JP2001326679A

JP2001326679A - 情報装置、テーブル検索装置、テーブル検索方法、及び記録媒体

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Publication number: JP2001326679A
Application number: JP2000142102A
Authority: JP
Inventors: Akira Jinzaki; 明陣崎
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2000-05-15
Filing date: 2000-05-15
Publication date: 2001-11-22
Also published as: US6839703B2; EP1156432B1; DE60134694D1; EP1156432A2; EP1156432A3; US20010042070A1

Abstract

(57)【要約】【課題】少ないメモリ容量で無駄なエントリのない、高
速検索可能なテーブルのデータ構造を提供する。【解決手段】テーブルを検索するための検索キーを複数
のビット列からなる分割検索キーに分割する。各分割検
索キーには、対応した検索表を設けるようにし、１つの
分割検索キーで検索するテーブルの大きさを、全体の検
索キーで一度の検索する場合のテーブルよりも小さなも
のとする。最初に、分割検索キー（Ａビット）で、一次
検索表を検索し、結果が得られれば、そのまま出力す
る。二次検索表へのポインタが得られたら、その二次検
索表を分割検索キー（Ｂビット）で検索する。以下同様
にして、分割検索キーを使って検索する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高速検索可能なテ
ーブルのデータ構造に関し、特には、最長前方一致検索
を高速に実現し、テーブルの検索、作成、テーブル項目
の追加、変更、削除を高速に行うことを可能とする構成
のテーブルを有する情報装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】複数のデータを一定の構造をもった配列
（テーブル）に格納し、特定のデータ（検索データ）に
一致するものを検索する処理は情報処理において多方面
で用いられる。中でも最長前方一致検索（longest pre
fix match search）は、例えば、辞書の最長前方一致
検索やインターネットプロトコルにおけるルーティング
処理で用いられる経路表の検索に利用されており、重要
である。

【０００３】最長前方一致検索を必要とする代表的な応
用例は、インターネットプロトコルなどで用いられる経
路表検索である。以下の説明では、経路表検索の場合を
例にして説明をするが、最長前方一致検索はデータベー
ス検索など様々な用途に利用できるものであって、経路
表検索に限定されるものではない。

【０００４】更に、以下の説明ではＩＰｖ４の３２ビッ
トのネットワークアドレスを「aaa.bbb.ccc.ddd 」のよ
うに８ビット毎に「. 」で区切って、それぞれの８ビッ
ト値を十進数で表現する。例えば、「10.0.0.1」は十六
進数で「0x0A000001」である。また、ネットワーク部の
長さを明示的に「10.0.0.0/24 」のように表示する。こ
れは、10.0.0.0のネットワーク部が先頭から２４ビット
（10.0.0）であることを表す。これらの表記法は一般的
に用いられるものである。また、以下の説明では「10.
0.0.x」のように「ｘ」で特に指定の必要がない（don't
care ）値を表す。

【０００５】経路表とは、ネットワークアドレスとその
ネットワークアドレスに到達するための経路情報を対に
したデータベースである。インターネットルータはネッ
トワークからパケットを受信すること、このパケットの
宛先アドレスを検索データとして経路表を検索し、最も
長く一致するネットワークアドレスを見つけだし、その
ネットワークアドレスの経路に向けてパケットを転送す
る。ここで、経路とはパケットをフォワーディングする
次のリンクである。

【０００６】図１５は、経路表の一例を示した図であ
る。例えば、経路表に図１５のようなネットワークアド
レスと経路が登録されていると仮定する。

【０００７】この例では、検索データ（パケットの宛
先）として「10.0.1.2」が与えられたとき「10.0.1.0」
が一致する。これはビット単位で見たとき、「10.0.1.
0」のほうが「10.0.1.128」よりも１ビット長く一致す
るからである。もし「10.0.1.0」のエントリが経路表に
ない場合は「10.0.1.128」が最長前方一致となる。「1
0.0.1.128」もなければ「10.0.0.0」が、「10.0.0.0」
もなければ「10.1.0.0」が、「10.1.0.0」もなければ
「0.0.0.0」が最長前方一致となる。「0.0.0.0」が最長
前方一致となる場合は、上位４ビットが「０」で一致す
る。

【０００８】なお、ルーティングにおいてはディフォル
トルートという概念があり、検索データに一致する経路
がない場合、用いる経路が定義されるので経路表の検索
は必ず成功する。

【０００９】最長前方一致検索を実現する上で課題とな
るのは、検索、テーブルの追加、変更、削除などの処理
を行う手間を小さくし、これら全ての処理を高速に実行
することである。従来技術としては、検索アルゴリズム
を工夫したもの（文献１〜６）やハードウェアＣＡＭ
（Contents Addressable Memory ）を利用した方法
（文献１〜８）、新しい方法（文献９、１０）など多数
の方式がある。これらは経路表検索を目的としたものが
主であるが、最長前方一致検索という意味では単語検索
などと同等である。

【００１０】経路表の検索は元来ソフトウェアで実現さ
れており、基本的にRadix TreeをはじめとするBinary
Treeを用いた検索方式が用いられてきた。しかし、高
速ネットワークにおいては数十万パケット／秒という速
度でパケットが伝送されるため、ソフトウェア処理では
対応が困難になっており、microsecond 以下の時間で検
索しなければならない場合は、ハードウェア検索方式が
用いられる。一般にハードウェア検索では、経路表の管
理はソフトウェアで行い、ハードウェアは検索のみを高
速に処理するよう最適化する。このような検索方式の代
表例としてスタンフォード大学が開発したTiny Tera方
式がある（文献１１）。

【００１１】図１６は、Tiny Tera方式を説明する図で
ある。Tiny Tera方式は以下のようにして経路表検索を
行うものである。・検索キーを二個のフィールドに分割する。

【００１２】・検索キーの長さがＫの時第一フィールド
はＰ、第二フィールドはＫ−Ｐである。・ＩＰｖ４（Internet Protocol version 4：Ｋ＝３
２）の場合、Ｐ＝２４である。・第一フィールドをインデックスとして索引するための
テーブル（一次検索表）を設ける。・一次検索表には経路情報あるいは二次検索表へのポイ
ンタを格納する。

【００１３】・二次検索表は２^K-Pエントリのテーブル
を必要な数準備する。・第一フィールドで一次検索表を引く（ステップ１）・経路情報が得られれば、それが結果となる（一次結
果）・二次検索表へのポインタが得たら、これと第二フィー
ルドで二次検索表を引く（ステップ２）このように、Tiny Tera方式では、たかだか２アクセス
で検索を完了する。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】Tiny Tera方式ではテ
ーブルを、たかだか２回アクセスすることでＩＰｖ４ア
ドレスの経路検索を完了することができる。また、方式
から明らかなようにハードウェアによる実現が容易であ
り、その場合、検索時間は１００ｎｓ以下にすることが
可能である。しかし、以下の問題がある。・一次検索表として２²⁴（１６Ｍega −約１６００万）
エントリのメモリが必要である。

【００１５】・現在のインターネットで用いられている
経路は最大で１０万経路とされているので、一次検索表
の１／１６０しか用いられない疎なテーブルとなる（す
なわち、メモリが無駄）。

【００１６】・１６Ｍ語のテーブルは通常の場合キャッ
シュメモリには入らないため、キャッシュミスが頻繁に
生じる。従って、経路表をキャッシュミスの度にアクセ
スする必要があり、処理速度低下が起こる。・基本的にネットワーク経路をホスト経路に展開する方
式なので、例えば、一次検索表にネットワークアドレス
が８ビットのネットワークを登録するとテーブルに２¹⁶
（約６５０００）エントリに展開し、このエントリ全て
に同じ経路情報を設定する必要がある。すなわち、一次
検索表の検索キーである２４ビットの値に対し、８ビッ
トしか使用しないので、残りの１６ビットが取りうる全
ての値について経路情報を登録することになる。

【００１７】・経路表の作成、変更、削除時にエントリ
数に比例した時間を要する。・一気にエントリ全てを変更できないため、変更の途中
段階においてデータに一貫性のない状態が生じ、このと
きに行われた最長前方一致検索は一貫性のないデータを
得る可能性がある。・ＩＰｖ６（Internet Protocol version 6）など長
いアドレスを持つネットワークプロトコルに対応できな
い。すなわち、ネットワークアドレスが長くなると、登
録すべきエントリ数が極端に多くなり、上に述べた問題
点が更に深刻になる。

【００１８】図１７は、ルータのルーティング処理の概
念を示す図である。ルータＲは、ルータＲに接続するネ
ットワークＮ１〜Ｎ４に対してパケットを転送する必要
がある。このとき、ルータＲに入力されたパケットの宛
先アドレスを調べ、どのパスに送信したらよいかが決定
される。このとき、一般に、ルータＲには、複数の異な
るネットワークＮ１〜Ｎ４が接続されるが、これら全て
に異なるパスが割り当てられる訳ではなく、例えば、図
１７に示されるように、ネットワークＮ１とＮ４へは同
じｌ１という、ルータＲの１つのポートに接続されたパ
スを使ってパケットが送信されることが多々ある。この
ような場合、ネットワークＮ１とＮ４を宛先として持つ
パケットは全てパスｌ１へと出力されるので、経路表に
はネットワークアドレスＮ１とＮ４の全ての出力パスと
してｌ１が登録されることになる。

【００１９】図１８は、Tiny Tera方式における経路表
の概念を示す図である。図１８の場合、ネットワークア
ドレスＮ１は、２４ビットより短いとしている。この場
合、２４ビットの内、ネットワークアドレスＮ１の後ろ
に付加されている全てのビット値に対してエントリが生
成され、これらの出力経路（出力パス）として全てｌ１
が登録されている。また、ネットワークアドレスＮ４
は、２４ビットよりも長く、ビット値Ｖ４とＷ４とから
なっているとすると、まず図１８のテーブル（１）にお
いて、２４ビットのビット値Ｖ４によって一次経路表を
検索する。すると、二次経路表へのポインタが取得され
るので、このポインタに基づいて、図１８の（２）の経
路表をビット値Ｗ４によって検索する。これによって、
出力経路としてｌ４が取得される。更に、ネットワーク
アドレスＮ３はちょうど２４ビットで構成されていると
すると、ネットワークアドレスＮ３のエントリは１つだ
けであり、出力経路としてｌ３が取得される。

【００２０】ところで、経路表は、ネットワークアドレ
ス格納部とパケットから得られたネットワークアドレス
との比較一致処理を行うのではなく、パケットから得ら
れたネットワークアドレスをオフセットとして、直接経
路表を参照するので、ネットワークアドレスの取りうる
値全てについて、たとえ、そのようなアドレスが無くて
もメモリエリアをとっておく。従って、経路表に登録さ
れるネットワークアドレスの登録数が２²⁴エントリより
も少なくても、一次経路表としては、２²⁴エントリ分の
メモリ容量を必要とする。すなわち、無駄なメモリ領域
を作ってしまうと共に、ネットワークアドレスのビット
数が長くなるに従って、経路表検索用キーのビット数を
大きくすると、急激に多くのメモリ容量を必要とすると
いう問題がある。

【００２１】本発明の課題は、少ないメモリ容量で無駄
なエントリのない、高速検索可能なテーブルのデータ構
造を提供することである。

【００２２】

【課題を解決するための手段】テーブルのデータ構造
は、検索キーに対応したデータを格納するテーブルのデ
ータ構造であって、該テーブルを、該検索キーを３つ以
上の任意のＮ個に分割した各分割検索キーに対応した種
類だけ分割した分割テーブルを備え、該分割テーブル
は、分割検索キーに対応した、データあるいは別の分割
テーブルを示すポインタもしくはインデックスを格納す
ることを特徴とする。

【００２３】テーブル検索装置は、テーブルを検索して
所望の結果を取得するテーブル検索装置であって、検索
キーを３以上の任意の数に分割した分割検索キーを入力
する入力手段と、該テーブルを各分割検索キーに対応し
て分割したテーブルであって、分割検索キーに対応し
た、データあるいは別の分割テーブルを示すポインタも
しくはインデックスを格納する分割テーブルを格納する
分割テーブル格納手段と、該分割検索キーを使用して、
各分割テーブルを検索することによって最終結果を得る
結果取得手段とを備えることを特徴とする。

【００２４】テーブル検索方法は、テーブルを検索して
所望の結果を取得するテーブル検索方法であって、
（ａ）検索キーを３以上の任意の数に分割した分割検索
キーを入力するステップと、（ｂ）該テーブルを各分割
検索キーに対応して分割したテーブルであって、分割検
索キーに対応した、データあるいは別の分割テーブルを
示すポインタもしくはインデックスを格納する分割テー
ブルを格納するステップと、（ｃ）該分割検索キーを使
用して、各分割テーブルを検索することによって最終結
果を得るステップとを備えることを特徴とする。

【００２５】本発明によれば、テーブルを分割検索キー
に対応して分割した分割テーブルを格納するので、テー
ブルが小さくなり、格納するのに必要とするメモリ容量
を小さくすることが出来る。また、分割検索キーの大き
さを適当に調節することによって、分割テーブル内の無
駄な領域を減らすことができ、更にメモリ容量の節約に
つながる。

【００２６】また、分割テーブルは大きさが小さく、検
索の際には、小さなテーブルを検索すればよいので、テ
ーブルの検索速度が速くなる。

【００２７】

【発明の実施の形態】まず、経路表を前提に説明するた
めに、ルータの基本構成を説明する。ただし、本発明は
経路表に対する適用には限定されない。

【００２８】図１は、ルータの基本的構成を示す図であ
る。ルータは、ルーティングテーブル１１を有するプロ
セッサ１０と、入力パケットを受信する入力部１２と、
プロセッサ１０によって制御され、入力パケットを適切
なパスに切り替え処理するスイッチ１３と、スイッチ１
３から送られてきたパケットをネットワークへ出力する
出力部１４とからなる。

【００２９】プロセッサ１０は、他のルータと通信を行
い、ルーティングテーブル１１の更新を適宜行い、最適
なルーティングを実現する。この際、プロセッサ１０
は、ルーティングテーブル１１を高速に検索したり、更
新することが要求される。本実施形態においては、この
ルーティングテーブル１１に適した、ルータの高速処理
を可能とするメモリ容量の少ないテーブルのデータ構造
を提供する。

【００３０】図２は、本発明の第１の実施形態を説明す
る図である。本実施形態では、検索キー（インターネッ
トにおけるルータの経路表の場合には、パケットの宛先
アドレス）を３以上の複数フィールドに分割し、このフ
ィールド毎にテーブルを設ける。フィールド分割の仕方
は、各分割フィールド長を同じ大きさで分割してもよい
（Ａ＝Ｂ＝Ｃ＝・・・）し、必要に応じて異なる大きさ
で分割してもよい（Ａ≠Ｂ≠Ｃ≠・・・）。本明細書に
おいては、この分割フィールドを分割検索キーと呼ぶ。

【００３１】本実施形態においては、ステップ１におい
て、検索キーのＡビットを用いて、一次検索表を検索す
る。一次検索表のエントリ数は、２^A個である。一次検
索表を検索した結果、出力経路のデータが得られた場合
には、検索は終了し、一次結果を検索結果として出力す
る。

【００３２】一次検索表を検索した結果、二次検索表へ
のポインタが取得された場合には、検索キーのＢビット
値を使用して、二次検索表を検索する。二次検索表のエ
ントリ数は、検索キーがＢビットであることに対応し
て、Ｌ₂・２^B個ある。ここで、Ｌ₂は、一次検索表か
らポインタで示されている検索表の数であり、ネットワ
ーク構成によって様々な値を取るものである。一次検索
表からポインタで二次検索表の検索を行う場合には、ポ
インタで示されたテーブルのみを調べればよいので、Ｌ
₂個のテーブルの内、１つのテーブルの検索を行うこと
になる。二次検索表の検索の結果、出力経路のデータが
得られた場合には、二次結果を最終検索結果として出力
する。

【００３３】二次検索表の検索の結果、三次検索表への
ポインタが得られた場合には、検索キーのＣビット値を
用いて、三次検索表の検索を行う。三次検索表の全エン
トリ数は、Ｌ₃・２^C個である。ここで、Ｌ₃は、Ｌ₂
と同様に、二次検索表のポインタで示される三次検索表
内のテーブルの数である。三次検索表の検索の結果、出
力経路についてデータが得られた場合には、三次結果を
最終結果として出力する。

【００３４】このようにして、本実施形態においては、
複数あるいは、３以上に分割された検索キーを用いて、
それぞれに対応した検索表を順次検索することによっ
て、必要とする検索結果を得るようにする。このように
すれば、分割された検索キーはビット数が少ないので、
対応する検索表のエントリ数も小さくて済み、メモリの
無駄遣いを避けることが出来る。また、各検索表のエン
トリ数が小さくなることにより、データ更新を高速にす
ることが出来る。

【００３５】図３は、４バイト（３２ビット）の検索キ
ーを１バイト（８ビット）毎に分割した場合の論理的な
テーブルの構造の例を示す図である。図３の例では、一
つのテーブルは２５６（＝２⁸）エントリからなる。テ
ーブルの各エントリは最終的に検索した結果（経路表の
場合は経路情報）であるデータあるいは他のテーブルを
示す識別番号ないしメモリ上のアドレス（ポインタ）で
構成する。従来方式ではテーブル内に検索対象となるキ
ーデータやマスクデータを格納しており、検索データと
これらのデータを比較することで検索を行うが、本実施
形態では、検索キーをメモリ上のオフセット値としてテ
ーブルを参照するので、比較機能も比較用のデータも必
要ない。なお、本実施形態の説明では説明を明確にする
ためにテーブルに値を明示している。

【００３６】図４は、第１の実施形態における検索表検
索処理を示すフローチャートである。上記したように、
本説明では、検索キーは、３２ビットで、８ビット毎に
分割して、それぞれの分割された検索キーを第一〜第四
部分として検索に使用する。

【００３７】ひとつの具体例として、図３に示されるよ
うに、「1.0.2.255 」というキーを用いて検索する手順
を示す。まず、ステップＳ１０において、キーの第一部
分を取得する。今の場合、第一部分は「１」である。次
に、ステップＳ１１において、キーの第一部分「１」で
一次検索表（テーブル１）を検索する。そして、ステッ
プＳ１２において、取得されたものがデータかポインタ
かを判断する。データである場合には、ステップ２０に
進む。取得されたものがポインタの場合には、ステップ
Ｓ１３に進む。

【００３８】図３の場合、取得されたのはポインタであ
り、テーブル２を得る。次に、キーの第二部分「０」で
第二検索表（テーブル２）を検索する（ステップＳ１
３）。次に、ステップＳ１４において、テーブル２を検
索した結果得られたのがデータかポインタかを判断し、
データである場合には、ステップＳ２０に進み、ポイン
タである場合には、第三検索表（テーブル３）を得る。

【００３９】そして、同様に、キーの第三部分「２」で
第三検索表（テーブル３）を検索し（ステップＳ１
５）、ステップＳ１６において、取得されたのがデータ
かポインタかを判断する。取得されたのがデータである
場合には、ステップＳ２０に進む。取得されたのがポイ
ンタである場合には、第四検索表（テーブル５）を得
る。次に、ステップＳ１７において、キーの第四部分
「２５５」でテーブル５を検索する。そして、ステップ
Ｓ１８において、データが得られたか否かを判断し、デ
ータが得られた場合には、ステップＳ２０に進み、デー
タが得られなかった場合には、ステップＳ１９において
デフォルト値を取得し、ステップＳ２０に進む。ステッ
プＳ２０では、最終的な検索結果（Data）を出力する。

【００４０】上記例の場合、分割された全てのキーを用
いて検索しているが、テーブルのエントリ内容によって
は、もっと少ないテーブル検索で結果を得る場合もあ
る。例えば、「1.1.3.5 」というキーで検索すると、図
３に示されているとおり、テーブル２をキーの第二部分
「１」で検索した時点で検索結果（Data）を得るので、
検索は完了する。

【００４１】上記第１の実施形態によれば、４バイトの
キーを１バイトの部分に分割して行う検索は２５６エン
トリのテーブルをたかだか４回アクセスすることで可能
となる。このようなテーブルは一般的なランダムアクセ
スメモリを用いて実現することができるので、４バイト
のＩＰｖ４アドレスの検索は、たかだか４回のメモリア
クセスで完了する。アクセスサイクルタイムが５０ｎｓ
のメモリを用いると、検索に要する時間は２００ｎｓ程
度となり、５００万回／秒程度の性能を実現できる。

【００４２】この数値だけを見ると従来技術に比べ性能
的に劣っているかに見える場合があるが、本実施形態に
おいては、経路表検索では必ずしも最後のフィールドま
で検索することなく結果を得る場合があること、ネット
ワーク通信のようにデータがオクテット単位で与えられ
るような場合では、全ての検索データの到着を待たずに
検索を開始できるため、伝送時間と検索時間をオーバラ
ップできるので、全体的な処理遅延の短縮化を実現でき
る。

【００４３】上記実施形態においては、テーブルの大き
さを小さくできる点に特徴がある。詳細は後に説明する
が、キーをより小さな部分に分割したり、一定の大きさ
でない部分に分割することで、Tiny Tera方式の一次検
索表にあるような無駄な領域を削減できる。また、基本
方式ではテーブル内容が同じテーブルが複数の場所で使
われている場合、物理的に一つのテーブルを重複利用で
きる。

【００４４】図５は、１つのテーブルを重複利用する場
合の概念を示す図である。図３の場合には、キーの第二
部分を用いてテーブル２を検索する場合、第二部分が
「０」の場合には、テーブル３を示し、第二部分が
「２」の場合には、テーブル４を示しており、テーブル
３の検索結果がテーブル５を示している。従って、最終
的な結果を得るテーブルが検索キーによってテーブル４
であったり、テーブル５であったりする。ところが、テ
ーブル４とテーブル５のエントリが同じ場合には、それ
ぞれ同じエントリを持つテーブルを別々に持つことはメ
モリ容量の無駄遣いとなる。従って、そのような場合に
は、図５に示すように、テーブル２のキー「２」が示す
テーブルとテーブル３のキー「２」が示すテーブルとを
共にテーブル４としておくことにより、物理的にテーブ
ル４を共用することが出来る。これによれば、メモリ容
量を節約することが出来、検索キーのビット数が大きく
なっても小さなメモリで実現が可能となる。

【００４５】Tiny Tera方式が検索キーを最小限の２分
割にとどめるためテーブルを大きくしているのに対し、
本実施形態では検索キーを細分化することでテーブルを
小さくし、テーブルの作成更新の手間を小さくしてい
る。極端な場合、検索キーの分割を１ビット単位にする
とテーブルは２エントリの大きさとなり、ＩＰｖ４アド
レスの検索に最高３２回のメモリアクセスを必要とす
る。これにより最大検索時間は８ビット分割の場合の８
倍となるが、無駄なテーブルエントリは無くなる。

【００４６】図６は、本発明の第１の実施形態の問題点
を説明する図である。第１の実施形態では検索キーを細
分化する事でテーブルを小さくするが、例えば、８ビッ
トに分割した場合でも無駄な領域は存在する。これをＩ
Ｐｖ４アドレスを１バイト部分に分割して処理する場合
を想定して説明する。

【００４７】図６の例では「10.0.x（第三部分のテーブ
ル）」と「10.0.0.x（第四部分のテーブル）」を示して
いる。「10.0.x」のテーブルで、例えば０番目のエント
リは「10.0.0.x」のテーブルを示し、２番目のエントリ
は「10.0.2.0/24 」への経路を示す。「10.0.2.0/24 」
のネットワーク部の長さは、検索のためにキーを分割し
た部分の境界（検索キー（宛先アドレス）の先頭から２
４ビット目）と合致するので「10.0.2.x」のテーブルを
必要としない。

【００４８】一方、「10.0.0.x」は「10.0.0.0/25 」と
「10.0.0.128/25 」の二つのネットワークからなり、そ
れぞれに経路を持つので、「10.0.0.x」のテーブルが必
要となる。「10.0.0.x」のテーブルは０番目から１２７
番目のエントリが「10.0.0.0/25 」への経路を格納し
（キーの第四番目の４ビットの内、最上位ビット（検索
キーの先頭から２５ビット目）が「０」となってい
る）、１２８番目から２５５番目のエントリが「10.0.
0.128/25 」への経路を格納する（検索キーの第四番目
の４ビットの内、最上位ビットあるいは検索キー（宛先
アドレス）の先頭から２５ビット目が「１」となってい
る）。

【００４９】この例から明らかなように、第１の実施形
態においても検索キーを分割した部分の境界と実際のテ
ーブルの内容によってテーブルに同じ内容のデータを繰
り返し格納する必要がある。この場合、本来一エントリ
であるべき「10.0.0.0/25 」の経路情報が１２８エント
リ、すなわち、１２８倍の領域を必要としている。も
し、「10.0.0.0/25 」の経路が変わると、「10.0.0.x」
のテーブルでは０番目から１２７番目の１２８エントリ
に全く同じ内容を設定しなければならないので経路情報
を変更するための処理時間が１２８倍になる。経路情報
の変更が頻繁におこる場合、これは大きな問題となる。

【００５０】なお、第１の実施形態においてテーブルの
構成上、このような問題が発生するのは、検索のために
分割したテーブル検索用のキーのビット数と、応用上要
求されるテーブルの処理単位（インターネットのルーテ
ィングで言えば、宛先アドレスのネットワーク部の単位
ビット数）が異なる場合である。例えば、経路の管理が
８ビット単位で行われるならば、このような問題は発生
しない。しかし、インターネットプロトコルにおいて
は、８ビット単位でネットワーク部を利用するような規
則はない。

【００５１】図７は、図６で説明した問題点を解決する
ための一方法を説明する図である。第１の実施形態にお
いて、テーブルの内容を効率的に変更する一つの手段
は、最終的な値を格納するテーブル（経路情報テーブ
ル）を設け、経路情報テーブルの位置情報を検索テーブ
ルに格納することである。ことようなテーブルのデータ
構造をとれば経路を更新する場合、経路情報テーブルの
該当する値を一つ変更すればよい。すなわち、図７に示
されるように、「10.0.x」のテーブルや「10.0.0.x」の
テーブルには、経路情報を書き込まず、経路情報テーブ
ルの必要な経路情報が登録されているエントリを示すポ
インタあるいはインデックスを格納するようにする。図
７の例においては、「10.0.x」のテーブルにおいて、２
番目のエントリには、経路情報テーブルのインデックス
（経路Index2）が格納され、これを使って、経路情報テ
ーブルを参照すると、「10.0.2.0/24 」への経路情報が
取得できる。同様に、２５５番目のエントリには、経路
Index255が格納され、経路情報テーブルを参照すると
「10.0.255.0/24 」への経路情報が取得できる。

【００５２】また、「10.0.0.x」のテーブルにおいて
は、０番目から１２７番目のエントリには、経路Index0
が格納され、経路情報テーブルの「10.0.0.0/25 」への
経路情報を示している。同様に、１２８番目から２５５
番目のエントリには、経路Index1が格納され、経理情報
テーブルの「10.0.0.128/25 」への経路情報を示してい
る。つまり、経路情報テーブルには、１つの経路には１
つのエントリしか存在しないので、経路の更新も１回で
済ませることが出来、高速に、かつ、確実に経路情報の
更新を行うことが出来る。

【００５３】図８は、図６で説明した問題点を解決する
ための別の方法を説明する図である。図８の方法におい
ては、同じ値を持つテーブルエントリの一つのエントリ
に値を設定し、他のエントリには値を設定したエントリ
の位置を示すポインタなどを設定する。

【００５４】「10.0.0.128」の検索では「10.0.0.x」の
テーブルの検索において、「10.0.0.128/25 」への経路
を得るので検索は終了する。「10.0.0.129」の検索では
「テーブル内絶対インデックス１２８」を得るので、再
度、「10.0.0.x」のテーブルの１２８番目のエントリを
参照し、値を得る。図７の方法と比べて「経路情報テー
ブル」に相当するテーブルが不要で、「10.0.0.128」の
検索では余分なメモリアクセス回数がないことが長所で
ある。「テーブル内絶対インデックス」は任意のテーブ
ル内のエントリを指定できるので、別のテーブル内のエ
ントリを示しても良い。

【００５５】図９は、図６で説明した問題点を解決する
ための更に別の方法を説明する図である。図８の「テー
ブル内絶対インデックス」方式の変形として考えられる
のは、「テーブル内絶対インデックス」の代わりにテー
ブル内のみで有効な「テーブル内相対インデックス」を
用いることである。相対インデックスの場合、指し示す
エントリは同じテーブルの中に限る。

【００５６】例えば、「10.0.0.x」のテーブルにおい
て、１番目のエントリには、テーブル内相対Index-1 が
格納されている。これは、自分のエントリより「１」だ
け小さい番号のエントリを指し示している。従って、１
番目のエントリのテーブル内インデックスは、０番目の
エントリを示している。同様に、２番目のエントリのテ
ーブル内インデックスは、自分より２つ上のエントリを
示しているので、やはり、０番目のエントリを示してい
る。また、１２７番目のエントリは、自分より１２７個
上のエントリを指しているので、やはり、０番目のエン
トリを指している。

【００５７】同様に、１２９番目から２５５番目のエン
トリのテーブル内相対インデックスは、全て、１２８番
目のエントリを示している。図１０は、本発明の実施形
態におけるテーブルのデータ構造の別の構成例を示した
図である。

【００５８】図２の実施形態で使用されるテーブルで
は、検索キーをあらかじめ決定した長さである８ビット
毎に分割し、これら分割したキー毎にテーブルを作成し
たが、分割の長さを可変にすることにより、更に効率の
良い方式が得られる。この方式ではテーブルに次に参照
するテーブルのインデックスの大きさを示すフィールド
を設け、このフィールドの値に従って検索データから利
用するインデックス値を決定する。例えば、「10.0.0.
x」のテーブルは「10.0.0.0/25 」と「10.0.0.128/25
」の２エントリしかないので、インデックス値は
「１」となる。テーブルエントリが最終データを含む場
合はインデックス値は０となる。すなわち、この場合、
「10.0.0.x」のテーブルは、２５番目ビットから３２番
目ビットまでの４ビットをキーとしないで、２５番目ビ
ットのみを検索キーとしている。この場合、検索キー
「10.0.0.x」の「ｘ」の値が、０〜１２７の時は、２５
番目のビットが「０」であり、「ｘ」の値が１２８〜２
５５の場合には、２５番目のビットが「１」であるの
で、２５番目のビットのみをキーとした場合には、テー
ブルのエントリは２つのみとなるのである。

【００５９】図１１は、本発明の実施形態におけるテー
ブルのデータ構造の更なる構成例を示した図である。イ
ンターネットにおけるネットワークの利用方法は自由で
あるが、管理されたネットワークの構成は大抵の場合組
織的であって、例えば「10.0.0.0/16 」のネットワーク
と「10.1.0.0/16 」のネットワークの下位ネットワーク
の使い方が全く同じになることがあり得る。このような
場合、経路インデックステーブルを複数設けておき、経
路インデックステーブルが決定できる段階で、これを指
定するようにし、以降の検索テーブルではこの経路イン
デックステーブル内部での相対的な位置（相対インデッ
クス）及びテーブルポインタのみを使用して検索テーブ
ルを構成する。このようにすれば、全ての下位ネットワ
ークを一通りのテーブルで表すことができるのでテーブ
ル用のメモリ領域を削減できる。

【００６０】例えば、図１１の例では、「10.0.x」のテ
ーブルの０番目から２５５番目のエントリでは、次に使
用するテーブルは、それぞれ、「10.0.0.x」、「10.0.
1.x」、「10.0.2.x」・・・「10.0.255」となっている
が、これらのアドレスで示される下位ネットワークの構
成が共通している（最終的な経路情報は異なっても良い
が、ネットワークの接続の仕方が共通している）場合に
は、同じテーブルを索引する事によって、必要な経路情
報を得ることが出来る。すなわち、図１１の場合、０番
目から２５５番目のエントリでは、いずれも「10.0.0.
x」のテーブルを示しており、更に、使用する経路情報
テーブルを指し示している。「10.0.0.x」のテーブルに
おいては、各エントリには、経路情報テーブルのどのエ
ントリを参照するかを示す相対インデックスが示されて
いる。「10.0.x」のテーブルの０番目のエントリでは、
経路情報０を示しているので、経路情報０テーブルが参
照され、また、「10.0.0.x」のテーブルを参照すること
により、「10.0.0.0」への経路は、相対インデックス０
で示されているので、経路情報０テーブルの０番目のエ
ントリを参照することにより、「10.0.0.0/24 」への経
路情報が得られる。

【００６１】この例では最悪の場合、経路情報テーブル
が２５６個必要かにみえるが、現実の経路検索において
経路情報テーブルの大きさは実際に存在する経路以上に
はならないため実質的には、経路情報テーブルも共用可
能である。

【００６２】更に、本発明の上記実施形態では、これま
でに述べた種々の方法を用いてテーブルの内容を同じ内
容のものにすることが出来、この結果全く同じ構成、相
互リンクのテーブルを物理的に一個のテーブルで実現で
きる。例えば、図１１の「経路情報テーブル指定」の例
では２５６個のテーブルを一つのテーブル「10.0.0.xの
テーブル」で共用している。

【００６３】本発明の上記実施形態のテーブル及びテー
ブル間の相互リンクは数学的に根付き有向無閉路グラフ
（rooted directed acyclic graph）で表される。こ
のようなグラフの同型な部分グラフを探すアルゴリズム
は公知技術である（文献１２）。しかし、このようなテ
ーブルの共用は本実施形態で提供している様々な方式で
テーブルの内容を均一化することによって可能となる。

【００６４】本発明の実施形態においては、検索は常に
最初のテーブル（ルート）から開始し、次のテーブルへ
のポインタを辿ることによって検索を行う。一方、テー
ブルの変更は検索と非同期に発生するため、検索途中で
テーブル内容の変更があった場合、検索結果が不正なも
のとなる可能性がある。

【００６５】このような問題を解決するために、テーブ
ルの変更は以下の手順で行う。図１２は、テーブルの変
更処理を示すフローチャートである。テーブルの変更処
理の概略は以下の通りである。・検索に用いられるテー
ブル以外に新たなテーブル（あるいは複数のテーブルと
相互リンク）を作成する。・新しいテーブルのルートへ
のポインタを検索に用いられているテーブルの必要な部
分のポインタに置き換えるこの方法によれば、巨大なテ
ーブルを一回のポインタ書き換えで一貫性をもって入れ
替えることができるため、このポインタ書き換えの間だ
け検索処理を停止したり、検索処理を続けながら書き換
えても変更部分に関する一貫性は失われないという長所
がある。

【００６６】まず、ステップＳ３０において、登録すべ
き経路情報を取得する。そして、ステップＳ３１におい
て、既存のテーブルを検索し、既に登録すべき経路情報
が登録されているか否かを判断する。ステップＳ３１の
判断がＹＥＳの場合には、処理を終了する。ステップＳ
３１の判断がＮＯの場合には、ステップＳ３２におい
て、登録すべき経路情報を新しいテーブルを作成して登
録する、あるいは複数のテーブルとの相互リンクを作成
して、登録すべき経路情報を登録する。次に、ステップ
Ｓ３３において、新たなテーブルに登録された経路情報
あるいは、複数のテーブルとの相互リンクによって示さ
れる、登録すべき経路情報へ至るためのポインタを既存
のテーブルの内、必要なテーブルに登録する。ステップ
Ｓ３４では、登録すべき全ての経路情報を登録したか否
かが判断され、まだ登録すべき経路情報が残っている場
合には、ステップＳ３０に戻って処理を繰り返し、全て
の経路情報を登録し終わった場合には、処理を終了す
る。以上によって、テーブルの変更処理が終了する。

【００６７】なお、新たに経路情報検索用テーブルを作
成する場合においても、上記処理の内、既存のテーブル
がないだけで、ほぼ同じ処理によって作成することが出
来る。

【００６８】図１３は、本発明の第２の実施形態を説明
する図である。図２の実施形態では、分割フィールドを
前方から逐次検索するが、分割フィールド毎にルートテ
ーブルを設けておき、分割フィールド毎の検索を同時に
行う方式も可能である。前方一致検索においては前方の
フィールドの検索結果によって後方フィールドの結果が
影響を受けるが、後方フィールドに対応するテーブルが
共用可能になっている場合、「経路情報テーブル指定」
と同じ考え方を用いて前方フィールドに対応するテーブ
ルの検索結果に応じて、後方フィールドの検索結果を変
更することができる。

【００６９】すなわち、図１１の場合の例で説明すれ
ば、「10.0.0.x」のテーブルが、４番目の検索キーに共
通に保持されているので、３番目の検索キーによる「1
0.0.x」のテーブルの検索と４番目の検索キーによる「1
0.0.0.x」のテーブルの検索を同時に行うことが出来
る。４番目の検索キーによる検索によって、相対Index0
が取得された場合、同時に、３番目の検索キーによる検
索によって、経路情報テーブル０が選択されれば、３番
目の検索キーと４番目の検索キーによる検索を同時に行
うことによって、経路情報テーブル０の０番目のエント
リを取得すればよいことが分かる。このようにして、後
方フィールドの検索キーのテーブルが図１１の４番目の
検索キーに対応するテーブルのように、前方フィールド
の検索キーの検索結果によらず、１つのテーブルで共用
できている場合には、共用できているテーブルを検索す
るための検索キーによる検索と、その前方フィールドの
検索キーによる検索を同時に行うことが出来る。従っ
て、検索キーを４つのフィールドに分割した場合、２〜
４番目の検索キーに対応するテーブルが全て共用されて
いれば、１番目から４番目の検索キーによる検索を同時
に行うことが出来る。

【００７０】このとき、図１３に示されているように、
１番目の検索キーであるＡビットキーに対する第一次検
索表はエントリ数が２^A個であり、２番目の検索キーで
あるＢビットキーに対する第二次検索表のエントリ数は
２^B個となり、３番目の検索キーであるＣビットキーに
対する第三次検索表のエントリ数は２^C個となる。これ
らの検索表の検索結果を合成回路に入力すると、合成回
路に格納されている経路情報テーブルから、経路情報が
最終結果として出力される。

【００７１】この方式によれば、テーブルを検索する時
間がフィールド数に関わらず１回になるので、特にＩＰ
ｖ６アドレスのように長い検索データで検索を行う場
合、逐次検索に比べて検索時間を削減可能となる。ただ
し、この方式が意味を持つのは後方フィールドに対する
テーブルが一つのパターンに共用される場合に限られ
る。さもなければ結果を合成した結果は検索データと同
じ長さとなり、これは検索データ全体のテーブルを設け
るのと同じ結果になるためである。このような場合は逐
次検索方式を用いる。

【００７２】図１４は、本発明の実施形態に記載したテ
ーブルを用いた検索処理をプログラムで実現するために
必要とされる装置のハードウェア環境の一例を示す図で
ある。

【００７３】ＣＰＵ２１は、バス２０を介して、ＲＯＭ
２２に接続される。ＲＯＭ２２には、ＢＩＯＳなどの基
本的プログラムが格納され、装置の起動と同時にＣＰＵ
２１がバス２０を介して各種入出力処理を行えるように
する。本実施形態を実現する当該プログラムは、このＲ
ＯＭ２２に格納し、ＣＰＵ２１に実行させることが可能
である。

【００７４】また、ＣＰＵ２１は、一般に、ハードディ
スクなどからなる記憶装置２７に格納される当該プログ
ラムをＲＡＭ２３に展開し、実行する。あるいは、当該
プログラムを、ＣＤ−ＲＯＭやフロッピー（登録商標）
ディスク、ＤＶＤ、ＭＯなどの可搬記録媒体２９に格納
しておき、記録媒体読み取り装置２８から読みとりなが
ら、ＣＰＵ２１が実行するようにしても良い。あるい
は、可搬記録媒体２９に格納される当該プログラムを記
憶装置２７にインストールして、ＣＰＵ２１が実行する
ようにしても良い。

【００７５】入出力装置３０は、ＣＰＵ２１へのユーザ
からの命令の入力や、ＣＰＵ２１の処理結果をユーザに
提示するために使用され、ディスプレイ、マウス、キー
ボードなどからなる。

【００７６】通信インターフェース２４は、ネットワー
ク２５を介して情報提供者２６と通信を行う。当該プロ
グラムは、情報提供者２６が有しており、これをダウン
ロードして、記憶装置２７にインストールするなどの方
法でＣＰＵ２１が実行可能である。あるいは、ネットワ
ーク２５がＬＡＮなどである場合には、ネットワーク環
境のもとで、当該プログラムを実行することが可能であ
る。

【００７７】本実施形態のテーブルは、ＲＯＭ２２に格
納することも可能であるが、ＲＯＭ２２に格納すると書
き換え不可能となるので、好ましくは、ＲＡＭ２３に格
納するのが好ましいが、記憶装置２７、可搬記録媒体２
９、あるいは、情報提供者２６のデータベースなどに格
納してもよい。

【００７８】また、本発明の上記実施形態は、プログラ
ムで実現することも可能であるが、テーブルの検索処理
のロジックなどをＦＰＧＡやＡＳＩＣなどのハードウェ
アで構成してもよく、この場合、プログラムで実現する
よりも処理速度が速くなることが期待される。このよう
に、本発明の実施形態においては、本発明を利用する者
の必要とする装置仕様の内容に従って、ソフトウェアに
よってもハードウェアによっても実現が可能であり、本
発明は、ハードウェアだけ、あるいは、ソフトウェアだ
けに限定されるものではない。

【００７９】なお、上記実施形態では、インターネット
における経路表について、主に説明したが、本実施形態
の方法は、通常のデータベース検索処理にも応用が可能
であり、その他の応用の可能性についても当業者によれ
ば、容易に理解されるであろう。

【００８０】参考文献ツリーなど、キーデータ、マスク
などを含むデータ構造をテーブルとし、検索する方式１）ＩＰアドレス検索テーブル作成方法、豊島（日本電
信電話株式会社）、特願平９−２６２５３５、１９９
７．９．２６２）最長一致検索方法及び装置、武藤他（ＮＴＴコミュ
ニケーションウェア株式会社）、特願平８−３３８６６
６、１９９６．１２．１８３）ルーティングテーブル検索方法、中村他（日本電信
電話株式会社）、特願平７−２６４５５６、１９９５．
１０．１２４）ルーティングエントリ検索システム及びその検索方
法並びにその制御プログラムを記録した記録媒体、矢田
（日本電気エンジニアリング株式会社）、特願平１０−
１９０８５９、１９９８．７．６５）ルーティングテーブル検索装置、藤原他（日本電信
電話株式会社）、特願平９−２４１５３７、１９９７．
９．５６）データ検索回路、宮崎他（日本電信電話株式会
社）、特願平９−４１４４１、１９９７．２．１２ＣＡ
Ｍを利用する方式７）ルータ及び最長一致検索装置、村瀬他（日本電気株
式会社）、特願平１０−６１１１０、１９９８．３．１
２８）最長一致検索装置、米田他（川崎製鉄株式会社）、
特願平１０−８４０２９、１９９８．３．３０比較的新
しい経路検索方式の紹介（Tiny Tera方式の紹介を含
む）９）播口、Network Technology 11 、 UNIX Magazi
ne １９９８．１０１０）播口、Network Technology 12 、 UNIX Maga
zine １９９８．１１Tiny Tera方式１１）Nick McKeown他、複数文献有り、［online］、
平成１２年４月４日検索、スタンフォード大学、インタ
ーネット＜ＵＲＬ：http://tiny-tera.stanford.edu/ti
ny-tera ＞グラフ関係アルゴリズム１２）Aho 、Hopcroft、Ullman、The Design and An
alysis of ComputerAlgorithms、Addison-Wesley、１
９７５、（特に、第５章）＜付記＞１．検索キーに対応したデータを格納するテーブルのデ
ータ構造であって、該テーブルを、該検索キーを３つ以
上の任意のＮ個に分割した各分割検索キーに対応した種
類だけ分割した分割テーブルを備え、該分割テーブル
は、分割検索キーに対応した、データあるいは別の分割
テーブルを示すポインタもしくはインデックスを格納す
ることを特徴とするテーブルのデータ構造。（１）２．前記分割テーブルの内、同じ内容を有するものは、
ただ一つだけ設けられることを特徴とする付記１に記載
のテーブルのデータ構造。（２）３．前記分割テーブルは、最終結果を格納する結果テー
ブルを含み、該分割テーブルは、該結果テーブルのエン
トリあるいは別の分割テーブルを示すポインタもしくは
インデックスを格納することを特徴とする付記１に記載
のテーブルのデータ構造。（３）４．分割テーブルの前記ポインタあるいはインデックス
は、同じ分割テーブル内の特定のエントリを示すことを
特徴とする付記３に記載のテーブルのデータ構造。
（４）５．前記分割テーブルは、登録されているポインタで示
される他の分割テーブルの大きさを示す値を該ポインタ
に対応付けて格納することを特徴とする付記１に記載の
テーブルのデータ構造。（５）６．前記分割テーブルは、最終結果を格納する少なくと
も一つの結果テーブルを含み、該分割テーブルは、該少
なくとも一つの結果テーブルを指定する情報と、該結果
テーブル内のエントリを示す情報とを備えることを特徴
とする付記１に記載のテーブルのデータ構造。（６）７．テーブルを検索して所望の結果を取得するテーブル
検索装置であって、検索キーを３以上の任意の数に分割
した分割検索キーを入力する入力手段と、該テーブルを
各分割検索キーに対応して分割したテーブルであって、
分割検索キーに対応した、データあるいは別の分割テー
ブルを示すポインタもしくはインデックスを格納する分
割テーブルを格納する分割テーブル格納手段と、該分割
検索キーを使用して、各分割テーブルを検索することに
よって最終結果を得る結果取得手段と、を備えることを
特徴とするテーブル検索装置。（７）８．前記分割テーブルの内、同じ内容を有するものは、
ただ一つだけ設けられることを特徴とする付記７に記載
のテーブル検索装置。９．前記分割テーブルは、最終結果を格納する結果テー
ブルを含み、該分割テーブルは、該結果テーブルのエン
トリあるいは別の分割テーブルを示すポインタもしくは
インデックスを格納することを特徴とする付記７に記載
のテーブル検索装置。（８）１０．分割テーブル内の前記ポインタあるいはインデッ
クスは、同じ分割テーブル内の特定のエントリを示すこ
とを特徴とする付記９に記載のテーブル検索装置。
（９）１１．前記分割テーブルは、登録されているポインタで
示される他の分割テーブルの大きさを示す値を該ポイン
タに対応付けて格納することを特徴とする付記７に記載
のテーブル検索装置。（１０）１２．前記分割テーブルは、最終結果を格納する少なく
とも一つの結果テーブルを含み、該分割テーブルは、該
少なくとも一つの結果テーブルを指定する情報と、該結
果テーブル内のエントリを示す情報とを備えることを特
徴とする付記７に記載のテーブル検索装置。（１１）１３．前記各分割検索キーのそれぞれに対応する分割テ
ーブルの検索を並行して行うことを特徴とする付記７に
記載のテーブル検索装置。（１２）１４．テーブルを検索して所望の結果を取得するテーブ
ル検索方法であって、（ａ）検索キーを３以上の任意の
数に分割した分割検索キーを入力するステップと、
（ｂ）該テーブルを各分割検索キーに対応して分割した
テーブルであって、分割検索キーに対応した、データあ
るいは別の分割テーブルを示すポインタもしくはインデ
ックスを格納する分割テーブルを格納するステップと、
（ｃ）該分割検索キーを使用して、各分割テーブルを検
索することによって最終結果を得るステップと、を備え
ることを特徴とするテーブル検索方法。（１３）１５．前記分割テーブルの内、同じ内容を有するもの
は、ただ一つだけ設けられることを特徴とする付記１４
に記載のテーブル検索方法。１６．前記分割テーブルは、最終結果を格納する結果テ
ーブルを含み、該分割テーブルは、該結果テーブルのエ
ントリあるいは別の分割テーブルを示すポインタもしく
はインデックスを格納することを特徴とする付記１４に
記載のテーブル検索方法。（１４）１７．分割テーブル内の前記ポインタあるいはインデッ
クスは、同じ分割テーブル内の特定のエントリを示すこ
とを特徴とする付記１６に記載のテーブル検索方法。
（１５）１８．前記分割テーブルは、登録されているポインタで
示される他の分割テーブルの大きさを示す値を該ポイン
タに対応付けて格納することを特徴とする付記１４に記
載のテーブル検索方法。（１６）１９．前記分割テーブルは、最終結果を格納する少なく
とも一つの結果テーブルを含み、該分割テーブルは、該
少なくとも一つの結果テーブルを指定する情報と、該結
果テーブル内のエントリを示す情報とを備えることを特
徴とする付記１４に記載のテーブル検索方法。（１７）２０．前記各分割検索キーのそれぞれに対応する分割テ
ーブルの検索を並行して行うことを特徴とする請求項１
４に記載のテーブル検索方法。（１８）２１．テーブルを検索して所望の結果を取得するテーブ
ル検索方法をコンピュータに実行させるプログラムを格
納した記録媒体であって、該テーブル検索方法は、
（ａ）検索キーを３以上の任意の数に分割した分割検索
キーを入力するステップと、（ｂ）該テーブルを各分割
検索キーに対応して分割したテーブルであって、分割検
索キーに対応した、データあるいは別の分割テーブルを
示すポインタもしくはインデックスを格納する分割テー
ブルを格納するステップと、（ｃ）該分割検索キーを使
用して、各分割テーブルを検索することによって最終結
果を得るステップと、を備えることを特徴とする記録媒
体。（１９）２２．前記分割テーブルの内、同じ内容を有するもの
は、ただ一つだけ設けられることを特徴とする付記２１
に記載の記録媒体。２３．前記分割テーブルは、最終結果を格納する結果テ
ーブルを含み、該分割テーブルは、該結果テーブルのエ
ントリあるいは別の分割テーブルを示すポインタもしく
はインデックスを格納することを特徴とする付記２１に
記載の記録媒体。２４．分割テーブル内の前記ポインタあるいはインデッ
クスは、同じ分割テーブル内の特定のエントリを示すこ
とを特徴とする付記２３に記載の記録媒体。２５．前記分割テーブルは、登録されているポインタで
示される他の分割テーブルの大きさを示す値を該ポイン
タに対応付けて格納することを特徴とする付記２１に記
載の記録媒体。２６．前記分割テーブルは、最終結果を格納する少なく
とも一つの結果テーブルを含み、該分割テーブルは、該
少なくとも一つの結果テーブルを指定する情報と、該結
果テーブル内のエントリを示す情報とを備えることを特
徴とする付記２１に記載の記録媒体。２７．前記各分割検索キーのそれぞれに対応する分割テ
ーブルの検索を並行して行うことを特徴とする請求項２
１に記載の記録媒体。

【００８１】

【発明の効果】本発明によれば、メモリ容量が少なく、
無駄なエントリを削減し、高速な検索が可能なテーブル
のデータ構造とその検索装置、方法を提供することが出
来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】ルータの基本的構成を示す図である。

【図２】本発明の第１の実施形態を説明する図である。

【図３】４バイト（３２ビット）の検索キーを１バイト
（８ビット）毎に分割した場合の論理的なテーブルの構
造の例を示す図である。

【図４】第１の実施形態における検索表検索処理を示す
フローチャートである。

【図５】１つのテーブルを重複利用する場合の概念を示
す図である。

【図６】本発明の第１の実施形態の問題点を説明する図
である。

【図７】図６で説明した問題点を解決するための一方法
を説明する図である。

【図８】図６で説明した問題点を解決するための別の方
法を説明する図である。

【図９】図６で説明した問題点を解決するための更に別
の方法を説明する図である。

【図１０】本発明の実施形態におけるテーブルのデータ
構造の別の構成例を示した図である。

【図１１】本発明の実施形態におけるテーブルのデータ
構造の更なる構成例を示した図である。

【図１２】テーブルの変更処理を示すフローチャートで
ある。

【図１３】本発明の第２の実施形態を説明する図であ
る。

【図１４】本発明の実施形態に記載したテーブルを用い
た検索処理をプログラムで実現するために必要とされる
装置のハードウェア環境の一例を示す図である。

【図１５】経路表の一例を示した図である。

【図１６】Tiny Tera方式を説明する図である。

【図１７】ルータのルーティング処理の概念を示す図で
ある。

【図１８】Tiny Tera方式における経路表の概念を示す
図である。

【符号の説明】

１０プロセッサ１１ルーティングテーブル１２入力部１３スイッチ１４出力部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】検索キーに対応したデータを格納するデー
タ構造のテーブルを有する情報装置であって、該テーブルを、該検索キーを３つ以上の任意のＮ個に分
割した各分割検索キーに対応した種類だけ分割した分割
テーブルを備え、該分割テーブルは、分割検索キーに対応した、データあ
るいは別の分割テーブルを示すポインタもしくはインデ
ックスを格納することを特徴とするデータ構造のテーブ
ルを有する情報装置。
【請求項２】前記分割テーブルの内、同じ内容を有する
ものは、ただ一つだけ設けられることを特徴とする請求
項１に記載のデータ構造のテーブルを有する情報装置。
【請求項３】前記分割テーブルは、最終結果を格納する
結果テーブルを含み、該分割テーブルは、該結果テーブルのエントリあるいは
別の分割テーブルを示すポインタもしくはインデックス
を格納することを特徴とする請求項１に記載のデータ構
造のテーブルを有する情報装置。
【請求項４】分割テーブルの前記ポインタあるいはイン
デックスは、同じ分割テーブル内の特定のエントリを示
すことを特徴とする請求項３に記載のデータ構造のテー
ブルを有する情報装置。
【請求項５】前記分割テーブルは、登録されているポイ
ンタで示される他の分割テーブルの大きさを示す値を該
ポインタに対応付けて格納することを特徴とする請求項
１に記載のデータ構造のテーブルを有する情報装置。
【請求項６】前記分割テーブルは、最終結果を格納する
少なくとも一つの結果テーブルを含み、該分割テーブルは、該少なくとも一つの結果テーブルを
指定する情報と、該結果テーブル内のエントリを示す情
報とを備えることを特徴とする請求項１に記載のデータ
構造のテーブルを有する情報装置。
【請求項７】テーブルを検索して所望の結果を取得する
テーブル検索装置であって、検索キーを３以上の任意の数に分割した分割検索キーを
入力する入力手段と、該テーブルを各分割検索キーに対
応して分割したテーブルであって、分割検索キーに対応
した、データあるいは別の分割テーブルを示すポインタ
もしくはインデックスを格納する分割テーブルを格納す
る分割テーブル格納手段と、該分割検索キーを使用して、各分割テーブルを検索する
ことによって最終結果を得る結果取得手段と、を備える
ことを特徴とするテーブル検索装置。
【請求項８】前記分割テーブルは、最終結果を格納する
結果テーブルを含み、該分割テーブルは、該結果テーブルのエントリあるいは
別の分割テーブルを示すポインタもしくはインデックス
を格納することを特徴とする請求項７に記載のテーブル
検索装置。
【請求項９】分割テーブル内の前記ポインタあるいはイ
ンデックスは、同じ分割テーブル内の特定のエントリを
示すことを特徴とする請求項８に記載のテーブル検索装
置。
【請求項１０】前記分割テーブルは、登録されているポ
インタで示される他の分割テーブルの大きさを示す値を
該ポインタに対応付けて格納することを特徴とする請求
項７に記載のテーブル検索装置。
【請求項１１】前記分割テーブルは、最終結果を格納す
る少なくとも一つの結果テーブルを含み、該分割テーブルは、該少なくとも一つの結果テーブルを
指定する情報と、該結果テーブル内のエントリを示す情
報とを備えることを特徴とする請求項７に記載のテーブ
ル検索装置。
【請求項１２】前記各分割検索キーのそれぞれに対応す
る分割テーブルの検索を並行して行うことを特徴とする
請求項７に記載のテーブル検索装置。
【請求項１３】テーブルを検索して所望の結果を取得す
るテーブル検索方法であって、（ａ）検索キーを３以上の任意の数に分割した分割検索
キーを入力するステップと、（ｂ）該テーブルを各分割検索キーに対応して分割した
テーブルであって、分割検索キーに対応した、データあ
るいは別の分割テーブルを示すポインタもしくはインデ
ックスを格納する分割テーブルを格納するステップと、（ｃ）該分割検索キーを使用して、各分割テーブルを検
索することによって最終結果を得るステップと、を備え
ることを特徴とするテーブル検索方法。
【請求項１４】前記分割テーブルは、最終結果を格納す
る結果テーブルを含み、該分割テーブルは、該結果テーブルのエントリあるいは
別の分割テーブルを示すポインタもしくはインデックス
を格納することを特徴とする請求項１３に記載のテーブ
ル検索方法。
【請求項１５】分割テーブル内の前記ポインタあるいは
インデックスは、同じ分割テーブル内の特定のエントリ
を示すことを特徴とする請求項１４に記載のテーブル検
索方法。
【請求項１６】前記分割テーブルは、登録されているポ
インタで示される他の分割テーブルの大きさを示す値を
該ポインタに対応付けて格納することを特徴とする請求
項１３に記載のテーブル検索方法。
【請求項１７】前記分割テーブルは、最終結果を格納す
る少なくとも一つの結果テーブルを含み、該分割テーブルは、該少なくとも一つの結果テーブルを
指定する情報と、該結果テーブル内のエントリを示す情
報とを備えることを特徴とする請求項１３に記載のテー
ブル検索方法。
【請求項１８】前記各分割検索キーのそれぞれに対応す
る分割テーブルの検索を並行して行うことを特徴とする
請求項１３に記載のテーブル検索方法。
【請求項１９】テーブルを検索して所望の結果を取得す
るテーブル検索方法をコンピュータに実行させるプログ
ラムを格納した記録媒体であって、該テーブル検索方法
は、（ａ）検索キーを３以上の任意の数に分割した分割検索
キーを入力するステップと、（ｂ）該テーブルを各分割検索キーに対応して分割した
テーブルであって、分割検索キーに対応した、データあ
るいは別の分割テーブルを示すポインタもしくはインデ
ックスを格納する分割テーブルを格納するステップと、（ｃ）該分割検索キーを使用して、各分割テーブルを検
索することによって最終結果を得るステップと、を備え
ることを特徴とする記録媒体。