JP5519257B2

JP5519257B2 - Data transfer device

Info

Publication number: JP5519257B2
Application number: JP2009280866A
Authority: JP
Inventors: 和彦上原
Original assignee: NEC Engineering Ltd
Current assignee: NEC Engineering Ltd
Priority date: 2009-12-10
Filing date: 2009-12-10
Publication date: 2014-06-11
Anticipated expiration: 2029-12-10
Also published as: JP2011124799A

Description

本発明は、フレームまたはパケットを回線経由で送受信するデータ転送装置に関する。 The present invention relates to a data transfer apparatus that transmits and receives frames or packets via a line.

この種のデータ転送にはフォワーディング（forwarding）処理が伴うが、フォワーディング処理においては、データ転送装置内のデータベースからＦＩＢ（Forwarding Information Base）を検索することになる。そして、データベースで取り扱うエントリ数が増え、また通信速度が高速化すると、データベースのアクセス速度が問題化してくる。なお、ＦＩＢとは、フレーム上の情報や経路情報から作成された転送先情報のことをいい、例えば、ＭＡＣアドレスやタグ情報から作成されたものや、経路制御プロトコルなどを基に作成されたものである。 This type of data transfer involves a forwarding process. In the forwarding process, a FIB (Forwarding Information Base) is searched from a database in the data transfer apparatus. As the number of entries handled in the database increases and the communication speed increases, the database access speed becomes a problem. The FIB refers to transfer destination information created from information on the frame and route information. For example, information created from a MAC address or tag information, or created based on a route control protocol or the like. It is.

この問題を解決する従来技術の一つは、パケットの転送処理に関連する参照情報を記憶する情報エントリを複数個備えた記憶部と、パケットのフォワーディングに関連するフィールドに対応する参照情報をまとめて記憶するキャッシュブロックを複数備えたキャッシュ部を設けることにより、特殊なメモリや専用ハードウェアを使用することなくフォワーディング処理の高速化を図っている。 One conventional technique for solving this problem is to combine a storage unit having a plurality of information entries for storing reference information related to packet transfer processing and reference information corresponding to fields related to packet forwarding. By providing a cache unit having a plurality of cache blocks to be stored, the forwarding process is speeded up without using a special memory or dedicated hardware.

しかし、上記技術では、フォワーディング処理に当たって先ずキャッシュを確認し、ヒットしなければ全ての参照情報が格納されている記憶部を直接見に行く必要があるため、キャッシュにヒットしないパケットが連続してくると、キャッシュを用いず記憶部に直接アクセスする時より多くの処理時間を要する惧れがあるという第１の問題点がある。 However, in the above technique, the cache is first checked in the forwarding process, and if there is no hit, it is necessary to go directly to the storage unit in which all reference information is stored. Therefore, packets that do not hit the cache continue. There is a first problem that a longer processing time may be required than when the storage unit is directly accessed without using a cache.

また、昨今のデータ通信の多様化に伴って、処理時間を小さくしたいデータや、従来通りの処理時間でも許容できるデータが混在するにも拘わらず、全てのパケットの参照情報を同じアクセス方法（検索方法、メモリインタフェース）で取得しているため、多様化ニーズに応えることができないという第２の問題点もある。 In addition, with the recent diversification of data communication, the reference information of all packets can be accessed with the same access method (searching) even though there is a mixture of data whose processing time is desired to be reduced and data that is acceptable even with the conventional processing time. Method, memory interface), and there is a second problem that it cannot meet diversification needs.

特開２００９−１７４３９号公報JP 2009-17439 A

解決しようとする問題点は、パケットの転送処理に関連するＦＩＢを得るための時間のバラツキが大きく、かつデータ通信の多様化に整合させることができない点である。 The problem to be solved is that time variation for obtaining the FIB related to packet transfer processing is large and cannot be matched with the diversification of data communication.

本発明は、記憶容量とアクセス速度の異なる複数のメモリにＦＩＢを分散記憶し、回線情報，フレームまたはパケット情報に相応しいＱｏＳ（Quality of Service）でＦＩＢを得ることを最も主要な特徴とする。なお、ＱｏＳとは、ネットワークにおける伝送遅延等のサービス品質である。 The main feature of the present invention is that FIBs are distributedly stored in a plurality of memories having different storage capacities and access speeds, and FIBs are obtained with QoS (Quality of Service) suitable for line information, frame or packet information. Note that QoS is service quality such as transmission delay in the network.

本発明のデータ転送装置は、回線情報，フレームまたはパケット情報に相応しいＱｏＳでＦＩＢを得ることによってフレームまたはパケットを転送することが可能となるため、データ通信の多様化に整合させつつデータ転送を高速化できるという利点がある。 The data transfer apparatus according to the present invention can transfer a frame or packet by obtaining an FIB with a QoS suitable for line information, frame or packet information, so that data transfer can be performed at high speed while matching with diversification of data communication. There is an advantage that can be made.

本発明装置の実施例１のブロック図である。It is a block diagram of Example 1 of the device of the present invention. ＴｏＳ値のみを振分け情報とした場合に選択されるインタフェースを例示する図である。（実施例１）It is a figure which illustrates the interface selected when only ToS value is used as distribution information. Example 1 各インタフェースのアクセス時間を示す図である。（実施例１）It is a figure which shows the access time of each interface. Example 1 ＦＩＢ部の登録内容例を示す図である。（実施例１，２）It is a figure which shows the example of registration content of a FIB part. (Examples 1 and 2) フレームの受信順番を示す図である。（実施例１，２）It is a figure which shows the receiving order of a frame. (Examples 1 and 2) ＩＰＤＡと、フロー検索部３３で得られた結果と、ＦＩＢ．Ｎｏとの関係を一覧表示する図である。（実施例１，２）IPDA, the result obtained by the flow search unit 33, and FIB. It is a figure which displays a list of relationships with No. (Examples 1 and 2) フレーム受信からフォワーディング処理を終了するまでの時系列な関係を示すシーケンス図である。（実施例１）It is a sequence diagram which shows the time-sequential relationship from frame reception to completion | finish of a forwarding process. Example 1 本発明装置の実施例２のブロック図である。It is a block diagram of Example 2 of the device of the present invention. ＴｏＳ値のみを振分け情報とした場合に選択されるデータパスを例示する図である。（実施例２）It is a figure which illustrates the data path selected when only ToS value is used as distribution information. (Example 2) 各データパスのアクセス時間を示す図である。（実施例２）It is a figure which shows the access time of each data path. (Example 2) フレーム受信からフォワーディング処理を終了するまでの時系列な関係を示すシーケンス図である。（実施例２）It is a sequence diagram which shows the time-sequential relationship from frame reception to completion | finish of a forwarding process. (Example 2) 内部ＱｏＳ情報選択部の振分け情報を得る他の方法例を示す図である。（実施例１，２）It is a figure which shows the other example of a method of obtaining the distribution information of an internal QoS information selection part. (Examples 1 and 2)

本発明のデータ転送装置は、回線情報および／またはフレーム（パケット）情報で定まるＱｏＳに対応して記憶容量とアクセス速度の異なる複数のメモリにＦＩＢを記憶しておき、フレーム（パケット）を受信すると、その回線情報および／またはフレーム（パケット）情報により、メモリから該当するＦＩＢを検索し、受信したフレーム（パケット）に検索されたＦＩＢでフォワーディング処理を行って送信する。以下、本発明の実施例について図面を参照して詳細に説明する。ここまでのフレーム（パケット）は、フレームまたはパケットの意であったが、以下、「フレーム」と記す。 The data transfer apparatus of the present invention stores FIBs in a plurality of memories having different storage capacities and access speeds corresponding to QoS determined by line information and / or frame (packet) information, and receives a frame (packet). Based on the line information and / or frame (packet) information, the corresponding FIB is searched from the memory, and the received frame (packet) is subjected to the forwarding processing with the searched FIB and transmitted. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The frame (packet) up to this point means a frame or a packet, but is hereinafter referred to as a “frame”.

図１は、本発明装置の実施例１のブロック図である。このデータ転送装置１０は、回線２０からフレームを受信し、フレーム情報に相応しいＱｏＳでＦＩＢを検索してフォワーディング処理を行い、回線２０により転送先へフレームを送信する。 FIG. 1 is a block diagram of Embodiment 1 of the apparatus of the present invention. The data transfer apparatus 10 receives a frame from the line 20, searches the FIB with a QoS suitable for the frame information, performs a forwarding process, and transmits the frame to the transfer destination via the line 20.

受信フレームには、処理速度の別をＨＩ，ＭＤ，ＬＯにより指定するＴｏＳ（Type of Service）値と、フレームの宛先アドレスであるＩＰＤＡ（IP Direction Address）（これらを「フレーム情報」という）が含まれている。ＴｏＳとは、ルータに対して処理の優先度を指定するためのヘッダ情報の一部である。また、回線２０は複数であって、それぞれに物理ポート番号および装置内論理番号（「回線情報」という）が付されている。 The received frame includes a ToS (Type of Service) value that specifies the processing speed by HI, MD, and LO, and an IPDA (IP Direction Address) that is the destination address of the frame (these are referred to as “frame information”). It is. ToS is a part of header information for designating processing priority for a router. Also, there are a plurality of lines 20, and each is assigned a physical port number and an in-device logical number (referred to as “line information”).

データ転送装置１０は、内部ＱｏＳ情報生成部３０，ＳＥＬ部３１，ＦＩＢ部３２，フロー検索部３３およびフォワーディング処理部３４から成る。更に、ＦＩＢ部３２は、装置内遅延を最も小さくしたいＦＩＢを登録しておりスクラッチメモリもしくはキャッシュメモリで構成されるＦＩＢ＿Ｈ３２１と、装置内遅延をＦＩＢ＿Ｈの次に小さくしたいＦＩＢを登録しておりＳＲＡＭで構成されるＦＩＢ＿Ｍ３２２と、装置内遅延をあまり気にしないＦＩＢを登録しておりＤＲＡＭで構成されるＦＩＢ＿Ｌ３２３から成る。 The data transfer apparatus 10 includes an internal QoS information generation unit 30, a SEL unit 31, a FIB unit 32, a flow search unit 33, and a forwarding processing unit 34. Furthermore, the FIB unit 32 registers the FIB for which the in-device delay is to be minimized and registers the FIB_H 321 configured with a scratch memory or a cache memory, and the FIB for which the in-device delay is to be decreased next to the FIB_H. It consists of an FIB_M 322 configured and an FIB_L 323 configured with a DRAM that has registered an FIB that does not care much about the in-device delay.

一般に、記憶容量が大きいメモリはアクセスが遅く、記憶容量が小さいメモリはアクセスが速いという傾向にあるので、このように記憶容量とアクセス速度の異なる複数のメモリにＦＩＢを分散して記憶することにより、記憶容量とアクセス速度の程良いトレードオフを実現したのである。 In general, a memory with a large storage capacity tends to be accessed slowly, and a memory with a small storage capacity tends to be accessed quickly. Thus, by distributing and storing FIBs in a plurality of memories having different storage capacities and access speeds. It realized a good trade-off between storage capacity and access speed.

内部ＱｏＳ情報生成部３０は、回線２０の回線情報とフレーム情報を元に内部ＱｏＳ情報を生成してＳＥＬ部３１へ出力する。詳しくは、内部ＱｏＳ情報生成部３０は、回線情報とフレーム情報で定まる振分け情報を予め登録しており、フレームを受信すると、回線情報，フレーム情報をキーに登録内容をサーチして内部ＱｏＳ情報を求める。 The internal QoS information generation unit 30 generates internal QoS information based on the line information and frame information of the line 20 and outputs the internal QoS information to the SEL unit 31. Specifically, the internal QoS information generation unit 30 has registered in advance distribution information determined by line information and frame information. When a frame is received, the internal QoS information is searched by searching for registration contents using the line information and frame information as a key. Ask.

ＳＥＬ部３１とＦＩＢ＿Ｈ３２１，ＦＩＢ＿Ｍ３２２，ＦＩＢ＿Ｌ３２３は、別個のメモリインタフェース（以下、「インタフェース」と記す）１，２，３で接続されており、ＳＥＬ部３１は、内部ＱｏＳ情報生成部３０で生成された内部ＱｏＳ情報により、いずれかのインタフェースを選択する。なお、ＳＥＬ部３１とＦＩＢ部３２の間のメモリインタフェース数は、２つ、４つ、またはそれ以上であってもよい。 The SEL unit 31 and the FIB_H 321, FIB_M 322, and FIB_L 323 are connected by separate memory interfaces (hereinafter referred to as “interfaces”) 1, 2, 3. The SEL unit 31 is generated by the internal QoS information generation unit 30. One of the interfaces is selected based on the internal QoS information. Note that the number of memory interfaces between the SEL unit 31 and the FIB unit 32 may be two, four, or more.

図２は、ＴｏＳ値のみを振分け情報とした場合に選択されるインタフェースを例示する。図１と図２から、ＴｏＳ値「ＨＩ」，「ＭＤ」，「ＬＯ」に対応して、高速度，中速度，低速度のＦＩＢ部が選択されることが分かる。図３は、各インタフェースのアクセス時間を示している。 FIG. 2 illustrates an interface selected when only the ToS value is used as distribution information. From FIG. 1 and FIG. 2, it can be seen that the high-speed, medium-speed, and low-speed FIB portions are selected corresponding to the ToS values “HI”, “MD”, and “LO”. FIG. 3 shows the access time of each interface.

一方、フロー検索部３３は、データ転送装置１０が回線２０からフレームを受信した際、上記の処理と並行して、フレーム情報により検索ＫＥＹを作成し、作成した検索ＫＥＹを元に、ＨＡＳＨ関数などの計算によって一意の値を得、その値を用いて、ＳＥＬ部３１が選択したインタフェース経由でＦＩＢ部３２からＦＩＢを取得して、受信フレームと共にフォワーディング処理部３４へ出力する。検索ＫＥＹは、例えば、ＩＰＤＡとすることも可能であり、この場合のＦＩＢ＿Ｈ３２１，ＦＩＢ＿Ｍ３２２，ＦＩＢ＿Ｌ３２３の登録内容を図４に例示する。図４において、ＦＩＢ．Ｎｏ欄における［］内の数字は、ＨＡＳＨ関数などの計算によって得られる一意の値を示す。 On the other hand, when the data transfer apparatus 10 receives a frame from the line 20, the flow search unit 33 creates a search key based on the frame information in parallel with the above processing, and based on the created search key, a HASH function or the like. A unique value is obtained by the calculation, and the FIB is obtained from the FIB unit 32 through the interface selected by the SEL unit 31 using the value, and is output to the forwarding processing unit 34 together with the received frame. The search key can be, for example, IPDA, and the registered contents of FIB_H321, FIB_M322, and FIB_L323 in this case are illustrated in FIG. In FIG. The number in [] in the No column indicates a unique value obtained by calculation such as the HASH function.

フォワーディング処理部３４は、フロー検索部３３で得られたＦＩＢを元に受信フレームについてフォワーディング処理を行い、送信フレームとして回線２０へ出力する。このように、ＦＩＢを取得する速度をＴｏＳ（Type of Service）値によって可変とすることにより、アクセス時間は速いが記憶容量は小さいメモリと、記憶容量は大きいがアクセス時間が遅いメモリを使い分けることができるため、全体的に高速化し、かつデータ通信の多様化に整合したフォワーディング処理を実行することができる。 The forwarding processing unit 34 performs a forwarding process on the received frame based on the FIB obtained by the flow search unit 33 and outputs the result to the line 20 as a transmission frame. In this way, by making the FIB acquisition speed variable according to the ToS (Type of Service) value, it is possible to use a memory with a fast access time but a small storage capacity and a memory with a large storage capacity but a slow access time. Therefore, it is possible to execute forwarding processing that is speeded up as a whole and consistent with diversification of data communication.

次に、以上のように構成された実施例１の動作について図１〜図７を用いて説明する。内部ＱｏＳ情報生成部３０には、図２に示したようなインタフェースの選択をもたらすような振分け情報が予め登録されており、また、ＦＩＢ＿Ｈ３２１，ＦＩＢ＿Ｍ３２２，ＦＩＢ＿Ｌ３２３には、図４に示したような内容が予め登録されているものとする。 Next, the operation of the first embodiment configured as described above will be described with reference to FIGS. In the internal QoS information generation unit 30, distribution information that causes selection of an interface as shown in FIG. 2 is registered in advance, and the contents as shown in FIG. 4 are stored in the FIB_H321, FIB_M322, and FIB_L323. Is registered in advance.

いま、回線番号１の回線２０から、図５に示す受信順でフレームを受信したとする。受信順番１のフレームは、ＴＯＳ値がＬＯ、ＩＰＤＡがＡというフレーム、受信順番２のフレームは、ＴＯＳ値がＨＩ、ＩＰＤＡがＢというフレーム、最後に受信順番３のフレームは、ＴＯＳ値がＭＤ、ＩＰＤＡがＣというフレームである。 Assume that frames are received from the line 20 with the line number 1 in the receiving order shown in FIG. The frame with the reception order 1 has a TOS value of LO, the IPDA is A, the frame with the reception order 2 has a TOS value of HI, the IPDA has a frame B, and finally the frame with the reception order 3 has a TOS value of MD, IPDA is a frame called C.

受信順番１のフレームを受信すると、内部ＱｏＳ情報生成部３０は、図２に示したように、フレーム情報であるＴｏＳ値＝ＬＯからインタフェース３を選択するための内部ＱｏＳ情報を生成し、ＳＥＬ部３１に通知する。また、フロー検索部３３は、フレーム情報であるＩＰＤＡ＝Ａを検索ＫＥＹとして、ＨＡＳＨ関数などの計算を行い、例えば「２」という一意の値を得る。そして、得た値「２」を元にＦＩＢ部３２からＦＩＢを読み出す処理を実施する。 When receiving the frame having the reception order 1, the internal QoS information generation unit 30 generates internal QoS information for selecting the interface 3 from the ToS value = LO, which is the frame information, as shown in FIG. 31 is notified. Further, the flow search unit 33 calculates the HASH function or the like using IPDA = A as frame information as a search key, and obtains a unique value of “2”, for example. Then, based on the obtained value “2”, a process of reading the FIB from the FIB unit 32 is performed.

この時、アクセスする先は、内部ＱｏＳ情報生成部３０から通知されたインタフェース３の先にあるＦＩＢ＿Ｌ３２３となり、ＦＩＢ＿Ｌ３２３に登録されているＦＩＢを読み出す。図４（Ｃ）に示すように、ＦＩＢ＿Ｌ３２３には複数のＦＩＢが登録されており、その中から、フロー検索部３３において計算で得られた値「２」を元に、ＦＩＢ［２］対応のＦＩＢ（ＩＰＤＡ＝ＡのＦＩＢ）を得る。ＦＩＢを得る時のアクセス時間は、図３に示したとおりｔ秒となる。このようにして得られたＦＩＢを用いて、受信フレームについてフォワーディング処理部３４は、フォワーディング処理を実施し、送信フレームとして回線２０上に送信する。 At this time, the access destination is FIB_L 323 ahead of the interface 3 notified from the internal QoS information generation unit 30, and the FIB registered in the FIB_L 323 is read out. As shown in FIG. 4C, a plurality of FIBs are registered in the FIB_L 323, and the FIB_L323 corresponds to the FIB [2] based on the value “2” obtained by the calculation in the flow search unit 33. Obtain FIB (FIB with IPDA = A). The access time when obtaining the FIB is t seconds as shown in FIG. Using the FIB obtained in this way, the forwarding processing unit 34 performs a forwarding process on the received frame, and transmits it as a transmission frame on the line 20.

次に、受信順番２のフレームを受信すると、内部ＱｏＳ情報生成部３０は、図２に示したように、フレーム情報であるＴｏＳ値＝ＨＩからインタフェース１を選択するための内部ＱｏＳ情報を生成し、ＳＥＬ部３１に通知する。また、フロー検索部３３は、フレーム情報であるＩＰＤＡ＝Ｂを検索ＫＥＹとして、ＨＡＳＨ関数などの計算を行い、例えば「２」という一意の値を得る。そして、得た値「２」を元にＦＩＢ部３２からＦＩＢを読み出す処理を実施する。 Next, when receiving the frame of the reception order 2, as shown in FIG. 2, the internal QoS information generation unit 30 generates internal QoS information for selecting the interface 1 from the ToS value = HI that is the frame information. The SEL unit 31 is notified. In addition, the flow search unit 33 calculates the HASH function or the like using the frame information IPDA = B as the search key, and obtains a unique value of “2”, for example. Then, based on the obtained value “2”, a process of reading the FIB from the FIB unit 32 is performed.

この時、アクセスする先は、内部ＱｏＳ生成部３０にて通知されたインタフェース１の先にあるＦＩＢ＿Ｈ３２１となり、ＦＩＢ＿Ｈ３２１に登録されているＦＩＢを読み出す。図４（Ａ）に示すように、ＦＩＢ＿Ｈ３２１には複数のＦＩＢが登録されており、その中から、フロー検索部３３において計算で得られた値「２」を元に、ＦＩＢ［２］対応のＦＩＢ（ＩＰＤＡ＝ＢのＦＩＢ）を得る。ＦＩＢを得る時のアクセス時間は、図３に示したとおり（ｔ−２）秒となる。このようにして得られたＦＩＢを用いて、フォワーディング処理部３４は、受信フレームについてフォワーディング処理を実施し、送信フレームとして回線２０上に送信する。 At this time, the access destination is the FIB_H 321 ahead of the interface 1 notified by the internal QoS generation unit 30, and the FIB registered in the FIB_H 321 is read out. As shown in FIG. 4 (A), a plurality of FIBs are registered in the FIB_H321, and from among them, the FIB [2] corresponding to the FIB [2] based on the value “2” obtained by the calculation in the flow search unit 33. Obtain FIB (IPDA = FIB of B). The access time for obtaining the FIB is (t-2) seconds as shown in FIG. Using the FIB obtained in this way, the forwarding processing unit 34 performs a forwarding process on the received frame and transmits it as a transmission frame on the line 20.

最後に受信順番３のフレームを受信すると、内部ＱｏＳ情報生成部３０は、図２に示したように、フレーム情報であるＴｏＳ値＝ＭＤからインタフェース２を選択するための内部ＱｏＳ情報を生成し、ＳＥＬ部３１に通知する。また、フロー検索部３３は、フレーム情報であるＩＰＤＡ＝Ｃを検索ＫＥＹとして、ＨＡＳＨなどの計算を行い、例えば「１」という一意の値を得る。そして、得た値「１」を元にＦＩＢ部３２からＦＩＢを読み出す処理を実施する。 Finally, when receiving the frame of the reception order 3, as shown in FIG. 2, the internal QoS information generation unit 30 generates internal QoS information for selecting the interface 2 from the frame value ToS value = MD, Notify the SEL unit 31. Further, the flow search unit 33 performs calculation such as HASH using IPDA = C as frame information as a search key, and obtains a unique value of “1”, for example. Then, based on the obtained value “1”, a process of reading the FIB from the FIB unit 32 is performed.

この時、アクセスする先は、内部ＱｏＳ生成部３０にて通知されたインタフェース２の先にあるＦＩＢ＿Ｍ３２２となり、ＦＩＢ＿Ｍ３２２に登録されているＦＩＢを読み出す。図４（Ｂ）に示すように、ＦＩＢ＿Ｍ３２２には複数のＦＩＢが登録されており、その中から、フロー検索部３３において計算で得られた値「１」を元に、ＦＩＢ［１］対応のＦＩＢ（ＩＰＤＡ＝ＣのＦＩＢ）を得る。ＦＩＢを得る時のアクセス時間は、図３に示したとおり（ｔ−１）秒となる。このようにして得られたＦＩＢを用いて、フォワーディング処理部３４は、受信フレームについてフォワーディング処理を実施し、送信フレームとして回線２０上に送信する。 At this time, the access destination is the FIB_M 322 ahead of the interface 2 notified by the internal QoS generation unit 30, and the FIB registered in the FIB_M 322 is read out. As shown in FIG. 4B, a plurality of FIBs are registered in the FIB_M322, and from among them, the FIB_M322 corresponds to the FIB [1] based on the value “1” obtained by calculation in the flow search unit 33. Obtain FIB (FIB with IPDA = C). The access time when obtaining the FIB is (t-1) seconds as shown in FIG. Using the FIB obtained in this way, the forwarding processing unit 34 performs a forwarding process on the received frame and transmits it as a transmission frame on the line 20.

図６は、以上の処理における、ＩＰＤＡと、フロー検索部３３での計算結果と、ＦＩＢ．Ｎｏとの関係を一覧表示する。また、図７は、以上の処理における、受信順番１〜３のフレームを受信してからフォワーディング処理を終了するまでの時系列な関係をシーケンス図で示す。 6 shows the IPDA, the calculation result in the flow search unit 33, the FIB. List the relationship with No. FIG. 7 is a sequence diagram showing a time-series relationship from the reception of the frames having the receiving orders 1 to 3 to the termination of the forwarding process in the above process.

図７において、横方向の矢印は、回線２０からのフレーム受信から、内部ＱｏＳ情報生成部３０→フロー検索部３３，ＳＥＬ部３１→ＦＩＢ部３２→フロー検索部３３→フォワーディング処理部→回線２０という、回線２０へのフレーム送信に到るまでの流れの順序を示している。内部ＱｏＳ情報生成部３０とフロー検索部３３は並行して処理を行う。
ｔｔ，（ｔｔ−２），（ｔｔ−１）は、それぞれ受信順番１，２，３のフレームの上記装置内処理時間を示している。図２に示したようにＴｏＳ値＝ＨＩの受信順番２のフレームは、受信順番１のフレームより２秒、ＴｏＳ値＝ＭＤの受信順番３のフレームは、受信順番１のフレームより１秒だけ速いことが分かる。 In FIG. 7, the horizontal arrow indicates that the frame is received from the line 20, the internal QoS information generation unit 30 → the flow search unit 33, the SEL unit 31 → the FIB unit 32 → the flow search unit 33 → the forwarding processing unit → the line 20. The flow order until the frame transmission to the line 20 is reached is shown. The internal QoS information generation unit 30 and the flow search unit 33 perform processing in parallel.
tt, (tt-2), and (tt-1) indicate the in-device processing times of the frames of the reception order 1, 2, and 3, respectively. As shown in FIG. 2, a frame with a reception order 2 with a ToS value = HI is 2 seconds faster than a frame with a reception order 1, and a frame with a reception order 3 with a ToS value = MD is faster than the frame with a reception order 1 by 1 second. I understand that.

このように、ＦＩＢを取得する前にフレーム情報を先に確認し、フレーム毎にＦＩＢ部３２のアクセス先を違えて、アクセス速度の異なるメモリとすることで、フレームで指定された処理速度に相応した装置内遅延でデータを転送することができるようになる。 In this way, by confirming the frame information first before acquiring the FIB, and by changing the access destination of the FIB unit 32 for each frame to make the memory different in access speed, it corresponds to the processing speed specified by the frame. The data can be transferred with the in-device delay.

図８は、本発明装置の実施例２のブロック図である。このデータ転送装置１１は、図１に示したデータ転送装置１０の基本的な構成を引き継ぐが、フロー検索部３３におけるＦＩＢの取得方法をＦＩＢ＿Ｈ３２１とＦＩＢ＿Ｍ３２２およびＦＩＢ＿Ｌ３２３とで違えている。即ち、フロー検索部３３は、ＦＩＢ＿Ｈ３２１を検索するための一意の値をＴＣＡＭ（Ternary Content Addressable Memory）に問い合わせることによって得るフロー検索部＿Ｈ３３１と、ＦＩＢ＿Ｍ３２２を検索するための一意の値をＨＡＳＨ計算によって得るフロー検索部＿Ｍ３３２と、ＦＩＢ＿Ｌ３２３を検索するための一意の値をＨＡＳＨ計算によって得るフロー検索部＿Ｌ３３３とから成る。 FIG. 8 is a block diagram of Embodiment 2 of the apparatus of the present invention. This data transfer apparatus 11 takes over the basic configuration of the data transfer apparatus 10 shown in FIG. 1, but the FIB acquisition method in the flow search unit 33 is different between FIB_H321, FIB_M322, and FIB_L323. In other words, the flow search unit 33 obtains a unique value for searching the FIB_M 322 by searching for a unique value for searching the FIB_H 321 and a unique value for searching the FIB_M 322 by HASH calculation. It consists of a flow search unit_M332 and a flow search unit_L333 that obtains a unique value for searching the FIB_L323 by HASH calculation.

フロー検索部３３とＦＩＢ部３２は、図１におけるようにＳＥＬ部３１を経由することなく直結され、データパス１，２，３の何れかがＳＥＬ部３１によって選択される。そして、データパス１，２，３の先には、フロー検索部＿Ｈ３３１，フロー検索部＿Ｍ３３２，フロー検索部＿Ｌ３３３が接続されている。 As shown in FIG. 1, the flow search unit 33 and the FIB unit 32 are directly connected without passing through the SEL unit 31, and one of the data paths 1, 2, and 3 is selected by the SEL unit 31. The flow search unit_H331, the flow search unit_M332, and the flow search unit_L333 are connected to the ends of the data paths 1, 2, and 3.

このように、フレーム毎にＦＩＢ部３２のアクセス先を違えて、アクセス速度の異なるメモリとすると共に、更に、フロー検索部３３においてＦＩＢ部３２を検索するための一意の値を得る方法を、上記アクセス先へのインタフェース対応に異なるようにしたので、フレームで指定された処理速度に一層相応した装置内遅延でデータを転送することができるようになる。 As described above, a method of obtaining a unique value for searching the FIB unit 32 in the flow search unit 33 while changing the access destination of the FIB unit 32 for each frame to obtain a memory having a different access speed is described above. Since the correspondence to the interface to the access destination is different, data can be transferred with an in-device delay that further corresponds to the processing speed specified in the frame.

ＳＥＬ部３１は、内部ＱｏＳ情報生成部３０からの内部ＱｏＳ情報によって、受信フレームをフロー検索部＿Ｈ３３１，フロー検索部＿Ｍ３３２，フロー検索部＿Ｌ３３３の内の何れかへ出力するためのデータパス１，２，３内の何れかを選択する。即ち、このデータ転送装置１１では、回線２０から受信フレームはＳＥＬ部３１へ入力し、ＳＥＬ部３１からデータパスを経てフロー検索部３３、そしてフォワーディング処理部３４を経由して回線２０へ送信フレームが出力される。 The SEL unit 31 uses the internal QoS information from the internal QoS information generation unit 30 to output the received frame to any one of the flow search unit_H331, the flow search unit_M332, and the flow search unit_L333. , 3 is selected. That is, in this data transfer apparatus 11, a received frame is input from the line 20 to the SEL unit 31, and a transmission frame is transmitted from the SEL unit 31 through the data path to the line 20 via the flow search unit 33 and the forwarding processing unit 34. Is output.

図９は、ＴｏＳ値のみを振分け情報とした場合に選択されるデータパスを例示する。図８と図９から、ＴｏＳ値ＨＩ，ＭＤ，ＬＯに対応して、高速度，中速度，低速度のフロー検索と、高速度，中速度，低速度のＦＩＢ部が選択されることが分かる。図１０は、各データパスのアクセス時間を示している。 FIG. 9 illustrates a data path selected when only the ToS value is used as distribution information. 8 and 9, it can be seen that high speed, medium speed, and low speed flow search and high speed, medium speed, and low speed FIB sections are selected corresponding to the ToS values HI, MD, and LO. . FIG. 10 shows the access time of each data path.

次に、以上のように構成された実施例２の動作について図８〜図１１を用いて説明する。内部ＱｏＳ情報生成部３０には、図９に示したようなデータパスの選択をもたらすような振分け情報が予め登録されており、また、ＦＩＢ＿Ｈ３２１，ＦＩＢ＿Ｍ３２２，ＦＩＢ＿Ｌ３２３には、図４に示したような内容が予め登録されているものとする。 Next, the operation of the second embodiment configured as described above will be described with reference to FIGS. In the internal QoS information generation unit 30, distribution information that causes selection of the data path as shown in FIG. 9 is registered in advance, and the FIB_H321, FIB_M322, and FIB_L323 are as shown in FIG. It is assumed that the contents are registered in advance.

受信順番１のフレームを受信すると、内部ＱｏＳ情報生成部３０は、図９に示したように、フレーム情報であるＴｏＳ値＝ＬＯからデータパス３を選択するための内部ＱｏＳ情報を生成し、ＳＥＬ部３１に通知する。ＳＥＬ部３１は、回線２０からの受信フレームをデータパス３経由でフロー検索部＿Ｌ３３３へ出力する。 When receiving the frame of the reception order 1, the internal QoS information generation unit 30 generates internal QoS information for selecting the data path 3 from the ToS value = LO, which is the frame information, as shown in FIG. Notify unit 31. The SEL unit 31 outputs the received frame from the line 20 to the flow search unit_L333 via the data path 3.

また、フロー検索部＿Ｌ３３３は、フレーム情報であるＩＰＤＡ＝Ａを検索ＫＥＹとして、ＨＡＳＨ計算を行い、例えば「２」という一意の値を得る。そして、得た値「２」を元にＦＩＢ部＿Ｌ３２３からＦＩＢを読み出す。図４（Ｃ）に示したように、ＦＩＢ＿Ｌ３２３には複数のＦＩＢが登録されており、その中から、フロー検索部３３＿Ｌ３３３において計算で得られた値「２」を元に、ＦＩＢ［２］対応のＦＩＢ（ＩＰＤＡ＝ＡのＦＩＢ）を得る。ＦＩＢを得る時のアクセス時間は、図１０に示したとおりｔ秒となる。このようにして得られたＦＩＢを用いて、フォワーディング処理部３４は、受信フレームについてフォワーディング処理を実施し、送信フレームとして回線２０上に送信する。 In addition, the flow search unit_L333 performs HASH calculation using IPDA = A as frame information as a search key, and obtains a unique value of “2”, for example. Then, the FIB is read from the FIB part_L323 based on the obtained value “2”. As shown in FIG. 4C, a plurality of FIBs are registered in the FIB_L323, and the FIB [2] correspondence is based on the value “2” obtained by the calculation in the flow search unit 33_L333. FIB (IPDA = A FIB). The access time when obtaining the FIB is t seconds as shown in FIG. Using the FIB obtained in this way, the forwarding processing unit 34 performs a forwarding process on the received frame and transmits it as a transmission frame on the line 20.

次に、受信順番２のフレームを受信すると、内部ＱｏＳ情報生成部３０は、図９に示したように、フレーム情報であるＴｏＳ値＝ＨＩからデータパス１を選択するための内部ＱｏＳ情報を生成し、ＳＥＬ部３１に通知する。ＳＥＬ部３１は、回線２０からの受信フレームをデータパス１経由でフロー検索部＿Ｈ３３１へ出力する。 Next, when receiving the frame of the reception order 2, the internal QoS information generation unit 30 generates internal QoS information for selecting the data path 1 from the frame value ToS value = HI as shown in FIG. Then, the SEL unit 31 is notified. The SEL unit 31 outputs the received frame from the line 20 to the flow search unit_H331 via the data path 1.

また、フロー検索部＿Ｈ３３１は、フレーム情報であるＩＰＤＡ＝Ｂを検索ＫＥＹとして、ＴＣＡＭに問い合わせ、例えば「２」という一意の値を得る。そして、得た値「２」を元にＦＩＢ部＿Ｈ３２１からＦＩＢを読み出す。図４（Ａ）に示したように、ＦＩＢ＿Ｈ３２１には複数のＦＩＢが登録されており、その中から、フロー検索部３３＿Ｈ３３１においてＴＣＡＭから得られた値「２」を元に、ＦＩＢ［２］対応のＦＩＢ（ＩＰＤＡ＝ＢのＦＩＢ）を得る。ＦＩＢを得る時のアクセス時間は、図１０に示したとおり（ｔ−２）秒となる。このようにして得られたＦＩＢを用いて、フォワーディング処理部３４は、受信フレームについてフォワーディング処理を実施し、送信フレームとして回線２０上に送信する。 Also, the flow search unit_H331 makes an inquiry to the TCAM using IPDA = B as frame information as a search key, and obtains a unique value of “2”, for example. Then, the FIB is read from the FIB part_H321 based on the obtained value “2”. As shown in FIG. 4A, a plurality of FIBs are registered in the FIB_H321, and the FIB [2] correspondence is based on the value “2” obtained from the TCAM in the flow search unit 33_H331. FIB (IPDA = FIB of B). The access time for obtaining the FIB is (t-2) seconds as shown in FIG. Using the FIB obtained in this way, the forwarding processing unit 34 performs a forwarding process on the received frame and transmits it as a transmission frame on the line 20.

最後に受信順番３のフレームを受信すると、内部ＱｏＳ情報生成部３０は、図９に示したように、フレーム情報であるＴｏＳ値＝ＭＤからデータパス２を選択するための内部ＱｏＳ情報を生成し、ＳＥＬ部３１に通知する。ＳＥＬ部３１は、回線２０からの受信フレームをデータパス１経由でフロー検索部＿Ｍ３３２へ出力する。 Finally, when receiving the frame of the reception order 3, as shown in FIG. 9, the internal QoS information generation unit 30 generates internal QoS information for selecting the data path 2 from the frame information Tos value = MD. The SEL unit 31 is notified. The SEL unit 31 outputs the received frame from the line 20 to the flow search unit_M332 via the data path 1.

また、フロー検索部＿Ｍ３３２は、フレーム情報であるＩＰＤＡ＝Ｃを検索ＫＥＹとして、ＨＡＳＨ計算を行い、例えば「１」という一意の値を得る。そして、得た値「１」を元にＦＩＢ部＿Ｍ３２２からＦＩＢを読み出す。図４（Ｂ）に示したように、ＦＩＢ＿Ｍ３２２には複数のＦＩＢが登録されており、その中から、フロー検索部３３＿Ｍ３３２においてＨＡＳＨ計算ＤＥ得られた値「１」を元に、ＦＩＢ［１］対応のＦＩＢ（ＩＰＤＡ＝ＣのＦＩＢ）を得る。ＦＩＢを得る時のアクセス時間は、図１０に示したとおり（ｔ−１）秒となる。このようにして得られたＦＩＢを用いて、フォワーディング処理部３４は、受信フレームについてフォワーディング処理を実施し、送信フレームとして回線２０上に送信する。 Further, the flow search unit _M332 performs HASH calculation using IPDA = C as frame information as a search key, and obtains a unique value of “1”, for example. Then, the FIB is read from the FIB part_M322 based on the obtained value “1”. As shown in FIG. 4B, a plurality of FIBs are registered in the FIB_M322. Based on the value “1” obtained by the HASH calculation DE in the flow search unit 33_M332, the FIB [1] The corresponding FIB (IPDA = C FIB) is obtained. The access time when obtaining the FIB is (t-1) seconds as shown in FIG. Using the FIB obtained in this way, the forwarding processing unit 34 performs a forwarding process on the received frame and transmits it as a transmission frame on the line 20.

図６は、以上の処理における、ＩＰＤＡと、フロー検索部３３での計算結果と、ＦＩＢ．Ｎｏとの関係を一覧表示する。また、図１１は、以上の処理における、受信順番１〜３のフレームを受信してからフォワーディング処理を終了するまでの時系列な関係をシーケンス図で示す。 6 shows the IPDA, the calculation result in the flow search unit 33, the FIB. List the relationship with No. FIG. 11 is a sequence diagram showing a time-series relationship from the reception of frames having the receiving orders 1 to 3 to the termination of the forwarding process in the above process.

図１１において、横方向の矢印は、回線２０からのフレーム受信から、内部ＱｏＳ情報生成部３０→ＳＥＬ部３１→フロー検索部３３→ＦＩＢ部３２→フロー検索部３３→フォワーディング処理部→回線２０という、回線２０へのフレーム送信に到るまでの流れの順序を示している。図７においては、内部ＱｏＳ情報生成部３０とフロー検索部３３は並行して処理を行うことを示していたが、ここでは、ＳＥＬ部３１を介して直列に処理を行うことが示されている。 In FIG. 11, the horizontal arrow indicates that the frame is received from the line 20, the internal QoS information generation unit 30 → the SEL unit 31 → the flow search unit 33 → the FIB unit 32 → the flow search unit 33 → the forwarding processing unit → the line 20. The flow order until the frame transmission to the line 20 is reached is shown. 7 shows that the internal QoS information generation unit 30 and the flow search unit 33 perform processing in parallel, but here, it is shown that the processing is performed in series via the SEL unit 31. .

なお、実施例１および実施例２においては、内部ＱｏＳ情報生成部３０は、内部ＱｏＳ情報を生成するのにＴｏＳ値のみを用いているが、ＣｏＳ（Class of Services），ＩＰアドレスなどのフレーム情報を組み合わせるようにしてもよい。ＣｏＳとは、ルータで優先制御を行うためのメカニズムであって、優先度は送信元のアプリケーションが指定する。 In the first and second embodiments, the internal QoS information generation unit 30 uses only the ToS value to generate the internal QoS information. However, the frame information such as CoS (Class of Services) and IP address is used. May be combined. CoS is a mechanism for performing priority control in a router, and the priority is specified by a transmission source application.

例えば、図１２は、回線番号，ＣｏＳの優先度，ＩＰアドレスおよびＴｏＳ値を使用した場合のインタフェース選択論理をフローチャート化して示す。ここでは、回線番号１かつＣｏＳ＝ＨＩの場合は内部ＱｏＳ情報１、回線番号１かつＣｏＳ＝ＬｏかつＩＰアドレス＝ＡかつＴｏＳ＝ＨＩの場合は内部ＱｏＳ情報２、１以外の回線番号、および回線番号１であってもＣｏＳ＝ＨＩでないかＩＰアドレス＝ＡでないかＴｏＳ＝ＨＩでない場合は内部ＱｏＳ情報３としている。 For example, FIG. 12 is a flowchart showing the interface selection logic when a line number, CoS priority, IP address, and ToS value are used. Here, when line number 1 and CoS = HI, internal QoS information 1; when line number 1 and CoS = Lo and IP address = A and ToS = HI, internal QoS information 2, line numbers other than 1 and line Even if the number is 1, if the CoS = HI, the IP address = A, or the ToS = HI, the internal QoS information 3 is set.

１０，１１フレーム転送装置
２０回線
３０内部ＱｏＳ情報生成部
３１ＳＥＬ部
３２ＦＩＢ部
３３フロー検索部
３４フォワーディング処理部
３２１ＦＩＢ＿Ｈ
３２２ＦＩＢ＿Ｍ
３２３ＦＩＢ＿Ｌ
３３１フロー検索部＿Ｈ
３３２フロー検索部＿Ｍ
３３３フロー検索部＿Ｌ 10, 11 Frame transfer device 20 Line 30 Internal QoS information generation unit 31 SEL unit 32 FIB unit 33 Flow search unit 34 Forwarding processing unit 321 FIB_H
322 FIB_M
323 FIB_L
331 Flow search part_H
332 flow search unit_M
333 flow search part_L

Claims

An FIB unit that stores FIBs in memories having different storage capacities and access speeds corresponding to QoS determined by line information and / or frame (packet) information;
When receiving a frame (packet), an internal QoS information generating unit that generates internal QoS information based on the line information and / or frame (packet) information;
A SEL unit that inputs the received frame (packet) and selects a data path for the received frame (packet) according to the generated internal QoS information;
An interface and a plurality of individual search unit corresponding to one-to-one of said data path and said memory, each of the individual search section, the frame of the frame input through a corresponding pre Kide Tapasu (packet) create a search KEY from (packet) information, the unique value obtained based on the search KEY, obtains the FIB from the FIB portion through the interface corresponding, frame that the input of the FIB acquired a flow search unit you output with (packet),
Have a forwarding processing unit that performs forwarding processing in the retrieved FIB in frame (packet) from the flow search unit,
A data transfer apparatus characterized in that at least two of the individual search units of the plurality of individual search units acquire the unique value by different acquisition methods .

The first method of the different acquisition method is a method of obtaining a value of the unique by performing HASH function calculates the search KEY, the second method, the pre-Symbol Search KEY TCAM (Ternary Content Addressable Memory The data transfer apparatus according to claim 1 , wherein the unique value is obtained by inquiring the method .

3. The data transfer apparatus according to claim 1, wherein the SEL unit selects the interface or the data path based on a ToS value in the frame (packet) information.

The SEL unit selects the interface or the data path based on a line number in the line information and a CoS value, ToS value, and IPDA in the frame (packet) information. Item 3. The data transfer device according to Item 1 or 2 .

The search KEY, the data transfer apparatus according to any one of claims 1-4, characterized in that the IPDA of said frame (packet) information.

Wherein the plurality of memories, a scratch memory or cache memory, SRAM and a data transfer apparatus according to any one of claims 1 to 5, characterized in that is composed of a DRAM.