JP2009239685A - パケット処理装置およびパケット処理方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】フラグメント先頭パケットから、上位ヘッダの情報を含む識別子の組み合わせであるパケット識別子と上位ヘッダの情報を含まない識別子の組み合わせである先頭フラグメント識別子とを抽出し、フラグメント後続パケットから、上位ヘッダの情報を含まない識別子の組み合わせである後続フラグメント識別子を抽出する識別子抽出部と、前記パケット識別子、および、前記先頭および後続フラグメント識別子を格納する記憶部と、記憶部に格納されたパケット識別子、および、先頭および後続フラグメント識別子に基づいて、フラグメントパケットに対して、上位のプロトコルに従うパケット処理を決定する検索管理部と、を備える。
【選択図】図4
Description
(システム構成)
まず、本発明の第1実施形態について説明する。はじめに、本実施形態にかかるパケット処理装置100を利用した通信システムについて説明する。図1には、本実施形態にかかるパケット処理装置を利用した通信システムの一例が示されている。本実施形態にかかるパケット処理装置100は、コンピュータ20に接続されている。また、パケット処理装置100は、IPネットワーク等のネットワーク10を介してコンピュータ30に接続されている。コンピュータ20およびコンピュータ30は、パーソナルコンピュータ、携帯電話、PDA等のネットワーク上で通信可能なあらゆるコンピュータである。
次に、本実施形態にかかるパケット処理装置100で処理されるフラグメントパケットについて説明する。図2には、パケットのフラグメントの一例が示されている。パケットP200は、MACヘッダ201、IPヘッダ202、上位ヘッダ203、データ204およびFCS205から構成されている。MACヘッダ201は、データリンク層のプロトコルに関するヘッダであり、IPヘッダ202は、ネットワーク層のプロトコルに関するヘッダであり、上位ヘッダ203は、トランスポート層以上のプロトコルに関するヘッダである。また、FCS205は誤り検出符号である。
次に、本実施形態にかかるパケット処理装置の構成について説明する。図3は、本実施形態にかかるパケット処理装置の機能ブロック図である。本実施形態にかかるパケット処理装置100は、物理媒体110A〜110N、物理終端部(MAC/PHY)120、受信パケット処理部130、記憶部の一例であるCAM140、ネットワークプロセッサ(NPU:Network Processing Unit)150、送信パケット処理部160から構成される。
次に、図4を参照しながら受信パケット処理部130の構成についてさらに詳細に説明する。図4は、本実施形態にかかる受信パケット処理部の機能ブロック図である。受信パケット処理部130は、パケットバッファ部132、識別子抽出部134、検索管理部300、パケット処理実行部136から構成される。
パケットバッファ部132は、物理終端部より受信したパケットを一時的に格納するバッファメモリ等の構成要素である。受信されてパケットバッファ部132に格納されるパケットは、フラグメントされていないパケット、フラグメント先頭パケット、およびフラグメント後続パケットを含んでいる。パケットバッファ部132に格納されたパケットは、識別子抽出部134で識別子が抽出される。また、パケットバッファ部132に格納されたパケットは、検索管理部300で決定されたパケット処理情報に基づいて、パケット処理実行部136で処理が行われる。パケット処理実行部136からパケット処理の完了が通知されると、パケットバッファ部132は、そのパケットを格納していたバッファ領域を解放する。
識別子抽出部134は、パケットバッファ部132に格納されたパケットからパケットの識別に使用する複数の識別子を抽出する。図5は、フラグメントパケットから抽出される識別子の一例を示す図表である。表250に示されるように、識別子抽出部134で抽出される複数の識別子には、MACヘッダから抽出される識別子の組み合わせであるMAC、IPヘッダから抽出される識別子の組み合わせであるIPおよびTCPヘッダ等のIPより上位ヘッダから抽出される識別子の組合せである上位ヘッダと、フラグメントパケットを識別するID、MF、オフセットとが含まれる。
図4に戻り、検索管理部300は、識別子抽出部134で抽出されたパケット識別子、先頭フラグメント識別子、および後続フラグメント識別子に基づいてCAM140に格納された識別子等の各種情報を検索し、パケットに対する処理を決定する。まず、検索管理部300は、識別子抽出部134で抽出された識別子に基づいて、パケットバッファ部132で受信されたパケットが、フラグメントされたパケットであるか、フラグメントされていないパケットであるかを識別する。受信されたパケットがフラグメントされていないパケットであった場合、検索管理部300はそのパケットに対するパケット処理を決定し、決定されたパケット処理の情報をパケット処理実行部136に通知する。
先頭フラグメント処理決定部302は、パケット識別子252に基づいてCAM140のパケット識別子エントリ142を検索して、フラグメントパケットF210に対するパケット処理を決定する。より詳細には、先頭フラグメント処理決定部302は、パケット識別子252に基づいて、CAM140に格納されたパケット識別子エントリ142を検索し、パケット識別子エントリに登録された識別子と一致した(ヒットした)検索結果をパケット処理実行部136に通知する。ここで、パケット識別子エントリ142は、識別子抽出部134でパケットから抽出されるパケット識別子に対応する識別子の組み合わせとパケット処理とを関連付けるために、あらかじめ登録されたテーブルである。例えば、識別子の組み合わせは、パケット識別子エントリ142内で1つのエントリ番号に関連付けて登録されており、そのエントリ番号が、あらかじめ登録された別のテーブル内で対応するパケット処理と関連付けられていてもよい。したがって、検索結果は、フラグメントパケットF210に対するパケット処理の情報を含む。
先頭フラグメント識別子登録部304は、フラグメントパケットF210から抽出された先頭フラグメント識別子254をCAM140のフラグメント識別エントリ144に登録する。フラグメント識別子エントリ144に登録された先頭フラグメント識別子254は、関連付け部306でフラグメントパケットF210のパケット処理と関連付けられる。また、フラグメント識別子エントリ144に登録された先頭フラグメント識別子254は、フラグメント後続パケットであるフラグメントパケットF220がパケットバッファ部132で受信されると、後続フラグメント処理決定部308によって検索される。
関連付け部306は、先頭フラグメント識別子登録部304で登録された先頭フラグメント識別子254と、先頭フラグメント処理決定部302で決定されたフラグメントパケットF210に対するパケット処理と、を関連付ける。このとき、CAM140の後続パケットエントリテーブル146に、前述された関連付けの情報が格納される。より詳細には、図11を参照して後述される。関連付け部306で後続パケットエントリテーブル146に格納された情報は後続フラグメント処理決定部308で検索され、検索結果がフラグメント後続パケットであるフラグメントパケットF220およびF230に対するパケット処理の決定に利用される。
後続フラグメント処理決定部308は、関連付け部306によって関連付けられた情報に基づいて、フラグメント後続パケットであるフラグメントパケットF220およびF230に対するパケット処理を決定する。フラグメントパケットF220に対するパケット処理の決定をより詳細に説明すると、後続フラグメント処理決定部308は、フラグメントパケットF220から抽出された後続フラグメント識別子256に基づいて、フラグメント識別子エントリ144を検索する。検索の結果に基づいて、後続フラグメント処理決定部308は、フラグメントパケットF220およびF230に対するパケット処理を決定する。フラグメントパケットF210の先頭フラグメント識別子256がフラグメント識別子エントリ144に登録されている場合(すなわち、フラグメントパケットF210がすでに受信されている場合)は、検索がヒットするので、フラグメントパケットF220に対するパケット処理が決定される。逆に、先頭フラグメント識別子256がフラグメント識別子エントリ144に登録されていない場合(すなわち、フラグメントパケットF210がまだ受信されていない場合)は、検索はヒットせず、パケット処理は決定されない。
後続フラグメント識別子登録部310は、後続フラグメント識別子登録部310での登録は、フラグメント先頭パケットより先にフラグメント後続パケットが受信された場合に、のフラグメントパケットF230から抽出されたフラグメント識別子258をCAM140の受信済後続パケットエントリテーブル148に登録する。後続フラグメント識別子登録部310で後続フラグメント識別子が登録された受信済後続パケットエントリ148は、後続フラグメント識別子検索部312によって検索される。
後続フラグメント識別子検索部312は、フラグメントパケットF210から抽出された先頭フラグメント識別子254に基づいて、後続フラグメント識別子登録部310で登録された受信済後続パケットエントリ148を検索する。検索の結果に基づいて、後続フラグメント処理決定部308は、フラグメント後続パケットF220に対するパケット処理を決定する。フラグメントパケットF220の後続フラグメント識別子256が受信済後続パケットエントリ148に登録されている場合は、検索がヒットするので、後続フラグメント処理決定部308で、パケットバッファ部132に格納されている処理されていないフラグメントパケットF220に対してパケット処理が決定される。逆に、後続フラグメント識別子256が受信済後続パケットエントリ148に登録されていない場合は、検索はヒットせず、フラグメント後続パケットに対するパケット処理の決定は行われない。
パケット処理実行部136は、検索管理部300で決定されたパケット処理情報に基づいて、パケット処理を行う。すなわち、検索管理部300から通知される検索結果に基づいてパケットの処理を行う。パケット処理実行部136で処理されたパケットは、NPU150に転送される。パケット処理実行部136は、検索管理部300で決定されたパケット処理情報を、対応するパケットに付加して、NPU150に転送してもよいし、または、検索管理部300で決定されたパケット処理情報で示される処理を行って、処理後のパケットをNPU150に転送してもよい。パケット処理実行部136での処理が完了してパケットがNPU150に転送されると、パケット処理実行部136は、そのパケットの処理が完了したことをパケットバッファ部132に通知する。
次に、図6、図7、図10A〜図10D、および図11Aおよび図11Bを参照しながら、フラグメントされたパケットの中で、フラグメント先頭パケットを最初に受信し、その後フラグメント後続パケットを受信した場合に、本実施形態にかかる受信パケット処理部で行われる処理を説明する。図6は、フラグメント先頭パケットを最初に受信した場合のフラグメント先頭パケットに対する処理を示したフローチャートである。図7は、フラグメント先頭パケットを最初に受信した場合のフラグメント後続パケットに対する処理を示したフローチャートである。
まず、図6および図10A〜図10Dを参照しながら、最初に受信されたフラグメント先頭パケットに対する処理を説明する。パケット処理装置100の物理媒体(ポート1)110A〜物理媒体(ポートN)110Nの各ポートで受信された信号は、物理終端部120で処理が行われ、処理が行われた結果のパケットが受信パケット処理部130で受信される。
次に、図6、および図10A〜図10Dを参照して説明されたフラグメント先頭パケットF210の後に受信されたフラグメント後続パケットに対する処理を説明する。以下では、図7、図11Aおよび図11Bを参照しながら説明を行う。パケット処理装置100の物理媒体(ポート1)110A〜物理媒体(ポートN)110Nの各ポートで受信された信号は、物理終端部120で処理が行われ、処理が行われた結果のパケットが受信パケット処理部130で受信される。
次に、図8、図9、図12Aおよび図12B、および図13A〜図13Dを参照しながら、フラグメントされたパケットの中で、フラグメント後続パケットを最初に受信し、その後フラグメント先頭パケットを受信した場合に、本実施形態にかかる受信パケット処理部で行われる処理を説明する。図8は、フラグメント後続パケットを最初に受信した場合のフラグメント後続パケットに対する処理を示したフローチャートである。図9は、フラグメント後続パケットを最初に受信した場合のフラグメント先頭パケットに対する処理を示したフローチャートである。
図13Aは、パケット識別子エントリのデータ構成の一例を示した図表である。図13Bは、フラグメント識別子エントリのデータ構成の一例を示した図表である。図13Cは、後続パケットエントリテーブルのデータ構成の一例を示した図表である。図13Dは、受信済後続パケットエントリのデータ構成の一例を示した図表である。以下の説明では、後続フラグメント識別子としてMAC2、IP2、およびID2を有するフラグメント後続パケット(以下、フラグメントパケットF240と称す)が最初に受信されるとして説明する。その後に、パケット識別子としてMAC2、IP2、UP2を有し、かつ、先頭フラグメント識別子としてMAC2、IP2、ID2を有するフラグメント先頭パケット(以下、フラグメントパケットF245と称す)が受信されるとして説明する。
まず、図8、および図12Aおよび図12Bを参照ながら、最初に受信されたフラグメント後続パケットに対する処理を説明する。パケット処理装置100の物理媒体(ポート1)110A〜物理媒体(ポートN)110Nの各ポートで受信された信号は、物理終端部120で処理が行われ、処理が行われた結果のパケットが受信パケット処理部130で受信される。
次に、図8、および図12Aおよび図12Bを参照して説明されたフラグメント後続パケットであるフラグメントパケットF240の後に受信されたフラグメント先頭パケットに対する処理を説明する。以下では、図9、図13A〜図13Dを参照しながら説明を行う。パケット処理装置100の物理媒体(ポート1)110A〜物理媒体(ポートN)110Nの各ポートで受信された信号は、物理終端部120で処理が行われ、処理が行われた結果のパケットが受信パケット処理部130で受信される。
130 受信パケット処理部
132 パケットバッファ部
134 識別子抽出部
136 パケット処理実行部
140 CAM
300 検索管理部
302 先頭フラグメント処理決定部
304 先頭フラグメント識別子登録部
306 関連付け部
308 後続フラグメント処理決定部
310 後続フラグメント識別子登録部
312 後続フラグメント識別子検索部
Claims (7)
- フラグメントパケットのうちフラグメント先頭パケットから、上位ヘッダの情報を含む識別子の組み合わせであるパケット識別子と上位ヘッダの情報を含まない識別子の組み合わせである先頭フラグメント識別子とを抽出し、前記フラグメントパケットのうちフラグメント後続パケットから、上位ヘッダの情報を含まない識別子の組み合わせである後続フラグメント識別子を抽出する識別子抽出部と、
前記識別子抽出部で抽出されたパケット識別子、および、先頭および後続フラグメント識別子を格納する記憶部と、
前記記憶部に格納されたパケット識別子、および、先頭および後続フラグメント識別子に基づいて、前記フラグメントパケットに対して、フラグメント化されたレイヤーより上位レイヤーのプロトコルに従うパケット処理を決定する検索管理部と、
を備えることを特徴とする、パケット処理装置。 - 前記検索管理部は、
前記パケット識別子に基づいて前記記憶部を検索して前記フラグメント先頭パケットに対するパケット処理を決定する先頭フラグメント処理決定部と、
前記フラグメント先頭パケットから抽出された先頭フラグメント識別子を前記記憶部に登録する先頭フラグメント識別子登録部と、
前記先頭フラグメント識別子登録部で登録された先頭フラグメント識別子と、前記先頭フラグメント処理決定部で決定されたパケット処理と、を関連付ける関連付け部と、
前記フラグメント後続パケットから抽出された後続フラグメント識別子を前記記憶部に登録する後続フラグメント識別子登録部と、
前記先頭フラグメント識別子に基づいて、前記後続フラグメント識別子登録部で登録された後続フラグメント識別子を検索する後続フラグメント識別子検索部と、
前記関連付け部によって関連付けられた情報に基づいて、前記フラグメント後続パケットに対するパケット処理を決定する後続フラグメント処理決定部と、
を備えることを特徴とする、請求項1に記載のパケット処理装置。 - 前記後続フラグメント処理決定部は、前記関連付け部によって関連付けられた情報に基づいて、前記後続フラグメント識別子検索部によりヒットした後続フラグメント識別子の前記フラグメント後続パケットに対するパケット処理を決定することを特徴とする、請求項2に記載のパケット処理装置。
- さらに、前記検索管理部で決定された前記パケット処理情報に基づいて、前記フラグメント先頭パケットおよび前記フラグメント後続パケットに対してそれぞれ決定されたパケット処理をするパケット処理実行部を備えることを特徴とする、請求項1に記載のパケット処理装置。
- 前記フラグメント先頭パケットが前記フラグメント後続パケットより先に受信された場合、
前記後続フラグメント処理決定部は、前記後続フラグメント識別子に対応する、前記記憶部に登録された先頭フラグメント識別子を検出し、前記記憶部に関連付けて記憶された前記検出された先頭フラグメント識別子とパケット処理とに基づき、前記後続フラグメント識別子のフラグメント後続パケットに対するパケット処理を決定することを特徴とする、請求項2に記載のパケット処理装置。 - 前記フラグメント後続パケットが前記フラグメント先頭パケットより先に受信された場合、
前記後続フラグメント識別子登録部は、前記フラグメント後続パケットの後続フラグメント識別子を前記記憶部に登録し、
前記後続フラグメント処理決定部は、前記フラグメント先頭パケットが受信された時に、前記フラグメント先頭パケットから抽出された先頭フラグメント識別子に基づいて、前記記憶部に登録された前記後続フラグメント識別子を検索することによって、当該フラグメント後続パケットに対するパケット処理を決定することを特徴とする、請求項2に記載のパケット処理装置。 - 受信されたフラグメントパケットのうちフラグメント先頭パケットから、上位ヘッダの情報を含む識別子の組み合わせであるパケット識別子と上位ヘッダの情報を含まない識別子の組み合わせである先頭フラグメント識別子とを抽出し、前記フラグメントパケットうちフラグメント後続パケットから、上位ヘッダの情報を含まない識別子の組み合わせである後続フラグメント識別子を抽出する識別子抽出ステップと、
前記識別子抽出部で抽出されたパケット識別子、および、先頭および後続フラグメント識別子を格納する記憶ステップと、
前記格納されたパケット識別子、および、先頭および後続フラグメント識別子に基づいて、前記フラグメントパケットに対して、フラグメント化されたレイヤーより上位レイヤーのプロトコルに従うパケット処理を決定するパケット処理決定ステップと、
から構成されることを特徴とする、パケット処理方法。
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