CN106233670A - 中继装置以及数据传送方法 - Google Patents

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Abstract

得到一种中继装置，该中继装置能够防止通用网络中延迟抖动的发生，以高优先级且通过固定延迟来传送具有特别的优先级的帧。具有：帧判定部(2)，其基于识别符，将接收帧针对各输出端口而分配为高优先级帧和低优先级帧；固定延迟队列(3)，其使高优先级帧延迟大于或等于能够由后级装置将帧正常地接收而进行传送或者废弃的帧长、以及规定的发送间隔之和的时间而进行发送；低优先级帧储存单元，其储存低优先级帧；发送帧选择部(5)，其进行下述控制，即，在发送高优先级帧的情况下，使低优先级帧的发送中断、进行重发；以及输出控制部(7)，其基于发送帧选择部(5)的控制，选择出向后级装置发送的帧。

Description

中继装置以及数据传送方法
技术领域
本发明涉及一种中继装置以及数据传送方法。
背景技术
当前，在工业领域中，以太网(注册商标)化不断加深，在制造现场构建将PLC(Programmable Logic Controller)、逆变器、传感器等FA(Factory Automation)设备连结的通信网络即FA网络。在FA网络中，为了实现高速且高精度的动作控制，要求中继装置以恒定的延迟时间、即固定延迟来传送对延迟波动敏感的帧。作为需要以固定延迟来传送的固定延迟帧，举出在FA设备间的时刻同步中使用的帧等。
在通常的中继装置中，使用对帧整体进行累积后输出的存储&转发(store&forward)方式的传送控制方式。对于存储&转发方式，能够通过使用将传送帧按类(class)进行分类、针对各类而定义出优先级的下述非专利文献1所记载的优先级队列(PriorityQueuing)，优先地传送高优先级帧，从而缩短传送延迟时间。但是，对于存储&转发方式，即使使用前述优先级队列，也不能消除延迟抖动。其原因在于，对于存储&转发方式，在发送低优先级帧的过程中输入了高优先级帧的情况下，必须等待至低优先级帧的发送结束为止，导致高优先级帧的传送延迟时间发生波动。
在输出端口处，只要发生高优先级帧和低优先级帧的传送冲突，则由低优先级帧的最大帧长和传输速度所决定的延迟抖动可能附加于高优先级帧的传送延迟时间。因此，为了消除高优先级帧的延迟抖动，要求避免输出端口处的高优先级帧和低优先级帧的传送冲突。另外，在存在多个输入端口的解复用置中，可能发生高优先级帧彼此间的传送冲突，还要求避免高优先级帧彼此间的传送冲突。
关于降低前述的低优先级帧和高优先级帧的传送冲突时的高优先级帧的延迟抖动的技术，例如在下述专利文献1中公开了如下技术，即，中继装置在发送低优先级帧的过程中被输入了高优先级帧的情况下，通过将高优先级帧***至低优先级帧之间而进行发送，从而降低高优先级帧的延迟抖动。中继装置在通过***而发送的高优先级帧的前后附加表示***位置的控制代码而进行发送。
另外，在下述专利文献2中公开了与下述通信装置相关的技术，即，该通信装置在发生了低优先级帧和高优先级帧的传送冲突的情况下，中断低优先级帧的发送，优先地发送高优先级帧。通信装置将低优先级帧与发送并行地储存至重发缓冲器，在发送高优先级帧后重发与传送冲突相伴而中断了发送的低优先级帧。
另外，在下述专利文献3中公开了下述技术，即，通过时隙控制，与低优先级帧相比，优先地传送高优先级帧。网络装置为了以低延迟来传送按照预先决定的恒定的周期反复进行传送的高优先级帧，因此在与发送周期同步的定时以恒定的周期设置对高优先级帧进行传送的传送区间，从而以低延迟来传送高优先级帧，在除此以外的空闲时间对低优先级帧进行传送。
专利文献1：日本专利第4302014号公报
专利文献2：日本专利第5094532号公报
专利文献3：日本专利第5302559号公报
非专利文献1：Constantinos Dovrolis，et al.”A Case for RelativeDifferentiated Services and the Proportional Differentiation Model”，IEEENetwork September/October 1999，pp.26-34.
发明内容
但是，根据专利文献1，中继装置使用通用网络的标准以外的记号作为表示高优先级帧的***位置的控制代码。因此，为了在通用网络中予以利用，需要在发送侧及接收侧设置进行高优先级帧的***和提取的专用装置，不能利用在通用网络中广泛普及的设备来防止延迟抖动的发生。
另外，根据专利文献2，通信装置在没有发生与低优先级帧的传送冲突的情况下立刻传送高优先级帧，与此相对，在发生了与低优先级帧的传送冲突的情况下，需要在中断了低优先级帧的传送后空出帧间隔而传送高优先级帧。因此，虽然能够实现高优先级帧的低延迟传送，但是不能消除延迟抖动。
另外，根据专利文献3，由于网络装置在高优先级帧和低优先级帧在传送区间以外冲突的情况下以存储&转发方式进行传送，因此不能消除高优先级帧的延迟抖动。另外，由于网络装置在高优先级帧彼此的输入定时冲突的情况下以低延迟来传送能够输出的一方的帧，另一方以存储&转发方式进行传送，因此暂时对帧进行存储。因此，根据帧长的不同，会无法以帧的最小限的延迟抖动进行传送。
本发明就是鉴于上述情况而提出的，其目的在于得到一种中继装置以及数据传送方法，该中继装置以及数据传送方法能够防止通用网络中延迟抖动的发生，优先地以低延迟且以固定延迟来传送具有特别的优先级的帧。
为了解决上述课题，实现目的，本发明的特征在于，具有：判定单元，其基于接收帧内定义的识别符，将所述接收帧针对各输出端口而分配为高优先级帧和与所述高优先级帧相比优先级较低的低优先级帧；高优先级队列，其使由所述判定单元所分配的所述高优先级帧延迟大于或等于能够由后级装置将帧正常地接收而进行传送或者废弃的帧长、以及规定的发送间隔之和的时间而进行发送；低优先级帧储存单元，其储存由所述判定单元所分配的所述低优先级帧；发送帧选择单元，其进行下述控制，即，在发送所述高优先级帧时正在发送所述低优先级帧的情况下，使所述低优先级帧的发送中断、进行重发；以及输出控制单元，其基于所述发送帧选择单元的控制，选择出向所述后级装置发送的帧。
发明的效果
本发明所涉及的中继装置以及数据传送方法具有下述效果，即，能够防止通用网络中延迟抖动的发生，优先地以低延迟且以固定延迟来传送具有特别的优先级的帧。
附图说明
图1是表示实施方式1所涉及的中继装置的结构例的图。
图2是表示专利文献2所记载的通信装置中的高优先级帧的传送处理的图。
图3是表示实施方式1的中继装置中的高优先级帧的传送处理的图。
图4是表示实施方式1所涉及的中继装置的数据传送方法的流程图。
图5是表示实施方式2所涉及的中继装置的结构例的图。
图6是表示实施方式2所涉及的中继装置的高优先级帧的数据传送方法的流程图。
图7是表示实施方式2所涉及的中继装置的低优先级帧的数据传送方法的流程图。
图8是表示实施方式3所涉及的中继装置的结构例的图。
图9是表示实施方式3的中继装置中的高优先级帧彼此的输出定时冲突的情况下的传送处理的图。
图10是表示实施方式3所涉及的中继装置的数据传送方法的流程图。
图11是表示实施方式4所涉及的中继装置的结构例的图。
图12是表示实施方式4的中继装置中的高优先级帧彼此的输出定时冲突的情况下的传送处理的图。
图13是表示实施方式4所涉及的中继装置的数据传送方法的流程图。
图14是表示实施方式5的中继装置中的高优先级帧彼此的输出定时冲突的情况下先对低延迟传送的高优先级帧进行传送的传送处理的图。
图15是表示实施方式5的中继装置中的高优先级帧彼此的输出定时冲突的情况下的传送处理的图，在该传送处理中，先对固定延迟传送的高优先级帧进行传送，并且包括低优先级帧的中断以及重发。
图16是表示实施方式5所涉及的中继装置的数据传送方法的流程图。
图17是表示硬件结构的图，该硬件结构用于实现中继装置的结构。
具体实施方式
下面，基于附图，对本发明所涉及的中继装置以及数据传送方法的实施方式进行详细说明。此外，本发明不限定于本实施方式。
实施方式1
图1是表示实施方式1所涉及的中继装置1的结构例的图。中继装置1具有帧判定部2、固定延迟队列3、低优先级帧缓冲器4、发送帧选择部5、重发用缓冲器6和输出控制部7。在本实施方式中，由低优先级帧缓冲器4及重发用缓冲器6构成低优先级帧储存单元。
帧判定部2是下述判定单元，即，将在接收帧的头部(header)或者有效负载部(payload)内定义的识别符作为判断基准，将接收帧针对各输出端口分配为高优先级帧和低优先级帧。在这里，将高优先级帧设为具有特别的优先级的帧，将除此以外的帧作为低优先级帧，设为与高优先级帧相比优先级较低的帧。
固定延迟队列3是储存由帧判定部2所分配的高优先级帧，将被输入了高优先级帧这一情况通知给发送帧选择部5的高优先级队列。固定延迟队列3使高优先级帧延迟规定的时间后向输出控制部7输出。
低优先级帧缓冲器4储存由帧判定部2所分配的低优先级帧，将输出请求发送至发送帧选择部5。低优先级帧缓冲器4仅在发送帧选择部5准许了低优先级帧的输出的情况下将低优先级帧向输出控制部7及重发用缓冲器6输出。另外，低优先级帧缓冲器4在从发送帧选择部5接收到输出停止指示的情况下，继续进行向重发用缓冲器6的帧的储存，并且停止向输出控制部7的输出。此外，在中继装置1处与每个输出端口对应地具有低优先级帧缓冲器4的情况下，也可以是，低优先级帧缓冲器4具有针对多个优先级中的各个优先级的队列，通过预先设定的或者低优先级帧内储存的优先级识别信息，对低优先级帧的优先级进行识别而储存至相符的优先级的队列。
发送帧选择部5是进行下述控制的发送帧选择单元，即，在从固定延迟队列3接收到高优先级帧的输入通知的情况下，从固定延迟队列3发送高优先级帧。另外，发送帧选择部5进行下述控制，即，在未从固定延迟队列3接收到高优先级帧的输入通知、且重发用缓冲器6中未储存低优先级帧的情况下，准许来自低优先级帧缓冲器4的输出请求，从低优先级帧缓冲器4发送低优先级帧。另外，发送帧选择部5进行下述控制，即，在未从固定延迟队列3接收到高优先级帧的输入通知、且重发用缓冲器6中储存有帧的情况下，将输出请求发送至重发用缓冲器6，从重发用缓冲器6重发中断了传送的低优先级帧。
发送帧选择部5进行下述输出控制，即，在从低优先级帧缓冲器4或者重发用缓冲器6发送低优先级帧的过程中从固定延迟队列3接收到高优先级帧的输入通知的情况下，中断低优先级帧的发送。在结束了低优先级帧从输出控制部7的发送，该发送并未被中断的情况下，发送帧选择部5向重发用缓冲器6指示释放所储存的低优先级帧。
在本实施方式中，发送帧选择部5在准许低优先级帧的输出的期间从固定延迟队列3接收到高优先级帧的输入通知的情况、即发生了传送冲突的情况下，以能够由中继装置1的后级装置正常地将帧接收而进行传送或者废弃的帧长、例如64字节发送低优先级帧，进而，指示低优先级帧缓冲器4停止输出。
发送帧选择部5对输出控制部7进行控制，以使得中断了传送的低优先级帧和高优先级帧的帧间隔能够确保规定的发送间隔，具体地说，确保最小IFG(Inter Frame Gap)。
重发用缓冲器6储存从低优先级帧缓冲器4输出的低优先级帧。另外，在从发送帧选择部5接收到缓冲器释放指示的情况下，重发用缓冲器6废弃所储存的低优先级帧、即已完成重发的低优先级帧。
输出控制部7是下述输出控制单元，即，基于来自发送帧选择部5的控制的指示，选择出向后级装置发送的传送帧。
假设固定延迟队列3及重发用缓冲器6的容量是用户能够通过如下***而进行设定的结构，在该***中应用了中继装置1。在这里，在固定延迟队列3处，对大于或等于能够由中继装置1的后级装置正常地将帧接收而实施传送或者废弃的帧长、以及最小IFG之和的时间进行设定而设为固定延迟时间。
如上所述，中继装置1通过在传送冲突时中断低优先级帧的发送，从而能够以高优先级来传送具有特别的优先级的高优先级帧，即，与低优先级帧相比先传送高优先级帧。另外，不论有无传送冲突，中继装置1都使高优先级帧由固定延迟队列3以固定延迟时间进行延迟，从而能够实现固定延迟传送。
具体地说，对前述专利文献2所记载的通信装置、和本实施方式的中继装置1中的在传送低优先级帧的过程中接收到高优先级帧的情况下的传送处理的不同进行说明。
图2是表示前述专利文献2所记载的通信装置中的高优先级帧的传送处理的图。在开始低优先级帧的传送后接收到高优先级帧的情况下，通信装置立刻中断低优先级帧的发送。在该情况下，认为中断了传送的低优先级帧导致在后级装置不能正常地接收后续的高优先级帧。这是通信装置没有确保能够由后级装置正常地废弃的帧长就中断了低优先级帧的发送的情况。通信装置在传送高优先级帧后，确保最小IFG，进而，重发中断了传送的低优先级帧。
图3是表示实施方式1的中继装置1中的高优先级帧的传送处理的图。在开始低优先级帧的传送后接收到高优先级帧的情况下，中继装置1在相对于高优先级帧的传送开始时刻而确保了最小IFG的时刻中断低优先级帧的传送。固定延迟队列3通过所设定的固定延迟时间，确保中继装置1的后级装置能够正常地废弃的帧长。因此，在接收到中断了传送的低优先级帧的情况下，后级装置能够由于该中断了传送的低优先级帧是异常帧而予以废弃。中继装置1在传送高优先级帧后，确保最小IFG，进而，重发中断了传送的低优先级帧。
此外，在中继装置1中，在中断低优先级帧的传送的情况下，发送帧选择部5从高优先级帧的传送开始时刻起确保最小IFG，尽量继续进行低优先级帧的传送，但不限定于上述控制。例如，也可以是，在确认到以能够由中继装置1的后级装置正常地废弃的帧长发送了低优先级帧后，发送帧选择部5在相对于高优先级帧的传送开始时刻而确保了最小IFG的时刻之前中断低优先级帧的传送。
使用流程图对中继装置1的数据传送方法进行说明。图4是表示实施方式1所涉及的中继装置1的数据传送方法的流程图。
在中继装置1中，帧判定部2对接收帧是高优先级帧还是低优先级帧进行判定(步骤S1)。在是高优先级帧的情况下(步骤S1：高优先级帧)，帧判定部2将高优先级帧储存至固定延迟队列3(步骤S2)。发送帧选择部5在正在发送低优先级帧的情况下(步骤S3：Yes)，进行使低优先级帧的发送中断的控制(步骤S4)，在未发送低优先级帧的情况下(步骤S3：No)，省略步骤S4的处理。固定延迟队列3向发送帧选择部5就输入进行通知，直至经过固定延迟时间为止继续进行储存(步骤S5：No)，其中，该固定延迟时间所设定出的时间大于或等于能够由中继装置1的后级装置将帧正常地接收而进行传送或者废弃的帧长、以及最小IFG之和。如果经过了固定延迟时间(步骤S5：Yes)，则发送帧选择部5进行从输出控制部7发送高优先级帧的控制(步骤S6)。
在重发用缓冲器6中无低优先级帧(步骤S7：No)、低优先级帧缓冲器4中无低优先级帧的情况下(步骤S8：No)，发送帧选择部5结束处理。另一方面，在重发用缓冲器6中存在低优先级帧的情况下(步骤S7：Yes)，发送帧选择部5进行后述的步骤S17的处理，在低优先级帧缓冲器4中存在低优先级帧的情况下(步骤S8：Yes)，发送帧选择部5进行后述的步骤S12的处理。
返回步骤S1，在接收帧为低优先级帧的情况下(步骤S1：低优先级帧)，帧判定部2将低优先级帧储存至低优先级帧缓冲器4(步骤S9)。发送帧选择部5如果从低优先级帧缓冲器4接收到输出请求，则在存在高优先级帧、即从固定延迟队列3接收到输入通知的情况下(步骤S10：Yes)，不准许低优先级帧的输出请求。发送帧选择部5进行下述控制，即，在无高优先级帧，即，未从固定延迟队列3接收到输入通知(步骤S10：No)，且重发用缓冲器6中无低优先级帧的情况下(步骤S11：No)，从低优先级帧缓冲器4发送低优先级帧(步骤S12)。发送帧选择部5在从低优先级帧缓冲器4发送低优先级帧的过程中并未接收到高优先级帧的情况下(步骤S13：No)，从低优先级帧缓冲器4不中断地发送低优先级帧，结束处理(步骤S14)。
发送帧选择部5进行下述控制，即，在从低优先级帧缓冲器4发送低优先级帧的过程中接收到高优先级帧的情况下(步骤S13：Yes)，中断从低优先级帧缓冲器4进行的低优先级帧的发送，继续进行从低优先级帧缓冲器4向重发用缓冲器6的储存(步骤S15)。发送帧选择部5直至高优先级帧的发送结束为止进行等待(步骤S16：No)，在高优先级帧的发送结束后(步骤S16：Yes)，从重发用缓冲器6发送低优先级帧，从重发用缓冲器6释放已完成发送的低优先级帧(步骤S17)。此外，发送帧选择部5进行下述控制，即，在步骤S11中，在重发用缓冲器6中存在低优先级帧的情况下(步骤S11：Yes)，同样地，从重发用缓冲器6发送低优先级帧(步骤S17)。
发送帧选择部5在从重发用缓冲器6发送低优先级帧的过程中并未接收到高优先级帧的情况下(步骤S18：No)，从重发用缓冲器6不中断地发送低优先级帧，从重发用缓冲器6释放已完成发送的低优先级帧(步骤S19)，进入步骤S8。发送帧选择部5在从重发用缓冲器6发送低优先级帧的过程中接收到高优先级帧的情况下(步骤S18：Yes)，实施使从重发用缓冲器6进行的低优先级帧的发送中断的控制(步骤S20)，进入步骤S16。
如以上说明所述，根据本实施方式，中继装置1在开始低优先级帧的传送后接收到高优先级帧的情况下，在相对于高优先级帧的传送开始时刻而确保了最小IFG的时刻中断低优先级帧的传送，使高优先级帧以固定延迟时间进行延迟而发送，其中，该固定延迟时间所设定出的时间大于或等于能够由后级装置正常地废弃的帧长、以及最小IFG之和。由此，能够防止通用网络中延迟抖动的发生，以高优先级且固定延迟来传送具有特别的优先级的帧。另外，在接收到中断了传送的低优先级帧的情况下，后级装置能够将其作为异常帧而予以废弃。
实施方式2
在实施方式1中，在低优先级帧缓冲器4之外另行设置重发用缓冲器6，但并非必须独立地具备它们。在实施方式2中说明能够从低优先级帧缓冲器进行重发的情况。此外，对与实施方式1相同的结构标注同一标号，省略详细的说明。
图5是表示实施方式2所涉及的中继装置1a的结构例的图。相对于中继装置1，在中继装置1a中，删除了重发用缓冲器6，另外，将低优先级帧缓冲器4、发送帧选择部5以及输出控制部7置换为低优先级帧缓冲器4a、发送帧选择部5a以及输出控制部7a。在本实施方式中，低优先级帧缓冲器4a是低优先级帧储存单元。
低优先级帧缓冲器4a储存由帧判定部2所分配的低优先级帧，将输出请求发送至发送帧选择部5a。此时，低优先级帧缓冲器4a将表示所储存的低优先级帧的帧长的信息、即缓冲器状态通知与输出请求一起发送至发送帧选择部5a。仅在发送帧选择部5a准许了低优先级帧的输出的情况下，低优先级帧缓冲器4a将低优先级帧向输出控制部7a输出。另外，在从发送帧选择部5a接收到输出停止指示的情况下，低优先级帧缓冲器4a并非是将发送过程中的低优先级帧废弃而是以能够重发的状态将低优先级帧的数据储存起来，停止向输出控制部7a的输出。此外，在中继装置1a处与每个输出端口对应地具有低优先级帧缓冲器4a的情况下，也可以是，低优先级帧缓冲器4a针对各输出端口而具有针对多个优先级中的各个优先级的队列，通过预先设定的或者低优先级帧内储存的优先级识别信息，对低优先级帧的优先级进行识别而储存至相符的优先级的队列。
发送帧选择部5a是进行下述控制的发送帧选择单元，即，在从固定延迟队列3接收到高优先级帧的输入通知的情况下，从固定延迟队列3发送高优先级帧。另外，发送帧选择部5a进行下述控制，即，如果未从固定延迟队列3接收到高优先级帧的输入通知，或者在使高优先级帧以固定延迟时间进行等待的期间能够完成低优先级帧缓冲器4a的起始的低优先级帧的输出，则准许来自低优先级帧缓冲器4a的输出请求，从低优先级帧缓冲器4a发送低优先级帧。
发送帧选择部5a进行下述输出控制，即，在从低优先级帧缓冲器4a发送低优先级帧的过程中从固定延迟队列3接收到高优先级帧的输入通知的情况下，中断低优先级帧的发送。发送帧选择部5a进行下述控制，即，在高优先级帧的发送完成后，使中断了发送而储存于低优先级帧缓冲器4a的低优先级帧从帧的起始处起进行重发。在结束了低优先级帧从输出控制部7a的发送，该发送并未被中断的情况下，发送帧选择部5a对低优先级帧缓冲器4a指示释放所储存的低优先级帧。
在本实施方式中，发送帧选择部5a在准许低优先级帧的输出的期间从固定延迟队列3接收到高优先级帧的输入通知的情况、即发生了传送冲突的情况下，以能够由中继装置1a的后级装置将帧正常地接收而进行传送或者废弃的帧长、例如64字节发送低优先级帧，进而，指示低优先级帧缓冲器4a停止输出。
发送帧选择部5a对输出控制部7a进行控制，以使得中断了传送的低优先级帧和高优先级帧的帧间隔能够确保规定的发送间隔，具体地说，确保最小IFG。
输出控制部7a是下述输出控制单元，即，基于来自发送帧选择部5a的控制的指示，选择出向后级装置发送的传送帧。
假设固定延迟队列3及低优先级帧缓冲器4a的容量是用户能够通过如下***而进行设定的结构，在该***中应用了中继装置1a。在这里，在固定延迟队列3处，对大于或等于能够由中继装置1a的后级装置将帧正常地接收而实施传送或者废弃的帧长、以及最小IFG之和的时间进行设定而设为固定延迟时间。
如上所述，中继装置1a通过在传送冲突时中断低优先级帧的发送，从而能够以高优先级来传送具有特别的优先级的高优先级帧。另外，不论有无传送冲突，中继装置1a都使高优先级帧由固定延迟队列3以固定延迟时间进行延迟，从而能够实现固定延迟传送。
此外，在中继装置1a中，在中断低优先级帧的传送的情况下，发送帧选择部5a从高优先级帧的传送开始时刻起确保最小IFG，尽量继续进行低优先级帧的传送，但是不限定于上述控制。例如，也可以是，发送帧选择部5a在确认到以能够由中继装置1a的后级装置将帧正常地接收而进行传送或者废弃的帧长发送了低优先级帧后，在相对于高优先级帧的传送开始时刻而确保了最小IFG的时刻之前中断低优先级帧的传送。
下面，使用流程图对中继装置1a的数据传送方法进行说明。图6是表示实施方式2所涉及的中继装置1a的高优先级帧的数据传送方法的流程图。
在中继装置1a中，帧判定部2对接收帧是高优先级帧还是低优先级帧进行判定(步骤S101)。在未接收到高优先级帧的情况下(步骤S101：No)，帧判定部2直至接收到高优先级帧为止进行等待。在接收到高优先级帧的情况下(步骤S101：Yes)，帧判定部2开始将高优先级帧储存至固定延迟队列3(步骤S102)。固定延迟队列3向发送帧选择部5a就输入进行通知，直至经过固定延迟时间为止继续进行储存(步骤S103：No)，其中，该固定延迟时间所设定出的时间大于或等于能够由中继装置1a的后级装置将帧正常地接收而进行传送或者废弃的帧长、以及最小IFG之和。如果经过了固定延迟时间(步骤S103：Yes)，则发送帧选择部5a进行使高优先级帧从输出控制部7a的发送开始的控制(步骤S104)。输出控制部7a继续进行高优先级帧的发送(步骤S105：Yes)，如果高优先级帧的发送结束(步骤S105：No)，则结束发送处理。
图7是表示实施方式2所涉及的中继装置1a的低优先级帧的数据传送方法的流程图。在中继装置1a中，帧判定部2对接收帧是高优先级帧还是低优先级帧进行判定，在是低优先级帧的情况下，将低优先级帧储存至低优先级帧缓冲器4a。
在低优先级帧缓冲器4a中储存有低优先级帧(步骤S201：Yes)、不处于低优先级帧的发送过程中(步骤S202：No)、不处于高优先级帧的发送过程中的情况下(步骤S203：No)，发送帧选择部5a按照下述步骤实施低优先级帧的发送。
在处于等待发送高优先级帧的状态中的情况(步骤S204：Yes)，或者不处于等待发送高优先级帧的状态中(步骤S204：No)、但接收到高优先级帧的情况下(步骤S205：Yes)，发送帧选择部5a根据希望从低优先级帧缓冲器4a发送的起始的低优先级帧的帧长，对希望发送的低优先级帧是否能够在发送高优先级帧之前完成发送进行判断(步骤S206)。发送帧选择部5a在判断为能够完成发送的情况下(步骤S206：Yes)，进行使低优先级帧从低优先级帧缓冲器4a的发送开始的控制(步骤S207)，如果不中断地完成了低优先级帧从低优先级帧缓冲器4a的发送，则从低优先级帧缓冲器4a释放已完成发送的低优先级帧(步骤S210)，结束发送处理。
发送帧选择部5a进行下述控制，即，在未接收到高优先级帧的情况下(步骤S205：No)，使低优先级帧从低优先级帧缓冲器4a的发送开始(步骤S208)。发送帧选择部5a确认在从低优先级帧缓冲器4a发送低优先级帧的过程中(步骤S209：Yes)是否接收到高优先级帧(步骤S211)。在未接收到高优先级帧的情况下(步骤S211：No)，如果不中断地完成了低优先级帧从低优先级帧缓冲器4a的发送(步骤S209：No)，则发送帧选择部5a从低优先级帧缓冲器4a释放已完成发送的低优先级帧(步骤S210)，结束发送处理。
在接收到高优先级帧的情况下(步骤S211：Yes)，发送帧选择部5a判断正在从低优先级帧缓冲器4a发送的低优先级帧是否能够在发送高优先级帧之前完成发送(步骤S212)。在判断为正在从低优先级帧缓冲器4a发送的低优先级帧能够在发送高优先级帧之前完成发送的情况下(步骤S212：Yes)，如果不中断地完成了低优先级帧从低优先级帧缓冲器4a的发送(步骤S209：No)，则发送帧选择部5a从低优先级帧缓冲器4a释放已完成发送的低优先级帧(步骤S210)，结束发送处理。
在判断为正在从低优先级帧缓冲器4a发送的低优先级帧不能在发送高优先级帧之前完成发送的情况下(步骤S212：No)，发送帧选择部5a确认正在发送的低优先级帧是否已发送了能够由后级装置正常地废弃的长度(步骤S213)。在正在发送的低优先级帧已发送了能够由后级装置正常地接收而进行传送或者废弃的长度的情况下(步骤S213：Yes)，发送帧选择部5a中断正在从低优先级帧缓冲器4a发送的低优先级帧的发送。另外，为了进行重发，低优先级帧缓冲器4a并非是释放而是对中断了发送的低优先级帧的数据进行储存，作为重发帧进行保存(步骤S214)。然后，返回步骤S201的处理。
在正在发送的低优先级帧尚未发送出能够由后级装置正常地接收而进行传送或者废弃的长度的情况下(步骤S213：No)，直至发送出能够由后级装置正常地将帧接收而进行传送或者废弃的长度为止，发送帧选择部5a继续进行正在从低优先级帧缓冲器4a发送的低优先级帧的发送。如果发送了能够由后级装置正常地将帧接收而进行传送或者废弃的长度(步骤S213：Yes)，则发送帧选择部5a中断正在从低优先级帧缓冲器4a发送的低优先级帧的发送。另外，为了进行重发，低优先级帧缓冲器4a并非是释放而是对中断了发送的低优先级帧的数据进行储存，作为重发帧进行保存(步骤S214)。然后，返回步骤S201的处理。
在低优先级帧缓冲器4a中未储存低优先级帧的情况(步骤S201：No)、或者正在发送低优先级帧的情况(步骤S202：Yes)、或者正在发送高优先级帧的情况(步骤S203：Yes)、或者希望发送的低优先级帧在发送高优先级帧之前不能完成发送的情况下(步骤S206：No)，发送帧选择部5a返回步骤S201的处理。
此外，在本实施方式中，使用图6及图7说明了高优先级帧及低优先级帧的数据传送方法，但对于在图7的步骤S206中未设想在发送高优先级帧之前发送低优先级帧的情况，还能够对实施方式1所使用的图4的流程图进行变形来予以说明。在该情况下，在图4中删除步骤S7、S11、S17～S20。将步骤S6的后级的处理设为步骤S8，将步骤S10的后级的处理设为步骤S12，将步骤S16的后级的处理设为步骤S12。另外，在步骤S15中，删除继续从低优先级帧缓冲器4向重发用缓冲器6储存的处理。并且，在实施方式1的说明中，能够通过将中继装置1改称为中继装置1a、将低优先级帧缓冲器4改称为低优先级帧缓冲器4a、将发送帧选择部5改称为发送帧选择部5a、将输出控制部7改称为输出控制部7a来进行对应。
如以上说明所述，根据本实施方式，中继装置1a在低优先级帧缓冲器4a中储存由帧判定部2所分配的低优先级帧，另外，在中断了低优先级帧的发送的情况下，不废弃发送过程中的低优先级帧而是将低优先级帧的数据储存起来，进行保存。由此，与实施方式1相比，能够将中继装置1a的结构设为简单的结构，并且得到与实施方式1相同的效果。
实施方式3
在实施方式1、2中，说明了2端口结构的中继装置的动作，但作为一个例子，中继装置的端口数量不受限制。因此，对于具有大于或等于3个端口的中继装置，与实施方式1、2的中继装置相同的结构同样可行。在设为大于或等于3个端口的结构的情况下，针对从实施方式1、2的中继装置的帧判定部2输出的来自多个端口的输入帧，需要以使同一优先级的帧的传送不冲突的方式预先进行处理。在本实施方式中，对端口为大于或等于3个端口的中继装置中的高优先级帧的冲突控制方法进行说明。此外，对与实施方式1、2相同的结构标注同一标号，省略详细的说明。
图8是表示实施方式3所涉及的中继装置1b的结构例的图。相对于中继装置1a，在中继装置1b中，将固定延迟队列3及发送帧选择部5a置换为固定延迟队列3b及发送帧选择部5b，并且追加了选择部8及复用部9。此外，在中继装置1b中，假设以输入端口为单位来安装帧判定部2，以输出端口为单位来安装固定延迟队列3b、低优先级帧缓冲器4a、发送帧选择部5b、输出控制部7a、选择部8、以及复用部9。
帧判定部2将与各输入端口对应地接收的接收帧的头部或者有效负载部内定义的识别符、或者后述的预先设定的识别符作为判断基准，将接收帧针对各输出端口而分配为高优先级帧和低优先级帧。在这里，将高优先级帧设为具有特别的优先级的帧，将低优先级帧设为与高优先级帧相比优先级较低的帧。
选择部8是下述选择单元，即，将从多个输入端口接收到的高优先级帧的接收帧的头部或者有效负载部内定义的识别符、或者后述的预先设定的识别符作为判断基准，对接收定时重叠的高优先级帧的优先级进行判别，对冲突的高优先级帧中的、优先级最高的帧进行选择。选择部8将选择出的优先级最高的帧向固定延迟队列3b输出，废弃余下的冲突的高优先级帧。另外，选择部8将冲突判定的结果、即向固定延迟队列3b输出的优先级最高的帧的信息与输入通知一起通知给发送帧选择部5b，该输入通知表示输入了高优先级帧。此外，也可以是，选择部8不废弃余下的冲突的高优先级帧而是将其向固定延迟队列3b输出，固定延迟队列3b将余下的冲突的高优先级帧废弃。
在这里，作为帧判定部2及选择部8判断优先级时所使用的预先设定的识别符，例如存在针对各输入端口设定了优先级的情况下的识别各输入端口的识别符。通过针对各输入端口预先设定优先级，从而帧判定部2及选择部8能够根据输入端口的信息对接收帧的优先级进行判断。帧判定部2及选择部8例如将从特定的输入端口接收到的帧设为高优先级帧，将从其他输入端口接收到的帧设为低优先级帧。此外，关于预先设定的识别符，不限定于对设定了优先级的各输入端口进行识别的识别符。
固定延迟队列3b是对由选择部8选择出的高优先级帧中的优先级高的高优先级帧(以下记作高优先级帧：高)从帧的起始处起进行储存的高优先级队列。固定延迟队列3b在已经储存有与高优先级帧：高相比优先级较低的高优先级帧(以下记作高优先级帧：低)，将IFG也考虑在内时高优先级帧：高和高优先级帧：低的输出定时重叠的情况下，不输出高优先级帧：低，将高优先级帧：高以规定的时间进行延迟后向输出控制部7a输出。固定延迟队列3b废弃延迟了大于或等于规定的时间、即呈大于或等于固定延迟时间的延迟的高优先级帧：低。
复用部9进行下述控制，即，对由帧判定部2所分配的从多个输入端口接收到的低优先级帧进行复用化。
发送帧选择部5b是进行下述控制的发送帧选择单元，即，在从选择部8接收到高优先级帧的输入通知的情况下，从固定延迟队列3b发送高优先级帧。发送帧选择部5b在从选择部8接收到高优先级帧：低的输入通知后接收到输出定时冲突的高优先级帧：高的输入通知的情况下，进行仅使高优先级帧：高以固定延迟时间从固定延迟队列3b输出的控制，进行废弃输出定时冲突的高优先级帧：低的处理。即，发送帧选择部5b进行下述控制，即，基于选择部8的判别结果，以固定延迟来发送冲突的高优先级帧中优先级最高的帧，废弃余下的冲突的高优先级帧。关于高优先级帧：低的废弃处理，如前所述有时由选择部8进行，有时由固定延迟队列3b进行。在发送帧选择部5b处，准许来自低优先级帧缓冲器4a的输出请求、从低优先级帧缓冲器4a发送低优先级帧的控制是与实施方式2相同的处理。
在本实施方式中，发送帧选择部5b在接收到高优先级帧：低的输入通知后，在对应于将最小IFG与高优先级帧：低的帧长相加得到的长度的传送时间以内接收到高优先级帧：高的输入通知的情况下，必须判断为高优先级帧：低和高优先级帧：高发生了传送冲突。因此，固定延迟队列3b以大于或等于对会发生冲突的高优先级帧：低的最大帧长+最小IFG的长度的数据进行传送的时间执行固定延迟。将该固定延迟的时间设为固定延迟时间。
输出控制部7a基于来自发送帧选择部5b的控制的指示，选择出向后级装置发送的传送帧。
如上所述，中继装置1b通过使冲突的高优先级帧彼此之中希望最优先地传送的高优先级帧由固定延迟队列3b以固定延迟时间进行延迟而输出，从而能够实现固定延迟传送。
图9是表示实施方式3的中继装置1b中的高优先级帧彼此的输出定时冲突的情况下的传送处理的图。中继装置1b在开始高优先级帧：低的接收后开始高优先级帧：高的接收，将IFG也考虑在内时的输出定时冲突的情况下，废弃高优先级帧：低，仅将高优先级帧：高以固定延迟进行传送。此外，在图9中，所输入的高优先级帧为2个帧，但作为一个例子，在大于或等于3个帧的情况下也是同样的，冲突的高优先级帧中仅最高优先级的高优先级帧以固定延迟进行传送，废弃余下的冲突的高优先级帧。
使用流程图对中继装置1b的数据传送方法进行说明。图10是表示实施方式3所涉及的中继装置1b的数据传送方法的流程图。在这里，针对实施方式1的图4所示的流程图的处理，仅记载左侧的高优先级帧的处理所涉及的部分。由于低优先级帧的发送所涉及的步骤S9至S20的处理相同，因此省略记载。另外，由于高优先级帧的处理所涉及的步骤S1至S8的处理与实施方式1相同，因此省略说明。
在中继装置1b中，在步骤S4或者步骤S3：No之后，选择部8在多个高优先级帧发生传送冲突的情况下(步骤S301：Yes)，基于接收帧内定义的识别符、或者预先设定的识别符，对冲突的高优先级帧的优先级进行判别，对优先级最高的高优先级帧进行判别(步骤S302)。选择部8将优先级最高的高优先级帧向固定延迟队列3b输出。固定延迟队列3b直至经过固定延迟时间为止继续进行储存(步骤S303：No)。如果经过了固定延迟时间(步骤S303：Yes)，则发送帧选择部5b进行下述控制，即，基于选择部8的判别结果，从输出控制部7a发送冲突的高优先级帧中优先级最高的高优先级帧(步骤S304)。然后，发送帧选择部5b进行下述控制，即，废弃余下的冲突的高优先级帧(步骤S305)。
如以上说明所述，根据本实施方式，中继装置1b在从多个输入端口以向1个端口的输出发生冲突的定时接收到高优先级帧的情况下，按照高优先级帧的优先级，仅使优先级最高的高优先级帧延迟所设定的固定延迟时间而进行发送。由此，能够防止通用网络中延迟抖动的发生，以固定延迟来传送即使在具有特别的优先级的高优先级帧中也最为重要的帧。
此外，本实施方式中的中继装置1b设为像实施方式2的中继装置1a那样在低优先级侧仅具有1个低优先级帧缓冲器4a的结构，但不限定于此。对于低优先级帧缓冲器4a的部分，也可以像实施方式1的中继装置1那样由低优先级帧缓冲器4及重发用缓冲器6构成。
实施方式4
在实施方式3中，在高优先级帧的冲突控制方法中，仅使优先级最高的高优先级帧延迟所设定的固定延迟时间而进行发送，废弃冲突的余下的高优先级帧。在本实施方式中说明下述方法，即，对于冲突的余下的高优先级帧，虽然不能以固定延迟进行发送，但并不废弃而是进行发送。此外，对与实施方式1至3相同的结构标注同一标号，省略详细的说明。
图11是表示实施方式4所涉及的中继装置1c的结构例的图。相对于中继装置1b，在中继装置1c中，删除了选择部8，将固定延迟队列3b及发送帧选择部5b置换为延迟队列10及发送帧选择部5c。此外，在中继装置1c中，以输入端口为单位来安装帧判定部2，以输出端口为单位来安装延迟队列10、低优先级帧缓冲器4a、发送帧选择部5c、输出控制部7a、以及复用部9。
帧判定部2将与各输入端口对应地接收的接收帧的头部或者有效负载部内定义的识别符、或者预先设定的识别符作为判断基准，将接收帧针对各输出端口分配为高优先级帧和低优先级帧。在这里，将高优先级帧设为具有特别的优先级的帧，将低优先级帧设为与高优先级帧相比优先级较低的帧。
延迟队列10是下述高优先级队列，即，具有能够储存多个从多个输入端口接收到的高优先级帧的队列，将从多个输入端口接收到的高优先级帧的头部或者有效负载部内定义的识别符、或者预先设定的识别符作为判断基准，对高优先级帧的优先级进行判别。延迟队列10将输入通知与优先级识别信息一起通知给发送帧选择部5c，该优先级识别信息表示接收到的高优先级帧的优先级，该输入通知表示输入了高优先级帧。另外，延迟队列10将从帧判定部2接收到的从多个端口接收到的高优先级帧从帧的起始处起储存至空闲的1个队列。延迟队列10针对各输出端口同时储存多个高优先级帧，使高优先级帧以固定时间或者动态地指定的时间进行延迟。
作为对优先级进行判断的识别符，与实施方式3同样地，除帧内储存的信息以外，例如能够通过针对各输入端口预先对优先级进行设定，从而使用输入端口的信息，但是不限定于此。
发送帧选择部5c进行下述控制，即，在从延迟队列10接收到高优先级帧的优先级识别信息以及输入通知的情况下，从延迟队列10发送优先级最高的高优先级帧。发送帧选择部5c使用从延迟队列10通知的优先级和动态地变化的识别符信息来决定高优先级帧的优先级。发送帧选择部5c通过实施以固定延迟时间输出高优先级帧：高，在高优先级帧：高之后以最小IFG使高优先级帧：低进行大于或等于固定延迟时间的延迟而输出的控制，从而实施对输出定时冲突的高优先级帧：高和高优先级帧：低进行发送的处理。即，发送帧选择部5c进行下述控制，即，基于延迟队列10中的高优先级帧的优先级的判别结果、以及动态地变化的识别符信息，以固定延迟来发送冲突的高优先级帧中优先级最高的帧，使余下的冲突的高优先级帧进行大于或等于固定延迟的延迟而按照优先级从高到低的顺序进行发送。在发送帧选择部5c处，准许来自低优先级帧缓冲器4a的输出请求、从低优先级帧缓冲器4a发送低优先级帧的控制是与实施方式2相同的处理。
在这里，作为对优先级进行判断的动态地变化的识别符信息，存在高优先级帧向中继装置1c的输入定时，例如输入顺序、输入时间、帧的滞留时间等，但不限定于此。
在本实施方式中，发送帧选择部5c在接收到高优先级帧的输入通知后，在对应于将最小IFG与该高优先级帧的帧长相加得到的长度的传送时间以内接收到其他的高优先级帧的输入通知的情况下，判断为发生了传送冲突。因此，延迟队列10以大于或等于对会发生冲突、且在高优先级帧中优先级低的帧的最大帧长+最小IFG的长度的数据进行传送的时间执行固定延迟。
输出控制部7a基于来自发送帧选择部5c的控制的指示，选择出向后级装置发送的传送帧。
如上所述，中继装置1c使冲突的高优先级帧彼此之中希望最优先地传送的高优先级帧：高由延迟队列10以固定延迟时间进行延迟而输出。另外，中继装置1c通过使优先级第2高的高优先级帧：低由延迟队列10进行大于或等于固定延迟时间的延迟，在输出高优先级帧：高之后继续进行输出，从而能够实现希望最为优先的高优先级帧的固定延迟传送。
图12是表示实施方式4的中继装置1c中的高优先级帧彼此的输出定时冲突的情况下的传送处理的图。中继装置1c在开始高优先级帧：低的接收后开始高优先级帧：高的接收，将IFG也考虑在内时的输出定时冲突的情况下，使高优先级帧：低进行大于或等于固定延迟时间的延迟，仅高优先级帧：高以固定延迟进行传送。中继装置1c对高优先级帧：低不能以固定延迟时间进行传送，但并不废弃而是进行传送。
此外，在图12中，所输入的高优先级帧是2个帧，但作为一个例子，在大于或等于3个帧的情况下也是同样的，冲突的高优先级帧中仅最高优先级的高优先级帧以固定延迟进行传送，使余下的冲突的高优先级帧进行大于或等于固定延迟时间的延迟而传送。
使用流程图对中继装置1c的数据传送方法进行说明。图13是表示实施方式4所涉及的中继装置1c的数据传送方法的流程图。与实施方式3的图10同样地，对于实施方式1的图4所示的流程图的处理，仅记载左侧的高优先级帧的处理所涉及的部分。由于低优先级帧的发送所涉及的步骤S9至S20的处理相同，因此省略记载。另外，由于高优先级帧的处理所涉及的步骤S1至S8的处理与实施方式1相同，因此省略说明。但是，在步骤S2中，高优先级帧的储存目标成为针对各输出端口而同时储存多个高优先级帧、使高优先级帧以固定时间或者动态地指定的时间进行延迟的延迟队列10。
在中继装置1c中，在步骤S4或者步骤S3：No之后，延迟队列10在多个高优先级帧发生传送冲突的情况下(步骤S401：Yes)，基于接收帧内定义的识别符、或者预先设定的识别符，对冲突的高优先级帧的优先级进行判别，对优先级最高的高优先级帧进行判别(步骤S402)。延迟队列10直至经过固定延迟时间为止继续进行储存(步骤S403：No)。如果经过了固定延迟时间(步骤S403：Yes)，则发送帧选择部5c进行下述控制，即，基于延迟队列10中的高优先级帧的优先级的判别结果、以及动态地变化的识别符信息，从输出控制部7a对冲突的高优先级帧中优先级最高的高优先级帧进行发送(步骤S404)。然后，发送帧选择部5c进行下述控制，即，使余下的冲突的高优先级帧进行大于或等于固定延迟的延迟而按照优先级从高到低的顺序进行发送(步骤S405)。
如以上说明所述，根据本实施方式，中继装置1c在从多个输入端口以向1个端口的输出发生冲突的定时接收到高优先级帧的情况下，按照高优先级帧的优先级，仅使优先级最高的高优先级帧以所设定的固定延迟时间进行延迟而发送，使余下的冲突的高优先级帧进行大于或等于固定延迟时间的延迟而发送。由此，能够防止通用网络中延迟抖动的发生，以固定延迟来传送即使在具有特别的优先级的高优先级帧中也最为重要的帧，并且能够以低延迟来传送其他优先级的高优先级帧，而并非将其他优先级的高优先级帧废弃。
此外，本实施方式中的中继装置1c设为像实施方式2的中继装置1a那样在低优先侧仅具有1个低优先级帧缓冲器4a的结构，但不限定于此。对于低优先级帧缓冲器4a的部分，也可以像实施方式1的中继装置1那样由低优先级帧缓冲器4及重发用缓冲器6构成。对于下面的实施方式5也同样如此。
实施方式5
在本实施方式中，说明中继装置1c基于传送类别而进行传送的情况，该传送类别表示是以固定延迟来传送高优先级帧还是以低延迟进行传送。此外，中继装置1c的结构与实施方式4相同。
延迟队列10具有能够储存多个从多个输入端口接收到的高优先级帧的队列，将从多个输入端口接收到的高优先级帧的头部或者有效负载部内定义的识别符、或者预先设定的识别符作为判断基准，对高优先级帧的优先级、以及传送类别进行判别，该传送类别表示是以固定延迟来传送高优先级帧还是以低延迟进行传送。固定延迟传送是与实施方式4的情况相同的传送方法。低延迟传送是尽可能早地进行传送的传送方法。延迟队列10将输入通知与优先级识别信息、传送类别的信息一起通知给发送帧选择部5c，该优先级识别信息表示接收到的高优先级帧的优先级，该输入通知表示输入了高优先级帧。另外，延迟队列10将从帧判定部2接收到的从多个端口接收到的高优先级帧从帧的起始处起储存至空闲的1个队列。
作为对优先级及传送类别进行判断的识别符，与实施方式4同样地，除在帧内储存的信息以外，例如能够通过针对各输入端口预先对优先级进行设定，从而使用输入端口的信息。例如，将从特定的输入端口接收到的帧作为高优先级帧，将从其他输入端口接收到的帧作为低优先级帧。另外，将从特定的输入端口接收到的帧设为固定延迟，将从其他输入端口接收到的帧设为低延迟。此外，对优先级及传送类别进行判断的信息不限定于此。
在本实施方式中，发送帧选择部5c在确认到以能够由中继装置1c的后级装置正常地废弃的帧长发送了低优先级帧后，在相对于高优先级帧的传送开始时刻而确保了最小IFG的时刻之前中断低优先级帧的传送。
发送帧选择部5c进行下述控制，即，在从延迟队列10接收到高优先级帧的输入通知的情况下，从延迟队列10将优先级最高的高优先级帧按照该高优先级帧的传送类别以固定延迟传送或者低延迟传送进行发送。发送帧选择部5c使用从延迟队列10通知的优先级及传送类别的信息、以及动态地变化的识别符信息，决定高优先级帧的优先级以及传送类别。如果高优先级帧：高为低延迟传送，则发送帧选择部5c以按照能够发送的最短时间进行延迟的低延迟来输出，如果高优先级帧：高是固定延迟传送的帧，则发送帧选择部5c以固定延迟时间进行输出。并且，发送帧选择部5c通过在高优先级帧：高之后以最小IFG使高优先级帧：低进行低延迟或者进行大于或等于固定延迟时间的延迟而实施控制，从而实施对输出定时冲突的高优先级帧：高和高优先级帧：低进行发送的处理。即，发送帧选择部5c进行下述控制，即，基于延迟队列10中的高优先级帧的优先级及传送类别的判别结果、以及动态地变化的识别符信息，按照传送类别优先地对冲突的高优先级帧中优先级最高的帧进行发送，以优先级从高到低的顺序按照传送类别对余下的冲突的高优先级帧进行发送。此外，发送帧选择部5c在高优先级帧：高为固定延迟传送、高优先级帧：低为低延迟传送的情况下，有时也在发送高优先级帧：高之前发送高优先级帧：低。
在这里，作为对优先级及传送类别进行判断的动态地变化的识别符信息，存在高优先级帧向中继装置1c的输入定时，例如输入顺序、输入时间、帧的滞留时间等，但不限定于此。
在本实施方式中，发送帧选择部5c根据在接收到高优先级帧的输入通知之后按照传送类别来发送该高优先级帧的定时、和接收其他高优先级帧的输入通知而按照传送类别来发送该高优先级帧的定时，对发送定时是否冲突进行判断。因此，延迟队列10以大于或等于对会发生冲突、且在高优先级帧中优先级低的帧的最大帧长+最小IFG的长度的数据进行传送的时间执行固定延迟。
如上所述，中继装置1c从延迟队列10按照传送类别对冲突的高优先级帧彼此中希望最优先地传送的高优先级帧：高进行发送。另外，中继装置1c通过从延迟队列10按照传送类别来输出优先级第2高的高优先级帧：低，从而能够实现希望最为优先的高优先级帧的固定延迟传送或者低延迟传送。
图14是表示实施方式5的中继装置1c中的高优先级帧彼此的输出定时冲突的情况下先对低延迟传送的高优先级帧进行传送的传送处理的图。在开始固定延迟的高优先级帧：低的接收后开始了低延迟的高优先级帧：高的接收的情况下，中继装置1c以低延迟来传送低延迟的高优先级帧：高，使固定延迟的高优先级帧：低进行大于或等于固定延迟时间的延迟，在低延迟的高优先级帧：高之后进行传送。中继装置1c不能以固定延迟时间来传送固定延迟的高优先级帧：低，但防止了延迟抖动的发生，而且对该高优先级帧：低进行了传送而没有废弃。
图15是表示实施方式5的中继装置1c中的高优先级帧彼此的输出定时冲突的情况下的传送处理的图，在该传送处理中，先对固定延迟传送的高优先级帧进行传送，并且包括低优先级帧的中断以及重发。中继装置1c在发送低优先级帧的过程中，在按照固定延迟的高优先级帧：高、低延迟的高优先级帧：低的顺序开始了接收的情况下，中断低优先级帧的发送，以固定延迟来传送固定延迟的高优先级帧：高，然后传送低延迟的高优先级帧：低，最后重发低优先级帧。
此外，在图14及图15中，所输入的高优先级帧为2个帧，但作为一个例子，在大于或等于3个帧的情况下也同样地进行下述处理，即，在冲突的高优先级帧中，从判断为优先级最高的高优先级帧起依次最优先地进行传送。
使用流程图对中继装置1c的数据传送方法进行说明。图16是表示实施方式5所涉及的中继装置1c的数据传送方法的流程图。与实施方式4的图13同样地，针对实施方式1的图4所示的流程图的处理，仅记载左侧的高优先级帧的处理所涉及的部分。由于低优先级帧的发送所涉及的步骤S9至S20的处理相同，因此省略记载。另外，由于高优先级帧的处理所涉及的步骤S1至S8的处理与实施方式1相同，因此省略说明。另外，由于步骤S401至S402与实施方式4相同，因此省略说明。
在步骤S402之后，延迟队列10进一步基于接收帧内定义的识别符、或者预先设定的识别符，对冲突的高优先级帧的传送类别进行判别(步骤S501)。发送帧选择部5c进行下述控制，即，基于延迟队列10中的高优先级帧的优先级及传送类别的判别结果、以及动态地变化的识别符信息，从输出控制部7a对冲突的高优先级帧中优先级最高的高优先级帧按照传送类别优先地进行发送(步骤S502)。然后，发送帧选择部5c进行下述控制，即，对余下的冲突的高优先级帧以优先级从高到低的顺序按照传送类别进行发送(步骤S503)。
如以上说明所述，根据本实施方式，中继装置1c在从多个输入端口以向1个端口的输出发生冲突的定时接收到高优先级帧的情况下，按照高优先级帧的优先级对优先级最高的高优先级帧以所设定的或者动态地可变的时间进行延迟而发送。由此，对于通用网络中需要固定延迟的帧，能够防止延迟抖动的发生，并且能够以低延迟来传送高优先级帧而不废弃该高优先级帧。
在实施方式3至5中，针对高优先级帧，由于在从多个端口输入的帧输出至同一个端口等发生冲突的情况下，基于接收帧的头部或者有效负载部内定义的识别符，或者基于由预先设定的优先级所定义的识别符，在前述例子中，基于针对各输入端口而设定了优先级的情况下的识别各输入端口的识别符，对高优先级帧中的优先级进行识别，以固定延迟或者低延迟来传送优先级更高的帧，因此中继装置具有大于或等于1个延迟队列。中继装置通过控制向各帧施加的延迟量、或者在冲突的情况下废弃一方，从而还对低优先级帧的输出进行控制，并且针对高优先级帧的冲突也对输出进行控制。由此，即使在高优先级帧彼此的输出发生了冲突的情况下，也能够以固定延迟来传送优先级最高的帧，或者，通过进行作为对象的高优先级帧的发送顺序控制，从而能够以低延迟或者固定延迟中的最适合的延迟来传送重要的帧。
下面，对硬件结构进行说明，该硬件结构用于实现图1、5、8、11所示的中继装置的各结构。在中继装置中，帧判定部2是帧判定电路，固定延迟队列3、3b、低优先级帧缓冲器4、4a、重发用缓冲器6、延迟队列10是存储器，发送帧选择部5、5a、5b、5c是发送帧选择电路，输出控制部7、7a是输出控制电路，选择部8是选择电路，复用部9是复用电路。此外，在图1、5、8、11所示的中继装置中，一部分的结构也可以由软件构成。图17是表示硬件结构的图，该硬件结构用于实现中继装置1、1a、1b、1c的结构。在中继装置1、1a、1b、1c中，一部分的结构是通过由处理器91执行存储器92存储的用于各结构的程序来实现的，与发送器93及接收器94一起实现中继装置1、1a、1b、1c。处理器91、存储器92、发送器93以及接收器94通过***总线95而连接。也可以是，多个处理器91及多个存储器92进行协同而执行图1、5、8、11所示的各结构的功能。
以上的实施方式所示的结构表示本发明的内容的一个例子，还能够与其他公知技术进行组合，在不脱离本发明的主旨的范围，还能够对结构的一部分进行省略、变更。
如上所述，本发明所涉及的中继装置以及数据传送方法对于无线通信是有用的，特别地，适合于FA网络。
标号的说明
1、1a、1b、1c中继装置，2帧判定部，3、3b固定延迟队列，4、4a低优先级帧缓冲器，5、5a、5b、5c发送帧选择部，6重发用缓冲器，7、7a输出控制部，8选择部，9复用部，10延迟队列。

Claims (24)

1.一种中继装置，其特征在于，具有：
判定单元，其基于接收帧内定义的识别符，将所述接收帧针对各输出端口而分配为高优先级帧和与所述高优先级帧相比优先级较低的低优先级帧；
高优先级队列，其使由所述判定单元所分配的所述高优先级帧延迟大于或等于能够由后级装置将帧正常地接收而进行传送或者废弃的帧长、以及规定的发送间隔之和的时间而进行发送；
低优先级帧储存单元，其储存由所述判定单元所分配的所述低优先级帧；
发送帧选择单元，其进行下述控制，即，在发送所述高优先级帧时正在发送所述低优先级帧的情况下，使所述低优先级帧的发送中断、进行重发；以及
输出控制单元，其基于所述发送帧选择单元的控制，选择出向所述后级装置发送的帧。
2.根据权利要求1所述的中继装置，其特征在于，
所述低优先级帧储存单元具有：
低优先级帧缓冲器，其储存由所述判定单元所分配的所述低优先级帧；以及
重发用缓冲器，其储存从所述低优先级帧缓冲器输出的所述低优先级帧，
所述发送帧选择单元进行下述控制，即，在发送所述高优先级帧时正在从所述低优先级帧缓冲器发送所述低优先级帧的情况下，继续进行所述低优先级帧向所述重发用缓冲器的储存，并且使所述低优先级帧的发送中断。
3.根据权利要求2所述的中继装置，其特征在于，
所述发送帧选择单元进行下述控制，即，在所述高优先级帧的发送完成后，将发送被中断而储存于所述重发用缓冲器的所述低优先级帧从帧的起始处起进行重发。
4.根据权利要求3所述的中继装置，其特征在于，
所述发送帧选择单元在所述重发用缓冲器所储存的所述低优先级帧的发送完成后，指示进行所述重发用缓冲器所储存的所述低优先级帧的释放。
5.根据权利要求1所述的中继装置，其特征在于，
所述低优先级帧储存单元是低优先级帧缓冲器，该低优先级帧缓冲器储存由所述判定单元所分配的所述低优先级帧，直至所述低优先级帧的发送完成为止储存所述低优先级帧的数据而能够进行重发，
所述发送帧选择单元进行下述控制，即，在发送所述高优先级帧时正在从所述低优先级帧缓冲器发送所述低优先级帧的情况下，使所述低优先级帧的发送中断。
6.根据权利要求5所述的中继装置，其特征在于，
所述发送帧选择单元进行下述控制，即，在所述高优先级帧的发送完成后，将发送被中断而储存于所述低优先级帧缓冲器的所述低优先级帧从帧的起始处起进行重发。
7.根据权利要求6所述的中继装置，其特征在于，
所述发送帧选择单元在所述低优先级帧缓冲器所储存的所述低优先级帧的发送完成后，指示进行所述低优先级帧缓冲器所储存的所述低优先级帧的释放。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的中继装置，其特征在于，
所述发送帧选择单元进行下述控制，即，在所述低优先级帧和所述高优先级帧的传送冲突时，确认到所述低优先级帧发送了大于或等于能够由所述后级装置将帧正常地接收而进行传送或者废弃的帧长后，使所述低优先级帧的发送中断。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的中继装置，其特征在于，
具有选择单元，在多个所述高优先级帧的传送冲突时，该选择单元基于所述接收帧内定义的识别符、或者预先设定的识别符，对冲突的高优先级帧的优先级进行判别，
所述发送帧选择单元进行下述控制，即，基于所述选择单元的判别结果，以固定延迟来发送所述冲突的高优先级帧中优先级最高的帧，废弃余下的冲突的高优先级帧。
10.根据权利要求1至8中任一项所述的中继装置，其特征在于，
所述高优先级队列进一步针对各输出端口而储存多个高优先级帧，使高优先级帧以固定时间或者动态地指定的时间进行延迟。
11.根据权利要求10所述的中继装置，其特征在于，
在多个所述高优先级帧的传送冲突时，所述高优先级队列基于所述接收帧内定义的识别符、或者预先设定的识别符，对冲突的高优先级帧的优先级进行判别，
所述发送帧选择单元进行下述控制，即，基于所述高优先级队列中的所述高优先级帧的优先级的判别结果、以及动态地变化的识别符信息，以固定延迟来发送所述冲突的高优先级帧中优先级最高的帧，使余下的冲突的高优先级帧进行大于或等于固定延迟的延迟而以优先级从高到低的顺序进行发送。
12.根据权利要求10所述的中继装置，其特征在于，
在多个所述高优先级帧的传送冲突时，所述高优先级队列基于所述接收帧内定义的识别符、或者预先设定的识别符，对冲突的高优先级帧的优先级及传送类别进行判别，
所述发送帧选择单元进行下述控制，即，基于所述高优先级队列中的所述高优先级帧的优先级及传送类别的判别结果、以及动态地变化的识别符信息，按照传送类别优先地发送所述冲突的高优先级帧中优先级最高的帧，以优先级从高到低的顺序按照传送类别来发送余下的冲突的高优先级帧。
13.一种数据传送方法，其是中继装置的数据传送方法，
该数据传送方法的特征在于，包含：
判定步骤，基于接收帧内定义的识别符，将所述接收帧针对各输出端口而分配为高优先级帧和与所述高优先级帧相比优先级较低的低优先级帧；
高优先级帧储存步骤，将由所述判定步骤所分配的所述高优先级帧储存至高优先级队列，该高优先级队列使高优先级帧延迟大于或等于能够由后级装置将帧正常地接收而进行传送或者废弃的帧长、以及规定的发送间隔之和的时间而进行发送；
低优先级帧储存步骤，将由所述判定步骤所分配的所述低优先级帧储存至低优先级帧储存单元；
发送帧选择步骤，进行下述控制，即，在发送所述高优先级帧时正在发送所述低优先级帧的情况下，使所述低优先级帧的发送中断、进行重发；以及
输出控制步骤，基于所述发送帧选择步骤中的控制，选择出向所述后级装置发送的帧。
14.根据权利要求13所述的数据传送方法，其特征在于，
在所述低优先级帧储存单元由低优先级帧缓冲器及重发用缓冲器构成、在所述低优先级帧储存步骤中所述低优先级帧被储存至所述低优先级帧缓冲器的情况下，
所述数据传送方法包含：重发用缓冲器储存步骤，将从所述低优先级帧缓冲器输出的所述低优先级帧储存至重发用缓冲器，
在所述发送帧选择步骤中进行下述控制，即，在发送所述高优先级帧时正在从所述低优先级帧缓冲器发送所述低优先级帧的情况下，继续进行所述低优先级帧向所述重发用缓冲器的储存，并且使所述低优先级帧的发送中断。
15.根据权利要求14所述的数据传送方法，其特征在于，
在所述发送帧选择步骤中进行下述控制，即，在所述高优先级帧的发送完成后，将发送被中断而储存于所述重发用缓冲器的所述低优先级帧从帧的起始处起进行重发。
16.根据权利要求15所述的数据传送方法，其特征在于，
在所述发送帧选择步骤中，在所述重发用缓冲器所储存的所述低优先级帧的发送完成后，指示进行所述重发用缓冲器所储存的所述低优先级帧的释放。
17.根据权利要求13所述的数据传送方法，其特征在于，
在所述低优先级帧储存步骤中，将所述判定步骤所分配的所述低优先级帧储存至作为所述低优先级帧储存单元的低优先级帧缓冲器，直至所述低优先级帧的发送完成为止储存所述低优先级帧的数据而设为能够进行重发的状态，
在所述发送帧选择步骤中进行下述控制，即，在发送所述高优先级帧时正在从所述低优先级帧缓冲器发送所述低优先级帧的情况下，使所述低优先级帧的发送中断。
18.根据权利要求17所述的数据传送方法，其特征在于，
在所述发送帧选择步骤中进行下述控制，即，在所述高优先级帧的发送完成后，将发送被中断而储存于所述低优先级帧缓冲器的所述低优先级帧从帧的起始处起进行重发。
19.根据权利要求18所述的数据传送方法，其特征在于，
在所述发送帧选择步骤中，在所述低优先级帧缓冲器所储存的所述低优先级帧的发送完成后，指示进行所述低优先级帧缓冲器所储存的所述低优先级帧的释放。
20.根据权利要求13至19中任一项所述的数据传送方法，其特征在于，
在所述发送帧选择步骤中进行下述控制，即，在所述低优先级帧和所述高优先级帧的传送冲突时，确认到所述低优先级帧发送了大于或等于能够由所述后级装置正常地废弃的帧长后，使所述低优先级帧的发送中断。
21.根据权利要求13至20中任一项所述的数据传送方法，其特征在于，
包含：判别步骤，在多个所述高优先级帧的传送冲突时，基于所述接收帧内定义的识别符、或者预先设定的识别符，对冲突的高优先级帧的优先级进行判别，
在所述发送帧选择步骤中，基于所述判别步骤中的判别结果，以固定延迟来发送所述冲突的高优先级帧中优先级最高的帧，废弃余下的冲突的高优先级帧。
22.根据权利要求13至20中任一项所述的数据传送方法，其特征在于，
在所述高优先级帧储存步骤中，进一步针对各输出端口而储存多个高优先级帧，使高优先级帧以固定时间或者动态地指定的时间进行延迟。
23.根据权利要求22所述的数据传送方法，其特征在于，
包含：判别步骤，在多个所述高优先级帧的传送冲突时，基于所述接收帧内定义的识别符、或者预先设定的识别符，对冲突的高优先级帧的优先级进行判别，
在所述发送帧选择步骤中进行下述控制，即，基于所述高优先级队列中的所述高优先级帧的优先级的判别结果、以及动态地变化的识别符信息，以固定延迟来发送所述冲突的高优先级帧中优先级最高的帧，使余下的冲突的高优先级帧进行大于或等于固定延迟的延迟而以优先级从高到低的顺序进行发送。
24.根据权利要求22所述的数据传送方法，其特征在于，
包含：判别步骤，在多个所述高优先级帧的传送冲突时，基于所述接收帧内定义的识别符、或者预先设定的识别符，对冲突的高优先级帧的优先级及传送类别进行判别，
在所述发送帧选择步骤中进行下述控制，即，基于所述高优先级队列中的所述高优先级帧的优先级及传送类别的判别结果、以及动态地变化的识别符信息，按照传送类别来优先地发送所述冲突的高优先级帧中优先级最高的帧，以优先级从高到低的顺序按照传送类别来发送余下的冲突的高优先级帧。
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