JPH09509018A - データネットワーク用の改良型パケットフィルタ処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、コンピュータネットワーク（１２）において、データパケット（２１０）をフィルタ処理するための改良型部分パケットフィルタ（１０）を提供する。データパケット（２１０）の候補フィールド（４１３）は、複数のビットワイズサブセット（６３６）にハッシング処理される。各ビットワイズサブセット（６３６）は、候補フィールド（４１３）を独立に表す。各ビットワイズサブセット（６３６）を、予備的な操作系列（５１２）内に予め作成された参照ハッシュテーブル（６４４）と比較する。予備的な操作系列（５１２）により、複数のターゲットフィールド（７１４）を形成し、前記参照ハッシュテーブル（６４４）内に所定のメモリ位置（３１２）を設定する。

Description

【発明の詳細な説明】 データネットワーク用の改良型パケットフィルタ処理方法 技術分野 本発明は、コンピュータ科学の分野に属するものであり、更に詳しくはデータ ネットワークとデータネットワークに組み込まれる装置とに関する。 発明の背景 コンピュータネットワークは、産業、教育、公共部門で必要不可欠なものとな りつつある。データを伝送するメディア（媒体）状では、データは、通常「パケ ット」と呼ばれる単位で伝送される。パケットとは、それぞれの発信元において 、前もって一まとまりにされたデータである。データパケットの正当な送り先を 識別するために、標準化された所有者（発信元）のはっきりしたパケットには、 アドレスとパケットの種類とが含まれている。ネットワークのプロトコルに基づ いて標準化された各データパケットの先頭及び／あるいは内部には、送付先アド レスフィールドが付加されており、これを利用して送付先の識別がなされている 。パケットは、システム内の中間的な装置にも端末装置にも送られるので、伝送 されたデータパケットを効率よく入力し、送り出し、あるいは捨てるためには、 データの正当な送り先を迅速に決定することが必要となる。この決定は、上述の アドレス、パケットの種類、及び／あるいは、関係するパケット内の他のフィー ルドに基づいて行なわれる。この場合、正当な送り先の決定をネットワークコン トローラのハードウェアのみで行なうこともできるし、ソフトウェアのみで行な うことも、あるいはハードウェアとソフトウェアの組み合わせで行なうこともで きる。広域的な（broadcast）ネットワークでは、全てのノードが各パケットを 調べて目的のパケットを取り込む一方、それ以外のパケットの受け取りを拒絶す る。この操作を「パケットフィルタ処理」と呼ぶ。このフィルタ処理を行なう機 構では、精度、スピード、及び経済性のいずれも重要である。 上述の正当な送り先の決定をハードウェアとソフトウェアの組み合わせで行な った場合、ハードウェアは送られてくるパケットに対して部分フィルタ処理を行 なう。ある種のパケットフィルタ処理は、「ラント（runts）」と呼ばれる衝突 フラグメントやフレームチェックシーケンスエラー等のパケットエラー特性に基 づいて行なわれる。本発明が対象としているフィルタ処理は、エラー即ち間違っ て形成されたパケットの検出に基づくフィルタ処理ではなく、フィルタ処理の基 準をパケット内のデータフィールドの単純論理関数として表すことが可能なパケ ットフィルタ処理に基づくものである。 最も簡単な構成では、パケットに付けられた送付先アドレスフィールドがノー ド固有のアドレスと一致した時に、コンピュータネットワークの各ノードがパケ ットを取り込む。しかし、ここで、追加パケットがすべて受け取り対象パケット になるという状況が頻繁に生じる。例えば、あるノードが予め規定されたグルー プに属し、このグループ内の全てのノードが、そのグループをアドレスとするよ う予め定められたパケット（以下、これをグループキャストパケットと呼ぶ）を 同時に受け取る場合がこれに該当する。グループキャストパケットは、通常、パ ケットのアドレスフィールドに加えられた変化により識別される。グループキャ ストのアドレスは通常２つの型に分類される。「ブロードキャスト」アドレスが 全てのノードを対象とする一方、「マルチキャスト」アドレスは、ノードのサブ セット（部分）が登録された所定のアプリケーションを対象としている。このよ うなフィールドに基づくパケットフィルタ処理は、所定のネットワーク管理ノー ドを、所定のプロトコル、ノード間トランザクション等に集中するよう適用し、 全ての他のトラフィック（回線の使用）を排除するときにも、必要とされること がある。 ネットワーク用の装置をネットワークに組み込む場合には、ホストプロセッサ とは独立に作動するコントローラが用いられる。コントローラを起点する連続し た２段階のパケットフィルタ処理が行なわれ、リアルタイムでパケットが調べら れる。このために、所定のフィルタ処理基準の適当なサブセットを用い、そのコ ントローラのフィルタ能力に従って、コントローラの調整が行なわれる。コント ローラは、パケットを３種類のカテゴリーに分類する。即ち、フィルタ基準を満 たさないパケット（受け入れ拒否）、基準を満たすパケット（完全一致）、基準 を満たす可能性のあるパケット（部分一致）の３種類である。受け取り拒否パケ ットは、プロセッサに伝送されない。一方、完全一致あるいは部分一致に分類さ れたパケットは、その分類を示す標識を付けてプロセッサに伝送される。理想的 には、コントローラができるだけ多くの不必要なパケットを排除して、（適切な ソフトウェアが内部で実行されている）ホストプロセッサが必要に応じて全体の フィルタ処理を完成させる、という構成が望ましい。コントローラレベルにおい てパケットのフィルタ処理（即ち、部分フィルタ処理）を行なうことにより、ホ ストプロセッサの負荷を減らすことができる。 コントローラでフィルタ処理をする場合、パケットを受け取ると同時にパケッ トを処理する必要がある。このためには、最小の論理及びメモリ量で実行可能な フィルタ機構の開発が重要となる。コントローラベースのフィルタ処理基準は、 ターゲット・メモリ内に格納される。完全一致の場合には、所望のターゲットの リテラルリスト（literal list）がターゲット・メモリに格納される。完全一致 は、本質的には、完璧なフィルタ処理を実現するものであり、非常にターゲット 数が少ない場合のアプリケーションに用いることができる。 マルチキャストのアプリケーション等でよくみられるように、可能性のあるタ ーゲット数が比較的多い場合には、部分フィルタ処理が採用される。この場合、 第一に考慮すべきことは、部分フィルタの「効率」である。効率（Ｅ）は、以下 の式で表される。 Ｅ＝Ｔｎ／Ｐｎ ここで、Ｔｎは、対象となるターゲット・パケットの数を、Ｐｎは、プロセッサ に送られる可能性のある候補パケット数を示す。 Ｅ＝１．０は、全ての候補パケットが所望のターゲット・パケットとなる、完 全フィルタ処理効率を表す。これは、上述した「完全一致」の場合におけるフィ ルタ処理の効率である。この完全フィルタ処理効率は理想的ではあるが、コント ローラは実質的にリアルタイムでフィルタ処理を行なわなければならない、等の 上記の拘束条件により、このような効率を実際に実現することは困難である。 従来の部分パケットフィルタ処理では、多くの場合、ハッシング法が採用され ている。ハッシングプロセスは、最初に、所定のフィルタ処理基準に含まれる全 てのフィールドの各受信パケットからの抽出を行なう。以下、このような関係フ ィールドを「候補フィールド」と称する。候補フィールドが均等に分配されてい る状況を想定した場合（この状況が常に文字どおり的確とは限らないが、解析の 目的には有用である）、可能性のある候補パケットの数は、２^Cbとなる。ここで 、Ｃｂは、候補フィールド内のビット数を示す。ハッシング関数により、ハッシ ング関数に従う候補フィールドのビットの大きさが減少する。コントローラは、 その最初の作業の一部として、ターゲット・メモリの各フィールドにハッシング 関数が適用され、各フィールドの「目標ハッシュ値」を割り当てる。コントロー ラメモリは、目標ハッシュ値の集合を表すビットマスクとして初期化される。次 に、ハッシング関数を各候補フィールドに適用することにより、「候補ハッシュ 値」が生成される。候補ハッシュ値は、コントローラメモリ内でビットインデッ クスとして用いられる。候補ハッシュ値が目標ハッシュ値と一致した場合には、 可能な候補となる。 上記の議論からわかるように、また、簡単なハッシング関数に関して従来理解 されているように、ハッシング関数は、２^Cb個の候補パケットをＭｂ個のグルー プ（バケットと称する）に分割する効果を有する。ここで、Ｍｂはコントローラ のターゲット・メモリ内のビット数を示す。同じバケットに属する候補パケット を区別することはできないため、一回の「ヒット」で、２^Cb／Ｂｍ個の候補の何 れかを表すことになる。ハッシング関数で候補パケットを分割する場合、Ｍｂ個 のバケットの各々にほぼ均一に候補パケットを分配するようなハッシング関数を 用いることが望ましい。ターゲットが一つの場合には、このようなハッシング法 の効率は、Ｍｂ／２^Cbになる。Ｔｎ個の所望のターゲットをＢｎ個のバケットで 表す場合（ここで、Ｂｎ＜＝Ｔｎ及びＢｎ＜＝Ｍｂである）、このようなハッシ ング法の効率は、以下の式で表される。 Ｅ＝Ｔｎ／（Ｂｎ２^Cb／Ｍｂ）＝ＴｎＭｂ／Ｂｎ２^Cb 完全一致の場合、ターゲット・メモリには、Ｍｂ／Ｃｂ個のターゲットが格納 される。バケット数（Ｂｎ）がこの数字よりも大きい場合には、ハッシング法が 適している。一方、バケット数がＭｂ未満であることが、効果的なハッシング処 理のためには必要である。これは、ターゲット・メモリの密度が増加するにつれ て、候補フィールド間の区別がなくなってくるためである。ターゲット・メモリ がハッシュ・ターゲットで一杯の場合、Ｂｎ＝Ｍｎであり、効率はＴｎ／２^Cbに なる。 部分パケットフィルタ処理に用いられる前述の従来ハッシング法では、一つの ハッシュ値が多くの候補の集合を表すために、情報の損失が生じる。当然のこと であるが、このようなデータ損失を減少させることが望ましい。言い替えると、 所定のＭｂに対してフィルタ処理効率を最大にする、即ち、所定のフィルタ処理 に対するＭｂを最小にすることが望ましい。 発明者の知る限りにおいて、これまでに提案されてきた部分パケットフィルタ 処理の方法では、上述した周知のハッシング法と比較して、効率を改善したり、 データの損失を減少させたりすることができなかった。 発明の開示 本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、コンピュータネ ットワークのデータパケットに対して部分フィルタ処理を効率的に行なうための 方法並びに手段を提供することを目的とする。 本発明は、更に、大容量のターゲット・メモリを必要とすることなく、また、 伝送されるパケット処理の速度を過度に遅くすることなく、伝送されるパケット の中で対象外のパケットを最大限まで拒絶することのできる部分パケットフィル タ処理の方法並びに手段を提供することを目的とする。 また、本発明は、安価に実現可能な部分パケットフィルタ処理の方法並びに手 段を提供することを別の目的とする。 本発明は、リアルタイムあるいはリアルタイムに近い状態で操作可能な部分パ ケットフィルタ処理の方法並びに手段を提供することを更に別の目的とする。 更に、本発明は、様々なネットワークシステムの要件に適用可能な部分パケッ トフィルタ処理の方法並びに手段を提供することを目的とする。 本発明の好適な実施例は、各パケットの候補フィールドに並行に適用される多 重独立ハッシング関数を実行するものである。多重独立ハッシング関数を組み合 わせて適用することにより、ハッシュマトリックスを規定することができる。ハ ッシング関数の何れか一つにより、ハッシュマトリックスの各座標が決まる。ハ ッシュマトリックスは、一つの候補フィールドに異なったハッシング関数を適用 した結果、あるいは、候補フィールドの異なったサブセットに同じハッシング関 数を適用した結果、またあるいは、その組み合わせ、から構成される。フィルタ パラメータは、各ハッシング処理の結果得られた受容可能な値の集合から成る。 本発明の構成により、部分パケットフィルタ処理の効率を改善することができ 、その結果、パケットフィルタ処理の実質的な部分にホストプロセッサを必要と しない、という利点がある。 ターゲット・メモリの容量増加によりフィルタ処理の効率が幾何学的に増加す る、という利点もある。 非常に少ないターゲット・メモリ容量で所定の目標効率を実現することができ る、という利点もある。 また、所定の目標効率を実現するための部分パケットフィルタ処理に要する時 間が非常に短い、という利点もある。 本発明の上記及びそれ以外の目的並びに利点をより明確にするために、以下に 、図面に従って、本発明を実行するための最良の形態並びにその産業上の利用可 能性について詳述する。 図面の簡単な説明 図１は、本発明に従う改良型部分パケットフィルタを有するコンピュータネッ トワークの一部を示すブロック図である。 図２は、従来のイーサネットデータパケットを示す模式図である。 図３は、ハッシュテーブルの模式図である。 図４は、従来の部分パケットフィルタ処理法を示すフローチャートである。 図５は、本発明に従う部分パケットフィルタ処理法のブロック図である。 図６は、図５中の「パケット処理操作系列」を示すフローチャートである。 図７は、図５中の「予備的な操作系列」を示すフローチャートである。 発明の最良の形態 パーソナルコンピュータのイーサネットコントローラ内で実現される部分パケ ットフィルタに、本発明の構成を適用した実施例について、以下に説明する。本 発明の改良型部分パケットフィルタは、コンピュータ装置に繋いで用いられ、特 に比較的ターゲット数が少ないネットワーク環境において用いられる。 本発明を具現化した改良型部分パケットフィルタ１０を、図１のブロック図に 示す。図１で、改良型部分パケットフィルタ１０は、ネットワークシステム１２ （図１にはその一部分のみを示す）の一部として構成されている。本発明の改良 型部分パケットフィルタ１０は、構造的には従来のものと異なるわけではない。 従来法と同様に、本発明でも、ターゲットメモリ１６を有するコントローラ１４ を用いる。図１の例では、改良型部分パケットフィルタ１０は、ネットワークノ ード１８からデータを受け取り、そのデータに対して、改良されたフィルタ処理 を行なった上で、そのデータの一部をホストプロセッサ１８に送る。 図２に、従来のイーサネットデータパケット２１０の模式図を示す。標準的な イーサネットデータパケット２１０には、６４ビットの前置部（preamble）２１ ２、４８ビットの送信先アドレス２１４、４８ビットの発信元アドレス２１６、 １６ビットの長さ／タイプフィールド２１８、および最小で４６バイトから最大 で１５００バイトまでの範囲でその長さが変化するデータフィールド２２０が含 まれている。パケット２１０中のデータフィールド２２０の後ろに４バイト（３ ２ビット）のフレームシークエンスチェック（ＦＣＳ）２２２が続く。パケット ２１０は先頭２２４から末尾２２６まで連続的に転送される。前置部２１２、送 信先アドレス２１４、発信元アドレス２１６、および長さ／タイプフィールド２ １８を、まとめてヘッダ２１９と呼ぶ。 図３は当業者に周知の従来法による一次元ハッシュテーブル３１０を模式的に 示したものである。このハッシュテーブル３１０は、複数のアドレス位置３１２ を有し、その各々はセットされている（値１に設定）か、またはセットされてい ない（値０のまま）かである。 図４は、従来の部分パケットフィルタ処理法４１０のフローダイアグラムを示 す。既に簡単に述べたように、パケット２１０はネットワーク１８から受け渡さ れ（パケット受領操作４１２）、候補フィールド４１３（パケット２１０のヘッ ダ２１９など）が抽出される（候補フィールドの抽出操作４１４）。抽出された 候補フィールド４１３にハッシュ操作が施されてハッシュ値４１７がきまり、比 較操作４１８によってその値がターゲットメモリ１６に格納されたハッシュテー ブル３１０と比較される。比較操作４１８の結果、適合すると判定されれば、パ ケット２１０はパケットの転送操作４２０へと送られる。比較操作４１８の結果 が適合しなければ、パケット２１０はパケット却下操作４２２へと送られる。こ こで、処理の対象としてヘッダ２１９を用いたのは一つの例であり、パケット２ １０のいかなる部分及びその組み合わせであれ、候補フィールド４１３を構成す ることができる。 図５は本発明の改良型部分パケットフィルタ処理５１０のフローダイアグラム である。改良型部分パケットフィルタ５１０は、予備的な操作系列５１２とパケ ット処理操作５１４とからなり、以下に述べるように、その何れもが必要に応じ て繰り返される。予備的な操作系列５１２は、ホストプロセッサ２０上のソフト ウェアによって行なわれ、以下に述べるようにターゲットメモリ１６を構成する 。改良型部分パケットフィルタ処理５１０は二つの主要な操作（予備的な操作系 列５１２とパケット処理操作５１４）に分けられるが、このこと自体が本発明を 従来技術と区別するものではない。むしろ、予備的な操作系列５１２とパケット 処理操作５１４中に含まれる処理法が本発明の骨子である。 従来技術の部分パケットフィルタ処理４１０を図４に示したのと同様に、本発 明の部分パケットフィルタ処理操作５１４の流れ図を図６に示した。図６を見て わかるように、本発明の部分パケットフィルタ処理操作５１４は多くの点で従来 技術の部分パケットフィルタ処理操作４１０に似ている。パケット処理操作５１ ４では、パケット２１０が受けわたされ（パケット受領操作４１２）、候補フィ ールドの抽出操作４１４によって候補フィールド４１３が抽出される。本発明の 最良の形態では、パケット処理操作系列５１４は候補フィールドの縮小操作６２ ６を行なう。本発明の最良の形態では、候補フィールド４１３に対して単に従来 のＣＲＣの多項式のアルゴリズムを応用して３２ビットのＣＲＣ出力値６２８を 作るだけである（同様なアルゴリズムは他にもたくさんあり、何れもこの目的に 用いることができるが）。次に、サブセット選択操作６３０によってＣＲＣ出力 値６２８から予め決められた数（図６の例では２個）のビットワイズサブセット （bit-wise subsets）６３６が決定する。サブセット選択操作６３０によって選 択されるビットワイズサブセット６３６の数と大きさを決定する方法については 以下に述べる。本発明の最良の形態では、ビットワイズサブセット６３６の長さ はそれぞれ６ビットである。本発明の最良の形態では、ビットワイズサブセット ６３６は単純にＣＲＣ出力値６２８の最初の６ビット、２番目の６ビットのよう に、必要なだけとることによって作られる。本発明者等は、ＣＲＣ出力値６２８ の（ＣＲＣ多項式から生ずる）ビットが互いに独立になるようにしたので、ＣＲ Ｃ出力値６２８のいかなる６ビットも他の６ビット部分と同様にＣＲＣ出力値を 代表している。 次に、ビットワイズサブセット６３６は比較操作６１８によって、ターゲット メモリ１６中に格納されたハッシュテーブル３１０と比較される。複数のハッシ ュ値を合成したものはハッシュマトリックス６３８（図６の例では二次元のハッ シュマトリックス６３８）と考えることができる。 本発明の方法の要旨は、候補フィールド４１３を代表する独立した、あるいは 比較的独立した複数の指標を抽出することにある。ハッシュマトリックス６３８ を構成するビットワイズサブセット６３６がこれに相当する。これらの一般的な 同時（並行）処理が、本発明の方法及び手段の優位性の根元である。本発明にか かわる詳しい方法、即ち、候補フィールドの縮小操作６２６で最初に候補フィー ルド４１３を縮小する方法やその後ビットワイズサブセット６３６を抽出する方 法は、このような並行ハッシュ操作６３９を達成するための多くの可能な方法の 一つにすぎず、本発明はなんら最良の形態としての実施例の改良型パケットフィ ルタ１０に限定されるものではない。 本発明の最良の形態であるフィルタ１０の比較操作６４２では、ビットワイズ サブセット６３６がターゲットメモリ１６に格納された参照ハッシュテーブル６ ４４と比較され、全てが適合する場合にのみパケット２１０はパケット転送操作 ６４６へと送られる。図６の実施例では、参照ハッシュテーブル６４４は０から ６３までの全ての値をとりうる要素の並びである。参照ハッシュテーブル６４４ のいくつかの要素は予備的な操作系列５１２との関連で以下で述べるように設定 される。ビットワイズサブセットの値がバケットの一つに入った場合（即ち、参 照ハッシュテーブル６４４中の対応するビットに等しい場合）、両者は、一致し ているとみなされる。 パケット処理操作系列５１４を理解した上で、再度、予備的な操作系列５１２ について考えると、図６のパケット処理操作系列５１４に関連して述べたような 処理ステップの集合として、ターゲットメモリ１６が形成されている。 図７に、本発明の最良の形態による予備的な操作系列５１２の流れ図を示す。 従来技術及び本発明いずれににも共通の予備的な操作はターゲットフィールド選 択プロセス７１２である。ターゲットフィールド選択プロセス７１２は、単に、 伝送されてくるパケット２１０を比較するための基準を選択するにすぎない。例 えば、全ての処理を希望する送信先に基づいて行なうならば、目標とする送信先 アドレス２１４は、ターゲットフィールド７１４（の一つ）となり、もし送信先 が三つあれば図７の例にあるように三つのターゲットフィールドができる。ター ゲットフィールドの選択する実際の操作は、従来技術であるネットワーク制御ソ フトウェアの機能であり、ターゲットフィールド７１４を本発明にかかわる予備 的な操作系列５１２へ送付するよう拡張した点を除けば、本発明の要旨ではない 。 対象とするターゲットフィールド７１４の量を決定した後、ホストソフトウェ アはビットワイズサブセット量決定操作７１８でビットワイズサブセット量７１ ６を決定する。予備的な操作系列５１２の全体を記述した後の方が理解しやすい ので、ビットワイズサブセット量決定操作７１８については、後で詳しく述べる 。図６と図７の簡単な例で示すように、ビットワイズサブセット量７１６は、値 ２である。つまり、２つのビットワイズサブセット６３６が、サブセット選択操 作６３０によりＣＲＣ出力値６２８から抽出される。 ターゲットフィールド７１４の形態は既に述べた候補フィールド４１３と同等 であり、ターゲットフィールド７１４についての処理は既に述べた候補フィール ド４１３と同様である。本発明における予備的な操作系列５１２において、ター ゲットフィールド７１４の各々がターゲットフィールド縮小操作７２６において 処理され、ＣＲＣ多項式の適用により、ターゲットＣＲＣ値７２８を生成する。 ターゲットＣＲＣ値７２８はその後ターゲットサブセット選択操作７３０で処理 され、複数の（本例の場合、各々のターゲットＣＲＣ値７２８に対して二つずつ で総計６）のターゲットビットワイズサブセット７３６を生成する。各々のター ゲットＣＲＣ値７２８からとったターゲットビットワイズサブセット７３６の量 は、ビットワイズサブセット量７１６である（本例の場合には２）。本発明の最 良の形態１０の特徴として記載されたステップを種々に変更しても本発明は実現 可能であるという意味で、ターゲット並行ハッシング操作７３９は、前述した並 行ハッシング操作６３９と同様のものである。 こうして得られたターゲットビットワイズサブセット７３６に対して、ターゲ ット・メモリセッティング操作７４０がなされる。このターゲット・メモリセッ テング操作７４０において、参照ハッシュテーブル６４４がフォーマットされ、 ターゲットビットワイズサブセット７３６の各値に対応するメモリ位置３１２が 設定される。例えば、もし最初のターゲットビットワイズサブセット７３６ａが ”００００１０”（十進法で２）ならば、参照ハッシュテーブル６４４の３番目 のメモリ位置３１２ｃが値１に設定される。上記の議論で明らかなように、本操 作で設定される参照ハッシュテーブル６４４中のメモリ位置３１２の最大数はタ ーゲットビットワイズサブセット７３６の数（本例では６）に一致する。しかし ながら、二つもしくはそれ以上のターゲットビットワイズサブセット７３６が偶 然に同じ値をとることもあり得るので、設定されるメモリ位置３１２の数が、こ の数（上記例では６）より少ないこともありうる。 ビットワイズサブセット量決定操作７１８に説明に戻って、より詳細に、その 操作について議論する。ターゲットメモリ１６は、ホストプロセッサ２０のソフ トウェアが扱う同報通信パケット２１０の量に応じて、フィルタ操作の効率が最 大となるように構成される。したがって、ビットワイズサブセット量決定操作７ １８で、パケット２１０当たりの最適のインデックスの数（つまりを先に述べた ビットワイズサブセット量７１６）を決定する（少なくともおよその値を決める ）。ここで最適の数とは、参照ハッシュテーブル６４４に設定されたデータビッ トが、対象となるパケット２１０の全てと一致する一方で、対象としないパケッ トと一 致するのを最小とする数の意味である。本発明の最良の形態では、ビットワイズ サブセット量７１６を決定するのに次の表が用いられる。 上記のテーブルは、一つの目安として提供されているだけであり、特定のハッ シュインデックスに対する最適の数は変えることができる。さらに上記の表は、 ターゲットビットワイズサブセット７３６のいずれもが、ハッシュ操作により、 参照ハッシュテーブル６４４中の同一のメモリ位置３１２を参照しないというこ とが前提になっていることに注意しなければならない。もし実際に二つもしくは それ以上のターゲットビットワイズサブセット７３６が同一のメモリ位置３１２ をハッシュ操作により参照する場合には、速度を犠牲にしたり、余分なメモリを 使ったり操作をすることなしに、ハッシュインデックスを追加することができる 。 本発明の最良の形態では、パケット処理操作系列５１４はハードウェアで行な うが、予備的な操作系列はホストプロセッサ２０上のソフトウェアによって行な われる。上記の議論で明らかなように、ネットワーク１２が再構成された場合や 、ネットワーク１２の付加的なメンバと通信する場合、あるいはユーザやネット ワーク１２の要望に応じる場合に、予備的な操作系列５１２は繰り返される。入 ってくるパケット２１０がネットワークノード１８で検出される限り、パケット 処理操作系列５１４も繰り返される。 本発明の最良の形態では、ＣＲＣ値６２８及び７２８は共通の参照ハッシュテ ーブル６４４に従ってハッシュされるが、それぞれ固有の（ここには示さない） ハッシュテーブルによっても同様にハッシュすることができる。図６及び図７の 例では、個々のハッシュテーブルは３２ビットである（二つのターゲットＣＲＣ 値７２８に分割しなければならないので、６４ビットの半分となる）。個々のビ ットワイズサブセット６３６，７３６は５ビット（十進数で０から３１）となる 。 本発明のパケットフィルタ１０は、その価値や分野を変えることなくさまざま に変更することができる。例えば、ビットワイズサブセット６３６，７３８の量 、大きさ及び重複度はここで議論したパラメーターに従って容易に変更できる。 以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこうした実施の形態 になんら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、 種々なる形態で実施し得ることはもちろんである。 産業上の利用可能性 本改良型部分パケットフィルタ１０はコンピューターネットワーク通信の分野 に広く利用できる。現在の主要な利用対象はネットワーク内のコンピュータとそ の周辺装置の間およびいくつかのコンピュータネットワーク間の相互接続である 。 本改良型部分パケットフィルタ１０は従来のコンピュータの相互接続装置を用 いるアプリケーションならばどれにでも用いることができる。主要な改良点はパ ケット２１０の複数のインデックス（ビットワイズサブセット６３６）を並行し て処理する点にある。 フィルタリングの効率は改良型部分パケットフィルタ１０によって、特にター ゲットの数がバケットの数に比べて小さい場合に著しく改良される。本発明によ る改良部分パケットフィルタ処理１０の効率を従来技術の部分パケットフィルタ 処理の効率と比較するために、次のような数値を仮定する： Mb＝６４（参照ハッシュテーブル６４４中に６４のメモリ位置３１２がある ことを示す） Cb＝４８（４８ビットの候補フィールド４１３の大きさ、即ち送信先アドレ ス２１４の典型的な大きさを示す） Dn＝４（ビットワイズサブセット量７１６が４であることを示す） この時、従来技術の部分パケットフィルタ処理４１０では、６４の異なったバ ケットの内の一つがターゲットに合致する場合、６４のメモリ位置を２^CBの可能 性に対して分配することになる。改良パケットフィルタリング操作５１０の場合 には、４つの並行するハッシング関数がそれぞれ１６のバケットに分配される。 従来技術の部分パケットフィルタ処理の４１０の効率Efは： Ef=６４／２⁴⁸＝１／２⁴² 本例の改良パケットフィルタリング操作５１０の効率(Ef4)は： Ef4=６４⁴／(４⁴*２⁴⁸)=１／２³² Ｅｆ４の効率はＥｆより２¹⁰（１０２４）倍よく、言い換えるならば従来技術 に比べて本発明の改良型部分パケットフィルタ１０を用いると、対象とならない パケットが、誤って次の段階へ送られる確率は、わずか１０００分の１となる。 パケットのフィルタ操作は完全一致および部分一致フィルタの組み合わせによ って達成される。典型的には、一つまたはそれ以上の部分フィルタリング処理が 最初になされるが、個々のフィルタ処理は（本発明に従って）並行に行なわれる 。本発明の改良型部分パケットフィルタ１０を通過したパケットはその後完全一 致フィルタ法、例えば二等分探索などを用いることによって再度フィルタにかけ られる。更に、部分フィルタ操作の結果は、パケットを探すための多くのテーブ ルの中のいずれを用いるかを決定するのにも用いられる。 従って、本発明の改良部分パケットフィルタ処理５１０は入ってくるパケット ２１０に対して１回以上適用することができる。そのような例では、１段目の部 分フィルタ操作では、各操作ごとのフィルタデータを含むパケット部分並びに各 操作ごとの受容可能な結果に加えて、実行すべきハッシュ操作の数とタイプが特 定される。多重部分フィルタ操作では、個々のフィルタ操作の結果に適用する論 理関係を示す宣言を含んでいる。例えば、部分パケットフィルタＡがイーサネッ トパケット送信先アドレスフィールドに３２ビットＣＲＣ多項式を適用し、下位 ３ビット（０から７の値）を保持しているとする。一方、部分パケットフィルタ Ｂは、イーサネットパケット発信元アドレスフィールドに３２ビットＣＲＣ多項 式を適用し、下位３ビットを保持しているとする。論理関係は、第一段のフィル タ操作の結果が２または４であり、第二段のフィルタ操作の結果が３または４で ある場合にのみ、パケットを受け入れるとする。０から７までの８個の値の内の ２個が受け入れ可能なので、任意のフィルタデータが第一段のフィルタ操作を通 過する可能性は一般的には２／８（２５％）である。同様に第二段のフィルタ操 作を通過する可能性は２／８（２５％）である。二つのフィルタ操作が完全に独 立であるならば、この任意のパケットがこれらの論理積を通過する可能性は１／ １６である。これらの受け入れ可能な集合（Ａに対しては｛２、４｝、Ｂに対し ては｛３、４｝）を完全に特定するには、１６ビットの情報（そのうち８ビット はフィルタ操作Ａでとりうるの８つの値の受容／非受容を示し、残り８ビットは フィルタ操作Ｂでとりうるの８つの値の受容／非受容を示す）が必要であること に留意すべきである。フィルタ操作の基準がフィルタデータの独立な部分から誘 導される場合には、このような多重部分フィルタ操作を用いることが特に有効で ある。例えば、送信先アドレスまたは発信元アドレスが１集合の中にあり、且つ そのパケットタイプが対象となる特定のプロトコルを指示している場合などであ る。 本発明の改良部分パケットフィルタは容易に構築することができ既存のコンピ ュータ装置と調和するので、産業界において現在、部分パケットフィルタ処理に 用いられている従来法に変わって受け入れられるであろう。以上及びその他の理 由により、本発明の有用性と産業上の利用可能性は重要であり長期にわたる恒久 性がある。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９５年７月１０日 【補正内容】 従来の部分パケットフィルタ処理では、多くの場合、ハッシング法が採用され ている。ハッシングプロセスは、最初に、所定のフィルタ処理基準に含まれる全 てのフィールドの各受信パケットからの抽出を行なう。以下、このような関係フ ィールドを「候補フィールド」と称する。候補フィールドが均等に分配されてい る状況を想定した場合（この状況が常に文字どおり的確とは限らないが、解析の 目的には有用である）、可能性のある候補パケットの数は、２^Cbとなる。ここで 、Ｃｂは、候補フィールド内のビット数を示す。ハッシング関数により、ハッシ ング関数に従う候補フィールドのビットの大きさが減少する。コントローラは、 その最初の作業の一部として、ターゲット・メモリの各フィールドにハッシング 関数が適用され、各フィールドの「目標ハッシュ値」を割り当てる。コントロー ラメモリは、目標ハッシュ値の集合を表すビットマスクとして初期化される。次 に、ハッシング関数を各候補フィールドに適用することにより、「候補ハッシュ 値」が生成される。候補ハッシュ値は、コントローラメモリ内でビットインデッ クスとして用いられる。候補ハッシュ値が目標ハッシュ値と一致した場合には、 可能な候補となる。 上記の議論からわかるように、また、簡単なハッシング関数に関して従来理解 されているように、ハッシング関数は、２^Cb個の候補パケットをＭｂ個のグルー プ（バケットと称する）に分割する効果を有する。ここで、Ｍｂはコントローラ のターゲット・メモリ内のビット数を示す。同じバケットに属する候補パケット を区別することはできないため、一回の「ヒット」で、２^Cb／Ｍｂ個の候補の何 れかを表すことになる。ハッシング関数で候補パケットを分割する場合、Ｍｂ個 のバケットの各々にほぼ均一に候補パケットを分配するようなハッシング関数を 用いることが望ましい。ターゲットが一つの場合には、このようなハッシング法 の効率は、Ｍｂ／２^Cbになる。Ｔｎ個の所望のターゲットをＢｎ個のバケットで 表す場合（ここで、Ｂｎ＜＝Ｔｎ及びＢｎ＜＝Ｍｂである）、このようなハッシ ング法の効率は、以下の式で表される。 従来技術の部分パケットフィルタ処理４１０を図４に示したのと同様に、本発 明の部分バケットフィルタ処理操作５１４の流れ図を図６に示した。図６を見て わかるように、本発明の部分パケットフィルタ処理操作５１４は多くの点で従来 技術の部分パケットフィルタ処理操作４１０に似ている。パケット処理操作５１ ４では、パケット２１０が受けわたされ（パケット受領操作４１２）、候補フィ ールドの抽出操作４１４によって候補フィールド４１３が抽出される。本発明の 最良の形態では、パケット処理操作系列５１４は候補フィールドの縮小操作６２ ６を行なう。本発明の最良の形態では、候補フィールド４１３に対して単に従来 のＣＲＣの多項式のアルゴリズムを応用して３２ビットのＣＲＣ出力値６２８を 作るだけである（同様なアルゴリズムは他にもたくさんあり、何れもこの目的に 用いることができるが）。次に、サブセット選択操作６３０によってＣＲＣ出力 値６２８から予め決められた数（図６の例では２個）のビットワイズサブセット （bit-wise subsets）６３６が決定する。サブセット選択操作６３０によって選 択されるビットワイズサブセット６３６の数と大きさを決定する方法については 以下に述べる。本発明の最良の形態では、ビットワイズサブセット６３６の長さ はそれぞれ６ビットである。本発明の最良の形態では、ビットワイズサブセット ６３６は単純にＣＲＣ出力値６２８の最初の６ビット、２番目の６ビットのよう に、ビットワイズサブセットが必要とされる限りいくらでも得ることができる。 発明の最良の形態として知られている実施例１０では、ビットワイズサブセット ６３６は、固定長フィールドの「連続するビットセクション」、例えば発明の最 良の形態である実施例１０におけるＣＲＣ出力値６２８として得られる。本発明 者等は、ＣＲＣ出力値６２８の（ＣＲＣ多項式から生ずる）ビットが互いに独立 になるようにしたので、ＣＲＣ出力値６２８のいかなる６ビットも他の６ビット 部分と同様にＣＲＣ出力値を代表している。 次に、ビットワイズサブセット６３６は比較操作６１８によって、ターゲット メモリ１６中に格納されたハッシュテーブル３１０と比較される。複数のハッシ ュ値を合成したものはハッシュマトリックス６３８（図６の例では二次元のハッ シュマトリックス６３８）と考えることができる。 本発明の方法の要旨は、候補フィールド４１３（候補フィールドインデックス ） を代表する独立した、あるいは比較的独立した複数の指標を抽出することにある 。ハッシュマトリックス６３８を構成するビットワイズサブセット６３６がこれ に相当する。これらの一般的な同時（並行）処理が、本発明の方法及び手段の優 位性の根元である。それは、各々のビットワイズサブセット６３６が、上述した ように、候補フィールド４１３を代表しているということである。本発明にかか わる詳しい方法、即ち、候補フィールドの縮小操作６２６で最初に候補フィール ド４１３を縮小する方法やその後ビットワイズサブセット６３６を抽出する方法 は、このような並行ハッシュ操作６３９を達成するための多くの可能な方法の一 つにすぎず、本発明はなんら最良の形態としての実施例の改良型パケットフィル タ１０に限定されるものではない。 本発明の最良の形態であるフィルタ１０の比較操作６４２では、ビットワイズ サブセット６３６がターゲットメモリ１６に格納された参照ハッシュテーブル６ ４４（目標ハッシュアレイ）と比較され、全てが適合する場合にのみパケット２ １０はパケット転送操作６４６へと送られる。図６の実施例では、参照ハッシュ テーブル６４４は０から６３までの全ての値をとりうる要素の並びである。参照 ハッシュテーブル６４４のいくつかの要素は予備的な操作系列５１２との関連で 以下で述べるように設定される。ビットワイズサブセットの値がバケットの一つ に入った場合（即ち、参照ハッシュテーブル６４４中の対応するビットに等しい 場合）、データパケット２１０は「一致」とみなされる。 パケット処理操作系列５１４を理解した上で、再度、予備的な操作系列５１２ について考えると、図６のパケット処理操作系列５１４に関連して述べたような 処理ステップの集合として、ターゲットメモリ１６が形成されている。 図７に、本発明の最良の形態による予備的な操作系列５１２の流れ図を示す。 従来技術及び本発明いずれににも共通の予備的な操作はターゲットフィールド選 択プロセス７１２である。ターゲットフィールド選択プロセス７１２は、単に、 伝送されてくるパケット２１０を比較するための基準を選択するにすぎない。例 えば、全ての処理を希望する送信先に基づいて行なうならば、目標とする送信先 アドレス２１４は、ターゲットフィールド７１４（の一つ）となり、もし送信先 が三つあれば図７の例にあるように三つのターゲットフィールドができる。ター ゲットフィールドの選択する実際の操作は、従来技術であるネットワーク制御ソ フトウェアの機能であり、ターゲットフィールド７１４を本発明にかかわる予備 的な操作系列５１２へ送付するよう拡張した点を除けば、本発明の要旨ではない 。 対象とするターゲットフィールド７１４の量を決定した後、ホストソフトウェ アはビットワイズサブセット量決定操作７１８でビットワイズサブセット量７１ ６（ビットワイズサブセット６３６の適切なサブセット量）を決定する。予備的 な操作系列５１２の全体を記述した後の方が理解しやすいので、ビットワイズサ ブセット量決定操作７１８については、後で詳しく述べる。図６と図７の簡単な 例で示すように、ビットワイズサブセット量７１６は、値２である。つまり、２ つのビットワイズサブセット６３６が、サブセット選択操作６３０によりＣＲＣ 出力値６２８から抽出される。 ターゲットフィールド７１４の形態は既に述べた候補フィールド４１３と同等 であり、ターゲットフィールド７１４についての処理は既に述べた候補フィール ド４１３と同様である。本発明における予備的な操作系列５１２において、ター ゲットフィールド７１４の各々がターゲットフィールド縮小操作７２６において 処理され、ＣＲＣ多項式の適用により、ターゲットＣＲＣ値７２８を生成する。 ターゲットＣＲＣ値７２８はその後ターゲットサブセット選択操作７３０で処理 され、複数の（本例の場合、各々のターゲットＣＲＣ値７２８に対して二つずつ で総計６）のターゲットビットワイズサブセット７３６を生成する。より一般的 に言えば、各ターゲットフィールド７１４（従来の技術に従って選択されもの、 既に上述した）は、ターゲット代表フィールド（この実施例ではターゲットＣＲ Ｃ値７２８）を生成する手法として説明したのと同じように、処理され、更にタ ーゲット代表フィールドを生成する手法として説明した処理と同じように処理さ れる。これは、この実施例では、ターゲットビットワイズサブセット７３６であ る。この処理は、各入力データパケット２１０を処理する必要がある限る繰り返 される処理、即ち候補フィールド４１３が候補代表フィールド（この実施例では ＣＲＣ出力値６２８）を生成する処理であって、候補ストリングサブセット（こ の実施例ではビットワイズサブセット６３６）を生成する処理と同様に繰り返さ れる。更に各々のターゲットＣＲＣ値７２８からとったターゲットビットワイズ サブセット７３６の量は、ビットワイズサブセット量７１６である（本例の場合 には２）。本発明の最良の形態１０の特徴として記載されたステップを種々に変 更しても本発明は実現可能であるという意味で、ターゲット並行ハッシング操作 ７３９は、前述した並行ハッシング操作６３９と同様のものである。 こうして得られたターゲットビットワイズサブセット７３６に対して、ターゲ ット・メモリセッティング操作７４０がなされる。このターゲット・メモリセッ テング操作７４０において、参照ハッシュテーブル６４４がフォーマットされ、 ターゲットビットワイズサブセット７３６の各値に対応するメモリ位置３１２が 設定される。例えば、もし最初のターゲットビットワイズサブセット７３６ａが ”００００１０”（十進法で２）ならば、参照ハッシュテーブル６４４の３番目 のメモリ位置３１２ｃが値１に設定される。上記の議論で明らかなように、本操 作で設定される参照ハッシュテーブル６４４中のメモリ位置３１２の最大数はタ ーゲットビットワイズサブセット７３６の数（本例では６）に一致する。しかし ながら、二つもしくはそれ以上のターゲットビットワイズサブセット７３６が偶 然に同じ値をとることもあり得るので、設定されるメモリ位置３１２の数が、こ の数（上記例では６）より少ないこともありうる。 ビットワイズサブセット量決定操作７１８に説明に戻って、より詳細に、その 操作について議論する。ターゲットメモリ１６は、ホストプロセッサ２０のソフ トウェアが扱う同報通信パケット２１０の量に応じて、フィルタ操作の効率が最 大となるように構成される。したがって、ビットワイズサブセット量決定操作７ １８で、パケット２１０当たりの最適のインデックスの数（つまりを先に述べた ビットワイズサブセット量７１６）を決定する（少なくともおよその値を決める ）。ここで最適の数とは、参照ハッシュテーブル６４４に設定されたデータビッ トが、対象となるパケット２１０の全てと一致する一方で、対象としないパケッ トと一致するのを最小とする数の意味である。本発明の最良の形態では、ビット ワイズサブセット量７１６を決定するのに次の表が用いられる。 上記のテーブルは、一つの目安として提供されているだけであり、特定のハッ シュインデックスに対する最適の数は変えることができる。さらに上記の表は、 ターゲットインデックス（発明の最良の形態である本実施例１０ではターゲット ビットワイズサブセット７３６）のいずれもが、ハッシュ操作により、参照ハッ シュテーブル６４４中の同一のメモリ位置３１２を参照しないということが前提 になっていることに注意しなければならない。もし実際に二つもしくはそれ以上 のターゲットビットワイズサブセット７３６が同一のメモリ位置３１２をハッシ ュ操作により参照する場合には、速度を犠牲にしたり、余分なメモリを使ったり 操作をすることなしに、ハッシュインデックスを追加することができる。 本発明の最良の形態では、パケット処理操作系列５１４はハードウェアで行な うが、予備的な操作系列はホストプロセッサ２０上のソフトウェアによって行な われる。上記の議論で明らかなように、ネットワーク１２が再構成された場合や 、ネットワーク１２の付加的なメンバと通信する場合、あるいはユーザやネット ワーク１２の要望に応じる場合に、予備的な操作系列５１２は繰り返される。入 ってくるパケット２１０がネットワークノード１８で検出される限り、パケット 処理操作系列５１４も繰り返される。 請求の範囲 １．コンピュータネットワークにおいてデータパケットをフィルタ処理するた めの改良パケットフィルタ処理方法であって、 パケットフィルタ内にパケットを入力するステップと、 パケットから候補フィールドを抽出するステップと、 前記候補フィールドに対して複数のハッシング処理を行ない、同様に複数の代 表フィールドを生成するステップと、 前記代表フィールドの各々を目標ハッシュ・アレイと比較して、前記代表フィ ールドの全てが前記目標ハッシュ・アレイに設定された値に対応する場合には、 パケットが一致していると定義するステップと、 前記パケットフィルタにより、一致していると定義されたパケットを選択的に 通過させるステップと、 を備えることを特徴とする改良パケットフィルタ処理方法。 ２．前記複数のハッシング処理が、 前記候補フィールドを所定の大きさのフィールドに縮小するステップと、 前記所定の大きさのフィールドから複数の代表フィールドを抽出するステップ と、 を備えることを特徴とする請求項１記載の改良パケットフィルタ処理方法。 ３．ＣＲＣ多項式アルゴリズムを前記候補フィールドに適用することにより、 前記候補フィールドを前記所定の大きさのフィールドに縮小することを特徴とす る請求項２記載の改良パケットフィルタ処理方法。 ４．前記候補フィールドが、３２ビットの所定の大きさに縮小されることを特 徴とする請求項２記載の改良パケットフィルタ処理方法。 ５．前記所定の大きさのフィールド内の前記代表フィールドが、各々、前記所 定の大きさのフィールド内の連続ビット部分であることを特徴とする請求項２記 載の改良パケットフィルタ処理方法。 ６．前記代表フィールドが、各々、同じ大きさであることを特徴とする請求項 １記載の改良パケットフィルタ処理方法。 ７．前記代表フィールドが、各々、６ビットの大きさであることを特徴とする 請求項１記載の改良パケットフィルタ処理方法。 ８．前記代表フィールドの数が２以上であることを特徴とする請求項１記載の 改良パケットフィルタ処理方法。 ９．前記代表フィールドの各々を同じ目標ハッシュ・アレイと比較するために 、前記目標ハッシュ・アレイを非分割のものとしたこと特徴とする請求項１記載 の改良パケットフィルタ処理方法。 １０．データパケットに関する情報を備えた候補フィールドを有するデータパ ケットを、選択的に転送してコンピュータネットワークシステム内におけるデー タパケットの分配を制御する方法であって、 以下のステップ（ａａ），（ａｂ）に従い、目標ハッシュ・アレイを含むよう にコントローラのターゲット・メモリを形成し、 （ａａ）ターゲットフィールドを決定し、かつ該ターゲットフィールドから、 二進値である複数のターゲットインデックスを抽出するステップ、および （ａｂ）前記ターゲット・メモリ内に、前記ターゲットインデックスの各々の 値に対応するメモリ位置を設定するステップ 以下のステップ（ｂａ），（ｂｄ）に従い、前記データパケットを処理するこ と （ｂａ）前記データパケットから候補フィールドを抽出するステップ、および （ｂｂ）前記候補フィールドから複数の候補フィールドインデックスを抽出す るステップ （ｂｃ）前記候補フィールドインデックスの各々の値を前記目標ハッシュ・ア レイと比較するステップ （ｂｄ）前記候補フィールドインデックスの各々の値が、ステップ（ａｂ）で せっされた目標ハッシュ・アレイの前記メモリ位置に対応する場合に、前記デー タパケットを転送させるステップ を特徴とする方法。 １１．前記ステップ（ａａ）が、更に、 （ａａ１）前記ターゲットフィールドを複数のターゲット代表フィールドに縮 小するステップと、 （ａａ２）前記ターゲット代表フィールドから一つあるいは複数のターゲット ストリング・サブセットを選択するステップと、を備え、 前記ステップ（ｂｂ）が、更に、 （ｂｂ１）前記候補フィールドを複数の候補代表フィールドに縮小するステッ プと、 （ｂｂ２）前記候補代表フィールドから一つあるいは複数の候補ストリング・ サブセットを選択するステップと、を備えること を特徴とする請求項１０記載の方法。 １２．前記ステップ（ａｂ）が、前記ターゲットストリング・サブセットの各 々の値に対応する前記ターゲット・メモリ内の前記メモリ位置のみに値「１」を 設定するステップを更に備えることを特徴とする請求項１１記載の方法。 １３．データパケットの分配を変化させることが必要な場合に前記ステップ（ ａａ）ないし（ａｂ）を繰り返すことを特徴とする請求項１０記載の方法。 １４．伝送されるデータパケットの各々に対してステップ（ｂａ）ないし（ｂ ｄ）を繰り返すことを特徴とする請求項１０記載の方法。 １５．前記ステップ（ａａ１）が、更に、前記ターゲットフィールドの各々に 循環冗長チェック（ＣＲＣ）・アルゴリズムを適用するステップを備え、 前記ステップ（ｂｂ１）が、更に、前記候補フィールドに前記循環冗長チェッ ク・アルゴリズムを適用するステップを備えること を特徴とする請求項１１記載の方法。 １６．前記ステップ（ａａ２）において、前記ターゲット代表フィールドから 複数のターゲットビットワイズサブセットを抽出することにより、前記ターゲッ トストリング・サブセットを選択し、 前記ステップ（ｂｂ２）において、前記候補代表フィールドから複数の第２の 連続ビット列を抽出することにより、前記候補ストリング・サブセットを選択す ること を特徴とする請求項１１記載の方法。 １７．前記ステップ（ａｂ）の前に、前記ターゲットフィールドの各々から抽 出するべきターゲットインデックスの数、並びに、前記候補フィールドの各々か ら抽出するべき候補インデックスの数を示すサブセット量を求める追加プロセス ステップを備えることを特徴とする請求項１０記載の方法。 １８．少なくとも初期段階では、サブセット量のテーブルからサブセット量を 選択することによって、前記追加プロセスステップを実行することを特徴とする 請求項１７記載の方法。 １９．前記ステップ（ａｂ）の前に、前記ターゲット代表フィールドの各々か ら抽出するべきターゲットストリング・サブセットの数、並びに、前記候補代表 フィールドの各々から抽出するべき候補ストリング・サブセットの数を示すサブ セット量を求める追加プロセスステップを備えることを特徴とする請求項１１記 載の方法。 ２０．少なくとも初期段階では、サブセット量のテーブルからサブセット量を 選択することによって、前記追加プロセスステップを実行することを特徴とする 請求項１９記載の方法。 ２１．前記ターゲット代表フィールド及び前記候補代表フィールドが、各々、 １２ビットの長さであることを特徴とする請求項１１記載の方法。 ２２．前記候補フィールドが、前記データパケットのターゲットアドレスフィ ールドを含むことを特徴とする請求項１０記載の方法。 ２３．前記データパケットが、標準化されたイーサネットデータパケットであ ることを特徴とする請求項１０記載の方法。 ２４．前記目標ハッシュ・アレイが、非分配（unapportioned）アレイであり 、前記ターゲットインデックスの各々を用いて、前記非分配アレイ内にメモリ位 置を設定することを特徴とする請求項１０記載の方法。 ２５．前記ターゲットインデックスの内少なくとも幾つかが前記目標ハッシュ ・アレイの異なった場所を指向するように、前記目標ハッシュ・アレイを分配す ることを特徴とする請求項１０記載の方法。 ２６．前記ターゲットインデックスと前記候補インデックスが、それぞれ、所定 のビット長さの二進ストリングであることを特徴とする請求項１０記載の方法。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．コンピュータネットワークにおいてデータパケットをフィルタ処理するた めの改良パケットフィルタ処理方法であって、 パケットフィルタ内にパケットを入力するステップと、 パケットから候補フィールドを抽出するステップと、 前記候補フィールドに対して複数のハッシング処理を行ない、同様に複数の代 表フィールドを生成するステップと、 前記代表フィールドの各々を目標ハッシュ・アレイと比較して、前記代表フィ ールドの全てが前記目標ハッシュ・アレイに設定された値に対応する場合には、 パケットが一致しているとみなすステップと、 前記パケットフィルタにより、一致しているとみなせるパケットを選択的に通 過させるステップと、 を備えることを特徴とする改良パケットフィルタ処理方法。 ２．前記複数のハッシング処理が、 前記候補フィールドを所定の大きさのフィールドに縮小するステップと、 前記所定の大きさのフィールドから一つあるいは複数の代表フィールドを抽出 するステップと、 を備えることを特徴とする請求項１記載の改良パケットフィルタ処理方法。 ３．ＣＲＣ多項式アルゴリズムを前記候補フィールドに適用することにより、 前記候補フィールドを前記所定の大きさのフィールドに縮小することを特徴とす る請求項２記載の改良パケットフィルタ処理方法。 ４．前記候補フィールドが、３２ビットの所定の大きさに縮小されることを特 徴とする請求項２記載の改良パケットフィルタ処理方法。 ５．前記所定の大きさのフィールド内の前記代表フィールドが、各々、前記所 定の大きさのフィールド内の連続ビット部分であることを特徴とする請求項２記 載の改良パケットフィルタ処理方法。 ６．前記代表フィールドが、各々、同じ大きさであることを特徴とする請求項 １記載の改良パケットフィルタ処理方法。 ７．前記代表フィールドが、各々、６ビットの大きさであることを特徴とする 請求項１記載の改良パケットフィルタ処理方法。 ８．前記代表フィールドの数が２以上であることを特徴とする請求項１記載の 改良パケットフィルタ処理方法。 ９．前記代表フィールドの各々を同じ目標ハッシュ・アレイと比較するために 、前記目標ハッシュ・アレイを非分割のものとしたこと特徴とする請求項１記載 の改良パケットフィルタ処理方法。 １０．コンピュータネットワークシステム内のデータパケットを選択的に転送 する方法であって、 以下のステップ（ａａ），（ａｂ）に従い、目標ハッシュ・アレイを含むよう にコントローラのターゲット・メモリを形成し、 （ａａ）一つあるいは複数のターゲットフィールドの各々から複数のターゲッ トインデックスを抽出するステップ、および （ａｂ）前記ターゲット・メモリ内に、前記ターゲットインデックスの各々の 値に対応するメモリ位置を設定するステップ 以下のステップ（ｂａ），（ｂｄ）に従い、前記データパケットを処理するこ と （ｂａ）前記データパケットから候補フィールドを抽出するステップ、および （ｂｂ）前記候補フィールドから複数の候補フィールドインデックスを抽出す るステップ （ｂｃ）前記候補フィールドインデックスの各々の値を前記目標ハッシュ・ア レイと比較するステップ （ｂｄ）前記候補フィールドインデックスの各々の値が前記目標ハッシュ・ア レイの所定のビットに対応する場合に、前記データパケットを転送させるステッ プ を特徴とする方法。 １１．前記ステップ（ａａ）が、更に、 （ａａ１）前記ターゲットフィールドを複数のターゲット代表フィールドに縮 小するステップと、 （ａａ２）前記ターゲット代表フィールドから一つあるいは複数のターゲット ストリング・サブセットを選択するステップと、を備え、 前記ステップ（ｂｂ）が、更に、 （ｂｂ１）前記候補フィールドを複数の候補代表フィールドに縮小するステッ プと、 （ｂｂ２）前記候補代表フィールドから一つあるいは複数の候補ストリング・ サブセットを選択するステップと、を備えること を特徴とする請求項１０記載の方法。 １２．前記ステップ（ａｂ）が、前記ターゲットストリング・サブセットの各 々の値に対応する前記ターゲット・メモリ内の前記メモリ位置のみに値「１」を 設定するステップを更に備えることを特徴とする請求項１０記載の方法。 １３．データパケットの分配を変化させることが必要な場合に前記ステップ（ ａａ）ないし（ａｂ）を繰り返すことを特徴とする請求項１０記載の方法。 １４．伝送されるデータパケットの各々に対してステップ（ｂａ）ないし（ｂ ｄ）を繰り返すことを特徴とする請求項１０記載の方法。 １５．前記ステップ（ａａ１）が、更に、前記ターゲットフィールドの各々に 循環冗長チェック（ＣＲＣ）・アルゴリズムを適用するステップを備え、 前記ステップ（ｂｂ１）が、更に、前記候補フィールドに前記循環冗長チェッ ク・アルゴリズムを適用するステップを備えること を特徴とする請求項１１記載の方法。 １６．前記ステップ（ａａ２）において、前記ターゲット代表フィールドから 複数の第１の連続ビット列を抽出することにより、前記ターゲットストリング・ サブセットを選択し、 前記ステップ（ｂｂ２）において、前記候補代表フィールドから複数の第２の 連続ビット列を抽出することにより、前記候補ストリング・サブセットを選択す ること を特徴とする請求項１１記載の方法。 １７．前記ステップ（ａｂ）の前に、前記ターゲットフィールドの各々から抽 出するべきターゲットインデックスの数、並びに、前記候補フィールドの各々か ら抽出するべき候補インデックスの数を示すサブセット量を求める追加プロセス ステップを備えることを特徴とする請求項１０記載の方法。 １８．少なくとも初期段階では、サブセット量のテーブルからターゲット数に 適したサブセット量を選択することによって、前記追加プロセスステップを実行 することを特徴とする請求項１７記載の方法。 １９．前記ステップ（ａｂ）の前に、前記ターゲット代表フィールドの各々か ら抽出するべきターゲットストリング・サブセットの数、並びに、前記候補代表 フィールドの各々から抽出するべき候補ストリング・サブセットの数を示すサブ セット量を求める追加プロセスステップを備えることを特徴とする請求項１１記 載の方法。 ２０．少なくとも初期段階では、サブセット量のテーブルからターゲット数に 適したサブセット量を選択することによって、前記追加プロセスステップを実行 することを特徴とする請求項１９記載の方法。 ２１．前記ターゲット代表フィールド及び前記候補代表フィールドが、各々、 １２ビットの長さであることを特徴とする請求項１１記載の方法。 ２２．前記候補フィールドが、前記データパケットのターゲットアドレスフィ ールドを含むことを特徴とする請求項１０記載の方法。 ２３．前記データパケットが、標準化されたイーサネットデータパケットであ ることを特徴とする請求項１０記載の方法。 ２４．前記目標ハッシュ・アレイが、非分配（unapportioned）アレイであり 、前記ターゲットインデックスの各々を用いて、前記非分配アレイ内にメモリ位 置を設定することを特徴とする請求項１０記載の方法。 ２５．前記ターゲットインデックスの内少なくとも幾つかが前記目標ハッシュ ・アレイの異なった場所を指向するように、前記目標ハッシュ・アレイを分配す ることを特徴とする請求項１０記載の方法。 ２６．前記ターゲットインデックスと前記候補インデックスが、それぞれ、所 定のビット長さの二進ストリングであることを特徴とする請求項１０記載の方法 。