JP2001290718A - ルータにおけるキャッシュテーブル管理装置およびプログラム記録媒体 - Google Patents
ルータにおけるキャッシュテーブル管理装置およびプログラム記録媒体Info
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- Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)
- Computer And Data Communications (AREA)
- Memory System Of A Hierarchy Structure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 フルテーブルとキャッシュの間でエントリを
群単位で出し入れするルータにおいて、キャッシュのヒ
ット確率を上げる。 【解決手段】 フルテーブル１０３は、キャッシュ１０
２との間で出し入れするエントリの優先度を格納してい
る。パケット処理回路１０１は、受信したパケットから
宛先アドレスを抽出して、それによりキャッシュを検索
し、ミスヒットならフルテーブルを検索する。ヒット状
況データベース１０４には、フルテーブルの全エントリ
について、フルテーブルの内容の他、キャッシュ使用状
況の評価値が格納されている。エントリ選択装置１０５
は、フルテーブルとキャッシュとの間のエントリの追加
・削除に際して、ヒット状況データベースを参照してそ
の対象となるエントリ群を選択する。そのための決定
は、各エントリ群の平均ヒット数など優先度の属性の代
表値を用いて行う。
群単位で出し入れするルータにおいて、キャッシュのヒ
ット確率を上げる。 【解決手段】 フルテーブル１０３は、キャッシュ１０
２との間で出し入れするエントリの優先度を格納してい
る。パケット処理回路１０１は、受信したパケットから
宛先アドレスを抽出して、それによりキャッシュを検索
し、ミスヒットならフルテーブルを検索する。ヒット状
況データベース１０４には、フルテーブルの全エントリ
について、フルテーブルの内容の他、キャッシュ使用状
況の評価値が格納されている。エントリ選択装置１０５
は、フルテーブルとキャッシュとの間のエントリの追加
・削除に際して、ヒット状況データベースを参照してそ
の対象となるエントリ群を選択する。そのための決定
は、各エントリ群の平均ヒット数など優先度の属性の代
表値を用いて行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ルータにおけるキ
ャッシュテーブル管理、特にフォワーディングテーブル
とキャッシュテーブルとの間でエントリを群単位で出し
入れするときのキャッシュテーブルの管理に関する。
ャッシュテーブル管理、特にフォワーディングテーブル
とキャッシュテーブルとの間でエントリを群単位で出し
入れするときのキャッシュテーブルの管理に関する。
【０００２】
【従来の技術】複数のネットワークを接続するルータ
は、異なるネットワークを越えて行われる通信を媒介す
るため、通信情報の固まり（パケット）の転送(フォワ
ーディング)を行わなければならない。ルータは、接続
されたネットワークから入力されたパケットをネットワ
ークインタフェース（以下、「インタフェース」と記
す）で受信し、そのパケットのヘッダ部分に含まれる送
信先アドレスを基に、各ルータの持つフォワーディング
テーブルを検索して、パケットを送信すべきインタフェ
ースの番号を決定して、パケットのフォワーディングを
行う。
は、異なるネットワークを越えて行われる通信を媒介す
るため、通信情報の固まり（パケット）の転送(フォワ
ーディング)を行わなければならない。ルータは、接続
されたネットワークから入力されたパケットをネットワ
ークインタフェース（以下、「インタフェース」と記
す）で受信し、そのパケットのヘッダ部分に含まれる送
信先アドレスを基に、各ルータの持つフォワーディング
テーブルを検索して、パケットを送信すべきインタフェ
ースの番号を決定して、パケットのフォワーディングを
行う。
【０００３】この場合、ネットワークの数やネットワー
クに接続される端末の数が多いと、フォワーディングテ
ーブルの規模も大きくなり、フォワーディングが低速化
する。そこで、従来から、キャッシュテーブルを使用し
て、フォワーディング、ひいてはパケット処理を高速化
した技術が知られている。
クに接続される端末の数が多いと、フォワーディングテ
ーブルの規模も大きくなり、フォワーディングが低速化
する。そこで、従来から、キャッシュテーブルを使用し
て、フォワーディング、ひいてはパケット処理を高速化
した技術が知られている。
【０００４】例えば、特開平6-261078号公報に記載され
た「テーブル検索方法及びルータ装置」では、各インタ
フェースはルーティングテーブル及びルーティングテー
ブル検索用のキャッシュメモリを備える。ルーティング
テーブルには、特定のネットワークがそのルータのイン
タフェースを介して到達可能であるか、また、そのイン
タフェースを介してパケットを送出したとき、送出ネッ
トワーク内での宛先をどこにすればよいかの情報が書か
れている。すなわち、ルーティングテーブルの各エント
リは宛先ネットワークアドレス，宛先ネットワークアド
レスに対するマスク，送出ネットワーク内での宛先ネッ
トワークアドレス及び送出インタフェース番号を格納す
る。
た「テーブル検索方法及びルータ装置」では、各インタ
フェースはルーティングテーブル及びルーティングテー
ブル検索用のキャッシュメモリを備える。ルーティング
テーブルには、特定のネットワークがそのルータのイン
タフェースを介して到達可能であるか、また、そのイン
タフェースを介してパケットを送出したとき、送出ネッ
トワーク内での宛先をどこにすればよいかの情報が書か
れている。すなわち、ルーティングテーブルの各エント
リは宛先ネットワークアドレス，宛先ネットワークアド
レスに対するマスク，送出ネットワーク内での宛先ネッ
トワークアドレス及び送出インタフェース番号を格納す
る。
【０００５】キャッシュメモリはＣＡＭ（Content Addr
essable Memory）と対応テーブルとから成る。ＣＡＭに
は、ルーティングテーブル上の該当エントリへのポイン
タが得られた宛先ネットワークアドレスが登録され、対
応テーブルは、ＣＡＭのエントリにリンクしているエン
トリを持ち、そこにルーティングテーブルの該当エント
リへのポインタが登録される。そして、同じネットワー
クアドレスに対して再度ルーティングテーブルを検索す
る場合には、先ず、ＣＡＭに対して宛先ネットワークア
ドレスの照合を行い、該当アドレスが登録されている場
合は、ＣＡＭの該当ネットワークアドレスが登録されて
いるエントリにリンクしている対応テーブルのエントリ
からルーティングテーブルへのポインタを得る。この結
果、検索回数の多い宛先ネットワークアドレスがキャッ
シュメモリに登録されることになるのでテーブル検索時
の高速化が図れ、また、対応テーブルを設けるのでＣＡ
Ｍのエントリサイズを小さくすることができる。
essable Memory）と対応テーブルとから成る。ＣＡＭに
は、ルーティングテーブル上の該当エントリへのポイン
タが得られた宛先ネットワークアドレスが登録され、対
応テーブルは、ＣＡＭのエントリにリンクしているエン
トリを持ち、そこにルーティングテーブルの該当エント
リへのポインタが登録される。そして、同じネットワー
クアドレスに対して再度ルーティングテーブルを検索す
る場合には、先ず、ＣＡＭに対して宛先ネットワークア
ドレスの照合を行い、該当アドレスが登録されている場
合は、ＣＡＭの該当ネットワークアドレスが登録されて
いるエントリにリンクしている対応テーブルのエントリ
からルーティングテーブルへのポインタを得る。この結
果、検索回数の多い宛先ネットワークアドレスがキャッ
シュメモリに登録されることになるのでテーブル検索時
の高速化が図れ、また、対応テーブルを設けるのでＣＡ
Ｍのエントリサイズを小さくすることができる。
【０００６】しかし、この従来技術ではキャッシュメモ
リにおけるテーブル検索は、検索キーとしてホストアド
レスを用いた完全一致検索方式を採用しているため、検
索に時間がかかりすぎたり、ヒット率を上げようとする
と大容量のキャッシュメモリを必要とするという問題点
がある。
リにおけるテーブル検索は、検索キーとしてホストアド
レスを用いた完全一致検索方式を採用しているため、検
索に時間がかかりすぎたり、ヒット率を上げようとする
と大容量のキャッシュメモリを必要とするという問題点
がある。
【０００７】そこで、小林ほかにより特願平11-033287
において、最長一致検索のできるフォワーディングテー
ブル（以下、「フルテーブル」と記す）と、最長一致検
索のできるキャッシュテーブルを設けた「キャッシュを
有するルータの方路決定装置及びプログラムを記録した
機械読み取り可能な記録媒体」が提案されている。
において、最長一致検索のできるフォワーディングテー
ブル（以下、「フルテーブル」と記す）と、最長一致検
索のできるキャッシュテーブルを設けた「キャッシュを
有するルータの方路決定装置及びプログラムを記録した
機械読み取り可能な記録媒体」が提案されている。
【０００８】この技術について、先ず、それぞれのテー
ブルの構成と検索方法について説明する。第１の構成例
においては、フルテーブルには、ルーティングに必要な
全ての経路を含むエントリを入れ、キャッシュテーブル
にはフルテーブルの一部のエントリを入れておく。ま
た、第２の構成例においては、キャッシュテーブルには
フルテーブルの一部のエントリを入れておき、フルテー
ブルにはキャッシュテーブルにあるエントリを除いた全
ての必要なエントリを入れておく。
ブルの構成と検索方法について説明する。第１の構成例
においては、フルテーブルには、ルーティングに必要な
全ての経路を含むエントリを入れ、キャッシュテーブル
にはフルテーブルの一部のエントリを入れておく。ま
た、第２の構成例においては、キャッシュテーブルには
フルテーブルの一部のエントリを入れておき、フルテー
ブルにはキャッシュテーブルにあるエントリを除いた全
ての必要なエントリを入れておく。
【０００９】キャッシュヒット率を高めるためには、キ
ャッシュテーブルとフルテーブルでエントリを入れたり
出したりの操作を行う必要があるが、第１の構成例にお
いては、フルテーブルからキャッシュテーブルへはエン
トリをコピーし、キャッシュテーブルからフルテーブル
へは、データを廃棄(削除)することになる。一方、構成
例２においては、 フルテーブルからキャッシュテーブ
ルへはエントリを移動し、キャッシュテーブルからフル
テーブルへも、やはりデータを移動することになる。以
下の説明では、第１の構成例について、コピーと削除と
いう動作で説明するが、第２の構成例の場合には、第１
の構成例におけるコピーが移動に、第１の構成例におけ
る削除が移動という操作に相当する。なお、コピーする
ことを単に「入れる」と呼ぶ。
ャッシュテーブルとフルテーブルでエントリを入れたり
出したりの操作を行う必要があるが、第１の構成例にお
いては、フルテーブルからキャッシュテーブルへはエン
トリをコピーし、キャッシュテーブルからフルテーブル
へは、データを廃棄(削除)することになる。一方、構成
例２においては、 フルテーブルからキャッシュテーブ
ルへはエントリを移動し、キャッシュテーブルからフル
テーブルへも、やはりデータを移動することになる。以
下の説明では、第１の構成例について、コピーと削除と
いう動作で説明するが、第２の構成例の場合には、第１
の構成例におけるコピーが移動に、第１の構成例におけ
る削除が移動という操作に相当する。なお、コピーする
ことを単に「入れる」と呼ぶ。
【００１０】フルテーブルは大量のデータを検索するの
で検索時間は長い。キャッシュテーブルは容量は小さい
が高速に検索できる。先ず、検索要求があれば、まずキ
ャッシュを最長一致検索で検索する。キャッシュでエン
トリが見つかれば(ヒットするという)、検索はここで終
了する。しかし、見つからない場合(ミスヒット)には、
引き続きフルテーブルを最長一致検索する。フルテーブ
ルには全てのエントリが入っているので、必ずヒットし
検索は終了する。最長一致検索とは、特願平11-033287
にも記載されているように、プレフィクス(Prefix)が一
致するものを候補とし、その候補のエントリから最も長
いプレフィクス長をもつエントリをヒットエントリとす
る検索をいう。
で検索時間は長い。キャッシュテーブルは容量は小さい
が高速に検索できる。先ず、検索要求があれば、まずキ
ャッシュを最長一致検索で検索する。キャッシュでエン
トリが見つかれば(ヒットするという)、検索はここで終
了する。しかし、見つからない場合(ミスヒット)には、
引き続きフルテーブルを最長一致検索する。フルテーブ
ルには全てのエントリが入っているので、必ずヒットし
検索は終了する。最長一致検索とは、特願平11-033287
にも記載されているように、プレフィクス(Prefix)が一
致するものを候補とし、その候補のエントリから最も長
いプレフィクス長をもつエントリをヒットエントリとす
る検索をいう。
【００１１】例えば、(A)100.120.0.0/16と(B)100.0.0.
0/8と(C)100.120.140.0/24と(D)100.120.180.0/24とい
うプレフィクスで表わされるネットワークアドレスを有
する４つのエントリがあるときに、検索キーとして、ネ
ットワークアドレス「100.120.140.5」が与えられたと
する。なお、100.120.0.0等はプレフィクスビットと呼
ばれ、ドットで区切られた数字はそれぞれ８ビットで１
０進数を表現する。この８ビットで構成される10進数が
0のときは任意数(don't care)を意味する。また、／の
後の数はプレフィクス長を意味する。与えられたネット
ワークアドレス「100.120.140.5」は、(A), (B), (C)の
いづれにもプレフィクスが一致するため、(A), (B),
(C)の３つとも検索結果の候補になる。しかし、最長一
致検索では、候補の中から最も長いプレフィクス長のエ
ントリを選択することになるため、この場合、プレフィ
クス長＝24が最も長いので、検索の結果、(C)100.120.1
40.0/24のエントリがヒットする。
0/8と(C)100.120.140.0/24と(D)100.120.180.0/24とい
うプレフィクスで表わされるネットワークアドレスを有
する４つのエントリがあるときに、検索キーとして、ネ
ットワークアドレス「100.120.140.5」が与えられたと
する。なお、100.120.0.0等はプレフィクスビットと呼
ばれ、ドットで区切られた数字はそれぞれ８ビットで１
０進数を表現する。この８ビットで構成される10進数が
0のときは任意数(don't care)を意味する。また、／の
後の数はプレフィクス長を意味する。与えられたネット
ワークアドレス「100.120.140.5」は、(A), (B), (C)の
いづれにもプレフィクスが一致するため、(A), (B),
(C)の３つとも検索結果の候補になる。しかし、最長一
致検索では、候補の中から最も長いプレフィクス長のエ
ントリを選択することになるため、この場合、プレフィ
クス長＝24が最も長いので、検索の結果、(C)100.120.1
40.0/24のエントリがヒットする。
【００１２】次に、キャッシュテーブルに入れるエント
リについて述べる。この特願平11-033287に提案の発明
では、キャッシュテーブルに出し入れするエントリは、
注目している単独のエントリのコピーや削除ではなく、
所定の規則を持って複数あるいは場合によっては単独の
エントリで移動することになる。すなわち、同じプレフ
ィクスを持つエントリのプレフィクス長の短いものを
親、長いものを子と呼ぶときに、キャッシュインのとき
は自分の全ての子を必ずいっしょにキャッシュに入れ、
キャッシュアウトのときは自分の全ての親を必ずいっし
ょにキャッシュから取り出すのである。以下の説明で
は、この規則に従って移動すべき複数のエントリをエン
トリ群と呼ぶ。
リについて述べる。この特願平11-033287に提案の発明
では、キャッシュテーブルに出し入れするエントリは、
注目している単独のエントリのコピーや削除ではなく、
所定の規則を持って複数あるいは場合によっては単独の
エントリで移動することになる。すなわち、同じプレフ
ィクスを持つエントリのプレフィクス長の短いものを
親、長いものを子と呼ぶときに、キャッシュインのとき
は自分の全ての子を必ずいっしょにキャッシュに入れ、
キャッシュアウトのときは自分の全ての親を必ずいっし
ょにキャッシュから取り出すのである。以下の説明で
は、この規則に従って移動すべき複数のエントリをエン
トリ群と呼ぶ。
【００１３】このエントリ群の作り方は、具体例で示せ
ば次のようである。例えば、前記(A), (B), (C)および
(D)の4つのエントリにおいて、（A）100.120.0.0/16と
いうエントリをフルテーブルからキャッシュに移動させ
るときは、（A）,（C）および(D)がエントリ群になる。
また、（A）をキャッシュテーブルからフルテーブルに
移動させるときには、（A）のみがエントリ群になる。
ば次のようである。例えば、前記(A), (B), (C)および
(D)の4つのエントリにおいて、（A）100.120.0.0/16と
いうエントリをフルテーブルからキャッシュに移動させ
るときは、（A）,（C）および(D)がエントリ群になる。
また、（A）をキャッシュテーブルからフルテーブルに
移動させるときには、（A）のみがエントリ群になる。
【００１４】また、キャッシュからフルテーブルへの方
向にエントリを移動する場合のエントリ選択方法として
LRU(Least Recently Used)という方法が記述されてい
る。LRUとは、エントリが参照された順序において最も
古いものを対象とする方法である。これは次のような理
由による。上述の（A）100.120.0.0/16と(C)100.120.14
0.0/24と(D)100.120.180.0/24とでは出方路としてのイ
ンタフェース番号が異なっているときに、もし、(A)10
0.120.0.0/16だけをキャッシュインしておくと、「100.
120.140.5」が検索キーとして与えられると、最長一致
検索の結果として(C)対応のインタフェース番号が得ら
れるべきところ、それとは異なる(A)対応のインタフェ
ース番号がキャッシュにおいて得られることになるから
である。また、(C)をキャッシュアウトするときに(A)を
キャッシュに残しておくと、「100.120.140.5」が検索
キーとして与えられると、(C)対応のインタフェース番
号と異なる(A)対応のインタフェース番号がキャッシュ
ヒットするからである。
向にエントリを移動する場合のエントリ選択方法として
LRU(Least Recently Used)という方法が記述されてい
る。LRUとは、エントリが参照された順序において最も
古いものを対象とする方法である。これは次のような理
由による。上述の（A）100.120.0.0/16と(C)100.120.14
0.0/24と(D)100.120.180.0/24とでは出方路としてのイ
ンタフェース番号が異なっているときに、もし、(A)10
0.120.0.0/16だけをキャッシュインしておくと、「100.
120.140.5」が検索キーとして与えられると、最長一致
検索の結果として(C)対応のインタフェース番号が得ら
れるべきところ、それとは異なる(A)対応のインタフェ
ース番号がキャッシュにおいて得られることになるから
である。また、(C)をキャッシュアウトするときに(A)を
キャッシュに残しておくと、「100.120.140.5」が検索
キーとして与えられると、(C)対応のインタフェース番
号と異なる(A)対応のインタフェース番号がキャッシュ
ヒットするからである。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、キャッシュ
システムでは、キャッシュに入れるべきデータはフルテ
ーブル全体の一部分であるため、フルテーブルからエン
トリを選択してキャッシュに入れる必要がある。このと
き、高速検索を行うためにはキャッシュでヒットする確
率を上げなければならないので、キャッシュに入れるべ
きエントリの選択が重要である。また、キャッシュのエ
ントリ内容を動的に変更する場合には、キャッシュから
出すべきエントリの選択も重要である。
システムでは、キャッシュに入れるべきデータはフルテ
ーブル全体の一部分であるため、フルテーブルからエン
トリを選択してキャッシュに入れる必要がある。このと
き、高速検索を行うためにはキャッシュでヒットする確
率を上げなければならないので、キャッシュに入れるべ
きエントリの選択が重要である。また、キャッシュのエ
ントリ内容を動的に変更する場合には、キャッシュから
出すべきエントリの選択も重要である。
【００１６】このような選択方法としては、上述の２つ
の先例におけるフォワーディング技術ではLRU方式が採
用されている。しかしながら、このようなLRUは、単独
のエントリを出し入れする場合にあっては効果的であっ
ても、特願平11-033287におけるようにエントリ単独で
はなく、エントリ群、すなわち関連の複数のエントリを
束にしてキャッシュに出し入れするような制約の下では
効果的とはいえないという第１の問題点がある。例え
ば、図１２に例示するように、使用時系列「3:00」「2:
00」のプレフィクス(A)100.120.0.0/16と、使用時系列
「1:00」，「0:30」のプレフィクス(C)100.120.140.0/2
4を含むキャッシュから(C)を出すときには、その親であ
る(A)も出すことになるが、そうすると(A)よりも長い間
使用されていない(D)がキャッシュに残ることになるの
である。
の先例におけるフォワーディング技術ではLRU方式が採
用されている。しかしながら、このようなLRUは、単独
のエントリを出し入れする場合にあっては効果的であっ
ても、特願平11-033287におけるようにエントリ単独で
はなく、エントリ群、すなわち関連の複数のエントリを
束にしてキャッシュに出し入れするような制約の下では
効果的とはいえないという第１の問題点がある。例え
ば、図１２に例示するように、使用時系列「3:00」「2:
00」のプレフィクス(A)100.120.0.0/16と、使用時系列
「1:00」，「0:30」のプレフィクス(C)100.120.140.0/2
4を含むキャッシュから(C)を出すときには、その親であ
る(A)も出すことになるが、そうすると(A)よりも長い間
使用されていない(D)がキャッシュに残ることになるの
である。
【００１７】また、LRUのようなアルゴリズムを採用す
ると、データの選択が参照度に従って機械的になされて
しまい、意図的にデータの重要度、具体的には、ポリシ
ー上または料金体系上から回線接続の容易性の度合をつ
けることができないという第２の問題点もある。例え
ば、エントリ別に重要度が異なるときにおいても、従来
のLRUでは、キャッシュへのエントリの出し入れを全て
を平等に扱ってしまい、データの重要度に応じた扱いが
できない。
ると、データの選択が参照度に従って機械的になされて
しまい、意図的にデータの重要度、具体的には、ポリシ
ー上または料金体系上から回線接続の容易性の度合をつ
けることができないという第２の問題点もある。例え
ば、エントリ別に重要度が異なるときにおいても、従来
のLRUでは、キャッシュへのエントリの出し入れを全て
を平等に扱ってしまい、データの重要度に応じた扱いが
できない。
【００１８】本発明は、このような問題を解決すために
成されたものであって、その目的は、キャッシュを有す
るルータにおいて、キャッシュのヒット確率を上げるこ
とによって、キャッシュ検索より時間のかかるフルテー
ブル検索を行う確率を下げ、ルータのパケット処理時間
を減らし、ルータのパケット処理能力を向上させること
のできるキャッシュに入出力するエントリ群の管理装置
およびプログラム記録媒体を提供することにある。
成されたものであって、その目的は、キャッシュを有す
るルータにおいて、キャッシュのヒット確率を上げるこ
とによって、キャッシュ検索より時間のかかるフルテー
ブル検索を行う確率を下げ、ルータのパケット処理時間
を減らし、ルータのパケット処理能力を向上させること
のできるキャッシュに入出力するエントリ群の管理装置
およびプログラム記録媒体を提供することにある。
【００１９】本発明の他の目的は、エントリの重要度に
応じて、 検索処理に重み付けをするためのエントリ群
選択、つまりキャッシュに入出力するエントリ群の選択
方法を提供することにある。
応じて、 検索処理に重み付けをするためのエントリ群
選択、つまりキャッシュに入出力するエントリ群の選択
方法を提供することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】第１の本発明のルータに
おけるキャッシュ管理装置は、全エントリに対して最長
一致検索を行うためのフルテーブルと、全エントリの一
部のエントリに対して最長一致検索を行うためのキャッ
シュとを備え、前記フルテーブルにおいてエントリを前
記キャッシュに入れるときには、そのエントリを親とす
る全エントリを所定の方法で選択し、また前記キャッシ
ュからエントリを出すときには、そのエントリの親とな
る全エントリも前記所定の方法で選択することを特徴と
する。
おけるキャッシュ管理装置は、全エントリに対して最長
一致検索を行うためのフルテーブルと、全エントリの一
部のエントリに対して最長一致検索を行うためのキャッ
シュとを備え、前記フルテーブルにおいてエントリを前
記キャッシュに入れるときには、そのエントリを親とす
る全エントリを所定の方法で選択し、また前記キャッシ
ュからエントリを出すときには、そのエントリの親とな
る全エントリも前記所定の方法で選択することを特徴と
する。
【００２１】第２の本発明のルータにおけるキャッシュ
管理装置は、全エントリに対して最長一致検索を行うた
めのフルテーブルあるいは全エントリの一部のエントリ
に対して最長一致検索を行うためのキャッシュ内に仮想
的な複数の領域を設定する手段と、該領域内では、それ
ぞれ固有に、削除あるいは移動対象を決めるためのエン
トリ群の使用状況の評価値と、少なくとも削除対象に選
択される可否を決める閾値と選択された場合に実際に削
除あるいは移動されるエントリの該領域に応じて決まる
優先度の一つを持つ手段と、該閾値および優先度に応じ
て入れ替え対象のエントリ群を選択する手段とを持つこ
とを特徴とする。
管理装置は、全エントリに対して最長一致検索を行うた
めのフルテーブルあるいは全エントリの一部のエントリ
に対して最長一致検索を行うためのキャッシュ内に仮想
的な複数の領域を設定する手段と、該領域内では、それ
ぞれ固有に、削除あるいは移動対象を決めるためのエン
トリ群の使用状況の評価値と、少なくとも削除対象に選
択される可否を決める閾値と選択された場合に実際に削
除あるいは移動されるエントリの該領域に応じて決まる
優先度の一つを持つ手段と、該閾値および優先度に応じ
て入れ替え対象のエントリ群を選択する手段とを持つこ
とを特徴とする。
【００２２】この場合、各エントリあるいは各エントリ
群と各仮想的な領域を関連付ける手段、または各エント
リあるいは各エントリ群にそれぞれ優先度を関連付ける
手段、または各エントリあるいは各エントリ群にそれぞ
れ閾値を関連つける手段の内の少なくとも一つの手段を
備えるようにしてもよい。
群と各仮想的な領域を関連付ける手段、または各エント
リあるいは各エントリ群にそれぞれ優先度を関連付ける
手段、または各エントリあるいは各エントリ群にそれぞ
れ閾値を関連つける手段の内の少なくとも一つの手段を
備えるようにしてもよい。
【００２３】また、特定の時間区間において、エントリ
群を構成する各エントリが持つ使用状況の評価値に対し
て、該使用状況を全てのエントリに対してあるいは一部
のエントリに対して組み合わせた値あるいは統計値を各
エントリ群の使用状況の評価値として用いる手段を備え
るようにしてもよい。
群を構成する各エントリが持つ使用状況の評価値に対し
て、該使用状況を全てのエントリに対してあるいは一部
のエントリに対して組み合わせた値あるいは統計値を各
エントリ群の使用状況の評価値として用いる手段を備え
るようにしてもよい。
【００２４】第３の本発明のルータにおけるキャッシュ
管理装置は、プレフィクスビット列およびプレフィック
ス長から成るアドレスの集合を示す情報と、このアドレ
スの集合に対するパケットの出方路を示す情報と、優先
度情報との組が登録されたエントリを複数有し最長一致
検索されるフルテーブルと、入れ替えるべきエントリを
親とする前記フルテーブルの全エントリが書き込まれ、
またエントリが削除・移動されるときには、その親も削
除・移動されるキャッシュと、前記フルテーブルの全エ
ントリについて、そ内容に加えてヒット情報が登録さ
れ、前記フルテーブルまたは前記キャッシュがヒットし
たときにそのエントリの内容が更新されるヒット状況デ
ータベースと、パケットが入力されるとそのパケットヘ
ッダから宛先ネットワークアドレスを取り出し、このア
ドレスをキーにして前記キャッシュテーブルまたは前記
フォワーディングテーブルを検索し、得られた出方路に
パケットを転送するパケット処理回路と、前記キャッシ
ュに登録されている全エントリの前記優先度情報を含
み、前記エントリ群入れ替えを行うときには、該優先度
情報と前記ヒット状況データベースからの優先度情報と
を比較して入れ替えるべきエントリ群を選択するエント
リ選択装置と備えたことを特徴とする。
管理装置は、プレフィクスビット列およびプレフィック
ス長から成るアドレスの集合を示す情報と、このアドレ
スの集合に対するパケットの出方路を示す情報と、優先
度情報との組が登録されたエントリを複数有し最長一致
検索されるフルテーブルと、入れ替えるべきエントリを
親とする前記フルテーブルの全エントリが書き込まれ、
またエントリが削除・移動されるときには、その親も削
除・移動されるキャッシュと、前記フルテーブルの全エ
ントリについて、そ内容に加えてヒット情報が登録さ
れ、前記フルテーブルまたは前記キャッシュがヒットし
たときにそのエントリの内容が更新されるヒット状況デ
ータベースと、パケットが入力されるとそのパケットヘ
ッダから宛先ネットワークアドレスを取り出し、このア
ドレスをキーにして前記キャッシュテーブルまたは前記
フォワーディングテーブルを検索し、得られた出方路に
パケットを転送するパケット処理回路と、前記キャッシ
ュに登録されている全エントリの前記優先度情報を含
み、前記エントリ群入れ替えを行うときには、該優先度
情報と前記ヒット状況データベースからの優先度情報と
を比較して入れ替えるべきエントリ群を選択するエント
リ選択装置と備えたことを特徴とする。
【００２５】エントリ選択装置は、前記ヒット状況デー
タベースからエントリ群全ての情報を受け取り、この全
エントリから、エントリ固有の優先度である領域，エン
トリ使用状況の評価値および閾値の代表値を決めるエン
トリ群代表値回路と、前記キャッシュに既に存在するエ
ントリ群に関して、そのエントリ群とその代表値を組に
して表に持っており、その表の各エントリ群の代表値
と、前記エントリ群代表値回路から送られてくる代表値
とを比較して、キャッシュに既に存在するエントリ群が
どのような優先順位にあるかを送出する前記領域，エン
トリ使用状況の評価値および閾値対応の比較回路と、該
比較回路から送られてきた優先順位データを基にエント
リの最終的な入替え順位を決定する調停回路と、前記キ
ャッシュの空き状況を管理しており、当該エントリ群を
追加することのできる空きがあるかどうかを調べ、空き
が無い場合には、前記調停回路が決定した順位の最も低
いエントリが所属するエントリ群から前記キャッシュの
エントリを消去して十分な空きを作り、また削除したエ
ントリ群を前記表からの削除のために前記比較回路に送
るエントリ決定送付回路とで構成してもよい。
タベースからエントリ群全ての情報を受け取り、この全
エントリから、エントリ固有の優先度である領域，エン
トリ使用状況の評価値および閾値の代表値を決めるエン
トリ群代表値回路と、前記キャッシュに既に存在するエ
ントリ群に関して、そのエントリ群とその代表値を組に
して表に持っており、その表の各エントリ群の代表値
と、前記エントリ群代表値回路から送られてくる代表値
とを比較して、キャッシュに既に存在するエントリ群が
どのような優先順位にあるかを送出する前記領域，エン
トリ使用状況の評価値および閾値対応の比較回路と、該
比較回路から送られてきた優先順位データを基にエント
リの最終的な入替え順位を決定する調停回路と、前記キ
ャッシュの空き状況を管理しており、当該エントリ群を
追加することのできる空きがあるかどうかを調べ、空き
が無い場合には、前記調停回路が決定した順位の最も低
いエントリが所属するエントリ群から前記キャッシュの
エントリを消去して十分な空きを作り、また削除したエ
ントリ群を前記表からの削除のために前記比較回路に送
るエントリ決定送付回路とで構成してもよい。
【００２６】より詳しくは、前記エントリ使用状況の評
価値として、ヒット回数またはヒット時刻またはその両
者を採用してもよく、前記各代表値は、閾値と領域につ
いてはエントリ中の最も高い値、ヒット回数は平均値、
ヒット時刻は最近のものとすることもできる。
価値として、ヒット回数またはヒット時刻またはその両
者を採用してもよく、前記各代表値は、閾値と領域につ
いてはエントリ中の最も高い値、ヒット回数は平均値、
ヒット時刻は最近のものとすることもできる。
【００２７】また、前記調停回路は、０〜１の乱数を発
生し、その乱数を２等分して、１／２づつをヒット回数
とヒット時刻に割り当て、割り当てられた属性の順位を
最終的な順位とするように構成してもよい。
生し、その乱数を２等分して、１／２づつをヒット回数
とヒット時刻に割り当て、割り当てられた属性の順位を
最終的な順位とするように構成してもよい。
【００２８】また、前記エントリの優先度を受信パケッ
トから得られる情報に応じて設定する手段を設けてもよ
いし、ポリシーサーバにより変更可能としてもよい。
トから得られる情報に応じて設定する手段を設けてもよ
いし、ポリシーサーバにより変更可能としてもよい。
【００２９】本発明によれば、ヒットする可能性の高い
エントリをキャッシュにおくことができるため、キャッ
シュミスヒット率の低い検索が可能であり、それゆえ全
体の検索処理速度を向上させることが可能となる。すな
わち、ヒット数の高いエントリが知られているときに、
該エントリを優先的にキャッシュに入れておくことで、
ヒットする可能性の高いキャッシュ内容となる。逆に、
ヒット数の低いエントリはできるだけキャッシュに存在
しないように、その優先度を下げることで、キャッシュ
を有効に使用できる。
エントリをキャッシュにおくことができるため、キャッ
シュミスヒット率の低い検索が可能であり、それゆえ全
体の検索処理速度を向上させることが可能となる。すな
わち、ヒット数の高いエントリが知られているときに、
該エントリを優先的にキャッシュに入れておくことで、
ヒットする可能性の高いキャッシュ内容となる。逆に、
ヒット数の低いエントリはできるだけキャッシュに存在
しないように、その優先度を下げることで、キャッシュ
を有効に使用できる。
【００３０】また、エントリ群の平均,最大値、最小値
といった統計数値を用いてエントリ群の代表値を得、そ
の代表値をヒットする可能性を示す値として用いること
により、ヒット率を上げることができる。エントリ群は
非常に多数のエントリから成るものもあり、まためった
に使われないことがわかっている場合など様々な状況が
考えられるため、そのエントリ群の一部のエントリだけ
を用いて前記代表値を決めることは、そのエントリ群の
真の代表値により近くなるのである。
といった統計数値を用いてエントリ群の代表値を得、そ
の代表値をヒットする可能性を示す値として用いること
により、ヒット率を上げることができる。エントリ群は
非常に多数のエントリから成るものもあり、まためった
に使われないことがわかっている場合など様々な状況が
考えられるため、そのエントリ群の一部のエントリだけ
を用いて前記代表値を決めることは、そのエントリ群の
真の代表値により近くなるのである。
【００３１】また、ポリシー上または料金体系上から重
要度に応じて、エントリあるいはキャッシュの領域に優
先度を設けておくことにより、重要度に応じて検索速度
を調整することが可能となる。
要度に応じて、エントリあるいはキャッシュの領域に優
先度を設けておくことにより、重要度に応じて検索速度
を調整することが可能となる。
【００３２】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。
て図面を参照して詳細に説明する。
【００３３】図１は本発明のルータの第１実施形態の全
体構成図であり、パケット処理回路１０１，キャッシュ
テーブル１０２，フルテーブル１０３，ヒット状況デー
タベース１０４およびエントリ選択装置１０５から構成
される。先ず、各構成要素の概要を説明する。ここで
は、前述の第１の構成例を想定している。すなわち、フ
ルテーブル１０３には、ルーティングに必要な全ての経
路を含むエントリを入れておき、キャッシュテーブル１
０２には、フルテーブル１０３の一部のエントリを入れ
ておく。
体構成図であり、パケット処理回路１０１，キャッシュ
テーブル１０２，フルテーブル１０３，ヒット状況デー
タベース１０４およびエントリ選択装置１０５から構成
される。先ず、各構成要素の概要を説明する。ここで
は、前述の第１の構成例を想定している。すなわち、フ
ルテーブル１０３には、ルーティングに必要な全ての経
路を含むエントリを入れておき、キャッシュテーブル１
０２には、フルテーブル１０３の一部のエントリを入れ
ておく。
【００３４】図１において、パケット処理回路１０１は
キャッシュテーブル１０２とフルテーブル１０３に接続
されており、キャッシュテーブル１０２はフルテーブル
１０３とヒット状況データベース１０４とエントリ選択
装置１０５とに接続されている。ヒット状況データベー
ス１０４は、さらにフルテーブル１０３とエントリ選択
装置１０５と接続されている。エントリ選択装置１０５
は、さらにキャッシュテーブル１０２とフルテーブル１
０３と接続されている。以下、断りがない限り、最長一
致検索のことを単に検索と記す。
キャッシュテーブル１０２とフルテーブル１０３に接続
されており、キャッシュテーブル１０２はフルテーブル
１０３とヒット状況データベース１０４とエントリ選択
装置１０５とに接続されている。ヒット状況データベー
ス１０４は、さらにフルテーブル１０３とエントリ選択
装置１０５と接続されている。エントリ選択装置１０５
は、さらにキャッシュテーブル１０２とフルテーブル１
０３と接続されている。以下、断りがない限り、最長一
致検索のことを単に検索と記す。
【００３５】フルテーブル１０３は、プレフィクスビッ
ト列とプレフィックス長とから成るアドレスの集合を示
す情報と、このアドレスの集合に対するパケットの出方
路を示す情報と、フルテーブル１０３とキャッシュテー
ブル１０２のエントリを入れ替えるときにエントリを選
択するための優先度情報との組が登録されたエントリを
複数有する。また、キャッシュテーブル１０２は、受信
したパケットの送信先アドレスをキーにしてフルテーブ
ル１０３を検索したときにヒットしたエントリを「親」
とするフルテーブル１０３の全エントリ（エントリ群）
の内容が登録される。なお、ここで、フルテーブル，キ
ャッシュテーブルといった場合、テーブル自体の他、そ
れらの検索機構をも含んでいるものとする。
ト列とプレフィックス長とから成るアドレスの集合を示
す情報と、このアドレスの集合に対するパケットの出方
路を示す情報と、フルテーブル１０３とキャッシュテー
ブル１０２のエントリを入れ替えるときにエントリを選
択するための優先度情報との組が登録されたエントリを
複数有する。また、キャッシュテーブル１０２は、受信
したパケットの送信先アドレスをキーにしてフルテーブ
ル１０３を検索したときにヒットしたエントリを「親」
とするフルテーブル１０３の全エントリ（エントリ群）
の内容が登録される。なお、ここで、フルテーブル，キ
ャッシュテーブルといった場合、テーブル自体の他、そ
れらの検索機構をも含んでいるものとする。
【００３６】パケット処理回路１０１は、パケットが入
力されるとそのパケットヘッダから宛先ネットワークア
ドレス（以下、「アドレス」と記す）を取り出し、この
アドレスをキーにしてキャッシュテーブル１０２を検索
する。キャッシュテーブル１０２はこのキーで検索さ
れ、ヒットするエントリがあれば、そのヒットした旨を
ヒットしたエントリのあるキャッシュテーブル１０２の
アドレスと共にパケット処理回路１０１に通知する。一
方、キャッシュテーブル１０２にヒットしなかった場合
には、ミスヒットした旨をパケット処理回路１０１に通
知する。パケット処理回路１０１はヒットアドレスを通
知されたときには検索処理を完了し、ミスヒットを通知
されたときにはフルテーブル１０３の検索を行う。
力されるとそのパケットヘッダから宛先ネットワークア
ドレス（以下、「アドレス」と記す）を取り出し、この
アドレスをキーにしてキャッシュテーブル１０２を検索
する。キャッシュテーブル１０２はこのキーで検索さ
れ、ヒットするエントリがあれば、そのヒットした旨を
ヒットしたエントリのあるキャッシュテーブル１０２の
アドレスと共にパケット処理回路１０１に通知する。一
方、キャッシュテーブル１０２にヒットしなかった場合
には、ミスヒットした旨をパケット処理回路１０１に通
知する。パケット処理回路１０１はヒットアドレスを通
知されたときには検索処理を完了し、ミスヒットを通知
されたときにはフルテーブル１０３の検索を行う。
【００３７】フルテーブル１０３の検索は、キーをフル
テーブル１０３に入力して行う。フルテーブル１０３
は、入力されたキーを基に検索され、ヒットしたアドレ
スをパケット処理回路１０１に通知する。
テーブル１０３に入力して行う。フルテーブル１０３
は、入力されたキーを基に検索され、ヒットしたアドレ
スをパケット処理回路１０１に通知する。
【００３８】このとき、キャッシュテーブル１０２とフ
ルテーブル１０３のうちのいづれかヒットした方のテー
ブルは、ヒット状況データベース１０４を更新する。ヒ
ット状況データベース１０４には、フルテーブルの全エ
ントリについて、エントリ番号，キャッシュテーブル１
０２でのヒットアドレス，フルテーブル１０３でのヒッ
トアドレス，各エントリの優先度，ヒットがあった時刻
およびどのエントリがどのエントリと同じエントリ群に
属するかの情報が書かれている。ここで、エントリの優
先度とは、フルテーブル１０３のエントリのうちのどの
エントリをキャッシュテーブル１０２に入れるべきか、
またどのエントリを出すべきかの優先度合をいい、後述
のように、フルテーブルにも登録されているエントリ固
有の閾値，エントリ固有の領域，ヒット回数と、ヒット
状況データベースにのみ登録されるヒット時刻等の優先
度情報で定められる。
ルテーブル１０３のうちのいづれかヒットした方のテー
ブルは、ヒット状況データベース１０４を更新する。ヒ
ット状況データベース１０４には、フルテーブルの全エ
ントリについて、エントリ番号，キャッシュテーブル１
０２でのヒットアドレス，フルテーブル１０３でのヒッ
トアドレス，各エントリの優先度，ヒットがあった時刻
およびどのエントリがどのエントリと同じエントリ群に
属するかの情報が書かれている。ここで、エントリの優
先度とは、フルテーブル１０３のエントリのうちのどの
エントリをキャッシュテーブル１０２に入れるべきか、
またどのエントリを出すべきかの優先度合をいい、後述
のように、フルテーブルにも登録されているエントリ固
有の閾値，エントリ固有の領域，ヒット回数と、ヒット
状況データベースにのみ登録されるヒット時刻等の優先
度情報で定められる。
【００３９】フルテーブル１０３は、エントリ選択装置
１０５の指示に従って、フルテーブル１０３のエントリ
内容をキャッシュテーブル１０２にコピーする。キャッ
シュテーブル１０２には、エントリ選択装置１０５の指
示に従ってフルテーブル１０３から入力されたエントリ
が登録され(書き込まれ)、エントリ選択装置１０５の指
示に従って、エントリ内容が消去(削除)される。
１０５の指示に従って、フルテーブル１０３のエントリ
内容をキャッシュテーブル１０２にコピーする。キャッ
シュテーブル１０２には、エントリ選択装置１０５の指
示に従ってフルテーブル１０３から入力されたエントリ
が登録され(書き込まれ)、エントリ選択装置１０５の指
示に従って、エントリ内容が消去(削除)される。
【００４０】エントリ選択装置１０５は、ヒット状況デ
ータベース１０４を参照して、各エントリの優先度に基
づいて、キャッシュテーブル１０２に存在させるエント
リを決定し、キャッシュテーブル１０２とフルテーブル
１０３にデータの移動を指示する。
ータベース１０４を参照して、各エントリの優先度に基
づいて、キャッシュテーブル１０２に存在させるエント
リを決定し、キャッシュテーブル１０２とフルテーブル
１０３にデータの移動を指示する。
【００４１】次に、図２，図３，図４および図５を参照
して、上述の各構成要素１０１〜１０５を詳細に説明す
る。
して、上述の各構成要素１０１〜１０５を詳細に説明す
る。
【００４２】図２はパケット処理回路１０１の詳細を示
す。図２を参照すると、このパケット処理回路１０１
は、ヘッダコピー回路１０１１がパケットを受け取り、
このパケットからＩＰアドレスを含むヘッダをコピーし
てアドレス抽出回路１０１２に送る。また、パケット自
体は出方路情報付加回路１０１４に送る。アドレス抽出
回路１０１２は、コピーされたヘッダからＩＰアドレス
を抽出して、キャッシュテーブル１０２とフルテーブル
１０３に送る。ヒットアドレス・出方路情報変換回路１
０１３は、キャッシュテーブル１０２とフルテーブル１
０３のいずれかからヒットアドレス情報を受け取り、こ
のヒットアドレス情報を出方路情報に変換して出方路情
報付加回路１０１４に送る。出方路情報付加回路１０１
４は、ヘッダコピー回路１０１１からのパケットと出方
路情報付加回路１０１４からの出方路情報を受け取り、
それらを結合する。ヒットアドレス・出方路情報変換回
路１０１３における変換は、一覧表を検索して行う。一
覧表はヒットアドレスと出方路インタフェース番号の組
が表になったものである。
す。図２を参照すると、このパケット処理回路１０１
は、ヘッダコピー回路１０１１がパケットを受け取り、
このパケットからＩＰアドレスを含むヘッダをコピーし
てアドレス抽出回路１０１２に送る。また、パケット自
体は出方路情報付加回路１０１４に送る。アドレス抽出
回路１０１２は、コピーされたヘッダからＩＰアドレス
を抽出して、キャッシュテーブル１０２とフルテーブル
１０３に送る。ヒットアドレス・出方路情報変換回路１
０１３は、キャッシュテーブル１０２とフルテーブル１
０３のいずれかからヒットアドレス情報を受け取り、こ
のヒットアドレス情報を出方路情報に変換して出方路情
報付加回路１０１４に送る。出方路情報付加回路１０１
４は、ヘッダコピー回路１０１１からのパケットと出方
路情報付加回路１０１４からの出方路情報を受け取り、
それらを結合する。ヒットアドレス・出方路情報変換回
路１０１３における変換は、一覧表を検索して行う。一
覧表はヒットアドレスと出方路インタフェース番号の組
が表になったものである。
【００４３】図３はキャッシュテーブル１０２の詳細を
示す。図３を参照すると、キャッシュテーブル１０２で
は、検索キーレジスタ１０２１がパケット処理回路１０
１におけるアドレス抽出回路１０１２からのＩＰアドレ
スを受け取る。最長一致検索回路１０２２は、このＩＰ
アドレスとビットマスク付メモリ１０２５の各エントリ
の内容とを比較して、最長一致となるエントリを決定す
る。最長一致検索回路１０２２は、決定したエントリの
アドレス（メモリのアドレス）、つまりヒットアドレス
あるいは一致しなかったという情報をパケット処理回路
１０１および結果情報回路１０２３に送る。結果情報回
路１０２３は、ヒットアドレスにヒットした時刻、つま
り現時刻の情報を付加してヒット状況データベース１０
４に送る。エントリ操作回路１０２４は、エントリ選択
装置１０５およびフルテーブル１０３から送られてくる
情報を受け取り、ビットマスク付メモリ１０２５の各エ
ントリの削除，更新，読出しまたは書込みを行う。
示す。図３を参照すると、キャッシュテーブル１０２で
は、検索キーレジスタ１０２１がパケット処理回路１０
１におけるアドレス抽出回路１０１２からのＩＰアドレ
スを受け取る。最長一致検索回路１０２２は、このＩＰ
アドレスとビットマスク付メモリ１０２５の各エントリ
の内容とを比較して、最長一致となるエントリを決定す
る。最長一致検索回路１０２２は、決定したエントリの
アドレス（メモリのアドレス）、つまりヒットアドレス
あるいは一致しなかったという情報をパケット処理回路
１０１および結果情報回路１０２３に送る。結果情報回
路１０２３は、ヒットアドレスにヒットした時刻、つま
り現時刻の情報を付加してヒット状況データベース１０
４に送る。エントリ操作回路１０２４は、エントリ選択
装置１０５およびフルテーブル１０３から送られてくる
情報を受け取り、ビットマスク付メモリ１０２５の各エ
ントリの削除，更新，読出しまたは書込みを行う。
【００４４】フルテーブル１０３は、当然にキャッシュ
テーブル１０２より大規模であるが、その構成は、図３
に示したキャッシュテーブル１０２のブロック図と同様
である。
テーブル１０２より大規模であるが、その構成は、図３
に示したキャッシュテーブル１０２のブロック図と同様
である。
【００４５】図４は、ヒット状況データベース１０４の
詳細を示す。図４を参照すると、書込み読出し制御回路
１０４１が、キャッシュテーブル１０２またはフルテー
ブル１０３からヒットアドレスとその時刻情報を受け取
り、状況テーブル１０４２のうちのヒットアドレスと一
致するエントリヒット時刻情報を書き込む。また、フル
テーブル１０３からヒット情報を受け取った場合には、
書込み読出し制御回路１０４１は、そのエントリ群の全
エントリ情報をエントリ選択装置１０５に送る。
詳細を示す。図４を参照すると、書込み読出し制御回路
１０４１が、キャッシュテーブル１０２またはフルテー
ブル１０３からヒットアドレスとその時刻情報を受け取
り、状況テーブル１０４２のうちのヒットアドレスと一
致するエントリヒット時刻情報を書き込む。また、フル
テーブル１０３からヒット情報を受け取った場合には、
書込み読出し制御回路１０４１は、そのエントリ群の全
エントリ情報をエントリ選択装置１０５に送る。
【００４６】状況テーブル１０４２は、エントリ毎に、
そのエントリの番号，キャッシュテーブル１０２でのヒ
ットアドレス，フルテーブル１０３でのヒットアドレ
ス，キャッシュテーブル１０２におけるそのエントリの
領域，キャッシュテーブル１０２における閾値，フルテ
ーブル１０３における閾値，キャッシュヒット回数，ヒ
ット時刻，キャッシュテーブル１０２にエントリ群を入
れる時のそのエントリ番号およびフルテーブル１０３に
エントリ群を入れる時のそのエントリ番号を格納する。
そのエントリの番号，キャッシュテーブル１０２でのヒ
ットアドレス，フルテーブル１０３でのヒットアドレ
ス，キャッシュテーブル１０２におけるそのエントリの
領域，キャッシュテーブル１０２における閾値，フルテ
ーブル１０３における閾値，キャッシュヒット回数，ヒ
ット時刻，キャッシュテーブル１０２にエントリ群を入
れる時のそのエントリ番号およびフルテーブル１０３に
エントリ群を入れる時のそのエントリ番号を格納する。
【００４７】図５は、エントリ選択装置１０５の詳細を
示す。図５を参照すると、エントリ群代表値回路１０５
７はヒット状況データベース１０４から上述のエントリ
群全ての情報（Ｎ個）を受け取る。エントリ群代表値回
路１０５７は、図６にその処理フローチャートを示すよ
うに、この全エントリから、閾値，領域，ヒット回数お
よびヒット時刻の各々について、最大値を持つエントリ
と最小値を持つエントリとを除外し、（Ｎ−２）個のエ
ントリを抽出する。そして、抽出したエントリから閾
値，領域，ヒット回数，ヒット時刻の４つの代表値を決
める。各代表値は、図６に示すように、閾値と領域につ
いてはエントリ中の最も高い値、ヒット回数は平均値、
ヒット時刻は最近のものとする。各代表値は、閾値保持
回路１０５３，領域保持回路１０５４，ヒット回数比較
回路１０５５およびヒット時系列比較回路１０５６に送
る。
示す。図５を参照すると、エントリ群代表値回路１０５
７はヒット状況データベース１０４から上述のエントリ
群全ての情報（Ｎ個）を受け取る。エントリ群代表値回
路１０５７は、図６にその処理フローチャートを示すよ
うに、この全エントリから、閾値，領域，ヒット回数お
よびヒット時刻の各々について、最大値を持つエントリ
と最小値を持つエントリとを除外し、（Ｎ−２）個のエ
ントリを抽出する。そして、抽出したエントリから閾
値，領域，ヒット回数，ヒット時刻の４つの代表値を決
める。各代表値は、図６に示すように、閾値と領域につ
いてはエントリ中の最も高い値、ヒット回数は平均値、
ヒット時刻は最近のものとする。各代表値は、閾値保持
回路１０５３，領域保持回路１０５４，ヒット回数比較
回路１０５５およびヒット時系列比較回路１０５６に送
る。
【００４８】ここで、閾値とは、エントリ群選択の優先
度を定める他の属性、すなわち、領域，ヒット回数およ
びヒット時刻に対して比較の対象となる基準値であ
り、。また、領域とは、そのエントリ固有の優先度をい
い、ポリシーあるいは料金体系から決められ得る。
度を定める他の属性、すなわち、領域，ヒット回数およ
びヒット時刻に対して比較の対象となる基準値であ
り、。また、領域とは、そのエントリ固有の優先度をい
い、ポリシーあるいは料金体系から決められ得る。
【００４９】比較回路１０５５〜１０５６は、キャッシ
ュテーブル１０２に既に存在するエントリ群に関して、
そのエントリ群とその代表値を組にして表に持ってお
り、その表の各エントリ群の代表値と、エントリ群代表
値回路１０５７から送られた値とを比較する。また、そ
の際に、領域と閾値を考慮して比較を行う。本実施例で
は、ヒット回数，ヒット時刻を閾値と比較し、閾値を超
えたエントリ群のみをまず選択し、さらに、比較回路１
０５５〜１０５６に保持されている全エントリ群のヒッ
ト回数，ヒット時刻に、優先度を掛け算して算出した値
の大きい順に優先度をつける。比較の結果、送られた代
表値と、キャッシュテーブル１０２に既に存在するエン
トリ群とが、どのような順位にあるかを調停回路１０５
２に送る。調停回路１０５２では、それぞれの回路から
送られてきた順位データを元に、それらに差異がある場
合には、それらを参考にして、図７にその処理フローチ
ャートを示すように、最終的な順位を決定する。図７を
参照すると、０〜１の乱数を発生し、その乱数を２等分
して、１／２づつをヒット回数，ヒット時刻に割り当
て、割り当てられた属性の順位を最終的な順位としてエ
ントリ決定送付回路１０５１に送る。
ュテーブル１０２に既に存在するエントリ群に関して、
そのエントリ群とその代表値を組にして表に持ってお
り、その表の各エントリ群の代表値と、エントリ群代表
値回路１０５７から送られた値とを比較する。また、そ
の際に、領域と閾値を考慮して比較を行う。本実施例で
は、ヒット回数，ヒット時刻を閾値と比較し、閾値を超
えたエントリ群のみをまず選択し、さらに、比較回路１
０５５〜１０５６に保持されている全エントリ群のヒッ
ト回数，ヒット時刻に、優先度を掛け算して算出した値
の大きい順に優先度をつける。比較の結果、送られた代
表値と、キャッシュテーブル１０２に既に存在するエン
トリ群とが、どのような順位にあるかを調停回路１０５
２に送る。調停回路１０５２では、それぞれの回路から
送られてきた順位データを元に、それらに差異がある場
合には、それらを参考にして、図７にその処理フローチ
ャートを示すように、最終的な順位を決定する。図７を
参照すると、０〜１の乱数を発生し、その乱数を２等分
して、１／２づつをヒット回数，ヒット時刻に割り当
て、割り当てられた属性の順位を最終的な順位としてエ
ントリ決定送付回路１０５１に送る。
【００５０】エントリ決定送付回路１０５１は、キャッ
シュテーブル１０２の空き状況を管理しており、Ｎ個の
エントリを追加することのできる空きがあるかどうかを
調べ、空きが有るときには、そのままＮ個のエントリを
書き込み、また空きが無いには、順位の最も低いエント
リが所属するエントリ群からキャッシュテーブル１０２
のエントリを消去し、空きが十分になるまでこの手順を
繰り返す。最後に、削除したエントリ群を各回路１０５
３〜１０５６に送る。各回路１０５３〜１０５６は、削
除したエントリ群情報を受け取り、表からそのエントリ
群を削除する。
シュテーブル１０２の空き状況を管理しており、Ｎ個の
エントリを追加することのできる空きがあるかどうかを
調べ、空きが有るときには、そのままＮ個のエントリを
書き込み、また空きが無いには、順位の最も低いエント
リが所属するエントリ群からキャッシュテーブル１０２
のエントリを消去し、空きが十分になるまでこの手順を
繰り返す。最後に、削除したエントリ群を各回路１０５
３〜１０５６に送る。各回路１０５３〜１０５６は、削
除したエントリ群情報を受け取り、表からそのエントリ
群を削除する。
【００５１】なお、優先度は、上の説明では、閾値，領
域，ヒット回数およびヒット時刻の４つの属性から定め
るとしているが、本発明ではこれにとらわれることな
く、優先度を定めるのにこれらの属性のうちの少なくと
も一つを使用することも可能である。
域，ヒット回数およびヒット時刻の４つの属性から定め
るとしているが、本発明ではこれにとらわれることな
く、優先度を定めるのにこれらの属性のうちの少なくと
も一つを使用することも可能である。
【００５２】次に、本発明の第２の実施例として、キャ
ッシュテーブル１０２の内部を２つの領域に分け、それ
ぞれA、Bとした例について説明する。この例ではヒット
状況データベース１０４には、ヒット回数をエントリ毎
に記録する。また、エントリ選択装置１０５は、領域A
においては、エントリ群のヒット回数の代表値が閾値M
以下のものをキャッシュテーブル１０２からの消去対象
とし、領域Bにおいては、エントリ群のヒット回数の代
表値が閾値Mの0.5倍以下のものを消去対象とし、さらに
消去対象となったエントリ群に対して領域Aと領域Bに２
対１の重みをつけて、キャッシュテーブル１０２から削
除するエントリ群を選択する。例えば、閾値を領域Aは
１０、領域Bは５とし、領域Aと領域Bそれぞれからこれ
らの閾値を下回るエントリ群を選び出す。さらに、この
選択されたエントリ群に対して、ある確率変数Nに基づ
いて削除するエントリ群を選択する。重み付けをして領
域Aのエントリ群はN、領域Bのエントリ群は２Nとする。
この結果、最も確率の高いエントリ群を消去対象として
選択する。さらに削除が必要であれば、この操作を繰り
返す。
ッシュテーブル１０２の内部を２つの領域に分け、それ
ぞれA、Bとした例について説明する。この例ではヒット
状況データベース１０４には、ヒット回数をエントリ毎
に記録する。また、エントリ選択装置１０５は、領域A
においては、エントリ群のヒット回数の代表値が閾値M
以下のものをキャッシュテーブル１０２からの消去対象
とし、領域Bにおいては、エントリ群のヒット回数の代
表値が閾値Mの0.5倍以下のものを消去対象とし、さらに
消去対象となったエントリ群に対して領域Aと領域Bに２
対１の重みをつけて、キャッシュテーブル１０２から削
除するエントリ群を選択する。例えば、閾値を領域Aは
１０、領域Bは５とし、領域Aと領域Bそれぞれからこれ
らの閾値を下回るエントリ群を選び出す。さらに、この
選択されたエントリ群に対して、ある確率変数Nに基づ
いて削除するエントリ群を選択する。重み付けをして領
域Aのエントリ群はN、領域Bのエントリ群は２Nとする。
この結果、最も確率の高いエントリ群を消去対象として
選択する。さらに削除が必要であれば、この操作を繰り
返す。
【００５３】また、Aの重み付けを０(ゼロ)として、Aを
確率によらずに削除対象から外すことも可能である。逆
に閾値を無限大として、全てのエントリのヒット回数の
代表値が閾値以下とする、つまり閾値を事実上使用しな
いことも可能である。
確率によらずに削除対象から外すことも可能である。逆
に閾値を無限大として、全てのエントリのヒット回数の
代表値が閾値以下とする、つまり閾値を事実上使用しな
いことも可能である。
【００５４】また、ヒット回数を用いない方法も可能で
ある。上記例では、閾値とヒット回数を代表値として用
いることを領域A,Bで行ったが、これ以外の任意の組合
せを領域A,Bについて行うことも可能である。例えば、
閾値はA,Bという領域に異なる値を割り付、このA,Bとは
全く独立なa,bという領域ではそれぞれヒット回数の平
均値とヒット回数の最大値といった別の代表値を用いる
ことも可能である。
ある。上記例では、閾値とヒット回数を代表値として用
いることを領域A,Bで行ったが、これ以外の任意の組合
せを領域A,Bについて行うことも可能である。例えば、
閾値はA,Bという領域に異なる値を割り付、このA,Bとは
全く独立なa,bという領域ではそれぞれヒット回数の平
均値とヒット回数の最大値といった別の代表値を用いる
ことも可能である。
【００５５】また、エントリ選択装置１０５は、上述の
キャッシュテーブル１０２に対する操作と同様の操作を
フルテーブル１０３に対しても行い、フルテーブル１０
３からキャッシュテーブル１０２に入れるエントリを選
択する。
キャッシュテーブル１０２に対する操作と同様の操作を
フルテーブル１０３に対しても行い、フルテーブル１０
３からキャッシュテーブル１０２に入れるエントリを選
択する。
【００５６】次に、第３の実施例について説明する。本
例では、各エントリは、その優先度を定めるための属性
として、フルテーブルのどの領域に入れることができる
か(どの領域に属することができるか)という領域情報と
閾値とを持つ。このような属性は、本実施例では固定と
するが、動的に変更することが可能である。動的に変更
する場合、例えば、属性の変更はポリシーサーバの指示
に応じて行われる。ポリシーサーバは網の運用のための
ルールが網の管理者によって記述されているものであ
る。例えば、あるエントリは昼間は優先度が高いが夜は
優先度が低いといったルールがポリシーサーバに記述さ
れていると、ポリシーサーバーはそれに応じて昼と夜で
優先度を切り替える必要があることを知り、各エントリ
の優先度の切り替えを行う。
例では、各エントリは、その優先度を定めるための属性
として、フルテーブルのどの領域に入れることができる
か(どの領域に属することができるか)という領域情報と
閾値とを持つ。このような属性は、本実施例では固定と
するが、動的に変更することが可能である。動的に変更
する場合、例えば、属性の変更はポリシーサーバの指示
に応じて行われる。ポリシーサーバは網の運用のための
ルールが網の管理者によって記述されているものであ
る。例えば、あるエントリは昼間は優先度が高いが夜は
優先度が低いといったルールがポリシーサーバに記述さ
れていると、ポリシーサーバーはそれに応じて昼と夜で
優先度を切り替える必要があることを知り、各エントリ
の優先度の切り替えを行う。
【００５７】図８は、そのようなポリシーサーバ３０１
が設けられた本発明の第２の実施形態のルータの全体構
成図を示す。ポリシーサーバー３０１は、ヒット状況デ
ータベース１０４とエントリ選択装置１０５に対して、
各エントリの領域，閾値の値を定義し、これをマッピン
グ回路１０４３とマッピング回路１０５８を通じて優先
制御に反映させる。
が設けられた本発明の第２の実施形態のルータの全体構
成図を示す。ポリシーサーバー３０１は、ヒット状況デ
ータベース１０４とエントリ選択装置１０５に対して、
各エントリの領域，閾値の値を定義し、これをマッピン
グ回路１０４３とマッピング回路１０５８を通じて優先
制御に反映させる。
【００５８】すなわち、ポリシーサーバ３０１は、ユー
ザがフルテーブルの各エントリに対して定義した領域，
閾値の値を端末３０２を通じて受け取り、ポリシーサー
バ３０１内に保持する。さらに、ポリシーサーバ３０１
は、保持している情報に変更があったときに、その情報
をパケット処理回路１０１内のヘッダコピー回路１０１
１とアドレス抽出回路１０１２を経由してヒット状況デ
ータベース１０４とエントリ選択装置１０５に送る（図
９参照）。
ザがフルテーブルの各エントリに対して定義した領域，
閾値の値を端末３０２を通じて受け取り、ポリシーサー
バ３０１内に保持する。さらに、ポリシーサーバ３０１
は、保持している情報に変更があったときに、その情報
をパケット処理回路１０１内のヘッダコピー回路１０１
１とアドレス抽出回路１０１２を経由してヒット状況デ
ータベース１０４とエントリ選択装置１０５に送る（図
９参照）。
【００５９】ヒット状況データベース１０４では、マッ
ピング回路１０４３が書込み読出し制御回路１０４１を
通じて、状況テーブル１０４２に書き込み（図１０参
照）、また、エントリ選択装置１０５では、マッピング
回路１０５８が閾値保持回路１０５３および領域保持回
路１０５４に存在する各エントリの閾値，領域を変更す
る（図１１参照）。
ピング回路１０４３が書込み読出し制御回路１０４１を
通じて、状況テーブル１０４２に書き込み（図１０参
照）、また、エントリ選択装置１０５では、マッピング
回路１０５８が閾値保持回路１０５３および領域保持回
路１０５４に存在する各エントリの閾値，領域を変更す
る（図１１参照）。
【００６０】次に、本発明の第４の実施例について説明
する。この例では、各エントリが持つ属性は、入力され
たパケットにより変更され得る。パケットは、そのヘッ
ダに属性を決める値を持っており、この値に従って、ヒ
ットしたエントリの属性を変更する。
する。この例では、各エントリが持つ属性は、入力され
たパケットにより変更され得る。パケットは、そのヘッ
ダに属性を決める値を持っており、この値に従って、ヒ
ットしたエントリの属性を変更する。
【００６１】アドレス抽出回路１０１２は、コピーされ
たパケットヘッダからアドレスを抽出して、そのアドレ
スをキャッシュテーブル１０２とフルテーブル１０３に
送るとともに、パケットヘッダのアドレス、あるいはそ
れ以外のヘッダ部分、ここでは、ＩＰバージョン４パケ
ットのヘッダのTime To Live（ＴＴＬ）の値によって領
域の値，閾値を決定し、マッピング回路１０４３とマッ
ピング回路１０５８に送る。領域の値，閾値は、例え
ば、ＴＴＬが３２以上のときには領域＝低優先、閾値＝
５０とし、ＴＴＬが３２未満のときには領域＝高優先、
閾値＝１００とする。マッピング回路１０４３とマッピ
ング回路１０５８の動作は第３実施例における動作と同
様である。
たパケットヘッダからアドレスを抽出して、そのアドレ
スをキャッシュテーブル１０２とフルテーブル１０３に
送るとともに、パケットヘッダのアドレス、あるいはそ
れ以外のヘッダ部分、ここでは、ＩＰバージョン４パケ
ットのヘッダのTime To Live（ＴＴＬ）の値によって領
域の値，閾値を決定し、マッピング回路１０４３とマッ
ピング回路１０５８に送る。領域の値，閾値は、例え
ば、ＴＴＬが３２以上のときには領域＝低優先、閾値＝
５０とし、ＴＴＬが３２未満のときには領域＝高優先、
閾値＝１００とする。マッピング回路１０４３とマッピ
ング回路１０５８の動作は第３実施例における動作と同
様である。
【００６２】次に、本発明の第５の実施例について説明
する。この例では、エントリ選択装置１０５は、エント
リ群の代表値を評価する際に、エントリ群を構成する全
てのエントリのなかから所定の規則に従ってエントリを
選んで,その選ばれたエントリ(計算対象エントリ)の値
に基づいて求める。例えば,エントリ群を構成するエン
トリの最大値と最小値を除いた全ての値の平均値を代表
値とする。あるいは、エントリ群を構成するエントリの
ヒット時刻の最近(最も近い過去)の時刻を持つエントリ
を除いたエントリの時刻の平均値を代表値とする。
する。この例では、エントリ選択装置１０５は、エント
リ群の代表値を評価する際に、エントリ群を構成する全
てのエントリのなかから所定の規則に従ってエントリを
選んで,その選ばれたエントリ(計算対象エントリ)の値
に基づいて求める。例えば,エントリ群を構成するエン
トリの最大値と最小値を除いた全ての値の平均値を代表
値とする。あるいは、エントリ群を構成するエントリの
ヒット時刻の最近(最も近い過去)の時刻を持つエントリ
を除いたエントリの時刻の平均値を代表値とする。
【００６３】次に、本発明の第６の実施例では、エント
リ選択装置１０５はエントリ群の代表値を評価する際
に、計算対象となるエントリの全ての値のなかから所定
の規則に従って選ばれた値を用いる。例えば、 エント
リのヒット時刻の系列において、最近(最も近い過去)の
時刻を代表値とする。
リ選択装置１０５はエントリ群の代表値を評価する際
に、計算対象となるエントリの全ての値のなかから所定
の規則に従って選ばれた値を用いる。例えば、 エント
リのヒット時刻の系列において、最近(最も近い過去)の
時刻を代表値とする。
【００６４】次に、以上に説明したキャッシュの管理方
法を実行するプログラムを半導体メモリ，ＣＤ−ＲＯ
Ｍ，フロッピー（登録商標）ディスク等の記録媒体に記
録し、それをルータに読み込ませて実行するようにして
もよい。そのルータは、上述のフルテーブル，キャッシ
ュおよびヒット状況データベースを備えており、また、
読み込んだプログラムは、ルータに上述のパケット処理
回路およびエントリ選択装置と同様な機能を発揮させ
る。
法を実行するプログラムを半導体メモリ，ＣＤ−ＲＯ
Ｍ，フロッピー（登録商標）ディスク等の記録媒体に記
録し、それをルータに読み込ませて実行するようにして
もよい。そのルータは、上述のフルテーブル，キャッシ
ュおよびヒット状況データベースを備えており、また、
読み込んだプログラムは、ルータに上述のパケット処理
回路およびエントリ選択装置と同様な機能を発揮させ
る。
【００６５】
【発明の効果】本発明の第１の効果は、キャッシュを有
するルータにおいて、エントリを群単位でキャッシュか
ら出し入れする場合にも、キャッシュのヒット確率を上
げることができることである。その理由は、よく使用さ
れるエントリをキャッシュに置くようにするからであ
る。よく使われるエントリは、使用頻度や、総使用回数
などで定める優先度を用いて選ぶ。例えば、ランダムに
選んだ場合に比べて使用頻度の高いものを選んだ場合に
明らかにキャッシュヒット率が向上する。
するルータにおいて、エントリを群単位でキャッシュか
ら出し入れする場合にも、キャッシュのヒット確率を上
げることができることである。その理由は、よく使用さ
れるエントリをキャッシュに置くようにするからであ
る。よく使われるエントリは、使用頻度や、総使用回数
などで定める優先度を用いて選ぶ。例えば、ランダムに
選んだ場合に比べて使用頻度の高いものを選んだ場合に
明らかにキャッシュヒット率が向上する。
【００６６】また、第２の効果は、あるポリシーに基づ
いて、処理性能を向上させるべきエントリに属性を指定
できるため、優先度合いをつけることが可能になること
である。例えば、顧客毎に異なる料金体系を採用してい
る場合、高い料金を得ている顧客の持つアドレスを包含
するようなエントリの優先度を上げることで、その顧客
と通信するパケットの処理を高速化でき、低い料金の顧
客との差別化が可能となる。
いて、処理性能を向上させるべきエントリに属性を指定
できるため、優先度合いをつけることが可能になること
である。例えば、顧客毎に異なる料金体系を採用してい
る場合、高い料金を得ている顧客の持つアドレスを包含
するようなエントリの優先度を上げることで、その顧客
と通信するパケットの処理を高速化でき、低い料金の顧
客との差別化が可能となる。
【図１】本発明の第１の実施形態のブロック図
【図２】図１におけるパケット処理回路１０１の詳細ブ
ロック図
ロック図
【図３】図１におけるキャッシュテーブル１０２の詳細
ブロック図
ブロック図
【図４】図１におけるヒット状況データベース１０４の
詳細ブロック図
詳細ブロック図
【図５】図１におけるエントリ選択装置１０５の詳細ブ
ロック図
ロック図
【図６】図５におけるエントリ群代表値回路１０５７の
処理フローチャート
処理フローチャート
【図７】図５における調停回路１０５２の詳細ブロック
図
図
【図８】本発明の第２の実施形態のブロック図
【図９】図８におけるパケット処理回路１０１の詳細ブ
ロック図
ロック図
【図１０】図８におけるヒット状況データベース１０４
の詳細ブロック図
の詳細ブロック図
【図１１】図８におけるエントリ選択装置１０５の詳細
ブロック図
ブロック図
【図１２】本発明を具体的に説明するための図
１０１ パケット処理回路 １０２ キャッシュテーブル １０３ フルテーブル １０４ ヒット状況データベース １０５ エントリ選択装置 ３０１ ポリシーサーバ ３０２ 端末 １０１１ ヘッダコピー回路 １０１２ アドレス抽出回路 １０１３ ヒットアドレス・出方路情報変換回路 １０１４ 出方路情報付加回路 １０２１ 検索キーレジスタ １０２２ 最長一致検索回路 １０２３ 結果情報回路 １０２４ エントリ操作回路 １０２５ ビットマスク付メモリ １０４１ 書込み読出し制御回路 １０４２ 状況テーブル １０４３ マッピング回路 １０５１ エントリ決定回路 １０５２ 調停回路 １０５３ 閾値保持回路 １０５４ 領域保持回路 １０５５ ヒット数比較回路 １０５６ ヒット時系列比較回路 １０５７ エントリ群代表値回路 １０５８ マッピング回路
Claims (13)
- 【請求項１】 全エントリに対して最長一致検索を行う
ためのフォワーディングテーブルと、 全エントリの一部のエントリに対して最長一致検索を行
うためのキャッシュテーブルとを備え、 前記フォワーディングテーブルにおいてエントリを前記
キャッシュテーブルに入れるときには、そのエントリを
親とする全エントリを所定の方法で選択し、また前記キ
ャッシュテーブルからエントリを出すときには、そのエ
ントリの親となる全エントリも前記所定の方法で選択す
ることを特徴とするルータにおけるキャッシュテーブル
管理装置。 - 【請求項２】 全エントリに対して最長一致検索を行う
ためのフォワーディングテーブルあるいは全エントリの
一部のエントリに対して最長一致検索を行うためのキャ
ッシュテーブル内に仮想的な複数の領域を設定する手段
と、 該領域内では、それぞれ固有に、削除あるいは移動対象
を決めるためのエントリ群の使用状況の評価値と、少な
くとも削除対象に選択される可否を決める閾値と選択さ
れた場合に実際に削除あるいは移動されるエントリの該
領域に応じて決まる優先度の一つを持つ手段と、 該閾値および優先度に応じて入れ替え対象のエントリ群
を選択する手段とを持つことを特徴とするルータにおけ
るキャッシュテーブル管理装置。 - 【請求項３】 各エントリあるいは各エントリ群と各仮
想的な領域を関連付ける手段、または各エントリあるい
は各エントリ群にそれぞれ優先度を関連付ける手段、ま
たは各エントリあるいは各エントリ群にそれぞれ閾値を
関連つける手段の内の少なくとも一つの手段を備えたこ
とを特徴とする請求項２に記載のルータにおけるキャッ
シュテーブル管理装置。 - 【請求項４】 特定の時間区間において、エントリ群を
構成する各エントリが持つ使用状況の評価値に対して、
該使用状況を全てのエントリに対してあるいは一部のエ
ントリに対して組み合わせた値あるいは統計値を各エン
トリ群の使用状況の評価値として用いる手段を備えたこ
とを特徴とする請求項２に記載のルータにおけるキャッ
シュテーブル管理装置。 - 【請求項５】 プレフィクスビット列およびプレフィッ
クス長から成るアドレスの集合を示す情報と、このアド
レスの集合に対するパケットの出方路を示す情報と、優
先度情報との組が登録されたエントリを複数有し最長一
致検索されるフォワーディングテーブルと、 入れ替えるべきエントリを親とする前記フォワーディン
グテーブルの全エントリが書き込まれ、またエントリが
削除・移動されるときには、その親も削除・移動される
キャッシュテーブルと、 前記フォワーディングテーブルの全エントリについて、
そ内容に加えてヒット情報が登録され、前記フォワーデ
ィングテーブルまたは前記キャッシュテーブルがヒット
したときにそのエントリの内容が更新されるヒット状況
データベースと、 パケットが入力されるとそのパケットヘッダから宛先ネ
ットワークアドレスを取り出し、このアドレスをキーに
して前記キャッシュテーブルまたは前記フォワーディン
グテーブルを検索し、得られた出方路にパケットを転送
するパケット処理回路と、 前記キャッシュテーブルに登録されている全エントリの
前記優先度情報を含み、前記エントリ群入れ替えを行う
ときには、該優先度情報と前記ヒット状況データベース
からの情報とを考慮して入れ替えるべきエントリ群を選
択するエントリ選択装置と備えたことを特徴とするルー
タにおけるキャッシュテーブル管理装置。 - 【請求項６】 前記エントリ選択装置は、 前記ヒット状況データベースからエントリ群全ての情報
を受け取り、この全エントリから、エントリ固有の優先
度である領域，エントリ使用状況の評価値および閾値の
代表値を決めるエントリ群代表値回路と、 前記キャッシュテーブルに既に存在するエントリ群に関
して、そのエントリ群とその代表値を組にして表に持っ
ており、その表の各エントリ群の代表値と、前記エント
リ群代表値回路から送られてくる代表値とを比較して、
キャッシュテーブルに既に存在するエントリ群がどのよ
うな優先順位にあるかを送出する前記領域，エントリ使
用状況の評価値および閾値対応の比較回路と、 該比較回路から送られてきた優先順位データを基にエン
トリの最終的な入替え順位を決定する調停回路と、 前記キャッシュテーブルの空き状況を管理しており、当
該エントリ群を追加することのできる空きがあるかどう
かを調べ、空きが無い場合には、前記調停回路が決定し
た順位の最も低いエントリが所属するエントリ群から前
記キャッシュテーブルのエントリを消去して十分な空き
を作り、また削除したエントリ群を前記表からの削除の
ために前記比較回路に送るエントリ決定送付回路とから
成ることを特徴とする請求項５に記載のルータにおける
キャッシュテーブル管理装置。 - 【請求項７】 前記エントリ使用状況の評価値として、
ヒット回数またはヒット時刻またはその両者を採用する
ことを特徴とする請求項２，請求項４または請求項６に
記載のルータにおけるキャッシュテーブル管理装置。 - 【請求項８】 前記各代表値は、閾値と領域については
エントリ中の最も高い値、ヒット回数は平均値、ヒット
時刻は最近のものとすることを特徴とする請求項７に記
載のルータにおけるキャッシュテーブル管理装置。 - 【請求項９】 前記調停回路は、０〜１の乱数を発生
し、その乱数を２等分して、１／２づつをヒット回数と
ヒット時刻に割り当て、割り当てられた属性の順位を最
終的な順位とすることを特徴とする請求項７または請求
項８に記載のルータにおけるキャッシュテーブル管理装
置。 - 【請求項１０】 前記エントリの優先度を受信パケット
から得られる情報に応じて設定する手段を設けたことを
特徴とする請求項２ないし請求項９のいずれかに記載の
ルータにおけるキャッシュテーブル管理装置。 - 【請求項１１】 前記フォワーディングテーブル内の優
先度は、ポリシーサーバにより変更可能としたことを特
徴とする請求項５ないし請求項１０に記載のルータにお
けるキャッシュテーブル管理装置。 - 【請求項１２】 プレフィクスビット列およびプレフ
ィックス長から成るアドレスの集合を示す情報と、この
アドレスの集合に対するパケットの出方路を示す情報
と、優先度情報との組が登録されたエントリを複数有し
最長一致検索されるフォワーディングテーブルと、 入れ替えるべきエントリを親とする前記フォワーディン
グテーブルの全エントリが書き込まれ、またエントリが
削除・移動されるときには、その親も削除・移動される
キャッシュテーブルと、 前記フォワーディングテーブルの全エントリについて、
そ内容に加えてヒット情報が登録され、前記フォワーデ
ィングテーブルまたは前記キャッシュテーブルがヒット
したときにそのエントリの内容が更新されるヒット状況
データベースとを備えたルータを、 パケットが入力されるとそのパケットヘッダから宛先ネ
ットワークアドレスを取り出し、このアドレスをキーに
して前記キャッシュテーブルまたは前記フォワーディン
グテーブルを検索し、得られた出方路にパケットを転送
するパケット処理回路と、 前記キャッシュテーブルに登録されている全エントリの
前記優先度情報を含み、前記エントリ群入れ替えを行う
ときには、該優先度情報と前記ヒット状況データベース
からの優先度情報とを比較して入れ替えるべきエントリ
群を選択するエントリ選択装置として機能させるための
プログラムを記録したコンピュータ読み込み可能なプロ
グラム記録媒体。 - 【請求項１３】 前記エントリ選択装置は、 前記ヒット状況データベースからエントリ群全ての情報
を受け取り、この全エントリから、エントリ固有の優先
度である領域，エントリ使用状況の評価値およびこれら
の各々についての閾値の代表値を決めるエントリ群代表
値手段と、 前記キャッシュテーブルに既に存在するエントリ群に関
して、そのエントリ群とその代表値を組にして表に持っ
ており、その表の各エントリ群の代表値と、前記エント
リ群代表値回路から送られてくる代表値とを比較して、
キャッシュテーブルに既に存在するエントリ群がどのよ
うな優先順位にあるかを送出する前記領域，エントリ使
用状況の評価値および閾値対応の比較手段と、 該比較回路から送られてきた優先順位データを基にエン
トリの最終的な入替え順位を決定する調停手段と、 前記キャッシュテーブルの空き状況を管理しており、当
該エントリ群を追加することのできる空きがあるかどう
かを調べ、空きが無い場合には、前記調停回路が決定し
た順位の最も低いエントリが所属するエントリ群から前
記キャッシュテーブルのエントリを消去して十分な空き
を作り、また削除したエントリ群を前記表からの削除の
ために前記比較回路に送るエントリ決定送付手段とから
成ることを特徴とする請求項１２に記載のプログラム記
録媒体。
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