JP2002044126A - パケット転送方法および装置 - Google Patents
パケット転送方法および装置Info
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- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L45/00—Routing or path finding of packets in data switching networks
- H04L45/60—Router architectures
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- H—ELECTRICITY
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- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
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- H04L45/00—Routing or path finding of packets in data switching networks
- H04L45/50—Routing or path finding of packets in data switching networks using label swapping, e.g. multi-protocol label switch [MPLS]
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L69/00—Network arrangements, protocols or services independent of the application payload and not provided for in the other groups of this subclass
- H04L69/22—Parsing or analysis of headers
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ノードウェア転送における処理負荷を軽減す
る。 【解決手段】 入力パケットは入力バッファ１１に一時
格納され、アドレス取得部１２で転送に必要な情報を取
り出す。ここで取り出した宛先アドレスを使用して検索
回路１３にて検索テーブル１４を検索する。検索回路１
３では宛先アドレスをキーとして出力に関する情報を取
り出す。ここで、ある宛先を持つパケット群に対する最
大のスタック階層数Mを指定しておく。ラベル挿入回路
１５にてカプセル化されたパケットはスイッチ部１６を
経て所望の出力先ポートへと転送される。
る。 【解決手段】 入力パケットは入力バッファ１１に一時
格納され、アドレス取得部１２で転送に必要な情報を取
り出す。ここで取り出した宛先アドレスを使用して検索
回路１３にて検索テーブル１４を検索する。検索回路１
３では宛先アドレスをキーとして出力に関する情報を取
り出す。ここで、ある宛先を持つパケット群に対する最
大のスタック階層数Mを指定しておく。ラベル挿入回路
１５にてカプセル化されたパケットはスイッチ部１６を
経て所望の出力先ポートへと転送される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はパケット転送方法お
よび装置に関する。
よび装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年注目されているIPトラヒックの転送
方式としてMPLS（マルチプロトコルラベルスイッチン
グ）転送方式がIETF（Internet Enginerring Task Forc
e）にて標準化検討されている。MPLSではラベルスイッ
チングルータ間の転送方路決定をラベルと呼ぶ固定長の
数値を参照することにより行う。
方式としてMPLS（マルチプロトコルラベルスイッチン
グ）転送方式がIETF（Internet Enginerring Task Forc
e）にて標準化検討されている。MPLSではラベルスイッ
チングルータ間の転送方路決定をラベルと呼ぶ固定長の
数値を参照することにより行う。
【０００３】MPLSの特徴の一つとしてラベルの階層化が
挙げられる。すなわち、ラベルを階層化し、それぞれを
個別に管理することにより、あるラベル付きパケットを
網内でトンネリングすることができる。つまり、これま
で付いていたラベル値を保持したまま、新規ラベルでカ
プセル化し、この先頭のラベル値を参照することで網内
を転送する。このようにすることにより、網内での経路
設定を階層毎に独立に設定することが可能になる。
挙げられる。すなわち、ラベルを階層化し、それぞれを
個別に管理することにより、あるラベル付きパケットを
網内でトンネリングすることができる。つまり、これま
で付いていたラベル値を保持したまま、新規ラベルでカ
プセル化し、この先頭のラベル値を参照することで網内
を転送する。このようにすることにより、網内での経路
設定を階層毎に独立に設定することが可能になる。
【０００４】このようにラベルを階層化することによる
利点は大きいものの、ラベルを付加するためのカプセル
化やカプセル分離する際にはパケットのヘッダに対して
ラベルの挿入、削除という処理が必要である。この処理
のためには、待ち合わせのためのバッファが必要であ
り、また、挿入、削除、等の処理が入力ラベル毎に異な
り、このためハードウェアでスイッチングするルータで
の処理には不向きである面を持ち合わせている。
利点は大きいものの、ラベルを付加するためのカプセル
化やカプセル分離する際にはパケットのヘッダに対して
ラベルの挿入、削除という処理が必要である。この処理
のためには、待ち合わせのためのバッファが必要であ
り、また、挿入、削除、等の処理が入力ラベル毎に異な
り、このためハードウェアでスイッチングするルータで
の処理には不向きである面を持ち合わせている。
【０００５】MPLS標準では入力されたラベルの先頭ラベ
ルを参照して出力処理を決定する。出力処理にはラベル
付け替え、ラベルスタックの削除（ポップ）、ラベルス
タックの追加（プッシュ）がある。ラベル付け替えは入
力ラベルから検索した結果の出力ラベルを入力ラベルに
置き換える処理である。ラベルスタックの削除は、先頭
ラベルを削除する処理であるが、その結果、得られる先
頭ラベル、あるいはカプセル化されていたIPパケットの
IPアドレスを使用して再度検索する必要がある。つま
り、これらの検索をして最終的な出力が決定されるま
で、パケットはバッファに格納しておかなければならな
い。また、ラベルスタックの追加は、これまでのラベル
位置の先頭にさらにラベルエントリーを付加する処理で
ある。この場合も新規ラベルを挿入する時間だけ、パケ
ットの送信を待ち合わせる必要があり、バッファにおい
て待ち合わせ処理が発生する。
ルを参照して出力処理を決定する。出力処理にはラベル
付け替え、ラベルスタックの削除（ポップ）、ラベルス
タックの追加（プッシュ）がある。ラベル付け替えは入
力ラベルから検索した結果の出力ラベルを入力ラベルに
置き換える処理である。ラベルスタックの削除は、先頭
ラベルを削除する処理であるが、その結果、得られる先
頭ラベル、あるいはカプセル化されていたIPパケットの
IPアドレスを使用して再度検索する必要がある。つま
り、これらの検索をして最終的な出力が決定されるま
で、パケットはバッファに格納しておかなければならな
い。また、ラベルスタックの追加は、これまでのラベル
位置の先頭にさらにラベルエントリーを付加する処理で
ある。この場合も新規ラベルを挿入する時間だけ、パケ
ットの送信を待ち合わせる必要があり、バッファにおい
て待ち合わせ処理が発生する。
【０００６】このように、それぞれの処理は簡単である
が、ハードウェアルータ（パケット交換機）で処理を実
現する場合には処理が複雑になり、また、特にラベルス
タックのポップ動作において処理時間がかかる、という
問題があった。
が、ハードウェアルータ（パケット交換機）で処理を実
現する場合には処理が複雑になり、また、特にラベルス
タックのポップ動作において処理時間がかかる、という
問題があった。
【０００７】本発明の目的は、ハードウェア転送時にお
ける処理負荷を軽減することができるパケット転送方法
および装置を提供することにある。
ける処理負荷を軽減することができるパケット転送方法
および装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明のパケット転送方
法は、設定に基づいて宛先毎に決められた最大ラベル階
層数のラベルスタックエントリーを、パケット転送網へ
の入り口エッジノードで付加することを特徴とする。ま
た、複数階層のラベルスタックエントリーの先頭ラベル
位置を、ポインタビットを使用して指示し、また、この
ポインタビット値を増減させることでラベルスタックエ
ントリーの追加／削除と等価な処理を行う。
法は、設定に基づいて宛先毎に決められた最大ラベル階
層数のラベルスタックエントリーを、パケット転送網へ
の入り口エッジノードで付加することを特徴とする。ま
た、複数階層のラベルスタックエントリーの先頭ラベル
位置を、ポインタビットを使用して指示し、また、この
ポインタビット値を増減させることでラベルスタックエ
ントリーの追加／削除と等価な処理を行う。
【０００９】複数ラベルをパケット交換網の入り口エッ
ジで付加し、網内での転送はポインタビットの値が指し
示すラベルを参照して決定する。ラベルスタックエント
リーの削除／追加処理の場合にはポインタビット値を増
減させることにより実現する。このように転送ノードの
ラベルスタックエントリーの削除／追加処理の際にはポ
インタビット値のみを変化させ、物理的なラベルスタッ
クエントリーの削除や追加挿入を行わない。
ジで付加し、網内での転送はポインタビットの値が指し
示すラベルを参照して決定する。ラベルスタックエント
リーの削除／追加処理の場合にはポインタビット値を増
減させることにより実現する。このように転送ノードの
ラベルスタックエントリーの削除／追加処理の際にはポ
インタビット値のみを変化させ、物理的なラベルスタッ
クエントリーの削除や追加挿入を行わない。
【００１０】本発明では予めネットワーク管理端末から
の設定、あるいは交換機間のプロトコルのやり取りによ
って既知である宛先に対する最大階層数を網への入力ノ
ードに設定し、カプセル化する際に最大数のラベルスタ
ックエントリーを挿入することを特徴とする。
の設定、あるいは交換機間のプロトコルのやり取りによ
って既知である宛先に対する最大階層数を網への入力ノ
ードに設定し、カプセル化する際に最大数のラベルスタ
ックエントリーを挿入することを特徴とする。
【００１１】また、この際にどのスタック位置が先頭で
あるかを示すために、ポインタビットを使用して、参照
すべきラベル位置を指定することを特徴としている。中
間ノードではこのポインタビットの値を増減することに
よりラベルの挿入／削除と等価な処理を行う。
あるかを示すために、ポインタビットを使用して、参照
すべきラベル位置を指定することを特徴としている。中
間ノードではこのポインタビットの値を増減することに
よりラベルの挿入／削除と等価な処理を行う。
【００１２】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。
て図面を参照して説明する。
【００１３】図１に本発明によるラベル付きパケットの
構成を示す。ラベル付きパケットはペイロード（被カプ
セル化パケット）部分２００と、その先頭に付加される
複数階層のラベルスタックエントリーとから構成され
る。図１はラベルが４階層（２０１〜２０４）である場
合を示している。パケットの先頭位置のスタックエント
リー中に書かれたP（ポインタ）値が３であるとき、有
効ラベルの先頭がパケットの先頭から３段目であるこ
と、すなわちラベルエントリー２０２（ラベル＃２）で
あることを示す。また、最後尾ラベルスタックエントリ
ーのSビットは１であり、このSビットによりラベルスタ
ックエントリーの最後尾であること（すなわち図１では
エントリー数が４段であること）を示している。
構成を示す。ラベル付きパケットはペイロード（被カプ
セル化パケット）部分２００と、その先頭に付加される
複数階層のラベルスタックエントリーとから構成され
る。図１はラベルが４階層（２０１〜２０４）である場
合を示している。パケットの先頭位置のスタックエント
リー中に書かれたP（ポインタ）値が３であるとき、有
効ラベルの先頭がパケットの先頭から３段目であるこ
と、すなわちラベルエントリー２０２（ラベル＃２）で
あることを示す。また、最後尾ラベルスタックエントリ
ーのSビットは１であり、このSビットによりラベルスタ
ックエントリーの最後尾であること（すなわち図１では
エントリー数が４段であること）を示している。
【００１４】図２にラベルスタックエントリーの定義を
示す。図２（１）はIETF（InternetEngineering Task F
orce)において検討されているMPLS (Multi Protocol La
belSwiching)で定義されているラベルスタックエントリ
ーの図である。３２ビットのエントリーに対して、ラベ
ルが２０ビット、実験用の予備領域(EXP)が３ビット、
スタックの最後尾を示すSビットが１ビット、TTL(Time
to Line）値を保持するフィールドが８ビットである。
これに対して図２（２）が本発明によるラベルスタック
エントリーの定義である。図２（１）との相違はEXP領
域をポインタ値Pとして定義し使用することである。Pは
先頭から何階層目がラベルスタックの先頭であるかを示
すために使用する。
示す。図２（１）はIETF（InternetEngineering Task F
orce)において検討されているMPLS (Multi Protocol La
belSwiching)で定義されているラベルスタックエントリ
ーの図である。３２ビットのエントリーに対して、ラベ
ルが２０ビット、実験用の予備領域(EXP)が３ビット、
スタックの最後尾を示すSビットが１ビット、TTL(Time
to Line）値を保持するフィールドが８ビットである。
これに対して図２（２）が本発明によるラベルスタック
エントリーの定義である。図２（１）との相違はEXP領
域をポインタ値Pとして定義し使用することである。Pは
先頭から何階層目がラベルスタックの先頭であるかを示
すために使用する。
【００１５】図３に本発明によるパケット交換機の入力
エッジノードの構成を示す。パケット交換機１０は入力
パケットを一時格納する入力バッファ１１と、入力パケ
ットのヘッダ部から宛先アドレスを取り出すアドレス取
得部１２と、宛先アドレスと出力先ポート、付加するラ
ベルスタッフエントリーの階層数、付加する新ラベルを
含む出力情報の対応が記述されている検索テーブル１４
と、その宛先アドレスを用いて検索テーブル１４を検索
し、出力情報を得る検索回路１３と、検索で得られた出
力情報で指示されるラベルスタックエントリーをパケッ
トの先頭に付加するラベル挿入回路１５と、所望の出力
先ポートへ出力情報を振り分けるためのスイッチ部１６
から構成される。検索テーブル１４には入力パケットの
宛先アドレスから出力情報を得るためのエントリーが格
納されている。出力情報としては出力先ポート、付加す
るスタックエントリーの階層数M、付加する新ラベル
（複数のエントリー可能）が記述されている。例えば２
段のラベルスタックエントリーを書き加える場合には２
種類の新ラベルを使用する。
エッジノードの構成を示す。パケット交換機１０は入力
パケットを一時格納する入力バッファ１１と、入力パケ
ットのヘッダ部から宛先アドレスを取り出すアドレス取
得部１２と、宛先アドレスと出力先ポート、付加するラ
ベルスタッフエントリーの階層数、付加する新ラベルを
含む出力情報の対応が記述されている検索テーブル１４
と、その宛先アドレスを用いて検索テーブル１４を検索
し、出力情報を得る検索回路１３と、検索で得られた出
力情報で指示されるラベルスタックエントリーをパケッ
トの先頭に付加するラベル挿入回路１５と、所望の出力
先ポートへ出力情報を振り分けるためのスイッチ部１６
から構成される。検索テーブル１４には入力パケットの
宛先アドレスから出力情報を得るためのエントリーが格
納されている。出力情報としては出力先ポート、付加す
るスタックエントリーの階層数M、付加する新ラベル
（複数のエントリー可能）が記述されている。例えば２
段のラベルスタックエントリーを書き加える場合には２
種類の新ラベルを使用する。
【００１６】図４に本発明によるパケット交換機の中間
ノードの構成を示す。パケット交換機２０は入力パケッ
トを一時格納する入力バッファ２１と、入力パケットの
ラベルスタックエントリーを取り出すラベルスタック取
得部２２と、取得したラベルスタックエントリーを使用
して処理判定を行うスタック処理回路２３Aと、入力ラ
ベルを用いて検索テーブル２５を検索する検索回路２４
と、検索結果に基づいてラベル交換等のスタック操作を
行うスタック処理回路２３Bと、所望の出力先ポートへ
出力を振り分けるためのスイッチ部２６から構成され
る。検索テーブル２５には入力パケットのラベル値から
出力情報を得るためのエントリーが格納されている。出
力情報としては出力先ポート、ラベルに対する処理（ラ
ベル交換／ラベルプッシュ／ラベルポップ）、新ラベル
等が記述されている。
ノードの構成を示す。パケット交換機２０は入力パケッ
トを一時格納する入力バッファ２１と、入力パケットの
ラベルスタックエントリーを取り出すラベルスタック取
得部２２と、取得したラベルスタックエントリーを使用
して処理判定を行うスタック処理回路２３Aと、入力ラ
ベルを用いて検索テーブル２５を検索する検索回路２４
と、検索結果に基づいてラベル交換等のスタック操作を
行うスタック処理回路２３Bと、所望の出力先ポートへ
出力を振り分けるためのスイッチ部２６から構成され
る。検索テーブル２５には入力パケットのラベル値から
出力情報を得るためのエントリーが格納されている。出
力情報としては出力先ポート、ラベルに対する処理（ラ
ベル交換／ラベルプッシュ／ラベルポップ）、新ラベル
等が記述されている。
【００１７】図６に本発明によるパケット交換網でのパ
ケット転送の概念図を示す。図６に示すパケット交換網
はIPパケット等の被転送パケットの入力ノードであるパ
ケット交換機１、中間ノードであるパケット交換機２〜
５、被転送パケットの出力ノードであるパケット交換機
６から構成される。交換機１への入力パケット１００に
対して、それぞれの交換機１〜６の出力パケットを１０
１〜１０６として図示している。
ケット転送の概念図を示す。図６に示すパケット交換網
はIPパケット等の被転送パケットの入力ノードであるパ
ケット交換機１、中間ノードであるパケット交換機２〜
５、被転送パケットの出力ノードであるパケット交換機
６から構成される。交換機１への入力パケット１００に
対して、それぞれの交換機１〜６の出力パケットを１０
１〜１０６として図示している。
【００１８】図３に示すパケット交換機（入力エッジノ
ード）１０の処理を説明する。入力パケットは入力バッ
ファ１１に一時格納され、アドレス取得部１２で転送に
必要な情報を取り出す。入力パケットがIPパケットの場
合は、IPヘッダの宛先IPアドレスを取り出す。このとき
転送に使用する情報としてさらに細かな情報（送信元IP
アドレス、TCP／UDPのポート番号等）を使用することも
できる。ここで取り出した宛先アドレスを使用して検索
回路１３にて検索テーブル１４を検索する。検索回路１
３では宛先アドレスをキーとして出力に関する情報を取
り出す。出力情報は予め装置の管理情報、あるいはラベ
ル割り当てのプロトコル等により決定され、検索テーブ
ル２５に格納されている。ここで重要なのは、ある宛先
を持つパケット群に対する最大のスタック階層数Mを指
定しておくことである。この最大スタック数Mに基づい
て、入力パケットの先頭部にM階層分のラベルスタック
エントリーを図１のように挿入する。図１ではＭ＝４の
場合を示している。出力パケットに付加するラベルが１
種類の場合は、階層M（最も最後尾のラベル）のエント
リーに新規ラベル値を書き込み、階層１（先頭のラベ
ル）のエントリーのP値をMにする。出力パケットに付加
するラベルが２種類の場合は、階層Mと階層M−１のエン
トリーに新規ラベル値をそれぞれ書き込み、階層１のエ
ントリーのP値をM−１にする。ラベル挿入回路１５にて
カプセル化されたパケットはスイッチ部１６を経て所望
の出力先ポートへと転送される。
ード）１０の処理を説明する。入力パケットは入力バッ
ファ１１に一時格納され、アドレス取得部１２で転送に
必要な情報を取り出す。入力パケットがIPパケットの場
合は、IPヘッダの宛先IPアドレスを取り出す。このとき
転送に使用する情報としてさらに細かな情報（送信元IP
アドレス、TCP／UDPのポート番号等）を使用することも
できる。ここで取り出した宛先アドレスを使用して検索
回路１３にて検索テーブル１４を検索する。検索回路１
３では宛先アドレスをキーとして出力に関する情報を取
り出す。出力情報は予め装置の管理情報、あるいはラベ
ル割り当てのプロトコル等により決定され、検索テーブ
ル２５に格納されている。ここで重要なのは、ある宛先
を持つパケット群に対する最大のスタック階層数Mを指
定しておくことである。この最大スタック数Mに基づい
て、入力パケットの先頭部にM階層分のラベルスタック
エントリーを図１のように挿入する。図１ではＭ＝４の
場合を示している。出力パケットに付加するラベルが１
種類の場合は、階層M（最も最後尾のラベル）のエント
リーに新規ラベル値を書き込み、階層１（先頭のラベ
ル）のエントリーのP値をMにする。出力パケットに付加
するラベルが２種類の場合は、階層Mと階層M−１のエン
トリーに新規ラベル値をそれぞれ書き込み、階層１のエ
ントリーのP値をM−１にする。ラベル挿入回路１５にて
カプセル化されたパケットはスイッチ部１６を経て所望
の出力先ポートへと転送される。
【００１９】図４に示すパケット交換機（中間ノード）
２０の処理を説明する。入力パケットは入力バッファ２
１に一時格納され、ラベルスタック取得部２２で転送に
必要な情報を取り出す。ここではパケットの先頭に付加
されているラベルスタックエントリーを取り出す。取り
出したラベルスタックエントリーに対する処理はスタッ
ク処理回路２３Aおよび２３Bで行われる。ここでの処理
については後述する。スタック処理回路２３A, ２３Bで
参照すべきであると判定されたラベルをキーとして検索
回路２４、検索テーブル２５において検索処理を行い、
出力に関する情報を取り出す。出力に関する情報はラベ
ルに対する処理（付け替え／プッシュ／ポップ）、新規
ラベル、出力ポート等がある。スタック処理回路２３A,
２３Bにてラベル操作されたパケットはスイッチ部２６
を経て所望の出力ポートへと転送される。
２０の処理を説明する。入力パケットは入力バッファ２
１に一時格納され、ラベルスタック取得部２２で転送に
必要な情報を取り出す。ここではパケットの先頭に付加
されているラベルスタックエントリーを取り出す。取り
出したラベルスタックエントリーに対する処理はスタッ
ク処理回路２３Aおよび２３Bで行われる。ここでの処理
については後述する。スタック処理回路２３A, ２３Bで
参照すべきであると判定されたラベルをキーとして検索
回路２４、検索テーブル２５において検索処理を行い、
出力に関する情報を取り出す。出力に関する情報はラベ
ルに対する処理（付け替え／プッシュ／ポップ）、新規
ラベル、出力ポート等がある。スタック処理回路２３A,
２３Bにてラベル操作されたパケットはスイッチ部２６
を経て所望の出力ポートへと転送される。
【００２０】スタック処理回路２３A,２３Bの内部処理
（パケット処理）について、図５に示すフローチャート
を用いて説明する。パケット交換機に入力されたパケッ
トは、はじめに先頭ラベルスタックエントリー中のP値
を参照する（ステップ２０１）。また、Sビットが１と
なっているラベルスタックを判定し、ラベルの階層数M
を取得する（ステップ２０２）。次いで、Pの値が指し
示す位置のラベルを取り出し、このラベルを使用して検
索を行う（ステップ２０３）。ラベル検索の結果、ラベ
ルスタックエントリーの追加（N階層のプッシュ）処
理、ラベルスタックエントリー削除（N階層のポップ）
処理、ラベル交換処理のいずれかの結果が得られる。
（パケット処理）について、図５に示すフローチャート
を用いて説明する。パケット交換機に入力されたパケッ
トは、はじめに先頭ラベルスタックエントリー中のP値
を参照する（ステップ２０１）。また、Sビットが１と
なっているラベルスタックを判定し、ラベルの階層数M
を取得する（ステップ２０２）。次いで、Pの値が指し
示す位置のラベルを取り出し、このラベルを使用して検
索を行う（ステップ２０３）。ラベル検索の結果、ラベ
ルスタックエントリーの追加（N階層のプッシュ）処
理、ラベルスタックエントリー削除（N階層のポップ）
処理、ラベル交換処理のいずれかの結果が得られる。
【００２１】ラベルスタックエントリー追加（階層の尾
プッシュ）処理の場合をステップ２０４〜２０８に示
す。この場合、ラベル検索の結果として、N階層のプッ
シュ動作であること、出力時の新ラベル、出力先のイン
タフェース等の情報が得られる。まず、P値がNよりも大
きいことを確認する。本発明のパケット転送方法におい
て最大階層数を宛先毎に予約しておくので、この条件に
なることは通常あり得ないが、もしもP値がNよりも小さ
い場合は、新たにラベルスタックエントリーを追加する
（ステップ２０８）。ステップ２０５のチェックの後
に、P値をNだけ減少させ、新規スタック位置を参照する
（ステップ２０６）。ここで得られた新規のP値が指し
示す位置のスタックに新ラベルを付加し（ステップ２０
７）、出力パケットを形成する。
プッシュ）処理の場合をステップ２０４〜２０８に示
す。この場合、ラベル検索の結果として、N階層のプッ
シュ動作であること、出力時の新ラベル、出力先のイン
タフェース等の情報が得られる。まず、P値がNよりも大
きいことを確認する。本発明のパケット転送方法におい
て最大階層数を宛先毎に予約しておくので、この条件に
なることは通常あり得ないが、もしもP値がNよりも小さ
い場合は、新たにラベルスタックエントリーを追加する
（ステップ２０８）。ステップ２０５のチェックの後
に、P値をNだけ減少させ、新規スタック位置を参照する
（ステップ２０６）。ここで得られた新規のP値が指し
示す位置のスタックに新ラベルを付加し（ステップ２０
７）、出力パケットを形成する。
【００２２】スタック削除（N階層のポップ）処理の場
合をステップ２０１〜２１２に示す。この場合、ラベル
検索の結果として、N階層のポップ動作であること、出
力先のインタフェース等の情報が得られる。ラベルスタ
ックエントリーを削除するために、P値をNだけ増加さ
せ、参照すべきスタック位置を変更する（ステップ２１
０）。これによりP値が新スタック位置を指し示すよう
になるが、Pが全階層数Mよりも大きくなるとき（ステッ
プ２１１）には、ラベルスタックエントリーが不要にな
るので、ペイロードに付加しているラベルスタックエン
トリーを全て削除する（ステップ２１２）。
合をステップ２０１〜２１２に示す。この場合、ラベル
検索の結果として、N階層のポップ動作であること、出
力先のインタフェース等の情報が得られる。ラベルスタ
ックエントリーを削除するために、P値をNだけ増加さ
せ、参照すべきスタック位置を変更する（ステップ２１
０）。これによりP値が新スタック位置を指し示すよう
になるが、Pが全階層数Mよりも大きくなるとき（ステッ
プ２１１）には、ラベルスタックエントリーが不要にな
るので、ペイロードに付加しているラベルスタックエン
トリーを全て削除する（ステップ２１２）。
【００２３】ラベル交換の場合にはP値により指し示さ
れる位置のラベルを新規ラベルに交換し、出力パケット
を形成する（ステップ２１３、２１４）。
れる位置のラベルを新規ラベルに交換し、出力パケット
を形成する（ステップ２１３、２１４）。
【００２４】図６に示すパケット交換網の概念図を用い
て、本発明によるラベル付け替えを網上での転送例を挙
げて説明する。パケット交換機１において、入力パケッ
ト（例えばIPパケット）はその宛先アドレス検索結果に
よって指定されるカプセル化処理を行う。図６において
は入力パケット１００に対して２階層のラベルスタック
エントリーを付加し、最後尾位置である階層１に新ラベ
ルを割り当て、P＝２として階層１が先頭ラベルである
ことを示す。パケット交換機２においてはP値が示すラ
ベル値（P=2；階層１）を使用して検索し、宛先がパケ
ット交換機３であること、ラベルの階層を１段追加（１
段プッシュ）することを得る。ここでP値を１だけ減算
し、階層２（先頭位置）に新ラベルを割り当てるととも
にP＝１とする。パケット交換機３、４では階層２のラ
ベルを参照してラベル検索を行い、それぞれ新ラベル値
への付け替え処理を行う。パケット交換機５では同様に
階層２のラベル検索を行い、その結果、ラベルの階層を
１段削除（１段ポップ）することを得る。そこで、P値
を１だけ増加させ、P＝２とする。これにより、次段の
交換機６において階層１のラベルを参照する。この交換
機における処理がラベル階層を１段削除（１段ポップ）
である場合には、ラベルによるカプセル化削除を意味す
るので、２階層のラベルスタック領域を削除し、パケッ
ト転送網から出力する（パケット１０６）。
て、本発明によるラベル付け替えを網上での転送例を挙
げて説明する。パケット交換機１において、入力パケッ
ト（例えばIPパケット）はその宛先アドレス検索結果に
よって指定されるカプセル化処理を行う。図６において
は入力パケット１００に対して２階層のラベルスタック
エントリーを付加し、最後尾位置である階層１に新ラベ
ルを割り当て、P＝２として階層１が先頭ラベルである
ことを示す。パケット交換機２においてはP値が示すラ
ベル値（P=2；階層１）を使用して検索し、宛先がパケ
ット交換機３であること、ラベルの階層を１段追加（１
段プッシュ）することを得る。ここでP値を１だけ減算
し、階層２（先頭位置）に新ラベルを割り当てるととも
にP＝１とする。パケット交換機３、４では階層２のラ
ベルを参照してラベル検索を行い、それぞれ新ラベル値
への付け替え処理を行う。パケット交換機５では同様に
階層２のラベル検索を行い、その結果、ラベルの階層を
１段削除（１段ポップ）することを得る。そこで、P値
を１だけ増加させ、P＝２とする。これにより、次段の
交換機６において階層１のラベルを参照する。この交換
機における処理がラベル階層を１段削除（１段ポップ）
である場合には、ラベルによるカプセル化削除を意味す
るので、２階層のラベルスタック領域を削除し、パケッ
ト転送網から出力する（パケット１０６）。
【００２５】図７を用いて、パケット交換機１（入力エ
ッジノード）において、入力IPパケットに対する出力先
によって付加するスタック階層数が異なる場合を説明す
る。パケット交換機の回線として入力回線１−１と、出
力回線１−２、１−３、１−４を考える。入力回線１−
１からの入力パケット１００をカプセル化する際に、宛
先ＩＰネットワークアドレスが１.２.０.０で、ネット
マスクが２５５.０.０の場合、すなわち１.２.０.０／
１６で示されるIPネットワークアドレスであるなら、出
力回線を１−２とし、付加するスタック数M＝２とす
る。宛先が１.３.０.０／１６で示されるIPネットワー
クアドレスであるなら、出力回線１−３で付加するスタ
ック数M＝４、宛先が１.４.０.０／１６で示されるIPネ
ットワークアドレスであるなら、出力回線は１−４で付
加するスタック数M＝３である、というように変化させ
る。このように、予め管理系端末からの設定や、あるい
は交換機間の制御プロトコル等に基づいて、宛先に応じ
た最大階層数Mを可変とすることができる。これによ
り、回線の帯域の浪費を抑えることが可能になる。
ッジノード）において、入力IPパケットに対する出力先
によって付加するスタック階層数が異なる場合を説明す
る。パケット交換機の回線として入力回線１−１と、出
力回線１−２、１−３、１−４を考える。入力回線１−
１からの入力パケット１００をカプセル化する際に、宛
先ＩＰネットワークアドレスが１.２.０.０で、ネット
マスクが２５５.０.０の場合、すなわち１.２.０.０／
１６で示されるIPネットワークアドレスであるなら、出
力回線を１−２とし、付加するスタック数M＝２とす
る。宛先が１.３.０.０／１６で示されるIPネットワー
クアドレスであるなら、出力回線１−３で付加するスタ
ック数M＝４、宛先が１.４.０.０／１６で示されるIPネ
ットワークアドレスであるなら、出力回線は１−４で付
加するスタック数M＝３である、というように変化させ
る。このように、予め管理系端末からの設定や、あるい
は交換機間の制御プロトコル等に基づいて、宛先に応じ
た最大階層数Mを可変とすることができる。これによ
り、回線の帯域の浪費を抑えることが可能になる。
【００２６】本発明によるパケット転送方法では、各パ
ケット交換機においてポインタビットの解釈が必要であ
る。そのため従来のMPLS転送ノードとの境界ノード（パ
ケット交換機）においては、未使用のスタックを取り払
う処理を行う。すなわちポインタビットPがNのとき、先
頭からN−１までのラベルスタックエントリーは未使用
なのでこれらのエントリーフィールドを削除することに
より、MPLS標準の転送ノードを使用して転送することが
可能である。
ケット交換機においてポインタビットの解釈が必要であ
る。そのため従来のMPLS転送ノードとの境界ノード（パ
ケット交換機）においては、未使用のスタックを取り払
う処理を行う。すなわちポインタビットPがNのとき、先
頭からN−１までのラベルスタックエントリーは未使用
なのでこれらのエントリーフィールドを削除することに
より、MPLS標準の転送ノードを使用して転送することが
可能である。
【００２７】また、MPLS転送ノードから、本方式による
パケット転送網へ入力する場合には、先頭のラベルスタ
ックエントリーのEXPビットをPと読み替え、P＝１を代
入する。このとき、予めM値がわかっていれば、空きの
ラベル階層化エントリーを付加する、すなわち網への入
力エッジノード（図３におけるパケット交換機１０）と
同様に処理することが可能である。
パケット転送網へ入力する場合には、先頭のラベルスタ
ックエントリーのEXPビットをPと読み替え、P＝１を代
入する。このとき、予めM値がわかっていれば、空きの
ラベル階層化エントリーを付加する、すなわち網への入
力エッジノード（図３におけるパケット交換機１０）と
同様に処理することが可能である。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、宛
先に応じて予め指定される階層数のラベルをエッジノー
ドに付加し、パケット交換網内での転送時にはエントリ
ーに割り当てら領域は常に一定で、ラベルエントリー領
域の追加、削除を行わないため、ハードウェア転送時に
おいて処理負荷を軽減することができる。
先に応じて予め指定される階層数のラベルをエッジノー
ドに付加し、パケット交換網内での転送時にはエントリ
ーに割り当てら領域は常に一定で、ラベルエントリー領
域の追加、削除を行わないため、ハードウェア転送時に
おいて処理負荷を軽減することができる。
【図１】本発明によるラベル付きパケットの構成を示す
図である。
図である。
【図２】ラベルスタックエントリーの構成図である。
【図３】パケット交換機（入力エッジノード）の構成図
である。
である。
【図４】パケット交換機（中間ノード）の構成図であ
る。
る。
【図５】スタック処理回路の処理のフローチャートであ
る。
る。
【図６】パケット転送の概念図である。
【図７】階層数Mを変更する例を示す図である。
２００ ペイロード部分 ２０１〜２０４ ラベルスタックエントリー １１、２１ 入力バッファ １２ アドレス取得部 １３、２４ 検索回路 １４、２５ 検索テーブル １５ ラベル挿入回路 １６、２６ スイッチ部 ２２ ラベルスタック取得部 ２３A、２３B スタック処理回路 ２０１〜２１４ ステップ １〜６ パケット交換機 １００〜１０６ パケット １−１ 入力回線 １−２、１−３、１−４ 出力回線 １１０、１２０、１３０ カプセル化パケット
Claims (5)
- 【請求項１】 パケット転送方法において、設定に基づ
いて宛先毎に決められた最大ラベル階層数のラベルスタ
ックエントリーを、パケット転送網への入り口エッジノ
ードで付加することを特徴とするパケット転送方法。 - 【請求項２】 複数階層のラベルスタックエントリーの
先頭ラベル位置を、ポインタビットを使用して指示し、
また、このポインタビット値を増減させることでスタッ
クの追加／削除と等価な処理を行う、請求項１記載のパ
ケット転送方法。 - 【請求項３】 入力パケットを一時格納する入力バッフ
ァと、 前記入力パケットのヘッダ部から宛先アドレスを取り出
すアドレス取得部と、 宛先アドレスと出力先ポート、付加するラベルスタック
エントリーの階数層、付加する新ラベルを含む出力情報
の対応が記述されている検索テーブルと、 前記アドレス取得部で取得された宛先アドレスを用いて
前記検索テーブルを検索し、前記出力情報を得る検索回
路と、 前記検索で得られた出力情報で指示されるラベルスタッ
クエントリーをパケットの先頭に付加するラベル挿入回
路と、 所望の出力先ポートへ出力情報を振り分けるためのスイ
ッチ部を有するパケット交換機。 - 【請求項４】 入力パケットを一時格納する入力バッフ
ァと、 入力パケットのラベルスタックエントリーを取り出すラ
ベルスタック取得部と、 取り出したラベルスタックエントリーを使用して処理判
定を行う第１のスタック処理回路と、 出力先ポート、ラベルに対する処理、新ラベルが記述さ
れている検索テーブルと、 入力ラベルを用いて前記検索テーブルを検索する検索回
路と、 前記検索結果を用いてスタック操作を行う第２のスタッ
ク処理回路と、 所望の出力先ポートへ出力情報を振り分けるためのスイ
ッチ部を有するパケット交換機。 - 【請求項５】 前記第１のスタック処理回路は、入力さ
れたパケットの先頭ラベルスタックエントリー中のポイ
ンタビット値を参照し、Sビットよりラベルの階層数を
取得し、前記ポインタビット値が指し示す位置のラベル
を取り出し、該ラベルをキーとして前記検索回路により
前記検索テーブルを検索し、処理内容を判定し、 前記第２のスタック処理回路は、処理内容がＮ階層のラ
ベルスタックエントリー追加、すなわちN階層のプッシ
ュ処理の場合、前記ポインタ値がNよりも大きければ新
たなラベルスタックエントリーを追加し、ポインタ値を
Nだけ減少させ、新規スタック位置を参照し、該新規ス
タック位置に新ラベルを付加し、出力パケットを形成
し、処理内容がＮ階層のラベルスタックエントリー削
除、すなわちN階層のポップ処理の場合、前記ポインタ
値をNだけ増加させ、参照すべきスタック位置を変更
し、前記スタック値が全階層数Mより大きいとき、ペイ
ロードに付加されているラベルスタックエントリーを全
て削除し、出力パケットを形成し、処理内容がラベル交
換の場合には、前記ポインタビット値により指示される
位置のラベルを新規ラベルに交換し、出力パケットを形
成する、請求項４記載のパケット交換機。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000220617A JP3543952B2 (ja) | 2000-07-21 | 2000-07-21 | Ｍｐｌｓパケット転送方法およびパケット交換機 |
| US09/907,668 US6888847B2 (en) | 2000-07-21 | 2001-07-19 | Packet transfer method and apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000220617A JP3543952B2 (ja) | 2000-07-21 | 2000-07-21 | Ｍｐｌｓパケット転送方法およびパケット交換機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002044126A true JP2002044126A (ja) | 2002-02-08 |
| JP3543952B2 JP3543952B2 (ja) | 2004-07-21 |
Family
ID=18715191
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000220617A Expired - Fee Related JP3543952B2 (ja) | 2000-07-21 | 2000-07-21 | Ｍｐｌｓパケット転送方法およびパケット交換機 |
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| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6888847B2 (ja) |
| JP (1) | JP3543952B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004071034A1 (ja) | 2003-02-03 | 2004-08-19 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | データ転送装置およびデータ転送システム |
| JP2010004350A (ja) * | 2008-06-20 | 2010-01-07 | Fujitsu Ltd | ラベルスイッチングネットワークにおける通信装置 |
| WO2011030462A1 (ja) * | 2009-09-14 | 2011-03-17 | 日本電気株式会社 | 通信システム、ノード、制御サーバ、通信方法およびプログラム |
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| JP3875121B2 (ja) * | 2002-03-01 | 2007-01-31 | 株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ | 通信システム、通信方法、転送装置及びネットワーク管理装置 |
| US7317721B1 (en) | 2002-04-12 | 2008-01-08 | Juniper Networks, Inc. | Systems and methods for memory utilization during packet forwarding |
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| US8532087B2 (en) * | 2003-02-03 | 2013-09-10 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Optical network, optical edge router, program thereof, cut through method, and edge router |
| US7937495B2 (en) * | 2003-06-25 | 2011-05-03 | Cisco Technology, Inc. | System and method for modifying data transferred from a source to a destination |
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| DE102005035201B4 (de) * | 2005-07-27 | 2009-02-26 | Siemens Ag | Netzknoteneinheit und Verfahren zur Weiterleitung von Datenpaketen |
| US7694025B1 (en) | 2006-03-31 | 2010-04-06 | Integrated Device Technology, Inc. | Method and device for base address sorting and entry into base address registers |
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| US7647438B1 (en) * | 2006-05-09 | 2010-01-12 | Integrated Device Technology, Inc. | Binary base address sorting method and device with shift vector |
| KR20140103569A (ko) * | 2013-02-18 | 2014-08-27 | 한국전자통신연구원 | 적응적 계층 선택을 위한 장치 및 방법, 이를 구비한 서버 |
| US9467367B2 (en) * | 2013-03-15 | 2016-10-11 | Cisco Technology, Inc. | Universal labels in internetworking |
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| CN107770071B (zh) * | 2017-10-19 | 2021-03-23 | 盛科网络（苏州）有限公司 | 一种基于OpenFlow的MPLS报文处理方法及装置 |
| CN113507414B (zh) * | 2021-06-30 | 2023-09-19 | 新华三信息安全技术有限公司 | 一种报文处理方法及装置 |
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-
2000
- 2000-07-21 JP JP2000220617A patent/JP3543952B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2001
- 2001-07-19 US US09/907,668 patent/US6888847B2/en not_active Expired - Fee Related
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| US8509252B2 (en) | 2009-09-14 | 2013-08-13 | Nec Corporation | Communication system, node, control server, communication method and program |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6888847B2 (en) | 2005-05-03 |
| US20020009050A1 (en) | 2002-01-24 |
| JP3543952B2 (ja) | 2004-07-21 |
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