合緩衝器13所結合後的通常延遲數據包被輸入時，可進行切貫輸出。如前所述，通常延遲數據包輸出緩衝器16與通常延遲數據包結合緩衝器13共用的情形下，當結合前的通常延遲數據包被輸入時，即在完成蓄積1數據包程度後進行開始輸出的存放及轉送輸出。通常延遲數據包輸出緩衝器16係依據來自輸出部17的輸出指示，將通常延遲數據包輸出至輸出部17。

輸出部17係包括輸出控制部41、及FCS更新部42。

輸出控制部41係藉由IET方式，較儲存於通常延遲數據包輸出緩衝器16中的通常延遲數據包，更優先地輸出儲存於低延遲數據包輸出緩衝器15中的低延遲數據包。輸出控制部41係於要輸出低延遲數據包時，將輸出指示通知低延遲數據包輸出緩衝器15，而於要輸出通常延遲數據包時，將輸出指示通知通常延遲數據包輸出緩衝器16。

FCS更新部42係根據從開關處理部14所取得的錯誤判定資訊，當第2比較結果不一致時，亦即前段的轉傳裝置與自轉傳裝置之間的之前的傳送路徑產生了障礙的情形下，在將屬於要輸出之低延遲數據包或通常延遲數據包的接收數據包轉傳至後段的轉傳裝置時，以經由FCS碼計算部21所計算之FCS碼之各位元經位元反轉後的反轉FCS碼，來更新儲存於接收數據包的FCS碼。茲將經由FCS碼計算部21所計算之FCS碼之各位元經位元反轉後的反轉FCS碼設為第4碼。FCS更新部42係利用在錯誤判定資訊中所含之經由FCS碼計算部21所計算的FCS碼。

接著說明轉傳裝置1中之數據包的轉傳處理。第5圖係為顯示實施形態1之轉傳裝置1之數據包轉傳處理的流程圖。

首先，在轉傳裝置1中，係從在第1圖中未圖示之前段的轉傳裝置接收數據包(步驟S1)。

在轉傳裝置1的輸入部11中，係FCS碼計算部21計算接收數據包的FCS碼(步驟S2)。

FCS校驗部22係比較儲存於接收數據包之FCS欄位55中之屬於FCS碼的第2碼、及經由FCS碼計算部21所計算之屬於FCS碼的第1碼(步驟S3)。FCS校驗部22係將第1比較結果輸出於錯誤判定部24。

反轉FCS校驗部23係比較儲存於接收數據包之FCS欄位55中之FCS碼的各位元經位元反轉後之屬於反轉FCS碼的第3碼、及經由FCS碼計算部21所計算之屬於FCS碼的第1碼(步驟S4)。反轉FCS校驗部23係將第2比較結果輸出於錯誤判定部24。另外，在輸入部11中，亦可一併同時進行步驟S3及步驟S4的處理。

錯誤判定部24係根據經由FCS校驗部22所進行的第1比較結果、及經由反轉FCS校驗部23所進行的第2比較結果，而判定接收數據包之錯誤的檢測，亦即在接收數據包中是否產生了錯誤(步驟S5)。錯誤判定部24係當FCS校驗部22的第1比較結果一致，亦即儲存於接收數據包之FCS欄位55中的FCS碼與經由FCS碼計算部21所計算之FCS碼相同時，判定為在接收數據包中並未產生錯誤。

錯誤判定部24係當藉由FCS校驗部22所進行的第1比較結果不一致，亦即儲存於接收數據包之FCS欄位55中的FCS碼與經由FCS碼計算部21所計算的FCS碼不同時，即進一步參照反轉FCS校驗部23所進行的第2比較結果。

錯誤判定部24係當藉由反轉FCS校驗部23所進行的第2比較結果一致，亦即接收數據包之反轉FCS碼與經由FCS碼計算部21所計算的FCS碼相同時，雖在接收數據包產生了錯誤，但判定為非為前段之轉傳裝置與自轉傳裝置之間的之前的傳送路徑，而是在至前段之轉傳裝置為止前的傳送階段產生了障礙。

另一方面，錯誤判定部24係當藉由反轉FCS校驗部23所進行的第2比較結果不一致，亦即接收數據包的反轉FCS碼與經由FCS碼計算部21所計算的FCS碼不同時，即判定為前段的轉傳裝置與自轉傳裝置之間的之前的傳送路徑產生了障礙。

錯誤判定部24係將第2比較結果、及包含經由FCS碼計算部21所計算之FCS碼的錯誤判定資訊，輸出至開關處理部14。另外，錯誤判定部24係當第2比較結果一致時，在錯誤判定資訊中亦可不包含經由FCS碼計算部21所計算的FCS碼。

數據包識別部25係參照記憶部12的目的地資訊31，而決定接收數據包的輸出端口(步驟S6)。此外，數據包識別部25係參照記憶部12的優先順位資訊32，而決定接收數據包的優先順位，亦即是低延遲數據包還是通常延遲數據包(步驟S7)。

數據包識別部25係當接收數據包為低延遲數據包時(步驟S8：Yes(是))，將低延遲數據包輸出至開關處理部14。數據包識別部25係接收數據包為通常延遲數據包時(步驟S8：No(否))，將通常延遲數據包輸出至通常延遲數據包結合緩衝器13。通常延遲數據包結合緩衝器13係當通常延遲數據包已被分割時結合通常延遲數據包(步驟S9)，且將結合後的通常延遲數據包輸出至開關處理部14。

開關處理部14係藉由開關處理，將接收數據包輸出至經由數據包識別部25所決定之輸出端口之所屬的輸出緩衝器(步驟S10)。具體而言，開關處理部14係將低延遲數據包輸出至經由數據包識別部25所決定之輸出端口所對應的低延遲數據包輸出緩衝器15，且將通常延遲數據包輸出至經由數據包識別部25所決定之輸出端口所對應的通常延遲數據包輸出緩衝器16。此外，開關處理部14係藉由開關處理，將錯誤判定資訊輸出至經由數據包識別部25所決定之輸出端口所對應的輸出部17。

低延遲數據包輸出緩衝器15係待機至從輸出部17的輸出控制部41有輸出指示為止(步驟S11：No)，當從輸出控制部41有輸出指示時(步驟S11：Yes)，即輸出低延遲數據包(步驟S12)。同樣地，通常延遲數據包輸出緩衝器16係待機至從輸出控制部41有輸出指示為止(步驟S11：No)，當從輸出控制部41有輸出指示時(步驟S11：Yes)，即輸出通常延遲數據包(步驟S12)。另外，在輸出控制部41中，係如前所述藉由IET方式，以較通常延遲數據包更優先輸出低延遲數據包之方式，將輸出指示通知各輸出側緩衝器而進行數據包的輸出控制。

輸出部17的FCS更新部42係根據錯誤判定資訊，當第2比較結果不一致時(步驟S13：Yes)，以經由FCS碼計算部21所計算的FCS碼之各位元經位元反轉後的反轉FCS碼，更新低延遲數據包或通常延遲數據包之FCS欄位55的FCS碼(步驟S14)。然後，輸出控制部41係從輸出端口將低延遲數據包或通常延遲數據包輸出至後段的轉傳裝置，亦即進行轉傳(步驟S15)。FCS更新部42係根據錯誤判定資訊，當第2比較結果一致時(步驟S13：No)，不更新FCS碼。此時，在輸出部17中，係省略步驟S14的處理，而輸出控制部41係從輸出端口將低延遲數據包或通常延遲數據包輸出至後段的轉傳裝置，亦即進行轉傳(步驟S15)。

第6圖係為顯示在實施形態1之網路5中，在複數個傳送路徑中產生障礙時之在各轉傳裝置1至4之錯誤之檢測狀態之例的圖。另外，在第6圖中，係以FCS=OK來表示所算出之FCS碼與所接收之數據包之FCS欄位55之FCS碼一致的情形，以FCS=NG來表示不一致的情形，以反傳FCS=OK來表示所算出之FCS碼與所接收之數據包之FCS欄位55之FCS碼之各位元經位元反轉後之反轉FCS碼一致的情形，以反傳FCS=NG來表示不一致的情形。

轉傳裝置1係由於所算出的FCS碼與所接收之數據包之FCS欄位55的FCS碼一致，因此不更新FCS欄位55的FCS碼，而將數據包直接進行轉傳。

轉傳裝置2係由於所算出的FCS碼與所接收之數據包之FCS欄位55的FCS碼不一致、所算出的FCS碼與所接收之數據包之FCS欄位55的FCS碼之各位元經位元反轉後的反轉FCS碼不一致，故判定為在之前的傳送路徑產生了障礙。轉傳裝置2係以所算出之FCS碼之各位元經位元反轉後的反轉FCS碼，更新FCS欄位55的FCS碼，並轉傳數據包。

轉傳裝置3係由於所算出之FCS碼與所接收之數據包之FCS欄位55的FCS碼不一致、所算出的FCS碼與所接收之數據包之FCS欄位55之FCS碼的各位元經位元反轉後的反轉FCS碼一致，故雖在較轉傳裝置2更之前的傳送階段中產生了障礙，但判定為在之前的傳送路徑未產生障礙。轉傳裝置3係判定為數據包的錯誤係因為較轉傳裝置2更之前的傳送階段的障礙為原因而傳遞而來者，不更新FCS欄位55的FCS碼，而將數據包直接進行轉傳。

轉傳裝置4係由於所算出的FCS碼與所接收之數據包之FCS欄位55的FCS碼不一致、所算出的FCS碼與所接收之數據包之FCS欄位55之FCS碼的各位元經位元反轉後的反轉FCS碼不一致，故判定為在之前的傳送路徑產生了障礙。轉傳裝置4係以所算出之FCS碼之各位元經位元反轉後的反轉FCS碼，更新FCS欄位55的FCS碼，並將數據包進行轉傳。

如此，各轉傳裝置1至4即可分別檢測出錯誤，而區別出錯誤的原因是之前的傳送路徑的障礙、還是傳遞而來者。藉此，在網路5中，即可偵測出錯誤的產生位置，亦即偵測出哪個轉傳裝置間的傳送路徑是原因。

接著說明轉傳裝置1至4的硬體構成。轉傳裝置1至4係為相同的構成，因此以轉傳裝置1為例進行說明。在轉傳裝置1中，輸入部11、記憶部12、通常延遲數據包結合緩衝器13、開關處理部14、低延遲數據包輸出緩衝器15、通常延遲數據包輸出緩衝器16、及輸出部17係藉由處理電路而實現。亦即，轉傳裝置1係包括處理電路，該處理電路係用以計算所接收之數據包的FCS碼，且比較所接收之數據包內的FCS碼與所算出的FCS碼，且比較所接收之數據包內之FCS碼之各位元經位元反轉後之反轉FCS碼與所算出的FCS碼，當判定為因為前段之轉傳裝置與自轉傳裝置之間的之前的傳送路徑的障礙而於數據包檢測出錯誤時，即更新數據包的FCS碼並予以輸出。處理電路係可為專用的硬體，亦可為執行儲存於記憶體的程式的CPU(Central Processing Unit，中央處理單元)及記憶體。

第7圖係為顯示以CPU及記憶體構成實施形態1之轉傳裝置1之處理電路時之例的圖。當處理電路為藉由CPU91及記憶體92構成時，轉傳裝置1的各功能係藉由軟體(software)、韌體(firmware)、或軟體與韌體的組合來實現。軟體或韌體係被記述為程式，且儲存於記憶體92。在處理電路中，係由CPU91讀取記憶於記憶體92的程式並執行，藉此而實現各功能。亦即，轉傳裝置1係包括記憶體92，該記憶體92用以儲存程式，該程式係於輸入部11、記憶部12、通常延遲數據包結合緩衝器13、開關處理部14、低延遲數據包輸出緩衝器15、通常延遲數據包輸出緩衝器16及輸出部17藉由處理電路執行時，結果將會執行計算所接收之數據包之FCS碼的步驟、比較所接收之數據包內的FCS碼與所算出FCS碼的步驟、比較所接收之數據包內之FCS碼之各位元經位元反轉後之反轉FCS碼與所算出之FCS碼的步驟、當判定為因為前段的轉傳裝置與自轉傳裝置之間的之前的傳送路徑的障礙而於數據包檢測出錯誤時，將數據包的FCS碼予以更新並輸出的步驟。此外，此等程式亦可稱為使電腦執行轉傳裝置1的程序及方法者。在此，CPU91亦可為處理裝置、運算裝置、微處理器(micro processor)、微電腦(microcomputer)、處理器(processor)、或DSP(Digital Signal Processor，數位信號處理器)等。此外，所謂記憶體92，係例如為RAM(Random Access Memory，隨機存取記憶體)、ROM(Read Only Memory，唯讀記憶體)、快取記憶體(Flash Memory)、EPROM(Erasable Programmable ROM，可抹除式可程式化ROM)、EEPROM(Electrically EPROM，電子可抹除式可程式化ROM)等之非揮發性或揮發性的半導體記憶體、磁碟、軟碟(flexible disk)、光磁碟、CD(Compact Disc)、小型磁碟(mini disc)、或DVD(Digital Versatile Disk，數位通用磁碟)等即屬之。

第8圖係為顯示由專用的硬體構成實施形態1之轉傳裝置1之處理電路時之例的圖。處理電路為專用的硬體時，第8圖所示的處理電路93，係例如為單一電路、複合電路、經程式化後的處理器、經並聯程式化後的處理器、ASIC(Application Specific Integrated Circuit，特殊應用積體電路)、FPG(Field Programmable Gate Array，現場可程式邏輯閘陣列)、或將該等組合者屬之。轉傳裝置1的各功能可按功能別以處理電路93來實現，亦可將各功能統一藉由處理電路93來實現。

另外，關於轉傳裝置1的各功能，亦可設為一部分藉由專用的硬體來實現，一部分藉由軟體或韌體來實現。如此，處理電路係可藉由專用的硬體、軟體、韌體、或此等的組合來實現上述的各功能。

綜上所述，依據本實施形態，轉傳裝置1至4係設定為計算所接收之數據包的FCS碼，且比較所接收之數據包內的FCS碼與所算出的FCS碼，此外，比較所接收之數據包內之FCS碼之各位元經位元反轉後之反轉FCS碼與所算出的FCS碼，且根據各比較結果，當判定為在前段的轉傳裝置與自轉傳裝置之間的之前的傳送路徑產生障礙而於數據包檢測出錯誤時，即更新數據包的FCS碼並予以輸出。藉此，轉傳裝置1至4係重寫FCS碼並進行轉傳，因此不插入新的資料於數據包，故不會使數據包的轉傳延遲，而在網路5中，可檢測出錯誤的產生位置，亦即哪一個轉傳裝置間的傳送路徑為原因。

實施形態2

在實施形態1中，網路5的轉傳裝置1至4均具有實施形態1中所說明的功能，亦即為可利用反轉FCS碼的裝置。在實施形態2中，係說明在網路內，包含無法利用反轉FCS碼之終端的情形。茲說明與實施形態1不同的部分。

第9圖係為顯示實施形態2之轉傳裝置1a之構成例的方塊圖。轉傳裝置1a相對於轉傳裝置1，係刪除了輸入部11-1至11-M、記憶部12、通常延遲數據包結合緩衝器13-1至13-M、及開關處理部14，而追加了輸入部11a-1至11a-M、記憶部12a、通常延遲數據包結合緩衝器13a-1至13a-M、開關處理部14a、及低延遲數據包輸入緩衝器18-1至18-M。

在之後的說明中，不區別輸入部11a-1至11a-M時，係稱為輸入部11a。此外，不區別通常延遲數據包結合緩衝器13a-1至13a-M時，係稱為通常延遲數據包結合緩衝器13a。此外，不區別低延遲數據包輸入緩衝器18-1至18-M時，係稱為低延遲數據包輸入緩衝器18。轉傳裝置1a係依每一輸入端口包括有輸入部11a、通常延遲數據包結合緩衝器13a、及低延遲數據包輸入緩衝器18，亦即各包括有與輸入端口相同的M個。

輸入部11a相對於輸入部11，係將錯誤判定部24及數據包識別部25，替換為錯誤判定部24a及數據包識別部25a者。

錯誤判定部24a係進行與錯誤判定部24相同的動作，但當接收數據包中檢測出錯誤時，亦即第1比較結果不一致時，即輸出顯示在接收數據包中已產生了錯誤的錯誤信號。

數據包識別部25a除數據包識別部25的功能外，還根據數據包內之DA欄位51的傳送對象位址而參照記憶部12a的連接裝置資訊33，來判定數據包的轉傳對象，亦即連接於要輸出數據包之輸出端口之後段的裝置，是否對應於實施形態1的處理。具體而言，數據包識別部25a係判定是否可利用儲存於接收數據包之FCS欄位55中之FCS碼的各位元經位元反轉後的反轉FCS碼。另外，數據包識別部25a亦可使用數據包內之SA欄位52之傳送對象位址、被賦予至數據包之DATA欄位54等之服務種類的資訊、VLAN標籤、乙太網路型號等而參照記憶部12a的連接裝置資訊33，來判定連接於要輸出數據包之輸出端口的裝置是否可利用反轉FCS碼。此外，數據包識別部25a係當連接於要輸出數據包之輸出端口的裝置無法利用反轉FCS碼時，即將來自錯誤判定部24a的錯誤信號，輸出至屬於數據包之輸出對象的通常延遲數據包結合緩衝器13a或低延遲數據包輸入緩衝器18。

記憶部12a係除目的地資訊31及優先順位資訊32外，還記憶有數據包識別部25a判定連接於要輸出數據包之輸出端口的裝置是否可利用反轉FCS碼時所參照的連接裝置資訊33。連接裝置資訊33係例如為顯示儲存於數據包之DA欄位51中的傳送對象位址、及以傳送對象位址所示的終端是否可利用反轉FCS碼的對應關係者。

低延遲數據包輸入緩衝器18-1至18-M係當將低延遲數據包轉傳至無法利用反轉FCS碼之後段的裝置時，以存放及轉送方式轉傳低延遲數據包，因此暫時地儲存低延遲數據包。低延遲數據包輸入緩衝器18-1至18-M係為低延遲數據包用的輸入側緩衝器。此外，低延遲數據包輸入緩衝器18-1至18-M係從輸入部11a隨同低延遲數據包一起取得錯誤信號時，不輸出低延遲數據包即予以棄置。

通常延遲數據包結合緩衝器13a-1至13a-M係除通常延遲數據包結合緩衝器13的功能外，當從輸入部11a隨同通常延遲數據包一起取得錯誤信號時，不輸出通常延遲數據包即予以棄置。通常延遲數據包結合緩衝器13a-1至13a-M係為通常延遲數據包用的輸入側緩衝器。

開關處理部14a係除開關處理部14的功能外，關於自低延遲數據包輸入緩衝器18所輸入的低延遲數據包，還輸出至對應於轉傳對象之輸出端口的低延遲數據包輸出緩衝器15。

轉傳裝置1a係當連接於數據包之轉傳對象之輸出端口的裝置，亦即後段的裝置可利用反轉FCS碼時，與實施形態1同樣地以切貫方式轉傳低延遲數據包。另一方面，轉傳裝置1a係當後段的裝置無法利用反轉FCS碼時，不同於實施形態1，藉由經由低延遲數據包輸入緩衝器18，以存放及轉送方式轉傳低延遲數據包。

接著說明轉傳裝置1a中之數據包的轉傳處理。第10圖係為顯示實施形態2之轉傳裝置1a之數據包轉傳處理的流程圖。從步驟S1至步驟S8的處理，係與第5圖所示之實施形態1的處理相同。

數據包識別部25a係當接收數據包為低延遲數據包時(步驟S8：Yes)，判定連接於低延遲數據包之輸出對象之輸出端口的裝置，是否為可利用反轉FCS碼的裝置(步驟S21)。當為可利用反轉FCS碼的裝置時(步驟S21：Yes)，數據包識別部25a即將低延遲數據包輸出至開關處理部14a。當無法利用反轉FCS碼的裝置時(步驟S21：No)，數據包識別部25a即將低延遲數據包輸出至低延遲數據包輸入緩衝器18。

低延遲數據包輸入緩衝器18係判定在低延遲數據包是否已檢測出了錯誤(步驟S22)。當未隨同低延遲數據包一起取得錯誤信號時，低延遲數據包輸入緩衝器18係判定為在低延遲數據包未被檢測出錯誤(步驟S22：No)，且將低延遲數據包輸出至開關處理部14a。當隨同低延遲數據包一起取得了錯誤信號時，低延遲數據包輸入緩衝器18即判定為在低延遲數據包已檢測出錯誤(步驟S22：Yes)，而將低延遲數據包予以棄置(步驟S23)。

此外，通常延遲數據包結合緩衝器13a係在通常延遲數據包已被分割的情形下當結合通常延遲數據包時(步驟S9)，即判定在通常延遲數據包是否有檢測出錯誤(步驟S24)。當未隨同通常延遲數據包一起取得錯誤信號時，通常延遲數據包結合緩衝器13a即判定為在通常延遲數據包未檢測出錯誤(步驟S24：No)，而將通常延遲數據包輸出至開關處理部14a。當隨同通常延遲數據包一起取得了錯誤信號時，通常延遲數據包結合緩衝器13a即判定為在通常延遲數據包中已檢測出了錯誤(步驟S24：Yes)，而將通常延遲數據包予以棄置(步驟S25)。

從步驟S10至步驟S15的處理，係與第5圖所示之實施形態1的處理相同。

如此，在轉傳裝置1a中，輸入部11a的數據包識別部25a，係當連接於已判定為低延遲數據包之數據包之轉傳對象之輸出端口的裝置為可利用反轉FCS碼的裝置時，即將低延遲數據包輸出至開關處理部14a並以切貫方式轉傳。此外，數據包識別部25a係當連接於已判定為低延遲數據包之數據包之轉傳對象之輸出端口的裝置為無法利用反轉FCS碼的裝置時，即將低延遲數據包輸出至低延遲數據包輸入緩衝器18並以存放及轉送方式進行轉傳。另外，關於通常延遲數據包，數據包識別部25a不管連接於數據包之轉傳對象之輸出端口的裝置是否為可利用反轉FCS碼，都將通常延遲數據包輸出至通常延遲數據包結合緩衝器13a並以存放及轉送方式進行轉傳。

數據包識別部25a係針對被錯誤判定部24a判定為錯誤，連接於轉傳對象之輸出端口的裝置為無法利用反轉FCS碼的裝置的數據包，與數據包一同將錯誤信號輸出至低延遲數據包輸入緩衝器18或通常延遲數據包結合緩衝器13a。低延遲數據包輸入緩衝器18係當隨同低延遲數據包一起取得了錯誤信號時，將低延遲數據包予以棄置。此外，通常延遲數據包結合緩衝器13a係當隨同通常延遲數據包一起取得了錯誤信號時，將通常延遲數據包予以棄置。

第11圖係為顯示在實施形態2的網路5a中，包含無法利用反轉FCS碼之終端6、7時之轉傳裝置1a至4a之數據包轉傳動作之例的圖。在第11圖所示的網路5a中，係於轉傳裝置1a的前段連接有無法利用反轉FCS碼的終端6，且於轉傳裝置4a的後段連接有無法利用反轉FCS碼的終端7。轉傳裝置1a至3a的動作係與第6圖所示的轉傳裝置1至3相同。亦即，轉傳裝置1a至3a係以切貫方式轉傳數據包。

轉傳裝置4a係當連接於後段的終端7為無法利用反轉FCS碼的裝置時，即使是原本應以切貫方式轉傳的低延遲數據包，也以存放及轉送方式轉傳。轉傳裝置4a係由於以存放及轉送方式轉傳低延遲數據包，因此可於在預定轉傳至終端7的低延遲數據包檢測出錯誤時，不將檢測出錯誤的低延遲數據包轉傳至終端7即予以棄置。另外，轉傳裝置4a係由於與實施形態1同樣地以存放及轉送方式轉傳通常延遲數據包，因此當在預定轉傳至終端7的通常延遲數據包檢測出錯誤時，不將已檢測出錯誤的通常延遲數據包轉傳至終端7即予以棄置。如此，轉傳裝置4a針對已檢測出錯誤的數據包係予以棄置，不轉傳至終端7。

另外，轉傳裝置1a至4a的硬體構成，係藉由與轉傳裝置1至4相同的硬體構成而實現。

綜上所述，依據本實施形態，轉傳裝置1a至4a 除實施形態1的功能外，當連接於後段的裝置為無法利用實施形態1中所說明之反轉FCS碼的裝置時，針對低延遲數據包亦以存放及轉送方式進行轉傳。藉此，轉傳裝置1a至4a除實施形態1的效果外，還可進一步在低延遲數據包及通常延遲數據包檢測出錯誤時，不轉傳數據包即予以棄置。

以上實施形態所示的構成，係顯示本發明之內容的一例，其可與其他公知的技術組合，在不脫離本發明之要旨的範圍內，亦可省略、變更構成的一部分。

Claims

一種轉傳裝置，其特徵在於包括：計算部，其係計算屬於所接收之數據包之接收數據包之屬於數據包校驗序列碼的第1碼；第1比較部，其係比較儲存於前述接收數據包中之屬於數據包校驗序列碼的第2碼與前述第1碼，且將顯示所比較之2個碼為一致或不一致的第1比較結果予以輸出；第2比較部，其係比較前述第2碼之各位元經位元反轉後的第3碼與前述第1碼，且將顯示所比較之2個碼為一致或不一致的第2比較結果予以輸出；錯誤判定部，其係根據前述第1比較結果及前述第2比較結果而判定前述接收數據包之錯誤的狀態；及更新部，其係當前述第2比較結果不一致的情形下，於將前述接收數據包轉傳至後段的裝置時，以前述第1碼的各位元經位元反轉後的第4碼來更新前述第2碼。
根據申請專利範圍第1項之轉傳裝置，其中前述錯誤判定部係當前述第1比較結果不一致而且前述第2比較結果不一致時，判定為在已輸出前述接收數據包之前段的裝置與自轉傳裝置之間的傳送路徑已產生了障礙。
根據申請專利範圍第1項之轉傳裝置，其中前述錯誤判定部係當前述第1比較結果不一致而且前述第2比較結果一致時，判定為在已輸出前述接收數據包之前段的裝置與自轉傳裝置之間的傳送路徑未產生障礙，在較前述前段的裝置更之前的傳送階段已產生了障礙。
根據申請專利範圍第1項之轉傳裝置，當包括有複數個輸入端口及輸出端口時，依每一前述輸入端口包括有前述計算部、前述第1比較部、前述第2比較部、及前述錯誤判定部，且依每一前述輸出端口包括有前述更新部。
根據申請專利範圍第1至4項中任一項之轉傳裝置，係包括：數據包識別部，其係判定前述後段的裝置是否可利用前述第3碼；及輸入側緩衝器，其係為了在前述後段的裝置無法利用第3碼時以存放及轉送方式轉傳前述接收數據包，而儲存前述接收數據包。
根據申請專利範圍第5項之轉傳裝置，其中前述錯誤判定部係當前述第1比較結果不一致時，將顯示在前述接收數據包中已產生了錯誤的錯誤信號予以輸出；前述輸入側緩衝器係當與前述接收數據包一同取得了前述錯誤信號時，將前述接收數據包予以棄置。
根據申請專利範圍第5項之轉傳裝置，當包括有複數個輸入端口時，依每一前述輸入端口包括有前述數據包識別部、及前述輸入側緩衝器。
一種數據包轉傳方法，其特徵在於包括：計算步驟，係由計算部計算屬於所接收之數據包之接收數據包之屬於數據包校驗序列碼的第1碼；第1比較步驟，係由第1比較部比較儲存於前述接收數據包中之屬於數據包校驗序列碼的第2碼與前述第1碼，且將顯示所比較之2個碼為一致或不一致的第1比較結果予以輸出；第2比較步驟，係由第2比較部比較前述第2碼之各位元經位元反轉後的第3碼與前述第1碼，且將顯示所比較之2個碼為一致或不一致的第2比較結果予以輸出；判定步驟，係由錯誤判定部根據前述第1比較結果及前述第2比較結果而判定前述接收數據包之錯誤的狀態；及更新步驟，係由更新部當前述第2比較結果不一致的情形下，於將前述接收數據包轉傳至後段的裝置時，以前述第1碼的各位元經位元反轉後的第4碼來更新前述第2碼。