特許 6433633 通信装置および帯域制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6433633

(24)【登録日】2018年11月16日

(45)【発行日】2018年12月5日

(54)【発明の名称】通信装置および帯域制御方法

(51)【国際特許分類】

   H04L 12/813 20130101AFI20181126BHJP

   H04L 12/823 20130101ALI20181126BHJP

【ＦＩ】

   H04L12/813

   H04L12/823

【請求項の数】7

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2018-535936(P2018-535936)

(86)(22)【出願日】2016年8月22日

(86)【国際出願番号】JP2016074370

(87)【国際公開番号】WO2018037451

(87)【国際公開日】20180301

【審査請求日】2018年9月10日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000006013

【氏名又は名称】三菱電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100118762

【弁理士】

【氏名又は名称】高村 順

(72)【発明者】

【氏名】谷口 幸子

(72)【発明者】

【氏名】後藤 悠司

【審査官】 玉木 宏治

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許第８４６２８１５（ＵＳ，Ｂ２）

【文献】 米国特許第６９２２７４９（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】 米国特許出願公開第２００８／０１３７６６６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／００５７６０１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１５／０３７３０６１（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｌ １２／００−９５５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１のフレームの受信開始を通知されると、前記第１のフレームより前に受信した第２のフレームのフレーム長と受信タイミングとに基づいて算出された単位時間あたりのデータ量を示すレート情報に基づいて、前記第１のフレームを廃棄するかまたは転送するかを判断する帯域制限部と、
前記帯域制限部により転送すると判断された前記第１のフレームをカットスルー転送する転送処理部と、
を備えることを特徴とする通信装置。

【請求項2】

受信したフレーム内に誤りがあるか否かを判定する誤り検出部、
を備え、
前記帯域制限部は、前記誤り検出部により誤りが有ると判定された前記第１のフレームを廃棄すると判断し、
前記レート情報は、前記第２のフレームのうち、前記誤り検出部により誤りが無いと判定されたフレームのフレーム長に基づいて算出されることを特徴とする請求項１に記載の通信装置。

【請求項3】

前記誤り検出部による誤りの検出結果に基づいて、受信したフレームの誤り率を算出し、算出した誤り率に基づいて前記第１のフレームを廃棄するか否かを判断する誤り監視部、
を備え、
前記通信装置は、前記誤り監視部により廃棄すると判断された前記第１のフレームを廃棄することを特徴とする請求項２に記載の通信装置。

【請求項4】

受信したフレーム内に誤りがあるか否かを判定する誤り検出部と、
前記誤り検出部による誤りの検出結果に基づいて、受信したフレームの誤り率を算出し、算出した誤り率に基づいて前記第１のフレームを廃棄するか否かを判断する誤り監視部と、
を備え、
前記通信装置は、前記誤り監視部により廃棄すると判断された前記第１のフレームを廃棄することを特徴とする請求項１に記載の通信装置。

【請求項5】

前記帯域制限部は、前記第２のフレームのトラフィック種別ごとに、前記レート情報を求め、前記第１のフレームのトラフィック種別ごとに、前記第１のフレームを廃棄するか否かを判断することを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の通信装置。

【請求項6】

複数のポートと、
前記複数のポートのうちの２つ以上のポートにより受信されたフレームを多重化するスイッチ処理部と、
受信されたフレームが、カットスルー転送の対象であるかまたはストアアンドフォワード転送の対象であるかを前記ポートごとに判定する識別部と、
を備え、
前記識別部は、ストアアンドフォワード転送の対象であるフレームを前記スイッチ処理部へ出力し、カットスルー転送の対象であるフレームを前記帯域制限部へ出力することを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の通信装置。

【請求項7】

第１のフレームの受信開始を通知されると、前記第１のフレームより前に受信したフレームである第２のフレームのフレーム長と受信タイミングとに基づいて算出された単位時間あたりのデータ量を示すレート情報に基づいて、前記第１のフレームを廃棄するかまたは転送するかを判断する第１のステップと、
前記第１のステップで転送すると判断された前記第１のフレームをカットスルー転送する第２のステップと、
を含むことを特徴とする帯域制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、転送するフレームの帯域制御を行う通信装置および帯域制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

工場、産業プラント、列車および自動車におけるネットワークをはじめとする産業用途のネットワークでは、一般的に、機器の制御情報が格納されるフレームである制御フレームと制御情報以外の情報であり映像情報に例示される情報が格納されるフレームとが送受信される。制御フレームは主に周期的に送受信される。産業用途のネットワークでは、機器間の高精度な同期制御、またはリアルタイム性を重視する制御が求められることが多い。このため、産業用途のネットワークでは、制御フレームを厳しい遅延要求に対応可能な転送すなわち低遅延転送により転送することが求められる。

【0003】

産業用途のネットワークでは、イーサネット（登録商標）規格に対応したネットワークへの切替えが進められている。一般的にイーサネット規格に対応したフレームであるイーサネットフレームを中継する中継装置における転送方式として、ストアアンドフォワード方式が知られている。ストアアンドフォワード方式は、フレームを一旦バッファに全て格納して転送する方式である。このため、ストアアンドフォワード方式を用いる中継装置は、処理遅延が発生するが、フレームの長さの異常、およびフレームデータの異常といったフレームの異常を検出し、異常が検出されたフレームを廃棄することができる。

【0004】

イーサネットフレームを中継する中継装置における転送方式として、ストアアンドフォワード方式以外に、カットスルー方式がある。カットスルー方式は、リアルタイム性が求められるフレームを転送する場合に用いられる。カットスルー方式は、フレームのヘッダ部分の情報を元に転送する方式であり、バッファに１フレーム分のデータを全て格納することなく後段の装置に転送することが可能な方式である。カットスルー方式には、フレーム長に依存した転送遅延揺らぎが発生しないことおよび低遅延で転送できることといったメリットがある。しかしながら、フレームの最後でしか異常と判断できないフレームをカットスルー方式により転送を行う場合、中継装置は、本来廃棄されるべきフレームである異常なフレームも、廃棄せずに転送してしまう可能性がある。本来廃棄されるべきフレームが廃棄されないことで、ネットワークの帯域を圧迫する。

【0005】

一方、機器の誤設定、誤接続、誤動作または故障により大量にフレームを送信する機器がネットワークに存在した場合に、ネットワークのトラフィックの過多を抑えて正常な機器間の通信を確保する方法として、中継装置が帯域を制限する方式がある。このような帯域制限の方式は一般的にポリシングと呼ばれる。ポリシングを行う中継装置は、帯域制限対象のトラフィックの帯域を監視し、帯域制限対象のトラフィックの帯域があらかじめ設定した帯域を超過した際に、帯域制限対象のトラフィックのフレームを廃棄する。

【0006】

従来の帯域制限方式は、ストアアンドフォワード転送方式を前提としている。例えば、特許文献１には、受信したフレームを一旦バッファに格納し、固定時間遅延させてフレームを読み出してエラーの有るフレームを廃棄し、正常なフレームのフレーム長を用いて帯域制限を行うフレーム制御装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特許第５７５０３８７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

しかしながら、特許文献１に記載の技術によれば、中継装置であるフレーム制御装置が、ストアアンドフォワード方式により転送を行うため、カットスルー方式で転送を行う場合に比べて処理遅延が大きくなる。したがって、特許文献１に記載の技術は、産業用途のネットワークにおける制御フレームのように、低遅延で転送されることが要求されるフレームの転送には適さない。

【0009】

特許文献１に記載の技術では、帯域制限処理において、帯域制限による廃棄の対象とするか否かの判定対象のフレームのフレーム長を用いる。カットスルー方式で転送を行う中継装置では、フレームを受信し終わる前に、転送を開始する場合があるため、帯域制限による廃棄の対象とするか否かの判定対象のフレームのフレーム長を取得できない場合があり、カットスルー方式で転送を行う中継装置に特許文献１に記載の帯域制限方法をそのまま適用することができない。

【0010】

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、カットスルー方式により転送を実現するとともに帯域制限を行うことが可能な通信装置を得ることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる通信装置は、第１のフレームの受信開始を通知されると、第１のフレームより前に受信した第２のフレームのフレーム長と受信タイミングに基づいて算出された単位時間あたりのデータ量を示すレート情報に基づいて、第１のフレームを廃棄するかまたは転送するかを判断する帯域制限部と、を備える。本発明にかかる通信装置は、帯域制限部により転送すると判断された第１のフレームをカットスルー転送する転送処理部を備える。

【発明の効果】

【0012】

本発明にかかる通信装置は、カットスルー方式により転送を実現するとともに帯域制限を行うことができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】実施の形態１にかかる通信装置の構成例を示す図

【図2】実施の形態１のポリサ部の構成例を示す図

【図3】実施の形態１の通信装置における全体動作の一例を示すフローチャート

【図4】図３のステップＳ６の転送判定の処理手順の一例を示すフローチャート

【図5】実施の形態１の転送処理部の構成例を示す図

【図6】実施の形態１の転送処理部の構成例を示す図

【図7】実施の形態１の処理回路を示す図

【図8】実施の形態１の制御回路の構成例を示す図

【図9】実施の形態２にかかる通信装置の構成例を示す図

【図10】実施の形態２のエラー状態監視部の構成例を示す図

【図11】実施の形態２のポリサ部の構成例を示す図

【図12】実施の形態２のエラー状態監視部における処理手順の一例を示すフローチャート

【図13】実施の形態２の通信装置における全体動作の一例を示すフローチャート

【図14】図１３のステップＳ６ａの転送判定の処理手順の一例を示すフローチャート

【図15】ポリサ部以外でフレームの廃棄を行う場合の実施の形態２の通信装置の構成例を示す図

【図16】実施の形態３にかかる通信装置の構成例を示す図

【図17】実施の形態３のポリサ部の構成例を示す図

【図18】実施の形態４にかかる通信装置の構成例を示す図

【図19】実施の形態４のポリサ部の別の構成例を示す図

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下に、本発明の実施の形態にかかる通信装置および帯域制御方法を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

【0015】

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる通信装置の構成例を示す図である。図１に示すように、実施の形態１の通信装置１００は、通信回路１と、通信ポートであるポート２０−１，２０−２とを備える。通信回路１は、受信処理部２、フレーム長解析部３、エラー検出部４、ポリサ部５、転送処理部６および送信処理部７を備える。

【0016】

なお、図１では、受信側のポートを１つと、送信側のポートを１つとを図示しているが、通信装置１００が備えるポートの数は、この例に限定されない。一般には、送信側および受信側ともに複数のポートを有する。受信側のポートが複数の場合、受信側のポートごとに、受信処理部２、フレーム長解析部３、エラー検出部４およびポリサ部５を備え、送信側のポートごとに送信処理部７を備える。

【0017】

通信装置１００は、例えば、産業用途のネットワークにおける制御フレームのように、リアルタイム性を要求されるまたは低遅延の転送が要求されるフレームを転送する通信装置である。通信装置１００が転送するフレームは、例えば、イーサネット（登録商標）フレームである。通信装置１００は、少なくとも２つのポートを有し、１つのポートから受信したフレームを他のポートへ、カットスルー方式により転送する。以下、カットスルー方式による転送をカットスルー転送と略し、ストアアンドフォワード方式による転送をストアアンドフォワード転送と略す。図１に示した例では、カットスルー転送を行う構成としているが、後述するように、カットスルー転送およびストアアンドフォワード転送の両方を実施する構成としてもよい。

【0018】

受信処理部２は、ポート２０−１により受信されたフレームに対して物理層の処理などの受信処理を行い、受信処理後のフレームをフレーム長解析部３、エラー検出部４およびポリサ部５へ出力する。

【0019】

フレーム長解析部３は、受信したフレームのフレーム長を計測する計測部である。具体的には、フレーム長解析部３は、カウンタなどを用いて、入力されたフレームの先頭からのビット長を計測し、フレームの最後まで受信すると計測したビット長をフレーム長として出力する。

【0020】

エラー検出部４は、入力されたフレームに対してエラー検出処理を実施し、エラーすなわち誤りの有無を判定する。すなわち、エラー検出部４は、フレーム内に誤りがあるか否かを判定する。エラー検出部４におけるエラー検出処理によりエラー有りと判定されたフレームは、後段の処理で廃棄されるため、エラー検出部４におけるエラー検出処理は、フレームを廃棄するか否かの判定に用いられるエラー検出処理である。エラー検出処理は、イーサネットフレームに付加されているＦＣＳ（Frame Check Sequence）フィールドに格納された冗長情報を用いたエラー検出処理、伝送路受信エラー、Lengthエラーをはじめとした一般的にフレームを受信した際に行われるエラー検出処理のうちの少なくとも１つを用いることができる。伝送路受信エラーは、例えばイーサネットの４Ｂ／５Ｂ符号、８Ｂ／１０Ｂ符号等により付加されたエラー検出情報を用いて検出されるエラーである。Lengthエラーは、フレームのヘッダのLengthフィールドに格納されたフレームの長さと実際に計測されたフレームの長さとが異なるエラーである。エラー検出部４が実施するエラー検出処理は上述の例に限定されない。なお、イーサネットフレームには、ＦＣＳフィールドにＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）のための冗長情報が格納されている。エラー検出処理は、１種類の処理であってもよいし、複数の処理の組み合わせであってもよい。エラー検出処理を複数の処理の組み合わせとする場合、エラー検出部４は、いずれか１つの処理でエラーが検出された場合に、フレームにエラー有りと判定してもよいし、全ての処理でエラーが検出された場合にフレームにエラー有りと判定してもよい。

【0021】

図２は、実施の形態１のポリサ部５の構成例を示す図である。図２に示すように、ポリサ部５は、帯域監視回路５１および選択回路５２を備える。

【0022】

帯域監視回路５１は、フレーム長解析部３から入力されるフレーム長と、エラー検出部４から入力されるエラー検出結果とに基づいて、ポリサ部５から出力されるフレームの帯域であるレート情報を求める。レート情報は、ポリサ部５から出力されるフレームの単位時間あたりのデータ量を示す情報である。また、帯域監視回路５１は、レート情報があらかじめ定められたしきい値以上であるか否かを判断し、判断結果に応じてフレームを廃棄するか転送するかを判断する。なお、帯域監視回路５１は、レート情報がしきい値以上であるか否かを判断する例を以下では説明するが、レート情報がしきい値以上であるか否かを判断する替わりに、レート情報がしきい値を超えるか否かを判断するようにしてもよい。

【0023】

帯域監視回路５１が行う上述したレート情報を求める処理およびレート情報があらかじめ定められたしきい値以上であるか否かを判断して廃棄するか否かを決定する処理は、ポリシングと呼ばれる処理である。帯域監視回路５１が行うポリシング処理の具体的な方法としては、トークンバケット方式、またはジャンピングウィンドウ方式などの一般的に用いられている方式を用いることができる。トークンバケット方式は、特許文献１にも記載されている方式であり、トークンと呼ばれるフレーム長に対応したカウンタ値を用いる方式である。ジャンピングウィンドウ方式は、フレーム長に対応したカウンタ値が一定時間ごとにクリアされる方式である。ポリシングの方法は、これらに限らず、どのような方式を用いてもよい。いずれの方式でも、送出されるフレームの帯域をしきい値未満またはしきい値以上に抑えるものであり、このためには、送出されるフレームすなわちこの場合はポリサ部５から出力されるフレームの単位時間あたりのデータ量を監視する必要がある。

【0024】

トークンバケット方式を例に帯域監視回路５１が行うポリシングを説明する。トークンバケット方式は、トークンと呼ばれるフレーム長に対応したカウンタ値を用い、トークンを溜めておくバケットを用いる。バケットには、あらかじめ設定された帯域のしきい値に対応したレートでトークンが加算される。帯域監視回路５１は、フレームを受信すると、バケットに、フレームを送出するために十分なトークンがある場合にはフレームを送出するすなわち転送すると判断し、バケットから該フレームのフレーム長に対応するトークンを減算する。一方、バケットにフレームを送出するために十分なトークンがない場合、帯域監視回路５１は、フレームを廃棄すると判断し、バケットからトークンは減算されない。以上の処理により、帯域監視回路５１は、単位時間あたりにポリサ部５から出力されるフレームのデータ量をしきい値未満とすることができる。なお、単位時間あたりにポリサ部５から出力されるフレームのデータ量をしきい値未満とするかまたはしきい値以下とするかは、バケットにフレームを送出するために十分なトークンがあるか否かの判断において、バケットが空になる場合に、フレームを転送すると判定すると設定するか、フレームを廃棄すると判定する設定とするかに依存する。ポリサ部５から出力されるフレームのデータ量がしきい値以上の場合にフレームを廃棄するという判定を行うためには、バケットが空になる場合に、フレームを廃棄すると判定するようにすればよい。

【0025】

帯域監視回路５１は、具体的には、選択回路５２から、フレームの受信を開始したことを示すフレーム受信通知を受け取ると、レート情報がしきい値以上であるか否かを判断し、判断結果に応じてフレームを廃棄するか転送するかを判定する。この判定を、ポリシングによる転送判定とも呼ぶ。本実施の形態では、ポリサ部５に現在入力されているフレームのフレーム長が計測され終わる前に、ポリシングにおけるしきい値判定を行う。このため、フレーム受信通知が入力された際のしきい値判定に用いられるレート情報は、１つ前に入力されたフレームまでの１つ以上のフレームのフレーム長に基づく値である。したがって、実際に出力される単位時間あたりのデータ量は、しきい値より１フレーム分超過する可能性がある。しかしながら、しきい値がフレーム長に比べて十分大きく、１フレーム分の超過が生じても問題とならない。また、しきい値として、ポリサ部５から出力される帯域の上限値より、１フレーム分少ない値、例えば想定される最大のフレーム長分少ない値を設定しておいてもよい。しきい値の設定方法は、この例に限定されない。

【0026】

また、帯域監視回路５１は、転送判定の結果を保持し、エラー検出結果が入力された後、ポリシングによる転送判定の結果とエラー検出結果とに応じて、フレームを廃棄するか否かを判定し、判定した結果を選択回路５２へ通知する。また、帯域監視回路５１は、フレーム長解析部３からフレーム長およびエラー判定結果が入力された後、フレームを廃棄するか否かの判定結果に応じて、該フレーム長をレート情報に加算するか否かを判断する。なお、フレーム長をレート情報に加算するか否かは、トークンバケット方式を用いる場合には、バケットからトークンを減算するか否かである。なお、レート情報は単位時間ごとにリセットすなわち０に設定される。これは、トークンバケット方式を用いる場合には、バケットにしきい値に応じたトークンが加算されることに相当する。

【0027】

帯域監視回路５１は、具体的には、上述したポリシングすなわち転送判定により廃棄すると決定されている場合には、エラーの有無にかかわらず、フレームを廃棄すると判断し、ポリシングにより転送すると決定されていてもエラーが有る場合にはフレームを廃棄すると判断する。すなわち、帯域監視回路５１は、エラー検出部４により誤りが有ると判定された第１のフレームを廃棄すると判断する。帯域監視回路５１は、したがって、帯域監視回路５１は、エラーがなくかつポリシングにより転送すると決定された場合に、フレームを廃棄すると決定された場合にはフレームの廃棄指示を選択回路５２へ出力し、フレームを廃棄しない場合にはフレームの転送指示を選択回路５２へ出力する。ただし、エラー検出結果に応じたフレームの廃棄の判定を実施しなくてもよい。例えば、エラー検出処理の種別によっては、フレームの最後まで受信しないとエラーの有無を判定できない場合がある。このような場合には、エラー検出結果が得られるまで転送を待機すると、転送に遅延が生じる可能性があるため、エラー検出結果に応じたフレームの廃棄の判定を実施しなくてもよい。一方、例えばフレームのヘッダなどの先頭付近、またはフレームの半分より先頭に近い部分まででエラーの有無の判定ができる場合には、エラー検出結果に応じたフレームの廃棄の判定を実施しても、転送の遅延は小さい。このように、許容される遅延とエラー検出の種別に応じて、エラー検出結果に応じたフレームの廃棄の判定を実施するか否かを設定しておくことができる。

【0028】

以上のように、帯域監視回路５１は、受信したフレームである第１のフレームの受信開始を通知されると、第１のフレームより前に受信したフレームである第２のフレームのフレーム長と受信タイミング（時間）に基づいて算出された単位時間あたりのデータ量を示すレート情報に基づいて、第１のフレームを廃棄するかまたは転送するかを判断する帯域制限部である。なお、第１のフレームは、通信装置１００において受信されたフレームであってポリサ部５へ入力中のフレームである。第２のフレームは、ポリサ部５へ入力中のフレームより前に入力されたすなわち過去に通信装置１００により受信された１つ以上のフレームである。

【0029】

選択回路５２は、受信処理部２からのフレームの入力の開始を検出すると、帯域監視回路５１へフレーム受信通知を出力する。また、選択回路５２は、フレームの入力が開始されてから、帯域監視回路５１からの指示すなわちフレームの廃棄指示またはフレームの転送指示を受信するまでの間、先頭から途中までのフレームを保持し、帯域監視回路５１からの指示に基づいて、受信処理部２から入力されたフレームを廃棄または転送する。選択回路５２は、フレームを転送する場合、具体的には、転送処理部６へフレームを出力する。

【0030】

転送処理部６は、ポリサ部５から入力されたフレームを、カットスルー転送により送信処理部７へ出力する。すなわち、転送処理部６は、ポリサ部５の帯域監視回路５１によりにより転送すると判断された第１のフレームをカットスルー転送する。なお、カットスルー転送には、近年ＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronics Engineers）８０２．３ｂｒにより標準化が進められているＩＥＴ（Interspersing Express Traffic）と呼ばれる転送方法なども含まれる。送信側のポートが複数存在する場合、転送処理部６は、フレームのヘッダに格納される宛先のアドレスと出力するポートとの対応を示す情報が格納されるテーブルを保持し、テーブルを参照して宛先のアドレスに対応するポートを把握し、このポートに対応する送信処理部７へフレームを出力する。なお、後述するように、転送処理部６は、カットスルー転送だけでなく、ストアアンドフォワード転送を実施する機能を有していてもよい。この場合、転送処理部６は、受信したフレームのヘッダに格納された情報などに基づいて、カットスルー転送するかストアアンドフォワード転送するかを判断し、カットスルー転送を行うフレームを、ストアアンドフォワード転送を行うフレームより優先的に選択して出力する。なお、カットスルー転送を行うフレームとストアアンドフォワード転送を行うフレームとの間の調停の方法には特に制約はなく、一般的に行われている方法を用いることができる。

【0031】

転送処理部６は、カットスルー転送を優先選択して出力する機能も持つ。送信処理部７は、入力されたフレームに対して物理層などの送信処理を行い、送信処理後のフレームを、ポート２０−２を介して転送先へ送信する。

【0032】

次に、本実施の形態の通信装置１００における動作について説明する。図３は、通信装置１００における全体動作の一例を示すフローチャートである。図３に示すように、受信処理部２は、ポート２０−１からフレームを受信したか否かを判断し（ステップＳ１）、フレームを受信した場合（ステップＳ１ Ｙｅｓ）、フレームに対して受信処理を行う（ステップＳ２）。受信処理部２は、受信したフレームをフレーム長解析部３、エラー検出部４およびポリサ部５へ出力する。フレームを受信していない場合（ステップＳ１ Ｎｏ）、受信処理部２は、ステップＳ１を繰り返す。

【0033】

フレーム長解析部３は、入力されたフレームのフレーム長をチェックする、すなわちフレーム長を計測する（ステップＳ４）。エラー検出部４は、入力されたフレームに対してエラー検出処理を行い、エラーの有無をチェックする（ステップＳ５）。ポリサ部５は、フレームが入力されると転送判定を実施する（ステップＳ６）。ステップＳ４、ステップＳ５およびステップＳ６は並行して実施される。ステップＳ６の処理の詳細は後述する。

【0034】

ポリサ部５は、転送判定の結果に応じてフレームを転送または廃棄する（ステップＳ７）。ポリサ部５は、フレームを転送する場合、具体的には、転送処理部６、送信処理部７およびポート２０−２を介してフレームを転送する。また、ポリサ部５は、フレーム長と転送判定の結果とエラー判定の結果とに基づいて、上述したようにレート情報を更新する（ステップＳ８）。すなわち、ステップＳ８では、ポリサ部５は、転送判定の結果とエラー検出結果とに基づいて、フレームを廃棄すると判定した場合にフレーム長をレート情報に加算せずに、フレームを転送すると判定した場合にフレーム長をレート情報に加算する。エラー検出部４によるエラー検出結果に応じて廃棄するか否かの判定を行う場合、レート情報は、過去に受信されたフレームすなわち第２のフレームのうち、エラー検出部４により誤りが無いと判定されたフレームのフレーム長に基づいて算出されることになる。なお、ステップＳ８におけるレート情報の更新とは、レート情報にフレーム長が加算されずに実際には値が変わらない場合も含む。ステップＳ８の後、通信装置１００における処理は、ステップＳ１へ戻る。

【0035】

図４は、ステップＳ６の転送判定の処理手順の一例を示すフローチャートである。まず、ポリサ部５の選択回路５２は、フレームが入力されたか否かを判断する（ステップＳ１１）。選択回路５２は、上述したように、受信処理部２からのフレームの入力の開始を検出すると、帯域監視回路５１へフレーム受信通知を出力する。フレームが入力されていない場合（ステップＳ１１ Ｎｏ）、選択回路５２は、ステップＳ１１を繰り返す。

【0036】

フレームが入力された場合（ステップＳ１１ Ｙｅｓ）、選択回路５２からフレーム受信通知を受け取った帯域監視回路５１は、レート情報がしきい値以上であるか否かを判断する（ステップＳ１２）。レート情報がしきい値未満の場合（ステップＳ１２ Ｎｏ）、帯域監視回路５１は、フレームを転送すると判定し（ステップＳ１３）、判定結果を保持し（ステップＳ１５）、転送判定を終了する。レート情報がしきい値以上の場合（ステップＳ１２ Ｙｅｓ）、帯域監視回路５１は、フレームを廃棄すると判定し（ステップＳ１４）、ステップＳ１５へ進む。

【0037】

図５および６は、転送処理部６の構成例を示す図である。カットスルー転送だけを行う場合、転送処理部６は、図５に示すように、カットスルー転送を行う転送回路６１を備える。カットスルー転送およびストアアンドフォワード転送を行う場合、転送処理部６は、図６に示すように、選択部６２、第１転送回路６３、第２転送回路６４およびバッファ６５を備える。第１転送回路６３は、カットスルー転送を行う転送回路であり、第２転送回路６４は、ストアアンドフォワード転送を行う転送回路である。バッファ６５は、ストアアンドフォワード転送においてフレームをストアするために用いられるバッファである。選択部６２は、入力されるフレームのヘッダに格納された情報などに応じてフレームを第１転送回路６３または第２転送回路６４へ出力し、また、第１転送回路６３または第２転送回路６４から出力されるフレームの出力制御すなわち調停を実施する。

【0038】

なお、以上の説明では、フレームを廃棄する場合、選択回路５２において、フレームを廃棄する例を説明したが、フレームを廃棄する箇所は、選択回路５２に限定されない。例えば、ポリサ部５が廃棄指示を転送処理部６または送信処理部７へ通知し、転送処理部６または送信処理部７が廃棄指示に基づいて廃棄を行ってもよい。

【0039】

なお、図１、図２、図５および図６で示した機能構成は一例であり、各機能部の機能分担は、上述した例に限定されない。

【0040】

次に、通信装置１００の通信回路１のハードウェア構成について説明する。通信回路１を実現する処理回路は、専用のハードウェアである処理回路であってもよいし、プロセッサを備える制御回路であってもよい。また、図１、図２、図５および図６に示した各部がそれぞれ個別の処理回路により実現されてもよいし、２つ以上が１つの処理回路により実現されてもよい。処理回路が専用のハードウェアである場合、処理回路は図７に示した処理回路３００である。図７は、実施の形態１の処理回路を示す図である。処理回路３００は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、またはこれらを組み合わせたものである。

【0041】

通信回路１を実現する処理回路がプロセッサを備える制御回路で実現される場合、この制御回路は例えば図８に示す構成の制御回路４００である。図８は、実施の形態１の制御回路４００の構成例を示す図である。制御回路４００は、プロセッサ４０１とメモリ４０２を備える。プロセッサ４０１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサ、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）ともいう）等である。メモリ４０２は、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）等の、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスクが該当する。

【0042】

通信回路１を実現する処理回路がプロセッサを備える制御回路４００である場合、プロセッサ４０１が、メモリ４０２に記憶された、各部の処理が記述されたプログラムを読み出して実行することにより実現される。また、メモリ４０２は、プロセッサ４０１が実施する各処理における一時メモリとしても使用される。

【0043】

以上のように、本実施の形態では、現在受信しているフレームの前のフレームまでのフレーム長を用いた帯域すなわち単位時間値のデータ量に基づいて、帯域制限を実施した後に、カットスルー転送を行うようにした。このため、実施の形態１にかかる通信装置１００は、カットスルー方式により転送を実現するとともに帯域制限を行うことが可能である。

【0044】

実施の形態２．
図９は、本発明の実施の形態２にかかる通信装置の構成例を示す図である。図９に示すように、実施の形態２の通信装置１００ａは、通信回路１ａと、通信ポートであるポート２０−１，２０−２とを備える。実施の形態１と同様の機能を有する構成要素は、実施の形態１と同一の符号を付して重複する説明を省略する。以下、実施の形態１と異なる点を説明する。

【0045】

実施の形態１では、カットスルー転送の対象のフレームに対して、帯域制限を行うための構成および方法について説明した。実施の形態１の通信装置１００は、転送したフレームが宛先の装置においてすなわち受信装置においてエラーと判定されるか否かについては考慮していないため、高頻度でエラーが発生しているフレームについても転送を行うことになる。一般には、実施の形態１の通信装置１００などのように中継装置においては、受信側装置で行うエラー検出処理に比べて、簡易なエラー検出処理または受信装置で行うエラー検出処理に比べて種類の少ないエラー検出処理を実施している。したがって、通信装置１００において、エラーが有りと判定されない場合でも、受信側においてはエラーと判定されるフレームもある。このため、通信装置１００が、受信側においてエラーと判定されるフレームを大量に転送することになり、正常なフレームの通信を妨げる可能性がある。特に、通信装置１００においてエラー検出結果を考慮せずに、転送を行う場合には、高頻度でエラーが発生している通信のフレームが存在するとこれらのフレームがネットワークにおいて帯域を圧迫する。本実施の形態では、受信装置においてエラーと判定されたフレームのエラーレートを監視し、受信装置におけるエラーレートを考慮した転送を行う。以下、受信装置におけるエラーレートを受信側のエラーレートとも呼ぶ。

【0046】

図９に示したように、実施の形態２の通信回路１ａは、実施の形態１の通信回路１にエラー状態監視部９を追加しかつエラー検出部４、ポリサ部５の替わりにそれぞれエラー検出部４ａ、ポリサ部５ａを備える以外は、実施の形態１の通信回路１と同様である。ただし、本実施の形態では、受信処理部２は、フレームを受信すると、フレーム長解析部３、エラー検出部４ａ、ポリサ部５ａおよびエラー状態監視部９へフレームを出力する。

【0047】

また、エラー検出部４ａは、実施の形態１と同様のエラー検出処理と、受信装置において行われるエラー検出処理と同様のエラー検出処理を行い、エラー検出結果をポリサ部５ａおよびエラー状態監視部９へ出力する。エラー検出部４ａから出力されるエラー検出結果は、実施の形態１と同様のエラー検出処理によるエラーの検出結果である第１のエラー検出結果と、受信装置において行われるエラー検出処理と同様のエラー検出処理によるエラーの検出結果である第２のエラー検出結果とを含む。受信装置において行われるエラー検出処理は、実施の形態１のエラー検出処理と同様に、ＦＣＳを用いたエラー検出など任意のエラー検出処理である。なお、受信装置において行われるエラー検出処理については既知であるものとする。または、受信装置において行われるエラー検出処理が既知でない場合にも、エラー検出部４ａは、受信装置において行われると推定されるエラー検出処理を受信装置において行われるエラー検出処理として実施するように設定されてもよい。

【0048】

エラー状態監視部９は、エラー検出部４ａから入力される第２のエラー検出結果に基づいてエラー状態を示すエラーレートを更新する。以下、エラー状態とは、受信装置においてエラーと判定される頻度を示す。エラーレートは、受信装置おけるエラーの頻度を示す情報であり、例えば、一定時間内または一定フレーム数内の、エラービット数、エラーバイト数またはエラーフレーム数などを用いることができる。

【0049】

また、エラー状態監視部９は、エラーレートを用いてエラー状態をチェックする。具体的には、エラー状態監視部９は、エラーレートを第１しきい値および第２しきい値と比較することにより、廃棄指示を有効または無効に設定する。第１しきい値は、廃棄指示を有効するか否かの判定に用いられるしきい値であり、第２しきい値は、廃棄指示を解除するすなわち廃棄指示を無効にするか否かの判定に用いられるしきい値である。

【0050】

以上のように、エラー状態監視部９は、エラー検出部４による誤りの検出結果に基づいて、受信したフレームのエラーレートすなわち誤り率を算出し、誤り率に基づいて第１のフレームを廃棄するか否かを判断する誤り監視部である。

【0051】

図１０は、エラー状態監視部９の構成例を示す図である。図１０に示すように、エラー状態監視部９は、第１しきい値を設定する第１しきい値設定回路９１と、第２しきい値を設定する第２しきい値設定回路９２と、帯域監視部９３と、エラーレート保持部９４とを備える。第１しきい値設定回路９１および第２しきい値設定回路９２は、あらかじめ定められた第１しきい値および第２しきい値をそれぞれ固定値として保持する回路であってもよいし、外部から第１しきい値および第２しきい値の更新の要求を受け付けた場合に第１しきい値および第２しきい値をそれぞれ更新可能な回路であってもよい。

【0052】

エラーレート保持部９４は、エラーレートを保持し、エラー検出結果が入力されるとエラー検出結果に基づいてエラーレートを更新する。帯域監視部９３は、フレームが入力されると、第１しきい値設定回路９１および第２しきい値設定回路９２から第１しきい値および第２しきい値をそれぞれ取得し、エラーレートと第１しきい値および第２しきい値を用いて、廃棄指示を有効または無効に設定する。また、帯域監視部９３は、廃棄指示が有効であるか無効であるかを示すフラグ情報を保持し、フラグ情報が、廃棄指示が有効であることを示している場合には、フレームが入力されるたびに廃棄指示をポリサ部５ａへ出力する。

【0053】

なお、帯域監視部９３における廃棄指示の有効または無効の判定には、第１しきい値および第２しきい値を用いたトークンバケット方式またはジャンピングウィンドウ方式などを用いてもよいが、これらに限定されない。

【0054】

図１１は、ポリサ部５ａの構成例を示す図である。ポリサ部５ａは、帯域監視回路５１ａおよび実施の形態１と同様の選択回路５２を備える。帯域監視回路５１ａは、実施の形態１と同様にポリシングを行うが、次に示す点が実施の形態１の帯域監視回路５１と異なる。帯域監視回路５１ａは、廃棄指示をエラー状態監視部９から受け取ると、選択回路５２へ廃棄指示を出力する。また、帯域監視回路５１ａは、廃棄指示を行ったか否かの情報を保持し、フレーム長を用いたレート情報の更新の際に、廃棄指示を行ったフレームのフレーム長についてはレート情報に加算しない。また、帯域監視回路５１ａは、フレームが入力された後にエラー状態監視部９から廃棄指示を受け取っていない場合、実施の形態１と同様にポリシングにより転送するか否かを判定し、この判定結果に応じて実施の形態１と同様に転送指示または廃棄指示を選択回路５２へ出力する。

【0055】

なお、エラー検出部４ａは、実施の形態１と同様のエラー検出処理を行わなくてもよい。すなわち、エラー検出部４ａは、受信装置と同様のエラー検出処理だけを行ってもよい。この場合、ポリサ部５ａにおいては、実施の形態１と同様のエラー検出処理の結果すなわち第１のエラー検出結果に応じた廃棄または転送の判定は行わない。

【0056】

次に、本実施の形態の動作について説明する。図１２は、エラー状態監視部９における処理手順の一例を示すフローチャートである。また、図１２では、エラー検出結果を受け取った場合の処理を示しており、エラー検出結果を受け取るたびに図１２に示す処理を実施する。エラー状態監視部９は、エラー検出結果を受け取ると、エラーレートを更新する（ステップＳ２１）。エラー状態監視部９は、保持しているフラグ情報に基づいて廃棄指示は有効であるか否かを判断する（ステップＳ２２）。なお、フラグ情報の初期値は、廃棄指示が無効であることを示す値である。

【0057】

エラー状態監視部９は、廃棄指示が有効でないすなわち廃棄指示が無効であると判断した場合（ステップＳ２２ Ｎｏ）、エラーレートが第１しきい値以上であるか否かを判断する（ステップＳ２３）。なお、ここでは、エラー状態監視部９が、エラーレートが第１しきい値以上であるか否かを判断する例を示すが、この替わりにエラーレートが第１しきい値を超えるか否かを判断してもよい。エラーレートが第１しきい値以上である場合（ステップＳ２３ Ｙｅｓ）、エラー状態監視部９は、廃棄指示を有効にし（ステップＳ２４）、処理を終了する。具体的には、ステップＳ２４では、エラー状態監視部９が、保持しているフラグ情報を廃棄指示が有効であることを示す値に変更する。エラーレートが第１しきい値未満の場合（ステップＳ２３ Ｎｏ）、エラー状態監視部９は、廃棄指示を無効にしたまま、処理を終了する。

【0058】

廃棄指示が有効であると判断した場合（ステップＳ２２ Ｙｅｓ）、エラー状態監視部９は、エラーレートが第２しきい値以下であるか否かを判断する（ステップＳ２５）。なお、ここでは、エラー状態監視部９が、エラーレートが第２しきい値以下であるか否かを判断する例を示すが、この替わりにエラーレートが第２しきい値未満か否かを判断してもよい。エラーレートが第２しきい値以下である場合（ステップＳ２５ Ｙｅｓ）、エラー状態監視部９は、廃棄指示を無効にし（ステップＳ２６）、処理を終了する。具体的には、ステップＳ２６では、エラー状態監視部９が、保持しているフラグ情報を廃棄指示が無効であることを示す値に変更する。エラーレートが第２しきい値より大きい場合（ステップＳ２５ Ｎｏ）、エラー状態監視部９は、フラグ情報を変更せずにそのまま処理を終了する。

【0059】

なお、上述したように、エラー状態監視部９は、フレームが入力されると廃棄指示が有効な場合には、廃棄指示をポリサ部５ａへ出力する。

【0060】

図１３は、本実施の形態の通信装置１００ａにおける全体動作の一例を示すフローチャートである。図１３に示すように、通信装置１００ａにおける全体動作は、図３に示した通信装置１００における全体動作にステップＳ９を追加し、ステップＳ６の替わりにステップＳ６ａを実施するものである。以下実施の形態１と異なる動作を説明する。

【0061】

ステップＳ５の後、エラー状態監視部９が、エラー判定結果に基づいてエラー状態をチェックする（ステップＳ９）。具体的には、ステップＳ９では、図１２に示した処理が行われる。

【0062】

図１４は、ステップＳ６ａの転送判定の処理手順の一例を示すフローチャートである。ポリサ部５ａの選択回路５２は、ステップＳ１１でＹｅｓの場合、エラー状態監視部９から廃棄指示が入力されたか否かを判断する（ステップＳ１７）。廃棄指示が入力された場合（ステップＳ１７ Ｙｅｓ）、ステップＳ１４へ進む。フレームの入力開始から一定時間待機しても廃棄指示が入力されていない場合（ステップＳ１７ Ｎｏ）、ステップＳ１２へ進む。ステップＳ１２以降は実施の形態１と同様である。

【0063】

なお、以上の説明では、エラー状態監視部９が廃棄指示を出力した場合、ポリサ部５ａにおいてフレームを廃棄する例を説明したが、エラー状態監視部９が出力した廃棄指示に基づくフレームの廃棄は、ポリサ部５ａ以外で実施してもよい。図１５は、ポリサ部５ａ以外でフレームの廃棄を行う場合の通信装置の構成例を示す図である。図１５に示した通信装置１００ｂは、通信回路１ｂおよびポート２０−１，２０−２を備える。通信回路１ｂは、図９に示した例と同様にエラー状態監視部９を備え、受信処理部２、送信処理部７の替わりにそれぞれ受信処理部２ａ、送信処理部７ａを備える。図１５に示した構成例では、エラー状態監視部９は、廃棄指示を受信処理部２ａおよび送信処理部７ａへ出力する。受信処理部２ａおよび送信処理部７ａは、廃棄指示のあった場合にはポートを閉塞する処理を実施する。また、エラー状態監視部９は、廃棄指示を解除する場合には、受信処理部２ａまたは送信処理部７ａへその旨通知する。または、ポートを閉塞させる処理の替わりに受信処理部２ａおよび送信処理部７ａにおいて、フレームを全て廃棄するようにしてもよい。または、受信処理部２ａまたは送信処理部７ａの一方で、廃棄指示のあった場合に、フレームを廃棄するようにしてもよい。

【0064】

本実施の形態の通信回路１ａおよび通信回路１ｂは、実施の形態１と同様に処理回路により実現できる。

【0065】

以上のように、本実施の形態では、実施の形態１と同様の処理に加えて、受信装置におけるエラーレートに基づいて、フレームを廃棄するか否かの判定を行うようにしたので、大量にエラーフレームが生じた場合にも、ネットワークの障害を抑制することができる。

【0066】

実施の形態３．
図１６は、本発明の実施の形態３にかかる通信装置の構成例を示す図である。図１６に示すように、実施の形態３の通信装置１００ｃは、通信回路１ｃと、通信ポートであるポート２０−１，２０−２とを備える。実施の形態１および実施の形態２と同様の機能を有する構成要素は、実施の形態１および実施の形態２と同一の符号を付して重複する説明を省略する。以下、実施の形態１および実施の形態２と異なる点を説明する。

【0067】

実施の形態１，２では、１つのポートから受信したフレームを区別しない例を説明したが、本実施の形態では、１つのポートで受信したフレームを複数のトラフィック種別に分類し、トラフィック種別単位で帯域を制限する方法について説明する。なお、本実施の形態におけるトラフィック種別とはフローとも呼ばれる通信の一連の流れを示す単位である。例えば、トラフィック種別の識別は、フレームのヘッダ情報またはペイロードの先頭部分に格納されているアドレス情報、フレームタイプ、ＶＬＡＮ（Virtual Local Area Network）−ＩＤ（IDentifier）、論理ポート番号、優先度、転送種別、マルチキャストかブロードキャストかユニキャストかであるかを示す情報のうちの少なくとも１つに基づいて実施することができる。以下、フレームに格納されている上述したトラフィック種別を識別するための情報をトラフィック識別情報と呼ぶ。なお、転送種別とは、カットスルー転送を行うかストアアンドフォワード転送を行うかを示す情報である。

【0068】

図１６に示すように、本実施の形態の通信回路１ｃは、エラー検出部４ａ、ポリサ部５ａおよびエラー状態監視部９の替わりにエラー検出部４ｂ、ポリサ部５ｂおよびエラー状態監視部９ａをそれぞれ備える以外は、実施の形態２の通信回路１ａと同様である。

【0069】

本実施の形態のエラー検出部４ｂは、トラフィック種別ごとにエラー検出を行い、トラフィックを示す情報とともにエラー判定結果をポリサ部５ｂおよびエラー状態監視部９ａへ出力する。エラー状態監視部９ａは、トラフィック種別ごとに、実施の形態２と同様の処理を実施する。すなわち、エラー状態監視部９ａは、トラフィック種別ごとに廃棄指示の有効または無効を示すフラグ情報を保持し、トラフィック種別ごとにエラーレートを保持する。そして、エラー状態監視部９ａは、トラフィック種別ごとにフラグ情報およびエラーレートを更新する。なお、第１しきい値および第２しきい値は、トラフィック種別ごとに個別に設定されてもよいしトラフィック種別によらず共通の値に設定されてもよい。

【0070】

図１７は、ポリサ部５ｂの構成例を示す図である。図１７に示すように、ポリサ部５ｂは、帯域監視回路５１ｂ、選択回路５２、フレーム識別回路５３および各種処理回路５４を備える。

【0071】

フレーム識別回路５３は、フレーム内のトラフィック識別情報に基づいて、フレームのトラフィック種別を識別し、識別した情報であるフレーム識別情報を帯域監視回路５１ｂへ出力する。フレーム識別情報は、トラフィック種別を示す情報であり、例えば、トラフィック種別ごとにあらかじめ定められた番号などである。各種処理回路５４は、フレームの種別の判定に用いる情報を保持し、フレーム識別回路５３からの処理要求に応じて、フレーム種別の判定に用いる情報を処理結果としてフレーム識別回路５３へ出力する。各種処理回路５４は、例えば、フレーム識別情報とフレームの種別を示す情報との対応を保持し、フレーム識別回路５３から処理要求によりフレーム識別情報が通知されると、トラフィック種別を示す情報を処理結果としてフレーム識別回路５３へ出力する。

【0072】

帯域監視回路５１ｂは、トラフィック種別ごとに、実施の形態２で述べた帯域監視回路５１ａの動作を実施する。帯域監視回路５１ｂは、トラフィック種別ごとに、レート情報を保持し、トラフィック種別ごとにポリシングなどを実施する。すなわち、帯域監視回路５１ｂは、第２のフレームのトラフィック種別ごとに、レート情報を求め、トラフィック種別ごとに、前記第１のフレームを廃棄するか否かを判断する帯域制限部である。帯域監視回路５１ｂは、トラフィック種別ごとに、転送指示または廃棄指示を選択回路５２へ出力する。なお、帯域監視回路５１ｂがポリシングに用いるしきい値は、トラフィック種別によらず共通であってもよいし、トラフィック種別ごとに個別に設定されてもよい。

【0073】

また、フレームの廃棄は、実施の形態１および実施の形態２で述べたように、ポリサ部５ｂ以外で実施してもよい。例えば、送信処理部または受信処理部においてトラフィック種別ごとにフレームを廃棄するようにしてもよい。本実施の形態の通信回路１ｃは、実施の形態１と同様に処理回路により実現できる。

【0074】

また、以上の例では、実施の形態２と同様の動作をトラフィック種別ごとに行うようにしたが、実施の形態１と同様の動作をトラフィック種別ごとに行うようにしてもよい。

【0075】

以上のように、本実施の形態では、トラフィック種別ごとに実施の形態２と同様にポリシングを行うようにした。このため、トラフィック種別ごとにカットスルー転送および帯域制御を行うことができ、より適切な帯域制御を実施することができる。

【0076】

実施の形態４．
図１８は、本発明の実施の形態４にかかる通信装置の構成例を示す図である。図１８に示すように、実施の形態４の通信装置１００ｄは、通信回路１ｄと、複数のポートであるポート２０−１〜２０−ｎ，２１−１〜２１−ｎとを備える。実施の形態１から実施の形態３のいずれかと同様の機能を有する構成要素は、実施の形態１から実施の形態３のいずれかと同一の符号を付して重複する説明を省略する。以下、実施の形態１、実施の形態２および実施の形態３と異なる点を説明する。なお、図１９では、ポート２０−１〜２０−２とポート２１−１〜２１−ｎと別に示しているが、ポートとして入出力ポートを用いる場合、ポート２０−１〜２０−２とポート２１−１〜２１−ｎとのうち同じ枝番号のものは実際には、同じポートであってもよい。

【0077】

実施の形態４では、通信装置１００ｄが複数のポート間でフレームをカットスルー転送可能な多重化装置である場合における帯域制限方法について説明する。多重化装置とは、受信側の２つ以上のポートから受信したフレームを多重化して送信側のポートへ出力することが可能な通信装置である。

【0078】

図１８に示すように、通信回路１ｄは、受信部１０−１〜１０−ｎと、スイッチ処理部１１と、カットスルー転送処理部１２−１〜１２−ｎと、転送処理部１３−１〜１３−ｎと、送信処理部１４−１〜１４−ｎとを備える。ｎは２以上の整数である。

【0079】

受信部１０−１〜１０−ｎは、それぞれ対応するポート２０−１〜２０−ｎに接続される。受信部１０−１〜１０−ｎは、それぞれ、実施の形態３の通信回路１ｃのポリサ部５ｂの替わりにポリサ部５ｃを備え、実施の形態３の通信回路１ｃから転送処理部６および送信処理部７を除いた構成を有する。送信処理部１４−１〜１４−ｎは、それぞれ対応するポート２１−１〜２１−ｎに接続される。送信処理部１４−１〜１４−ｎは、実施の形態１の送信処理部とそれぞれ同一である。

【0080】

ポリサ部５ｃの構成は図１７に示した実施の形態３のポリサ部５ｂと同様であるが、本実施の形態では、ポリサ部５ｃのフレーム識別回路５３はさらに、フレームが入力されると、カットスルー転送の対象のフレームかストアアンドフォワード転送の対象のフレームかを識別する。そして、ポリサ部５ｃのフレーム識別回路５３は、カットスルー転送の対象のフレームに対しては、実施の形態３と同様の処理を行う。すなわち、ポリサ部５ｃのフレーム識別回路５３は、受信されたフレームが、カットスルー転送の対象であるかまたはストアアンドフォワード転送の対象であるかをポートごとに判定する識別部であり、ストアアンドフォワード転送の対象であるフレームをスイッチ処理部１１へ出力し、カットスルー転送の対象であるフレームを帯域制限部である帯域監視回路５１ｂへ出力する。なお、本実施の形態では、カットスルー転送の対象のフレームは、ポリサ部５ｃから宛先に応じたポート２１−１〜２１−ｎに対応するカットスルー転送処理部１２−１〜１２−ｎへ出力される。カットスルー転送の対象のフレームかストアアンドフォワード転送の対象のフレームかを識別するための情報はフレーム内に格納されている。また、選択回路５２は、カットスルー転送を行うフレームについての宛先とポートの対応を示す情報を保持している。また、ポリサ部５ｃは、ストアアンドフォワード転送の対象のフレームをスイッチ処理部１１へ出力する。

【0081】

スイッチ処理部１１は、受信部１０−１〜１０−ｎから入力されたフレームを多重化することが可能である。すなわち、スイッチ処理部１１は、複数のポートのうちの２つ以上のポートにより受信されたフレームを多重化する。スイッチ処理部１１における多重化の方法は、一般的な多重化の方法と同様であり、特に制約はない。また、一般には、スイッチ処理部１１は、受信側のポートごとまたは送信側のポートごとにバッファを持ち、入力されたフレームをバッファに格納し、多重化を行って宛先に応じたポート２１−１〜２１−ｎに対応する転送処理部１３−１〜１３−ｎへ出力する。なお、スイッチ処理部１１は、バッファを、受信側のポートごとまたは送信側ポートごとにだけでなくさらにポートごと優先クラスごとユーザごとに備える場合もある。

【0082】

なお、本実施の形態では、受信部１０−１〜１０−ｎが、実施の形態３と同様のポリシングを行う例を説明したが、受信部１０−１〜１０−ｎが、実施の形態１または実施の形態２と同様のポリシングを行ってもよい。

【0083】

また、以上の例では、ポリサ部をポートごとに備えるすなわち各受信部内に備える例を説明したが、通信装置が、ポートごとには、ポリサ部の替わりにフレーム識別回路だけを備えるようにし、図１９に示したポリサ部を各受信部とカットスルー転送処理部との間に設けるようにしてもよい。図１９は、ポリサ部５ｄの別の構成例を示す図である。図１９に示したポリサ部５ｄは、ポリサ処理回路５５、ポート競合回路５６および帯域状態保持回路５７−１〜５７−ｎを備える。ポリサ処理回路５５は、ポリサ部５ｂの帯域監視回路５１ｂと同様の機能を有する。帯域状態保持回路５７−１〜５７−ｎは、各ポートの図９の例のようにフレーム識別回路とは切り分けて、複数のポートで順にシリアル処理できる構成でもよい。ポリサ部５ｄへは、受信側の各ポートに対応する廃棄指示＃１〜＃ｎ、エラー判定結果＃１〜＃ｎ、フレーム通知＃１〜＃ｎ、フレーム識別情報＃１〜＃ｎが入力される。なお、＃の次に示した数値は、各ポートの枝番号を示す。

【0084】

帯域状態保持回路５７−１〜５７−ｎは、それぞれ対応するポートで受信されたフレームについての廃棄指示の有効および無効の状態、およびレート情報を保持する。ポート競合回路５６は、ポリサ処理回路５５の処理対象とする受信ポートを選択する。すなわち、ポート競合回路５６は、ポリサ処理回路５５がどのポートで受信したフレームの処理を行うかを判定する。ポリサ処理回路５５における受信ポートの選択は、例えば、一定時間ごとにあらかじめ定められた順で各ポートの処理を行うように選択してもよいし、あらかじめ決定された優先度などに基づいて行ってもよい。この際、ポート競合回路５６は、選択したポートに関する廃棄指示の有効および無効の状態を対応する帯域状態保持回路５７−１〜５７−ｎから読み出し、かつレート情報を読み出してポリサ処理回路５５へ通知する。ポリサ処理回路５５は、ポリサ処理回路５５により選択されたポートで受信されたフレームに関してのポリシング処理を実施の形態３と同様に実施し、判定結果をポート競合回路５６へ通知する。ポート競合回路５６は、ポリサ処理回路５５から受信した判定結果を該判定結果に対応するポートの帯域状態保持回路５７−１〜５７−ｎへ出力する。ポリサ部５ｄは、各ポートへ、対応する転送指示または廃棄指示＃１〜＃ｎが出力される。なお、＃の次に示した数値は、各ポートの枝番号を示す。

【0085】

以上のように、本実施の形態では、多重化装置としての機能を有する通信装置においてカットスルー転送および帯域制限を行う構成および方法を説明した。これにより、本実施の形態の通信装置は、多重化対象のフレームとカットスルー転送の対象のフレームとの両方を転送する場合にも、カットスルー転送および帯域制限を行うことができる。

【0086】

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

【符号の説明】

【0087】

１，１ａ，１ｂ，１ｃ 通信回路、２ 受信処理部、３ フレーム長解析部、４ エラー検出部、５ ポリサ部、６ 転送処理部、７ 送信処理部、１０−１〜１０−ｎ 受信部、１１ スイッチ処理部、１２−１〜１２−ｎ カットスルー転送処理部、１３−１〜１３−ｎ 転送処理部、１４−１〜１４−ｎ 送信処理部、５１，５１ａ，５１ｂ 帯域監視回路、５２ 選択回路、５３ フレーム識別回路、５４ 各種処理回路、５５ ポリサ処理回路、５６ ポート競合回路、５７−１〜５７−ｎ 帯域状態保持回路、１００，１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，１００ｄ 通信装置。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】