JP6583029B2 - 中継装置 - Google Patents

Description

本発明は、通信ネットワークを構成する中継装置に関する。

例えばイーサネットのネットワークにおいて、複数の中継装置としてのイーサネットスイッチ（以下、スイッチ）をリング状に接続すれば、リング型トポロジが形成される。そのリング型トポロジの場合、複数のスイッチは、各スイッチのポートのうちの２つが、他のスイッチのポートに接続されることにより、リング状に接続される。そして、各スイッチの間には、２つの通信経路が構成される。なお、イーサネットは登録商標である。

具体例を挙げると、何れかのスイッチのポートのうち、リング状接続に使用された２つのポート（以下、リングポート）とは別のポート（以下、通常ポート）に接続されている装置Ａから、他のスイッチの通常ポートに接続されている装置Ｂを宛先とするフレームが送信されたとする。その場合、上記何れかのスイッチは、装置Ａが送信したフレームを通常ポートから受信することとなる。そして、そのスイッチが、装置Ａからのフレームを、当該スイッチの２つのリングポートから送信すれば、そのフレームは上記他のスイッチのリングポートの各々に入力される。よって、上記他のスイッチは、リングポートの各々から受信したフレームの何れか一方を、当該スイッチの通常ポートから装置Ｂに送信することができる。このことは、何れかのスイッチの通常ポートに接続されている装置と、他のスイッチの通常ポートに接続されている装置との間に、２つの通信経路が存在するということでもある。

一方、例えば特許文献１には、ノード間のフレーム転送を、予め定められた最短ルートで実施する思想が記載されている。

特表２０１０−５０９８２５号公報

イーサネットでリング型トポロジを形成した場合には、２つの通信経路を用いて同一のフレームを送信するか、１つの通信経路を用いてフレームを送信するかの何れかであるため、フレームの送信に要する時間は、１つの通信経路における通信速度に依存する。

本発明は、こうした問題に鑑みてなされたものであり、フレームの送信に要する時間を短縮することを目的とする。

本発明の中継装置（５１，５２，５３，５４）が用いられる通信ネットワーク（１）は、複数のポート（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４）と、アドレステーブル（７１）と、通信制御部（７３）とを有する複数の中継装置（５１，５２，５３，５４）を備える。通信ネットワークは、複数の中継装置がそれぞれ、自身の複数のポートのうちの２つである特定ポート（Ｐ１，Ｐ２）が、他の中継装置の特定ポートに接続されることにより、リング状に接続される。

本発明の中継装置は、通信ネットワークにおいて、複数の中継装置のそれぞれとして用いられる。
複数のポートは、フレームを送受信するためのものである。アドレステーブルは、複数のポートのそれぞれについて、ポートの先に接続されている接続装置（１５〜２２）のアドレスが登録されるものである。通信制御部は、複数のポートの何れかからフレームが受信されると、ポートのうち、フレームが受信されたポート以外のポートであって、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アドレステーブルにおいて登録されているポートを、受信されたフレームの転送先として決定する。そして通信制御部は、受信されたフレームを、転送先として決定したポートから送信する。

そして本発明の中継装置は、分割部（Ｓ５０）と、フレーム生成部（Ｓ７０）と、分配部（Ｓ８０）と、送信部（Ｓ９０）とを備える。
分割部は、特定ポートではないポートである通常ポートに接続されている接続装置からフレームを受信すると、フレームのデータ領域に格納されているデータを複数に分割する。

フレーム生成部は、分割部により分割された後のデータを複数の分割データとして、複数の分割データのそれぞれについて、分割データがデータ領域に格納されたフレームである分割フレームを生成する。

分配部は、フレーム生成部により生成された複数の分割フレームのそれぞれについて、分割フレームの転送先を、２つの特定ポートのうちの何れか一方に決定することにより、複数の分割フレームの転送先を、２つの特定ポートに分配する。

送信部は、複数の分割フレームのそれぞれについて、分配部により決定された特定ポートから分割フレームを送信する。
このように構成された本発明の中継装置は、２つの特定ポートのうちの一方の特定ポートを起点として宛先アドレスへ至る第１通信経路と、他方の特定ポートを起点として宛先アドレスへ至る第２通信経路との両方で、複数の分割フレームを分配して送信する。これにより、１つの通信経路における送信データ量を低減することができる。このため、本発明の中継装置は、フレームを宛先アドレスへ送信するために要する時間を短縮することができる。

なお、この欄および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。

通信ネットワーク１の構成を示すブロック図である。 イーサネットフレームの構成を示す説明図である。 ＭＡＣアドレステーブルの一例を説明する第１の説明図である。 ＭＡＣアドレステーブルの一例を説明する第２の説明図である。 送信処理を示すフローチャートである。 受信処理を示すフローチャートである。

以下に本発明の実施形態を図面とともに説明する。
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、図１に示すように、電子制御装置（以下、ＥＣＵ）１１〜２２と、通信線３１〜４２とを備える。ＥＣＵは、Electronic Control Unitの略である。

ＥＣＵ１１，１２，１３，１４はそれぞれ、イーサネットスイッチ５１，５２，５３，５４を備える。イーサネットスイッチ５１〜５４は、他のＥＣＵ１５〜２２間の通信を中継する中継装置として機能するネットワークスイッチである。さらにＥＣＵ１１，１２，１３，１４はそれぞれ、マイクロコンピュータ（以下、マイコン）６１，６２，６３，６４を備える。マイコン６１〜６４は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等を備える。マイコン６１〜６４の各種機能は、ＣＰＵが非遷移的実体的記録媒体に格納されたプログラムを実行することにより実現される。この例では、ＲＯＭが、プログラムを格納した非遷移的実体的記録媒体に該当する。また、このプログラムの実行により、プログラムに対応する方法が実行される。なお、ＥＣＵ１１〜１４を構成するマイコンの数は１つでも複数でもよい。

スイッチ５１〜５４は、例えばレイヤ２スイッチであり、イーサネット規格に従った中継のための通信を行う。このため、スイッチ５１は、フレームを送受信するためのポートＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４と、ＭＡＣアドレステーブル７１と、イーサネット規格に従った中継のための通信処理を行う通信制御部７３とを備える。スイッチ５２，５３，５４は、スイッチ５１と同様に、ポートＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４と、ＭＡＣアドレステーブル７１と、通信制御部７３とを備える。なお、スイッチ５１〜５４の動作は、通信制御部７３によって実現される動作である。

通信ネットワーク１では、ＥＣＵ１１のスイッチ５１のポートＰ１と、ＥＣＵ１２のスイッチ５２のポートＰ１とが、通信線３１で接続されており、ＥＣＵ１２のスイッチ５２のポートＰ２と、ＥＣＵ１３のスイッチ５３のポートＰ１とが、通信線３２で接続されている。さらに、ＥＣＵ１３のスイッチ５３のポートＰ２と、ＥＣＵ１４のスイッチ５４のポートＰ２とが、通信線３３で接続されており、ＥＣＵ１４のスイッチ５４のポートＰ１と、ＥＣＵ１１のスイッチ５１のポートＰ２とが、通信線３４で接続されている。

そして、ＥＣＵ１１のスイッチ５１のポートＰ３，Ｐ４には、通信線３５，３６を介してＥＣＵ１５，１６がそれぞれ接続されており、ＥＣＵ１２のスイッチ５２のポートＰ３，Ｐ４には、通信線３７，３８を介してＥＣＵ１７，１８がそれぞれ接続されている。また、ＥＣＵ１３のスイッチ５３のポートＰ３，Ｐ４には、通信線３９，４０を介してＥＣＵ１９，２０がそれぞれ接続されており、ＥＣＵ１４のスイッチ５４のポートＰ３，Ｐ４には、通信線４１，４２を介してＥＣＵ２１，２２がそれぞれ接続されている。

つまり、スイッチ５１〜５４は、各スイッチのポートＰ１，Ｐ２が、他のスイッチのポートＰ１，Ｐ２に接続されることで、リング状に接続されている。リング状とは、ループ状のことでもある。そして、スイッチ５１〜５４のポートＰ１〜Ｐ４のうち、リング状接続に使用されていないポートＰ３，Ｐ４には、通信ノードとしてのＥＣＵ１５〜２２が接続されている。

このため、スイッチ５１〜５４間の通信経路としては、例えばスイッチ５１を起点とすると、スイッチ５１からスイッチ５２への方向である左回りの通信経路と、スイッチ５１からスイッチ５４への方向である右回りの通信経路とが存在することとなる。そして、この２つの通信経路は、ＥＣＵ１５〜２２のうち、異なるスイッチ５１〜５４に接続されているＥＣＵ間の通信について、２つの通信経路として機能することができる。

なお、以下の説明においては、スイッチ５１〜５４のポートＰ１〜Ｐ４のうち、リング状接続に用いられているポートＰ１，Ｐ２を、リングポートともいう。また、リングポートではないポート（すなわち、リング状接続に使用されていないポート）Ｐ３，Ｐ４を、通常ポートともいう。

通信ネットワーク１において通信されるフレームは、例えば、図２に示すように、プリアンブル領域、宛先ＭＡＣアドレス領域、送信元ＭＡＣアドレス領域、ＶＬＡＮタグ領域、タイプ領域、データ領域およびＦＣＳ領域の各領域を備える。ＭＡＣは、Media Access Controlの略である。ＶＬＡＮは、Virtual Local Area Networkの略である。ＦＣＳは、Frame Check Sequenceの略である。

宛先ＭＡＣアドレス領域は、フレームの宛先装置のＭＡＣアドレス（以下、宛先ＭＡＣアドレス）を格納する。送信元ＭＡＣアドレス領域は、フレームの送信元装置のＭＡＣアドレス（以下、送信元ＭＡＣアドレス）である。

ＶＬＡＮタグ領域のうち、前半２バイトの領域には、ＴＰＩＤが配置され、後半２バイトの領域には、ＴＣＩが配置される。ＴＣＩとしては、３ビットのＰＣＰと、１ビットのＣＦＩと、１２ビットのＶＩＤとがある。本実施形態では、ＶＬＡＮタグ領域のうち、例えばＶＩＤを、後述の分配識別情報を格納する領域として使用する。なお、ＴＰＩＤは、Tag Protocol Identifierの略である。ＴＣＩは、Tag Control Informationの略である。ＰＣＰは、Priority Code Pointの略である。ＣＦＩは、Canonical Format Indicatorの略である。ＶＩＤは、VLAN Identifierの略である。

一方、各スイッチ５１〜５４のＭＡＣアドレステーブル７１には、そのスイッチにおける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ＭＡＣアドレスが登録される。なお、ＥＣＵに付した符号としての数字を「ｎ」とすると、以下の説明と図３と図４では、ＥＣＵｎのＭＡＣアドレスを「ＡＤｎ」と記載している。

例えば、図３に示すように、スイッチ５１のＭＡＣアドレステーブル７１では、通常ポートＰ３については、ＥＣＵ１５のＭＡＣアドレスである「ＡＤ１５」が登録され、通常ポートＰ４に対しては、ＥＣＵ１６のＭＡＣアドレスである「ＡＤ１６」が登録される。そして、リングポートＰ１，Ｐ２の各々については、他のスイッチ５２〜５４の通常ポートＰ３，Ｐ４に接続されているＥＣＵ１７〜２２のＭＡＣアドレスである「ＡＤ１７」〜「ＡＤ２２」が登録される。スイッチ５１のリングポートＰ１，Ｐ２の先には、他のスイッチ５２〜５４を介してＥＣＵ１７〜２２が接続されていることになるからである。

また例えば、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、通常ポートＰ３に対しては、ＥＣＵ１７のＭＡＣアドレスである「ＡＤ１７」が登録され、通常ポートＰ４に対しては、ＥＣＵ１８のＭＡＣアドレスである「ＡＤ１８」が登録される。そして、リングポートＰ１，Ｐ２の各々に対しては、他のスイッチ５１，５３，５４の通常ポートＰ３，Ｐ４に接続されているＥＣＵ１５，１６，１９〜２２のＭＡＣアドレスである「ＡＤ１５」，「ＡＤ１６」，「ＡＤ１９」〜「ＡＤ２２」が登録される。

さらに、各スイッチ５１〜５４のＭＡＣアドレステーブル７１において、リングポートＰ１，Ｐ２の各々については、ＭＡＣアドレスに対する付加情報として、ホップ数も登録される。ホップ数は、スイッチのリングポートから送信されるフレームが、宛先ＥＣＵに到達するまでに経由する他のスイッチの数を示す情報である。なお、この場合の宛先ＥＣＵとは、ＭＡＣアドレステーブル７１において、そのホップ数と対応付けて登録されたＭＡＣアドレスのＥＣＵのことである。

例えば、図３に示すように、スイッチ５１のＭＡＣアドレステーブル７１では、リングポートＰ１について登録された「ＡＤ１７」，「ＡＤ１８」に対しては、ホップ数として「１」が登録される。スイッチ５１のリングポートＰ１からＥＣＵ１７又はＥＣＵ１８へ至るまでの通信経路には、リング状に接続されたスイッチ５１〜５４のうち、１つのスイッチ５２が存在するからである。これに対して、リングポートＰ２について登録された「ＡＤ１７」，「ＡＤ１８」に対しては、ホップ数として「３」が登録される。スイッチ５１のリングポートＰ２からＥＣＵ１７またはＥＣＵ１８へ至るまでの通信経路には、リング状に接続されたスイッチ５１〜５４のうち、３つのスイッチ５２〜５４が存在するからである。

また、スイッチ５１のＭＡＣアドレステーブル７１では、リングポートＰ１について登録された「ＡＤ２１」，「ＡＤ２２」に対しては、ホップ数として「３」が登録される。スイッチ５１のリングポートＰ１からＥＣＵ２１またはＥＣＵ２２へ至るまでの通信経路には、３つのスイッチ５２〜５４が存在するからである。これに対して、リングポートＰ２について登録された「ＡＤ２１」，「ＡＤ２２」に対しては、ホップ数として「１」が登録される。スイッチ５１のリングポートＰ２からＥＣＵ２１またはＥＣＵ２２へ至るまでの通信経路には、１つのスイッチ５４が存在するからである。

また、スイッチ５１のＭＡＣアドレステーブル７１では、リングポートＰ１について登録された「ＡＤ１９」，「ＡＤ２０」に対しては、ホップ数として「２」が登録される。スイッチ５１のリングポートＰ１からＥＣＵ１９またはＥＣＵ２０へ至るまでの通信経路には、２つのスイッチ５２，５３が存在するからである。そして、リングポートＰ２について登録された「ＡＤ１９」，「ＡＤ２０」に対しても、ホップ数として「２」が登録される。スイッチ５１のリングポートＰ２からＥＣＵ１９またはＥＣＵ２０へ至るまでの通信経路には、２つのスイッチ５３，５４が存在するからである。

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。
通信制御部７３は、当該スイッチのポートＰ１〜Ｐ４の何れかからフレームが受信されると、受信されたフレーム（以下、受信フレーム）中の宛先ＭＡＣアドレスと、ＭＡＣアドレステーブル７１とに基づいて、受信フレームの転送先のポートを決定する。

具体的には、通信制御部７３は、ポートＰ１〜Ｐ４のうち、フレームが受信されたポート以外のポートについて、ＭＡＣアドレステーブル７１に受信フレーム中の宛先ＭＡＣアドレスと同じＭＡＣアドレスが登録されているか否かを判定する。そして通信制御部７３は、受信フレーム中の宛先ＭＡＣアドレスと同じＭＡＣアドレスが登録されていれば、ＭＡＣアドレステーブル７１において、そのＭＡＣアドレスが登録されているポートを、転送先のポートとして決定する。また通信制御部７３は、ＭＡＣアドレステーブル７１に受信フレーム中の宛先ＭＡＣアドレスと同じＭＡＣアドレスが登録されていなかった場合には、フレームが受信されたポート以外の全てのポートを、転送先のポートとして決定する。そして通信制御部７３は、受信フレームを、転送先として決定したポートから送信する。

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。

このため、各スイッチ５１〜５４においては、通常ポートＰ３，Ｐ４の何れかからフレームが受信されると、そのフレーム中の送信元ＭＡＣアドレスが、ＭＡＣアドレステーブル７１において、そのフレームが受信されたポートについて登録される。例えば、スイッチ５１のポートＰ３に接続されているＥＣＵ１５がフレームを送信すると、図３に示すように、スイッチ５１のＭＡＣアドレステーブル７１には、ポートＰ３について、ＥＣＵ１５のＭＡＣアドレスが登録されることとなる。

このように構成された通信ネットワーク１において、ＥＣＵ１１〜１４の通信制御部７３は、後述する送信処理と、後述する受信処理を実行する。なお、ＥＣＵ１１〜１４が実行する機能の一部または全部を、一つあるいは複数のＩＣ等によりハードウェア的に構成してもよい。

まず、送信処理の手順を説明する。送信処理は、ＥＣＵ１１〜１４の動作中において繰り返し実行される処理である。
送信処理が実行されると、通信制御部７３は、図５に示すように、まずＳ１０にて、通常ポートＰ３，Ｐ４からフレームを受信したか否かを判断する。ここで、通常ポートＰ３，Ｐ４からフレームを受信していない場合には、送信処理を一旦終了する。一方、通常ポートＰ３，Ｐ４からフレームを受信した場合には、Ｓ２０にて、受信フレームが分配対象であるか否かを判断する。具体的には、受信フレームのＶＬＡＮタグ領域のＶＩＤから分配識別情報を抽出し、この分配識別情報に基づいて、分配対象であるか否かを判断する。分配識別情報は、分配対象であるか否かを示す情報である。ＥＣＵ１５〜２２は、送信するためのフレームを生成する際に、このフレームが分配対象であるか否かを判断し、この判断結果を分配識別情報としてフレームのＶＬＡＮタグ領域のＶＩＤに格納する。

ここで、受信フレームが分配対象ではない場合には、Ｓ３０にて、受信フレーム中の宛先ＭＡＣアドレスと、ＭＡＣアドレステーブル７１とに基づいて、受信フレームの転送先のリングポートを決定する。そしてＳ４０にて、受信フレームを、転送先として決定したリングポートから送信し、送信処理を一旦終了する。

またＳ２０にて、受信フレームが分配対象である場合には、Ｓ５０にて、受信フレームのデータ領域に格納されているデータを、予め設定された分割データ量毎に分割する。次にＳ６０にて、分割したデータ（以下、分割データ）のそれぞれに対して、データ領域において分割データが配列されている順にシリアル番号を付与する。シリアル番号は、例えば、０，１，２，３，…のように０以上の整数である。また、複数の分割データの中で最大のシリアル番号が付与された分割データには、最終データ情報を更に付与する。

そしてＳ７０にて、複数の分割データのそれぞれについてフレームを生成する。具体的には、複数の分割データのそれぞれについて、上述のように、プリアンブル領域、宛先ＭＡＣアドレス領域、送信元ＭＡＣアドレス領域、ＶＬＡＮタグ領域、タイプ領域、データ領域およびＦＣＳ領域の各領域を備えるフレームを生成する。なお、宛先ＭＡＣアドレス領域および送信元ＭＡＣアドレス領域には受信フレームと同一の情報が格納される。ＶＬＡＮタグ領域のＶＩＤには、受信フレームと同一の分配識別情報が格納される。データ領域には、分割データとシリアル番号が格納される。なお、最大のシリアル番号が付与された分割データが格納されるデータ領域には、最終データ情報も格納される。以下、Ｓ７０で生成された複数のフレームのそれぞれを分割フレームという。

さらにＳ８０にて、生成した複数の分割フレームをリングポートＰ１またはリングポートＰ２に分配する。具体的には、作成された複数の分割フレームのうち、例えば、偶数のシリアル番号が格納された分割フレームの転送先となるリングポートをリングポートＰ１に決定し、奇数のシリアル番号が格納された分割フレームの転送先となるリングポートをリングポートＰ２に決定する。

次にＳ９０にて、Ｓ８０で決定された転送先のリングポートから複数の分割フレームを順次送信する。
その後Ｓ１００にて、Ｓ７０で生成された複数の分割フレームを送信する際のデータ量（以下、送信データ量）が予め設定された停止判定値以上であるか否かを判断する。停止判定値は、リングポートＰ１，Ｐ２から送信される分割フレームを一時的に格納するために各スイッチ５１〜５４に設けられた送信バッファの記憶容量の大きさに応じて予め設定される。送信バッファの記憶容量が大きい程、停止判定値を大きくすることが可能である。

ここで、送信データ量が停止判定値未満である場合には、送信処理を一旦終了する。一方、送信データ量が停止判定値以上である場合には、Ｓ１１０にて、通常ポートＰ３，Ｐ４のうち、Ｓ１０でフレームを受信したと判断した通常ポートから、フレーム送信の停止を指示するポーズフレームを送信する。これにより、通常ポートを介してポーズフレームを受信したＥＣＵは、一時的にフレームの送信を停止する。そして、Ｓ１１０にてポーズフレームの送信が完了すると、送信処理を一旦終了する。

次に、受信処理の手順を説明する。受信処理は、ＥＣＵ１１〜１４の動作中において繰り返し実行される処理である。
受信処理が実行されると、通信制御部７３は、図６に示すように、まずＳ２１０にて、リングポートＰ１，Ｐ２からフレームを受信したか否かを判断する。ここで、リングポートＰ１，Ｐ２からフレームを受信していない場合には、受信処理を一旦終了する。一方、リングポートＰ１，Ｐ２からフレームを受信した場合には、Ｓ２２０にて、受信フレーム中の宛先ＭＡＣアドレスと、ＭＡＣアドレステーブル７１とに基づいて、受信フレームの転送先が通常ポートＰ３，Ｐ４であるか否かを判断する。

ここで、転送先が通常ポートＰ３，Ｐ４でない場合には、受信処理を一旦終了する。一方、転送先が通常ポートＰ３，Ｐ４である場合には、Ｓ２３０にて、Ｓ２０と同様にして、受信フレームが分配対象であるか否かを判断する。ここで、受信フレームが分配対象ではない場合には、Ｓ２４０にて、受信フレーム中の宛先ＭＡＣアドレスと、ＭＡＣアドレステーブル７１とに基づいて、受信フレームの転送先の通常ポートを決定し、受信フレームを、転送先として決定した通常ポートから転送し、受信処理を一旦終了する。

またＳ２３０にて、受信フレームが分配対象である場合には、Ｓ２５０にて、受信フレームを一時的に格納するために各スイッチ５１〜５４に設けられた受信バッファに、受信フレームを格納する。

そしてＳ２６０にて、受信フレームのデータ領域に格納された分割データとシリアル番号を抽出データとして抽出し、この抽出データをシリアル番号に整列させる。
その後Ｓ２７０にて、全ての分割フレームを受信したか否かを判断する。具体的には、以下の２つの条件が成立したか否かを判断する。第１の条件は、受信バッファに格納された受信フレームの中に、最終データ情報が付与されたシリアル番号（以下、最大シリアル番号）を有するものがあることである。第２の条件は、０から最大シリアル番号までの全ての整数が、受信バッファに格納されているシリアル番号に含まれていることである。すなわち、０から最大シリアル番号までの全てシリアル番号が付された分割データが受信バッファに格納されている場合に、全ての分割フレームを受信したと判断する。

ここで、全ての分割フレームを受信していないと判断した場合には、受信処理を一旦終了する。一方、全ての分割フレームを受信したと判断した場合には、Ｓ２８０にて、Ｓ２６０で整列させた複数の抽出データ（以下、整列データ）からシリアル番号を削除する。そしてＳ２９０にて、受信フレーム中の宛先ＭＡＣアドレスと、ＭＡＣアドレステーブル７１とに基づいて、受信フレームの転送先の通常ポートを決定し、Ｓ２８０でシリアル番号を削除した後の整列データを、転送先として決定した通常ポートから転送し、受信処理を一旦終了する。

このように構成された通信ネットワーク１は、ポートＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４と、ＭＡＣアドレステーブル７１と、通信制御部７３とを有するスイッチ５２，５３，５４を備える。通信ネットワーク１は、スイッチ５１〜５４がそれぞれ、自身のポートＰ１〜Ｐ４のうちの２つであるリングポートＰ１，Ｐ２が、他のスイッチのリングポートＰ１，Ｐ２に接続されることにより、リング状に接続される。

スイッチ５１〜５４は、通信ネットワーク１において、複数の中継装置のそれぞれとして用いられる。
ポートＰ１〜Ｐ４は、フレームを送受信するためのものである。ＭＡＣアドレステーブル７１は、ポートＰ１〜Ｐ４のそれぞれについて、ポートの先に接続されているＥＣＵ１５〜２２のアドレスが登録されるものである。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、ポートのうち、フレームが受信されたポート以外のポートであって、受信されたフレームに含まれている宛先ＭＡＣアドレスと同じアドレスがＭＡＣアドレステーブル７１において登録されているポートを、受信されたフレームの転送先として決定する。そして通信制御部７３は、受信されたフレームを、転送先として決定したポートから送信する。

そしてスイッチ５１〜５４は、リングポートＰ１，Ｐ２ではないポートである通常ポートＰ３，Ｐ４に接続されているＥＣＵ１５〜２２からフレームを受信すると、フレームのデータ領域に格納されているデータを複数に分割する。スイッチ５１〜５４は、分割された後の複数の分割データのそれぞれについて、分割データがデータ領域に格納された分割フレームを生成する。

スイッチ５１〜５４は、生成された複数の分割フレームのそれぞれについて、分割フレームの転送先を、リングポートＰ１，Ｐ２のうちの何れか一方に決定することにより、複数の分割フレームの転送先を、リングポートＰ１，Ｐ２に分配する。スイッチ５１〜５４は、複数の分割フレームのそれぞれについて、決定されたリングポートＰ１，Ｐ２から分割フレームを送信する。

このようにスイッチ５１〜５４は、リングポートＰ１，Ｐ２のうちの一方のリングポートＰ１を起点として宛先ＭＡＣアドレスへ至る第１通信経路と、他方のリングポートＰ２を起点として宛先ＭＡＣアドレスへ至る第２通信経路との両方で、複数の分割フレームを分配して送信する。これにより、１つの通信経路における送信データ量を低減することができる。このため、本発明のスイッチ５１〜５４は、フレームを宛先ＭＡＣアドレスへ送信するために要する時間を短縮することができる。

また、フレームには、フレームが分配されるものであるか否かを示す分配識別情報が含まれている。そしてスイッチ５１〜５４は、フレームを受信すると、受信したフレームに含まれる分配識別情報に基づいて、フレームのデータ領域に格納されているデータを分割するか否かを判断し、データを分割すると判断した場合に、データの分割を実行する。これにより、スイッチ５１〜５４は、分割が必要なフレームと、分割が不要なフレームとを適切に判別することができ、分割が不要なフレームに対して分割を実行するという無駄な処理の発生を抑制することができる。

またスイッチ５１〜５４は、複数の分割データのそれぞれに、分割データに分割される前の配列順を示すシリアル番号を付与する。そしてスイッチ５１〜５４は、分割データに加えて、付与されたシリアル番号を含めて分割フレームを生成する。これにより、スイッチ５１〜５４は、分割フレームに含まれているシリアル番号を参照することにより、複数の分割フレームに含まれる分割データの配列順を容易に判別することができる。

またスイッチ５１〜５４は、リングポートＰ１，Ｐ２から受信した分割フレームに含まれている宛先ＭＡＣアドレスが、自身の通常ポートＰ３，Ｐ４を転送先とするものである場合に、受信した分割フレームを一時的に受信バッファに格納する。またスイッチ５１〜５４は、分割フレームに含まれるシリアル番号に基づいて、格納された複数の分割フレームを整列させる。そしてスイッチ５１〜５４は、整列された複数の分割フレームを、分割フレームに含まれている宛先ＭＡＣアドレスに対応する通常ポートから転送する。

このようにスイッチ５１〜５４は、複数の分割フレームを整列させた後に通常ポートから転送するため、スイッチ５１〜５４からフレームを受信したＥＣＵは、複数の分割フレームをシリアル番号順に整列させる処理を省略することができる。このため、スイッチ５１〜５４は、フレームを受信したＥＣＵの処理負荷を低減することができる。

またスイッチ５１〜５４は、整列された後の複数の分割フレームからシリアル番号を削除する。これにより、スイッチ５１〜５４からフレームを受信したＥＣＵは、シリアル番号を削除する処理を省略することができる。このため、スイッチ５１〜５４は、フレームを受信したＥＣＵの処理負荷を低減することができる。

またスイッチ５１〜５４は、送信される複数の分割フレームのデータ量が予め設定された停止判定値以上である場合には、フレームを送信したＥＣＵに接続されている通常ポートから、フレームの送信の停止を指示するポーズフレームを送信する。これにより、スイッチ５１〜５４は、通常ポートに接続されたＥＣＵから、送信バッファの記憶容量を超えるデータ量のフレームがスイッチ５１〜５４に送信される事態の発生を抑制することができる。

以上説明した実施形態において、ＥＣＵ１５〜２２は接続装置、ＭＡＣアドレステーブル７１はアドレステーブル、宛先ＭＡＣアドレスは宛先アドレス、スイッチ５１〜５４は中継装置、リングポートＰ１，Ｐ２は特定ポートに相当する。

また、Ｓ５０の処理は分割部、Ｓ７０の処理はフレーム生成部、Ｓ８０の処理は分配部、Ｓ９０の処理は送信部に相当する。
また、Ｓ２０の処理は分割判断部、シリアル番号は配列順情報、Ｓ６０の処理は情報付与部、Ｓ２５０の処理は格納部、Ｓ２６０の処理は整列部、Ｓ２９０の処理は転送部に相当する。

また、Ｓ２８０の処理は削除部、ポーズフレームは送信停止指令、Ｓ１１０の処理は停止指示部に相当する。
以上、本発明の一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ものではなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採ることができる。

［変形例１］
例えば上記実施形態では、ＥＣＵの数が１２であり、スイッチの数が４であり、ポートの数が４であるものを示したが、これらの数は一例であり、他の値でもよい。

［変形例２］
また上記実施形態では、スイッチ５１〜５４が、Ｓ２６０において分割データを整列させ、さらにＳ２８０にてシリアル番号を削除するものを示した。しかし、Ｓ２６０とＳ２８０の処理のうち、Ｓ２６０とＳ２８０の両方をＥＣＵ１５〜２２が実行するようにしてもよいし、Ｓ２８０のみをＥＣＵ１５〜２２が実行するようにしてもよい。

また、上記実施形態における１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素として分散させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に統合させたりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加または置換してもよい。なお、特許請求の範囲に記載した文言のみによって特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本発明の実施形態である。

上述したスイッチ５１〜５４の他、当該スイッチ５１〜５４を構成要素とするシステム、当該スイッチ５１〜５４としてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した媒体、フレーム中継方法など、種々の形態で本発明を実現することもできる。

１…通信ネットワーク、１１，１２，１３，１４，１５，１６，１７，１８，１９，２０，２１，２２…ＥＣＵ、５１，５２，５３，５４…スイッチ、７１…ＭＡＣアドレステーブル、７３…通信制御部、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４…ポート

Claims (4)

1. フレームを送受信するための複数のポート（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４）と、
   前記複数のポートのそれぞれについて、前記ポートの先に接続されている接続装置（１５〜２２）のアドレスが登録されるアドレステーブル（７１）と、
   前記複数のポートの何れかから前記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前記ポート以外の前記ポートであって、受信された前記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前記ポートを、受信された前記フレームの転送先として決定して、受信された前記フレームを、前記転送先として決定した前記ポートから送信する通信制御部（７３）とを有する複数の中継装置（５１，５２，５３，５４）を備え、
   前記複数の中継装置はそれぞれ、自身の前記複数のポートのうちの２つである特定ポート（Ｐ１，Ｐ２）が、他の前記中継装置の前記特定ポートに接続されることにより、リング状に接続される通信ネットワーク（１）において、
   前記複数の中継装置のそれぞれとして用いられる中継装置（５１，５２，５３，５４）であって、
   前記特定ポートではない前記ポートである通常ポートに接続されている前記接続装置から前記フレームを受信すると、前記フレームのデータ領域に格納されているデータを複数に分割する分割部（Ｓ５０）と、
   前記分割部により分割された後の前記データを複数の分割データとして、前記複数の分割データのそれぞれについて、前記分割データが前記データ領域に格納された前記フレームである分割フレームを生成するフレーム生成部（Ｓ７０）と、
   前記フレーム生成部により生成された複数の前記分割フレームのそれぞれについて、前記分割フレームの転送先を、２つの前記特定ポートのうちの何れか一方に決定することにより、前記複数の分割フレームの前記転送先を、２つの前記特定ポートに分配する分配部（Ｓ８０）と、
   前記複数の分割フレームのそれぞれについて、前記分配部により決定された前記特定ポートから前記分割フレームを送信する送信部（Ｓ９０）と
   を備え、
   前記複数の分割データのそれぞれに、前記分割データに分割される前の配列順を示す配列順情報を付与する情報付与部（Ｓ６０）を更に備え、
   前記フレーム生成部は、前記分割データに加えて、前記情報付与部により付与された前記配列順情報を含めて前記分割フレームを生成し、
   前記特定ポートから受信した前記分割フレームに含まれている前記宛先アドレスが、自身の前記通常ポートを前記転送先とするものである場合に、受信した前記分割フレームを一時的に格納する格納部（Ｓ２５０）と、
   前記分割フレームに含まれる前記配列順情報に基づいて、前記格納部により格納された複数の前記分割フレームを整列させる整列部（Ｓ２６０）と、
   前記整列部により整列された前記複数の分割フレームを、前記分割フレームに含まれている前記宛先アドレスに対応する前記通常ポートから転送する転送部（Ｓ２９０）と
   を更に備える中継装置。
2. 請求項１に記載の中継装置であって、
   前記フレームには、前記フレームが前記分配部により分配されるものであるか否かを示す分配識別情報が含まれており、
   前記フレームを受信すると、受信した前記フレームに含まれる前記分配識別情報に基づいて、前記フレームの前記データ領域に格納されているデータを分割するか否かを判断し、データを分割すると判断した場合に、前記分割部にデータの分割を実行させる分割判断部（Ｓ２０）を備える中継装置。
3. 請求項１に記載の中継装置であって、
   前記整列部により整列された後の前記複数の分割フレームから前記配列順情報を削除する削除部（Ｓ２８０）を更に備える中継装置。
4. 請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の中継装置であって、
   前記送信部により送信される前記複数の分割フレームのデータ量が予め設定された停止判定値以上である場合には、前記フレームを送信した前記接続装置に接続されている前記通常ポートから、前記フレームの送信の停止を指示する送信停止指令を送信する停止指示部（Ｓ１１０）を更に備える中継装置。

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