(57)【要約】【課題】メッセージの中継時における遅延時間の適正化を図ることのできる通信装置を提供する。【解決手段】中継装置３００は、受信したメッセージの通信経路を決定する経路決定部３２０と、経路決定部３２０により決定された通信経路上にある各中継装置の通信負荷の重み値の合計値に対する自中継装置３００の通信負荷の重み値の比率に準じた自中継装置３００の遅延目標値を算出し、当該算出した遅延目標値に基づいてメッセージのキュー３５０への割り当ての優先度を付与する優先度付与部３３０とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信したメッセージの通信経路を決定する経路決定部と、
前記経路決定部により決定された前記通信経路上にある各通信装置の通信負荷の重み値の合計値に対する自通信装置の通信負荷の重み値の比率に準じた自通信装置の遅延目標値を算出し、当該算出した遅延目標値に基づいてメッセージのキューへの割り当ての優先度を付与する優先度付与部と
を備える
通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、メッセージの中継時におけるキューへの割り当ての優先度を設定する通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の通信装置の一例として、例えば特許文献１に記載の装置では、メッセージのヘッダ情報に設定された優先度情報を参照してメッセージのキューへの割り当てを行っていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−４３１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、メッセージの通信経路上にある各通信装置の負荷状況はその都度変動することから、各通信装置におけるメッセージの中継時の遅延時間も併せて変動する。そのため、メッセージに事前に設定された情報だけでは、キューからのメッセージの送信時間を考慮してメッセージの割り当てを適正に行うことができない。その結果、一部のメッセージを通信経路の許容遅延時間の範囲内で送信することができないおそれがあった。
【０００５】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、メッセージの中継時における遅延時間の適正化を図ることのできる通信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決する通信装置は、受信したメッセージの通信経路を決定する経路決定部と、前記経路決定部により決定された前記通信経路上にある各通信装置の通信負荷の重み値の合計値に対する自通信装置の通信負荷の重み値の比率に準じた自通信装置の遅延目標値を算出し、当該算出した遅延目標値に基づいてメッセージのキューへの割り当ての優先度を付与する優先度付与部とを備える。
【０００７】
上記構成によれば、通信経路上にある各通信装置の通信負荷に基づく重み値を考慮して遅延目標値が算出され、当該遅延目標値に基づいてメッセージのキューへの割り当ての優先度が付与される。これにより、キューからのメッセージの送信時間を考慮して、メッセージの中継時における遅延時間の適正化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】送信装置から通信装置を経由して受信装置に至る通信ネットワークの一例を示す模式図。
【図２】通信装置の一実施の形態の概略構成を示すブロック図。
【図３】メッセージのデータ構造の一例を示す模式図。
【図４】メッセージの通信経路の一例を示す模式図。
【図５】メッセージの種類ごとの許容遅延時間及び推定経過時間の一例を示す模式図。
【図６】トポロジ情報の一例を示す模式図。
【図７】通信装置ごとに設定された遅延目標値の一例を示す模式図。
【図８】通信装置のその他の実施の形態の概略構成を示すブロック図。
【図９】トポロジ情報の他の一例を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、通信装置の一実施の形態について図面を参照して説明する。
図１に示すように、本実施の形態の通信装置は、送信装置１００から受信装置２００に向けて送信される各種のメッセージを中継する中継装置３００により構成されている。
【００１０】
具体的には、図２に示すように、中継装置３００は、入出力ポート３１０、経路決定部３２０、優先度付与部３３０、メッセージ格納部３４０、スケジューリング部３６０を備えている。
【００１１】
入出力ポート３１０は、隣り合う装置（送信装置１００、中継装置３００、又は、受信装置２００）との間でＥｔｈｅｒｎｅｔケーブルＣ１，Ｃ２（登録商標：Ｅｔｈｅｒｎｅｔ）を介して接続されており、中継の対象となる各種のメッセージを送受信する。
【００１２】
経路決定部３２０は、ＥｔｈｅｒｎｅｔケーブルＣ１から入出力ポート３１０を介して受信したメッセージに基づき、当該メッセージを受信した中継装置３００からメッセージの宛先となる受信装置２００に向けた通信経路を決定する。
【００１３】
より詳細には、図３に示すように、メッセージＭは、Ｅｔｈｅｒｎｅｔプロトコルに従って送受信されるデータフレームであって、ＥｔｈｅｒｎｅｔヘッダＭ１、ＩＰヘッダＭ２、ＵＤＰ／ＴＣＰヘッダＭ３、ペイロードＭ４を含んでいる。ＥｔｈｅｒｎｅｔヘッダＭ１は、メッセージＭの送信元及び宛先となる装置のＭＡＣアドレスの格納領域を含んでいる。ＩＰヘッダＭ２は、メッセージＭの送信元及び宛先となる装置のＩＰアドレスの格納領域を含んでいる。ＵＤＰ／ＴＣＰヘッダＭ３は、メッセージＭの送信元及び宛先となるポート番号、及びメッセージＭの種類の格納領域を含んでいる。ペイロードＭ４は、メッセージＭの格納領域を含んでいる。そして、経路決定部３２０は、メッセージＭのＩＰヘッダＭ２を参照してメッセージＭの宛先となる受信装置２００を特定し、当該受信装置２００に向けた通信経路を決定する。
【００１４】
図４は、メッセージＭの通信経路の一例を示している。同図に示す例では、メッセージ「Ａ」については、「ＥＣＵ１」がメッセージＭの送信元となる送信装置１００に相当し、「ＥＣＵ４」がメッセージＭの宛先となる受信装置２００に相当する。そして、「スイッチ１」及び「スイッチ３」がメッセージＭの通信経路上に位置する中継装置３００に相当する。また、この例では、メッセージ「Ｂ」については、「ＥＣＵ３」がメッセージＭの送信元となる送信装置１００に相当し、「ＥＣＵ４」がメッセージＭの宛先となる受信装置２００に相当する。そして、「スイッチ２」、「スイッチ１」、「スイッチ３」がメッセージＭの通信経路上に位置する中継装置３００に相当する。また、この例では、メッセージ「Ｃ」については、「ＥＣＵ４」がメッセージＭの送信元となる送信装置１００に相当し、「ＥＣＵ２」がメッセージＭの宛先となる受信装置２００に相当する。そして、「スイッチ３」、「スイッチ１」、「スイッチ２」がメッセージＭの通信経路上に位置する中継装置３００に相当する。
【００１５】
また、経路決定部３２０は、メッセージＭのＵＤＰ／ＴＣＰヘッダＭ３を参照してメッセージの種類を特定し、当該種類に対応するメッセージＭを送信装置１００から受信装置２００まで送信するときの許容遅延時間をメッセージ情報Ｄ１から読み出す。また、経路決定部３２０は、送信装置１００がメッセージＭの送信を開始してから、この経路決定部３２０を備えた中継装置３００自体にメッセージＭが到着するまでの推定経過時間を算出する。そして、経路決定部３２０は、こうして算出した推定経過時間を上述した許容遅延時間から差し引くことにより、中継装置３００自体がメッセージＭを受信装置２００まで中継するときの残り遅延時間を算出する。
【００１６】
なお、推定経過時間は、中継装置３００がメッセージＭを中継するごとに、当該中継までに要した中継での所要時間の累積値をメッセージＭに格納して伝送するようにしてもよい。もしくは、推定経過時間は、メッセージＭを中継した各中継装置３００に予め許容される遅延時間の目標値から事前に設定され、予め設定された情報としてメッセージ情報Ｄ１に格納するようにしてもよい。
【００１７】
図５は、先の図４に示した通信経路において、「スイッチ１」を主体としたメッセージＭの種類ごとの許容遅延時間及び推定経過時間の一例を示している。同図に示す例では、メッセージ「Ａ」については、「ＥＣＵ１」から「ＥＣＵ４」にメッセージＭを送信するときの許容遅延時間として「１０ミリ秒」が設定されており、「ＥＣＵ１」がメッセージＭの送信を開始してからメッセージＭが「スイッチ１」に到着するまでの推定経過時間として「０ミリ秒」が設定されている。また、この例では、メッセージ「Ｂ」については、「ＥＣＵ３」から「ＥＣＵ４」にメッセージＭを送信するときの許容遅延時間として「３０ミリ秒」が設定されており、「ＥＣＵ３」がメッセージＭの送信を開始してからメッセージＭが「スイッチ１」に到着するまでの推定経過時間として「１５ミリ秒」が設定されている。また、この例では、メッセージ「Ｃ」については、「ＥＣＵ４」から「ＥＣＵ２」にメッセージＭを送信するときの許容遅延時間として「１００ミリ秒」が設定されており、「ＥＣＵ４」がメッセージＭの送信を開始してからメッセージＭが「スイッチ１」に到着するまでの推定経過時間として「５０ミリ秒」が設定されている。
【００１８】
また、経路決定部３２０は、上述した残り遅延時間に対し、トポロジ情報Ｄ２に含まれる中継装置３００ごとの重み値に基づいて重み付けを行うことにより、中継装置３００ごとに許容される遅延時間の目標値（以下、「遅延目標値」という）を算出する。すなわち、経路決定部３２０は、経路決定部３２０により決定された通信経路上にある中継装置３００の重み値の合計値に対する、この経路決定部３２０を備えた中継装置３００の重み値の比率を算出する。経路決定部３２０は、経路決定部３２０により算出された比率に残り遅延時間を乗じて、この経路決定部３２０を備えた中継装置３００自体の遅延目標値を算出する。なお、重み値は、例えば各中継装置３００が単位時間当たりに処理する最大データ量等、各中継装置３００の通信負荷に基づいて設定される。
【００１９】
図６は、先の図４に示した通信経路において、「スイッチ１」を主体としたトポロジ情報Ｄ２の一例を示している。同図に示す例では、「スイッチ１」がメッセージＭを「ＥＣＵ１」に中継するときの重み値として、「７」が設定されている。また、この例では、「スイッチ１」がメッセージＭを「ＥＣＵ２」に中継するときの重み値として、「スイッチ１」から「スイッチ２」までの区間、及び、「スイッチ２」から「ＥＣＵ２」までの区間の各々について「６」、「２」が設定されている。また、この例では、「スイッチ１」がメッセージＭを「ＥＣＵ３」に中継するときの重み値として、「スイッチ１」から「スイッチ２」までの区間、及び、「スイッチ２」から「ＥＣＵ３」までの区間の各々について「６」、「１」が設定されている。また、この例では、「スイッチ１」がメッセージＭを「ＥＣＵ４」に中継するときの重み値として、「スイッチ１」から「スイッチ３」までの区間、及び、「スイッチ３」から「ＥＣＵ４」までの区間の各々について「１」、「４」が設定されている。
【００２０】
そして、図７に示すように、この例では、メッセージ「Ａ」については、「スイッチ１」がメッセージＭを「ＥＣＵ４」まで中継するときの残り遅延時間（「１０ミリ秒」）に対し、「スイッチ１」から「スイッチ３」までの区間の重み値（「１」）、及び、「スイッチ３」から「ＥＣＵ４」までの区間の重み値（「４」）に基づく重み付けを行う。これにより、「スイッチ１」に許容される遅延目標値として「２ミリ秒」が算出されるとともに、「スイッチ３」に許容される遅延目標値として「８ミリ秒」が算出される。
【００２１】
優先度付与部３３０は、経路決定部３２０により算出された遅延目標値に基づき、メッセージＭの優先度をＥｔｈｅｒｎｅｔヘッダＭ１に付与する。このとき、優先度付与部３３０は、遅延目標値が小さいほど、メッセージＭの優先度を高く設定する。
【００２２】
メッセージ格納部３４０は、優先度付与部３３０により付与された優先度に基づき、メッセージＭの格納先となるキュー３５０を割り当てる。このとき、メッセージ格納部３４０は、メッセージＭの優先度が高いほど、送信までの待機時間が短く設定されたキュー３５０にメッセージＭを割り当てる。
【００２３】
スケジューリング部３６０は、メッセージ格納部３４０によりメッセージＭがキュー３５０に格納されたとき、経過時間のカウントを開始する。また、スケジューリング部３６０は、経過時間のカウント値がキュー３５０ごとに設定された待機時間を上回るときには、メッセージＭをキュー３５０から読み出す。そして、スケジューリング部３６０は、キュー３５０から読み出したメッセージＭを入出力ポート３１０を通じてＥｔｈｅｒｎｅｔケーブルＣ２に送信する。
【００２４】
以上説明したように、上記実施の形態によれば、以下に示す効果を得ることができる。
（１）通信経路上にある各中継装置３００の通信負荷に基づく重み値を考慮して遅延目標値が算出され、当該遅延目標値に基づいてメッセージＭのキュー３５０への割り当ての優先度が付与される。これにより、キュー３５０からのメッセージＭの送信時間を考慮して、メッセージＭの中継時における遅延時間の適正化を図ることができる。
【００２５】
なお、上記実施の形態は、以下のように変更して実施してもよい。
・上記実施の形態においては、中継装置３００は、メッセージ格納部３４０によりメッセージＭがキュー３５０に格納されてからの経過時間のカウント値がキュー３５０ごとに設定された待機時間を上回るときには、当該メッセージＭをキュー３５０から読み出すようにした。これに代えて、図８に示すように、中継装置３００Ａは、隣り合う装置（中継装置３００又は受信装置２００）からＥｔｈｅｒｎｅｔケーブルＣ２を通じて通知されたメッセージＭの処理タイミングに基づき、キュー３５０ごとの待機時間を算出する待機時間算出部３７０を更に備えるようにしてもよい。このとき、待機時間算出部３７０は、メッセージＭの処理タイミングの通知を受信したときにタイムスタンプを設定し、同時点からメッセージＭの処理タイミングまでの期間を算出する。また、待機時間算出部３７０は、優先度付与部３３０により付与されたメッセージＭの優先度の通知を受信し、当該受信した優先度と、上述のように算出したメッセージＭの処理タイミングまでの期間とを比較することにより、メッセージＭの優先度に対応して割り当てられるキュー３５０ごとの待機時間を算出する。
【００２６】
・上記実施の形態においては、送信装置１００から受信装置２００に至る通信経路のネットワーク構造に基づいて、トポロジ情報Ｄ２として中継装置３００ごとの重み値を設定するようにした。ただし、トポロジ情報Ｄ２として設定される中継装置３００ごとの重み値は必ずしも一律の値である必要はない。例えば、図９に示す例のように、定常的なデータ通信を行う場合と、プログラムの更新時のように大容量のデータ通信を行う場合との間で、中継装置３００ごとの重み値を変更するようにしてもよい。この場合、大容量のデータ通信を行う場合には、通信負荷が重くなる中継装置３００の重み値を定常的なデータ通信を行う場合よりも高く設定するようにすればよい。
【符号の説明】
【００２７】
１００…送信装置、２００…受信装置、３００…通信装置の一例としての中継装置、３１０…入出力ポート、３２０…経路決定部、３３０…優先度付与部、３４０…メッセージ格納部、３５０…キュー、３６０…スケジューリング部、Ｃ１，Ｃ２…Ｅｔｈｅｒｎｅｔケーブル、Ｄ１…メッセージ情報、Ｄ２…トポロジ情報。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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