7183233 バーチャルローカルエリアネットワーク（ＶＬＡＮ）タグ操作により、時間依存ネットワーキング（ＴＳＮ）ネットワークと非ＴＳＮネットワーク間のパケットをルーティングする装置、および、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】

(24)【登録日】2022-11-25

(45)【発行日】2022-12-05

(54)【発明の名称】バーチャルローカルエリアネットワーク（ＶＬＡＮ）タグ操作により、時間依存ネットワーキング（ＴＳＮ）ネットワークと非ＴＳＮネットワーク間のパケットをルーティングする装置、および、方法

(51)【国際特許分類】

   H04L 12/46 20060101AFI20221128BHJP

【ＦＩ】

H04L12/46 V

【請求項の数】 15

(21)【出願番号】P 2020167208

(22)【出願日】2020-10-01

(65)【公開番号】P2021197725

(43)【公開日】2021-12-27

【審査請求日】2020-10-01

(31)【優先権主張番号】16/901,224

(32)【優先日】2020-06-15

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】506080739

【氏名又は名称】四零四科技股▲ふん▼有限公司

【氏名又は名称原語表記】Ｍｏｘａ Ｉｎｃ．

【住所又は居所原語表記】４Ｆ．， Ｎｏ． １３５， Ｌｎ． ２３５， Ｂａｏｑｉａｏ Ｒｄ．， Ｘｉｎｄｉａｎ Ｄｉｓｔ．， Ｎｅｗ Ｔａｉｐｅｉ Ｃｉｔｙ， Ｔａｉｗａｎ（Ｒ．Ｏ．Ｃ．）

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(74)【代理人】

【識別番号】100135079

【弁理士】

【氏名又は名称】宮崎 修

(72)【発明者】

【氏名】劉 ▲啓▼全

(72)【発明者】

【氏名】林 俊余

(72)【発明者】

【氏名】頼 建宇

(72)【発明者】

【氏名】廖 文禄

【審査官】安藤 一道

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０２０／０９８９１７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１６／１５２９０３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】中国特許出願公開第１１０９４３８９９（ＣＮ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１１１６００７５４（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｌ １２／４６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

装置であって、
一つ以上の第一ストリーム識別子(ＩＤ)の第一マッピングを、一つ以上の第一バーチャルローカルエリアネットワーク(ＶＬＡＮ)タグへ、および、前記一つ以上の第一ストリームＩＤの第二マッピングを、一つ以上のＶＬＡＮタグ表示へ保存するストレージ媒体、および、
前記ストレージ媒体に結合されるとともに、前記第一マッピング、および、前記第二マッピングにしたがって、時間依存ネットワーキング(ＴＳＮ)ネットワークと非ＴＳＮネットワーク間の少なくとも一つのパケットをルーティングするコントローラー、を有し、
前記パケットの前記ルーティングは、
前記パケットの第二ストリームＩＤを識別する工程と、
前記第二ストリームＩＤが、前記第一マッピング、あるいは、前記第二マッピング中で、前記第一ストリームＩＤの一つに適合するか否か判断する工程と、
前記第二ストリームＩＤが、前記第一ストリームＩＤの一つに適合し、且つ、前記パケットが、前記非ＴＳＮネットワークから前記ＴＳＮネットワークにルーティングされることに対応して、前記第一マッピング中の前記適合する第一ストリームＩＤに対応する前記第一ＶＬＡＮタグに基づいて、ＶＬＡＮタグを前記パケット中に挿入する工程、および、
前記第二ストリームＩＤが、前記第一ストリームＩＤの一つに適合し、且つ、前記パケットが、前記ＴＳＮネットワークから前記非ＴＳＮネットワークにルーティングされることに対応して、前記第二マッピング中で、前記適合する第一ストリームＩＤに対応する前記ＶＬＡＮタグ表示に基づいて、ＶＬＡＮタグを前記パケットから除去する工程、
を有し、
前記第一ストリームＩＤ、および、前記第二ストリームＩＤはそれぞれ、
送信先アドレス(ＤＡ)、
発信元アドレス(ＳＡ)、
イーサタイプ、および、
サブタイプ、
の少なくとも一つとして表され、
前記第一ストリームＩＤ、および、前記第二ストリームＩＤはそれぞれ、前記イーサタイプと前記サブタイプの組み合わせとして表され、
前記第一ＶＬＡＮタグはそれぞれ、ＶＬＡＮ ＩＤ(ＶＩＤ)、および、優先順位コードポイント(ＰＣＰ)を有し、
前記装置は、前記ＴＳＮネットワークにおけるネットワークノードである、
ことを特徴とする装置。

【請求項2】

前記パケットの前記ルーティングはさらに、前記パケットが、任意のＶＬＡＮタグを有するか否か判断する工程を有し、且つ、前記パケット中への前記ＶＬＡＮタグの前記挿入は、どのＶＬＡＮタグも有さない前記パケットに対応して実行されることを特徴とする請求項１に記載の装置。

【請求項3】

前記イーサタイプは、ＩＥＥＥ８０２．１ワーキンググループにより規定されるＴＳＮ規格に従うイーサネットパケットのヘッダーフィールドであり、前記サブタイプは、前記イーサネットパケットのペイロードフィールドの一部であることを特徴とする請求項１に記載の装置。

【請求項4】

前記第一ストリームＩＤ、および、前記第二ストリームＩＤはそれぞれ、前記ＤＡと前記ＳＡの組み合わせとして表され、且つ、前記ＤＡ、および、前記ＳＡは、ＩＥＥＥ８０２．１ワーキンググループにより規定されるＴＳＮ規格に従うイーサネットパケットのヘッダーフィールドであることを特徴とする請求項１に記載の装置。

【請求項5】

前記ＶＩＤ、および、前記ＰＣＰは、ＩＥＥＥ８０２．１ワーキンググループにより規定されるＴＳＮ規格に従うイーサネットパケット中のフィールドであることを特徴とする請求項１に記載の装置。

【請求項6】

前記ＶＬＡＮタグ表示は、前記ＴＳＮネットワークから前記非ＴＳＮネットワークにルーティングされる前記パケット中の前記ＶＬＡＮタグを除去するか、あるいは、保存するかを示すことを特徴とする請求項１に記載の装置。

【請求項7】

前記第二マッピングはさらに、前記一つ以上の第一ストリームＩＤと一つ以上の第一送信先アドレス(ＤＡ)間の一つ以上の対応を指定し、且つ、前記パケットの前記ルーティングはさらに、
前記第二ストリームＩＤが、前記第一ストリームＩＤの一つに適合し、且つ、前記パケットが、前記ＴＳＮネットワークから前記非ＴＳＮネットワークにルーティングされることに対応して、前記パケット中の第二ＤＡを、前記適合する第一ストリームＩＤに対応する前記第一ＤＡに交換することを特徴とする請求項１に記載の装置。

【請求項8】

前記装置は、前記ＴＳＮネットワークと前記非ＴＳＮネットワークを接続するネットワークゲートウェイであることを特徴とする請求項１に記載の装置。

【請求項9】

時間依存ネットワーキング(ＴＳＮ)ネットワークと非ＴＳＮネットワークを接続する装置により実行される方法であって、前記方法は、
一つ以上の第一ストリーム識別子(ＩＤ)の一つ以上の第一バーチャルローカルエリアネットワーク(ＶＬＡＮ)タグへの第一マッピング、および、前記一つ以上の第一ストリームＩＤの一つ以上のＶＬＡＮタグ表示への第二マッピングにしたがって、前記ＴＳＮネットワークと前記非ＴＳＮネットワーク間の少なくとも一つのパケットをルーティングし、前記第一マッピング及び前記第二マッピングは、ＣＮＣサーバから前記第一ストリームＩＤの前記第一ＶＬＡＮタグへのマッピングを受信して前記装置のストレージ媒体に保存される工程を有し、
前記パケットの前記ルーティングは、
前記パケットの第二ストリームＩＤを識別する工程と、
前記第二ストリームＩＤが、前記第一マッピング、あるいは、前記第二マッピング中で、前記第一ストリームＩＤの一つに適合するか否か判断する工程と、
前記第二ストリームＩＤが、前記第一ストリームＩＤの一つに適合し、且つ、前記パケットが、前記非ＴＳＮネットワークから前記ＴＳＮネットワークにルーティングされることに対応して、前記第一マッピング中の前記適合する第一ストリームＩＤに対応する前記第一ＶＬＡＮタグに基づいて、ＶＬＡＮタグを前記パケットに挿入する工程、および、
前記第二ストリームＩＤが、前記第一ストリームＩＤの一つに適合し、前記パケットが、前記ＴＳＮネットワークから前記非ＴＳＮネットワークにルーティングすることに対応し、前記第二マッピング中の前記適合する第一ストリームＩＤに対応する前記ＶＬＡＮタグ表示に基づいて、前記パケットから、ＶＬＡＮタグを除去する工程、
を有し、
前記第一ストリームＩＤ、および、前記第二ストリームＩＤはそれぞれ、
送信先アドレス(ＤＡ)、
発信元アドレス(ＳＡ)、
イーサタイプ、および、
サブタイプ、
の少なくとも一つとして表され、
前記第一ストリームＩＤ、および、前記第二ストリームＩＤはそれぞれ、前記イーサタイプと前記サブタイプの組み合わせとして表され、
前記第一ＶＬＡＮタグはそれぞれ、ＶＬＡＮ ＩＤ(ＶＩＤ)、および、優先順位コードポイント(ＰＣＰ)を有し、
前記装置は、前記ＴＳＮネットワークにおけるネットワークノードである、
ことを特徴とする方法。

【請求項10】

前記パケットの前記ルーティングはさらに、前記パケットが、任意のＶＬＡＮタグを有するか否か判断する工程を有し、且つ、前記パケット中への前記ＶＬＡＮタグの前記挿入は、どのＶＬＡＮタグも有さない前記パケットに対応して実行されることを特徴とする請求項９に記載の方法。

【請求項11】

前記イーサタイプは、ＩＥＥＥ８０２．１ワーキンググループにより規定されるＴＳＮ規格に従うイーサネットパケットのヘッダーフィールドであり、前記サブタイプは、前記イーサネットパケットのペイロードフィールドの一部であることを特徴とする請求項９に記載の方法。

【請求項12】

前記第一ストリームＩＤ、および、前記第二ストリームＩＤはそれぞれ、前記ＤＡと前記ＳＡの組み合わせとして表され、且つ、前記ＤＡ、および、前記ＳＡは、ＩＥＥＥ８０２．１ワーキンググループにより規定されるＴＳＮ規格に従うイーサネットパケットのヘッダーフィールドであることを特徴とする請求項１１に記載の方法。

【請求項13】

前記ＶＩＤ、および、前記ＰＣＰは、ＩＥＥＥ８０２．１ワーキンググループにより規定されるＴＳＮ規格に従うイーサネットパケット中のフィールドであることを特徴とする請求項９に記載の方法。

【請求項14】

前記ＶＬＡＮタグ表示は、前記ＴＳＮネットワークから前記非ＴＳＮネットワークにルーティングされる前記パケット中の前記ＶＬＡＮタグを除去するか、あるいは、保存するかを示すことを特徴とする請求項９に記載の方法。

【請求項15】

前記第二マッピングはさらに、前記一つ以上の第一ストリームＩＤと一つ以上の第一送信先アドレス(ＤＡ)間の一つ以上の対応を指定し、且つ、前記パケットの前記ルーティングはさらに、
前記第二ストリームＩＤが、前記第一ストリームＩＤの一つに適合し、且つ、前記パケットが、前記ＴＳＮネットワークから前記非ＴＳＮネットワークにルーティングされることに対応して、前記パケット中の第二ＤＡを、前記適合する第一ストリームＩＤに対応する前記第一ＤＡに交換することを特徴とする請求項９に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、時間依存ネットワーキング(ＴＳＮ)に関するものであって、特に、バーチャルローカルエリアネットワーク(ＶＬＡＮ)タグ操作(manipulation)により、ＴＳＮネットワークと非ＴＳＮネットワーク間のパケットをルーティングする装置、および、方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

インダストリー４．０として知られる新しいデジタル産業技術の進歩は、機器によりデータを収集、および、分析し、高速かつフレキシブルに、より効率的に、高品質製品を低コストで製造することを可能にする。インダストリー４．０の中心におけるコアエンティティの一つは、サイバー物理システムである。定義により、これらのシステムは、サイバースペースでの表現を必要とする。生産設備と情報技術(ＩＴ)ネットワークを接続するオペレーショナルテクノロジー(ＯＴ)ネットワークについては、上位の工場層から集結させる必要がある。

【0003】

残念なことに、現代の多くの工業用イーサネット標準は、専用のハードウェアを必要とする。これは、ネットワークの集中をほぼ不可能にする。結果として、その他のヒエラルキーに接続されるゲートウェイを必要とするネットワークが孤立する。これらの傾向に対応するため、時間依存ネットワーキング(ＴＳＮ)技術が、一組のＩＥＥＥ標準を組み合わせたＩＥＥＥ８０２．１ワーキンググループにより既に提案されて、垂直、および、水平両方に拡張可能なリアルタイム決定的動作を達成している。

【0004】

しかし、ＩＥＥＥ８０２．１ワーキンググループの間で、ＴＳＮ規格はまだ議論中であるため、ＴＳＮネットワークにおいて、データストリームを配信するリアルタイム決定的動作を維持する間、どのように、ＴＳＮネットワークと非ＴＳＮネットワーク間のデータストリームを処理するか等の多くの詳細がまだ定義されていない。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上述の問題を解決するため、本発明は、ストリーム識別子(ＩＤ)のバーチャルローカルエリアネットワーク(ＶＬＡＮ)タグ、および、ＶＬＡＮタグ表示へのマッピングにしたがって、ＴＳＮネットワークと非ＴＳＮネットワーク間のパケットをルーティングして、ＴＳＮネットワークと非ＴＳＮネットワーク間の相互運用を有効にすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一実施形態において、ストレージ媒体、および、コントローラーを有する装置が提供される。ストレージ媒体は、一つ以上の第一ストリームＩＤの第一マッピングを、一つ以上の第一ＶＬＡＮタグに、および、一つ以上の第一ストリームＩＤの第二マッピングを、一つ以上のＶＬＡＮタグ表示に保存する。コントローラーは、ストレージ媒体に結合されるとともに、第一マッピング、および、第二マッピングにしたがって、ＴＳＮネットワークと非ＴＳＮネットワーク間の少なくとも一つのパケットをルーティングする。特に、パケットのルーティングは、パケットの第二ストリームＩＤを識別する工程と、第二ストリームＩＤが、第一マッピング、あるいは、第二マッピングで、第一ストリームＩＤの一つに適合するか否か判断する工程と、第二ストリームＩＤが第一ストリームＩＤの一つに適合し、且つ、パケットが、非ＴＳＮネットワークからＴＳＮネットワークにルーティングされることに対応して、第一マッピング中の適合する第一ストリームＩＤに対応する第一ＶＬＡＮタグに基づいて、ＶＬＡＮタグをパケットに挿入する工程、および、第二ストリームＩＤが、第一ストリームＩＤの一つに適合し、且つ、パケットが、ＴＳＮネットワークから非ＴＳＮネットワークにルーティングされることに対応して、第二マッピング中の適合する第一ストリームＩＤに対応するＶＬＡＮタグ表示に基づいて、ＶＬＡＮタグをパケットから除去する工程、を有する。

【0007】

本発明の別の実施形態において、ＴＳＮネットワークと非ＴＳＮネットワークを接続する装置により実行される方法が提供される。本方法は、一つ以上の第一ストリームＩＤの一つ以上の第一ＶＬＡＮタグへの第一マッピング、および、一つ以上の第一ストリームＩＤの一つ以上のＶＬＡＮタグ表示への第二マッピングにしたがって、ＴＳＮネットワークと非ＴＳＮネットワーク間の少なくとも一つのパケットをルーティングする工程を有する。特に、パケットのルーティングは、パケットの第二ストリームＩＤを識別する工程と、第二ストリームＩＤが、第一マッピング、あるいは、第二マッピング中の、第一ストリームＩＤの一つに適合するか否か判断する工程と、第二ストリームＩＤが、第一ストリームＩＤの一つに適合し、且つ、パケットが、非ＴＳＮネットワークからＴＳＮネットワークにルーティングされることに対応して、第一マッピング中の適合する第一ストリームＩＤに対応する第一ＶＬＡＮタグに基づいて、ＶＬＡＮタグをパケット中に挿入する工程、および、第二ストリームＩＤが、第一ストリームＩＤの一つに適合し、且つ、パケットが、ＴＳＮネットワークから非ＴＳＮネットワークにルーティングされることに対応して、第二マッピング中の適合する第一ストリームＩＤに対応するＶＬＡＮタグ表示に基づいて、パケットから、ＶＬＡＮタグを除去する工程、を有する。

【0008】

ＶＬＡＮタグ操作によりＴＳＮネットワークと非ＴＳＮネットワーク間のパケットをルーティングする装置、および、方法の特定の実施形態の以下の説明に基づいて、本発明のその他の態様、および、特徴を理解することができる。

【発明の効果】

【0009】

本発明により、ＴＳＮネットワークと非ＴＳＮネットワーク間でルーティングされるパケット中にＶＬＡＮタグを挿入する、あるいは、パケットからＶＬＡＮタグを除去することにより、ＴＳＮネットワークと非ＴＳＮネットワーク間の相互運用を実現することができる。

【0010】

添付図面を参照しながら、後続の詳細な記述と例を読めば、本発明をさらに十分に理解することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の一実施形態による異機種ネットワーク環境のブロック図である。

【図2】本発明の一実施形態によるネットワークデバイス１１１Ａのブロック図である。

【図3A】ＴＳＮネットワークと非ＴＳＮネットワーク間のパケットをルーティングする方法を説明するフローチャートである。

【図3B】ＴＳＮネットワークと非ＴＳＮネットワーク間のパケットをルーティングする方法を説明するフローチャートである。

【図4】本発明の一実施形態によるＶＬＡＮタグ挿入を説明する図である。

【図5】本発明の別の実施形態によるＶＬＡＮタグ除去を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下の記述は、本発明の一般原則を説明する目的のためのものであり、これらは決して本発明に限定するものではない。実施形態は、ソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア、あるいは、それらの組み合わせで実現されることを理解されたい。ここで用いられる“含む” “有する”等の用語は、明言された特徴、整数、工程、操作、素子、および／または、コンポーネンツの存在を明確にするが、一つ以上のその他の特徴、整数、工程、操作、素子、コンポーネンツ、および／または、それらの群の存在、あるいは、追加を除外するものではない。

【0013】

図１は、本発明の一実施形態による異機種ネットワーク環境のブロック図である。

【0014】

図１に示されるように、異機種ネットワーク環境１００は、ＴＳＮネットワーク１１０、および、非ＴＳＮネットワーク１２０を有し、ＴＳＮネットワーク１１０、および、非ＴＳＮネットワーク１２０は、ＴＳＮゲートウェイ１１１Ａにより接続されて、ＴＳＮネットワーク１１０と非ＴＳＮネットワーク１２０間の相互運用を有効にする。

【0015】

ＴＳＮネットワーク１１０は、複数のネットワークデバイス１１１Ａ～１１１Ｄを有し、ネットワークデバイス１１１Ａは、ＴＳＮゲートウェイであり、ネットワークデバイス１１１Ｂ～１１１Ｄは、ＴＳＮスイッチである。このほか、ＴＳＮネットワーク１１０は、複数の端末装置１１２Ａ～１１２Ｄ、および、セントラルネットワークコンフィグレーション(ＣＮＣ)サーバを有し、ＣＮＣサーバ１１３は、ネットワークデバイス１１１Ａ～１１１Ｄと接続されて、ネットワークデバイス１１１Ａ～１１１Ｄの設定を管理する。各ネットワークデバイス１１１Ａ～１１１Ｄは、一つ以上の端末装置と接続される。たとえば、ネットワークデバイス１１１Ａは、機械１１２Ａと接続され、ネットワークデバイス１１１Ｂは、セキュリティカメラ１１２Ｂと接続され、ネットワークデバイス１１１Ｃは、ロボットアーム１１２Ｃと接続され、ネットワークデバイス１１１Ｄは、コンベア１１２Ｄと接続される。

【0016】

各ネットワークデバイス１１１Ａ～１１１Ｄは、端末装置１１２Ａ～１１２ＤとＴＳＮネットワーク１１０の接続に対する責任を負い、ＴＳＮネットワーク１１０でのリアルタイム決定性通信を有効にする。特に、ネットワークデバイスの一つ、たとえば、ネットワークデバイス１１１Ａが設定されて、非ＴＳＮネットワーク１２０とＴＳＮネットワーク１１０を接続するＴＳＮゲートウェイとして作用し、非ＴＳＮネットワーク１２０とＴＳＮネットワーク１１０間のデータストリームのパケットをルーティングする。

【0017】

ＣＮＣサーバ１１３は、ネットワークデバイス１１１Ａ、および、１１１Ｄの設定の管理に対して責任を負い、ＴＳＮネットワーク１１０におけるリアルタイム決定性通信を実現する。特に、ＣＮＣサーバ１１３は、トポロジー発見工程を実行して、ＴＳＮネットワーク１１０のトポロジーを決定し、トポロジー、および、その他の要因に基づいて、ＴＳＮネットワーク１１０でルーティングされるデータストリームのパケットに対し、通信経路を決定する。その他の要因は、ＴＳＮネットワーク１１０中で通信するデータストリームのレイテンシ情報、および、データストリームのパケットをルーティングするネットワークデバイス１１１Ａ～１１１Ｄのローディング情報を有する。

【0018】

一実施形態において、ＣＮＣサーバ１１３は、ＶＬＡＮタグ、および、ＶＬＡＮタグ表示(すなわち、パケット中のＶＬＡＮタグを除去するか、あるいは、保存するかの表示)へのストリーム識別子(ＩＤ)のマッピングを、ネットワークデバイス１１１Ａに提供して、ＴＳＮネットワーク１１０と非ＴＳＮネットワーク１２０間で通信するパケットに、通信経路を設定する。同様に、ＣＮＣサーバ１１３は、ＶＬＡＮタグ、および、ＶＬＡＮタグ表示へのストリームＩＤの各自マッピングを、各ネットワークデバイス１１１Ｂ～１１１Ｄに提供して、ＴＳＮネットワーク１１０中で通信するパケットに、通信経路を設定する。

【0019】

特に、ネットワークデバイス１１１Ａ～１１１Ｄに提供されるマッピングは、ＴＳＮネットワーク１１０のトポロジー、および、ストリームＩＤ、および、データストリームのレイテンシ情報、および／または、ネットワークデバイス１１１Ａ～１１１Ｄのローディング情報に基づいて決定される。

【0020】

マッピング中の各ストリームＩＤは、送信先アドレス(ＤＡ)、発信元アドレス(ＳＡ)、イーサタイプ、および、サブタイプの少なくとも一つとして表され、ＤＡ、ＳＡ、および、イーサタイプは、ＩＥＥＥ８０２．１ワーキンググループにより規定されるＴＳＮ規格に従うイーサネットパケットのヘッダーフィールドであり、サブタイプは、ＩＥＥＥ ８０２．１ワーキンググループにより規定されるＴＳＮ規格に従うイーサネットパケットのペイロードフィールドの一部である。

【0021】

一実施形態において、マッピング中の各ストリームＩＤは、イーサタイプとサブタイプの組み合わせ (たとえば、ペイロードフィールドの第一バイト)として示され、マッピング中のＶＬＡＮタグはそれぞれ、ＶＬＡＮ ＩＤ(ＶＩＤ)、および、優先度コードポイント(ＰＣＰ)を有し、ＶＩＤ、および、ＰＣＰは、ＩＥＥＥ８０２．１ワーキンググループにより規定されるＴＳＮ規格に従うイーサネットパケット中のヘッダーフィールドである。

【0022】

別の実施形態において、マッピング中の各ストリームＩＤは、ＤＡとＳＡの組み合わせとして表され、マッピング中の各ＶＬＡＮタグは、ＶＩＤ、および、ＰＣＰを有する。

【0023】

受信されたマッピングに基づいて、ネットワークデバイス１１１Ａ～１１１Ｄはそれぞれ、マッピングを調べて、パケットのストリームＩＤが、マッピング中のストリームＩＤの一つに適合するか否か確認する。たとえば、適合がある場合、ネットワークデバイス１１１Ａは、パケットに、ＶＬＡＮタグ操作 (すなわち、ＶＬＡＮタグ挿入、および、除去)を実行する。ＶＬＡＮタグ操作により、ＴＳＮネットワーク１１０と非ＴＳＮネットワーク１２０間の相互運用が達成される。

【0024】

あるいは、適合がある場合、ネットワークデバイス１１１Ｂ／１１１Ｃ／１１１Ｄは、パケットにＶＬＡＮタグ交換を実行する。ＶＬＡＮタグ交換により、パケットは、確定的に抑制されたレイテンシで、通信経路を用いて、ＴＳＮネットワーク１１０中でルーティングされる。

【0025】

理解すべきことは、図１の実施形態で記述されるコンポーネンツ は、説明の目的のためのものであり、本発明は、これに限定されない。たとえば、ＴＳＮネットワーク１１０は、より少ない、あるいは、さらに多くのネットワークデバイス、および、端末装置を有する。あるいは、ＴＳＮネットワーク１１０は、二個の非ＴＳＮネットワーク間で接続されて、ＴＳＮネットワーク１１０により、データストリームが、非ＴＳＮネットワーク間で通信できるようにする。

【0026】

図２は、本発明の一実施形態によるネットワークデバイス１１１Ａのブロック図である。

【0027】

図２に示されるように、ネットワークデバイス１１１Ａは、ネットワークインターフェース装置１０、コントローラー２０、および、ストレージ媒体３０を有する。

【0028】

ネットワークインターフェース装置１０は、ＴＳＮネットワーク１１０と非ＴＳＮネットワーク１２０間のデータストリーム通信(たとえば、イーサネットによる)の機能を提供する。

【0029】

コントローラー２０は、汎用プロセッサ、マイクロコントローラーユニット(ＭＣＵ)、デジタルシグナルプロセッサ(ＤＳＰ)等であり、データ処理と計算の機能を提供する各種回路を有し、ネットワークインターフェース装置１０を制御して、ＴＳＮネットワーク１１０と非ＴＳＮネットワーク１２０間で、データストリームと通信するとともに、データ(たとえば、ストリームＩＤのＶＬＡＮタグへのマッピング、および、ＶＬＡＮタグ表示へのストリームＩＤのマッピング)をストレージ媒体３０に保存したり、ストレージ媒体３０から読み出したりする。

【0030】

特に、コントローラー２０は、ネットワークインターフェース装置１０、および、ストレージ媒体３０の上述の操作を連動させて、本発明の方法を実行する。

【0031】

当業者なら理解できるように、コントローラー２０の回路は、ここで記述される機能と操作に関連する回路の操作を制御するような方法で設置されるトランジスタを有する。さらに評価すべきことは、トランジスタの特定構造、あるいは、相互接続は、コンパイラ、たとえば、レジスタトランスファーランゲージ(ＲＴＬ)コンパイラにより決定される点である。ＲＴＬコンパイラは、アセンブリ言語コードに密接に類似するスクリプト上のプロセッサにより操作されて、スクリプトを、基本的な回路のレイアウトや製造に用いられる形式にコンパイルする。実際には、ＲＴＬは、その任務として知られており、且つ、電子、および、デジタルシステムの設計プロセスの円滑化に用いられる。

【0032】

ストレージ媒体３０は、非一時的な機械可読ストレージ媒体であり、メモリ、たとえば、フラッシュメモリ、あるいは、不揮発性ランダムアクセスメモリ(ＮＶＲＡＭ)、あるいは、磁気記憶装置、たとえば、ハードディスク、或いは、磁気テープ、あるいは、光学ディスク、あるいは、それらの任意の組み合わせを有して、アプリケーションのデータ(たとえば、ストリームＩＤのＶＬＡＮタグ表示へのマッピング)、命令、および／または、プログラムコード、通信プロトコル、および／または、本発明の方法を保存する。

【0033】

理解すべきことは、図２の実施形態で記述される素子は単なる説明の目的であり、本発明はこれに限定されない。たとえば、ネットワークデバイス１１Ａは、さらに多くの装置、たとえば、入出力(Ｉ/Ｏ)デバイス(たとえば、一つ以上のボタン、一つ以上の発光体、スピーカー、キーボード、マウス、タッチパッド、および／または、ディスプレイ装置)を有する。

【0034】

図３Ａ～図３Ｂは、本発明の一実施形態によるＴＳＮネットワークと非ＴＳＮネットワーク間のパケットをルーティングする方法を説明するフローチャートである。

【0035】

この実施形態において、本方法は、ＴＳＮネットワーク(たとえば、ＴＳＮネットワーク１１０)と非ＴＳＮネットワーク (たとえば、非ＴＳＮネットワーク１２０)を接続するネットワークデバイス(たとえば、ネットワークデバイス１１１Ａ)により適用、および、実行される。

【0036】

最初に、ネットワークデバイスは、ＴＳＮネットワーク、あるいは、非ＴＳＮネットワークからパケットを受信する (工程３０１)。

【0037】

次に、ネットワークデバイスは、パケットが、非ＴＳＮネットワークからＴＳＮネットワークへのものなのか、あるいは、ＴＳＮネットワークから非ＴＳＮネットワークへのものなのか判断する(工程３０２)。

【0038】

工程３０２において、パケットが、非ＴＳＮネットワークからＴＳＮネットワークへのものである場合、ネットワークデバイスは、パケットがＶＬＡＮタグを有するか否か判断する (工程３０３)。

【0039】

一実施形態において、ＶＬＡＮタグは、ＶＩＤ、および、ＰＣＰを有する。

【0040】

工程３０３において、パケットがＶＬＡＮタグを有さないと判断する場合、ネットワークデバイスは、パケットのストリームＩＤを決定する (工程３０４)。

【0041】

一実施形態において、ストリームＩＤは、パケットのイーサタイプとサブタイプの少なくとも一つを参照する。

【0042】

別の実施形態において、ストリームＩＤは、パケットのＤＡとＳＡの組み合わせを参照する。

【0043】

工程３０４に続いて、ネットワークデバイスは、パケットのストリームＩＤが、ストリームＩＤのＶＬＡＮタグへの第一マッピングで、ストリームＩＤの一つに適合するか否か判断する (工程３０５)。

【0044】

工程３０５において、パケットのストリームＩＤが、第一マッピング中のストリームＩＤの一つに適合する場合、ネットワークデバイスは、適合するストリームＩＤに対応するＶＬＡＮタグをパケットに挿入する (工程３０６)とともに、パケットを、非ＴＳＮネットワークからＴＳＮネットワークにルーティングして (工程３０７)、本方法が終了する。

【0045】

工程３０３において、パケットがＶＬＡＮタグを有する場合、方法は工程３０７に進む。

【0046】

工程３０５において、パケットのストリームＩＤが、所定のマッピングで、どのストリームＩＤに適合しない場合、本方法は、工程３０７に進む。

【0047】

工程３０２において、パケットが、ＴＳＮネットワークから非ＴＳＮネットワークへのものである場合、ネットワークデバイスは、パケットのストリームＩＤを決定し (工程３０８)、その後、パケットのストリームＩＤが、ストリームＩＤのＶＬＡＮタグ表示への第二マッピングで、ストリームＩＤの一つに適合するか否か判断する (工程３０９)。

【0048】

工程３０９において、パケットのストリームＩＤが、第二マッピング中のストリームＩＤの一つに適合する場合、ネットワークデバイスは、第二マッピング中で適合するストリームＩＤに対応するＶＬＡＮタグ表示が、パケット中のＶＬＡＮタグを除去するのか、あるいは、保存するのかを判断する (工程３１０)。

【0049】

工程３１０において、ＶＬＡＮタグ表示が、パケット中のＶＬＡＮタグを除去することを示す場合、ネットワークデバイスは、パケットから、ＶＬＡＮタグを除去する(工程３１１)とともに、パケットを、ＴＳＮネットワークから、非ＴＳＮネットワークにルーティングし (工程３１２)、本方法が終了する。

【0050】

工程３１０において、ＶＬＡＮタグ表示が、ＶＬＡＮタグをパケット中に残すことを示す場合、本方法は、工程３１２に進む。

【0051】

工程３０９に戻り、パケットのストリームＩＤが、第二マッピング中のどのストリームＩＤとも適合しない場合、本方法は、工程３１２に進む。

【0052】

図４は、本発明の一実施形態によるＶＬＡＮタグ挿入を説明する図である。

【0053】

この実施形態において、非ＴＳＮネットワークからのパケットＰ１は、ネットワークデバイスで受信され、ＶＬＡＮタグは、ＣＮＣサーバから受信されるマッピングにしたがって、パケットＰ１中に挿入され、これにより、ＴＳＮネットワークと非ＴＳＮネットワーク間の相互運用を有効にする。

【0054】

図４に示されるように、マッピングは、複数のストリームＩＤと複数のＶＬＡＮタグ間の対応を指定し、各ストリームＩＤは、ＤＡとＳＡの組み合わせ、あるいは、イーサタイプとサブタイプの組み合わせ(たとえば、ペイロードフィールドの第一バイト)として表され、各ＶＬＡＮタグは、ＶＩＤとＰＣＰの組み合わせとして表される。

【0055】

たとえば、ＤＡ１として示される値を有するＤＡとＳＡ１として示される値を有するＳＡの組み合わせは、パケットに封入されたプロトコルがＥｔｈｅｒＣＡＴであることを示す。０×８９０Ｆの１６進値を有するイーサタイプと０×００～０×ＢＦの１６進値を有するサブタイプの組み合わせは、パケットに封入されたプロトコルが、工業用イーサネット (CC-Link IE)コントローラー、あるいは、フィールドであることを示す。

【0056】

パケットＰ１は、８バイト前文フィールド、６バイト送信先アドレス(ＤＡ)フィールド、６バイト発信元アドレス(ＳＡ)フィールド、２バイトイーサタイプフィールド、１バイトサブタイプフィールド、ペイロードフィールド、および、４バイトフレームチェックシーケンス(ＦＣＳ)フィールドを有する。

【0057】

特に、パケットＰ１のイーサタイプフィールドの１６進値は０×８９０Ｆであり、パケットＰ１のサブタイプフィールドの１６進値は０×０３である。

【0058】

ネットワークデバイスは、マッピングを調べるとともに、パケットＰ１のイーサタイプとサブタイプの組み合わせの適合があるかどうかを探す。特に、マッピングにおいて、イーサタイプ=０×８９０Ｆとサブタイプ=０×０３の組み合わせは、ＶＩＤ=１００とＰＣＰ=３を含むＶＬＡＮタグに対応する。

【0059】

適合に対応して、ネットワークデバイスは、パケットＰ１中に、ＶＩＤ=１００とＰＣＰ=３を有するＶＬＡＮタグを挿入し、これにより、パケットＰ１をパケットＰ１’に変換する。

【0060】

図５は、本発明の別の実施形態によるＶＬＡＮタグ除去を説明する図である。

【0061】

この実施形態において、ＴＳＮネットワークからのパケットＰ２ は、ネットワークデバイスで受信され、且つ、パケットＰ２中のＶＬＡＮタグは、ＣＮＣサーバから受信されるマッピングに従って除去され、これにより、ＴＳＮネットワークと非ＴＳＮネットワーク間の相互運用を有効にする。

【0062】

図５に示されるように、マッピングは、複数のストリームＩＤと複数のＶＬＡＮタグ表示、および、ＤＡ間の対応を指定し、各ストリームＩＤは、ＤＡとＳＡの組み合わせ、あるいは、イーサタイプとサブタイプの組み合わせとして表され、各ＶＬＡＮタグ表示は、ＶＬＡＮタグが保存されるべきか、除去されるべきかを示す。

【0063】

パケットＰ２は、８バイト前文フィールド、６バイトＤＡフィールド、６バイトＳＡフィールド、４バイトＶＬＡＮタグ、２バイトイーサタイプフィールド、１バイトサブタイプフィールド、ペイロードフィールド、および、４バイトＦＣＳフィールドを有する。

【0064】

特に、パケットＰ２のＤＡフィールドは、ＤＡ１として示され、パケットＰ２のイーサタイプフィールドの１６進値は０×８９０Ｆであり、パケットＰ２のサブタイプフィールドの１６進値は０×０３である。ＶＬＡＮタグは、２バイトＴＰＩＤフィールド、３ビットＰＣＰフィールド、１ビットＣＦＩフィールド、および、１２ビットＶＩＤフィールドを有し、ＶＩＤフィールドのデシマル値は１００で、ＰＣＰフィールドのデシマル値は３である。

【0065】

ネットワークデバイスは、マッピングを調べるとともに、パケットＰ２のイーサタイプとサブタイプの組み合わせに適合があるかを探す。特に、イーサタイプ=０×８９０Ｆとサブタイプ=０×０３の組み合わせは、ＶＬＡＮタグ表示“除去”とＤＡ＝ＤＡ２に対応する。

【0066】

適合に対応して、ネットワークデバイスは、パケットＰ２から、ＶＬＡＮタグを除去するとともに、パケットＰ２中のＤＡ＝ＤＡ１を、マッピング中で適合するＤＡ＝ＤＡ２と交換し、これにより、パケットＰ２をパケットＰ２’に変換する。

【0067】

前述の実施形態を考慮して、高く評価すべき点は、本発明は、ＴＳＮネットワークと非ＴＳＮネットワーク間でルーティングされるパケット中にＶＬＡＮタグを挿入する、あるいは、パケットからＶＬＡＮタグを除去することにより、ＴＳＮネットワークと非ＴＳＮネットワーク間の相互運用を実現することである。有利な点として、ＶＬＡＮタグ操作は、ＴＳＮネットワーク中のデータストリーム通信のリアルタイム決定的動作を維持する。

【0068】

本発明は、例として、および、好ましい実施形態の観点から記述されているが、本発明はこれに限定されないことを理解されたい。当業者なら、本発明の範囲と精神を逸脱しない状況下で、各種変更、および、修正を行うことができる。よって、本発明の範囲は、以下の請求項とそれらの等価物により定義、並びに、保護される。

【0069】

順序を示す用語、たとえば、特許請求の素子を修正する請求項中の“第一”“第二”等の使用は、それ自身で、任意の優先度、優先権、あるいは、素子ともう一つの素子の順序、あるいは、一方法の動作が実行される時間的順序を暗示しておらず、ある名称の素子と同じ名称を有する別の素子を区別するのに用いられている。

【符号の説明】

【0070】

１００ 異機種ネットワーク環境
１１０ ＴＳＮネットワーク
１２０ 非ＴＳＮネットワーク
１１１Ａ～１１１Ｄ ネットワークデバイス
１１２Ａ 機械
１１２Ｂ セキュリティカメラ
１１２Ｃ ロボットアーム
１１２Ｄ コンベア
１１３ ＣＮＣサーバ
１０ ネットワークインターフェース装置
２０ コントローラー
３０ ストレージ媒体

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5】