JP2003143208A - データ中継方法およびデータ中継装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 大容量のメモリを必要とすることなく、中継
処理の高速化を図る。 【解決手段】 Ｌ３／Ｌ４ヘッダ解析部１２は、レイヤ
４ヘッダの内容に基づいて、Ｌ３／Ｌ４経路テーブル１
３を検索して自装置の出力ポートを決定し、そのレイヤ
３ヘッダの内容と出力先をキャッシュメモリ１４に記憶
し、受信データパケットとともに、バッファメモリ１５
内にそのレイヤ３ヘッダが付加されたデータパケットが
存在する場合には、このデータパケットを転送し、また
レイヤ４ヘッダがない場合には、受信データパケットを
バッファメモリ１５に記憶し、レイヤ３ヘッダの内容が
キャッシュメモリ１４の内容と一致する時に、記憶され
た出力ポートに受信データパケットを転送する。

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、入力されるデー
タパケットの送信先を決定して中継するデータ中継方法
およびデータ中継装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のデータ中継方法において、入力し
たデータの中継方向を決定するには、例えばレイヤ２の
宛先に基づいて決定する場合、ブリッジの機能を用い、
ＩＥＥＥ８０２．３で規定されたローカルエリアネット
ワーク（以下、「ＬＡＮ」という）であればＭＡＣアド
レスを学習、解析することで決定していた。また、レイ
ヤ３の宛先に基づいて決定する場合には、ルータの機能
を用い、ＩＰであればＩＰアドレスを解析することによ
り中継方向を決定し、レイヤ４の宛先に基づいて決定す
る場合にも、ルータの機能を用い、ＴＣＰやＵＤＰであ
ればサービスのポート番号を解析することにより中継方
向を決定していた。

【０００３】このようなデータ中継では、中継方向を決
定するためのデータの宛先や種類をソフトウェアで解析
処理するものがあったが、この処理では、例えばＤＲＡ
Ｍに格納されているプログラムデータを一旦ＣＰＵが読
み出し、ハードウェアから入力した情報に基づいてデー
タ処理を行うので、このＤＲＡＭからのプログラムデー
タの読み出しやデータ処理に時間がかかり、データの中
継処理が迅速に行われなかった。

【０００４】そこで、この中継処理の高速化を図るため
に、ソフトウェアでの解析処理を、専用のハードウェ
ア、いわゆるスイッチング機構を用いた解析処理に置き
換えて行うものがあった。なお、このようなスイッチン
グを行うデバイスには、例えばインターネットの技術で
は、レイヤ３スイッチやレイヤ４スイッチと呼ばれるも
のがある。

【０００５】しかしながら、ハードウェアによる解析処
理を行う上記従来例においては、例えばレイヤ３でのフ
ラグメントが発生した場合、レイヤ４スイッチングで
は、レイヤ４のヘッダを解析する必要があるにもかかわ
らず、フラグメントされた２つ目以降のパケットには、
レイヤ４のヘッダが存在しないので、出力先が特定され
ずスイッチングができないという問題点があった。

【０００６】すなわち、図５の各階層のパケット構成に
示すように、ネットワーク通信では、各階層ごとに通信
形態が分かれており、それぞれのレイヤは、１回に伝達
できるデータ長の最大値が決まっている。このデータ長
の最大値（ＭＴＵ）は、例えばレイヤ２のプロトコルで
あるＬＡＮでは、ヘッダが１４バイト、データ１５００
バイトおよびＦＣＳ４バイトの合計１５１８バイトであ
り、レイヤ３のプロトコルであるＩＰ（インターネット
・プロトコル）では、ＩＰヘッダ２０バイト以上を含む
６５５３５バイトであり、レイヤ４のプロトコルである
ＴＣＰ（トランスミッション・コントロール・プロトコ
ル）では、ＴＣＰヘッダ２０バイト以上を含む数ギガバ
イト程度である。

【０００７】この各階層のＭＴＵが決まっている状態
で、上位層のデータ長は、必然的に下位層のデータ長の
制約を受けることとなる。つまり、ＩＰのデータは、Ｌ
ＡＮのパケット内にカプセル化されるので、ＩＰのＭＴ
ＵはＬＡＮのＭＴＵの制約を受けることとなる。また、
ＴＣＰのＭＴＵも同様の理由で、ＬＡＮのＭＴＵの制約
を受けることとなる。

【０００８】例えば伝達したいＩＰのデータ長が４００
０バイトであっても、下位層であるレイヤ２のＬＡＮの
ＭＴＵが１５００バイトであるので、１回でＩＰのデー
タを伝送することはできない。このため、ＩＰのデータ
は、レイヤ３においてフラグメントの処理がなされ、予
めマックスが１５００バイトずつの３つのデータに分割
される。この分割では、データ部の先頭にヘッダがそれ
ぞれ付加されることとなる。

【０００９】この際に、例えば３９８０バイトのＴＣＰ
のデータも３分割されるが、ここではレイヤ３レベルで
のフラグメントなので、ＴＣＰのデータは先頭から単純
に分割されることとなる。このため、フラグメントされ
た最初のパケットにはレイヤ４のヘッダが存在すること
となるが、２つ目以降のパケットには、レイヤ４のヘッ
ダが存在しなくなってしまう。

【００１０】従って、レイヤ４スイッチングでは、レイ
ヤ４のヘッダを解析する必要があるにもかかわらず、フ
ラグメントされた２つ目以降のパケットには、レイヤ４
のヘッダが存在しないので、解析が困難となって出力先
が特定されずスイッチングができなくなっていた。

【００１１】この第１の解決方法としては、フラグメン
トされた先頭のパケットから終端のパケットまでのデー
タを、中継装置内に設けたバッファメモリに一旦格納
し、パケットを再構築した後に、特定された出力先に出
力していた。

【００１２】また、この他の第２の解決方法としては、
フラグメントされた２つ目以降のパケットには、先頭の
パケットの続きを示す識別子ＩＤ、例えばレイヤ３がＩ
Ｐであれば、フラグメントビットおよびＩＰ識別子が、
レイヤ３のヘッダ内に格納されているので、入力される
パケットに対して、この識別子ＩＤを認識することで、
このフラグメントされた２つ目以降のパケットを先頭の
パケットと同一の方向に中継していた。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この第
１の解決方法では、フラグメントされたデータの先頭か
ら終端まで、データが全て完結するまで上記データを中
継装置内にバッファリングしておかなければならず、中
継処理の高速化の妨げになっていた。さらに、この解決
方法では、大量のデータを保持しておくために大容量、
高価格のＤＲＡＭなどのバッファメモリが必要となると
いう問題点もあった。

【００１４】また、この第２の解決方法では、例えばフ
ラグメントされたデータのうち、先頭のパケットよりも
先に２つ目以降のパケットが到着した場合には、対応が
とれないという問題点があった。これを解決するために
は、第１の解決方法と同様に、このパケットのデータを
バッファメモリにバッファリングするなどの対策が必要
となり、第１の解決方法と同様の問題点が生じる。

【００１５】この発明は、上記問題点に鑑みなされたも
ので、メモリの小容量化を図るとともに、中継処理の高
速化を図ることができるデータ中継方法およびデータ中
継装置を提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明では、各階層のヘッダを有して伝送される
データパケットを、前記ヘッダの内容と経路情報に基づ
いて送信先を決定して中継するデータ中継方法におい
て、受信した前記データパケットの上位層ヘッダを抽出
して該ヘッダの内容を解析して出力ポートを決定し、か
つその下位層ヘッダの内容および出力ポートを第１の記
憶手段に記憶させ、また前記受信したデータパケットに
上位層ヘッダが付加されていない場合には、その下位層
ヘッダの内容を前記第１の記憶手段に記憶させ、かつ前
記データパケットを第２の記憶手段に一時記憶させる解
析工程と、前記受信したデータパケットに上位層ヘッダ
が付加されている場合には、前記第１の記憶手段に記憶
されているその下位層ヘッダの内容を検索する検索工程
と、前記検索工程にて下位層ヘッダの内容が検索された
場合には、該下位層ヘッダが付加されたデータパケット
を前記第２の記憶手段から抽出し、前記上位層ヘッダが
付加されたデータパケットとともに、前記決定された出
力ポートに転送し、また前記下位層ヘッダの内容が検索
されない場合には、前記上位層ヘッダが付加されたデー
タパケットを前記決定された出力ポートに転送する転送
工程を含むデータ中継方法が提供される。

【００１７】この発明によれば、上位層ヘッダの内容を
解析して出力ポートを決定する解析機能を含み、受信し
たデータパケットに上位層ヘッダが付加されている場合
には、この解析機能によって出力ポートを決定するとと
もに、第２の記憶手段にこの上位層ヘッダの下位層ヘッ
ダが付加されたデータパケットが記憶されている場合に
は、上位層パケットが付加されたデータパケットととも
にこの記憶されているデータパケットも、決定した出力
ポートに転送し、またこの上位層ヘッダが付加されてい
ない場合には、下位層ヘッダの内容が第１の記憶手段の
内容と一致し、かつ出力ポートの情報が記憶されている
ときに、その記憶された出力ポートにデータパケットを
転送することで、パケットの再構築を不要としてメモリ
の小容量化を図り、かつ中継処理の高速化を図ることを
可能とする。

【００１８】この発明の請求項２においては、上記発明
において、データパケットは、オリジナルデータのデー
タパケットから分割されたフラグメントパケットからな
り、前記データ中継方法は、該分割されたフラグメント
パケットのうちのあるフラグメントパケットが最初に受
信された時から一定時間計時し、該計時の満了前に全て
の前記フラグメントパケットが転送された場合、または
計時が満了した場合、前記第１および第２の記憶手段に
記憶されている当該データパケットの記憶内容を消去す
る消去工程をさらに含むことを特徴とする。

【００１９】この発明によれば、一定時間内にオリジナ
ルデータのパケットから分割された全てのフラグメント
パケットが転送された場合、または一定時間内に全ての
フラグメントパケットが転送できなかった場合には、第
１および第２の記憶手段に記憶されている当該データパ
ケットの記憶内容を消去することで、メモリの小容量化
を図り、かつデータ転送の遅延を防ぎ、中継処理の高速
化を図る。

【００２０】この発明の請求項３では、上記発明におい
て、前記転送工程では、前記受信したデータパケットに
上位層ヘッダがなく、前記検索工程にて前記第１の記憶
手段に該当する下位層ヘッダの内容および出力ポートの
情報が検索された場合には、前記受信したデータパケッ
トを当該出力ポートに転送することを特徴とする。

【００２１】この発明によれば、上位層ヘッダがない分
割されたフラグメントパケットであっても、第１の記憶
手段に下位層ヘッダの内容と出力ポートの情報が記憶さ
れている場合には、そのパケットを当該出力ポートに転
送することで、データ転送の遅延を防ぐ。

【００２２】この発明の請求項４では、上記発明におい
て、前記上位層ヘッダは、前記階層がレイヤ４のヘッダ
であり、前記下位層ヘッダは、前記階層がレイヤ３のヘ
ッダであり、前記解析工程では、前記レイヤ３のヘッダ
の内容として、前記パケットの識別情報を少なくとも前
記第１の記憶手段に記憶させるとともに、前記レイヤ３
のヘッダが付加されたデータパケットが記憶された前記
第２の記憶手段の記憶領域の情報を、前記第１の記憶手
段に記憶させることを特徴とする。

【００２３】この発明によれば、分割されたフラグメン
トパケットであることを示すパケットの識別情報と、こ
の分割された他のフラグメントパケットが記憶されてい
る第２の記憶手段の記憶領域情報を第１の記憶手段に記
憶させることで、フラグメントパケットを関連付け、レ
イヤ４のヘッダが付加されたフラグメントパケットが受
信された時に、これらフラグメントパケットをともに転
送することができるようにし、データ中継の高速化を図
る。

【００２４】この発明の請求項５では、上記発明におい
て、前記解析工程では、前記レイヤ３のヘッダ内の内容
として、前記受信したパケットのデータが、オリジナル
データのどこに位置していたかを示す位置情報を前記第
１の記憶手段に記憶させることを特徴とする。

【００２５】この発明によれば、フラグメントパケット
の位置情報を第１の記憶手段に記憶させることで、受信
済のフラグメントパケットを順番に記憶させて、全ての
フラグメントパケットの受信認識を可能にする。

【００２６】この発明の請求項６では、上記発明におい
て、前記解析工程では、前記レイヤ３のヘッダ内の内容
として、最後のフラグメントパケットを示すパケット情
報を前記第１の記憶手段に記憶させることを特徴とす
る。

【００２７】この発明によれば、受信済のフラグメント
パケットの順番とともに、最後のフラグメントパケット
である旨を示すパケット情報を第１の記憶手段に記憶さ
せることで、さらに全てのフラグメントパケットの受信
認識を容易にする。

【００２８】この発明の請求項７では、上記発明におい
て、前記レイヤ３のヘッダは、ＩＰヘッダからなり、前
記位置情報は、該ＩＰヘッダ内のフラグメントオフセッ
トからなり、前記パケット情報は、該ＩＰヘッダ内のフ
ラグからなることを特徴とする。

【００２９】この発明によれば、レイヤ３にＩＰを用い
る場合には、位置情報とパケット情報を、このＩＰで規
定されているフラグメントオフセットとフラグとするこ
とで、全てのフラグメントパケットの受信認識を容易に
する。

【００３０】この発明の請求項８では、経路情報を記憶
する経路情報記憶手段を有し、各階層のヘッダを有して
伝送されるデータパケットに対し、前記ヘッダの内容と
前記経路情報から送信先を決定して前記データを中継す
るデータ中継装置において、受信した前記データパケッ
トの上位層ヘッダを抽出して該ヘッダの内容を解析する
解析手段と、前記データパケットの下位層ヘッダの内容
と前記解析結果の情報を記憶する第１の記憶手段と、前
記上位層ヘッダが付加されてない場合の受信データパケ
ットを記憶する第２の記憶手段と、前記受信したデータ
パケットの下位層ヘッダの内容から前記第１の記憶手段
に記憶された内容を検索する検索手段と、前記第１の検
索手段で検索された内容に基づいて、前記第２の記憶手
段から前記下位層ヘッダが付加されたデータパケットを
抽出する抽出手段と、前記受信したデータパケットに上
位層ヘッダが付加されている場合には、前記解析内容に
従い該上位層ヘッダが付加されたデータパケットととも
に、前記抽出された下位層ヘッダが付加されたデータパ
ケットが存在する場合には、当該データパケットを転送
する転送手段とを備えたデータ中継装置が提供される。

【００３１】この発明によれば、受信したデータパケッ
トの上位層ヘッダの内容を解析し、その下位層ヘッダの
内容とこの解析結果を第１の記憶手段に記憶するととも
に、この解析内容に従い上位層ヘッダが付加されたデー
タパケットと、前記第２の記憶手段に記憶されたその下
位層ヘッダが付加されたデータパケットが存在する場合
には、このデータパケットも転送手段によって転送し、
また上位層ヘッダが付加されていない場合には、受信デ
ータパケットを第２の記憶手段に記憶するとともに、下
位層ヘッダの内容が第１の記憶手段の内容と一致すると
きに、その記憶された出力ポートにデータパケットを転
送することで、パケットの再構築を不要としてメモリの
小容量化を図り、かつ中継処理の高速化を図ることを可
能とする。

【００３２】この発明の請求項９では、上記発明におい
て、前記データパケットは、オリジナルデータのパケッ
トから分割されたフラグメントパケットからなり、前記
データ中継装置は、該分割されたフラグメントパケット
のうちのあるフラグメントパケットが最初に受信された
時から一定時間を計時する計時手段と、該計時手段の計
時が満了する前に全ての前記フラグメントパケットが転
送された場合、または該計時手段の計時が満了した場
合、前記第１および第２の記憶手段に記憶されている当
該データパケットの記憶内容を消去する消去手段とをさ
らに備えたことを特徴とする。

【００３３】この発明によれば、計時手段で計時される
一定時間内にオリジナルデータのパケットから分割され
た全てのフラグメントパケットが転送された場合、また
はこの計時による一定時間内に全てのフラグメントパケ
ットが転送できなかった場合には、第１および第２の記
憶手段に記憶されている当該データパケットの記憶内容
を消去手段によって消去することで、メモリの小容量化
を図り、かつデータ転送の遅延を防ぎ、中継処理の高速
化を図る。

【００３４】この発明の請求項１０では、上記発明にお
いて、前記転送手段は、前記受信されたデータパケット
に前記上位層ヘッダがなく、かつ前記検索手段によって
前記下位層ヘッダの内容と前記解析結果の情報が前記第
１の記憶手段から検索された場合には、前記解析内容に
従い前記データパケットを転送することを特徴とする。

【００３５】この発明によれば、受信されたフラグメン
トパケットに上位層ヘッダがなくても、その下位層ヘッ
ダの内容と解析結果の情報が第１の記憶手段に記憶され
ていれば、そのパケットを解析内容に従い転送すること
で、データ転送の遅延を防ぎ、中継処理の高速化を図
る。

【００３６】この発明の請求項１１では、上記発明にお
いて、前記上位層のヘッダは、前記階層がレイヤ４のヘ
ッダであり、前記下位層ヘッダは、前記階層がレイヤ３
のヘッダであり、前記解析結果の情報には、自装置の出
力ポートの情報を含み、前記第１の記憶手段は、少なく
とも前記パケットの識別情報を前記レイヤ３のヘッダの
内容として記憶するとともに、前記レイヤ３のヘッダが
付加されたデータパケットが記憶された前記第２の記憶
手段の記憶領域の情報を記憶することを特徴とする。

【００３７】この発明によれば、第１の記憶手段に記憶
されたパケットの識別情報と、第２の記憶手段に記憶さ
れたフラグメントパケットとを有し、レイヤ４のヘッダ
が付加されたフラグメントパケットが受信されると、同
じ識別情報のフラグメントパケットを第２の記憶手段か
ら読み出して、受信したパケットとともに転送できるよ
うにすることで、データ中継の高速化を図る。

【００３８】この発明の請求項１２では、上記発明にお
いて、前記第１の記憶手段は、前記受信したパケットの
データが、オリジナルデータのどこに位置していたかを
示す位置情報を、前記レイヤ３のヘッダの内容として記
憶することを特徴とする。

【００３９】この発明によれば、受信済みのフラグメン
トパケットの位置情報を順次第１の記憶手段に記憶させ
ることで、全てのフラグメントパケットが受信されたか
どうか認識可能にする。

【００４０】この発明の請求項１３では、上記発明にお
いて、前記第１の記憶手段は、前記フラグメントパケッ
トのうちの最後のフラグメントパケットを示すパケット
情報を、前記レイヤ３のヘッダの内容として記憶するこ
とを特徴とする。

【００４１】この発明によれば、位置情報とともに、パ
ケット情報を第１の記憶手段に記憶させることで、フラ
グメントパケットの順番と最後のパケットを認識できる
ようにすることで、さらに全てのフラグメントパケット
の受信認識を容易にする。

【００４２】この発明の請求項１４では、上記発明にお
いて、前記記憶手段は、キャッシュメモリからなり、前
記第２の記憶手段は、バッファメモリからなることを特
徴とする。

【００４３】この発明によれば、レイヤ３のヘッダ内の
内容の記憶用にキャッシュメモリを用い、フラグメント
パケットの記憶用にバッファメモリを用いることで、メ
モリの小容量化および低コスト化が可能となる。

【００４４】

【発明の実施の形態】以下に添付図面を参照して、この
発明にかかるデータ中継方法およびその装置の好適な実
施の形態を説明する。

【００４５】（実施例１）この発明にかかるデータ中継
装置は、隣接するネットワーク間に接続され、データパ
ケットの転送を行っており、フラグメントされてレイヤ
４のヘッダが付加されていないパケットは一時記憶して
おき、同じ識別情報のレイヤ４のヘッダが付加されてい
るフラグメントパケットとともに、レイヤ４のヘッダが
付加されていないフラグメントパケットを出力ポートに
転送することを可能にしている。

【００４６】すなわち、データ中継装置は、図１に示す
ように、ＷＡＮやＬＡＮなどのネットワークから入力さ
れるパケットを取り込むパケット入力部１１と、取り込
まれたパケットのヘッダの内容を解析するＬ３／Ｌ４ヘ
ッダ解析部１２と、レイヤ３およびレイヤ４の経路情報
を格納するＬ３／Ｌ４経路テーブル１３と、Ｌ３／Ｌ４
ヘッダ解析部１２で解析された中継結果を記憶するキャ
ッシュメモリからなるフラグメントデータベース１４
と、Ｌ４ヘッダのないフラグメントパケットを各記憶領
域に記憶させるパケットメモリ１５と、複数のネットワ
ークとそれぞれ接続されてパケットを出力する各パケッ
ト出力部１６〜１８とから構成されている。

【００４７】Ｌ３／Ｌ４ヘッダ解析部１２は、この発明
の解析手段、検索手段、抽出手段および転送手段を構成
している。Ｌ３／Ｌ４ヘッダ解析部１２は、入力するデ
ータパケットに付加されたレイヤ３のヘッダとレイヤ４
のヘッダの内容を解析するとともに、解析結果に基づい
て受信したパケットを転送する機構を有している。すな
わち、Ｌ３／Ｌ４ヘッダ解析部１２は、レイヤ４のヘッ
ダに対しては、宛先アドレスのデータなどに基づいてＬ
３／Ｌ４経路テーブル１３を検索して経路情報を得て最
短経路を求め、次の中継装置が接続される自装置の出力
ポートを認識して、その出力ポートにデータパケットが
出力されるように転送機構を動作させている。なお、こ
の転送機構は、従来技術で示した既存のものと同様の構
成であるので、ここでは説明を省略する。

【００４８】このＬ３／Ｌ４ヘッダ解析部１２は、入力
するデータパケットに付加されたレイヤ３のヘッダに対
しては、パケットの識別子の情報を抽出して、このレイ
ヤ３の識別子と、上記の解析によって得られた出力先の
ポートの情報などをフラグメントデータベース１４に書
き込んでいる。

【００４９】すなわち、図５に示したレイヤ３のプロト
コルが例えばＩＰの場合には、ＩＰヘッダは、図２に示
すように、ＩＰヘッダのバージョン番号を示すバージョ
ン（ＶＥＲ）、ＩＰヘッダの長さを示すヘッダ長（ＩＨ
Ｉ）、ＩＰのサービス品質を示すサービスタイプ（ＴＯ
Ｓ）、パケット全体の長さを示すパケット長（ＴＬ）、
分割されたパケットを識別するための識別子（ＩＤ）、
パケットの分割に関する制御を示すフラグ（ＦＬ）、分
割されたフラグメントがオリジナルデータのどこに位置
していたかを示すフラグメントオフセット（ＦＯ）、生
存時間（ＴＴＬ）、上位層のプロトコルを示すプロトコ
ル（ＰＲＯＴ）、ＩＰヘッダのチェックサムを示すヘッ
ダチェックサム（ＨＣ）、送信元のＩＰアドレスを示す
送信元ＩＰアドレス（ＳＡ）、あて先のＩＰアドレスを
示すあて先ＩＰアドレス（ＤＡ）、オプションフィール
ドを示すオプション（ＯＰＴＩＯＮ）、パディング（Ｐ
ＡＤ）とから構成されている。

【００５０】この発明では、このＩＰヘッダの中の識別
子（ＩＰ識別子）とフラグとフラグオフセットをＩＰヘ
ッドの内容として用いている。図３は、図１に示したフ
ラグメントデータベース１４のテーブル構成を示すテー
ブル構成図である。図において、フラグメントデータベ
ース１４は、この発明の第１の記憶手段を構成し、例え
ばキャッシュメモリからなっている。このフラグメント
データベース１４は、オリジナルデータを分割したフラ
グメントパケットを同一グループのパケットとして示す
ＩＰ識別子と、フラグメントオフセットからなる受信済
データと、最後のフラグメントパケットが受信されたこ
とを示すフラグと、このＩＰ識別子で示されるフラグメ
ントパケットのグループがパケットメモリのどの記憶領
域に記憶されているかを示すパケットメモリと、解析さ
れた出力ポートの情報を示す出力先のエントリから構成
されている。

【００５１】例えば、図３において、ＩＰ識別子“２０
００”の受信されたデータパケットの場合を説明する
と、このＩＰ識別子“２０００”で識別されるデータパ
ケットは、現在受信済データとしては、“５００〜１０
００”と“１５００〜２０００”のデータパケットがあ
り、フラグには最後のフラグメントパケットが受信され
ていることを示す“２０”が登録されているので、“１
５００〜２０００”のデータパケットが最後のフラグメ
ントパケットであることが認識できる。そして、このグ
ループのデータパケットは、パケットメモリ１５の記憶
領域に格納されていることが認識できる。なお、ここ
では、出力先として、出力ポート３が記載されている
が、現時点の状態では、先頭のレイヤ４のヘッダが受信
されていないので、実際にはこの出力先の情報は格納さ
れていない。

【００５２】これらのことから、このＩＰ識別子“２０
００”のデータは、データ長が２０００バイトで、現在
先頭のパケットである“０〜５００”と中間のパケット
である“１０００〜１５００”が受信されてないことが
認識できるので、出力ポート３へは転送できない状態で
あることがわかる。

【００５３】なお、このＬ３／Ｌ４ヘッダ解析部１２に
よる書き込みにおいて、既にフラグメントデータベース
１４内に書き込まれている識別子に対応した受信済デー
タに対しては、パケット入力のたび毎にデータの更新が
行われる。

【００５４】そして、このＬ３／Ｌ４ヘッダ解析部１２
は、入力するデータパケットにレイヤ４のヘッダが付加
されている場合、宛先アドレスのデータなどに基づいて
Ｌ３／Ｌ４経路テーブル１３を参照して最短経路の経路
情報を得て、次の中継装置が接続される自装置の出力ポ
ートを認識して、その出力ポートをフラグメントデータ
ベース１４に格納するとともに、この先頭のデータパケ
ットとともに、パケットメモリ１５に格納されている受
信済のデータパケットを解析した出力ポートへ出力す
る。

【００５５】このように、Ｌ３／Ｌ４ヘッダ解析部１２
から所定の出力ポートに出力されたデータパケットは、
その出力ポートに接続されたパケット出力部１６〜１８
によって特定のネットワークに送出されることとなる。

【００５６】パケットメモリ１５は、この発明の第２の
記憶手段を構成しており、図１に示すように、Ｌ３／Ｌ
４ヘッダ解析部１２で抽出されたレイヤ３のヘッダが付
加されたデータパケットを識別子で識別されるグループ
ごとに、分割された各記憶領域，，，…に記憶さ
れている。

【００５７】次に、図４のフローチャートを用いてデー
タ中継装置の中継動作を説明する。図において、パケッ
ト入力部１１からデータパケットが入力されると、Ｌ３
／Ｌ４ヘッダ解析部１２は、このデータパケットのレイ
ヤ３ヘッダの内容を解析する（ステップ１０１）。そし
て、このレイヤ３ヘッダ内の識別子ＩＤ、すなわちフラ
グメントされたデータパケットを示す識別子を検索し
て、入力されたデータパケットがフラグメントされたパ
ケットかどうか判断する（ステップ１０２）。

【００５８】ここで、このデータパケットがフラグメン
トされたパケットの場合には、このデータパケットがフ
ラグメントの先頭のパケットかどうか判断しており（ス
テップ１０３）、例えばこのデータパケットがフラグメ
ントの先頭のパケットの場合、またステップ１０２にお
いて、フラグメントされたパケットでない場合には、デ
ータパケットにはレイヤ４ヘッダが付加されているの
で、このレイヤ４ヘッダの解析を行う（ステップ１０
４）。

【００５９】次に、パケット内のレイヤ３、レイヤ４ヘ
ッダの内容に基づいてＬ３／Ｌ４経路テーブル１３を検
索して（ステップ１０５）、出力先（自装置の出力ポー
ト）を決定し（ステップ１０６）、レイヤ３ヘッダの内
容とこの決定した出力先の情報をキャッシュメモリ１４
に書き込んで、データの更新を行い（ステップ１０
７）、同一の識別子のグループに属するデータパケット
がバッファメモリ１５内に記憶されているかどうか判断
する（ステップ１０８）。

【００６０】ここで、バッファメモリ１５内に同一識別
子のグループに属するデータパケットがある場合には、
このデータパケットをバッファメモリ１５から読み出し
て（ステップ１０９）、フラグメントの先頭のパケット
とともに、読み出したデータパケットを、決定した出力
ポートに転送する（ステップ１１０）。

【００６１】また、ステップ１０３において、Ｌ３／Ｌ
４ヘッダ解析部１２は、入力されたパケットがフラグメ
ントの先頭のパケットでない場合には、このパケットの
レイヤ３ヘッダを抽出し、このレイヤ３ヘッダの内容
（ＩＰ識別子）に基づいてキャッシュメモリ１４を検索
し（ステップ１１１）、キャッシュヒットしたかどうか
判断する（ステップ１１２）。

【００６２】ここで、検索対象のＩＰ識別子がキャッシ
ュメモリ１４内に記憶されていないことにより、キャッ
シュヒットしなかった場合には、この受信したデータパ
ケットのＬ３ヘッダの内容をキャッシュメモリ１４に新
規登録し（ステップ１１３）、かつこの受信データパケ
ットをバッファメモリ１５に記憶させる（ステップ１１
５）。また、検索対象のＩＰ識別子がキャッシュメモリ
１４内に記憶されていることで、キャッシュヒットした
場合には、キャッシュメモリ１４内の該当エントリを更
新し（ステップ１１４）、かつステップ１１５に進んで
この受信データパケットをバッファメモリ１５に記憶さ
せ、次のパケットと入力を待つ。

【００６３】このように、この実施例では、データパケ
ットの中継処理の工程において、レイヤ４ヘッダの内容
を解析して出力ポートを決定する解析機能を有し、受信
したデータパケットにレイヤ４ヘッダが付加されている
場合には、この解析機能によって出力ポートを決定し、
このデータパケットと同一のＩＰ識別子を有するデータ
パケットが記憶されている場合には、レイヤ４ヘッダが
付加されたデータパケットとともに、記憶されていたこ
のデータパケットを決定された出力ポートに転送し、ま
た受信したデータパケットにレイヤ４ヘッダが付加され
ていない場合には、このパケットのレイヤ３の内容がキ
ャッシュヒットし、かつ出力ポートの情報が記憶されて
いるときに、この出力ポートに受信したデータパケット
を転送するので、データパケットの再構築をすることな
しに、データパケットの転送を行うことができ、メモリ
の小容量化を図り、中継処理の高速化を行うことができ
る。

【００６４】また、この実施例では、レイヤ４のヘッダ
が付加されたデータパケットが受信された時点で、同一
識別子のデータパケットを出力ポートに転送するので、
全てのデータパケットを記憶しておく必要がなくなり、
バッファメモリの小容量化をさらに図り、中継処理の高
速化を可能にできる。

【００６５】（実施例２）また、この発明では、図１に
示すように、一定時間計時を行うタイマ１９をＬ３／Ｌ
４ヘッダ解析部１２に接続させ、同一識別子を有するデ
ータパケットの生存時間を設定することも可能である。

【００６６】この場合には、例えばオリジナルデータか
ら分割されたフラグメントパケットのうちのあるフラグ
メントパケットが最初に受信された時からタイマ１９を
起動させて一定時間を計時させ、この時間内に全てのデ
ータパケットが受信された場合、またはこの一定時間内
に全てのデータパケットが受信できなかった場合には、
キャッシュメモリ１４およびバッファメモリ１５に記憶
されている当該識別子に対応した記憶内容を、Ｌ３／Ｌ
４ヘッダ解析部１２によって消去するように構成するこ
ともできる。

【００６７】これにより、この実施例では、全てのデー
タパケットが一定時間内に転送された場合、一定時間内
に全てのデータパケットが転送できなかった場合には、
Ｌ３／Ｌ４ヘッダ解析部でメモリ内の該当データを消去
するので、さらにメモリの小容量化を図ることができる
とともに、メモリの有効利用を可能にする。

【００６８】この発明は、これら実施形態に限定される
ものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々
の変形実施が可能である。

【００６９】

【発明の効果】以上説明したように、この発明では、上
位層ヘッダの内容を解析して出力ポートを決定するハー
ドウェアによる解析機能を含み、受信したデータパケッ
トに上位層ヘッダが付加されている場合には、この解析
機能によって決定された出力ポートに、第２の記憶手段
に記憶されているこの下位層ヘッダが付加されたデータ
パケットを、上位層ヘッダが付加されたデータパケット
とともに転送し、また上位層ヘッダが付加されていない
場合には、この下位層ヘッダの内容が第１の記憶手段の
内容と一致し、かつ出力ポートの情報が記憶されている
ときに、この出力ポートに受信データパケットを転送す
るので、メモリの小容量化を図ることができ、かつ中継
処理の高速化が図られる。

【００７０】また、この発明では、一定時間内にオリジ
ナルデータのパケットから分割された全てのフラグメン
トパケットが転送された場合、または全てのフラグメン
トパケットが転送できなかった場合には、第１および第
２の記憶手段に記憶されている該当識別子に対応する記
憶内容を消去するので、さらにメモリの小容量化を図
り、かつデータ転送の遅延を防ぎ、中継処理の高速化を
図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明にかかるデータ中継装置の機能構成を
示す構成図である。

【図２】図１のデータ中継装置で中継されるデータパケ
ットのＩＰヘッダのデータ構成を示すデータ構成図であ
る。

【図３】図１に示したフラグメントデータベースのテー
ブル構成を示すテーブル構成図である。

【図４】図１に示したデータ中継装置の中継動作を示す
フローチャートである。

【図５】レイヤ３でのフラグメントを説明するための各
階層のパケット構成を示す構成図である。

【符号の説明】

１１ パケット入力部 １２ Ｌ３／Ｌ４ヘッダ解析部 １３ Ｌ３／Ｌ４経路テーブル １４ フラグメントデータベース（キャッシュメモリ） １５ パケットメモリ（バッファメモリ） １６〜１８ パケット出力部 １９ タイマ

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 各階層のヘッダを有して伝送されるデー
   タパケットを、前記ヘッダの内容と経路情報に基づいて
   送信先を決定して中継するデータ中継方法において、 受信した前記データパケットの上位層ヘッダを抽出して
   該ヘッダの内容を解析して出力ポートを決定し、かつそ
   の下位層ヘッダの内容および出力ポートを第１の記憶手
   段に記憶させ、また前記受信したデータパケットに上位
   層ヘッダが付加されていない場合には、その下位層ヘッ
   ダの内容を前記第１の記憶手段に記憶させ、かつ前記デ
   ータパケットを第２の記憶手段に一時記憶させる解析工
   程と、 前記受信したデータパケットに上位層ヘッダが付加され
   ている場合には、前記第１の記憶手段に記憶されている
   その下位層ヘッダの内容を検索する検索工程と、 前記検索工程にて下位層ヘッダの内容が検索された場合
   には、該下位層ヘッダが付加されたデータパケットを前
   記第２の記憶手段から抽出し、前記上位層ヘッダが付加
   されたデータパケットとともに、前記決定された出力ポ
   ートに転送し、また前記下位層ヘッダの内容が検索され
   ない場合には、前記上位層ヘッダが付加されたデータパ
   ケットを前記決定された出力ポートに転送する転送工程
   を含むことを特徴とするデータ中継方法。
2. 【請求項２】 前記データパケットは、オリジナルデー
   タのデータパケットから分割されたフラグメントパケッ
   トからなり、 前記データ中継方法は、該分割されたフラグメントパケ
   ットのうちのあるフラグメントパケットが最初に受信さ
   れた時から一定時間計時し、該計時の満了前に全ての前
   記フラグメントパケットが転送された場合、または計時
   が満了した場合、前記第１および第２の記憶手段に記憶
   されている当該データパケットの記憶内容を消去する消
   去工程をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の
   データ中継方法。
3. 【請求項３】 前記転送工程では、前記受信したデータ
   パケットに上位層ヘッダがなく、前記検索工程にて前記
   第１の記憶手段に該当する下位層ヘッダの内容および出
   力ポートの情報が検索された場合には、前記受信したデ
   ータパケットを当該出力ポートに転送することを特徴と
   する請求項１または２に記載のデータ中継方法。
4. 【請求項４】 前記上位層ヘッダは、前記階層がレイヤ
   ４のヘッダであり、前記下位層ヘッダは、前記階層がレ
   イヤ３のヘッダであり、 前記解析工程では、前記レイヤ３のヘッダの内容とし
   て、前記パケットの識別情報を少なくとも前記第１の記
   憶手段に記憶させるとともに、前記レイヤ３のヘッダが
   付加されたデータパケットが記憶された前記第２の記憶
   手段の記憶領域の情報を、前記第１の記憶手段に記憶さ
   せることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記
   載のデータ中継方法。
5. 【請求項５】 前記解析工程では、前記レイヤ３のヘッ
   ダ内の内容として、前記受信したパケットのデータが、
   オリジナルデータのどこに位置していたかを示す位置情
   報を前記第１の記憶手段に記憶させることを特徴とする
   請求項４に記載のデータ中継方法。
6. 【請求項６】 前記解析工程では、前記レイヤ３のヘッ
   ダ内の内容として、最後のフラグメントパケットを示す
   パケット情報を前記第１の記憶手段に記憶させることを
   特徴とする請求項４または５に記載のデータ中継方法。
7. 【請求項７】 前記レイヤ３のヘッダは、ＩＰヘッダか
   らなり、前記位置情報は、該ＩＰヘッダ内のフラグメン
   トオフセットからなり、前記パケット情報は、該ＩＰヘ
   ッダ内のフラグからなることを特徴とする請求項５また
   は６に記載のデータ中継方法。
8. 【請求項８】 経路情報を記憶する経路情報記憶手段を
   有し、各階層のヘッダを有して伝送されるデータパケッ
   トに対し、前記ヘッダの内容と前記経路情報から送信先
   を決定して前記データを中継するデータ中継装置におい
   て、 受信した前記データパケットの上位層ヘッダを抽出して
   該ヘッダの内容を解析する解析手段と、 前記データパケットの下位層ヘッダの内容と前記解析結
   果の情報を記憶する第１の記憶手段と、 前記上位層ヘッダが付加されてない場合の受信データパ
   ケットを記憶する第２の記憶手段と、 前記受信したデータパケットの下位層ヘッダの内容から
   前記第１の記憶手段に記憶された内容を検索する検索手
   段と、 前記第１の検索手段で検索された内容に基づいて、前記
   第２の記憶手段から前記下位層ヘッダが付加されたデー
   タパケットを抽出する抽出手段と、 前記受信したデータパケットに上位層ヘッダが付加され
   ている場合には、前記解析内容に従い該上位層ヘッダが
   付加されたデータパケットとともに、前記抽出された下
   位層ヘッダが付加されたデータパケットが存在する場合
   には、当該データパケットを転送する転送手段とを備え
   たことを特徴とするデータ中継装置。
9. 【請求項９】 前記データパケットは、オリジナルデー
   タのパケットから分割されたフラグメントパケットから
   なり、 前記データ中継装置は、該分割されたフラグメントパケ
   ットのうちのあるフラグメントパケットが最初に受信さ
   れた時から一定時間を計時する計時手段と、 該計時手段の計時が満了する前に全ての前記フラグメン
   トパケットが転送された場合、または該計時手段の計時
   が満了した場合、前記第１および第２の記憶手段に記憶
   されている当該データパケットの記憶内容を消去する消
   去手段とをさらに備えたことを特徴とする請求項８に記
   載のデータ中継装置。
10. 【請求項１０】 前記転送手段は、前記受信されたデー
    タパケットに前記上位層ヘッダがなく、かつ前記検索手
    段によって前記下位層ヘッダの内容と前記解析結果の情
    報が前記第１の記憶手段から検索された場合には、前記
    解析内容に従い前記データパケットを転送することを特
    徴とする請求項８または９に記載のデータ中継装置。
11. 【請求項１１】 前記上位層のヘッダは、前記階層がレ
    イヤ４のヘッダであり、前記下位層ヘッダは、前記階層
    がレイヤ３のヘッダであり、前記解析結果の情報には、
    自装置の出力ポートの情報を含み、 前記第１の記憶手段は、少なくとも前記パケットの識別
    情報を前記レイヤ３のヘッダの内容として記憶するとと
    もに、前記レイヤ３のヘッダが付加されたデータパケッ
    トが記憶された前記第２の記憶手段の記憶領域の情報を
    記憶することを特徴とする請求項８または９に記載のデ
    ータ中継装置。
12. 【請求項１２】 前記第１の記憶手段は、前記受信した
    パケットのデータが、オリジナルデータのどこに位置し
    ていたかを示す位置情報を、前記レイヤ３のヘッダの内
    容として記憶することを特徴とする請求項１１に記載の
    データ中継装置。
13. 【請求項１３】 前記第１の記憶手段は、前記フラグメ
    ントパケットのうちの最後のフラグメントパケットを示
    すパケット情報を、前記レイヤ３のヘッダの内容として
    記憶することを特徴とする請求項１１または１２に記載
    のデータ中継装置。
14. 【請求項１４】 前記第１の記憶手段は、キャッシュメ
    モリからなり、前記第２の記憶手段は、バッファメモリ
    からなることを特徴とする請求項８〜１３のいずれか一
    つに記載のデータ中継装置。