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WO2024185014A1 - 制御装置、制御方法、及びプログラム - Google Patents

制御装置、制御方法、及びプログラム Download PDF

Info

Publication number
WO2024185014A1
WO2024185014A1 PCT/JP2023/008386 JP2023008386W WO2024185014A1 WO 2024185014 A1 WO2024185014 A1 WO 2024185014A1 JP 2023008386 W JP2023008386 W JP 2023008386W WO 2024185014 A1 WO2024185014 A1 WO 2024185014A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
flows
communication devices
grouped
gcl
unit
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/008386
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
優平 川上
慎一 吉原
秀雄 川田
夏樹 安原
広尚 阿部
Original Assignee
日本電信電話株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日本電信電話株式会社 filed Critical 日本電信電話株式会社
Priority to PCT/JP2023/008386 priority Critical patent/WO2024185014A1/ja
Publication of WO2024185014A1 publication Critical patent/WO2024185014A1/ja

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L47/00—Traffic control in data switching networks
    • H04L47/10—Flow control; Congestion control

Definitions

  • This disclosure relates to a control device, a control method, and a program.
  • a technology is known in which multiple communication devices (e.g., Layer 2 (L2) switches) each transfer flows, which are frames that are transmitted periodically, according to a schedule indicated in a gate control list (GCL) using TAS (Time Aware Shaper) technology in TSN (Time Sensitive Networking) (see, for example, Non-Patent Document 1).
  • the GCL is designed so that the communication device can transmit multiple flows without the multiple flows colliding with each other and without queuing delays occurring.
  • TAS scheduling as a constraint satisfaction problem and execute TAS scheduling using a known algorithm for solving constraint satisfaction problems.
  • a flow isolation constraint is required to ensure that multiple flows are not queued at the same time at the egress port of a single communications device. This is equivalent to confirming that multiple flows do not overlap in a single time slot, and there is a problem in that the more the number of flows increases, the more such confirmation processes become necessary.
  • the purpose of this disclosure is to provide a control device, control method, and program that can reduce the amount of calculation required for GCL design and increase speed.
  • a control device that controls a plurality of communication devices that transfer flows, which are frames that are periodically transmitted from a transmitting terminal to a receiving terminal, and
  • the system includes a grouping creation unit that creates, for each of the plurality of communication devices, a grouped flow by grouping two or more flows having the same transmission period, and calculates a total time slot length which is the sum of the time slot lengths of the two or more flows; a gate control list design unit that designs, for each of the plurality of communication devices, a gate control list based on the transmission period of each of the plurality of flows including the grouped flow, the time slot length of each of the plurality of flows including the total time slot length, and a network topology which is the connection form of a communication network formed by connecting the plurality of communication devices; a grouping degrouping unit that creates a gate control list in which the time slot for transmitting the grouped flow indicated in the gate control list is divided into time slots for transmitting each
  • the control method is a control method executed by a control device that controls multiple communication devices that transfer flows, which are frames that are periodically transmitted from a transmitting terminal to a receiving terminal, and includes the steps of: creating a grouped flow for each of the multiple communication devices by grouping two or more flows having the same transmission period, and calculating a total time slot length that is the sum of the time slot lengths of the two or more flows; designing a gate control list for each of the multiple communication devices based on the transmission period of each of the multiple flows including the grouped flow, the time slot length of each of the multiple flows including the total time slot length, and the network topology that is the connection form of the communication network formed by connecting the multiple communication devices; creating a gate control list in which the time slot for transmitting the grouped flow indicated in the gate control list is divided into time slots for transmitting each of the two or more flows included in the grouped flow; and transmitting gate control list update information indicating the created gate control list to the corresponding multiple communication devices.
  • the program disclosed herein causes a computer to function as the control device described above.
  • control device control method, and program disclosed herein can reduce the amount of calculation required for GCL design and increase speed.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a communication system including a communication device in which a control device according to a first embodiment of the present disclosure designs a GCL;
  • 2 is a block diagram showing an example of a configuration of a control device shown in FIG. 1 .
  • 2 is a diagram for explaining an example of a process in which the communication device shown in FIG. 1 transmits a frame;
  • FIG. 1 is a diagram for explaining an example of a GCL.
  • 3 is a diagram for explaining an example of a process in which the control device shown in FIG. 2 groups flows;
  • FIG. FIG. 3 shows time slots in which a communication device transmits a flow according to a GCL designed by the control device shown in FIG. 2 .
  • FIG. 6B is a diagram showing an example in which the time slot shown in FIG. 6A is divided.
  • 3 is a flowchart showing an example of an operation of the control device shown in FIG. 2 .
  • FIG. 11 is a block diagram showing an example of a configuration of a control device according to a second embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 9 illustrates time slots in which a communication device transmits a flow according to a GCL designed by the control device illustrated in FIG. 8 .
  • FIG. 9B is a diagram showing an example in which the time slot shown in FIG. 9A is divided.
  • 9 is a flowchart showing an example of the operation of the control device shown in FIG. 8 .
  • FIG. 13 is a block diagram showing an example of a configuration of a control device according to a third embodiment of the present disclosure.
  • 12 is a diagram illustrating an example of a domain created by a NW domain creation unit illustrated in FIG. 11 .
  • 12 is a flowchart showing an example of the operation of the control device shown in FIG. 11 .
  • FIG. 2 is a block diagram showing an example of hardware of a control device.
  • a control device 1 controls a plurality of communication devices 21 that transfer flows, which are frames periodically transmitted from a transmitting terminal 22 to a receiving terminal 23.
  • the control device 1 may be, for example, a CNC (Central Network Controller).
  • the communication device 21 may be any device capable of transmitting and receiving flows, and may be, for example, an L2 switch.
  • the control device 1 may be configured by one CNC or by multiple CNCs.
  • the control device 1 may be configured integrally with the communication device 21 or may be configured separately.
  • the communication device 21 may have the functions of the control device 1, which will be described in detail later.
  • Each of the multiple communication devices 21 is connected to the other communication devices 21 via a transmission path.
  • a flow transmitted from a transmitting terminal 22 is forwarded by one or more of the multiple communication devices 21 included in the communication system 2, and is received by a receiving terminal 23.
  • the control device 1 includes a management port 101, a network topology storage unit (NW topology storage unit) 102, a gate control list storage unit (GCL storage unit) 103, a design information receiving unit 104, a design information reference unit 105, a grouping creation unit 106, a gate control list design unit (GCL design unit) 107, a grouping release unit 108, and a gate control list update information transmission unit (GCL update information transmission unit) 109.
  • NW topology storage unit network topology storage unit
  • GCL storage unit gate control list storage unit
  • the NW topology memory unit 102 and the GCL memory unit 103 are configured by memories.
  • the memories may be HDD (Hard Disk Drive), SSD (Solid State Drive), EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), ROM (Read Only Memory), RAM (Random Access Memory), etc.
  • the design information receiving unit 104 and the GCL update information transmitting unit 109 are configured by communication interfaces. Standards such as Ethernet (registered trademark), FDDI (Fiber Distributed Data Interface), and Wi-Fi (registered trademark) may be used for the communication interface.
  • the design information reference unit 105, grouping creation unit 106, GCL design unit 107, and grouping release unit 108 are configured by controllers.
  • the controller may be composed of dedicated hardware such as an ASIC (Application Specific Integrated Circuit) or an FPGA (Field-Programmable Gate Array), or it may be composed of a processor, or it may be composed of both.
  • the management port 101 is a port for sending and receiving information to and from other devices via a communication network.
  • the NW topology storage unit 102 stores a network topology (NW topology), which is the connection form of a communication network formed by connecting multiple communication devices 21.
  • NW topology is the connection form of a communication network formed by connecting multiple communication devices 21.
  • the NW topology storage unit 102 also stores communication path information.
  • the communication path information is information that indicates the communication path along which each of the multiple flows is transmitted.
  • the GCL storage unit 103 stores an existing gate control list (GCL) for each of the multiple communication devices 21.
  • the GCL is information indicating a schedule for the communication device 21 to transmit multiple flows.
  • the GCL storage unit 103 may also store gate control list update information (GCL update information), which will be described in detail later.
  • the GCL indicates the time slots in which the flows are transmitted in their respective transmission cycles. Therefore, it can be said that the GCL indicates the transmission cycle and time slot length of each flow. In other words, it can be said that the GCL storage unit 103 stores design information including the transmission cycle and time slot length of each flow. Note that the time slot length is the length of the frame transmitted in each cycle in a flow that is transmitted periodically by the communication device 21.
  • frames received by the receiving port 211 of the communication device 21 are held in the queue 212 for each priority.
  • the priority may be Class of Service (CoS).
  • the transmitting port 214 of the communication device 21 transmits the frames held in the queue 212 corresponding to the open gate 213.
  • the gate 213 corresponding to the queue 212 with priority C7 is open, and thus the frames held in the queue 212 with priority C7 are transmitted by the transmitting port 214 of the communication device 21.
  • the gates 213 corresponding to the queues 212 with priorities C0 to C6 are closed (the queues 212 with priorities C1 to C5 are omitted in FIG. 3), and thus the frames held in the queues 212 with priorities C0 to C6 are not transmitted.
  • the GCL will be described in detail with reference to FIG. 4.
  • five time slots from time slot TS1 to time slot TS5, are set in the GCL.
  • the GCL also indicates the time of each of time slots TS1 to TS5.
  • the GCL also indicates that when the time indicated by the time information corresponds to time slot TS1, the gate 213 corresponding to queue 212 with priority C7 is opened (indicated as "o” in FIG. 4), and the gate 213 corresponding to queue 212 with priorities C0 to C6 is closed (indicated as "c” in FIG. 4).
  • the time corresponds to a time slot means that the time indicates the time period in which the time slots are set.
  • time slot TS1 When the time corresponding to time slot TS1 has passed 15 ⁇ s, the time corresponds to the next time slot TS2, and in time slot TS2, the gate 213 corresponding to queue 212 with priority C5 is opened, and the gates 213 corresponding to queues 212 with priorities C0 to C4, C6, and C7 are closed. In this way, when the time corresponding to time slots TS1 to TS5 has passed, the time again corresponds to time slot TS1, and this is repeated.
  • the grouping creation unit 106 creates a grouped flow for each of the multiple communication devices 21 by grouping two or more flows with the same transmission period.
  • the flows included in the grouped flow may be existing flows transmitted by the communication device 21 according to an existing GCL stored in the GCL storage unit 103, or newly added flows whose design information received by the design information receiving unit 104 includes a transmission period and a time slot length.
  • the grouping creation unit 106 creates the grouped flow based on the transmission period included in the design information received by the design information receiving unit 104.
  • the grouping creation unit 106 creates the grouped flow based on the transmission period included in the design information stored in the GCL storage unit 103.
  • the grouping creation unit 106 creates the grouped flow based on the transmission period included in the design information stored in the GCL storage unit 103 and the transmission period of the flow included in the design information received by the design information receiving unit 104.
  • the multiple flows transmitted by one communication device 21-1 of the multiple communication devices 21 include flows F11, F12, and F13 with a transmission period of 10 ⁇ s, and flows F21 and F22 with a transmission period of 15 ⁇ s.
  • the grouping creation unit 106 may group flows F11, F12, and F13 to create grouped flow G1.
  • the grouping creation unit 106 may also group flows F21 and F22 to create grouped flow G2.
  • the grouping creation unit 106 may create a grouped flow G1 by grouping only two flows (e.g., flows F11 and F12) of flows F11, F12, and F13. Also, the grouping creation unit 106 may create a grouped flow G1 without grouping flows F21 and F22. Also, the grouping creation unit 106 may create a grouped flow G2 by grouping flows F21 and F22 without grouping flows F11, F12, and F13.
  • the grouping creation unit 106 also calculates a total timeslot length, which is the sum of the timeslot lengths of the two or more grouped flows.
  • the grouping creation unit 106 does not group flows whose transmission cycle is not the same as that of other flows in each of the multiple communication devices 21.
  • the GCL design unit 107 can read the GCL for each of the multiple communication devices 21 stored in the GCL storage unit 103.
  • the GCL design unit 107 can also read the NW topology stored in the NW topology storage unit 102.
  • the GCL design unit 107 designs a GCL for each of the multiple communication devices 21 based on the transmission period of each of the multiple flows including the grouped flow, the time slot length of each of the multiple flows including the total time slot length, and the NW topology.
  • the NW topology is the connection form of the communication network formed by connecting multiple communication devices 21.
  • the GCL design unit 107 can design the GCL using the TAS.
  • the GCL design unit 107 designs the GCL with the grouped flows treated as a single flow.
  • the GCL design unit 107 can design the GCL so that each of the multiple communication devices 21 transmits each flow, including the single flow as the grouped flow, in a different time slot and so that no queuing delay occurs.
  • the GCL design unit 107 can design a GCL so that, for example, as shown in FIG. 6A, one communication device 21-1 transmits grouped flow G1 at a period of 10 ⁇ s and grouped flow G2 at a period of 15 ⁇ s.
  • the GCL design unit 107 can design a GCL so that grouped flow G1, grouped flow G2, and ungrouped flow F3 are transmitted in different time slots and no queuing delay occurs.
  • the GCL design unit 107 can design GCLs for communication devices 21 other than communication device 21-1 out of the multiple communication devices 21.
  • the grouping release unit 108 creates a GCL that divides the time slots for transmitting the grouped flows, as shown in the GCL designed by the GCL design unit 107, into time slots for transmitting each of the two or more flows included in the grouped flows.
  • the grouping release unit 108 divides the time slot for transmitting grouped flow G1 as shown in FIG. 6B, and sets flows F11, F12, and F13 included in grouped flow G1 to each divided time slot.
  • the grouping release unit 108 divides the time slot for transmitting frames of grouped flow G2, and sets flows F21 and F22 included in grouped flow G2 to each divided time slot.
  • the grouping release unit 108 can set two or more flows included in the grouped flows to be repeatedly transmitted in the same order within the hyper cycle.
  • the grouping release unit 108 sets the GCL so that the communication device 21-1 repeatedly transmits flows F11, F12, and F13 in that order within the hyper cycle. This allows the communication device 21 to transmit each of the multiple flows included in the grouped flows at the transmission period indicated in the design information.
  • the GCL update information indicating the GCL designed by the GCL design unit 107 and created by the grouping release unit 108 may be stored by the GCL storage unit 103.
  • the GCL update information transmission unit 109 transmits GCL update information indicating the GCL designed by the GCL design unit 107 and created by the grouping release unit 108 to the corresponding communication devices 21. As described above, in a configuration in which the GCL storage unit 103 stores GCL update information, the GCL update information transmission unit 109 can transmit the GCL update information stored by the GCL storage unit 103 to the communication devices 21. The GCL update information transmission unit 109 also transmits the GCL update information via the management port 101.
  • Fig. 7 is a flowchart showing an example of the operation of the control device 1 according to the first embodiment.
  • the operation of the control device 1 described with reference to Fig. 7 corresponds to an example of a control method executed by the control device 1 according to the first embodiment.
  • step S11 the design information receiving unit 104 receives design information regarding the newly added flow transmitted by each of the multiple communication devices 21.
  • the design information includes the time slot length and transmission period of each of the multiple flows.
  • step S12 the design information reference unit 105 obtains the transmission period and time slot length of the flow (the flow to be added) indicated in the design information received by the design information receiving unit 104.
  • step S13 the grouping creation unit 106 reads out the transmission period and time slot length of the flow (existing flow) contained in the design information stored in the GCL storage unit 103.
  • step S14 the grouping creation unit 106 creates a grouped flow for each of the multiple communication devices 21 by grouping two or more flows that have the same transmission period.
  • step S15 the grouping creation unit 106 calculates the total timeslot length, which is the sum of the timeslot lengths of the two or more grouped flows.
  • step S16 the GCL design unit 107 designs a GCL for each of the multiple communication devices 21 based on the transmission period of each of the multiple flows including the grouped flow, the time slot length of each of the multiple flows including the total time slot length, and the NW topology.
  • the NW topology is the connection form of the communication network formed by connecting multiple communication devices 21.
  • step S17 the grouping release unit 108 creates a GCL in which the time slots for transmitting the grouped flows, as indicated in the GCL designed by the GCL design unit 107, are divided into time slots for transmitting each of the two or more flows included in the grouped flows.
  • the GCL update information transmission unit 109 transmits the GCL update information to the corresponding communication devices 21.
  • the GCL update information is information indicating the GCL designed by the GCL design unit 107 and created by the grouping release unit 108.
  • control device 1 may execute step S13 and then execute steps S11 and S12. Also, the control device 1 may execute steps S11 and S12 and step S13 at the same timing. Also, the control device 1 may not execute step S13.
  • the control device 1 controls a plurality of communication devices 21 that transfer flows, which are frames periodically transmitted from a transmitting terminal 22 to a receiving terminal 23.
  • the control device 1 includes a grouping creation unit 106 that creates a grouped flow by grouping two or more flows having the same transmission period for each of the plurality of communication devices 21 and calculates a total time slot length that is the sum of the time slot lengths of the two or more flows, a GCL design unit 107 that designs a GCL for each of the plurality of communication devices 21 based on the transmission period of each of the plurality of flows including the grouped flow, the time slot length of each of the plurality of flows including the total time slot length, and the NW topology that is the connection form of the communication network formed by connecting the plurality of communication devices 21, a grouping release unit 108 that creates a GCL in which the time slot for transmitting the grouped flow shown in the GCL is divided into time slots for transmitting each of the two or more flows included in the grouped flow,
  • the control device 1 designs the GCL by treating two or more flows that have the same transmission period as a single flow. This reduces the number of flows that must be considered when designing the GCL. Therefore, the amount of calculations required when the control device 1 designs the GCL is reduced compared to when two or more flows are not grouped. This reduces the processing load on the control device 1, enabling the control device 1 to design the GCL faster.
  • a control device 1-1 controls a plurality of communication devices 21 that transfer flows, which are frames periodically transmitted from a transmitting terminal 22 to a receiving terminal 23, as shown in FIG. 1.
  • the control device 1-1 may be configured by one CNC or by a plurality of CNCs.
  • the control device 1-1 may be configured integrally with the communication device 21 or may be configured separately.
  • the communication device 21 may have the functions of the control device 1-1, which will be described in detail later.
  • the control device 1-1 includes a management port 101, a network topology storage unit 102, a GCL storage unit 103, a design information receiving unit 104, a design information reference unit 105, a grouping creation unit 106-1, a GCL design unit 107, a grouping release unit 108, a GCL update information sending unit 109, and a communication path reference unit 110.
  • the grouping creation unit 106-1 and the communication path reference unit 110 are configured by a controller.
  • the communication path reference unit 110 reads out communication path information from the NW topology storage unit 102.
  • the communication path information is information that indicates the communication path along which each of the multiple flows is transmitted.
  • the grouping creation unit 106-1 creates a grouped flow for each of the multiple communication devices 21 by grouping multiple flows that have the same transmission period and at least a portion of the communication path (in this embodiment, all of the communication path) that are the same.
  • the grouping creation unit 106-1 calculates a total timeslot length, which is the sum of the timeslot lengths of the multiple flows included in the grouped flow.
  • the grouping creation unit 106-1 does not group flows in each of the multiple communication devices 21 that do not have the same transmission period or communication path as other flows.
  • the GCL design unit 107 designs a GCL for each of the multiple communication devices 21 based on the transmission period of each of the multiple flows including the grouped flow, the time slot length of each of the multiple flows including the total time slot length, and the NW topology. As a result, the GCL design unit 107 can design a GCL so that each of the communication devices 21-1 to 21-3 among the multiple communication devices 21 transmits the grouped flow G1, the grouped flow G2, and the ungrouped flow F3, as shown in FIG. 9A. At this time, the GCL design unit 107 can design a GCL so that the grouped flow G1, the grouped flow G2, and the ungrouped flow F3 are transmitted in different time slots from each other, and no queuing delay occurs. The GCL design unit 107 can similarly design GCLs for communication devices 21 other than the communication devices 21-1 to 21-3 among the multiple communication devices 21.
  • the grouping release unit 108 creates a GCL for each of the multiple communication devices 21 (communication devices 21-1 to 21-3 in the example of FIG. 9B) in which the time slot for transmitting the grouped flow shown in the GCL designed by the GCL design unit 107 is divided into time slots for transmitting each of two or more flows included in the grouped flow, as shown in FIG. 9B.
  • Fig. 10 is a flowchart showing an example of the operation of the control device 1-1 according to the second embodiment.
  • the operation of the control device 1-1 described with reference to Fig. 10 corresponds to an example of a control method executed by the control device 1-1 according to the second embodiment.
  • control device 1-1 executes the operations from step S21 to step S23.
  • the operations from step S21 to step S23 are the same as the operations from step S11 to step S13 in the first embodiment.
  • step S24 the communication path reference unit 110 reads the communication path information from the NW topology storage unit 102.
  • step S25 the grouping creation unit 106-2 creates a grouped flow for each of the multiple communication devices 21 by grouping two or more flows that have the same transmission period and at least a portion of the communication path (in this embodiment, the entire communication path) that are the same.
  • control device 1-1 executes the operations from step S26 to step S29.
  • the operations from step S26 to step S29 are the same as the operations from step S15 to step S18 in the first embodiment.
  • control device 1-1 may execute step S23 and then execute steps S21 and S22. Also, the control device 1-1 may execute steps S21 and S22 and step S23 at the same timing. Also, the control device 1-1 may not execute step S23.
  • the grouping creation unit 106-1 creates a grouped flow by grouping two or more flows that have the same transmission period and all of the same communication paths. This reduces the number of flows that must be considered when designing a GCL. Therefore, compared to when two or more flows are not grouped, the amount of calculation required when the control device 1-1 designs a GCL is reduced. This reduces the processing load on the control device 1-1, allowing the control device 1-1 to design a GCL at high speed. Furthermore, in order to group two or more flows that are on the same communication path into a single flow, a time slot can be set for each of the multiple communication devices 21 on that communication path so that the flow can be transmitted with reduced delay.
  • a control device 1-2 controls a plurality of communication devices 21 that transfer flows, which are frames periodically transmitted from a transmitting terminal 22 to a receiving terminal 23, as shown in FIG. 1.
  • the control device 1-2 may be configured by one CNC or by a plurality of CNCs.
  • the control device 1-2 may be configured integrally with the communication device 21 or may be configured separately.
  • the communication device 21 may have the functions of the control device 1-2, which will be described in detail later.
  • the control device 1-2 includes a management port 101, a network topology storage unit 102, a GCL storage unit 103, a design information receiving unit 104, a design information reference unit 105, a grouping creation unit 106-2, a GCL design unit 107, a grouping release unit 108, a GCL update information sending unit 109, a communication path reference unit 110, and a network domain creation unit (network domain creation unit) 111.
  • the grouping creation unit 106-2 and the network domain creation unit 111 are configured by a controller.
  • the NW domain creation unit 111 creates a domain that includes some of the multiple communication devices 21.
  • the NW domain creation unit 111 can create a domain of any range.
  • the NW domain creation unit 111 may also create a domain for each period.
  • the NW domain creation unit 111 creates a domain D1 including multiple communication devices 21-1, 21-2, and 21-3.
  • the NW domain creation unit 111 also creates a domain D2 including multiple communication devices 21-4, 21-5, and 21-6.
  • the NW domain creation unit 111 also creates a domain D3 including multiple communication devices 21-3, 21-7, and 21-8.
  • the NW domain creation unit 111 also creates a domain D4 including communication device 21-9.
  • the grouping creation unit 106-2 creates a grouped flow for each of the multiple communication devices 21 by grouping two or more flows that have the same transmission period and at least a portion of the communication path (in the third embodiment, the communication path within the domain) that is the same. At this time, the grouping creation unit 106-2 may create domains such that one communication device 21 is included in multiple domains. However, the grouping creation unit 106-2 creates domains such that the flows transmitted by each communication device 21 correspond to one domain.
  • the grouping creation unit 106-2 creates a grouped flow by grouping flows F31, F32, and F33 that have the same transmission period and the same communication path within domain D1 in each of communication devices 21-1, 21-2, and 21-3 included in domain D1.
  • the grouping creation unit 106-2 since there are no flows with the same communication path in domain D2, the grouping creation unit 106-2 does not group any flows in each of communication devices 21-4, 21-5, and 21-6 included in domain D2.
  • the grouping creation unit 106-2 creates a grouped flow by grouping flows F41 and F42 that have the same transmission period and the same communication path within domain D3 in each of communication devices 21-3, 21-7, and 21-8 included in domain D3.
  • there are no flows with the same communication path in domain D4 so the grouping creation unit 106-2 does not group any flows in communication device 21-9 included in domain D4.
  • the grouping creation unit 106-2 calculates a total timeslot length, which is the sum of the timeslot lengths of the multiple flows included in the grouped flow.
  • the grouping creation unit 106-2 does not group flows in each of the multiple communication devices 21 that do not have the same transmission period or communication path within the domain as other flows.
  • the GCL design unit 107 designs a GCL for each of the multiple communication devices 21 based on the transmission period of each of the multiple flows including the grouped flow, the time slot length of each of the multiple flows including the total time slot length, and the NW topology.
  • the time phase may not be synchronized between the multiple divided domains, and frame queuing may be allowed.
  • the phase since the range of the domain differs for each group, the phase may be synchronized in one group to transfer the flow without queuing, and queuing may be allowed without phase synchronization in another group.
  • the grouping release unit 108 creates a GCL for each of the GCLs of the multiple communication devices 21 in which the time slots for transmitting the grouped flows shown in the GCL designed by the GCL design unit 107 are divided into time slots for transmitting each of two or more flows included in the grouped flows.
  • the range of the domain may be determined appropriately in consideration of the number of flows that can be grouped and the time slot length of the grouped flows.
  • the domain may be created so that the communication device 21 that is a hub switch (hub SW) is at the end of the domain, or so that more flows can be grouped depending on the characteristics of the communication path.
  • Fig. 13 is a flowchart showing an example of the operation of the control device 1-2 according to the third embodiment.
  • the operation of the control device 1-2 described with reference to Fig. 13 corresponds to an example of a control method executed by the control device 1-2 according to the third embodiment.
  • control device 1-2 executes the operations from step S31 to step S34.
  • the operations from step S31 to step S34 are the same as the operations from step S21 to step S24 in the second embodiment.
  • step S35 the NW domain creation unit 111 creates a domain.
  • step S36 the grouping creation unit 106-2 creates a grouped flow for each of the multiple communication devices 21 by grouping multiple flows that have the same transmission period and at least a portion of the communication path (in this embodiment, the communication path within the domain) together.
  • control device 1-2 executes the operations from step S37 to step S40.
  • the operations from step S37 to step S40 are the same as the operations from step S26 to step S29 in the second embodiment.
  • control device 1-2 may execute step S33 and then execute steps S31 and S32.
  • the control device 1-2 may also execute steps S31 and S32 and step S33 at the same timing.
  • the control device 1-2 may not execute step S33.
  • the grouping creation unit 106-2 creates grouped flows in each of the multiple communication devices 21 by grouping multiple flows that have the same transmission period and share some of the same communication paths (communication paths within a domain).
  • control device 1-2 This reduces the number of flows that need to be considered when designing the GCL. Therefore, the amount of calculation required for the control device 1-2 to design the GCL is reduced compared to when two or more flows are not grouped. This reduces the processing load on the control device 1-2, allowing the control device 1-2 to design the GCL faster.
  • the control device 1-1 groups flows whose entire communication paths are the same
  • the control device 1-2 groups flows whose part of the communication path (communication path within the domain) is the same. Therefore, the control device 1-2 according to the third embodiment can group more flows than the control device 1-1 according to the second embodiment, and as a result the control device 1-2 can design the GCL even faster thanks to the control device 1-1.
  • FIG. 14 is a block diagram showing a schematic configuration of a computer 401 functioning as the control device 1.
  • the computers functioning as the control devices 1-1 and 1-2 are configured similarly to the computer 401 functioning as the control device 1.
  • the computer 401 may be a general-purpose computer, a dedicated computer, a workstation, a PC (Personal Computer), an electronic notepad, or the like.
  • the program instructions may be program code, code segments, or the like for performing a required task.
  • the computer 401 includes a processor 410, a ROM (Read Only Memory) 420, a RAM (Random Access Memory) 430, a storage 440, an input section 450, an output section 460, and a communication interface (I/F) 470.
  • Each component is connected to each other via a bus 480 so that they can communicate with each other.
  • the processor 410 is a CPU (Central Processing Unit), an MPU (Micro Processing Unit), a GPU (Graphics Processing Unit), a DSP (Digital Signal Processor), a SoC (System on a Chip), etc., and may be composed of multiple processors of the same or different types.
  • the processor 410 controls each component and executes various types of arithmetic processing. That is, the processor 410 reads a program from the ROM 420 or the storage 440, and executes the program using the RAM 430 as a working area. The processor 410 controls each component and executes various types of arithmetic processing according to the program stored in the ROM 420 or the storage 440. In the above-described embodiment, the program related to the present disclosure is stored in the ROM 420 or the storage 440.
  • the program may be stored in a storage medium that is readable by computer 401. By using such a storage medium, it is possible to install the program in computer 401.
  • the storage medium on which the program is stored may be a non-transitory storage medium.
  • the non-transitory storage medium is not particularly limited, and may be, for example, a CD-ROM, a DVD-ROM, or a USB (Universal Serial Bus) memory.
  • the program may be in a form that is downloaded from an external device via a network.
  • ROM 420 stores various programs and data.
  • RAM 430 temporarily stores programs or data as a working area.
  • Storage 440 is composed of a HDD (Hard Disk Drive) or SSD (Solid State Drive), and stores various programs and data including the operating system.
  • the input unit 450 includes one or more input interfaces that accept input operations from a user and acquire information based on the user's operations.
  • the input unit 450 is a pointing device, a keyboard, a mouse, etc., but is not limited to these.
  • the output unit 460 includes one or more output interfaces that output information.
  • the output unit 460 is a display that outputs information as a video, or a speaker that outputs information as an audio, but is not limited to these. Note that if the output unit 460 is a touch panel type display, it also functions as the input unit 450.
  • the communication interface (communication I/F) 470 is an interface for communicating with external devices.
  • a control device that controls a plurality of communication devices that transfer flows, which are frames that are periodically transmitted from a transmitting terminal to a receiving terminal, comprising: a controller, the controller comprising: creating a grouped flow by grouping two or more flows having the same transmission period for each of the plurality of communication devices, and calculating a total timeslot length that is a sum of the timeslot lengths of the two or more flows; designing a gate control list for each of the plurality of communication devices based on a transmission period of each of the plurality of flows including the grouped flow, a time slot length of each of the plurality of flows including the total time slot length, and a network topology which is a connection form of a communication network formed by connecting the plurality of communication devices; creating a gate control list in which the time slot for transmitting the grouped flow indicated in the gate control list is divided into time slots for transmitting each of two or more flows included in the grouped flow; transmitting gate control list
  • a control method executed by a control device that controls a plurality of communication devices that transfer flows, which are frames that are periodically transmitted from a transmitting terminal to a receiving terminal comprising: creating a grouped flow by grouping two or more flows having the same transmission period for each of the plurality of communication devices, and calculating a total timeslot length that is a sum of the timeslot lengths of the two or more flows; designing a gate control list for each of the plurality of communication devices based on a transmission period of each of the plurality of flows including the grouped flow, a time slot length of each of the plurality of flows including the total time slot length, and a network topology which is a connection form of a communication network formed by connecting the plurality of communication devices; creating a gate control list in which the time slot for transmitting the grouped flow indicated in the gate control list is divided into time slots for transmitting each of two or more flows included in the grouped flow; transmitting gate control list update information indicating the created gate control list to the corresponding communication devices;

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Abstract

本開示に係る制御装置（１）は、送信周期が同一である２つ以上のフローをグルーピングしたグループ化フローを作成し、合計タイムスロット長を算出するグルーピング作成部（１０６）と、グループ化フローを含む複数のフローと、合計タイムスロット長を含む、複数のフローそれぞれのタイムスロット長と、ネットワークトポロジとに基づいて、ゲートコントロールリストを設計するゲートコントロールリスト設計部（１０７）と、前記グループ化フローを送信するタイムスロットを、前記グループ化フローに含まれる２つ以上のフローそれぞれを送信するタイムスロットに分割したゲートコントロールリストを作成するグルーピング解除部（１０８）と、ゲートコントロールリスト更新情報を、それぞれ対応する複数の通信装置に送信するゲートコントロールリスト更新情報送信部（１０９）と、を備える。

Description

制御装置、制御方法、及びプログラム
　本開示は、制御装置、制御方法、及びプログラムに関する。
　ＴＳＮ（Time Sensitive Networking）におけるＴＡＳ（Time Aware Shaper）技術を用いて、複数の通信装置（例えば、レイヤ２（Ｌ２）スイッチ）それぞれが、ゲートコントロールリスト（ＧＣＬ）に示されるスケジュールに従って、周期的に送信されるフレームであるフローを転送する技術が知られている（例えば、非特許文献１参照）。この技術において、複数のフローが互いに衝突することなく、かつ、キューイング遅延が発生しないように、通信装置が複数のフローを送信することができるように、ＧＣＬが設計されている。
Yuhei Kawakami、外５名、「Applying Time-aware Shaper Considering User Identifier to Service Provider Network」、IEEE 19th Annual Consumer Communications & Networking Conference、2022年
　しかしながら、通信システムに含まれる通信装置のホップ数が増加し、複数の通信装置を互いに接続する伝送路が増加することに伴って、フローの通信経路の数が増加する。このような場合において、フローの数が増加すると、上述したように、複数のフローが互いに衝突することなく、かつ、キューイング遅延が発生しないように、通信装置が複数のフローを送信することができるようにＧＣＬを設計するための計算量が指数関数的に増加する。これにより、ＧＣＬを設計するための計算が有限時間内に完了しないこともある。このように、ＴＡＳにおけるＧＣＬの設計、すなわち、ＴＡＳスケジューリングは、ＮＰ（Nondeterminitic Plynomial-time）困難な問題であることが知られている。
　例えば、ＴＡＳスケジューリングを制約充足問題として、制約充足問題を解くための既知のアルゴリズムを用いて、ＴＡＳスケジューリングを実行することが考えられる。しかし、この場合、フロー分離制約(Flow Isolation Constraint)により、一の通信装置のEgressポートにおいて、同一時刻に複数のフローがキューイングされないようにする必要がある。これは、１つのタイムスロットに複数のフローが重複しないことを確認することと同義であり、フローの数が増加するほど、このような確認の処理が増加するという問題がある。
　上記のような問題点に鑑みてなされた本開示の目的は、ＧＣＬの設計の計算量を削減し、高速化することができる制御装置、制御方法、及びプログラムを提供することにある。
　上記課題を解決するため、本開示に係る制御装置は、送信端末から受信端末に周期的に送信されるフレームであるフローを転送する複数の通信装置を制御する制御装置であって、
　前記複数の通信装置それぞれごとに、送信周期が同一である２つ以上のフローをグルーピングしたグループ化フローを作成し、前記２つ以上のフローのタイムスロット長の合計である合計タイムスロット長を算出するグルーピング作成部と、前記複数の通信装置それぞれごとに、前記グループ化フローを含む複数のフローそれぞれの送信周期と、前記合計タイムスロット長を含む、前記複数のフローそれぞれのタイムスロット長と、前記複数の通信装置が接続することによって構成される通信ネットワークの接続形態であるネットワークトポロジとに基づいてゲートコントロールリストを設計するゲートコントロールリスト設計部と、前記ゲートコントロールリストに示される、前記グループ化フローを送信するタイムスロットを、前記グループ化フローに含まれる２つ以上のフローそれぞれを送信するタイムスロットに分割したゲートコントロールリストを作成するグルーピング解除部と、前記作成されたゲートコントロールリストを示すゲートコントロールリスト更新情報を、それぞれ対応する前記複数の通信装置に送信するゲートコントロールリスト更新情報送信部と、を備える。
　また、上記課題を解決するため、本開示に係る制御方法は、送信端末から受信端末に周期的に送信されるフレームであるフローを転送する複数の通信装置を制御する制御装置が実行する制御方法であって、前記複数の通信装置それぞれごとに、送信周期が同一である２つ以上のフローをグルーピングしたグループ化フローを作成し、前記２つ以上のフローのタイムスロット長の合計である合計タイムスロット長を算出するステップと、前記複数の通信装置それぞれごとに、前記グループ化フローを含む複数のフローそれぞれの送信周期と、前記合計タイムスロット長を含む、前記複数のフローそれぞれのタイムスロット長と、前記複数の通信装置が接続することによって構成される通信ネットワークの接続形態であるネットワークトポロジとに基づいてゲートコントロールリストを設計するステップと、前記ゲートコントロールリストに示される、前記グループ化フローを送信するタイムスロットを、前記グループ化フローに含まれる２つ以上のフローそれぞれを送信するタイムスロットに分割したゲートコントロールリストを作成するステップと、前記作成されたゲートコントロールリストを示すゲートコントロールリスト更新情報を、それぞれ対応する前記複数の通信装置に送信するステップと、を含む。
　また、上記課題を解決するため、本開示に係るプログラムは、コンピュータを、上述した制御装置として機能させる。
　本開示に係る制御装置、制御方法、及びプログラムによれば、ＧＣＬの設計の計算量を削減し、高速化することができる。
本開示の第１の実施形態に係る制御装置がＧＣＬを設計する通信装置を含む通信システムの一例を示す図である。 図１に示す制御装置の構成の一例を示すブロック図である。 図１に示す通信装置がフレームを送信する処理の一例を説明するための図である。 ＧＣＬの一例を説明するための図である。 図２に示す制御装置がフローをグルーピングする処理の一例を説明するための図である。 図２に示す制御装置によって設計されたＧＣＬに従って通信装置がフローを送信するタイムスロットを示す図である。 図６Ａに示すタイムスロットが分割された例を示す図である。 図２に示す制御装置の動作の一例を示すフローチャートである。 本開示の第２の実施形態に係る制御装置の構成の一例を示すブロック図である。 図８に示す制御装置によって設計されたＧＣＬに従って通信装置がフローを送信するタイムスロットを示す図である。 図９Ａに示すタイムスロットが分割された例を示す図である。 図８に示す制御装置の動作の一例を示すフローチャートである。 本開示の第３の実施形態に係る制御装置の構成の一例を示すブロック図である。 図１１に示すＮＷドメイン作成部が作成するドメインの一例を示す図である。 図１１に示す制御装置の動作の一例を示すフローチャートである。 制御装置のハードウェアの一例を示すブロック図である。
　＜＜第１の実施形態＞＞
　以下、本開示の第１の実施形態について図面を参照して説明する。
　＜制御装置の構成＞
　図１に示すように、本開示の第１の実施形態に係る制御装置１は、送信端末２２から受信端末２３に周期的に送信されるフレームであるフローを転送する複数の通信装置２１を制御する。制御装置１は、例えば、ＣＮＣ（Central Network Controller）とすることができる。通信装置２１は、フローを送受信することができる任意の装置であってよく、例えば、Ｌ２スイッチとすることができる。また、制御装置１は、１つのＣＮＣによって構成されてもよく、複数のＣＮＣによって構成されてもよい。また、制御装置１は、通信装置２１と一体に構成されてもよく、別体として構成されていてもよい。また、通信装置２１が追って詳細に説明する制御装置１の機能を有していてもよい。
　複数の通信装置２１それぞれは、他の通信装置２１と伝送路を介して互いに接続されている。これにより、送信端末２２から送信されたフローは、通信システム２に含まれる複数の通信装置２１のうちの、いずれか１つ以上の通信装置２１によって転送され、受信端末２３によって受信される。
　図２に示すように、制御装置１は、管理ポート１０１と、ネットワークトポロジ記憶部（ＮＷトポロジ記憶部）１０２と、ゲートコントロールリスト記憶部（ＧＣＬ記憶部）１０３と、設計情報受信部１０４と、設計情報参照部１０５と、グルーピング作成部１０６と、ゲートコントロールリスト設計部（ＧＣＬ設計部）１０７と、グルーピング解除部１０８と、ゲートコントロールリスト更新情報送信部（ＧＣＬ更新情報送信部）１０９と、を備える。
　ＮＷトポロジ記憶部１０２及びＧＣＬ記憶部１０３は、メモリによって構成される。メモリは、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）およびＲＡＭ（Random Access Memory）等であってよい。設計情報受信部１０４及びＧＣＬ更新情報送信部１０９は、通信インターフェースによって構成される。通信インターフェースには、例えば、イーサネット（登録商標）、ＦＤＤＩ（Fiber Distributed Data Interface）、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）等の規格が用いられてもよい。設計情報参照部１０５、グルーピング作成部１０６、ＧＣＬ設計部１０７、及びグルーピング解除部１０８は、コントローラによって構成される。コントローラは、ＡＳＩＣ(Application Specific Integrated Circuit)、ＦＰＧＡ(Field-Programmable Gate Array)等の専用のハードウェアによって構成されてもよいし、プロセッサによって構成されてもよいし、双方を含んで構成されてもよい。
　管理ポート１０１は、通信ネットワークを介して、他の装置と情報を送受信するためのポートである。
　ＮＷトポロジ記憶部１０２は、複数の通信装置２１が接続することによって構成される通信ネットワークの接続形態であるネットワークトポロジ（ＮＷトポロジ）を記憶している。また、ＮＷトポロジ記憶部１０２は、通信経路情報を記憶している。通信経路情報は、複数のフローそれぞれが伝送される経路である通信経路を示す情報である。
　ＧＣＬ記憶部１０３は、複数の通信装置２１それぞれについての既存のゲートコントロールリスト（ＧＣＬ）を記憶している。ＧＣＬは、通信装置２１が複数のフローを送信するためのスケジュールを示す情報である。また、ＧＣＬ記憶部１０３は、追って詳細に説明するゲートコントロールリスト更新情報（ＧＣＬ更新情報）を記憶してもよい。
　ＧＣＬには、フローがそれぞれの送信周期で送信されるタイムスロットが示されている。そのため、ＧＣＬは、フローそれぞれの送信周期及びタイムスロット長を示しているといえる。すなわち、ＧＣＬ記憶部１０３は、フローそれぞれの送信周期及びタイムスロット長を含む設計情報を記憶しているといえる。なお、タイムスロット長は、通信装置２１によって周期的に送信されるフローにおける各周期で送信されるフレームの長さである。
　ここで、図３を参照して、通信装置２１がフレームを送信する処理について説明する。図３に示すように、通信装置２１の受信ポート２１１がフレームを受信すると、キュー２１２がフレーム（図３では、丸い形状で示されている）を保持する。そして、ＧＣＬに従ってゲート２１３が開放されると、送信ポート２１４は、開放されたゲート２１３に対応付けられているキュー２１２に保持されているフレームを送信する。
　具体的には、通信装置２１の受信ポート２１１によって受信されたフレームは優先度ごとにキュー２１２に保持される。フレームがEthernetフレームである構成において、優先度はClass of Service（ＣｏＳ）であってもよい。そして、通信装置２１の送信ポート２１４は、開放されているゲート２１３に対応するキュー２１２に保持されているフレームを送信する。本例では、優先度Ｃ７のキュー２１２に対応するゲート２１３が開放されており、これにより、優先度Ｃ７のキュー２１２に保持されているフレームが通信装置２１の送信ポート２１４により送信される。図３に示す例では、優先度Ｃ０からＣ６のキュー２１２に対応するゲート２１３は閉鎖されており（図３では、優先度Ｃ１からＣ５のキュー２１２は省略されている）、これにより、優先度Ｃ０からＣ６のキュー２１２に保持されているフレームは送信されない。
　さらに、図４を参照して、ＧＣＬについて詳細に説明する。図４に示す例では、ＧＣＬには、タイムスロットＴＳ１からタイムスロットＴＳ５までの５つのタイムスロットが設定されている。また、ＧＣＬには、タイムスロットＴＳ１からタイムスロットＴＳ５それぞれの時間（ｔｉｍｅ）が示されている。また、ＧＣＬには、時刻情報によって示される時刻がタイムスロットＴＳ１に相当するとき、優先度Ｃ７のキュー２１２に対応するゲート２１３が開放（図４に示す「ｏ」）され、優先度Ｃ０からＣ６のキュー２１２に対応するゲート２１３が閉鎖（図４に示す「ｃ」）されることが示されている。なお、「時刻がタイムスロットに相当する」とは、時刻が、タイムスロットが設定されている時間帯を指していることをいう。
　タイムスロットＴＳ１に相当する時刻が１５μｓを経過すると、時刻は次のタイムスロットＴＳ２に相当し、タイムスロットＴＳ２には、優先度Ｃ５のキュー２１２に対応するゲート２１３が開放され、優先度Ｃ０からＣ４、Ｃ６、及びＣ７のキュー２１２に対応するゲート２１３が閉鎖されることが示されている。このように、時刻がタイムスロットＴＳ１からタイムスロットＴＳ５までに相当する時刻をそれぞれ経過すると、再び、時刻はタイムスロットＴＳ１に相当し、これが繰り返される。
　図２を再び参照すると、設計情報受信部１０４は、複数の通信装置２１それぞれが送信する、新たに追加されるフローに関する設計情報を受信する。上述したように、設計情報は、複数のフローそれぞれのタイムスロット長及び送信周期を含む。このとき、設計情報受信部１０４は、管理ポート１０１を介して設計情報を受信する。
　設計情報参照部１０５は、設計情報受信部１０４によって受信された設計情報に示されるフローそれぞれの送信周期及びタイムスロット長を取得する。
　グルーピング作成部１０６は、複数の通信装置２１それぞれごとに、送信周期が同一である２つ以上のフローをグルーピングしたグループ化フローを作成する。ここで、グループ化フローに含まれるフローは、ＧＣＬ記憶部１０３が記憶している既存のＧＣＬに従って通信装置２１が送信する既存のフローであってもよいし、設計情報受信部１０４によって受信された設計情報に送信周期及びタイムスロット長が含まれる新たに追加されるフローであってもよい。
　なお、グループ化フローに含まれるフローが新たに追加されるフローである構成において、グルーピング作成部１０６は、設計情報受信部１０４によって受信された、設計情報に含まれる送信周期に基づいてグループ化フローを作成する。グループ化フローに含まれるフローが既存のフローである構成において、グルーピング作成部１０６は、ＧＣＬ記憶部１０３に記憶されている設計情報に含まれる送信周期に基づいてグループ化フローを作成する。また、グループ化フローに含まれるフローが既存のフローと新たに追加されるフローとの両方である構成において、グルーピング作成部１０６は、ＧＣＬ記憶部１０３に記憶されている設計情報に含まれる送信周期と、設計情報受信部１０４によって受信された設計情報に含まれるフローの送信周期とに基づいてグループ化フローを作成する。
　図５に示す例では、複数の通信装置２１のうちの一の通信装置２１－１が送信する複数のフローには、送信周期が１０μｓのフローＦ１１、Ｆ１２、及びＦ１３と、送信周期が１５μｓのフローＦ２１及びＦ２２とが含まれている。このような例において、グルーピング作成部１０６は、フローＦ１１、Ｆ１２、及びＦ１３をグルーピングしてグループ化フローＧ１を作成してもよい。また、グルーピング作成部１０６は、フローＦ２１及びＦ２２をグルーピングしてグループ化フローＧ２を作成してもよい。
　ただし、図５に示す例に限られず、グルーピング作成部１０６は、フローＦ１１、Ｆ１２、及びＦ１３のうちの２つのフロー（例えば、フローＦ１１及びＦ１２）のみをグルーピングしてグループ化フローＧ１を作成してもよい。また、グルーピング作成部１０６は、グループ化フローＧ１を作成し、フローＦ２１及びＦ２２をグルーピングしなくてもよい。また、グルーピング作成部１０６は、フローＦ１１、Ｆ１２、及びＦ１３をグルーピングせず、フローＦ２１及びＦ２２をグルーピングしてグループ化フローＧ２を作成してもよい。
　また、グルーピング作成部１０６は、グルーピングされた２つ以上のフローのタイムスロット長の合計である合計タイムスロット長を算出する。
　また、グルーピング作成部１０６は、複数の通信装置２１それぞれにおいて、送信周期が他のフローと同じでないフローをグルーピングしない。
　ＧＣＬ設計部１０７は、ＧＣＬ記憶部１０３に記憶されている、複数の通信装置２１それぞれについてのＧＣＬを読み出すことができる。また、ＧＣＬ設計部１０７は、ＮＷトポロジ記憶部１０２に記憶されているＮＷトポロジを読み出すことができる。
　そして、ＧＣＬ設計部１０７は、複数の通信装置２１それぞれごとに、グループ化フローを含む複数のフローそれぞれの送信周期と、合計タイムスロット長を含む、複数のフローそれぞれのタイムスロット長と、ＮＷトポロジとに基づいてＧＣＬを設計する。ＮＷトポロジは、上述したように、複数の通信装置２１が接続することによって構成される通信ネットワークの接続形態である。なお、ＧＣＬ設計部１０７は、ＴＡＳによってＧＣＬを設計することができる。
　具体的には、ＧＣＬ設計部１０７は、グループ化フローを単一のフローとしてＧＣＬを設計する。例えば、ＧＣＬ設計部１０７は、複数の通信装置２１それぞれが、グループ化フローとしての単一のフローを含む各フローを互いに異なるタイムスロットで送信し、かつ、キューイング遅延が発生しないように、ＧＣＬを設計することができる。
　これにより、ＧＣＬ設計部１０７は、例えば図６Ａに示すように、一の通信装置２１－１が、グループ化フローＧ１を１０μｓの周期で送信し、グループ化フローＧ２を１５μｓの周期で送信するようにＧＣＬを設計することができる。このとき、ＧＣＬ設計部１０７は、グループ化フローＧ１、グループ化フローＧ２、及びグループ化されていないフローＦ３が互いに異なるタイムスロットで送信され、かつ、キューイング遅延が発生しないように、ＧＣＬを設計することができる。ＧＣＬ設計部１０７は、同様にして、複数の通信装置２１のうちの通信装置２１－１以外の通信装置２１のＧＣＬを設計することができる。
　グルーピング解除部１０８は、ＧＣＬ設計部１０７によって設計されたＧＣＬに示される、グループ化フローを送信するタイムスロットを、グループ化フローに含まれる２つ以上のフローそれぞれを送信するタイムスロットに分割したＧＣＬを作成する。
　例えば、ＧＣＬ設計部１０７によって、図６Ａに示すように、一の通信装置２１－１が、グループ化フローＧ１、グループ化フローＧ２、及びグループ化されていないフローＦ３を送信するようにＧＣＬが設計された場合、グルーピング解除部１０８は、図６Ｂに示すように、グループ化フローＧ１を送信するタイムスロットを分割して、分割されたタイムスロットそれぞれに、グループ化フローＧ１に含まれるフローＦ１１、Ｆ１２、及びＦ１３を設定する。同様にして、グルーピング解除部１０８は、グループ化フローＧ２のフレームを送信するタイムスロットを分割して、分割されたタイムスロットそれぞれに、グループ化フローＧ２に含まれるフローＦ２１及びＦ２２を設定する。
　なお、ＧＣＬ設計部１０７によって設計されたＧＣＬに示されているタイムスロットの合計となる期間であるハイパーサイクル（図４に示す例ではタイムスロットＴＳ１からタイムスロットＴＳ５までの期間）が、グループ化フローに含まれるフローの送信周期の２倍以上である場合、グルーピング解除部１０８は、該グループ化フローに含まれる２つ以上のフローが、ハイパーサイクル内において、同じ順で繰り返し送信されるように設定することができる。図６Ｂに示す例では、グルーピング解除部１０８は、通信装置２１－１が、ハイパーサイクル内で、フローＦ１１、Ｆ１２、Ｆ１３の順に繰り返して送信するようにＧＣＬを設定する。これにより、通信装置２１は、グループ化フローに含まれる複数のフローそれぞれを、設計情報にそれぞれ示される送信周期で送信することができる。
　このように、ＧＣＬ設計部１０７によって設計され、グルーピング解除部１０８によって作成されたＧＣＬを示すＧＣＬ更新情報は、ＧＣＬ記憶部１０３によって記憶されてもよい。
　ＧＣＬ更新情報送信部１０９は、ＧＣＬ設計部１０７によって設計され、グルーピング解除部１０８によって作成されたＧＣＬを示すＧＣＬ更新情報を、それぞれ対応する複数の通信装置２１に送信する。上述したように、ＧＣＬ記憶部１０３が、ＧＣＬ更新情報を記憶する構成において、ＧＣＬ更新情報送信部１０９は、ＧＣＬ記憶部１０３によって記憶されたＧＣＬ更新情報を通信装置２１に送信することができる。また、ＧＣＬ更新情報送信部１０９は、管理ポート１０１を介してＧＣＬ更新情報を送信する。
　＜制御装置の動作＞
　ここで、第１の実施形態に係る制御装置１の動作について、図７を参照して説明する。図７は、第１の実施形態に係る制御装置１の動作の一例を示すフローチャートである。図７を参照して説明する制御装置１における動作は、第１の実施形態に係る制御装置１が実行する制御方法の一例に相当する。
　ステップＳ１１において、設計情報受信部１０４が、複数の通信装置２１それぞれが送信する、新たに追加されるフローに関する設計情報を受信する。上述したように、設計情報は、複数のフローそれぞれのタイムスロット長及び送信周期を含む。
　ステップＳ１２において、設計情報参照部１０５が、設計情報受信部１０４によって受信された設計情報に示される、フロー（追加されるフロー）の送信周期及びタイムスロット長を取得する。
　ステップＳ１３において、グルーピング作成部１０６が、ＧＣＬ記憶部１０３に記憶されている設計情報に含まれる、フロー（既存のフロー）の送信周期及びタイムスロット長を読み出す。
　ステップＳ１４において、グルーピング作成部１０６が、複数の通信装置２１それぞれごとに、送信周期が同一である２つ以上のフローをグルーピングしたグループ化フローを作成する。
　ステップＳ１５において、グルーピング作成部１０６が、グルーピングされた２つ以上のフローのタイムスロット長の合計である合計タイムスロット長を算出する。
　ステップＳ１６において、ＧＣＬ設計部１０７が、複数の通信装置２１それぞれごとに、グループ化フローを含む複数のフローそれぞれの送信周期と、合計タイムスロット長を含む、複数のフローそれぞれのタイムスロット長と、ＮＷトポロジとに基づいてＧＣＬを設計する。ＮＷトポロジは、上述したように、複数の通信装置２１が接続することによって構成される通信ネットワークの接続形態である。
　ステップＳ１７において、グルーピング解除部１０８が、ＧＣＬ設計部１０７によって設計されたＧＣＬに示される、グループ化フローを送信するタイムスロットを、グループ化フローに含まれる２つ以上のフローそれぞれを送信するタイムスロットに分割したＧＣＬを作成する。
　ステップＳ１８において、ＧＣＬ更新情報送信部１０９が、ＧＣＬ更新情報を、それぞれ対応する複数の通信装置２１に送信する。上述したように、ＧＣＬ更新情報は、ＧＣＬ設計部１０７によって設計され、グルーピング解除部１０８によって作成されたＧＣＬを示す情報である。
　なお、上述において、制御装置１は、ステップＳ１３を実行してからステップＳ１１及びステップＳ１２を実行してもよい。また、制御装置１は、ステップＳ１１及びステップＳ１２と、ステップＳ１３とを同じタイミングで実行してもよい。また、制御装置１は、ステップＳ１３を実行しなくてもよい。
　以上、説明したように、第１の実施形態に係る制御装置１は、送信端末２２から受信端末２３に周期的に送信されるフレームであるフローを転送する複数の通信装置２１を制御する。制御装置１は、複数の通信装置２１それぞれごとに、送信周期が同一である２つ以上のフローをグルーピングしたグループ化フローを作成し、２つ以上のフローのタイムスロット長の合計である合計タイムスロット長を算出するグルーピング作成部１０６と、複数の通信装置２１それぞれごとに、グループ化フローを含む複数のフローそれぞれの送信周期と、合計タイムスロット長を含む、複数のフローそれぞれのタイムスロット長と、複数の通信装置２１が接続することによって構成される通信ネットワークの接続形態であるＮＷトポロジとに基づいてＧＣＬを設計するＧＣＬ設計部１０７と、ＧＣＬに示される、グループ化フローを送信するタイムスロットを、グループ化フローに含まれる２つ以上のフローそれぞれを送信するタイムスロットに分割したＧＣＬを作成するグルーピング解除部１０８と、作成されたＧＣＬを示すＧＣＬ更新情報を、それぞれ対応する複数の通信装置２１に送信するＧＣＬ更新情報送信部１０９と、を備える。
　このように、制御装置１は、送信周期が同一である２つ以上のフローをグルーピングしたフローを単一のフローとしてＧＣＬを設計する。このため、ＧＣＬの設計にあたって考慮されるべきフローの数が低減される。したがって、２つ以上のフローをグルーピングしない場合に比べて、制御装置１がＧＣＬを設計するにあたっての計算量が低減される。このため、制御装置１の処理負荷が低減され、制御装置１はＧＣＬの設計を高速化することができる。
　＜＜第２の実施形態＞＞
　以下、本開示の第２の実施形態について図面を参照して説明する。第２の実施形態において、第１の実施形態と同一の機能部については同じ符号を付し、説明を省略する。
　＜制御装置の構成＞
　本開示の第２の実施形態に係る制御装置１－１は、図１に示すような、送信端末２２から受信端末２３に周期的に送信されるフレームであるフローを転送する複数の通信装置２１を制御する。また、第１の実施形態と同様に、制御装置１－１は、１つのＣＮＣによって構成されてもよく、複数のＣＮＣによって構成されてもよい。また、制御装置１－１は、通信装置２１と一体に構成されてもよく、別体として構成されていてもよい。また、通信装置２１が追って詳細に説明する制御装置１－１の機能を有していてもよい。
　図８に示すように、制御装置１－１は、管理ポート１０１と、ＮＷトポロジ記憶部１０２と、ＧＣＬ記憶部１０３と、設計情報受信部１０４と、設計情報参照部１０５と、グルーピング作成部１０６－１と、ＧＣＬ設計部１０７と、グルーピング解除部１０８と、ＧＣＬ更新情報送信部１０９と、通信経路参照部１１０とを備える。グルーピング作成部１０６－1及び通信経路参照部１１０は、コントローラによって構成される。
　通信経路参照部１１０は、ＮＷトポロジ記憶部１０２から通信経路情報を読み出す。上述したように、通信経路情報は、複数のフローそれぞれが伝送される経路である通信経路を示す情報である。
　グルーピング作成部１０６－１は、複数の通信装置２１それぞれごとに、送信周期が同一であり、かつ、通信経路の少なくとも一部（本実施形態では、通信経路の全て）が同一である複数のフローをグルーピングしたグループ化フローを作成する。
　また、グルーピング作成部１０６－１は、第１の実施形態のグルーピング作成部１０６と同様に、グループ化フローに含まれる複数のフローそれぞれのタイムスロット長の合計である合計タイムスロット長を算出する。
　また、グルーピング作成部１０６－１は、複数の通信装置２１それぞれにおいて、送信周期及び通信経路のいずれかが他のフローと同じでないフローをグルーピングしない。
　ＧＣＬ設計部１０７は、第１の実施形態と同様に、複数の通信装置２１それぞれごとに、グループ化フローを含む複数のフローそれぞれの送信周期と、合計タイムスロット長を含む、複数のフローそれぞれのタイムスロット長と、ＮＷトポロジとに基づいてＧＣＬを設計する。これにより、ＧＣＬ設計部１０７は、図９Ａに示すように、複数の通信装置２１のうちの通信装置２１－１～２１－３それぞれが、グループ化フローＧ１、グループ化フローＧ２、及びグループ化されていないフローＦ３それぞれを送信するようにＧＣＬを設計することができる。このとき、ＧＣＬ設計部１０７は、グループ化フローＧ１、グループ化フローＧ２、及びグループ化されていないフローＦ３が互いに異なるタイムスロットで送信され、キューイング遅延が発生しないように、ＧＣＬを設計することができる。ＧＣＬ設計部１０７は、同様にして、複数の通信装置２１のうちの通信装置２１－１～２１－３以外の通信装置２１のＧＣＬを設計することができる。
　グルーピング解除部１０８は、第１の実施形態と同様に、図９Ｂに示すよう複数の通信装置２１（図９Ｂの例では、通信装置２１－１～２１－３）それぞれについて、ＧＣＬ設計部１０７によって設計されたＧＣＬに示される、グループ化フローを送信するタイムスロットを、グループ化フローに含まれる２つ以上のフローそれぞれを送信するタイムスロットに分割したＧＣＬを作成する。
　＜制御装置の動作＞
　ここで、第２の実施形態に係る制御装置１－１の動作について、図１０を参照して説明する。図１０は、第２の実施形態に係る制御装置１－１の動作の一例を示すフローチャートである。図１０を参照して説明する制御装置１－１における動作は、第２の実施形態に係る制御装置１－１が実行する制御方法の一例に相当する。
　まず、第２の実施形態に係る制御装置１－１は、ステップＳ２１からステップＳ２３までの動作を実行する。ステップＳ２１からステップＳ２３までの動作は、第１の実施形態におけるステップＳ１１からステップＳ１３までの動作と同様である。
　ステップＳ２４において、通信経路参照部１１０が、ＮＷトポロジ記憶部１０２から通信経路情報を読み出す。
　ステップＳ２５において、グルーピング作成部１０６－２が、複数の通信装置２１それぞれごとに、送信周期が同一であり、かつ、通信経路の少なくとも一部（本実施形態では、通信経路の全て）が同一である２つ以上のフローをグルーピングしたグループ化フローを作成する。
　続いて、制御装置１－１はステップＳ２６からステップＳ２９までの動作を実行する。ステップＳ２６からステップＳ２９までの動作は、第１の実施形態におけるステップＳ１５からステップＳ１８までの動作と同様である。
　なお、上述において、制御装置１－１は、ステップＳ２３を実行してからステップＳ２１及びステップＳ２２を実行してもよい。また、制御装置１－１は、ステップＳ２１及びステップＳ２２と、ステップＳ２３とを同じタイミングで実行してもよい。また、制御装置１－１は、ステップＳ２３を実行しなくてもよい。
　以上、説明したように、第２の実施形態に係る制御装置１－１において、グルーピング作成部１０６－１は、送信周期が同一であり、かつ、通信経路の全てが同一である２つ以上のフローをグルーピングしたグループ化フローを作成する。これにより、ＧＣＬの設計にあたって考慮されるべきフローの数が低減される。したがって、２つ以上のフローをグルーピングしない場合に比べて、制御装置１－１がＧＣＬを設計するにあたっての計算量が低減される。このため、制御装置１－１の処理負荷が低減され、制御装置１－１はＧＣＬの設計を高速化することができる。さらに、同一の通信経路である２つ以上のフローを単一のフローとするため、該通信経路における複数の通信装置２１それぞれに、該フローを遅延を抑制して送信するようタイムスロットを設定することができる。
　＜＜第３の実施形態＞＞
　以下、本開示の第３の実施形態について図面を参照して説明する。第３の実施形態において、第１の実施形態又は第２の実施形態と同一の機能部については同じ符号を付し、説明を省略する。
　＜制御装置の構成＞
　本開示の第３の実施形態に係る制御装置１－２は、図１に示すような、送信端末２２から受信端末２３に周期的に送信されるフレームであるフローを転送する複数の通信装置２１を制御する。また、第２の実施形態と同様に、制御装置１－２は、１つのＣＮＣによって構成されてもよく、複数のＣＮＣによって構成されてもよい。また、制御装置１－２は、通信装置２１と一体に構成されてもよく、別体として構成されていてもよい。また、通信装置２１が追って詳細に説明する制御装置１－２の機能を有していてもよい。
　図１１に示すように、制御装置１－２は、管理ポート１０１と、ＮＷトポロジ記憶部１０２と、ＧＣＬ記憶部１０３と、設計情報受信部１０４と、設計情報参照部１０５と、グルーピング作成部１０６－２と、ＧＣＬ設計部１０７と、グルーピング解除部１０８と、ＧＣＬ更新情報送信部１０９と、通信経路参照部１１０と、ネットワークドメイン作成部（ＮＷドメイン作成部）１１１とを備える。グルーピング作成部１０６－２及びＮＷドメイン作成部１１１は、コントローラによって構成される。
　ＮＷドメイン作成部１１１は、複数の通信装置２１のうちの一部の通信装置２１を含むドメインを作成する。ＮＷドメイン作成部１１１は、任意の範囲のドメインを作成することができる。また、ＮＷドメイン作成部１１１は、周期ごとにドメインを作成してもよい。
　図１２に示す例では、ＮＷドメイン作成部１１１は、複数の通信装置２１－１、２１－２、及び２１－３を含むドメインＤ１を作成する。また、ＮＷドメイン作成部１１１は、複数の通信装置２１－４、２１－５、及び２１－６を含むドメインＤ２を作成する。また、ＮＷドメイン作成部１１１は、複数の通信装置２１－３、２１－７、及び２１－８を含むドメインＤ３を作成する。また、ＮＷドメイン作成部１１１は、通信装置２１－９を含むドメインＤ４を作成する。
　グルーピング作成部１０６－２は、複数の通信装置２１それぞれごとに、送信周期が同一であり、かつ、通信経路の少なくとも一部（第３の実施形態では、ドメイン内における通信経路）が同一である２つ以上のフローをグルーピングしたグループ化フローを作成する。このとき、グルーピング作成部１０６－２は、１つの通信装置２１が複数のドメインに含まれるようにドメインを作成してもよい。ただし、グルーピング作成部１０６－２は、各通信装置２１が送信するフローが、それぞれ１つのドメインに対応するようにドメインを作成する。
　図１２に示す例を参照して説明すると、グルーピング作成部１０６－２は、ドメインＤ１に含まれる通信装置２１－１、２１－２、及び２１－３それぞれにおいて、送信周期が同一であって、ドメインＤ１内における通信経路が同一であるフローＦ３１、Ｆ３２、及びＦ３３をグルーピングしたグループ化フローを作成する。本例では、ドメインＤ２において、通信経路が同一であるフローがないため、グルーピング作成部１０６－２は、ドメインＤ２に含まれる通信装置２１－４、２１－５、及び２１－６それぞれにおいて、いずれのフローもグルーピングしない。また、本例では、グルーピング作成部１０６－２は、ドメインＤ３に含まれる通信装置２１－３、２１－７、及び２１－８それぞれにおいて、送信周期が同一であって、ドメインＤ３内における通信経路が同一であるフローＦ４１及びＦ４２をグルーピングしたグループ化フローを作成する。また、本例では、ドメインＤ４において、通信経路が同一であるフローがないため、グルーピング作成部１０６－２は、ドメインＤ４に含まれる通信装置２１－９において、いずれのフローもグルーピングしない。
　また、グルーピング作成部１０６－２は、第１の実施形態のグルーピング作成部１０６と同様に、グループ化フローに含まれる複数のフローそれぞれのタイムスロット長の合計である合計タイムスロット長を算出する。
　また、グルーピング作成部１０６－２は、複数の通信装置２１それぞれにおいて、送信周期、及びドメイン内の通信経路のいずれかが他のフローと同じでないフローをグルーピングしない。
　ＧＣＬ設計部１０７は、第１の実施形態と同様に、複数の通信装置２１それぞれごとに、グループ化フローを含む複数のフローそれぞれの送信周期と、合計タイムスロット長を含む、複数のフローそれぞれのタイムスロット長と、ＮＷトポロジとに基づいてＧＣＬを設計する。本実施形態では、ＧＣＬの設計において、分割された複数のドメイン間において、時刻の位相は同期されず、フレームのキューイングが許容されてもよい。また、ドメインの範囲は、グループごとに異なるため、一のグループではキューイングをせずにフローを転送するために位相が同期され、他のグループでは位相を同期せずにキューイングが許容されてもよい。
　グルーピング解除部１０８は、第１の実施形態と同様に、複数の通信装置２１のＧＣＬそれぞれについて、ＧＣＬ設計部１０７によって設計されたＧＣＬに示される、グループ化フローを送信するタイムスロットを、グループ化フローに含まれる２つ以上のフローそれぞれを送信するタイムスロットに分割したＧＣＬを作成する。
　なお、上述したＮＷドメイン作成部１１１によって作成されるドメインの範囲が広いほど、グルーピングすることができるフローの数が低減する一方、グループ化フローの合計タイムスロット長が短くなるため、ＧＣＬ設計の自由度が向上し、ＧＣＬ設計が容易になる傾向にある。これに対して、ドメインの範囲が狭いほど、グルーピングすることができるフローの数が増加する一方、グループ化フローの合計タイムスロット長が長くなるため、ＧＣＬ設計の難易度が向上する傾向にある。このため、ドメインの範囲は、グルーピングすることができるフローの数とグループ化フローのタイムスロット長とを鑑みて、適宜、決定されてよい。例えば、ハブスイッチ（ハブＳＷ）となっている通信装置２１がドメインの端部となるようにドメインが作成されてもよく、通信経路の特性に応じて、より多くのフローをグルーピングすることが可能となるようにドメインが作成されてもよい。
　＜制御装置の動作＞
　ここで、第３の実施形態に係る制御装置１－２の動作について、図１３を参照して説明する。図１３は、第３の実施形態に係る制御装置１－２の動作の一例を示すフローチャートである。図１３を参照して説明する制御装置１－２における動作は、第３の実施形態に係る制御装置１－２が実行する制御方法の一例に相当する。
　まず、第３の実施形態に係る制御装置１－２は、ステップＳ３１からステップＳ３４までの動作を実行する。ステップＳ３１からステップＳ３４までの動作は、第２の実施形態におけるステップＳ２１からステップＳ２４までの動作と同様である。
　ステップＳ３５において、ＮＷドメイン作成部１１１が、ドメインを作成する。
　ステップＳ３６において、グルーピング作成部１０６－２が、複数の通信装置２１それぞれごとに、送信周期が同一であり、かつ、通信経路の少なくとも一部（本実施形態では、ドメイン内の通信経路）が同一である複数のフローをそれぞれグルーピングしたグループ化フローを作成する。
　続いて、制御装置１－２はステップＳ３７からステップＳ４０までの動作を実行する。ステップＳ３７からステップＳ４０までの動作は、第２の実施形態におけるステップＳ２６からステップＳ２９までの動作と同様である。
　なお、上述において、制御装置１－２は、ステップＳ３３を実行してからステップＳ３１及びステップＳ３２を実行してもよい。また、制御装置１－２は、ステップＳ３１及びステップＳ３２と、ステップＳ３３とを同じタイミングで実行してもよい。また、制御装置１－２は、ステップＳ３３を実行しなくてもよい。
　以上、説明したように、第３の実施形態に係る制御装置１－２において、グルーピング作成部１０６－２が、複数の通信装置２１それぞれにおいて、複数のフローのうちの、送信周期が同一であり、かつ、一部の通信経路（ドメイン内の通信経路）が同一である複数のフローをそれぞれグルーピングしたグループ化フローを作成する。
　これにより、ＧＣＬの設計にあたって考慮されるべきフローの数が低減される。したがって、２つ以上のフローをグルーピングしない場合に比べて、制御装置１－２がＧＣＬを設計するにあたっての計算量が低減される。このため、制御装置１－２の処理負荷が低減され、制御装置１－２はＧＣＬの設計を高速化することができる。また、第２の実施形態では、制御装置１－１が、通信経路の全てが同一であるフローをグルーピングするのに対して、第３の実施形態では、制御装置１－２が、通信経路の一部（ドメイン内の通信経路）が同一であるフローをグルーピングする。このため、第３の実施形態に係る制御装置１－２は、第２の実施形態に係る制御装置１－１に比べて、多くのフローをグルーピングすることができ、これに伴って、制御装置１－２は、制御装置１－１によりさらにＧＣＬの設計を高速化することができる。
　＜プログラム＞
　上述した制御装置１、制御装置１－１、及び制御装置１－２は、コンピュータによって実現することができる。また、制御装置１、制御装置１－１、及び制御装置１－２それぞれとしてコンピュータを機能させるためのプログラムが提供されてもよい。また、該プログラムは、記憶媒体に記憶されてもよいし、ネットワークを通して提供されてもよい。図１４は、制御装置１として機能するコンピュータ４０１の概略構成を示すブロック図である。制御装置１－１及び制御装置１－２それぞれとして機能するコンピュータは、制御装置１として機能するコンピュータ４０１と同様に構成される。ここで、コンピュータ４０１は、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、ワークステーション、ＰＣ（Personal Computer）、電子ノートパッドなどであってもよい。プログラム命令は、必要なタスクを実行するためのプログラムコード、コードセグメントなどであってもよい。
　図１４に示すように、コンピュータ４０１は、プロセッサ４１０と、ＲＯＭ（Read Only Memory）４２０と、ＲＡＭ（Random Access Memory）４３０と、ストレージ４４０と、入力部４５０と、出力部４６０と、通信インターフェース（Ｉ／Ｆ）４７０とを備える。各構成は、バス４８０を介して相互に通信可能に接続されている。プロセッサ４１０は、具体的にはＣＰＵ(Central Processing Unit)、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＳｏＣ（System on a Chip）などであり、同種又は異種の複数のプロセッサにより構成されてもよい。
　プロセッサ４１０は、各構成の制御、及び各種の演算処理を実行する。すなわち、プロセッサ４１０は、ＲＯＭ４２０又はストレージ４４０からプログラムを読み出し、ＲＡＭ４３０を作業領域としてプログラムを実行する。プロセッサ４１０は、ＲＯＭ４２０又はストレージ４４０に記憶されているプログラムに従って、上記各構成の制御及び各種の演算処理を行う。上述した実施形態では、ＲＯＭ４２０又はストレージ４４０に、本開示に係るプログラムが記憶されている。
　プログラムは、コンピュータ４０１が読み取り可能な記憶媒体に記憶されていてもよい。このような記憶媒体を用いれば、プログラムをコンピュータ４０１にインストールすることが可能である。ここで、プログラムが記憶された記憶媒体は、非一時的（non-transitory）記憶媒体であってもよい。非一時的記憶媒体は、特に限定されるものではないが、例えば、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリなどであってもよい。また、このプログラムは、ネットワークを介して外部装置からダウンロードされる形態としてもよい。
　ＲＯＭ４２０は、各種プログラム及び各種データを記憶する。ＲＡＭ４３０は、作業領域として一時的にプログラム又はデータを記憶する。ストレージ４４０は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）又はＳＳＤ（Solid State Drive）により構成され、オペレーティングシステムを含む各種プログラム及び各種データを記憶する。
　入力部４５０は、ユーザの入力操作を受け付けて、ユーザの操作に基づく情報を取得する１つ以上の入力インターフェースを含む。例えば、入力部４５０は、ポインティングデバイス、キーボード、マウスなどであるが、これらに限定されない。
　出力部４６０は、情報を出力する１つ以上の出力インターフェースを含む。例えば、出力部４６０は、情報を映像で出力するディスプレイ、又は情報を音声で出力するスピーカであるが、これらに限定されない。なお、出力部４６０は、タッチパネル方式のディスプレイである場合には、入力部４５０としても機能する。
　通信インターフェース（通信Ｉ／Ｆ）４７０は、外部の装置と通信するためのインターフェースである。
　以上の実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
　［付記項１］
　送信端末から受信端末に周期的に送信されるフレームであるフローを転送する複数の通信装置を制御する制御装置であって、
　コントローラを備え、前記コントローラは、
　　前記複数の通信装置それぞれごとに、送信周期が同一である２つ以上のフローをグルーピングしたグループ化フローを作成し、前記２つ以上のフローのタイムスロット長の合計である合計タイムスロット長を算出し、
　　前記複数の通信装置それぞれごとに、前記グループ化フローを含む複数のフローそれぞれの送信周期と、前記合計タイムスロット長を含む、前記複数のフローそれぞれのタイムスロット長と、前記複数の通信装置が接続することによって構成される通信ネットワークの接続形態であるネットワークトポロジとに基づいてゲートコントロールリストを設計し、
　　前記ゲートコントロールリストに示される、前記グループ化フローを送信するタイムスロットを、前記グループ化フローに含まれる２つ以上のフローそれぞれを送信するタイムスロットに分割したゲートコントロールリストを作成し、
　　前記作成されたゲートコントロールリストを示すゲートコントロールリスト更新情報を、それぞれ対応する前記複数の通信装置に送信する、
制御装置。
　［付記項２］
　前記コントローラは、前記複数の通信装置それぞれごとに、前記送信周期が同一であり、かつ、通信経路の少なくとも一部が同一である複数のフローをグルーピングしたグループ化フローを作成する、付記項１に記載の制御装置。
　［付記項３］
　前記コントローラは、前記複数の通信装置それぞれごとに、前記送信周期が同一であり、かつ、前記通信経路の全てが同一である複数のフローをグルーピングしたグループ化フローを作成する、付記項２に記載の制御装置。
　［付記項４］
　送信端末から受信端末に周期的に送信されるフレームであるフローを転送する複数の通信装置を制御する制御装置が実行する制御方法であって、
　前記複数の通信装置それぞれごとに、送信周期が同一である２つ以上のフローをグルーピングしたグループ化フローを作成し、前記２つ以上のフローのタイムスロット長の合計である合計タイムスロット長を算出し、
　前記複数の通信装置それぞれごとに、前記グループ化フローを含む複数のフローそれぞれの送信周期と、前記合計タイムスロット長を含む、前記複数のフローそれぞれのタイムスロット長と、前記複数の通信装置が接続することによって構成される通信ネットワークの接続形態であるネットワークトポロジとに基づいてゲートコントロールリストを設計し、
　前記ゲートコントロールリストに示される、前記グループ化フローを送信するタイムスロットを、前記グループ化フローに含まれる２つ以上のフローそれぞれを送信するタイムスロットに分割したゲートコントロールリストを作成し、
　前記作成されたゲートコントロールリストを示すゲートコントロールリスト更新情報を、それぞれ対応する前記複数の通信装置に送信する、
制御方法。
　［付記項５］
　コンピュータによって実行可能なプログラムを記憶した非一時的記憶媒体であって、前記コンピュータを、付記項１から３のいずれか一項に記載の制御装置として機能させるプログラムを記憶した非一時的記憶媒体。
　上述の実施形態は代表的な例として説明したが、本開示の趣旨及び範囲内で、多くの変更及び置換ができることは当業者に明らかである。したがって、本発明は、上述の実施形態によって制限するものと解するべきではなく、請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形又は変更が可能である。例えば、実施形態の構成図に記載の複数の構成ブロックを１つに組み合わせたり、あるいは１つの構成ブロックを分割したりすることが可能である。
１、１－１、１－２　制御装置
２　通信システム
２１、２１－１～２１－９　通信装置
２２　送信端末
２３　受信端末
１０１　管理ポート
１０２　ネットワークトポロジ記憶部（ＮＷトポロジ記憶部）
１０３　ゲートコントロールリスト記憶部（ＧＣＬ記憶部）
１０４　設計情報受信部
１０５　設計情報参照部
１０６、１０６－１、１０６－２　グルーピング作成部
１０７　ゲートコントロールリスト設計部（ＧＣＬ設計部）
１０８　グルーピング解除部
１０９　ゲートコントロールリスト更新情報送信部（ＧＣＬ更新情報送信部）
１１０　通信経路参照部
１１１　ネットワークドメイン作成部（ＮＷドメイン作成部）
２１１　受信ポート
２１２　キュー
２１３　ゲート
２１４　送信ポート
４０１　コンピュータ
４１０　プロセッサ
４２０　ＲＯＭ
４３０　ＲＡＭ
４４０　ストレージ
４５０　入力部
４６０　出力部
４７０　通信インターフェース（通信Ｉ／Ｆ）
４８０　バス

Claims (5)

  1. 　送信端末から受信端末に周期的に送信されるフレームであるフローを転送する複数の通信装置を制御する制御装置であって、
    　前記複数の通信装置それぞれごとに、送信周期が同一である２つ以上のフローをグルーピングしたグループ化フローを作成し、前記２つ以上のフローのタイムスロット長の合計である合計タイムスロット長を算出するグルーピング作成部と、
    　前記複数の通信装置それぞれごとに、前記グループ化フローを含む複数のフローそれぞれの送信周期と、前記合計タイムスロット長を含む、前記複数のフローそれぞれのタイムスロット長と、前記複数の通信装置が接続することによって構成される通信ネットワークの接続形態であるネットワークトポロジとに基づいてゲートコントロールリストを設計するゲートコントロールリスト設計部と、
    　前記ゲートコントロールリストに示される、前記グループ化フローを送信するタイムスロットを、前記グループ化フローに含まれる２つ以上のフローそれぞれを送信するタイムスロットに分割したゲートコントロールリストを作成するグルーピング解除部と、
    　前記作成されたゲートコントロールリストを示すゲートコントロールリスト更新情報を、それぞれ対応する前記複数の通信装置に送信するゲートコントロールリスト更新情報送信部と、
    を備える、制御装置。
  2. 　前記グルーピング作成部は、前記複数の通信装置それぞれごとに、前記送信周期が同一であり、かつ、通信経路の少なくとも一部が同一である複数のフローをグルーピングした前記グループ化フローを作成する、請求項１に記載の制御装置。
  3. 　前記グルーピング作成部は、前記複数の通信装置それぞれごとに、前記送信周期が同一であり、かつ、前記通信経路の全てが同一である複数のフローをグルーピングした前記グループ化フローを作成する、請求項２に記載の制御装置。
  4. 　送信端末から受信端末に周期的に送信されるフレームであるフローを転送する複数の通信装置を制御する制御装置が実行する制御方法であって、
    　前記複数の通信装置それぞれごとに、送信周期が同一である２つ以上のフローをグルーピングしたグループ化フローを作成し、前記２つ以上のフローのタイムスロット長の合計である合計タイムスロット長を算出するステップと、
    　前記複数の通信装置それぞれごとに、前記グループ化フローを含む複数のフローそれぞれの送信周期と、前記合計タイムスロット長を含む、前記複数のフローそれぞれのタイムスロット長と、前記複数の通信装置が接続することによって構成される通信ネットワークの接続形態であるネットワークトポロジとに基づいてゲートコントロールリストを設計するステップと、
    　前記ゲートコントロールリストに示される、前記グループ化フローを送信するタイムスロットを、前記グループ化フローに含まれる２つ以上のフローそれぞれを送信するタイムスロットに分割したゲートコントロールリストを作成するステップと、
    　前記作成されたゲートコントロールリストを示すゲートコントロールリスト更新情報を、それぞれ対応する前記複数の通信装置に送信するステップと、
    を含む、制御方法。
  5. 　コンピュータを、請求項１から３のいずれか一項に記載の制御装置として機能させるためのプログラム。
     
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JP2022189356A (ja) * 2021-06-11 2022-12-22 富士通株式会社 パケット処理装置及びパケット処理方法

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