特許 7532292 通信装置、プロセッサ、通信方法およびプログラム

(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】2024-08-02

(45)【発行日】2024-08-13

(54)【発明の名称】通信装置、プロセッサ、通信方法およびプログラム

(51)【国際特許分類】

   H04L 69/14 20220101AFI20240805BHJP

【ＦＩ】

H04L69/14

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2021040208

(22)【出願日】2021-03-12

(65)【公開番号】P2022139706

(43)【公開日】2022-09-26

【審査請求日】2023-02-08

(73)【特許権者】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(73)【特許権者】

【識別番号】598076591

【氏名又は名称】東芝インフラシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】山浦 隆博

(72)【発明者】

【氏名】小林 優太

【審査官】宮島 郁美

(56)【参考文献】

【文献】特開平０９－１８１７７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１５９８１２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｌ６９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

フレームを受信する通信部と、
前記フレームの誤りを検出する誤り検出処理を実行する誤り検出部と、
前記誤り検出処理の終了を待たずに、前記フレームを、転送先のプロセッサのフレーム記憶部に転送する転送部と、
前記誤り検出部により誤りが検出された場合、前記転送部による転送を無効にする転送無効制御部と、
を備える通信装置。

【請求項2】

転送無効制御部は、前記転送部による転送を無効にしない場合、転送された前記フレームのメタ情報を更新し、前記メタ情報が更新されたことを前記転送先に通知し、前記転送部による転送を無効にする場合、転送された前記フレームのメタ情報を更新しない、
請求項１に記載の通信装置。

【請求項3】

前記転送無効制御部は、前記転送部による転送を無効にする場合、転送された前記フレームが無効であることを示す転送無効化情報を、前記転送先に送信する、
請求項１に記載の通信装置。

【請求項4】

前記フレームが、前記フレームが冗長化されていることを示す冗長化情報を含むか否かを判定する冗長化情報存在判定部と、
前記フレームが前記冗長化情報を含む場合、前記フレームから前記冗長化情報を除去する冗長化情報除去部と、を更に備え、
前記転送部は、前記冗長化情報を除去された前記フレームを、前記転送先のフレーム記憶部に転送する、
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の通信装置。

【請求項5】

少なくとも１つの前記フレームを含むストリームを識別するストリーム識別部と、
前記冗長化情報からシーケンス番号を抽出するシーケンス番号抽出部と、
前記シーケンス番号を用いて、前記ストリームにおいて前記フレームを既に受信しているか否かを判定する重複判定部と、を更に備え、
前記転送無効制御部は、前記重複判定部により前記フレームを既に受信していると判定された場合、前記転送部による転送を無効にする、
請求項４に記載の通信装置。

【請求項6】

前記重複判定部は、
単一の前記ストリームにおける重複判定を行う単一ストリーム重複判定部と、
複数の前記ストリームにおける重複判定を行う複数ストリーム重複判定部と、を備え、
前記転送無効制御部は、前記単一ストリーム重複判定部および前記複数ストリーム重複判定部の少なくとも一方により前記フレームを既に受信していると判定された場合、前記転送部による転送を無効にする、
請求項５に記載の通信装置。

【請求項7】

前記誤り検出部は、前記フレームのＦＣＳ（Ｆｒａｍｅ Ｃｈｅｃｋ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ）フィールド以外のフィールドのＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ Ｃｏｄｅ）を計算し、前記ＦＣＳと前記ＣＲＣとが一致しない場合に誤りがあると判定する、
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の通信装置。

【請求項8】

転送元から転送されたフレームを記憶するフレーム記憶部と、
前記フレームの転送を無効にするか否かを示す転送無効化情報と、前記フレームの重複の判定の要否を示す重複判定情報と、少なくとも１つの前記フレームを含むストリームのストリーム識別データと、前記フレームのシーケンス番号とを含むメタ情報を記憶するメタ情報記憶部と、
前記ストリーム識別データによりストリームを識別するストリーム識別部と、
前記重複判定情報に基づいて前記フレームの重複を判定するか否かを判定し、前記フレームの重複を判定する場合、前記ストリーム識別データにより識別されたストリームにおいて、前記シーケンス番号を用いて、前記フレームを既に受信しているか否かを判定する重複判定部と、
前記転送無効化情報が転送の無効を示さない場合、かつ、前記フレームを既に受信していない場合、前記フレームを処理する受信フレーム処理部と、
を備えるプロセッサ。

【請求項9】

通信装置が、フレームを受信するステップと、
前記通信装置が、前記フレームの誤りを検出する誤り検出処理を実行するステップと、
前記通信装置が、前記誤り検出処理の終了を待たずに、前記フレームを、転送先のプロセッサのフレーム記憶部に転送するステップと、
前記通信装置が、前記検出するステップにより誤りが検出された場合、前記転送するステップによる転送を無効にするステップと、
を備える通信方法。

【請求項10】

コンピュータを、
フレームを受信する通信部と、
前記フレームの誤りを検出する誤り検出処理を実行する誤り検出部と、
前記誤り検出処理の終了を待たずに、前記フレームを、転送先のプロセッサのフレーム記憶部に転送する転送部と、
前記誤り検出部により誤りが検出された場合、前記転送部による転送を無効にする転送無効制御部、
として機能させるためのプログラム。

【請求項11】

コンピュータを、
転送元から転送されたフレームを記憶するフレーム記憶部と、
前記フレームの転送を無効にするか否かを示す転送無効化情報と、前記フレームの重複の判定の要否を示す重複判定情報と、少なくとも１つの前記フレームを含むストリームのストリーム識別データと、前記フレームのシーケンス番号とを含むメタ情報を記憶するメタ情報記憶部と、
前記ストリーム識別データによりストリームを識別するストリーム識別部と、
前記重複判定情報に基づいて前記フレームの重複を判定するか否かを判定し、前記フレームの重複を判定する場合、前記ストリーム識別データにより識別されたストリームにおいて、前記シーケンス番号を用いて、前記フレームを既に受信しているか否かを判定する重複判定部と、
前記転送無効化情報が転送の無効を示さない場合、かつ、前記フレームを既に受信していない場合、前記フレームを処理する受信フレーム処理部、
として機能させるためのプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は通信装置、プロセッサ、通信方法およびプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

ＴＳＮ（Ｔｉｍｅ－Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ Ｎｅｔｗｏｒｋｉｎｇ）規格のひとつであるＩＥＥＥ８０２．１ＣＢでは、フレームは、シーケンス番号をつけて複製され、複数のフレームが送信されることによって、信頼性を向上させる。この規格では、受信側において既に受信したフレーム（重複フレーム）の除去処理が行われるが、フレームには誤りなどが発生している可能性があるため、フレームのデータ整合性の確認を行ってから除去処理を行うことが規定されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００９－３２０５３号公報

【非特許文献】

【0004】

【文献】ＩＥＥＥ Ｓｔｄ ８０２．１ＣＢ‐２０１７

【文献】ＩＥＥＥ Ｓｔｄ ８０２．１Ｑ‐２０１８

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

従来の技術では、データ整合性の確認処理による転送遅延を低減させることが難しかった。

【課題を解決するための手段】

【0006】

実施形態の通信装置は、通信部と誤り検出部と転送部と転送無効制御部とを備える。通信部は、フレームを受信する。誤り検出部は、前記フレームの誤りを検出する誤り検出処理を実行する。転送部は、前記誤り検出処理の終了を待たずに、前記フレームを、転送先のプロセッサのフレーム記憶部に転送する。転送無効制御部は、前記誤り検出部により誤りが検出された場合、前記転送部による転送を無効にする。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】第１実施形態の通信装置のハードウェア構成の例を示す図。

【図2】第１実施形態の通信装置の機能構成の例を示す図。

【図3】第１実施形態のディスクリプタの例を示す図。

【図4】第１実施形態のディスクリプタに含まれるステータスの例を示す図。

【図5】第１実施形態のフレームのフォーマットの例を示す図。

【図6】第１実施形態のホストプロセッサの初期化処理の例を示すフローチャート。

【図7】第１実施形態のネットワークインタフェースコントローラのフレーム受信処理の例を示すフローチャート。

【図8】第１実施形態のホストプロセッサのフレーム受信処理の例を示すフローチャート。

【図9】第１実施形態の重複フレームの処理について説明するための図。

【図10】第１実施形態の非重複フレームの処理について説明するための図。

【図11】第２実施形態のディスクリプタに含まれるステータスの例を示す図。

【図12】第２実施形態のネットワークインタフェースコントローラのフレーム受信処理の例を示すフローチャート。

【図13】第２実施形態のホストプロセッサのフレーム受信処理の例を示すフローチャート。

【図14】第３実施形態の通信装置の機能構成の例を示す図。

【図15】第３実施形態のディスクリプタの例を示す図。

【図16】第３実施形態のディスクリプタに含まれるステータスの例を示す図。

【図17】第３実施形態のネットワークインタフェースコントローラのフレーム受信処理の例を示すフローチャート。

【図18A】第３実施形態のホストプロセッサのフレーム受信処理の例を示すフローチャート。

【図18B】第３実施形態のホストプロセッサのフレーム受信処理の例を示すフローチャート。

【図19】第１乃至第３実施形態の通信装置を用いたシステムの構成例を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下に添付図面を参照して、通信装置、プロセッサ、通信方法およびプログラムの実施形態を詳細に説明する。

【0009】

フレームに誤りが発生しているか否かを確認せずに、フレームに含まれるシーケンス番号を既に受信されたシーケンス番号として記憶し、受信されたフレームの重複除去処理を行うと、誤ったシーケンス番号が受信済として処理される。そのため、フレームに誤りが発生していると、本来重複排除してはならないフレームの除去処理を行ってしまう場合がある。ＩＥＥＥ８０２．１ＣＢでは、これを避けるため、フレームのデータ整合性の確認を行って除去処理を行うことが規定されている。このため、ホストにデータを転送する際に、データ整合性の確認処理が必要となる。

【0010】

以下、データ整合性の確認処理による転送遅延を低減させる実施形態について詳細に説明する。

【0011】

（第１実施形態）
はじめに、第１実施形態の通信装置のハードウェア構成の例について説明する。

【0012】

［ハードウェア構成の例］
図１は第１実施形態の通信装置１００のハードウェア構成の例を示す図である。本実施形態の通信装置１００は、メモリ１、ホストプロセッサ２、ストレージ３、ネットワークインタフェースコントローラ４およびストレージコントローラ５を備える。

【0013】

メモリ１は、ホストプロセッサ２内のメモリコントローラを介してホストプロセッサ２に接続される。メモリ１は、例えばＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などにより実現される。

【0014】

ホストプロセッサ２は、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ（登録商標）などのバスを用いて、ストレージコントローラ５と接続される。同様に、ホストプロセッサ２は、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ（登録商標）などのバスを用いて、ネットワークインタフェースコントローラ４と接続される。

【0015】

ホストプロセッサ２は、ストレージ３に格納された実行プログラムのイメージをメモリ１に展開し、メモリ１上の命令およびデータを読みながら処理を実行する。処理は、ホストプロセッサ２に備えられた１つまたは複数のコアにより実行される。なお図１ではメモリ１とホストプロセッサ２とを分けて記載しているが、図２以降では、図１のメモリ１とホストプロセッサ２との組み合わせで実現される構成を、ホストプロセッサの機能構成として説明する。

【0016】

ストレージ３は、例えばＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）およびＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）などにより実現される。ストレージ３は、ＳＡＴＡ、ＳＡＳ、および、Ｕ．２（ＳＦＦ－８６３９）などの規格でストレージコントローラ５と接続される。またストレージ３とストレージコントローラ５とは一体となっていてもよい。

【0017】

ネットワークインタフェースコントローラ４は、ホストプロセッサ２をネットワーク２００ａおよび２００ｂに接続する。以下、ネットワーク２００ａおよび２００ｂを区別しない場合、単にネットワーク２００という。ネットワーク２００は、例えばＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）である。例えば、ネットワークインタフェースコントローラ４は、物理的なＥｔｈｅｒｎｅｔポートを２つ備え、それぞれのポートがネットワーク２００ａと２００ｂに接続されてもよい。また、例えば、ネットワーク２００は、ＩＥＥＥ８０２．１Ｑで定義されるＶＬＡＮ（Ｖｉｒｔｕａｌ ＬＡＮ）に対応している。

【0018】

ネットワーク２００は図１に示すように２つでもよいし、１つ又は３つ以上でもよい。物理的なＥｔｈｅｒｎｅｔポートの数と必ずしも一致する必要はなく、ＶＬＡＮのＩＤを分けて複数のネットワークに１つのＥｔｈｅｎｒｅｔポートで接続してもよい。また、ネットワーク２００の種類は任意でよい。具体的には、ネットワーク２００は、例えばオフィスネットワーク、データセンタ内部のネットワーク、車載ネットワーク、工場内ネットワーク、携帯基地局のネットワーク、および、コア設備のネットワークなどである。

【0019】

ネットワークインタフェースコントローラ４およびストレージコントローラ５は、例えばＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、または、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）などにより実現される。また、ネットワークインタフェースコントローラ４およびストレージコントローラ５は、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡおよびプロセッサのうち２つまたは３つの組み合わせによって実現してもよい。また、ネットワークインタフェースコントローラ４およびストレージコントローラ５は内部に上述のメモリ１とは異なるメモリを内蔵していてもよい。また、ネットワークインタフェースコントローラ４およびストレージコントローラ５は、ホストプロセッサ２とは別のチップとして実装されてもよいし、ＳｏＣ（Ｓｙｓｔｅｍ－ｏｎ－ａ－Ｃｈｉｐ）として１つのチップとして実装されてもよい。

【0020】

［機能構成の例］
図２は第１実施形態の通信装置１００の機能構成の例を示す図である。なお図２は、主に通信装置１００に含まれるホストプロセッサ２およびネットワークインタフェースコントローラ４の機能構成の例を示す。図２に示すように、ホストプロセッサ２は、フレーム記憶部２０１、ディスクリプタ記憶部２０２および受信フレーム処理部２０３を備える。

【0021】

フレーム記憶部２０１は、ネットワークインタフェースコントローラ４で受信されたフレームを記憶する。

【0022】

ディスクリプタ記憶部２０２は、ネットワークインタフェースコントローラ４の制御に用いられる。ディスクリプタ（ｄｅｓｃｒｉｐｔｏｒ、記述子）は、フレームのデータ転送に用いられるメタ情報の一例である。ディスクリプタは、例えば、リングバッファになっており、２つの変数ＨｅａｄおよびＴａｉｌを用いて管理される。

【0023】

図３は第１実施形態のディスクリプタの例を示す図である。図３に示すように、ＨｅａｄからＴａｉｌ－１のディスクリプタは、ＨＷ（ハードウェア）、すなわちネットワークインタフェースコントローラ４が所有しているディスクリプタを示す。また、ＴａｉｌからＨｅａｄ－１のディスクリプタは、ＳＷ（ソフトウェア）、すなわちホストプロセッサ２上で動作するソフトウェア（受信フレーム処理部２０３）が所有しているディスクリプタを示す。

【0024】

なお、Ｈｅａｄの値とＴａｉｌの値とが一致している場合にはＳＷが全てのディスクリプタエントリを所有しており、ＨＷは書き込み可能なディスクリプタエントリがないことを意味する。ＨｅａｄおよびＴａｉｌの値は、レジスタインタフェースおよび後述するネットワークインタフェースコントローラ４の通知部４１６による割り込み信号を使って、ネットワークインタフェースコントローラ４およびホストプロセッサ２との間で通知される。

【0025】

受信ディスクリプタリングの各エントリ（各ディスクリプタ）は、転送先アドレス、長さおよびステータスを含む。転送先アドレスは、受信されるフレームを記憶するフレーム記憶部２０１（例えばホストプロセッサ２と接続されたメモリ）の記憶領域の先頭位置を示す先頭アドレスを示す。長さは、受信されるフレームの長さを示す。ステータスは、受信処理の状態を示す情報が記憶される。

【0026】

図４は第１実施形態のディスクリプタに含まれるステータスの例を示す図である。図４の例では、ステータスフィールドに書き込み完了フラグおよびエラーフラグがある。

【0027】

書き込み完了フラグは、受信フレーム処理部２０３によって０（書き込み未完了）に設定され、ネットワークインタフェースコントローラ４がフレームの転送を終え、フレームおよびディスクリプタの書き込みを完了した際に１（書き込み完了）に設定される。

【0028】

エラーフラグは、受信フレーム処理部２０３によって、０（エラーなし）に設定される。受信フレーム処理部２０３は、ネットワークインタフェースコントローラ４からのデータ転送中にデータのオーバーフローおよびアンダーランなどが発生した場合にエラーフラグを１に設定し、エラーがない場合にはエラーフラグを０に設定する。

【0029】

転送先アドレスは、受信フレーム処理部２０３により設定され、長さおよびステータスはネットワークインタフェースコントローラ４により設定される。

【0030】

受信フレーム処理部２０３は、例えばＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）のデバイスドライバおよびユーザアプリケーションなどによって実現される。受信フレーム処理部２０３は、フレーム記憶部２０１に受信フレームを書き込む領域の確保をし、ディスクリプタ記憶部２０２にその領域を設定する。そして、受信フレーム処理部２０３は、ネットワークインタフェースコントローラ４からの割り込み通知を契機などにして、ディスクリプタ領域を参照し、フレーム記憶部２０１へのフレームデータの書き込みが完了していれば、フレーム記憶部２０１からフレームを取り出す。

【0031】

図２に戻り、ネットワークインタフェースコントローラ４は、通信部４０１、冗長化情報存在判定部４０２、誤り検出部４０３、冗長化情報除去部４０４、バッファ部４０５、転送部４０６、シーケンス番号抽出部４０７、ストリーム識別部４０８、ストリーム識別情報記憶部４０９、重複排除情報記憶部４１０、単一ストリーム重複判定部４１１、複数ストリーム重複判定部４１２、ディスクリプタ読み出し部４１３、転送無効制御部４１４、ディスクリプタ書き込み部４１５、通知部４１６および重複排除情報更新部４１７を備える。

【0032】

通信部４０１は、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）およびＰＨＹと呼ばれる機能を含み、ネットワークにおけるデータリンク層および物理層のプロトコルに従ってフレームの送受信に必要な処理を行う。例えば通信部４０１は、ＩＥＥＥ８０２．３規格によって定められるＥｔｈｅｒｎｅｔのデータリンク層および物理層の処理を行う。

【0033】

図５は第１実施形態のフレームのフォーマットの例を示す図である。図５に示すように、フレームは、送信先ＭＡＣアドレス、送信元ＭＡＣアドレス、ＶＬＡＮタグ（ＶＬＡＮ Ｔａｇ）、冗長タグ（Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ Ｔａｇ）、タイプ／長さ、データ、および、ＦＣＳ（Ｆｒａｍｅ Ｃｈｅｃｋ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ）を含む。ＶＬＡＮタグはＩＥＥＥ８０２．１Ｑで定義され、冗長タグはＩＥＥＥ８０２．１ＣＢで定義されている。ＶＬＡＮタグおよび冗長タグは必ずしもこの順序でなくてよく、逆の順番であってもよい。また、他のタグが、ＶＬＡＮタグおよび冗長タグの前後もしくは間にあってもよい。

【0034】

図２に戻り、冗長化情報存在判定部４０２は、通信部４０１で受信されたフレームに冗長化情報が存在するか否かを判定する。冗長化情報は、フレームが冗長化されていることを示す情報である。例えば冗長化情報存在判定部４０２は、フレームを先頭からパースしていき、タイプ／長さフィールドが０ｘＦ１Ｃ１のＩＥＥＥ８０２．１ＣＢによって定義される冗長タグが存在するか否かを判定する。ＨＳＲ（Ｈｉｇｈ－ａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙ Ｓｅａｍｌｅｓｓ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ）によって冗長化を行う場合には、冗長化情報存在判定部４０２は、ＨＳＲ ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｔａｇと呼ばれるタグ（以下、ＨＳＲタグ）が存在するか否かを判定してもよい。ＰＲＰ（Ｐａｒａｌｌｅｌ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）を用いる場合には、冗長化情報存在判定部４０２は、ＰＲＰ ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｔｒａｉｌｅｒと呼ばれるトレーラ（以下、ＰＲＰトレーラ）を検出してもよい。

【0035】

誤り検出部４０３は、通信部４０１で受信されたフレームに誤りがあるかどうかを検出するための処理を行う。例えば、誤り検出部４０３は、データリンク層がイーサネットの場合には、ＦＣＳ以外のフィールドの値を用いて算出した巡回冗長符号（Ｃｙｃｌｉｃ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ Ｃｏｄｅ、 ＣＲＣ）をＦＣＳフィールドに付加する。そして、受信側の誤り検出部４０３で、受信フレームからＣＲＣを算出し、ＦＣＳフィールドに設定された値と一致しない場合に誤り（破損、欠損）の検出を行う。

【0036】

また、誤り検出部４０３は、ＩＥＥＥ８０２．１１によって定義される無線ＬＡＮにおいてもイーサネットと同様に誤りを検出してよい。誤り検出部４０３は、さらに上位層プロトコルである、ネットワーク層のプロトコルであるＩＰｖ４（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｖｅｒｓｉｏｎ ４）のヘッダチェックサムの値、およびトランスポート層のプロトコルであるＴＣＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）、ＵＤＰ（Ｕｓｅｒ Ｄａｔａｇｒａｍ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）のチェックサムの値などをチェックし、チェックサムの値が一致しない場合に誤りを検出してもよい。

【0037】

冗長化情報除去部４０４は、通信部４０１で受信されたフレームから冗長化情報を除去する。例えば、冗長化情報除去部４０４は、図５に示す冗長タグ部分を除去する。すなわち、冗長化情報除去部４０４から出力されるフレームは、送信先ＭＡＣアドレス、送信元ＭＡＣアドレス、タイプ／長さ（０ｘ８１００）、優先度（ＰＣＰ）、ＣＦＩ、ＶＬＡＮ ＩＤ、タイプ／長さ、データおよびＦＣＳとなる。ＨＳＲおよびＰＲＰなどの場合には、冗長化情報除去部４０４は、ＨＳＲタグおよびＰＲＰトレーラを除去するようにしてもよい。この際に、冗長化情報除去部４０４は、ＦＣＳも除去するようにしてもよい。また、冗長化情報除去部４０４でＦＣＳを除去せずに、冗長化情報除去部４０４の後段に別途ＦＣＳ除去部を設けてもよい。

【0038】

バッファ部４０５は、通信部４０１で受信されたフレーム、または冗長タグおよびＦＣＳなどが除去されたフレームを一時的に記憶する。このバッファ部４０５は例えば、転送部４０６の処理単位に達するまでデータを一時的に記憶するために用いられる。例えば転送部４０６のバス幅が５１２ビットであれば、バッファ部４０５は、５１２ビット単位で一時的に記憶する。ホストプロセッサ２に接続されるメモリは一般的にＤＲＡＭで構成されるため、バースト転送を行う方が効率がよい。このため、バッファ部４０５は、予め設定されたバースト長に達するまでバッファリングを行ってもよい。

【0039】

転送部４０６は、後述するディスクリプタ読み出し部４１３からフレームの転送先アドレスを取得し、当該転送先アドレスをフレーム記憶部２０１の転送先アドレスに書き込む。

【0040】

シーケンス番号抽出部４０７は、冗長化されて送信されたフレームからシーケンス番号を抽出する。ＩＥＥＥ８０２．１ＣＢで定義されている冗長タグが付加されている場合には、シーケンス番号抽出部４０７は、冗長タグ（冗長化情報の一例）のシーケンス番号フィールドからシーケンス番号を取得する。ＨＳＲを用いる場合には、シーケンス番号抽出部４０７は、ＨＳＲタグからシーケンス番号を取得してもよい。また、ＰＲＰを用いる場合には、シーケンス番号抽出部４０７は、ＰＲＰトレーラからシーケンス番号を取得してもよい。

【0041】

ストリーム識別部４０８は、少なくとも１つのフレームを含むストリームを識別する。ストリームとは、１つの送信側から１つまたは複数の受信側への一連のフレームの流れである。ストリームは、送信先ＭＡＣアドレス、送信元ＭＡＣアドレス、ＶＬＡＮ ＩＤ、送信先ＩＰアドレスおよび送信元ＩＰアドレスなどにより識別される。

【0042】

具体的には、ストリームを識別する方法は、例えばＩＥＥＥ８０２．１ＣＢによって定義され、例えば以下の方法で行われる。
（１）送信先ＭＡＣアドレスおよびＶＬＡＮ ＩＤの組み合わせ
（２）送信元ＭＡＣアドレスおよびＶＬＡＮ ＩＤの組み合わせ
（３）送信先ＭＡＣアドレス、ＶＬＡＮ ＩＤ、送信先ＩＰアドレス、送信元ＩＰアドレス、ＩＰパケットの優先度（ＤＳＣＰ、Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｅｄ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ Ｃｏｄｅ Ｐｏｉｎｔ）、ＩＰの上位層プロトコル、送信元ポート番号および送信先ポート番号

【0043】

上記の方法で識別されるストリームにはストリームハンドルと呼ばれる識別子が付与される。

【0044】

ストリーム識別情報記憶部４０９には、ストリーム識別部４０８でストリームの識別に用いられる情報が記憶される。具体的には例えば、ストリーム識別情報記憶部４０９は、ストリームハンドルの情報、ストリームの識別を行う物理的なイーサネットのポートの識別子およびストリームの識別を行う向き（送信方向又は受信方向）を記録する。

【0045】

重複排除情報記憶部４１０は、複製された複数のストリームから重複を除去し、単一のストリームに戻す際に用いられる重複排除情報を保持する。

【0046】

重複排除情報には、例えば、以下の情報の組み合わせを一つのエントリとして、そのエントリが複数含まれる。
（１）単一のストリームになるように重複排除を行うストリームのリスト（ストリームハンドルのリスト）
（２）重複排除を行う物理的なイーサネットのポートのリスト（イーサネットポートの識別子のリスト）
（３）上記イーサネットの物理的なポートにおいて重複排除を行う向き（送信方向または受信方向）
（４）重複排除を行う際のシーケンス番号の履歴
（５）単一ストリームの重複排除のためのエントリか複数ストリームの重複排除を行うためのエントリかを示す識別子

【0047】

単一ストリーム重複判定部４１１は、重複排除情報記憶部４１０に記憶されている単一ストリーム（ｉｎｄｉｖｉｄｕａｌ ｓｔｒｅａｍ）における重複排除情報を用いて、受信したフレームのシーケンス番号が既に受信済みであるか否かを判定する。単一ストリームにおける重複排除情報においては、単一のストリームにおいて受信された番号が記録される。例えば、ストリームＡで４、５のシーケンス番号をもつフレームを受け取った後に、ストリームＡでシーケンス番号５のシーケンス番号をもつフレームを受け取った場合に受信済み（重複している）と判定される。

【0048】

複数ストリーム重複判定部４１２は、重複排除情報記憶部４１０に記憶されている複数ストリームにおける重複排除情報を用いて、受信されたフレームのシーケンス番号が既に受信済みであるか否かを判定する。複数ストリームにおける重複排除情報においては、複数あるいずれかのストリームにおいて受信された番号が記録される。例えば、ストリームＡおよびストリームＢが重複排除するストリームのリストに記載されている場合で、ストリームＡで１、３のシーケンス番号をもつフレームを受け取り、ストリームＢでシーケンス番号２、４のシーケンス番号をもつフレームを受け取った場合には、ストリームＡとＢの複数ストリームにおける受信済みシーケンス番号は１、２、３、４である。この時、ストリームＡにおいてシーケンス番号４をもつフレームが受信されると、複数ストリーム重複判定部４１２は、それは既にストリームＢで受信済みのため、重複していると判定する。

【0049】

なお、単一ストリーム重複判定部４１１および複数ストリーム重複判定部４１２は、１つの重複判定部として実現されてもよい。また、重複判定部が、単一ストリーム重複判定部４１１および複数ストリーム重複判定部４１２を備えてもよい。

【0050】

ディスクリプタ読み出し部４１３は、ホストプロセッサ２に接続されているメモリに記憶されているディスクリプタの情報を読み出す。ホストプロセッサ２に接続されているメモリへのアクセスには時間を要するため、ディスクリプタ読み出し部４１３は、予めＨｅａｄからＴａｉｌ－１のディスクリプタをキャッシュするようにしてもよい。

【0051】

転送無効制御部４１４は、単一ストリーム重複判定部４１１、複数ストリーム重複判定部４１２、誤り検出部４０３および冗長化情報存在判定部４０２の出力からデータ転送を無効とするか否かを判定する。

【0052】

転送無効制御部４１４は、例えば、既に受信したフレームでなく、新たに受信したフレーム（重複がないフレーム）で、当該フレームに誤りがなければ、ディスクリプタ書き込み部４１５を介してフレーム長およびステータスなどをディスクリプタに書き込みを行う。

【0053】

転送無効制御部４１４は、受信フレームが既に受信されたフレーム、またはフレームに誤りがあった場合にはディスクリプタ書き込み部４１５にディスクリプタの書き込み指示を行わない（破棄すると判定する）。また、転送無効制御部４１４は、冗長化情報が存在し、単一ストリームおよび複数ストリームにおいて重複しておらず、かつ、誤り検出部４０３においてイーサネットフレーム（または無線ＬＡＮフレーム）において誤りが発生していない場合に、重複排除情報更新部４１７に単一ストリームおよび複数ストリームの重複排除情報を更新するように指示する。

【0054】

ディスクリプタ書き込み部４１５は、ホストプロセッサ２に接続されたメモリに記録されているディスクリプタにフレーム長およびステータスなどの書き込みを行う。ディスクリプタ書き込み部４１５は、書き込みを完了すると通知部４１６にホストプロセッサ２に対して通知を行うように指示する。通知は複数のディスクリプタエントリの書き込みを行った後まとめて行われてもよい。

【0055】

通知部４１６は、ディスクリプタ書き込み部４１５からの指示により、割り込みによってホストプロセッサ２にディスクリプタを書き込んだことを通知する。すなわち、転送無効制御部４１４は、転送部４０６による転送を無効にしない場合、転送されたフレームのメタ情報を更新し、メタ情報が更新されたことを、通知部４１６を介して転送先に通知し、転送部４０６による転送を無効にする場合、転送されたフレームのメタ情報を更新しない。

【0056】

重複排除情報更新部４１７は、単一ストリーム重複排除情報と複数ストリームの情報とを更新する。具体的には、重複排除情報更新部４１７は、重複排除情報記憶部４１０に記憶されている受信フレームに対応する単一ストリーム重複排除情報を記録し、複数ストリーム重複排除情報に含まれる受信済みシーケンス番号の情報に、今回受信されたフレームのシーケンス番号を記録する。また、重複排除情報更新部４１７は、受信されたフレームのタイミングを更新してもよい。

【0057】

次に、図２、６、７および８を用いて第１実施形態の通信装置１００の動作の例について説明する。

【0058】

図６は第１実施形態のホストプロセッサ２の初期化処理の例を示すフローチャートである。まず、受信フレーム処理部２０３が、ディスクリプタ記憶部２０２に記憶されているディスクリプタの管理をするための変数であるＨｅａｄおよびＴａｉｌの位置を０に初期化し、ネットワークインタフェースコントローラ４に通知する（ステップＳ１）。これによりＨｅａｄおよびＴａｉｌの値が共に０になり、ソフトウェアを動作させるホストプロセッサ２が全てのディスクリプタを保有していることになる。

【0059】

次に、受信フレーム処理部２０３が、変数ｉに０を代入する（ステップＳ２）。そして、受信フレーム処理部２０３が、ｉ番目のディスクリプタエントリに対応するフレームの記憶領域をフレーム記憶部２０１から確保する（ステップＳ３）。次に、受信フレーム処理部２０３が、その記憶領域の先頭アドレスをｉ番目のディスクリプタエントリの転送先アドレスフィールドに書き込む（ステップＳ４）。

【0060】

次に、受信フレーム処理部２０３が、ｉ番目のディスクリプタエントリの長さフィールドに０を書き込む（ステップＳ５）。そして、受信フレーム処理部２０３が、ｉ番目のディスクリプタエントリのステータスフィールド（エラーフラグおよび書き込み完了フラグ）に０を書き込む（ステップＳ６）。

【0061】

次に、受信フレーム処理部２０３が、ｉ＋１と、ディスクリプタリングの長さｎが一致するか否かを判定する（ステップＳ７）。ｉ＋１と、ディスクリプタリングの長さｎが一致しない場合（ステップＳ７，Ｎｏ）、受信フレーム処理部２０３が、ｉに１を加算して（ステップＳ８）、ｉ番目のディスクリプタに関する処理を繰り返す。一方、ｉ＋１と、ディスクリプタリングの長さｎが一致する場合には（ステップＳ７，Ｙｅｓ）、受信フレーム処理部２０３が、ネットワークインタフェースコントローラ４に対して新たなＴａｉｌの値としてｉの値、すなわちｎ－１を通知し（ステップＳ９）、初期化処理を完了する。

【0062】

図７は第１実施形態のネットワークインタフェースコントローラ４のフレーム受信処理の例を示すフローチャートである。図７の二重線は並列処理の同期処理を表す。まず、通信部４０１でフレームが受信されると、誤り検出部４０３が、そのフレームに誤りがないかを検査する（ステップＳ２１－１）。ここでは、イーサネット、無線ＬＡＮ、ＩＰ、ＴＣＰおよびＵＤＰなどのプロトコルの仕様に従った誤り検出を行う。例えば、イーサネットフレームの場合には、誤り検出部４０３が、ＦＣＳ以外のフィールドに対してＣＲＣ値を求め、当該ＣＲＣ値と、ＦＣＳフィールドに書かれたＦＣＳ値との一致を確認し、一致した場合は誤りがないことを検出する。

【0063】

このステップＳ２１－１の処理と並列して、冗長化情報存在判定部４０２が、フレームに冗長化情報が存在するかを判定する（ステップＳ２１－２）。ここでは、例えばフレーム中にＩＥＥＥ８０２．１ＣＢの冗長タグ、ＨＳＲタグおよびＰＲＰトレーラなどが存在するか否かを判定する。冗長化情報が存在する場合には（ステップＳ２１－２，Ｙｅｓ）、冗長化情報除去部４０４が、通信部４０１から出力されるフレームから冗長化情報を除去する（ステップＳ２２－１）。この際に、冗長化情報除去部４０４は、ＦＣＳフィールドを一緒に除去してもよい。除去処理が完了したフレームのデータはバッファ部４０５に一時的に記憶される。

【0064】

冗長化情報が存在しない場合には（ステップＳ２１－２，Ｎｏ）、フレームが、そのままバッファ部４０５に一時的に記憶される。続いて転送部４０６では、書き込み可能なディスクリプタがあるかの判定を行う（ステップＳ２３）。ステップＳ２３では、現在用いているディスクリプタの位置（Ｈｅａｄの位置）が、ホストプロセッサ２から通知されたＴａｉｌの値と一致するか否かが判定される。

【0065】

一致する場合（ステップＳ２３，Ｎｏ）、ディスクリプタに空きがないと判定し、処理を終了する。

【0066】

一致しない場合（ステップＳ２３，Ｙｅｓ）、転送部４０６は、ディスクリプタに空きがあると判定し、ディスクリプタ読み出し部４１３を介して現在のディスクリプタエントリの転送先アドレスを取得する（ステップＳ２４）。

【0067】

バッファ部４０５に一定量データがたまる、またはフレームの終端がバッファ部４０５に記録されると（ステップＳ２５，Ｙｅｓ）、転送部４０６は、転送先アドレスを先頭とするフレームの記憶領域に、データを書き込んでいく。この処理をフレーム全体のデータの転送が完了するまで繰り返すことで、受信されたフレームをホストプロセッサ２のフレーム記憶部２０１に書き込む。なお、一定量とは、転送部４０６がデータ転送を行うのに適した値であり、転送部４０６が行うデータ転送単位の倍数などで指定されるものである。バッファ部４０５では、フレームの全部ではなく一部がバッファされ、これを転送部４０６が転送する。

【0068】

ステップＳ２２－１の冗長化情報除去処理と並列に、シーケンス番号の抽出処理が行われる（ステップＳ２２－２）。シーケンス番号抽出処理は、シーケンス番号抽出部４０７によってフレーム中の冗長化情報に含まれるシーケンス番号を抽出することによって行われる。

【0069】

また、ステップＳ２２－１の冗長化情報除去部４０４処理と並列に、ストリーム識別情報の抽出処理が行われる（ステップＳ２２－３）。この処理はストリーム識別部４０８によって行われる。ストリームの識別は、イーサネットヘッダ、ＶＬＡＮタグおよびＩＰヘッダなどに含まれる情報を用いて行われる。具体的には、ストリーム識別情報記憶部４０９には、予めホストプロセッサ２のユーザプログラムなどによってストリームを識別するために使用するフィールド、およびそのフィールドの値などが、ストリームハンドルと呼ばれる識別子と共に記録されている。ストリーム識別部４０８では、この予め記録されたストリーム識別情報記憶部４０９の情報を用いて、現在受信されたフレームに対応するストリームハンドルを取得する。

【0070】

単一ストリーム重複判定部４１１および複数ストリーム重複判定部４１２は、取得されたストリームハンドルの情報からそれぞれ重複排除情報記憶部４１０に記憶されている重複排除情報を取得する（ステップＳ２８－１，ステップＳ２８－２）。すなわち、単一ストリームの重複判定に用いられる単一ストリーム重複排除情報と、複数ストリームの重複判定に用いられる複数ストリーム重複排除情報とをそれぞれ取得する。このように取得された重複排除情報を用いて、単一ストリーム重複判定部４１１および複数ストリーム重複判定部４１２で重複判定を行う。単一ストリーム重複判定部４１１では、単一ストリームにおいて、重複排除情報に含まれる受信済みのシーケンス番号を参照し、受信したフレームのシーケンス番号が既に受信されていれば重複と判定する。複数ストリーム重複判定部４１２では、複数ストリームにおいて、重複排除情報に含まれる受信済みのシーケンス番号を参照し、受信したフレームのシーケンス番号が既に受信されていれば重複と判定する。

【0071】

転送無効制御部４１４は、単一ストリーム重複判定部４１１、複数ストリーム重複判定部４１２、誤り検出部４０３および冗長化情報存在判定部４０２の出力からディスクリプタ書き込みを行うか否か（転送無効化）を判定する。まず、転送無効制御部４１４は、誤り検出処理（ステップＳ２１－１）においてフレームに誤りがある場合（ステップＳ３０，Ｎｏ）、ディスクリプタの書き込みやホストプロセッサ２への通知を行わず、処理を終了する。

【0072】

フレームに誤りがなく（ステップＳ３０，Ｙｅｓ）、単一ストリームにおいて既に受信済みのフレーム、すなわち単一ストリームにおいて重複と判定された場合（ステップＳ３１，Ｙｅｓ）、転送無効制御部４１４は、ディスクリプタの書き込みやホストプロセッサ２への通知を行わず、処理を終了する。

【0073】

単一ストリームにおいて重複と判定されなかった場合（ステップＳ３１，Ｎｏ）、転送無効制御部４１４は、複数ストリームにおける重複を判定する（ステップＳ３２）。複数ストリームにおいて受信済みのフレーム、すなわち複数ストリームにおいて重複と判定された場合には（ステップＳ３２，Ｙｅｓ）、転送無効制御部４１４は、ディスクリプタの書き込みおよびホストプロセッサ２への通知などを行わず、単一ストリームの重複排除情報の更新をして（ステップＳ３３）、処理を終了する。重複排除情報の更新では受信済みのシーケンス番号の追加および受信したタイミングの記録などが行われる。

【0074】

複数ストリームにおいて重複と判定されなかった場合には（ステップＳ３２，Ｎｏ）、フレーム全体のデータ転送が完了すると（ステップＳ２７の処理完了後）、転送無効制御部４１４が、ディスクリプタ書き込み部４１５にディスクリプタの書き込みを指示する。次に、指示を受けたディスクリプタ書き込み部４１５は、まず転送部４０６で転送したデータの長さをディスクリプタの長さフィールドに書き込む（ステップＳ３４－１）。

【0075】

次に、ディスクリプタ書き込み部４１５は、ディスクリプタのステータスフィールドへの書き込みを行う（ステップＳ３５）。ディスクリプタ書き込み部４１５は、ステータスフィールドのうち、エラーフラグにはデータ転送におけるエラーの有無、書き込み完了フラグには１を書きこむ。次に、ディスクリプタ書き込み部４１５は、通知部４１６を介してホストプロセッサ２に割り込みなどを用いてディスクリプタの書き込み（更新）を行ったことを通知する（ステップＳ３６）。最後に、ディスクリプタ書き込み部４１５は、使用するディスクリプタの位置（Ｈｅａｄの位置）を次のディスクリプタエントリに進める（ステップＳ３７）。

【0076】

また、上記ディスクリプタへの書き込み処理と並列して、受信フレームが冗長化されたフレームであった（冗長化情報が存在する）場合（ステップＳ３４－２，Ｙｅｓ）、転送無効制御部４１４は、単一ストリームおよび複数ストリームの重複排除情報の更新をして処理を終了する（ステップＳ３８－１，ステップＳ３８－２）。受信フレームが冗長化されたフレームでなかった（冗長化情報が存在しない）場合（ステップＳ３４－２，Ｎｏ）、転送無効制御部４１４は、単一ストリームおよび複数ストリームの重複排除情報の更新を行わず、処理を終了する。

【0077】

図８は第１実施形態のホストプロセッサのフレーム受信処理の例を示すフローチャートである。はじめに、受信フレーム処理部２０３は、ネットワークインタフェースコントローラ４から割り込みを受けると、まず割り込み通知を無効化し（ステップＳ５１）、割り込みを下げる（ステップＳ５２）。

【0078】

次に、受信フレーム処理部２０３は、現在のディスクリプタエントリのステータスフィールドから書き込み完了フラグを確認し、書き込み完了（完了フラグが１）であるか否かを判定する（ステップＳ５３）。書き込みが完了している場合（ステップＳ５３，Ｙｅｓ）、次に受信フレーム処理部２０３は、エラーフラグを確認し、エラーが発生しているか否かを判定する（ステップＳ５４）。エラーがある場合は（ステップＳ５４，Ｎｏ）、受信フレーム処理部２０３は、フレームの処理を行わずに、ステップＳ５６に進む。

【0079】

エラーがない場合（ステップＳ５４，Ｎｏ）、受信フレーム処理部２０３は、現在のディスクリプタエントリの転送先アドレスと長さで示されるフレームをフレーム記憶部２０１から取得して、当該フレームの処理を行う（ステップＳ５５）。

【0080】

次に、受信フレーム処理部２０３は、現在のディスクリプタエントリの長さに０を書き込む（ステップＳ５６）。次に、受信フレーム処理部２０３は、ステータスフィールドに０を書き込む（ステップＳ５７）。これによりエラーフラグおよび書き込み完了フラグなどがクリアされる。次に、受信フレーム処理部２０３は、次に使用されるディスクリプタエントリ位置を更新し（ステップＳ５８）、ネットワークインタフェースコントローラ４に現在のディスクリプタエントリの位置を新たなＴａｉｌとして通知する（ステップＳ５９）。そして、受信フレーム処理部２０３は、書き込み済みフラグが１である限り処理を繰り返す（ステップＳ５３に戻る）。

【0081】

書き込み済みフラグが０、すなわち書き込み完了でなければ（ステップＳ５３，Ｎｏ）、受信フレーム処理部２０３は、割り込み通知を有効化し（ステップＳ６０）、処理を終える。

【0082】

図９および図１０に、従来および本実施形態におけるフレーム到着からフレーム転送完了またはフレーム破棄完了までのタイミングを示す。

【0083】

図９は第１実施形態の重複フレームの処理について説明するための図である。図９は重複したフレームを受信したため破棄をする場合の例を示す。従来は誤り検出を行いながらバッファリングをして、誤りがなく重複と判定されればフレームはホストプロセッサ２に通知されることなく破棄される。実施形態においては一定量バッファしたところでデータ転送が開始されるが、破棄が完了するタイミングは従来と一緒である。

【0084】

図１０は第１実施形態の非重複フレームの処理について説明するための図である。図１０は、ネットワークインタフェースコントローラ４が、重複していない新たなフレームを受信し、ホストプロセッサ２に通知する場合の例を示す。従来は一度全てバッファリングを行い、重複がないことを確認してからデータ転送を行うため、フレーム転送の完了までに時間を要する。一方、本実施形態は一定量バッファリングしたところからデータ転送を開始するのでフレーム転送完了までの時間を短縮することができる。

【0085】

以上説明したように、第１実施形態の通信装置１００では、通信部４０１は、フレームを受信する。転送部４０６は、フレームを、転送先のフレーム記憶部２０１に転送する。誤り検出部４０３は、フレームの誤りを検出する。転送無効制御部４１４は、誤り検出部４０３により誤りが検出された場合、転送部４０６による転送を無効にする。

【0086】

これにより第１実施形態の通信装置１００によれば、データ整合性の確認処理による転送遅延を低減させることができる。具体的には、第１実施形態の通信装置１００では、フレームの重複または誤りが検出された場合、ディスクリプタの書き込みを行わず、データ転送を無効化できるようにすることで、データ受信直後からデータ転送することが可能となり、データ転送の遅延を削減することができる。従来は、重複排除処理が完了した後にしか受信したフレームのデータ書き込みを開始することができなかったが、第１実施形態の通信装置１００によれば、重複判定前からデータの転送を開始することができ、低遅延なフレーム受信処理が可能になる。

【0087】

（第２実施形態）
次に第２実施形態について説明する。第２実施形態の説明では、第１実施形態と同様の説明については省略し、第１実施形態と異なる箇所について説明する。第２実施形態は転送無効制御部４１４の動きと、ディスクリプタエントリのステータスフィールドの構成とが、第１実施形態と異なる。

【0088】

図１１は第２実施形態のディスクリプタに含まれるステータスの例を示す図である。図１１の例では、ステータスフィールドに、第１実施形態の場合に加えて、更に誤りフラグおよび重複フラグがあるところが異なる。

【0089】

誤りフラグは、誤り検出処理において、誤りがあれば１、誤りがなければ０に設定される。また、重複フラグは、単一ストリーム重複判定処理と複数ストリーム重複判定処理とにおいて、どちらとも重複でないと判定された場合に０、どちらかにおいて重複と判定された場合には１が設定される。

【0090】

なお、単一ストリーム重複フラグと複数ストリーム重複フラグとをそれぞれ個別のフィールドで表すようにしてもよい。また、エラーフラグ、誤りフラグおよび重複フラグなどを統合して、無効化するか否かを１ビットの転送無効化フラグで表すようにしてもよい。

【0091】

第２実施形態の転送無効制御部４１４では、第１実施形態と異なり、ディスクリプタの書き込みは必ず行うが、エラーフラグ、誤りフラグおよび重複フラグなどの転送無効化情報をディスクリプタエントリのステータスフィールドに書き込むことにより、データ転送を無効化させることが可能である。転送無効化情報は、転送されたフレームが無効であることを示す情報である。

【0092】

図１２は第２実施形態のネットワークインタフェースコントローラ４のフレーム受信処理の例を示すフローチャートである。第２実施形態では、単一ストリームおよび複数ストリームの重複判定後（ステップＳ２９－１、ステップＳ２９－２）、ディスクリプタに書き込むか否かの判定が行われない点と、ステップＳ３４－２で受信フレームが冗長化されたフレームであると判定された場合の処理と、ステップＳ３５－２が第１実施形態と異なる。

【0093】

第２実施形態では、ステップＳ３４－１からのディスクリプタへの書き込み処理と並列して、受信フレームが冗長化されたフレームであったか否かを判定する（ステップＳ３４－２）。受信フレームが冗長化されたフレームでなかった（冗長化情報が存在しない）場合（ステップＳ３４－２，Ｎｏ）、転送無効制御部４１４は、単一ストリームおよび複数ストリームの重複排除情報の更新を行わず、処理を終了する。

【0094】

受信フレームが冗長化されたフレームであった（冗長化情報が存在する）場合（ステップＳ３４－２，Ｙｅｓ）、誤り検出処理（ステップＳ２１－１）においてフレームに誤りがあったか否かを判定する（ステップＳ３８）。転送無効制御部４１４は、フレームに誤りがあった場合（ステップＳ３８，Ｎｏ）、重複排除情報の更新を行わず、処理を終了する。

【0095】

フレームに誤りがなく（ステップＳ３８，Ｙｅｓ）、単一ストリームにおいて既に受信済みのフレーム、すなわち単一ストリームにおいて重複と判定された場合（ステップＳ３９，Ｙｅｓ）、転送無効制御部４１４は、重複排除情報の更新を行わず、処理を終了する。

【0096】

単一ストリームにおいて重複と判定されなかった場合（ステップＳ３１，Ｎｏ）、転送無効制御部４１４は、複数ストリームにおける重複を判定する（ステップＳ４０）。複数ストリームにおいて受信済みのフレーム、すなわち複数ストリームにおいて重複と判定された場合には（ステップＳ４０，Ｙｅｓ）、転送無効制御部４１４は、単一ストリームの重複排除情報の更新をして（ステップＳ４１）、処理を終了する。重複排除情報の更新では受信済みのシーケンス番号の追加および受信したタイミングの記録などが行われる。

【0097】

複数ストリームにおいて重複と判定されなかった場合には（ステップＳ４０，Ｎｏ）、転送無効制御部４１４は、単一ストリームおよび複数ストリームの重複排除情報の更新をして処理を終了する（ステップＳ４２－１，ステップＳ４２－２）。

【0098】

また、ステップＳ３４－１の後のステップＳ３５－２では、ディスクリプタ書き込み部４１５は、ステータスフィールドのうち、エラーフラグおよび書き込み完了フラグに加えて、誤りフラグおよび重複フラグの書き込みを行う。

【0099】

図１３は第２実施形態のホストプロセッサ２のフレーム受信処理の例を示すフローチャートである。第２実施形態では、ステータスフィールドの転送無効化情報が有効な場合には（ステップＳ５４－２）、フレームの処理を行わない。具体的には、エラーフラグ、誤りフラグおよび重複フラグのいずれかが１であればフレームの処理を行わない。

【0100】

このように、第２実施形態の通信装置１００によれば、フレームの重複と誤り検出の結果とをディスクリプタのステータスビットに転送無効化情報として伝達できるようにする。これにより、データ受信直後からデータ転送することが可能となり、データ転送の遅延を削減することができる。

【0101】

（第３実施形態）
第３実施形態は第２実施形態においてネットワークインタフェースコントローラ４側で行っていたストリーム識別処理および重複排除処理などをホストプロセッサ２－２で行うところが異なる。

【0102】

［機能構成の例］
図１４は第３実施形態の通信装置１００の機能構成の例を示す図である。第３実施形態では、ホストプロセッサ２－２が、ストリーム識別部２０４、ストリーム識別情報記憶部２０５、重複排除情報更新部２０６、重複排除情報記憶部２０７、単一ストリーム重複判定部２０８および複数ストリーム重複判定部２０９を備える。

【0103】

第３実施形態では、ネットワークインタフェースコントローラ４－２ではなく、ホストプロセッサ２－２が、後述するようにディスクリプタで伝達されたシーケンス番号と、ストリーム識別データで重複排除処理とを行うところが異なるが、各部の機能は第１実施形態と同じである。

【0104】

また、第３実施形態では、ネットワークインタフェースコントローラ４－２にストリーム識別情報抽出部４１８を備える。ストリーム識別情報抽出部４１８は、冗長化されたフレームにおいてストリームを識別するためのデータを抽出する。例えばストリーム識別情報抽出部４１８は、送信先ＭＡＣアドレスやＶＬＡＮ ＩＤなど、第１実施形態で説明したストリーム識別に用いられる情報を抽出する。ディスクリプタ書き込み部４１５は、この抽出されたデータと、シーケンス番号抽出部４０７で抽出されたシーケンス番号とを後述するディスクリプタの重複判定情報としてディスクリプタに記憶して、ホストプロセッサ２－２に伝達する。

【0105】

図１５は第３実施形態のディスクリプタの例を示す図である。第３実施形態では、第２実施形態のディスクリプタエントリ内に、ストリーム識別データフィールドとシーケンス番号フィールドとが追加されている。

【0106】

図１６は第３実施形態のディスクリプタに含まれるステータスの例を示す図である。第３実施形態では、第１および第２実施形態で示した例に加えて、重複判定情報有無フラグと重複判定情報書き込み完了フラグとが設けられる。

【0107】

図１７は第３実施形態のネットワークインタフェースコントローラ４－２のフレーム受信処理の例を示すフローチャートである。ここでは第２実施形態との差分のみを説明する。第３実施形態においては、ストリームの識別をホストプロセッサ２－２で行うため、ネットワークインタフェースコントローラ４－２ではストリーム識別に用いられるストリーム識別データのみを抽出する。

【0108】

ディスクリプタ書き込み部４１５は、まずシーケンス番号抽出部４０７とストリーム識別情報抽出部４１８とから得られたシーケンス番号およびストリーム識別データを重複判定情報としてディスクリプタの対応するフィールドに書き込む（ステップＳ４２、ステップＳ４３）。

【0109】

次に、ディスクリプタ書き込み部４１５は、ディスクリプタのステータスフィールドに重複判定情報有無フラグおよび重複判定情報書き込み完了フラグを書き込む（ステップＳ４４）。重複判定情報有無フラグには、冗長化情報が存在する場合には１、そうでない場合には０が設定される。重複判定情報書き込み完了フラグには１が設定される。

【0110】

次に、ディスクリプタ書き込み部４１５は、通知部４１６を介してホストプロセッサ２に割り込みなどを用いてディスクリプタの書き込みを行ったことを通知する（ステップＳ４５）。ステップＳ４５、ステップＳ２１－１およびステップＳ２７の処理が終わると、ディスクリプタ書き込み部４１５は、ディスクリプタにフレーム長を書き込む（ステップＳ３４－１）。

【0111】

ディスクリプタにフレーム長を書き込んだ後の処理においては、ディスクリプタ書き込み部４１５は、ディスクリプタのステータスフィールドのうち、エラーフラグ、誤りフラグおよび書き込み完了フラグを書き込む（ステップＳ３５－３）。

【0112】

図１８ＡおよびＢは、第３実施形態のホストプロセッサ２－２のフレーム受信処理の例を示すフローチャートである。ここでは第２実施形態との差分のみを説明する。

【0113】

受信フレーム処理部２０３は、現在のディスクリプタのエントリのステータスフィールドの重複判定情報書き込み完了フラグを確認する（ステップＳ７３）。書き込みが完了していない（書き込みフラグが０）の場合（ステップＳ７３，Ｎｏ）、割り込みを有効化して（ステップＳ７４）、処理を終了する。

【0114】

書き込みが完了している場合（書き込みフラグが１）の場合（ステップＳ７３，Ｙｅｓ）、受信フレーム処理部２０３は、ステータスフィールドの重複判定情報有無フラグを確認し、重複判定情報の有無を確認する（ステップＳ７５）。重複情報がある（重複判定情報有無フラグが１）の場合（ステップＳ７５，Ｙｅｓ）、次に受信フレーム処理部２０３は、重複判定処理が既に済んでいるか否かを確認する（ステップＳ７６）。

【0115】

重複判定が済んでいない（重複判定情報書き込み完了フラグが０）場合、受信フレーム処理部２０３は、ディスクリプタのストリーム識別データとシーケンス番号とを取得する（ステップＳ７７）。ストリーム識別部２０４は、取得したストリーム識別データと、ストリーム識別情報記憶部４０９に記憶されているストリーム識別情報と、から受信フレームに対応するストリームハンドルを得る。

【0116】

次に、単一ストリーム重複判定部２０８および複数ストリーム重複判定部２０９が、ストリームハンドルを用いて重複排除情報記憶部２０７から単一ストリーム重複排除情報と複数ストリーム重複排除情報とを取得し（ステップＳ７８、ステップＳ８０）、それぞれにおいて受信フレームのシーケンス番号が受信済みであるかを判定する（ステップＳ７９、ステップＳ８１）。

【0117】

重複判定が終わると、受信フレーム処理部２０３は、現在のディスクリプタエントリのステータスフィールドのフレーム書き込み完了フラグが完了（１）であるかを確認する（ステップＳ８２）。

【0118】

完了している場合には（ステップＳ８２，Ｙｅｓ）、受信フレーム処理部２０３は、転送無効化情報が設定されているかを確認する（ステップＳ８３）。ここで誤りフラグおよびエラーフラグなどが１に設定されていれば、受信フレーム処理部２０３は、フレームの受信処理を行わない。

【0119】

転送無効化情報が設定されていなければ（ステップＳ８３，Ｎｏ）、受信フレーム処理部２０３は、単一ストリームにおいて重複が検知されたかを判定する（ステップＳ８４）。重複が検知された場合には（ステップＳ８４，Ｙｅｓ）、受信フレーム処理部２０３は、フレームの受信処理を行わない。単一ストリームにおいて重複が検知されなかった場合（ステップＳ８４，Ｙｅｓ）、受信フレーム処理部２０３は、複数ストリームにおいて重複が検知されたかを判定する（ステップＳ８５）。

【0120】

複数ストリームにおいて重複が検知されなかった場合には（ステップＳ８５，Ｎｏ）、受信フレーム処理部２０３は、フレームの受信処理を実行し（ステップＳ８６）、複数ストリームの重複排除情報の更新処理（ステップＳ８７）と、単一ストリームの重複排除情報の更新処理（ステップＳ８８）とを行う。重複排除情報の更新処理では、受信したフレームのシーケンス番号が記録される。

【0121】

複数ストリームにおいて重複が検知された場合には（ステップＳ８５，Ｙｅｓ）、単一ストリームの重複排除情報の更新を行う（ステップＳ８８）。

【0122】

以上が、第２実施形態との差分の説明である。

【0123】

このように、第３実施形態のホストプロセッサ２－２（プロセッサの一例）では、フレーム記憶部２０１が、転送元から転送されたフレームを記憶する。ディスクリプタ記憶部２０２（メタ情報記憶部の一例）が、フレームの転送を無効にするか否かを示す転送無効化情報と、フレームの重複の判定の要否を示す重複判定情報と、少なくとも１つのフレームを含むストリームのストリーム識別データと、フレームのシーケンス番号とを含むメタ情報を記憶する。ストリーム識別部２０４が、ストリーム識別データによりストリームを識別する。単一ストリーム重複判定部２０８および複数ストリーム重複判定部２０９（重複判定部の一例）が、重複判定情報に基づいてフレームの重複を判定するか否かを判定し、フレームの重複を判定する場合、ストリーム識別データにより識別されたストリームにおいて、シーケンス番号を用いて、フレームを既に受信しているか否かを判定する。そして、受信フレーム処理部２０３が、転送無効化情報が転送の無効を示さない場合、かつ、フレームを既に受信していない場合、フレームを処理する。

【0124】

第３実施形態の通信装置１００によれば、フレームの重複をホストプロセッサ２－２で行いながら、誤り検出の結果を後からディスクリプタのステータスビットに転送無効化情報として伝達できる。これにより、データ受信直後からデータ転送することが可能となり、データ転送の遅延を削減することができる。

【0125】

（実施形態の変形例）
なお、上記実施形態においては、転送部４０６および誤り検出部４０３は別々の動作部として説明したが、転送部４０６が、誤り検出の機能も備え、データ転送をしながら誤り検出を行うようにしてもよい。

【0126】

また、ＩＥＥＥ８０２．１Ｑで定義されるｉｎｇｒｅｓｓ ｆｉｌｔｅｒｉｎｇを行う受信フィルタ判定部を設けてもよい。受信フィルタ判定部がある場合、転送無効制御部４１４は、受信フィルタ判定部でフィルタリングの対象と判定された場合に、転送を無効化する。

【0127】

また、上記実施形態においては、転送部４０６によるデータ転送をフレームの終端まで行う例を示したが、例えば単一ストリーム重複判定部４１１および複数ストリーム重複判定部４１２などにおいて重複と判定された場合に、データ転送を中止するようにしてもよい。

【0128】

また、上記実施形態においては、ネットワークインタフェースコントローラ４（４－２）からホストプロセッサ２（２－２）にフレームを転送する例を示したが、ネットワークインタフェースコントローラ４およびホストプロセッサ２の間以外のフレーム転送に、実施形態のフレーム転送の構成および方法を適用してもよい。例えば、実施形態のフレーム転送の構成および方法を、例えば、ネットワークインタフェースコントローラ４内のフレーム転送に適用してもよい。また例えば、実施形態のフレーム転送の構成および方法を、ネットワークインタフェースコントローラ４から、別のネットワークインタフェースコントローラ４のフレーム転送に適用してもよい。また例えば、実施形態のフレーム転送の構成および方法を、ネットワークスイッチの内部のモジュール間の転送に適用してもよい。

【0129】

また、上記実施形態においては、ＩＥＥＥ８０２．１ＣＢを用いる例を示したが、これに代えて、ＩＥＴＦ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｔａｓｋ Ｆｏｒｃｅ）およびＤｅｔｎｅｔ（Ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｓｔｉｃ Ｎｅｔｗｏｒｋｉｎｇ）で標準化されているＰＲＥＦ（Ｐａｃｋｅｔ Ｒｅｐｌｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｅｌｉｍｉｎａｔｉｏｎ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）を用いてもよい。

【0130】

（システム構成例）
図１９は第１乃至第３実施形態の通信装置１００を用いたシステムの構成例を示す図である。図１９は、工場またはプラントにおいて、エッジサーバ７００から、５Ｇ（５ｔｈ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）／ローカル５Ｇシステム５００を介して現場のロボットアーム６０２ａ、６０２ｂ、および、ベルトコンベア６０１を制御する例を示す。

【0131】

５Ｇ／ローカル５Ｇシステム５００は、５Ｇコアネットワーク（Ｃｏｒｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ）５０５と、セントラルユニット（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｕｎｉｔ）５０４と、ディストリビューテッドユニット（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｕｎｉｔ）５０３と、リモートユニット（Ｒｅｍｏｔｅ Ｕｎｉｔ）５０２と、ユーザイクイップメント（Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）５０１と、を備える。５Ｇ／ローカル５Ｇシステム５００は、３ＧＰＰ（Ｔｈｉｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ）の規格によって定められる５Ｇ通信を行う。

【0132】

第１乃至第３実施形態の通信装置１００は、例えば、エッジサーバ７００および５Ｇコアネットワーク５０５に実装することができる。これにより、エッジサーバ７００および５Ｇコアネットワーク５０５の間の通信のリアルタイム性を向上させることができる。

【0133】

また、第１乃至第３実施形態の通信装置１００は、５Ｇ／ローカル５Ｇシステム５００内の各部の間の通信に使用されてもよい。すなわち、リモートユニット５０２、ディストリビューテッドユニット５０３、セントラルユニット５０４、および、５Ｇコアネットワーク５０５の間の通信を行うために、リモートユニット５０２、ディストリビューテッドユニット５０３、セントラルユニット５０４、および、５Ｇコアネットワーク５０５の少なくとも一部に第１乃至第３実施形態の通信装置１００が実装されてもよい。

【0134】

第１乃至第３実施形態の通信装置１００は、ベルトコンベア６０１およびロボットアーム６０２ａ、６０２ｂの少なくとも一方と、ユーザイクイップメント５０１との間の通信、または、ベルトコンベア６０１とロボットアーム６０２ａ、６０２ｂとの間の通信に使用されてもよい。

【0135】

第１乃至第３実施形態の通信装置１００が適用可能なシステムはこれに限られず、どのようなシステムであってもよい。例えば、５Ｇ／ローカル５Ｇを用いない工場またはプラントの産業用ネットワークシステム、および、自動車および航空機の内部のネットワークシステムなどに適用することもできる。

【0136】

第１乃至第３実施形態にかかる通信装置１００で実行されるプログラムは、ストレージ３、および、ＲＯＭなどに予め組み込まれて提供される。なお通信装置１００をＦＰＧＡで実現する場合、例えばＦＰＧＡのコンフィギュレーションを設定するためのデータ（コンフィギュレーションデータ）がプログラムに相当する。

【0137】

第１乃至第３実施形態にかかる通信装置１００で実行されるプログラムは、インストール可能な形式または実行可能な形式のファイルでＣＤ－ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｋ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ－Ｒ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｋ Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ）、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）などのコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録してコンピュータプログラムプロダクトとして提供されるように構成してもよい。

【0138】

さらに、第１乃至第３実施形態にかかる通信装置１００で実行されるプログラムを、インターネットなどのネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。また、第１乃至第３実施形態にかかる通信装置１００で実行されるプログラムをインターネットなどのネットワーク経由で提供または配布するように構成してもよい。

【0139】

第１乃至第３実施形態にかかる通信装置１００で実行されるプログラムは、コンピュータを上述した通信装置の各部として機能させうる。このコンピュータは、プロセッサがコンピュータ読取可能な記憶媒体からプログラムを主記憶装置上に読み出して実行することができる。

【0140】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0141】

１ メモリ
２ ホストプロセッサ
３ ストレージ
４ ネットワークインタフェースコントローラ
５ ストレージコントローラ
２０１ フレーム記憶部
２０２ ディスクリプタ記憶部
２０３ 受信フレーム処理部
２０４ ストリーム識別部
２０５ ストリーム識別情報記憶部
２０６ 重複排除情報更新部
２０７ 重複排除情報記憶部
２０８ 単一ストリーム重複判定部
２０９ 複数ストリーム重複判定部
４０１ 通信部
４０２ 冗長化情報存在判定部
４０３ 誤り検出部
４０４ 冗長化情報除去部
４０５ バッファ部
４０６ 転送部
４０７ シーケンス番号抽出部
４０８ ストリーム識別部
４０９ ストリーム識別情報記憶部
４１０ 重複排除情報記憶部
４１１ 単一ストリーム重複判定部
４１２ 複数ストリーム重複判定部
４１３ ディスクリプタ読み出し部
４１４ 転送無効制御部
４１５ ディスクリプタ書き込み部
４１６ 通知部
４１７ 重複排除情報更新部
４１８ ストリーム識別情報抽出部
１００ 通信装置
２００ ネットワーク

【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18A】

【図18B】

【図19】