JP4369351B2 - パケット転送装置 - Google Patents
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Description
本発明の他の目的は、複数種類の新たな拡張機能を容易に追加可能な構造のパケット転送装置を提供することにある。
本発明の更に他の目的は、追加された新たな拡張機能を他のパケット転送装置と共用可能な構造のパケット転送装置を提供することにある。
パケット転送装置10は、複数の受信回線インタフェース11(11−1〜11−n)と、複数の送信回線インタフェース12(12−1〜12−n)と、受信回線インタフェース11に接続された複数の受信パケット処理部13(13−1〜13−n)と、送信回線インタフェース12に接続された複数の送信パケット処理部14(14−1〜14−n)と、制御部15と、これらの受信パケット処理部13、送信パケット処理部14および制御部15に接続された内部パケット転送部16とからなる。90は、制御部15に接続された制御端末を示す。
パケットPK1は、IPペイロード80と、IPv4バージョンまたはIPv6バージョンのIPヘッダ81と、L2ヘッダ82とからなる。例えば、IPv6バージョンの場合、IPヘッダ81は、バージョン811、クラス812、フローラベル813、ペイロード長814、次ヘッダ種別815、ホップリミット(中継限界数)816と、128ビットの送信元IPアドレス81Sおよび宛先IPアドレス81Dを含む。また、L2ヘッダ82は、送信元L2アレス82Sと宛先L2アドレス82Dを含む。
内部パケットPK2は、パケットPK1に内部ヘッダ83を付加したものであり、内部ヘッダ83は、本実施例の場合、パケットの受信回線を示す受信回線インタフェース識別子(ID)831と、パケットの送信回線を示す送信回線インタフェース識別子(ID)832と、内部スイッチ部16から該パケットを受信した送信パケット処理部14で実行すべき処理を指定する送信パケット処理識別子833とを含む。内部スイッチ部16は、各受信パケット処理部13から受信した内部パケットPK2を内部ヘッダに含まれる送信回線インタフェースID832で特定される何れかの送信パケット処理部14に転送する。
パケットPK3は、内部パケットPK2の先頭に、送信元L2ヘッダ84Sと宛先L2ヘッダ84Dとを含む新たなL2ヘッダ84を付加したフォーマットとなっている。以下の説明では、L2ヘッダ84を拡張L2ヘッダ、L2ヘッダ82をオリジナルL2ヘッダと呼ぶことにする。
受信パケット処理部13−iは、受信回線インタフェース11−iから受信したパケットを一時的に格納するためのバッファメモリ21と、受信パケットを内部パケットに変換する受信パケットプロセッサ22と、受信パケットプロセッサ22から出力された内部パケットを内部スイッチ部16の入力ポートに転送するための内部スイッチインタフェース23とからなる。
各受信パケット処理部13と送信パケット処理部14は、上記拡張フラグを参照するによって、ネットワーク・インタフェースでの送受信パケットが拡張装置を相手とするものか否か判定する。
受信パケット識別テーブル24には、拡張処理すべき受信パケット、すなわち、IPv6拡張装置40に転送すべき受信パケットの識別条件241と、この条件に該当した受信パケットの転送先インタフェースの識別子242と、送信パケット処理識別子243との関係を示す1つ又は複数のテーブルレコード240(240−1、240−2、…)が登録されている。
受信パケットプロセッサ22は、バッファメモリ21から受信パケットを読み出し(ステップ261)、レジスタ221が示す拡張フラグの状態を判定する(262)。拡張フラグが「0」の場合、受信パケットは、図2(A)に示したパケットPK1のフォーマットとなっている。この場合、受信パケットプロセッサ22は、受信パケット識別テーブル24を検索し(263)、受信パケットのヘッダ情報が何れかのテーブルエントリの拡張処理パケット識別条件241に該当するか否かを判定する(264)。
送信パケット処理部14−iは、内部スイッチ部16の出力ポートから内部パケットを受信するための内部スイッチインタフェース31と、内部スイッチインタフェース31で受信された内部パケットを一時的に格納するためのバッファメモリ32と、バッファメモリ32から読み出された内部パケットを図2(A)に示すパケットPK1または図2(C)に示すパケットPK3に変換するための送信パケットプロセッサ33とからなる。
送信パケット処理テーブル34には、送信パケット処理識別子341と処理内容342との関係を示す少なくとも1つのテーブルエントリ340(340−1、340−2、…)が登録されている。ここに示した例では、処理内容342は、L2ヘッダ82の宛先L2アドレス82Dとして適用すべきアドレス値を示している。但し、送信パケット処理テーブル34には、エントリ340−3のように、処理内容342として「アドレス変更なし」を指定するエントリも含まれる。
送信パケットプロセッサ33は、バッファメモリ32から内部パケットPK2を読み出し(ステップ361)、レジスタ331に記憶された拡張フラグの状態を判定する(362)。
図9は、IPv6拡張装置40の詳細を示す。
IPv6拡張装置40は、ネットワークを介してパケット転送装置10と接続するためのネットワーク・インタフェース41と、ネットワーク・インタフェース41に接続された受信バッファ42および送信バッファ43と、これらのバッファに接続されたIPv6経路制御部44とからなる。IPv6経路制御部44は、受信パケット判定テーブル45とIPv6経路テーブル46を備えている。
受信パケット判定テーブル45には、受信回線インタフェース識別子451とL2アドレス452との関係を示す複数のエントリ450(450−1〜450−n)が登録されている。
IPv6経路テーブル46には、受信パケットに含まれる宛先IPv6アドレス461と、受信パケットを出力すべき転送先送信回線インタフェース識別子462と、送信回線インタフェースから送出されるパケットに付すべき宛先L2アドレスとの関係を示す複数のエントリ460−1、460−2、・・・が登録されている。
受信バッファ42には、図2(C)に示したように、IPv6パケットにオリジナルL2ヘッダ82、内部ヘッダ83、拡張ヘッダ84を付した形式のパケットPK3が格納される。
図13(A)は、IPv6端末TE−1から送信されたパケットPK1の主要部分を示している。ここで、送信元IPアドレス81Sは、IPv6端末TE−1のIPv6アドレス、宛先IPアドレス81Dは、IPv6端末TE−2のIPv6アドレスを示す。また、送信元L2アドレス82Sは、IPv6端末TE−1のL2アドレス、宛先L2アドレス82Sは、パケット転送装置10の受信回線インタフェース11−1のL2アドレスを示している。
本実施例は、複数のパケット転送装置10−1〜10−mが、1つの拡張装置40を共有することによって、各パケット転送装置が専用の拡張装置を備える場合に比較して、システムコストの大幅ダウンを可能としたものである。ここに示した例では、IPv4パケットのルーティング機能をもつパケット転送装置10−1〜10−mが、L2ネットワークNW−Sを介して、共用のIPv6拡張装置40に接続されている。各パケット転送装置は、受信パケットがIPv6パケットの場合、上述した実施例1と同様、IPv6拡張装置40によって受信パケットの経路処理を行い、IPv6拡張装置40からヘッダ変換されたパケットを受信して、宛先IPv6アドレスに対応する適切なネットワーク・インタフェースに受信パケットを転送する。
共用型のIPv6拡張装置40は、パケット送信元のパケット転送装置に応じて処理内容を切替えられるようにするために、IPv6経路制御部44に接続して、切替えテーブル47と、各パケット転送装置に対応した複数組の受信パケット判定テーブル45−1〜45−m、IPv6経路テーブル46−1〜46−mを備えている。
切替えテーブル47は、送信元L2アドレス471とテーブル識別子472との関係を示す複数のテーブルエントリ470−1、470−2、…からなる。
IPv6経路制御部44は、IPv6パケット処理ルーチン500におけるテーブル検索ステップ504、509、512において、上記テーブル識別子の値kで特定された受信パケット判定テーブル45−kまたはIPv6経路テーブル46−kを使用する。
本実施例は、1つのパケット転送装置10に、L2ネットワークNW−Sを介して複数台の拡張装置40−1〜40−mを接続することによって、パケット転送装置の機能を順次に拡張できるようにしたものである。本実施例を実現するためには、パケット転送装置10の拡張INFに接続された送信パケット処理部に、送信パケットの種類に応じて宛先となる拡張装置の切替え機能が必要となる。
ステップ361〜366は、図8で説明した実施例1と同一である。
拡張フラグテーブル150は、ネットワーク・インタフェース(受信回線インタフェース11−iと送信回線インタフェース12−iの組)の個数に等しい複数のテーブルエントリからなり、各エントリは、インタフェース識別子151と拡張フラグ152との関係を示している。インタフェース識別子kを検索キーとして、拡張フラグテーブル150を検索することにより、受信パケット処理部13−kと送信パケット処理部14−kの拡張フラグの状態を判断できる。また、制御端末90を操作するオペレータが、制御部15の拡張フラグテーブル150の内容を参照し、特定のインタフェース識別子kと対応する拡張フラグ152の状態を変更することによって、各送受信パケット処理部13−k、14−kの機能を変更することができる。
10:パケット転送装置、11:受信回線インタフェース、12:送信回線インタフェース、13:受信パケット処理部、14:送信パケット処理部、15:制御部、16:内部スイッチ部、
21:バッファメモリ、22:受信パケットプロセッサ、23:内部スイッチインタフェース、24:受信パケット識別テーブル、25:通常パケット経路テーブル、221:拡張フラグレジスタ、222:内部ヘッダ付加部、223:L2ヘッダ除去部、
31:内部スイッチインタフェース、32:バッファメモリ、33:送信パケットプロセサア、34:送信パケット処理テーブル、35:パケット宛先切替えテーブル、
331:拡張フラグレジスタ、332:内部ヘッダ除去部、333:L2ヘッダ付加部、334:送信元L2アドレスレジスタ、335:宛先L2アドレスレジスタ、
41:ネットワーク・インタフェース、42:受信バッファ、43:送信バッファ、44:IPv6経路制御部、45:受信パケット判定テーブル、46:IPv6経路テーブル、47:切替えテーブル、150:拡張フラグテーブル。
Claims (7)
- 少なくとも1つの機能拡張装置と連携してパケットの転送制御を行うパケット転送装置であって、
それぞれ受信回線インタフェースと送信回線インタフェースとからなる複数のネットワーク・インタフェースと、
各受信回線インタフェースに付随して設けられ、受信回線インタフェースからの受信パケットを受信回線インタフェースの識別子と転送先識別子とを含む内部ヘッダをもった内部パケットに変換して出力する複数の受信パケット処理部と、
各送信回線インタフェースに付随して設けられた複数の送信パケット処理部と、
各受信パケット処理部からの出力パケットを内部ヘッダに含まれる転送先識別子で特定される何れかの送信パケット処理部に転送するための内部パケット転送部とからなり、
上記ネットワーク・インタフェースのうちの1つが上記機能拡張装置に接続される拡張インタフェースとして指定されており、
拡張インタフェース以外のネットワーク・インタフェースに付随する各受信パケット処理部が、予め指定されたヘッダ条件に該当する受信パケットに、上記拡張インタフェースを示す転送先識別子を含む内部ヘッダを付加し、内部パケットとして上記内部パケット転送部に出力する機能を備え、
上記拡張インタフェースに付随する送信パケット処理部が、上記内部パケット転送部から受信した内部パケットに、宛先アドレスとして上記拡張装置のアドレスを含む外部ネットワーク用ヘッダを付加し、送信パケットとして送信回線インタフェースに出力し、
上記拡張インタフェースに付随する受信パケット処理部が、受信回線インタフェースから受信した上記拡張装置で処理されたパケットから外部ネットワーク用ヘッダを除去し、内部パケットとして上記内部パケット転送部に出力することを特徴とするパケット転送装置。 - 前記拡張インタフェース以外のネットワーク・インタフェースに付随する各受信パケット処理部が、拡張インタフェースに転送すべき受信パケットの識別条件と転送先識別子との関係を示す受信パケット識別テーブルを有し、上記識別条件に該当する受信パケットに上記受信パケット識別テーブルが示す転送先識別子を含む内部ヘッダを付加し、内部パケットとして前記内部パケット転送部に出力し、
前記拡張インタフェース以外のネットワーク・インタフェースに付随する各送信パケット処理部が、前記内部パケット転送部から受信した内部パケットから内部ヘッダを除去し、送信パケットとして送信回線インタフェースに出力することを特徴とする請求項1に記載のパケット転送装置。 - 前記各受信パケット処理部と送信パケット処理部が、それぞれに付随するネットワーク・インタフェースが拡張インタフェースか否かを示すフラグ情報を記憶し、該フラグ情報の状態によって、前記受信回線インタフェースおよび内部パケット転送部からの受信パケットの処理モードを切り換えることを特徴とする請求項2に記載のパケット転送装置。
- 前記各受信パケット処理部が、受信パケットの宛先アドレスと転送先識別子との関係を示す経路テーブルを備え、前記フラグ情報が拡張モードを示す場合は、前記受信回線インタフェースからの受信パケットから外部ネットワーク用ヘッダを除去し、前記フラグ情報が通常モードを示す場合は、前記受信パケット識別テーブルを参照して、受信パケットが前記識別条件に該当するパケットか否かを判定し、識別条件に該当するパケットは、該受信パケット識別テーブルが示す転送先識別子を含む内部ヘッダをもつ内部パケットに変換し、識別条件に該当しないパケットは、上記経路テーブルから検索された転送先識別子を含む内部ヘッダをもつ内部パケットに変換することを特徴とする請求項3に記載のパケット転送装置。
- 前記拡張インタフェース以外のネットワーク・インタフェースに付随する各受信パケット処理部が、拡張インタフェースに転送すべき受信パケットの識別条件と転送先識別子との関係を示す複数のテーブルエントリからなる受信パケット識別テーブルを有し、
前記ネットワーク・インタフェースのうちの複数が拡張インタフェースとして指定されていることを特徴とする請求項2〜請求項4の何れかに記載のパケット転送装置。 - 前記拡張インタフェース以外のネットワーク・インタフェースに付随する各受信パケット処理部が、拡張インタフェースに転送すべき受信パケットの識別条件と転送先識別子と送信パケット処理識別子の関係を示す複数のテーブルエントリからなる受信パケット識別テーブルを有し、上記識別条件に該当する受信パケットに上記受信パケット識別テーブルが示す転送先識別子と送信パケット処理識別子とを含む内部ヘッダを付加し、内部パケットとして前記内部パケット転送部に出力し、
前記拡張インタフェースに付随する送信パケット処理部が、送信パケット処理識別子と宛先アドレスとの関係を示す宛先切替えテーブルを備え、前記内部パケット転送部から受信した内部パケットに、上記宛先切替えテーブルから検索された該内部パケットが示す送信パケット処理識別子と対応する宛先アドレスを含む外部ネットワーク用ヘッダを付加し、送信パケットとして送信回線インタフェースに出力することを特徴とする請求項2〜請求項4の何れかに記載のパケット転送装置。 - 前記拡張インタフェース以外の受信回線インタフェースが、外部ネットワーク用ヘッダ付きの受信パケットを出力し、上記受信回線インタフェースに付随する入力パケット処理部が、上記受信パケットに受信回線インタフェースの識別子と転送先識別子と送信パケット処理識別子とを含む内部ヘッダを付加し、内部パケットとして前記内部パケット転送部に出力し、
前記拡張インタフェースが外部ネットワークから受信するパケットの内部ヘッダが、アドレス変換不要を指示する送信パケット処理識別子を含み、
前記拡張インタフェース以外のネットワーク・インタフェースに付随する各送信パケット処理部が、前記内部パケット転送部から受信した内部パケットの内部ヘッダをチェックし、送信パケット処理識別子がアドレス変換不要を指示していた場合は、内部ヘッダを除去した受信パケットを送信パケットとして出力し、送信パケット処理識別子がアドレス変換を指定していた場合は、受信パケットに含まれる外部ネットワーク用ヘッダのアドレスを変換し、内部ヘッダを除去した受信パケットを送信パケットとして出力することを特徴とする請求項1〜請求項6の何れかに記載のパケット転送装置。
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