JP2000083054A - データ検索装置およびデータ検索方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ルータなどにおけるパケットの中継先の検索
に要する時間を低減させることが困難であった。 【解決手段】 検索データの、対象ノードのビット番号
に対応するビットの値に基づいて次段のノードを検索す
る検索処理（ステップＳＴ２２〜ステップＳＴ２６）
と、対象ノードに接続されるリーフのデータと検索デー
タとを比較する比較処理（ステップＳＴ２７〜ステップ
ＳＴ２９における）とを並列して実行して、該当するリ
ーフが検出されると検索を終了し、検索に要する時間を
短縮する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば、中継す
るパケットに付加されたインターネットプロトコル（Ｉ
Ｐ）層の宛先アドレス（宛先ＩＰアドレス）を検査し、
中継先を決定するルータなどのインターネットの中継装
置に適用されるデータ検索装置およびデータ検索方法で
あって、ノードに接続され、パケットの宛先ネットワー
クアドレスなどの被検索データを有するリーフ、並び
に、前段および次段の少なくとも一方に接続され、パケ
ットの宛先アドレスである検索データの桁を指すビット
番号を有するノードにより構成される検索木において、
検索データに対応する被検索データを検索するデータ検
索装置およびデータ検索方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１１は、従来のルータなどに記憶され
たルーティングテーブルの一例を示す図である。図１１
において、１は宛先ネットワークＩＰアドレスであり、
２は、各宛先ネットワークＩＰアドレス１に対応して設
けられているネットワークマスクであり、４は、各宛先
ネットワークＩＰアドレス１に対応して設けられている
中継先アドレスである。そして、１つの宛先ネットワー
クＩＰアドレス１、１つのネットワークマスク２、およ
び１つの中継先アドレス４により１つのエントリ６−ｉ
（ｉ＝１〜７）が構成される。なお、図中のアドレスお
よびマスクは１６進数で表されており、「０ｘ」は１６
進数であることを示すものである。

【０００３】このようなルーティングテーブルを有する
ルータなどの中継装置においては、ネットワークを介し
てパケットを受け取ると、そのパケットに付加された宛
先ＩＰアドレスを検索データとして抽出し、ルーティン
グテーブルの各エントリ６−１〜６−７に対して、次の
関係式が成り立つか否かを判断し、この関係式が成り立
つエントリに含まれる中継先アドレス４に向けてそのパ
ケットを送出する。 （宛先ＩＰアドレス）＆（ネットワークマスク）＝（宛
先ネットワークＩＰアドレス） ただし、「＆」は、ビットごとの論理積を計算する演算
子である。

【０００４】例えば、宛先ＩＰアドレスが０ｘ８００５
００００〜０ｘ８００５ＦＦＦＦのいずれかである場合
には、宛先ネットワークＩＰアドレス１が０ｘ８００５
００００であり、ネットワークマスク２が０ｘＦＦＦＦ
００００であり、中継先アドレス４が０ｘ８００５０７
２２であるエントリ６−２について上記関係式が成立す
るので、宛先ＩＰアドレスが０ｘ８００５００００〜０
ｘ８００５ＦＦＦＦのいずれかであるパケットは、アド
レスが０ｘ８００５０７２２である中継先に向けて送出
される。

【０００５】さらに、複数のエントリについて上記関係
式が成立する場合には、ネットワークマスク２について
値が１であるビット数の最も多いエントリが選択され
る。なお、このことはロンゲストマッチングと呼ばれ
る。

【０００６】例えば、検索データであるパケットの宛先
ＩＰアドレスが０ｘ８０２０９０００である場合、図１
１において、エントリ６−１，６−３，６−５について
上記関係式が成立するので、値が１であるビットの最も
多いネットワークマスク２を有するエントリ６−５が選
択され、そのパケットは、アドレスが０ｘ８０２０９２
０Ｂである中継先に向けて送出される。

【０００７】次に、例えば「Ａ Ｔｒｅｅ−Ｂａｓｅｄ
Ｐａｃｋｅｔ ＲｏｕｔｉｎｇＴａｂｌｅ ｆｏｒ
Ｂｅｒｋｅｌｅｙ Ｕｎｉｘ」（Ｓｋｌｏｗｅｒ著、Ｔ
ｅｃｈｎｉｃａｌ Ｒｅｐｏｒｔ、Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔ
ｙ ｏｆ Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ Ｂｅｒｋｅｌｅｙ、
１９９４年）に記載のパトリシアツリーを利用したルー
ティングテーブルについて説明する。図１２は、図１１
のルーティングテーブルと同一のルーティング情報を有
するパトリシアツリーの一例を示す図であり、図１３
は、従来のデータ検索方法について説明するフローチャ
ートである。

【０００８】図１２において、３ａ〜３ｋは、パトリシ
アツリーのノードであり、６は検索データであり、５ａ
〜５ｇは、上記エントリ６−１〜６−７をデータとして
それぞれ有するリーフである。ただし、図１２のリーフ
５ａ〜５ｇには、中継先アドレス４の記載が省略されて
いる。

【０００９】図１２に示すパトリシアツリーにおいて
は、ノード３ａが頂点のノードであり、リーフ５ａを接
続されている。そして、ノード３ａにはビット番号
「０」が割り当てられている。このビット番号ｉは、次
段のノードを探索するときに使用され、検索データのＭ
ＳＢ（Ｍｏｓｔ Ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ Ｂｉｔ）側
から第ｉ番目のビットの値に応じてノードが選択され
る。図１２においては、検索データのＭＳＢ側から第ｉ
番目のビットの値が「１」である場合には、右側に接続
された次段のノードが選択され、その第ｉ番目のビット
の値が「０」である場合には、左側に接続された次段の
ノードが選択される。

【００１０】リーフ５ａには、図１１のエントリ６−１
と同一の宛先ネットワークＩＰアドレス１ａ、ネットワ
ークマスク２ａ、および中継先アドレス４（図示せず）
が保持されている。

【００１１】次に、ノード３ｈが次段右側のノードとし
てノード３ａに接続され、ビット番号「１」を割り当て
られている。そして、ノード３ｊが次段右側のノードと
してノード３ｈに接続され、ビット番号「１９」を割り
当てられ、ノード３ｉが次段左側のノードとしてノード
３ｈに接続され、ビット番号「１０」を割り当てられて
いる。さらに、ノード３ｇが次段右側のノードとしてノ
ード３ｊに接続され、ビット番号「２４」を割り当てら
れ、エントリ６−７と同一のデータを保持するリーフ５
ｇを接続されている。また、ノード３ｆが次段左側のノ
ードとしてノード３ｊに接続され、ビット番号「２０」
を割り当てられ、エントリ６−６と同一のデータを保持
するリーフ５ｆを接続されている。

【００１２】同様に、ノード３ｃが次段右側のノードと
してノード３ｉに接続され、ビット番号「１６」を割り
当てられ、エントリ６−３と同一のデータを保持するリ
ーフ５ｃを接続されている。また、ノード３ｂが次段左
側のノードとしてノード３ｉに接続され、ビット番号
「１６」を割り当てられ、エントリ６−２と同一のデー
タを保持するリーフ５ｂを接続されている。

【００１３】さらに、ノード３ｋが次段右側のノードと
してノード３ｃに接続され、ビット番号「１９」を割り
当てられ、ノード３ｅが次段右側のノードとしてノード
３ｋに接続され、ビット番号「２０」を割り当てられ、
エントリ６−５と同一のデータを保持するリーフ５ｅを
接続されており、ノード３ｄが次段左側のノードとして
ノード３ｋに接続され、ビット番号「２０」を割り当て
られ、エントリ６−４と同一のデータを保持するリーフ
５ｄを接続されている。

【００１４】次に、このようなパトリシアツリーとして
記憶されているリーフ５ａ〜５ｇのデータから、検索デ
ータに応じた所望のデータを検索するときの処理につい
て、図１３のフローチャートを参照して説明する。

【００１５】まず、ステップＳＴ１において、検索位置
（対象ノード）が頂点のノード（図１２では、ノード３
ａ）に設定される。

【００１６】次に、ステップＳＴ２において、その対象
ノードにリーフが接続されているか否かが判断され、リ
ーフが接続されていると判断された場合には、ステップ
ＳＴ３においてそのリーフの有するデータがスタックに
記憶される。リーフが接続されていないと判断された場
合には、ステップＳＴ３はスキップされる。

【００１７】そして、ステップＳＴ４において、検索デ
ータのうちの、ＭＳＢから、対象ノードに割り当てられ
ているビット番号だけＬＳＢ（Ｌｅａｓｔ Ｓｉｇｎｉ
ｆｉｃａｎｔ Ｂｉｔ）側のビットの値が１であるか否
かが判断される。そのビットの値が１である場合には、
ステップＳＴ５において、対象ノードの次段右側にノー
ドがあるか否かが判断され、対象ノードの次段右側にノ
ードがあると判断された場合、ステップＳＴ６におい
て、対象ノードが、その次段右側のノードに移動され
る。一方、そのビットの値が０である場合には、ステッ
プＳＴ７において、対象ノードの次段左側にノードがあ
るか否かが判断され、対象ノードの次段左側にノードが
あると判断された場合、ステップＳＴ８において、対象
ノードが、その次段左側のノードに移動される。そし
て、ステップＳＴ６の処理またはステップＳＴ８の処理
が終了した後、ステップＳＴ２に戻り、次の対象ノード
に対してステップＳＴ２〜ステップＳＴ８の処理が同様
に実行される。

【００１８】ステップＳＴ５において対象ノードの次段
右側にノードがないと判断されるか、あるいは、ステッ
プＳＴ７において対象ノードの次段左側にノードがない
と判断された場合には、ステップＳＴ９に進む。

【００１９】そして、ステップＳＴ９において、スタッ
クにリーフのデータが記憶されているか否かが判断さ
れ、リーフのデータがある場合には、ステップＳＴ１０
において、そのリーフのデータである宛先ネットワーク
ＩＰアドレスとネットワークマスクを読み出し、ステッ
プＳＴ１１において、その宛先ネットワークＩＰアドレ
スとネットワークマスク、および検索データとしての宛
先ＩＰアドレスについて、上記関係式が成立するか否か
が判断される。

【００２０】そして、その関係式が成立した場合には、
ステップＳＴ１２において、検索データとしての宛先Ｉ
Ｐアドレスに対応する宛先ネットワークＩＰアドレスや
中継先アドレスが、そのリーフのデータに確定される。

【００２１】一方、ステップＳＴ１１において上記関係
式が成立しない場合には、ステップＳＴ９に戻り、スタ
ックに記憶したリーフのデータを順次読み出し、上記関
係式が成立するまで、同様の処理が実行される。なお、
スタックに記憶したリーフのデータがすべて読み出さ
れ、スタックに記憶されているリーフのデータがなくな
った場合には、ステップＳＴ９において、リーフのデー
タがないと判断され、検索処理が終了する。なお、この
場合、検索に失敗したことになる。ただし、リーフ５ａ
のようにデフォルトの中継先のためのデータを設けてお
くことにより、中継先が必ず確定されるようにすること
ができる。

【００２２】このようにして、各パケットに付加されて
いる宛先ＩＰアドレスを検索データとして、宛先ネット
ワークアドレスや中継先アドレスが検索される。

【００２３】ここで、具体的な検索の例として、中継装
置に図１２のパトリシアツリーが記憶されており、検索
データである宛先ＩＰアドレスが０ｘ８０２０Ａ３２４
である場合における検索処理について説明する。なお、
この宛先ＩＰアドレスを２進数で表記すると、１０００
００００ ００１０ ００００ １０１０ ００１１
００１０ ０１００となる。

【００２４】まず、検索位置（対象ノード）がノード３
ａに設定される（ステップＳＴ１）。次に、その対象ノ
ードであるノード３ａにリーフが接続されているか否か
が判断される（ステップＳＴ２）。ノード３ａにはリー
フ５ａが接続されているので、そのリーフの有するデー
タ（エントリ６−１と同一のデータ）がスタックに記憶
される（ステップＳＴ３）。

【００２５】そして、ノード３ａに割り当てられている
ビット番号が０であるので、検索データのうちの、ＭＳ
Ｂの値が１であるか否かが判断される（ステップＳＴ
４）。検索データのＭＳＢの値が１であるので、対象ノ
ードであるノード３ａの次段右側にノードがあるか否か
が判断される（ステップＳＴ５）。ノード３ａの次段右
側にはノード３ｈがあるので、対象ノードが、ノード３
ａからノード３ｈへ移動される（ステップＳＴ６）。

【００２６】そして、対象ノードであるノード３ｈにリ
ーフが接続されているか否かが判断される（ステップＳ
Ｔ２）。ノード３ｈにはリーフが接続されていないの
で、ステップＳＴ３の処理がスキップされる。ノード３
ｈに割り当てられているビット番号が１であるので、検
索データのうちの、ＭＳＢから第１番目のビットの値が
１であるか否かが判断される（ステップＳＴ４）。検索
データのＭＳＢから第１番目のビットの値は０であるの
で、対象ノードであるノード３ｈの次段左側にノードが
あるか否かが判断される（ステップＳＴ７）。ノード３
ｈの次段左側にはノード３ｉがあるので、対象ノード
が、ノード３ｈからノード３ｉへ移動される（ステップ
ＳＴ８）。

【００２７】さらに、対象ノードであるノード３ｉにリ
ーフが接続されているか否かが判断される（ステップＳ
Ｔ２）。ノード３ｉにはリーフが接続されていないの
で、ステップＳＴ３の処理がスキップされる。ノード３
ｉに割り当てられているビット番号が１０であるので、
検索データのうちの、ＭＳＢから第１０番目のビットの
値が１であるか否かが判断される（ステップＳＴ４）。
検索データのＭＳＢから第１０番目のビットの値が１で
あるので、対象ノードであるノード３ｉの次段右側にノ
ードがあるか否かが判断される（ステップＳＴ５）。ノ
ード３ｉの次段右側にはノード３ｃがあるので、対象ノ
ードが、ノード３ｉからノード３ｃへ移動される（ステ
ップＳＴ６）。

【００２８】さらに、対象ノードであるノード３ｃにリ
ーフが接続されているか否かが判断される（ステップＳ
Ｔ２）。ノード３ｃにはリーフ５ｃが接続されているの
で、そのリーフ５ｃの有するデータ（エントリ６−３と
同一のデータ）がスタックに記憶される（ステップＳＴ
３）。次に、ノード３ｃに割り当てられているビット番
号が１６であるので、検索データのうちの、ＭＳＢから
第１６番目のビットの値が１であるか否かが判断される
（ステップＳＴ４）。検索データのＭＳＢから第１６番
目のビットの値が１であるので、対象ノードであるノー
ド３ｃの次段右側にノードがあるか否かが判断される
（ステップＳＴ５）。ノード３ｃの次段右側にはノード
３ｋがあるので、対象ノードが、ノード３ｃからノード
３ｋへ移動される（ステップＳＴ６）。

【００２９】さらに、対象ノードであるノード３ｋにリ
ーフが接続されているか否かが判断される（ステップＳ
Ｔ２）。ノード３ｋにはリーフが接続されていないの
で、ステップＳＴ３の処理がスキップされる。ノード３
ｋに割り当てられているビット番号が１９であるので、
検索データのうちの、ＭＳＢから第１９番目のビットの
値が１であるか否かが判断される（ステップＳＴ４）。
検索データのＭＳＢから第１９番目のビットの値が０で
あるので、対象ノードであるノード３ｋの次段左側にノ
ードがあるか否かが判断される（ステップＳＴ７）。ノ
ード３ｋの次段左側にはノード３ｄがあるので、対象ノ
ードが、ノード３ｋからノード３ｄへ移動される（ステ
ップＳＴ８）。

【００３０】さらに、対象ノードであるノード３ｄにリ
ーフが接続されているか否かが判断される（ステップＳ
Ｔ２）。ノード３ｄにはリーフ５ｄが接続されているの
で、そのリーフ５ｄの有するデータ（エントリ６−４と
同一のデータ）がスタックに記憶される（ステップＳＴ
３）。次に、ノード３ｄに割り当てられているビット番
号が２０であるので、検索データのうちの、ＭＳＢから
第２０番目のビットの値が１であるか否かが判断される
（ステップＳＴ４）。検索データのＭＳＢから第２０番
目のビットの値が０であるので、対象ノードであるノー
ド３ｄの次段左側にノードがあるか否かが判断される
（ステップＳＴ７）。ノード３ｄの次段左側にはノード
がないので、対象ノードの移動は行われない。

【００３１】この時点で、エントリ６−４と同一のデー
タ、エントリ６−３と同一のデータ、エントリ６−１と
同一のデータがスタックに記憶されている。

【００３２】次に、スタックにリーフのデータが記憶さ
れているか否かが判断され（ステップＳＴ９）、この時
点で３つのデータがあるので、最後に記憶したエントリ
６−４と同一のデータである宛先ネットワークＩＰアド
レス（＝０ｘ８０２０８０００）とネットワークマスク
（＝０ｘＦＦＦＦＦ０００）を読み出し（ステップＳＴ
１０）、その宛先ネットワークＩＰアドレスとネットワ
ークマスク、および検索データとしての宛先ＩＰアドレ
スについて、上記関係式が成立するか否かが判断される
（ステップＳＴ１１）。

【００３３】ここで、（０ｘ８０２０Ａ３２４）＆（０
ｘＦＦＦＦＦ０００）＝０ｘ８０２０Ａ０００≠０ｘ８
０２０８０００であるので、上記関係式が成立しないと
判断し（ステップＳＴ１１）、次に、エントリ６−３と
同一のデータである宛先ネットワークＩＰアドレス（＝
０ｘ８０２０００００）とネットワークマスク（＝０ｘ
ＦＦＦＦ００００）が読み出され（ステップＳＴ１
０）、その宛先ネットワークＩＰアドレスとネットワー
クマスク、および検索データとしての宛先ＩＰアドレス
について、上記関係式が成立するか否かが判断される
（ステップＳＴ１１）。

【００３４】ここで、（０ｘ８０２０Ａ３２４）＆（０
ｘＦＦＦＦ００００）＝０ｘ８０２０００００であるの
で、上記関係式が成立したと判断し、検索データとして
の宛先ＩＰアドレス（＝０ｘ８０２０Ａ３２４）に対応
する、宛先ネットワークＩＰアドレスや中継先アドレス
が、そのリーフのデータ（すなわち、エントリ６−３と
同一のデータ）に確定される（ステップＳＴ１２）。

【００３５】このようにして、図１２に示すパトリシア
ツリーとしてルーティングテーブルが記憶され、検索デ
ータである宛先ＩＰアドレスが０ｘ８０２０Ａ３２４で
ある場合には、宛先ネットワークＩＰアドレスとして０
ｘ８０２０００００が選択され、中継先アドレスとして
０ｘ８０２０８４３Ｅが選択される。

【００３６】なお、その他、本発明に関連する事項が例
えば特開昭６３−２９１１１７号公報、特開平２−１０
２１号公報、特開平３−８０８３号公報、特開平４−３
１６２４４号公報、および特開平８−３２０８７７号公
報に記載されているが、これらより本発明を導出するこ
とは困難である。

【００３７】

【発明が解決しようとする課題】従来のデータ検索方法
は以上のように構成されているので、対象ノードの移動
ができなくなるまで、リーフのデータを記憶しながら対
象ノードを移動させていった後に、記憶したリーフのデ
ータと検索データとを順次比較していく必要があり、検
索に要する時間を短縮することが困難であるなどの課題
があった。

【００３８】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、検索データの、対象ノードのビッ
ト番号に対応するビットの値に基づいて次段のノードを
検索する検索処理と、対象ノードに接続されるリーフの
データと検索データとを比較する比較処理とを並列して
実行して、ハードウェアによる処理に適した、検索に要
する時間を短縮することが可能なデータ検索装置および
データ検索方法を得ることを目的とする。

【００３９】

【課題を解決するための手段】この発明に係るデータ検
索装置は、検索データの、対象ノードのビット番号が指
す桁の値に基づいて次段のノードの中から次の対象ノー
ドを検索する処理と、対象ノードに接続されるリーフの
被検索データと検索データとを所定の桁について比較す
る処理とを並列して実行する処理手段と、処理手段での
比較により所定の桁について被検索データと検索データ
とが一致した場合に被検索データを保持するデータ保持
手段と、処理手段での検索により次段のノードが存在し
ない場合、および、処理手段での比較により所定の桁に
ついて被検索データと検索データとが一致しない場合
に、データ保持手段が最後に保持した被検索データを検
索結果として出力する出力手段とを備えるものである。

【００４０】この発明に係るデータ検索装置は、ノード
に対応して、ビット番号と、次段のノードへのポインタ
とを記憶するノード情報記憶手段と、リーフに対応し
て、被検索データおよびその被検索データに付随するデ
ータを記憶する第１のリーフ情報記憶手段とを備え、処
理手段により、ノード情報記憶手段から、対象ノードに
対応するビット番号を読み出し、そのビット番号が指す
桁の値に基づいて次段のノードへのポインタをノード情
報記憶手段から読み出して次段のノードの中から次の対
象ノードを検索するとともに、第１のリーフ情報記憶手
段から、対象ノードに接続されるリーフの被検索データ
およびその被検索データに付随するデータを読み出し、
その被検索データに付随するデータにより指定された桁
についてその被検索データと検索データとを比較するも
のである。

【００４１】この発明に係るデータ検索装置は、ノード
に対応して、ビット番号と、次段のノードへのポインタ
とを記憶するノード情報記憶手段と、ノードに対応し
て、そのノードに接続されたリーフへのポインタを記憶
する第２のリーフ情報記憶手段と、リーフに対応して、
被検索データ、およびその被検索データに付随するデー
タを記憶する第３のリーフ情報記憶手段とを備え、処理
手段により、ノード情報記憶手段から、対象ノードに対
応するビット番号を読み出し、そのビット番号が指す桁
の値に基づいて次段のノードへのポインタをノード情報
記憶手段から読み出して次段のノードの中から次の対象
ノードを検索するとともに、第２のリーフ情報記憶手段
から、対象ノードに接続されるリーフへのポインタを読
み出し、そのポインタに基づいて第３のリーフ情報記憶
手段から、そのリーフの被検索データおよびその被検索
データに付随するデータを読み出し、その被検索データ
に付随するデータより指定された桁についてその被検索
データと検索データとを比較するものである。

【００４２】この発明に係るデータ検索装置は、対象ノ
ードのビット番号に基づいて、ノードに接続されるリー
フの被検索データと検索データとを比較する桁を決定す
るものである。

【００４３】この発明に係るデータ検索装置は、ノード
に対応して、ビット番号、および、次段のノードが末端
のノードであり、かつリーフを接続されたものである場
合にはそのリーフへのポインタ、そうでない場合には次
段のノードへのポインタを記憶するノード情報記憶手段
と、リーフに対応して、被検索データおよびその被検索
データに付随するデータを記憶する第１のリーフ情報記
憶手段とを備え、処理手段により、ノード情報記憶手段
から、対象ノードに対応するビット番号を読み出し、そ
のビット番号が指す桁の値に基づいて次段のノードへの
ポインタまたはリーフへのポインタをノード情報記憶手
段から読み出して次段のノードの中から次の対象ノード
を検索するとともに、第１のリーフ情報記憶手段から、
対象ノードに接続されるリーフまたは末端のノードに接
続されたリーフの被検索データおよびその被検索データ
に付随するデータを読み出し、その被検索データに付随
するデータにより指定された桁についてその被検索デー
タと検索データとを比較するものである。

【００４４】この発明に係るデータ検索装置は、ノード
に対応して、ビット番号と、次段のノードへのポインタ
とを記憶するノード情報記憶手段と、リーフに対応し
て、被検索データおよびその被検索データに付随するデ
ータへのポインタを記憶する第４のリーフ情報記憶手段
と、被検索データに付随するデータを記憶する第５のリ
ーフ情報記憶手段とを備え、処理手段により、ノード情
報記憶手段から、対象ノードに対応するビット番号を読
み出し、そのビット番号が指す桁の値に基づいて次段の
ノードへのポインタをノード情報記憶手段から読み出し
て次段のノードの中から次の対象ノードを検索するとと
もに、第４のリーフ情報記憶手段から、対象ノードに接
続されるリーフの被検索データおよびその被検索データ
に付随するデータへのポインタを読み出し、所定の桁に
ついてその被検索データと検索データとを比較し、検索
により次段のノードが存在しない場合および比較により
所定の桁について被検索データと検索データとが一致し
ない場合に被検索データに付随するデータへのポインタ
に基づいて第５のリーフ情報記憶手段からその被検索デ
ータに付随するデータを読み出し、データ保持手段によ
り、処理手段での比較により所定の桁について被検索デ
ータと検索データとが一致した場合に、被検索データを
保持し、出力手段により、処理手段での検索により次段
のノードが存在しない場合、および処理手段での比較に
より所定の桁について被検索データと検索データとが一
致しない場合に、データ保持手段に最後に保持した被検
索データおよび処理手段により読み出されたその被検索
データに付随するデータを検索結果として出力するもの
である。

【００４５】この発明に係るデータ検索方法は、検索デ
ータの、対象ノードのビット番号が指す桁の値に基づい
て次段のノードの中から次の対象ノードを検索する検索
処理と、対象ノードに接続されるリーフの被検索データ
と検索データとを所定の桁について比較する比較処理と
を並列して実行するステップと、比較処理により所定の
桁について被検索データと検索データとが一致した場合
に被検索データを保持するステップと、検索処理により
次段のノードが存在しない場合、および、比較処理によ
り所定の桁について被検索データと検索データとが一致
しない場合に、最後に保持した被検索データを検索結果
として出力するステップとを備えるものである。

【００４６】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態１．図１は、この発明の実施の形態１による
データ検索装置の構成例を示すブロック図である。図２
は、実施の形態１によるデータ検索装置のノード用メモ
リに記憶されるデータの一例を示す図である。図３は、
実施の形態１によるデータ検索装置のリーフ用メモリに
記憶されるデータの一例を示す図である。

【００４７】図１において、３０は、パトリシアツリー
などの検索木におけるノードの情報を記憶するノード用
メモリ（ノード情報記憶手段）である。ノード用メモリ
３０は、ノード毎に、次段左側にノードがあるか否かを
示すフラグ３０６、次段右側にノードがあるか否かを示
すフラグ３０７、次段左側のノードのビット番号３０
４、次段右側のノードのビット番号３０５、次段左側の
ノードへのポインタ３０２、および次段右側のノードへ
のポインタ３０３で構成されるレコード３０１を記憶し
ている。なお、フラグ３０６，３０７の値は、ノードが
ある場合１に設定され、そうでない場合０に設定され
る。また、ポインタは、そのノードの情報が記憶されて
いる場所のアドレスである。

【００４８】例えば図１２の検索木のノードに対応する
情報は、図２に示すような値として記憶される。図２に
おいては、アドレス０に初期情報（処理の最初に参照さ
れる情報）が記憶され、アドレス２，３にノード３ａに
対応するレコード３０１が記憶され、アドレス４，５に
ノード３ｄに対応するレコード３０１が記憶され、アド
レス６，７にノード３ｃに対応するレコード３０１が記
憶されており、さらに、アドレス８，９にノード３ｈに
対応するレコード３０１が記憶され、アドレス１０，１
１にノード３ｋに対応するレコード３０１が記憶され、
アドレス１２，１３にノード３ｉに対応するレコード３
０１が記憶され、以下同様に、残りのノードに対応する
情報が記憶されている。例えばノード３ａの次段右側に
はノードがないので、アドレス２には、フラグ３０６が
０であるレコード３０１が記憶されている。このレコー
ド３０１のビット番号３０４、および次段右側のノード
へのポインタ３０２は、特に有意ではないので、値０に
設定されている。

【００４９】３１は、パトリシアツリーなどの検索木に
おけるリーフの情報を記憶するリーフ用メモリ（第１の
リーフ情報記憶手段）である。リーフ用メモリ３１は、
リーフ毎に、被検索データとしての宛先ネットワークＩ
Ｐアドレス３１２、被検索データに付随するデータとし
てのネットワークマスク３１３および被検索データに付
随するデータとしての中継先アドレス３１４で構成され
るエントリ３１１を記憶している。なお、リーフ用メモ
リ３１における各エントリ３１１のアドレスは、そのエ
ントリに対応するリーフが接続されるノードに対応する
レコード３０１のノード用メモリ３０におけるアドレス
を２分の１にした値の端数を切り捨てた値になるように
設定されている。なお、リーフを有さないノードに対応
するリーフ用メモリ３１の記憶場所には、有意な情報は
記憶されていない（ここでは値０が記憶される）。

【００５０】例えば図１２の検索木のリーフに対応する
情報は、図３に示すような値として記憶される。図３に
おいては、アドレス０には、初期情報（処理の最初に参
照される情報）に対応して、リーフなしを示す値０が記
憶され、アドレス１にノード３ａに接続されたリーフ５
ａに対応するエントリ３１１が記憶され、アドレス２に
ノード３ｄに接続されたリーフ５ｄに対応するエントリ
３１１が記憶され、アドレス３にノード３ｃに接続され
たリーフ５ｃに対応するエントリ３１１が記憶されてい
る。さらに、ノード３ｈ、ノード３ｋ、およびノード３
ｉにはリーフが接続されていないので、アドレス４〜６
には値０が記憶されている。以下同様に、残りのノード
に対応してそれぞれ値が記憶されている。例えば、アド
レス１には、リーフ５ａに対応して、宛先アドレス３１
２が０ｘ００００００００であり、ネットワークマスク
３２３が０ｘ００００００００であり、中継先アドレス
が０ｘ８０００Ａ８０４であるエントリ３１１が記憶さ
れている。

【００５１】３３は、ノード用メモリ３０およびシフタ
３４に供給されるアドレスを一時的に記憶するレジスタ
（処理手段）である。３４は、ノード用メモリ３０に供
給されるアドレスをＬＳＢ側に１ビットだけシフトさ
せ、シフト後の値をアドレスとしてリーフ用メモリ３１
に供給するシフタ（処理手段）である。なお、このシフ
タ３４は、入力の各ビットを、そのビットから１ビット
だけＬＳＢ側のビットとして単に出力し、入力のＬＳＢ
の値を切り捨てるようにしてもよい。

【００５２】３２は、検索データである宛先ＩＰアドレ
スを受け取り、ノード用メモリ３０およびリーフ用メモ
リ３１から適宜情報を読み出し、後述のようにして、そ
の宛先ＩＰアドレスに対応する宛先ネットワークＩＰア
ドレスや中継先アドレスを選択し、検索結果として出力
する制御回路（処理手段、データ保持手段、出力手段）
である。なお、制御回路３２は、互いに独立して動作す
る図示せぬ検索処理部と比較処理部を有し、検索処理部
で後述の検索処理を実行し、比較処理部で後述の比較処
理を実行する。

【００５３】次に動作について説明する。図４は、この
発明の実施の形態１によるデータ検索装置の動作につい
て説明するフローチャートである。

【００５４】まずステップＳＴ２１において、制御回路
３２は、検索位置（対象ノード）を頂点のノードに設定
する。このとき、制御回路３２は、レジスタ３３に初期
のアドレスとして０を記憶させ、ノード用メモリ３０の
アドレス０に記憶された初期情報を読み出し、その情報
のうちの頂点のノードのアドレスに基づいて、頂点のノ
ードの情報を読み出す。このとき、ノード用メモリ３０
により、頂点のノードに対応するフラグ３０６またはフ
ラグ３０７、およびビット番号３０４またはビット番号
３０５が制御回路３２に出力され、次段左側のノードへ
のポインタ３０２または次段右側のノードへのポインタ
３０３がレジスタ３３に出力されるとともに、リーフ用
メモリ３１により、頂点のノードに対応するエントリ３
１１が制御回路３２に出力される。

【００５５】次に、ステップＳＴ２２〜ステップＳＴ２
６の検索処理と、ステップＳＴ２７〜ステップＳＴ２９
の比較処理が並列して実行される。すなわち、制御回路
３２は、検索処理部で検索処理を実行し、比較処理部で
比較処理を実行する。

【００５６】まずステップＳＴ２２においては、制御回
路３２の検索処理部は、検索データのうちの、ＭＳＢか
ら対象ノードのビット番号だけＬＳＢ側のビットの値が
１であるか否かを判断する。そのビットの値が１である
場合には、制御回路３２の検索処理部は、レジスタ３３
に供給された次の対象ノードのアドレスのＬＳＢを０か
ら１に変更する。なお、ノード用メモリ３０の偶数アド
レスには、各ノードについての次段左側のノードの情報
が記憶されており、奇数アドレスには、次段右側のノー
ドの情報が記憶されている。したがって、レジスタ３３
に記憶されたアドレスのＬＳＢを０から１に変更するこ
とにより、次の対象ノードとしての次段右側のノードの
情報がノード用メモリ３０より出力される。

【００５７】ステップＳＴ２３において、制御回路３２
の検索処理部は、ノード用メモリ３０より供給されたそ
の次段右側のノードの情報のうちのフラグ３０７に基づ
いて、対象ノードの次段右側にノードがあるか否かを判
断し、対象ノードの次段右側にノードがあると判断した
場合、ステップＳＴ２４において、対象ノードが、その
次段右側のノードに移動されたことになる。

【００５８】一方、そのビットの値が０である場合に
は、制御回路３２の検索処理部は、レジスタ３３に記憶
されたアドレスを特に変更しない。したがって、次の対
象ノードとしての次段左側のノードの情報がノード用メ
モリ３０より出力される。

【００５９】ステップＳＴ２５において、制御回路３２
の検索処理部は、ノード用メモリ３０より供給されたそ
の次段左側のノードの情報のうちのフラグ３０６に基づ
いて、対象ノードの次段左側にノードがあるか否かを判
断し、対象ノードの次段左側にノードがあると判断した
場合、ステップＳＴ２６において、対象ノードが、その
次段左側のノードに移動されたことになる。

【００６０】このようにして、ステップＳＴ２２〜ステ
ップＳＴ２６の検索処理が実行される。この検索処理と
並列に比較処理が実行される。まず、レジスタ３３に記
憶された対象ノードのアドレスに対応してシフタ３４に
よりアドレスがリーフ用メモリ３１に供給され、対象ノ
ードに対応するエントリ３１１が制御回路３２の比較処
理部に供給される。

【００６１】そして、ステップＳＴ２７において、制御
回路３２の比較処理部は、そのエントリ３１１のデータ
がすべて０であるか否かを判断し、そのエントリ３１１
のデータのいずれかが０ではないと判断した場合、すな
わち、対象ノードにリーフがあると判断した場合、ステ
ップＳＴ２８において、リーフ用メモリ３１より供給さ
れたエントリ３１１の各データに基づいて、次の関係式
が成り立つか否かを判断する。 （検索データ）＆（ネットワークマスク）＝（宛先ネッ
トワークＩＰアドレス） そして、この関係式が成り立つと判断した場合、ステッ
プＳＴ２９において、制御回路３２の比較処理部は、そ
のリーフのエントリ３１１を記憶する。

【００６２】なお、ステップＳＴ２７において供給され
たエントリのデータがすべて０である場合には、ステッ
プＳＴ２８およびステップＳＴ２９の処理はスキップさ
れ、ステップＳＴ２８において上記関係式が成り立たな
い場合には、ステップＳＴ２９の処理はスキップされ
る。

【００６３】このようにして、ステップＳＴ２７〜ステ
ップＳＴ２９の比較処理が実行される。そして、検索処
理および比較処理が完了すると、ステップＳＴ３０に進
む。

【００６４】ステップＳＴ３０において、制御回路３２
は、比較処理部によりステップＳＴ２８の処理を実行し
たか否かを判断し、ステップＳＴ２８の処理を実行して
いない（すなわち、対象ノードにリーフがない）と判断
した場合、次の対象ノードに対して、ステップＳＴ２２
〜ステップＳＴ２９の処理を同様に実行する。

【００６５】一方、ステップＳＴ２８の処理を実行した
（すなわち、対象ノードにリーフがある）と判断した場
合、ステップＳＴ３１において、制御回路３２は、ステ
ップＳＴ２８において上記関係式が成り立ったか否かを
判断し、ステップＳＴ２８において上記関係式が成り立
たったと判断した場合、同様に、次の対象ノードに対し
て、ステップＳＴ２２〜ステップＳＴ２９の処理を実行
する。

【００６６】そして、ステップＳＴ２３において次の対
象ノードである次段右側のノードがないと判断される
か、あるいは、ステップＳＴ２５において次の対象ノー
ドである次段左側のノードがないと判断された場合、お
よび、ステップＳＴ３１においてステップＳＴ２８の処
理により上記関係式が成り立たなかったと判断した場
合、ステップＳＴ３２において、制御回路３２は、比較
処理部にリーフのエントリ３１１が記憶されているか否
かを判断し、リーフのエントリ３１１が記憶されている
場合には、ステップＳＴ３３において、そのリーフのエ
ントリ３１１である宛先ネットワークＩＰアドレス、ネ
ットワークマスクおよび中継先アドレスを、検索データ
である宛先ＩＰアドレスに対応するものとして出力す
る。

【００６７】なお、記憶されているリーフのデータがな
い場合には、ステップＳＴ３２においてリーフのデータ
がないと判断され、検索処理が終了する。この場合、検
索に失敗したことになり、例えば、該当するエントリが
ない旨の情報が検索結果として出力される。ただし、リ
ーフ５ａのようにデフォルトの中継先のためのデータを
設けておくことにより、中継先が必ず確定されるように
することができる。

【００６８】このようにして、各パケットに付加されて
いる宛先ＩＰアドレスを検索データとして、宛先ネット
ワークＩＰアドレスや中継先アドレスが検索される。

【００６９】ここで、具体的な検索の例として、中継装
置に図１２のパトリシアツリーに対応するデータが図２
および図３に示すようにノード用メモリ３０およびリー
フ用メモリ３１に記憶されており、検索データである宛
先ＩＰアドレスが０ｘ８０２０Ａ３２４である場合にお
ける検索処理について説明する。なお、この宛先ＩＰア
ドレスを２進数で表記すると、１０００ ００００ ０
０１０ ００００ １０１０ ００１１ ００１０ ０
１００となる。

【００７０】まず、制御回路３２は、検索位置（対象ノ
ード）を頂点のノードに設定する。このとき、制御回路
３２は、レジスタ３３に初期のアドレスとして０を記憶
させ、ノード用メモリ３０のアドレス０に記憶された初
期情報（フラグ３０６＝１，頂点のノード３ａのビット
番号３０４＝０，頂点のノード３ａへのポインタ３０２
＝２）を読み出す。このとき、その情報のうちの頂点の
ノードのアドレス（＝２）がレジスタ３３に供給され、
フラグ３０６（＝１）とビット番号３０４（＝０）は制
御回路３２に供給される。そして、制御回路３２は、レ
ジスタ３３のＬＳＢの値を０から１に変更する。

【００７１】次に、次の対象ノードの検索処理と、対象
ノードのリーフのデータと検索データとの比較処理が並
列して実行される。

【００７２】まず、検索処理において、制御回路３２の
検索処理部は、検索データのうちの、ＭＳＢから対象ノ
ードであるノード３ａのビット番号（＝０）だけＬＳＢ
側のビットの値が１であるか否かを判断する（ステップ
ＳＴ２２）。そのビット（すなわちＭＳＢ）の値が１で
あるので、制御回路３２の検索処理部は、レジスタ３３
に供給された次の対象ノードのアドレスのＬＳＢを０か
ら１に変更する。したがって、次に、ノード３ａに対す
る情報のうちの、アドレス３に記憶された次段右側のノ
ード（ノード３ｈ）の情報（フラグ３０７＝１，次段右
側のノード（ノード３ｈ）のビット番号３０５＝１，次
段右側のノード（ノード３ｈ）へのポインタ３０３＝
８）がノード用メモリ３０より出力される。

【００７３】制御回路３２の検索処理部は、ノード用メ
モリ３０より供給されたそのフラグ３０７の値が１であ
るので、対象ノードであるノード３ａの次段右側にノー
ドがあると判断する（ステップＳＴ２３）。ここで、対
象ノードが、その次段右側のノード３ｈに移動されたこ
とになる（ステップＳＴ２４）。

【００７４】この検索処理と並列に比較処理が実行され
る。比較処理においては、リーフ用メモリ３１により、
アドレス１に記憶された頂点のノード３ａに対応するエ
ントリ３１１（宛先ネットワークＩＰアドレス３１２＝
０ｘ００００００００，ネットマスク３１３＝０ｘ００
００００００，中継先アドレス３１４＝０ｘ８０００Ａ
８０４）が制御回路３２に出力される。そして、制御回
路３２の比較処理部は、対象ノードであるノード３ａに
対応するエントリ３１１のデータがすべて０であるか否
かを判断し（ステップＳＴ２７）、そのエントリ３１１
のデータのうちの中継アドレスの値が０ではないので、
すなわち対象ノードであるノード３ａにリーフがあるの
で、リーフ用メモリ３１より供給されたエントリ３１１
の各データに基づいて、次の関係式が成り立つか否かを
判断する（ステップＳＴ２８）。 （検索データ）＆（ネットワークマスク）＝（宛先ネッ
トワークＩＰアドレス）

【００７５】ここで（０ｘ８０２０Ａ３２４）＆（０ｘ
００００００００）＝（０ｘ００００００００）である
ので関係式が成り立つと判断し、制御回路３２の比較処
理部は、そのリーフのエントリ３１１を記憶する（ステ
ップＳＴ２９）。

【００７６】このようにして、比較処理が実行される。
そして、検索処理および比較処理が完了すると、上記関
係式が成り立ったので（ステップＳＴ３１）、さらに検
索処理および比較処理が実行される。

【００７７】まず、検索処理において、制御回路３２の
検索処理部は、検索データのうちの、ＭＳＢから対象ノ
ードであるノード３ｈのビット番号（＝１）だけＬＳＢ
側のビットの値が１であるか否かを判断する（ステップ
ＳＴ２２）。そのビットの値が０であるので、次に、ノ
ード３ｈに対する情報のうちの、アドレス８に記憶され
た次段左側のノード（ノード３ｉ）の情報（フラグ３０
６＝１，次段左側のノード（ノード３ｉ）のビット番号
３０４＝１０，次段左側のノード（ノード３ｉ）へのポ
インタ３０２＝１２）がノード用メモリ３０より出力さ
れる。

【００７８】制御回路３２の検索処理部は、ノード用メ
モリ３０より供給されたそのフラグ３０６の値が１であ
るので、対象ノードであるノード３ｈの次段左側にノー
ドがあると判断する（ステップＳＴ２５）。ここで、対
象ノードが、その次段左側のノード３ｉに移動されたこ
とになる（ステップＳＴ２６）。

【００７９】この検索処理と並列に比較処理が実行され
る。比較処理においては、リーフ用メモリ３１によりア
ドレス４に記憶されたノード３ｈに対応するエントリ３
１１が制御回路３２に出力される。そして、制御回路３
２の比較処理部は、対象ノードであるノード３ｈに対応
するエントリのデータがすべて０であるか否かを判断し
（ステップＳＴ２７）、そのエントリのデータのうちの
中継アドレスの値が０であるので、すなわち対象ノード
であるノード３ｈにリーフがないので、ここで比較処理
を完了する。

【００８０】このようにして、比較処理が実行される。
そして、検索処理および比較処理が完了すると、上記関
係式が成り立つか否かの判断が実行されていないので
（ステップＳＴ３０）、さらに検索処理および比較処理
が実行される。

【００８１】まず、検索処理において、制御回路３２の
検索処理部は、検索データのうちの、ＭＳＢから対象ノ
ードであるノード３ｉのビット番号（＝１０）だけＬＳ
Ｂ側のビットの値が１であるか否かを判断する（ステッ
プＳＴ２２）。そのビットの値が１であるので、制御回
路３２の検索処理部は、レジスタ３３に供給された次の
対象ノードのアドレスのＬＳＢを０から１に変更する。
したがって、次に、ノード３ｉに対する情報のうちの、
アドレス１３に記憶された次段右側のノード（ノード３
ｃ）の情報（フラグ３０７＝１，次段右側のノード（ノ
ード３ｃ）のビット番号３０５＝１６，次段右側のノー
ド（ノード３ｃ）へのポインタ３０３＝６）がノード用
メモリ３０より出力される。

【００８２】制御回路３２の検索処理部は、ノード用メ
モリ３０より供給されたそのフラグ３０７の値が１であ
るので、対象ノードであるノード３ｉの次段右側にノー
ドがあると判断する（ステップＳＴ２３）。ここで、対
象ノードが、その次段右側のノード３ｃに移動されたこ
とになる（ステップＳＴ２４）。

【００８３】この検索処理と並列に比較処理が実行され
る。比較処理においては、リーフ用メモリ３１によりア
ドレス６に記憶されたノード３ｉに対応するエントリ３
１１が制御回路３２に出力される。そして、制御回路３
２の比較処理部は、対象ノードであるノード３ｉに対応
するエントリ３１１のデータがすべて０であるか否かを
判断し（ステップＳＴ２７）、そのエントリ３１１のデ
ータがすべて０であるので、すなわち対象ノードである
ノード３ｉにリーフがないので、ここで比較処理を完了
する。

【００８４】このようにして、比較処理が実行される。
そして、検索処理および比較処理が完了すると、上記関
係式が成り立つか否かの判断が実行されていないので
（ステップＳＴ３０）、さらに検索処理および比較処理
が実行される。

【００８５】まず、検索処理において、制御回路３２の
検索処理部は、検索データのうちの、ＭＳＢから対象ノ
ードであるノード３ｃのビット番号（＝１６）だけＬＳ
Ｂ側のビットの値が１であるか否かを判断する（ステッ
プＳＴ２２）。そのビットの値が１であるので、次に、
ノード３ｃに対する情報のうちの、アドレス７に記憶さ
れた次段右側のノード（ノード３ｋ）の情報（フラグ３
０７＝１，次段右側のノード（ノード３ｋ）のビット番
号３０５＝１９，次段右側のノード（ノード３ｋ）への
ポインタ３０３＝１０）がノード用メモリ３０より出力
される。

【００８６】制御回路３２の検索処理部は、ノード用メ
モリ３０より供給されたそのフラグ３０７の値が１であ
るので、対象ノードであるノード３ｃの次段右側にノー
ドがあると判断する（ステップＳＴ２３）。ここで、対
象ノードが、その次段右側のノード３ｋに移動されたこ
とになる（ステップＳＴ２４）。

【００８７】この検索処理と並列に比較処理が実行され
る。比較処理においては、リーフ用メモリ３１によりア
ドレス３に記憶されたノード３ｃに対応するエントリ３
１１が制御回路３２に出力される。そして、制御回路３
２の比較処理部は、対象ノードであるノード３ｃに対応
するエントリ３１１のデータがすべて０であるか否かを
判断し（ステップＳＴ２７）、そのエントリ３１１のデ
ータのうちの宛先ネットワークＩＰアドレス、ネットワ
ークマスクおよび中継アドレスの値が０ではないので、
すなわち対象ノードであるノード３ｃにリーフがあるの
で、リーフ用メモリ３１より供給されたエントリの各デ
ータに基づいて、次の関係式が成り立つか否かを判断す
る（ステップＳＴ２８）。 （検索データ）＆（ネットワークマスク）＝（宛先ネッ
トワークＩＰアドレス）

【００８８】ここで（０ｘ８０２０Ａ３２４）＆（０ｘ
ＦＦＦＦ００００）＝（０ｘ８０２０００００）である
ので関係式が成り立つと判断し、制御回路３２の比較処
理部は、そのリーフのエントリ３１１を記憶する（ステ
ップＳＴ２９）。

【００８９】このようにして、比較処理が実行される。
そして、検索処理および比較処理が完了すると、上記関
係式が成り立ったので（ステップＳＴ３１）、さらに検
索処理および比較処理が実行される。

【００９０】まず、検索処理において、制御回路３２の
検索処理部は、検索データのうちの、ＭＳＢから対象ノ
ードであるノード３ｋのビット番号（＝１９）だけＬＳ
Ｂ側のビットの値が１であるか否かを判断する（ステッ
プＳＴ２２）。そのビットの値が０であるので、次に、
ノード３ｋに対する情報のうちの、アドレス１０に記憶
された次段左側のノード（ノード３ｄ）の情報（フラグ
３０６＝１，次段左側のノード（ノード３ｄ）のビット
番号３０４＝２０，次段左側のノード（ノード３ｄ）へ
のポインタ３０２＝４）がノード用メモリ３０より出力
される。

【００９１】制御回路３２の検索処理部は、ノード用メ
モリ３０より供給されたそのフラグ３０６の値が１であ
るので、対象ノードであるノード３ｋの次段左側にノー
ドがあると判断する（ステップＳＴ２３）。ここで、対
象ノードが、その次段左側のノード３ｄに移動されたこ
とになる（ステップＳＴ２４）。

【００９２】この検索処理と並列に比較処理が実行され
る。比較処理においては、リーフ用メモリ３１によりア
ドレス５に記憶されたノード３ｋに対応するエントリ３
１１が制御回路３２に出力される。そして、制御回路３
２の比較処理部は、対象ノードであるノード３ｋに対応
するエントリ３１１のデータがすべて０であるか否かを
判断し（ステップＳＴ２７）、そのエントリ３１１のデ
ータがすべて０であるので、すなわち対象ノードである
ノード３ｋにリーフがないので、ここで比較処理を完了
する。

【００９３】このようにして、比較処理が実行される。
そして、検索処理および比較処理が完了すると、上記関
係式が成り立つか否かの判断が実行されてないので（ス
テップＳＴ３０）、さらに検索処理および比較処理が実
行される。

【００９４】まず、検索処理において、制御回路３２の
検索処理部は、検索データのうちの、ＭＳＢから対象ノ
ードであるノード３ｄのビット番号（＝２０）だけＬＳ
Ｂ側のビットの値が１であるか否かを判断する（ステッ
プＳＴ２２）。そのビットの値が０であるので、次に、
ノード３ｄに対する情報のうちの、アドレス４に記憶さ
れた次段左側のノードの情報（フラグ３０６＝０，次段
左側のノードのビット番号３０４＝０，次段左側のノー
ドへのポインタ３０２＝０）がノード用メモリ３０より
出力される。

【００９５】制御回路３２の検索処理部は、ノード用メ
モリ３０より供給されたそのフラグ３０６の値が０であ
るので、対象ノードであるノード３ｃの次段左側にノー
ドがないと判断する（ステップＳＴ２３）。ここで検索
処理を完了する。

【００９６】この検索処理と並列に比較処理が実行され
る。比較処理においては、リーフ用メモリ３１によりア
ドレス２に記憶されたノード３ｄに対応するエントリ３
１１が制御回路３２に出力される。そして、制御回路３
２の比較処理部は、対象ノードであるノード３ｄに対応
するエントリ３１１のデータがすべて０であるか否かを
判断し（ステップＳＴ２７）、そのエントリ３１１のデ
ータのうちの宛先ネットワークＩＰアドレス、ネットワ
ークマスクおよび中継アドレスの値が０ではないので、
すなわち対象ノードであるノード３ｄにリーフがあるの
で、リーフ用メモリ３１より供給されたエントリの各デ
ータに基づいて、次の関係式が成り立つか否かを判断す
る（ステップＳＴ２８）。 （検索データ）＆（ネットワークマスク）＝（宛先ネッ
トワークＩＰアドレス）

【００９７】ここで（０ｘ８０２０Ａ３２４）＆（０ｘ
ＦＦＦＦＦ０００）＝（０ｘ８０２０Ａ０００）≠（０
ｘ８０２０８０００）であるので関係式が成り立たない
と判断する。したがって、ここで比較処理を完了する。

【００９８】このようにして、比較処理が実行される。
そして、検索処理および比較処理が完了すると、上記関
係式が成り立たなかったので（ステップＳＴ３１）、検
索処理および比較処理が終了される。

【００９９】そして、制御回路３２は、比較処理部にリ
ーフのデータが記憶されているか否かを判断し（ステッ
プＳＴ３２）、リーフ５ｃのエントリ３１１が記憶され
ているので、そのリーフ５ｃのエントリ３１１である宛
先ネットワークＩＰアドレス（＝０ｘ８０２００００
０）、ネットワークマスク（＝０ｘＦＦＦＦ００００）
および中継先アドレス（＝０ｘ８０２０８４３Ｅ）を、
検索データである宛先ＩＰアドレス（＝０ｘ８０２０Ａ
３２４）に対応するものとして出力する（ステップＳＴ
３３）。

【０１００】このようにして、宛先ＩＰアドレス（０ｘ
８０２０Ａ３２４）を検索データとしたときの宛先ネッ
トワークアドレスや中継先アドレスが検索される。

【０１０１】以上のように、この実施の形態１によれ
ば、検索データの、対象ノードのビット番号に対応する
ビットの値に基づいて次段のノードを検索する検索処理
と、対象ノードに接続されるリーフのデータと検索デー
タとを比較する比較処理とを並列して実行するようにし
たので、ハードウェアによる処理に適した、検索に要す
る時間を短縮することができるという効果が得られる。

【０１０２】すなわち、従来のデータ検索方法において
は、常に末端のノードまで検索処理を実行し、その後、
スタックされたリーフのデータと検索データとの比較処
理を順次実行しているが、この実施の形態においては、
ノード毎に検索処理と比較処理が並列に実行されるの
で、比較処理により上記関係式が成り立たなくなった時
点のノードまでで検索処理および比較処理を終了するこ
とができ、処理時間を短縮することができるという効果
が得られる。また、検索処理と比較処理とは互いに独立
しているため、すなわち両者の間でデータの授受が不要
な処理であるため、専用ハードウェア（検索処理部およ
び比較処理）により並列処理が簡単に実行することがで
きるという効果が得られる。さらに、この実施の形態に
おいては、従来のデータ検索方法のようにスタックを必
要としないので、専用ハードウェアによる装置の実現が
より簡単になる。そして、専用ハードウェアにより処理
を実行することにより、いわゆるコンピュータを使用し
たソフトウェアでの処理に比較して、処理時間をさらに
短縮することができるという効果が得られる。

【０１０３】例えば、１つのノードに対して、ノード用
メモリ３０およびリーフ用メモリ３１へのアクセスが１
回ずつ実行されるので、そのアクセス時間以下の時間で
制御回路３２における処理を実行すれば、例えば１回の
アクセス時間が１０ナノ秒であるメモリを使用すると、
３２ビット長のＩＰアドレスが宛先アドレス、宛先ネッ
トワークアドレスに採用されている場合、検索に要する
時間は６４０（＝（１０＋１０）×３２）ナノ秒以下に
なる。

【０１０４】なお、実施の形態１においては、リーフの
有無を、リーフ用メモリ３１からの各データの値がすべ
て０であるか否かで判断しているが、リーフ用メモリ３
１に記憶されている各エントリ３１１にリーフの有無を
示すフラグを設け、そのフラグの値に基づいてリーフの
有無を判断するようにしてもよい。

【０１０５】また、実施の形態１においては、１つのノ
ードに対して、ノード用メモリ３０の２つのワード（２
つのアドレスによる記憶場所）を使用しているが、１ワ
ードのビット数が大きいメモリを使用して、１つのノー
ドに対して１つのワードを使用するようにしてもよい。
その場合、シフタ３４を削除することができる。

【０１０６】実施の形態２．図５は、この発明の実施の
形態２によるデータ検索装置の構成例を示すブロック図
である。実施の形態２によるデータ検索装置は、実施の
形態１によるデータ検索装置のリーフ用メモリ３１をリ
ーフ用メモリ４１に、制御回路３２を制御回路４２に変
更したものであるので、そのリーフ用メモリ４１および
制御回路４２についてだけ説明する。

【０１０７】４１は、パトリシアツリーなどの検索木に
おけるリーフの情報を記憶するリーフ用メモリである。
リーフ用メモリ４１は、リーフ毎に、宛先ネットワーク
ＩＰアドレス３１２および中継先アドレス３１４で構成
されるエントリ４１１を記憶している。なお、リーフ用
メモリ４１における各エントリ４１１のアドレスは、そ
のエントリ４１１に対応するリーフが接続されるノード
に対応するレコード３０１のノード用メモリ３０におけ
るアドレスを２分の１にした値の端数を切り捨てた値に
なるように設定されている。リーフを有さないノードに
対応するリーフ用メモリ４１の記憶場所には、有意な情
報は記憶されていない（ここでは値０が記憶される）。

【０１０８】４２は、検索データである宛先ＩＰアドレ
スを受け取り、ノード用メモリ３０およびリーフ用メモ
リ４１から適宜情報を読み出し、後述のようにして、そ
の宛先ＩＰアドレスに対応する宛先ネットワークＩＰア
ドレスや中継先アドレスを選択し、検索結果として出力
する制御回路（処理手段、データ保持手段、出力手段）
である。なお、制御回路４２は、制御回路３２と同様
に、互いに独立して動作する図示せぬ検索処理部と比較
処理部を有し、検索処理部で検索処理を実行し、比較処
理部で比較処理を実行する。

【０１０９】次に動作について説明する。この実施の形
態２によるデータ検索装置においては、制御回路４２
が、対象ノードのビット番号から、その対象ノードに接
続されるリーフのデータの１つであるネットワークマス
クを生成する。すなわち、制御回路４２は、ノード用メ
モリ３０より次段左側のノードのビット番号３０４、ま
たは次段右側のノードのビット番号３０５を供給される
と、比較処理部において、その次段左側のノードに接続
されるリーフのデータの一部としてのネットワークマス
クを、ＭＳＢ側のビット番号３０４，３０５だけの各ビ
ットの値を１とし、その他のビットの値を０として生成
する。例えば、次段右側のノードのビット番号３０５が
１６である場合、ネットワークマスクとして０ｘＦＦＦ
Ｆ００００が生成される。

【０１１０】なお、この実施の形態２による制御回路４
２の比較処理部は、リーフ用メモリ４１より供給された
宛先ネットワークＩＰアドレスおよび中継先アドレスの
値が０である場合に、リーフがないと判断する。したが
って、実際にはリーフがない場合において、上述のよう
にネットワークマスクが生成されても特に問題は生じな
い。

【０１１１】その他の動作については実施の形態１によ
るものと同様であるので、その説明を省略する。

【０１１２】以上のように、この実施の形態２によれ
ば、リーフ用メモリ４１にネットワークマスクを記憶し
ないので、リーフ用メモリ４１の記憶容量を低減するこ
とができ、装置のコストを低減することができるという
効果が得られる。

【０１１３】なお、実施の形態２においては、リーフの
有無を、リーフ用メモリ４１からの各データの値がすべ
て０であるか否かで判断しているが、リーフ用メモリ４
１に記憶されている各エントリ４１１にリーフの有無を
示すフラグを設け、そのフラグの値に基づいてリーフの
有無を判断するようにしてもよい。

【０１１４】実施の形態３．図６は、この発明の実施の
形態３によるデータ検索装置の構成例を示すブロック図
である。図において、４１Ａは、パトリシアツリーなど
の検索木におけるリーフの情報を記憶するリーフ用メモ
リ（第３のリーフ情報記憶手段）である。リーフ用メモ
リ４１Ａは、リーフ毎に、宛先ネットワークＩＰアドレ
ス３１２および中継先アドレス３１４で構成されるエン
トリ４１１を記憶している。なお、リーフ用メモリ４１
Ａは、リーフ用メモリ３１，４１とは異なり、実際に存
在するリーフに対するエントリのみを記憶している。

【０１１５】５０は、各ノードに対応して、そのノード
に接続されるリーフの有無を表すフラグ５０３およびそ
のリーフへのポインタ５０２で構成されるレコード５０
１を記憶するリーフポインタ用メモリ（第２のリーフ情
報記憶手段）である。５３は、リーフポインタ用メモリ
５０より読み出されるアドレスを一時的に記憶し、リー
フ用メモリ４１Ａに供給するレジスタ（処理手段）であ
る。

【０１１６】５２は、検索データである宛先ＩＰアドレ
スを受け取り、ノード用メモリ３０、リーフポインタ用
メモリ５０、およびリーフ用メモリ４１Ａから適宜情報
を読み出し、後述のようにして、その宛先ＩＰアドレス
に対応する宛先ネットワークＩＰアドレスや中継先アド
レスを選択し、検索結果として出力する制御回路（処理
手段、データ保持手段、出力手段）である。なお、制御
回路５２は、制御回路３２，４２と同様に、互いに独立
して動作する図示せぬ検索処理部と比較処理部を有し、
検索処理部で検索処理を実行し、比較処理部で比較処理
を実行する。

【０１１７】その他の構成要素については、実施の形態
２によるものと同様であるので、その説明を省略する。

【０１１８】次に動作について説明する。この実施の形
態３においては、リーフポインタ用メモリ５０より、リ
ーフの有無を表すフラグ５０３が制御回路５２に供給さ
れ、そのリーフへのポインタ５０２（リーフ用メモリ４
１Ａにおいて、そのリーフに対応するエントリ４１１が
記憶されているアドレス）がレジスタ５３に供給され
る。そして、そのポインタ５０２がリーフ用メモリ４１
Ａに供給され、そのリーフに対応するエントリ４１１
（宛先ネットワークＩＰアドレス３１２および中継先ア
ドレス３１４）が制御回路５２に供給される。そして、
制御回路５２の比較処理部は、比較処理において、フラ
グ５０３の値に基づいて、リーフの有無を判断する。

【０１１９】その他の動作については実施の形態２によ
るものと同様であるので、その説明を省略する。

【０１２０】以上のように、この実施の形態３によれ
ば、実際に存在するリーフのみに対応してエントリを記
憶するようにしたので、リーフ用メモリ４１Ａの記憶容
量を低減することができ、装置のコストを低減すること
ができるという効果が得られる。なお、その代わりにリ
ーフポインタ用メモリ５０が必要になるが、リーフ用メ
モリ４１Ａのビット幅（ＩＰアドレスが３２ビットの場
合、６４ビット）に比較して、リーフポインタ用メモリ
５０のビット幅（例えば、リーフ用メモリ４１Ａのアド
レスが１６ビットの場合、１７ビット）が小さいため、
総合的にメモリの記憶容量を低減することができる。

【０１２１】なお、実施の形態３においては、リーフ用
メモリ４１Ａよりエントリ４１１が制御回路５２に供給
され、比較処理が終了した後に、次のノードのデータが
ノード用メモリ３０およびリーフポインタ用メモリ５０
より制御回路５２に供給されるが、リーフ用メモリ４１
Ａからのエントリの読み出しと、ノード用メモリ３０お
よびリーフポインタ用メモリ５０からの次のノードのデ
ータの読み出しとを同時に行い、さらに、それらの読出
しの処理と比較処理とをパイプライン化するようにして
もよい。

【０１２２】実施の形態４．図７は、この発明の実施の
形態４によるデータ検索装置の構成例を示すブロック図
である。図８は、実施の形態４によるデータ検索装置の
ノード用メモリに記憶されるデータの一例を示す図であ
る。図９は、実施の形態４によるデータ検索装置のリー
フ用メモリに記憶されるデータの一例を示す図である。

【０１２３】図７において、７０は、パトリシアツリー
などの検索木におけるノードの情報を記憶するノード用
メモリ（ノード情報記憶手段）である。ノード用メモリ
７０は、ノード毎に、次段左側のノードが末端のノード
（すなわち、次段にノードを有さないノード）であり、
かつリーフを有するか否かを示すフラグ７０８、次段右
側のノードが末端のノードであり、かつリーフを有する
か否かを示すフラグ７０９、次段左側にノードがあるか
否かを示すフラグ３０６、次段右側にノードがあるか否
かを示すフラグ３０７、次段左側のノードのビット番号
３０４、次段右側のノードのビット番号３０５、ポイン
タ７０２、およびポインタ７０３で構成されるレコード
７０１を記憶している。ただし、末端のノードに対する
レコード７０１は記憶されていない。なお、フラグ３０
６，３０７の値は、ノードがある場合１に設定され、そ
うでない場合０に設定される。また、フラグ７０８，７
０９の値は、次段のノードが末端であり、かつリーフを
有する場合１に設定され、そうでない場合０に設定され
る。なお、上記ポインタとは、そのノードの情報が記憶
されている場所のアドレスである。

【０１２４】なお、ポインタ７０２は、フラグ７０８が
０である場合、次段左側のノードへのポインタ（ノード
用メモリ７０において次段左側のノードのレコード７０
１が記憶されているアドレス）であり、フラグ７０８が
１である場合、次段左側の末端のノードに接続されるリ
ーフへのポインタ（リーフ用メモリ３１Ａにおいて次段
左側の末端のノードに接続されたリーフのエントリ３１
１が記憶されているアドレスの２倍の値）である。ポイ
ンタ７０３は、フラグ７０９が０である場合、次段右側
のノードへのポインタ（ノード用メモリ７０において次
段右側のノードのレコード７０１が記憶されているアド
レス）であり、フラグ７０９が１である場合、次段右側
の末端のノードに接続されるリーフへのポインタ（リー
フ用メモリ３１Ａにおいて次段右側の末端のノードに接
続されたリーフのエントリ３１１が記憶されているアド
レスの２倍の値）である。

【０１２５】例えば図１２の検索木のノードに対応する
情報は、図８に示すような値として記憶される。図８に
おいては、アドレス０に初期情報（処理の最初に参照さ
れる情報）が記憶され、アドレス２，３にノード３ａに
対応するレコード７０１が記憶され、アドレス４，５に
ノード３ｃに対応するレコード７０１が記憶され、アド
レス６，７にノード３ｈに対応するレコード７０１が記
憶されており、さらに、アドレス８，９にノード３ｋに
対応するレコード７０１が記憶され、アドレス１０，１
１にノード３ｉに対応するレコード７０１が記憶され、
以下同様に、残りのノードに対応するレコード７０１が
記憶されている。そして、アドレス８，９，１０に記憶
されたポインタ７０２，７０３は、末端のノードに接続
されたリーフへのポインタである。これらの値が２５
６、２５８および２６０であるので、末端のノードに接
続されたリーフ５ｄ，５ｅ，５ｂに対応するエントリ３
１１は、リーフ用メモリ３１Ａのアドレス１２８，１２
９，１３０にそれぞれ記憶されている。

【０１２６】３１Ａは、パトリシアツリーなどの検索木
におけるリーフの情報を記憶するリーフ用メモリ（第１
のリーフ情報記憶手段）である。リーフ用メモリ３１Ａ
は、リーフ用メモリ３１と同様に、リーフ毎に、宛先ネ
ットワークＩＰアドレス３１２、ネットワークマスク３
１３、および中継先アドレス３１４で構成されるエント
リを記憶している。ただし、リーフ用メモリ３１Ａで
は、末端のノードに接続されたリーフのエントリ３１１
は、上述のフラグ７０８，７０９が１である場合のポイ
ンタ７０２，７０３に関連づけて記憶されている。

【０１２７】例えば図１２の検索木のリーフに対応する
情報は、図９に示すような値として記憶される。図９に
おいては、アドレス０には、初期情報（処理の最初に参
照される情報）に対応して、リーフなしを示す値０が記
憶され、アドレス１にノード３ａに接続されたリーフ５
ａに対応するエントリ３１１が記憶され、アドレス２に
ノード３ｃに接続されたリーフ５ｃに対応するエントリ
３１１が記憶される。さらに、ノード３ｈ、ノード３
ｋ、およびノード３ｉにはリーフが接続されていないの
で、アドレス３〜５には値０が記憶されている。以下同
様に、残りのノードに対応してそれぞれ値が記憶されて
いる。そして、アドレス１２８，１２９，１３０に、末
端のノードに接続されたリーフ５ｄ，５ｅ，５ｂに対応
するエントリ３１１がそれぞれ記憶されている。

【０１２８】７２は、検索データである宛先ＩＰアドレ
スを受け取り、ノード用メモリ７０およびリーフ用メモ
リ３１Ａから適宜情報を読み出し、後述のようにして、
その宛先ＩＰアドレスに対応する宛先ネットワークＩＰ
アドレスや中継先アドレスを選択し、検索結果として出
力する制御回路（処理手段、データ保持手段、出力手
段）である。なお、制御回路７２は、制御回路３２と同
様に、互いに独立して動作する図示せぬ検索処理部と比
較処理部を有し、検索処理部で検索処理を実行し、比較
処理部で比較処理を実行する。

【０１２９】その他の構成要素については、実施の形態
１によるものと同様であるので、その説明を省略する。

【０１３０】次に動作について説明する。この実施の形
態４においては、ノード用メモリ７０より、フラグ７０
８，７０９、フラグ３０６，３０７，ビット番号３０
４，３０５が制御回路７２に供給され、ポインタ７０
２，７０３がレジスタ３３に供給される。そして、制御
回路７２は、フラグ７０８，７０９の値に基づいて、対
象ノードが末端のノードであるのか否かを判断する。

【０１３１】その他の動作については実施の形態１によ
るものと同様であるので、その説明を省略する。

【０１３２】以上のように、この実施の形態４によれ
ば、ノード用メモリ７０に、次段のノードが末端のノー
ドであり、かつリーフを有するか否かを示すフラグ７０
８，７０９を記憶するとともに、その末端のノードの有
するリーフへのポインタ７０２，７０３を記憶するよう
にしたので、末端のノードに対するレコード７０１をノ
ード用メモリ７０に記憶する必要がなくなり、メモリの
記憶容量を低減することができ、装置のコストを低減す
ることができるという効果が得られる。

【０１３３】実施の形態５．図１０は、この発明の実施
の形態５によるデータ検索装置の構成例を示すブロック
図である。図において、８１は、パトリシアツリーなど
の検索木におけるリーフの情報を記憶するリーフ用メモ
リ（第４のリーフ情報記憶手段）である。リーフ用メモ
リ８１は、リーフ毎に、宛先ネットワークＩＰアドレス
３１２およびエントリ情報へのポインタ８１２（エント
リ情報用メモリ８０においてそのリーフのデータである
中継先アドレスなどのエントリ情報が記憶されているア
ドレス）で構成されるエントリ８１１を記憶している。
なお、リーフ用メモリ８１における各エントリのアドレ
スは、そのエントリに対応するリーフが接続されるノー
ドに対応するレコード３０１のノード用メモリ３０にお
けるアドレスを２分の１にした値の端数を切り捨てた値
になるように設定されている。リーフを有さないノード
に対応するエントリ８１１の宛先ネットワークＩＰアド
レス３１２およびエントリ情報へのポインタ８１２は、
値０に設定される。

【０１３４】８０は、リーフ毎に、中継先アドレス３１
４などのエントリ情報を記憶するエントリ情報用メモリ
（第５のリーフ情報記憶手段）である。ただし、リーフ
がない場合、エントリ情報へのポインタ８１２として０
が記憶されるので、アドレス０には、有意な情報は記憶
されない。８３は、リーフ用メモリ８１より供給される
アドレス（エントリ情報へのポインタ８１２）が０でな
い場合、そのアドレスを一時的に記憶し、制御回路８２
から所定の信号が供給されると、そのアドレスをエント
リ情報用メモリ８０に供給するアドレス記憶部（処理手
段）である。

【０１３５】８２は、検索データである宛先ＩＰアドレ
スを受け取り、ノード用メモリ３０、リーフ用メモリ８
１、およびエントリ情報用メモリ８０から適宜情報を読
み出し、後述のようにして、その宛先ＩＰアドレスに対
応する宛先ネットワークＩＰアドレスや中継先アドレス
を選択し、検索結果として出力する制御回路（処理手
段、データ保持手段、出力手段）である。なお、制御回
路８２は、制御回路３２，４２と同様に、互いに独立し
て動作する図示せぬ検索処理部と比較処理部を有し、検
索処理部で検索処理を実行し、比較処理部で比較処理を
実行する。

【０１３６】その他の構成要素については実施の形態２
によるものと同様であるので、その説明を省略する。

【０１３７】次に動作について説明する。この実施の形
態５においては、対象ノードに接続されたリーフのデー
タである宛先ネットワークＩＰアドレス３１２がリーフ
用メモリ８１より制御回路８２に供給され、その宛先ネ
ットワークＩＰアドレス３１２と同一のエントリ８１１
に属するポインタ８１２が、その値が０ではない場合に
は、アドレス記憶部８３に記憶される。そして、検索デ
ータに対応する宛先ネットワークＩＰアドレス３１２が
確定した後に、制御回路８２は、所定の信号をアドレス
記憶部８３に供給し、記憶しているアドレスをエントリ
情報用メモリ８０に供給させる。そして、確定した宛先
ネットワークＩＰアドレス３１２に対応した中継先アド
レス３１４が、エントリ情報用メモリ８０より制御回路
８２に供給される。

【０１３８】そして、制御回路８２は、確定した宛先ネ
ットワークＩＰアドレスおよびエントリ情報用メモリ８
０からの中継先アドレス３１４を検索結果として出力す
る。また、制御回路８２は、エントリ情報へのポインタ
８１２の値が０ではない場合、リーフがあると判断し、
そうでない場合、リーフがないと判断する。

【０１３９】その他の動作については実施の形態２によ
るものと同様であるので、その説明を省略する。

【０１４０】以上のように、この実施の形態５によれ
ば、中継先アドレスなどのエントリ情報を検索処理およ
び比較処理が終了した後に１回読み出すだけであるの
で、検索処理および比較処理ごとにエントリ情報の授受
を実行しなくても済み、処理時間を短縮することができ
るという効果が得られる。さらに、この実施の形態５に
おいては、エントリ情報として中継先アドレスだけが記
憶されているが、他の情報を追加してもよい。そして、
他の情報が追加された場合、エントリ情報の読み出し回
数が低減されたことによる上記効果がより顕著になる。

【０１４１】なお、上記実施の形態１〜５においては、
各ノードのビット番号に対応して値を検査するビット数
を１としているが、このときに複数のビット数ｎを検査
するようにしてもよい。その場合には、１つのノード
に、最大２のｎ乗の次段のノードが接続される（すなわ
ち検索木をマルチウェイツリーとする）ようにしてもよ
い。

【０１４２】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、検索
データの、対象ノードのビット番号が指す桁の値に基づ
いて次段のノードの中から次の対象ノードを検索する検
索処理と、対象ノードに接続されるリーフの被検索デー
タと検索データとを所定の桁について比較する比較処理
とを並列して実行し、比較処理により所定の桁について
被検索データと検索データとが一致した場合に被検索デ
ータを保持し、検索処理により次段のノードが存在しな
い場合、および、比較処理により所定の桁について被検
索データと検索データとが一致しない場合に、最後に保
持した被検索データを検索結果として出力するように構
成したので、ハードウェアによる処理に適した、検索に
要する時間を短縮することができるという効果がある。
ひいては、本発明をルータなどのパケット中継装置に適
用することにより、パケットの中継を迅速に実行するこ
とができるという効果がある。

【０１４３】この発明によれば、ノード情報記憶手段か
ら、対象ノードに対応するビット番号を読み出し、その
ビット番号が指す桁の値に基づいて次段のノードへのポ
インタをノード情報記憶手段から読み出して次段のノー
ドの中から次の対象ノードを検索するとともに、第２の
リーフ情報記憶手段から、対象ノードに接続されるリー
フへのポインタを読み出し、そのポインタに基づいて第
３のリーフ情報記憶手段から、そのリーフの被検索デー
タおよびその被検索データに付随するデータを読み出
し、その被検索データに付随するデータより指定された
桁についてその被検索データと検索データとを比較する
ように構成したので、第３のリーフ情報記憶手段の記憶
容量を低減することができ、装置のコストを低減するこ
とができるという効果がある。

【０１４４】この発明によれば、対象ノードのビット番
号に基づいて、ノードに接続されるリーフの被検索デー
タと検索データとを比較する桁を決定するように構成し
たので、第１のリーフ情報記憶手段の記憶容量を低減す
ることができ、装置のコストを低減することができると
いう効果がある。

【０１４５】この発明によれば、処理手段により、ノー
ド情報記憶手段から、対象ノードに対応するビット番号
を読み出し、そのビット番号が指す桁の値に基づいて次
段のノードへのポインタまたは末端のノードに接続され
たリーフへのポインタをノード情報記憶手段から読み出
して次段のノードの中から次の対象ノードを検索すると
ともに、第１のリーフ情報記憶手段から、対象ノードに
接続されるリーフまたは末端のノードに接続されたリー
フの被検索データおよびその被検索データに付随するデ
ータを読み出し、その被検索データに付随するデータに
より指定された桁についてその被検索データと検索デー
タとを比較するように構成したので、末端のノードに対
するデータをノード情報記憶手段に記憶する必要がなく
なり、メモリの記憶容量を低減することができ、装置の
コストを低減することができるという効果がある。

【０１４６】この発明によれば、ノード情報記憶手段か
ら、対象ノードに対応するビット番号を読み出し、その
ビット番号が指す桁の値に基づいて次段のノードへのポ
インタをノード情報記憶手段から読み出して次段のノー
ドの中から次の対象ノードを検索するとともに、第４の
リーフ情報記憶手段から、対象ノードに接続されるリー
フの被検索データおよびその被検索データに付随するデ
ータへのポインタを読み出し、所定の桁についてその被
検索データと検索データとを比較し、検索により次段の
ノードが存在しない場合および比較により所定の桁につ
いて被検索データと検索データとが一致しない場合に被
検索データに付随するデータへのポインタに基づいて第
５のリーフ情報記憶手段からその被検索データに付随す
るデータを読み出し、上記比較により所定の桁について
被検索データと検索データとが一致した場合に、被検索
データを保持し、上記検索により次段のノードが存在し
ない場合、および上記比較により所定の桁について被検
索データと検索データとが一致しない場合に、最後に保
持した被検索データおよび読み出されたその被検索デー
タに付随するデータを検索結果として出力するように構
成したので、付随するデータを検索処理および比較処理
が終了した後に１回読み出すだけで済み、検索処理およ
び比較処理ごとにその付随するデータの授受を実行しな
くても済み、処理時間を短縮することができるという効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１によるデータ検索装
置の構成例を示すブロック図である。

【図２】 この発明の実施の形態１によるデータ検索装
置のノード用メモリに記憶されるデータの一例を示す図
である。

【図３】 この発明の実施の形態１によるデータ検索装
置のリーフ用メモリに記憶されるデータの一例を示す図
である。

【図４】 この発明の実施の形態１によるデータ検索装
置の動作について説明するフローチャートである。

【図５】 この発明の実施の形態２によるデータ検索装
置の構成例を示すブロック図である。

【図６】 この発明の実施の形態３によるデータ検索装
置の構成例を示すブロック図である。

【図７】 この発明の実施の形態４によるデータ検索装
置の構成例を示すブロック図である。

【図８】 この発明の実施の形態４によるデータ検索装
置のノード用メモリに記憶されるデータの一例を示す図
である。

【図９】 この発明の実施の形態４によるデータ検索装
置のリーフ用メモリに記憶されるデータの一例を示す図
である。

【図１０】 この発明の実施の形態５によるデータ検索
装置の構成例を示すブロック図である。

【図１１】 従来のルータなどに記憶されたルーティン
グテーブルの一例を示す図である。

【図１２】 図１１のルーティングテーブルと同一のル
ーティング情報を有するパトリシアツリーの一例を示す
図である。

【図１３】 従来のデータ検索方法について説明するフ
ローチャートである。

【符号の説明】

３０，７０ ノード用メモリ（ノード情報記憶手段）、
３１，３１Ａ リーフ用メモリ（第１のリーフ情報記憶
手段）、３２，４２，５２，７２，８２ 制御回路（処
理手段、データ保持手段、出力手段）、３３，５３ レ
ジスタ（処理手段）、３４ シフタ（処理手段）、４１
Ａ リーフ用メモリ（第３のリーフ情報記憶手段）、５
０ リーフポインタ用メモリ（第２のリーフ情報記憶手
段）、８０ エントリ情報用メモリ（第５のリーフ情報
記憶手段）、８１ リーフ用メモリ（第４のリーフ情報
記憶手段）、８３ アドレス記憶部（処理手段）。

フロントページの続き (72)発明者 曽田 圭一 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 森木 嘉宏 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 市橋 立機 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 加藤 愼一 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内 (72)発明者 安部 哲哉 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ノードに接続され、被検索データを有す
   るリーフ、並びに、前段および次段の少なくとも一方に
   接続され、検索データの桁を指すビット番号を有するノ
   ードにより構成される検索木で、前記検索データに対応
   する被検索データを検索するデータ検索装置において、 検索データの、対象ノードのビット番号が指す桁の値に
   基づいて次段のノードの中から次の対象ノードを検索す
   る処理と、前記対象ノードに接続されるリーフの被検索
   データと検索データとを所定の桁について比較する処理
   とを並列して実行する処理手段と、 前記処理手段での比較により所定の桁について前記被検
   索データと前記検索データとが一致した場合に前記被検
   索データを保持するデータ保持手段と、 前記処理手段での検索により前記次段のノードが存在し
   ない場合、および、前記処理手段での比較により所定の
   桁について前記被検索データと前記検索データとが一致
   しない場合に、前記データ保持手段が最後に保持した被
   検索データを検索結果として出力する出力手段とを備え
   ることを特徴とするデータ検索装置。
2. 【請求項２】 ノードに対応して、ビット番号と、次段
   のノードへのポインタとを記憶するノード情報記憶手段
   と、リーフに対応して、被検索データおよびその被検索
   データに付随するデータを記憶する第１のリーフ情報記
   憶手段とを備え、 処理手段は、前記ノード情報記憶手段から、対象ノード
   に対応する前記ビット番号を読み出し、そのビット番号
   が指す桁の値に基づいて前記次段のノードへのポインタ
   を前記ノード情報記憶手段から読み出して前記次段のノ
   ードの中から次の対象ノードを検索するとともに、前記
   第１のリーフ情報記憶手段から、前記対象ノードに接続
   されるリーフの被検索データおよびその被検索データに
   付随するデータを読み出し、その被検索データに付随す
   るデータにより指定された桁についてその被検索データ
   と検索データとを比較することを特徴とする請求項１記
   載のデータ検索装置。
3. 【請求項３】 ノードに対応して、ビット番号と、次段
   のノードへのポインタとを記憶するノード情報記憶手段
   と、ノードに対応して、そのノードに接続されたリーフ
   へのポインタを記憶する第２のリーフ情報記憶手段と、
   リーフに対応して、被検索データ、およびその被検索デ
   ータに付随するデータを記憶する第３のリーフ情報記憶
   手段とを備え、 処理手段は、前記ノード情報記憶手段から、対象ノード
   に対応する前記ビット番号を読み出し、そのビット番号
   が指す桁の値に基づいて前記次段のノードへのポインタ
   を前記ノード情報記憶手段から読み出して前記次段のノ
   ードの中から次の対象ノードを検索するとともに、前記
   第２のリーフ情報記憶手段から、前記対象ノードに接続
   されるリーフへのポインタを読み出し、そのポインタに
   基づいて前記第３のリーフ情報記憶手段から、そのリー
   フの前記被検索データおよびその被検索データに付随す
   るデータを読み出し、その被検索データに付随するデー
   タより指定された桁についてその被検索データと検索デ
   ータとを比較することを特徴とする請求項１記載のデー
   タ検索装置。
4. 【請求項４】 処理手段は、対象ノードのビット番号に
   基づいて、ノードに接続されるリーフの被検索データと
   検索データとを比較する桁を決定することを特徴とする
   請求項１記載のデータ検索装置。
5. 【請求項５】 ノードに対応して、ビット番号、およ
   び、次段のノードが末端のノードであり、かつリーフを
   接続されたものである場合にはそのリーフへのポイン
   タ、そうでない場合には前記次段のノードへのポインタ
   を記憶するノード情報記憶手段と、リーフに対応して、
   被検索データおよびその被検索データに付随するデータ
   を記憶する第１のリーフ情報記憶手段とを備え、 処理手段は、前記ノード情報記憶手段から、対象ノード
   に対応する前記ビット番号を読み出し、そのビット番号
   が指す桁の値に基づいて前記次段のノードへのポインタ
   または前記リーフへのポインタを前記ノード情報記憶手
   段から読み出して前記次段のノードの中から次の対象ノ
   ードを検索するとともに、前記第１のリーフ情報記憶手
   段から、前記対象ノードに接続されるリーフまたは前記
   末端のノードに接続されたリーフの被検索データおよび
   その被検索データに付随するデータを読み出し、その被
   検索データに付随するデータにより指定された桁につい
   てその被検索データと検索データとを比較することを特
   徴とする請求項１記載のデータ検索装置。
6. 【請求項６】 ノードに対応して、ビット番号と、次段
   のノードへのポインタとを記憶するノード情報記憶手段
   と、リーフに対応して、被検索データおよびその被検索
   データに付随するデータへのポインタを記憶する第４の
   リーフ情報記憶手段と、前記被検索データに付随するデ
   ータを記憶する第５のリーフ情報記憶手段とを備え、 処理手段は、前記ノード情報記憶手段から、対象ノード
   に対応する前記ビット番号を読み出し、そのビット番号
   が指す桁の値に基づいて前記次段のノードへのポインタ
   を前記ノード情報記憶手段から読み出して前記次段のノ
   ードの中から次の対象ノードを検索するとともに、前記
   第４のリーフ情報記憶手段から、前記対象ノードに接続
   されるリーフの被検索データおよびその被検索データに
   付随するデータへのポインタを読み出し、所定の桁につ
   いてその被検索データと検索データとを比較し、検索に
   より前記次段のノードが存在しない場合および比較によ
   り所定の桁について前記被検索データと前記検索データ
   とが一致しない場合に前記被検索データに付随するデー
   タへのポインタに基づいて前記第５のリーフ情報記憶手
   段からその被検索データに付随するデータを読み出し、 データ保持手段は、前記処理手段での比較により所定の
   桁について前記被検索データと前記検索データとが一致
   した場合に、前記被検索データを保持し、 出力手段は、前記処理手段での検索により前記次段のノ
   ードが存在しない場合、および前記処理手段での比較に
   より所定の桁について前記被検索データと前記検索デー
   タとが一致しない場合に、前記データ保持手段に最後に
   保持した被検索データおよび前記処理手段により読み出
   されたその被検索データに付随するデータを検索結果と
   して出力することを特徴とする請求項１記載のデータ検
   索装置。
7. 【請求項７】 ノードに接続され、被検索データを有す
   るリーフ、並びに、前段および後段の少なくとも一方に
   接続され、検索データの桁を指すビット番号を有するノ
   ードにより構成される検索木で、前記検索データに対応
   する被検索データを検索するデータ検索方法において、 検索データの、対象ノードのビット番号が指す桁の値に
   基づいて次段のノードの中から次の対象ノードを検索す
   る検索処理と、前記対象ノードに接続されるリーフの被
   検索データと検索データとを所定の桁について比較する
   比較処理とを並列して実行するステップと、 前記比較処理により所定の桁について前記被検索データ
   と前記検索データとが一致した場合に前記被検索データ
   を保持するステップと、 前記検索処理により前記次段のノードが存在しない場
   合、および、前記比較処理により所定の桁について前記
   被検索データと前記検索データとが一致しない場合に、
   最後に保持した被検索データを検索結果として出力する
   ステップとを備えることを特徴とするデータ検索方法。