JPH11331268A - パケット中継装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 柔軟な中継判断と高速な中継処理が可能なパ
ケット中継装置を提供する。 【解決手段】 複数の異なるキーのそれぞれに対応して
中継情報が登録される各種プロトコルに対応のフローデ
ータベース２１ｂを記憶するキャッシュメモリを有す
る。パケットの受信時、検索エンジン２２は受信パケッ
トについてプロトコルごとに可変設定可能な条件に従っ
て生成されたキーに対応するエントリをフローデータベ
ース２１ｂから検索する。アドレス解決／ヘッダ更新部
２３は検索結果得られた中継情報を用いて該受信パケッ
トに対して中継のための処理を行なった後、処理された
該パケットを中継先に送出するようパケットスイッチコ
ントローラ１２に通知する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明はパケット中継装置
に関し、特に、複数の通信ネットワーク間でのデータを
中継するためのパケット中継装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】特開平９−８３５６２号公報には、異な
るプロトコルのデータ通信を行なうネットワークにおい
て、プロトコルごとのデータ中継処理を実行する複数の
ＣＰＵを有して、中継処理する方法が示される。

【０００３】この方法では、データ受信ごとに受信デー
タのプロトコルに対応して設けられたＣＰＵに対して割
込みをかけると、該ＣＰＵは受信データの中継に関する
ソフトウェア処理を実行するようにしているから、柔軟
な中継判断能力を得ることができる。

【０００４】また、特開平７−２５４９１２号公報に開
示のＬＡＮ（ローカルエリアネットワークの略）間接続
装置では、ＬＡＮ間相互の通信パケットの中継処理がＣ
ＰＵの処理負荷を軽減することで高速化される。

【０００５】つまり、ＩＰ（インターネットプロトコル
の略）パケットのルーティング時にＩＰヘッダのチェ
ックサムエラー検出、送受信先ＩＰアドレスの抽出お
よび送信先ＩＰアドレスをキーとしたテーブル検索に
よる送信ポートと送信先物理アドレスの獲得に関する処
理は、ハードウェアで実行されるので、ＣＰＵはこのハ
ードウェアでの実行結果を用いて中継処理を行なう。

【０００６】このように中継処理の一部がハードウェア
で実行されて、ＣＰＵのソフトウェア処理のみに依存す
る場合に比較して処理速度は高くなる。

【０００７】また、特開平７−５０６８９号公報に開示
の通信ネットワークの各中継装置は、中継するパケット
のヘッダ内の送信元ネットワークアドレスと送信先ネッ
トワークアドレスの組をキーとして対応するルーティン
グ情報をアドレステーブルに登録し、パケット中継時に
は中継パケットの前述のキーに基づいてテーブル検索し
て一致を見いだした場合には、対応するルーティング情
報に従って該パケットを中継処理するよう構成される。

【０００８】したがって、特定のノード対について簡略
化された中継処理が行なわれて処理の高速化が図られ
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上述した特開平９−８
３５６２号および特開平７−２５４９１２号公報に記載
の技術では、中継すべきすべてのパケットに対してＣＰ
Ｕに対する割込みを発生させてソフトウェア処理による
中継処理を行なわせている。

【００１０】一般に、ソフトウェア処理における割込み
のオーバヘッドは大きいことおよびソフトウェア処理が
通信プロトコル処理用に特化されていない汎用命令の逐
次的実行で実現されることを考慮すると、これらの方法
ではＣＰＵの性能で中継処理速度が制限されてしまうと
いう課題が残る。

【００１１】また、特開平９−８３５６２号公報に記載
の技術では、装置においてポートの増設が必要であると
ともに複数の異なるプロトコルをサポートするために、
複数のＣＰＵを設ける必要があり、構成が大規模化し、
また、データ中継用に汎用のＣＰＵが用いられる場合に
は、ＣＰＵが提供する多くの機能は使用されないので、
装置全体として効率的な構成でないという課題が残る。

【００１２】また、特開平７−２５４９１２号および特
開平７−５０６８９号公報に記載の技術では、パケット
中継に関するテーブルの検索キーがネットワークアドレ
スあるいはアドレス対に固定されているため、ある特定
のセッションのためにテーブルに登録されたエントリ
が、そのノードに関する他のすべてのセッションに影響
を与えるという弊害がある。

【００１３】したがって、ある種のデータは中継しない
などのセキュリティまたは中継に関する優先制御などの
付加サービスを提供することができないなど、柔軟な中
継判断能力に欠如するという課題が残る。

【００１４】それゆえにこの発明の目的は、柔軟な中継
判断と高速な中継処理が可能なパケット中継装置を提供
することである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載のパケッ
ト中継装置は、複数ポートを有し、複数ポートを介して
受信したパケットを中継処理するために、キャッシュメ
モリと、検索手段と、ヒット時中継手段、ミスヒット時
中継手段および登録手段を備える中継手段とをさらに有
する。

【００１６】キャッシュメモリには、複数の異なるキー
とキーのそれぞれに対応した中継処理のための中継情報
が登録される各種のプロトコルに対応のテーブルが記憶
される。

【００１７】検索手段は、パケットの受信時に受信パケ
ットについて所定条件に従って生成されたキーを該受信
パケットのプロトコルに対応のテーブルから検索する。

【００１８】中継手段は、検索結果に基づいて、中継情
報を用いて受信パケットに対して中継処理を行なう。

【００１９】つまり、中継手段において、検索によるヒ
ット時は、ヒット時中継手段がヒットしたキーに対応の
中継情報を参照して受信パケットに対して中継処理を行
なうが、検索によるミスヒット時は、ミスヒット時中継
手段が中継情報を生成し受信パケットに対して中継処理
を行なうとともに、登録手段が、検索されたテーブル
に、検索のために生成されたキーとミスヒット時中継手
段により生成され中継情報とを対応させて登録する。

【００２０】ここで、前述の所定条件は受信パケットの
プロトコルヘッダ中のフィールドの内容のサブセットを
含んでキーの生成を指示する条件であり、このサブセッ
トは任意に変更可能であるよう構成される。

【００２１】請求項１に記載のパケット中継装置によれ
ば、パケット中継に関するテーブルの検索キーを受信パ
ケットのプロトコルヘッダ中のフィールドの内容の任意
に変更可能のサブセットを含んで設定することが可能な
ので、柔軟なパケットフィルタリング機能（選択的なパ
ケットの廃棄／中継）を実現できる。また、パケット中
継に関して要求されるセキュリティや優先制御に柔軟に
対応することができる。

【００２２】また、パケット中継に関する中継情報はす
べてキャッシュメモリに登録され、ＣＰＵの介在なしに
パケットの中継処理を実行させることもできるから、高
速な中継処理が可能となる。

【００２３】また、検索によるミスヒット時は中継情報
が生成された後にパケット中継処理が行なわれるが、そ
の後のヒット時にはキャッシュメモリ中のテーブルから
対応する中継情報を参照しパケット中継処理が行なわれ
るから、パケット中継処理が反復して繰返される場合な
どには全体としてパケット中継処理の速度を向上させる
ことができる。

【００２４】請求項２に記載のパケット中継装置は請求
項１に記載の装置において、サブセットは、受信パケッ
トのトランスポート層以下のプロトコルヘッダ中のフィ
ールドの内容からなるよう構成される。

【００２５】したがって、請求項２に記載のパケット中
継装置によれば、パケット中継に関するテーブルの検索
キーをトランスポート層のサービスアクセスポイントま
で考慮してきめ細かく設定することが可能となるから、
柔軟なパケットフィルタリング機能（選択的パケット廃
棄／中継）を実現できるとともに、パケット中継に関す
る所望のセキュリティや優先制御に柔軟に対応すること
ができる。

【００２６】請求項３に記載のパケット中継装置は、請
求項１または２に記載の装置において、所定条件は複数
ポートのうちパケットを受信したポートを識別する情報
をさらに含んでキーの生成を指示する条件であるよう構
成される。

【００２７】したがって、請求項３に記載のパケット中
継装置によれば、パケット中継にかかわるテーブルの検
索キーをパケットを受信した該中継装置のポートを識別
する情報まで考慮してきめ細かく設定することが可能と
なるから、柔軟なパケットフィルタリング機能（選択的
パケット廃棄／中継）を実現できるとともに、パケット
中継に関して所望されるセキュリティや優先制御に柔軟
に対応できる。

【００２８】請求項４に記載のパケット中継装置は、請
求項１ないし３のいずれかに記載の装置において、中継
情報は対応するキーに該当する受信パケットの量を示す
受信パケット量情報を含む。そして中継手段は、中継処
理に応じて該中継処理に用いられた中継情報中の受信パ
ケット量情報を更新するパケット量更新手段を備えて構
成される。

【００２９】請求項４に記載のパケット中継装置によれ
ば、パケット中継に必須の中継に関する受信パケット量
情報を収集しながらも、前述したパケット中継処理にお
ける高速性が維持される。

【００３０】請求項５に記載のパケット中継装置は、請
求項１ないし４に記載の装置において中継情報はテーブ
ルに登録および検索手段により最新に検索されてからの
経過時間を示す時間情報を含み、テーブル中の中継情報
のそれぞれについて時間情報を前述の経過時間を示すよ
うに更新する時間更新手段と、時間更新手段により更新
された時間情報に基づいてテーブルからキーと対応する
中継情報を削除する削除手段とを備えて構成される。

【００３１】請求項５に記載のパケット中継装置によれ
ば、削除手段は時間情報に基づけば、たとえば長期にわ
たって参照されないことを示すような時間情報を有する
キーに対応のパケットの流れ（フロー）は非活性状態に
あると判断してパケット中継に不要であるキーと対応の
中継情報とを容易に特定し削除できるから、テーブルな
らびにキャッシュメモリの有効利用が図られる。

【００３２】請求項１ないし５に記載のパケット中継装
置は、登録手段が、テーブルについて登録可能な最大情
報量を超えて登録処理が行なわれようとする場合には、
所定手続に従ってこの最大情報量を超えないように登録
処理を行なうよう構成される。

【００３３】したがって、テーブルおよびキャッシュメ
モリについてオーバーフローが回避される態様でキーと
対応の中継情報の登録処理を行なうことができる。

【００３４】前述のパケット中継装置においては、中継
されるパケットには該パケットの内容についてのチェッ
クサム情報が含まれ、前述の中継手段は中継処理時に受
信パケットについてチェックサムを計算するよう構成さ
れてもよい。

【００３５】したがって、中継処理時には受信パケット
についてのチェックサムが計算されるから、中継処理ご
とにパケットについて中継されるデータの信頼性を示し
て次のノードに中継することができる。

【００３６】

【発明の実施の形態】この発明の実施の形態について図
面を参照し説明する。なお、以下の説明の中では、ＩＰ
に従うパケットの中継処理について説明するが、対象と
するプロトコルはこれに限定されない。また、ある送信
元とある送信先（送信先は複数の場合もある）の組の間
に継続するパケットの流れ（通信）をフローと呼ぶ。

【００３７】図１は、この発明の実施の形態によるパケ
ット中継装置のブロック図である。図２は、この発明の
実施の形態によるＩＰパケットのフィールド構成例を示
す図である。

【００３８】図２のＩＰパケットは Ethernet 方式（Ｒ
ＦＣ８９４）でカプセル化されたものであって、各層の
プロトコルに関する情報を含むが、ここでは説明を簡単
にするために、データリンク層、ネットワーク層および
トランスポート層についてそのヘッダ情報が示される。

【００３９】データリンク層のヘッダ情報には送信先物
理アドレスＤＡ、送信元物理アドレスＳＡおよび以降に
続くデータのタイプを示すタイプ情報ＴＹが含まれる。

【００４０】ネットワーク層のヘッダ情報には、送信先
ネットワークアドレス（送信先論理アドレス）ＩＰ−Ｄ
Ａ、送信元ネットワークアドレス（送信元論理アドレ
ス）ＩＰ−ＳＡ、ＴＴＬ（Time To Live：生存時間），
プロトコル番号ＰＲＯ、バージョン番号ＶＥＲおよびチ
ェックサムＣＳが含まれる。

【００４１】トランスポート層のヘッダ情報には論理的
ポート番号を示す送信先トランスポート層ポート番号Ｄ
Ｐおよび送信元トランスポート層ポート番号ＳＰが含ま
れる。

【００４２】ＴＴＬは、該ＩＰパケットが通信ネットワ
ーク内で存在することの可能な最大時間を示す情報であ
る。

【００４３】ＩＰパケットが中継されるごとに、ＩＰパ
ケットのＴＴＬは１ずつ減算されて更新されるので、結
果としてゼロまたは負の値になれば、該ＩＰパケットは
その時点で廃棄される。

【００４４】バージョン番号ＶＥＲはＩＰデータグラム
のＩＰのバージョンを示す値である。バージョンによっ
てヘッダの形式が異なる。

【００４５】プロトコル番号ＰＲＯはＩＰの上位プロト
コルを識別するための値である。

【００４６】チェックサムＣＳはネットワーク層のヘッ
ダ情報のチェックサムを示し、ＴＴＬの減算（更新）後
に再計算されて更新される。したがって、中継時にはチ
ェックサムＣＳを参照することで該データが伝送路上で
破壊されていないことなどをチェックできて、データの
信頼性が維持される。

【００４７】送信先および送信元トランスポート層ポー
ト番号ＤＰおよびＳＰはアプリケーションを特定するも
のである。アプリケーションとしてはＴＥＬＮＥＴ，Ｗ
ＷＷ−ＨＴＴＰなどがある。

【００４８】図１のパケット中継装置は、ＣＰＵ１、Ｃ
ＰＵ１向けのプログラム領域２Ａおよびルーティングテ
ーブル２２Ｂを含むデータを記憶するＣＰＵ１向けのデ
ータ領域２ＢからなるＣＰＵ用メモリ２、ローカルバス
３、中継するＩＰパケットを一時格納するためのパケッ
トメモリ１１、パケットスイッチコントローラ１２、自
ノード物理アドレスを含む各種物理アドレスが登録され
る物理アドレスデータベース２１ａおよび複数のフロー
データベース２１ｂを記憶するキャッシュメモリ２１、
キャッシュメモリ２１を検索するための検索エンジン２
２、アドレス解決／ヘッダ更新部２３、ＲＯＭ２４、ネ
ットワークインタフェース接続バス３１、ネットワーク
インタフェース４１〜４４およびネットワークインタフ
ェース４１〜４４のそれぞれに対応して設けられる送受
信用のポート５１〜５４を含む。

【００４９】複数のフローデータベース２１ｂはＩＰを
含む複数種類のプロトコルのそれぞれに対応して設けら
れる。

【００５０】送受信用ポート５１〜５４のそれぞれの先
には外部の通信メディアが接続される。

【００５１】これらの各部はパケット中継処理が実行さ
れない初期化時には、すべてＣＰＵ１の制御下にある
が、初期化後は予期せぬ異常が発生した場合のＣＰＵ１
への割込みを発生させて異常状態からの回復処理を要求
する以外は、ＣＰＵ１の制御のもとに動作する要素はな
い。

【００５２】ＣＰＵ１は該パケット中継装置に接続され
る各種ノードの管理、ルーティングテーブル２２Ｂを参
照したルーティングプロトコル処理、フローデータベー
ス２１ｂへのエントリの登録／削除処理などを行なう。

【００５３】ローカルバス３は、ＣＰＵ１のＣＰＵ用メ
モリ２、キャッシュメモリ２１およびＲＯＭ２４へのデ
ータバスである。

【００５４】パケットスイッチコントローラ１２は、パ
ケットメモリ１１の管理、パケットメモリ１１に関する
アクセス調停、パケット交換およびパケットの転送を制
御する。

【００５５】なお、パケット転送においては、ネットワ
ークインタフェース４１〜４４のそれぞれからパケット
受信するとき、該受信パケットはポート５１〜５４のい
ずれを介して受信されたかを識別して、受信したパケッ
トとともに該受信ポート識別情報もアドレス解決／ヘッ
ダ更新部２３に与える。

【００５６】検索エンジン２２は、アドレス解決／ヘッ
ダ更新部２３の検索要求に応じてフローデータベース２
１ｂのエントリの検索を実行する。

【００５７】アドレス解決／ヘッダ更新部２３は、受信
したＩＰパケットのヘッダ情報のチェック、中継可否の
判定、中継先の判定、ヘッダ情報の更新およびパケット
スイッチコントローラ１２へのパケット中継先の通知な
どを処理する。

【００５８】ＲＯＭ２４には、予め自ノード物理アドレ
スが格納されており、該中継装置の電源立上げ時にＣＰ
Ｕ１によりキャッシュメモリ２１中の物理アドレスデー
タベース２１ａに登録される。

【００５９】ネットワークインタフェース４１〜４４の
それぞれは、接続先の各種ネットワークメディアとの間
でのデータの送受信およびパケットスイッチコントロー
ラ１２との間でのデータの送受信を処理する。

【００６０】図３は、図１のフローデータベースの構成
例を示す図である。図３においてフローデータベース２
１ｂには複数のエントリＥｉ（以下、ｉ＝１，２，３，
…，ｎ）が登録されて、エントリＥｉにはキーＦｉとＩ
Ｐパケットの中継処理のために用いられる中継情報Ｉｉ
とデータベースを構成するために必要なデータベース管
理情報Ｒｉが登録される。

【００６１】キーＦｉには各フローの開始ごとに、ＣＰ
Ｕ１により該フロー開始時に受信したＩＰパケットの内
容に基づいて所定条件で生成された検索キーが登録され
る。その後は、ＣＰＵ１または検索エンジン２２により
受信したＩＰパケットの内容に基づいて生成される前述
の検索キーに基づいてフローデータベース２１ｂが検索
される。

【００６２】その結果、検索キーに一致するキーＦｉが
あれば、該キーＦｉに対応の中継情報Ｉｉを用いて該Ｉ
Ｐパケットの中継処理が実行される。なければ、すなわ
ち各フロー開始時の受信パケットであれば、フローデー
タベース２１ｂにはＣＰＵ１により新規エントリＥｉが
登録される。新規エントリＥｉには該検索キーがキーＦ
ｉとして登録されるとともに、ＣＰＵ１により生成され
た中継情報Ｉｉが登録される。

【００６３】中継情報Ｉｉは各フロー開始時には、該中
継装置の構成、ネットワーク管理ソフトウェアによる設
定内容、ルーティングテーブル２２Ｂの内容および各種
プロトコルなどに基づいて得られて設定される。

【００６４】中継情報Ｉｉは中継可否情報Ｈｉ、データ
リンク層ヘッダ情報Ｊｉ、統計情報Ｋｉ、エイジ情報Ｌ
ｉおよび中継先ポート情報Ｐｉを含む。

【００６５】中継可否情報Ｈｉは対応のキーＦｉに該当
するＩＰパケットを受信したとき、該パケットを次のノ
ードに中継するか廃棄するかＣＰＵ１の処理に委ねるか
を決定するための情報である。

【００６６】データリンク層ヘッダ情報Ｊｉは、受信し
たＩＰパケットを、中継先ネットワークのプロトコルに
準じるパケット形式となるようなヘッダ情報に更新する
ために必要とされる情報である。

【００６７】中継先ポート情報Ｐｉは中継するＩＰパケ
ットを該中継装置のどのポートから送信するかを示す情
報である。

【００６８】データリンク層ヘッダ情報Ｊｉは、対応す
る中継可否情報Ｈｉにより中継すると決定されたＩＰパ
ケットについて、データリンク層のヘッダ情報として書
込まれる。これにより、該ＩＰパケットはデータリンク
層のヘッダ情報が更新された後に次のノードに中継され
る。

【００６９】統計情報ＫｉはフローごとのＩＰパケット
のデータ流量についての統計値、たとえば該中継装置が
受信したＩＰパケット数または受信したＩＰパケットに
関するオクテット数を示す。この値は中継処理ごとにＣ
ＰＵ１のソフトウェア処理または他のハードウェアによ
り更新される。

【００７０】エイジ情報Ｌｉは対応のエントリＥｉが登
録されてからの経過時間を示し、一旦、登録されるとそ
の後はＣＰＵ１により中継処理とは別に一単位時間ごと
に更新（エイジング処理）される。

【００７１】前述のエイジング処理においてＣＰＵ１は
あるエントリＥｉが検索エンジン２２により使用（参
照）されたことが、たとえばフラグなどの情報により示
される場合には、当該エントリＥｉのエイジ情報Ｌｉを
最も若い年を示す状態にリセットする。エイジング処理
時に、最も年をとったエイジ情報Ｌｉに対応のエントリ
Ｅｉは、該当するフローは非活性であるとみなして、該
エントリＥｉに関する情報をフローデータベース２１ｂ
から削除する。これによりフローデータベース２１ｂの
メモリ領域が有効利用される。

【００７２】ここでは、ＣＰＵ１によりエイジング処理
するとしているが、ハードウェアで実装することも可能
である。

【００７３】また、フローデータベース２１ｂの有効利
用に関して、フローデータベース２１ｂに登録可能な最
大エントリＥｉの数を保持して、この最大値を超えてエ
ントリＥｉの登録が行なわれようとする場合には、予め
定められた取決めに従って新規エントリを登録するよう
にしてもよい。

【００７４】図４は、図１のパケット中継装置における
中継されるパケットについての中継処理のフローチャー
トである。次に、図１〜図４を参照して、中継処理につ
いて説明する。

【００７５】ここでは、ネットワークにおけるパケット
通信処理の反復性を利用して、各フローについての最初
（先頭）の受信パケットのみＣＰＵ１によるソフトウェ
ア処理で柔軟に中継判断を行なって中継し、それ以降に
連続して受信される多数のパケットについてはハードウ
ェアのみで高速に中継処理するものである。

【００７６】なお、この中継処理においては、チェック
サムＣＳを用いたデータの信頼性チェック、エイジ情報
Ｌｉおよび統計情報Ｋｉの更新に関する処理は受信パケ
ットを中継処理するごとに実行されているが、ここでは
それらの処理については簡単に説明する。

【００７７】まず、ＩＰパケットがネットワークインタ
フェース４１〜４４のいずれかを介してパケットスイッ
チコントローラ１２で受信されると、アドレス解決／ヘ
ッダ更新部２３はパケットスイッチコントローラ１２よ
り受信通知（受信パケットのヘッダ情報と受信ポート識
別情報）を受けて、検索エンジン２２に対してキャッシ
ュメモリ２１中の物理アドレスデータベース２１ａの検
索を要求する。

【００７８】このときの検索キーは受信パケット中の送
信先物理アドレスＤＡであり、このアドレスＤＡは検索
エンジン２２により物理アドレスデータベース２１ａ中
のデータと照合されて、データベース２１ａ中の自ノー
ド物理アドレスと一致すれば該受信パケットは自ノード
（中継装置）宛であると判断されて、以降の処理が開始
される（図４の１０１）。

【００７９】次に、アドレス解決／ヘッダ更新部２３を
検索エンジン２２から該受信パケットは自中継装置宛で
あるとの判定結果を受けると、該受信パケットのタイプ
情報ＴＹにより、そのプロトコルを識別して検索エンジ
ン２２に対して識別されたプロトコルに対応のフローデ
ータベース２１ｂの検索を要求するので、検索エンジン
２２は要求されたフローデータベース２１ｂを検索する
（１０２）。

【００８０】このときの検索キーは、受信パケットのタ
イプ情報ＴＹごとにＣＰＵ１により予め設定された関数
（条件）に従って決定されるものである。ここでは、受
信パケット中のバージョン番号ＶＥＲ、ＴＴＬ、プロト
コル番号ＰＲＯ、送信先および送信元ネットワークアド
レスＩＰ−ＤＡおよびＩＰ−ＳＡ、送信先および送信元
トランスポート層ポート番号ＤＰおよびＳＰ、ならびに
受信ポート識別情報の組合せにより決定される。

【００８１】検索キーの構成を決定する関数（条件）
は、受信パケットのプロトコルヘッダ中のフィールドの
内容のサブセットを含んでキーの生成を指示するような
条件であり、このサブセットはユーザの所望（セキュリ
ティや優先制御など）に応じて任意に変更可能である。

【００８２】このサブセットは、たとえばネットワーク
層プロトコル、プロトコルのバージョン、サービスタイ
プ、送信元／送信先ネットワークアドレスＩＰ−ＳＡ／
ＩＰ−ＤＡ、送信元／送信先トランスポート層ポート番
号ＳＰ／ＤＰなどを組合せたもので決定されてもよい。

【００８３】また、このサブセットに受信ポート識別情
報、送信元物理アドレスＳＡが属するＶＬＡＮの識別子
を組合せたものを検索キーとして用いてもよい。

【００８４】これらのサブセットにより、データの属性
（送受信先など）に基づいてパケット中継の可否を任意
に設定変更できるので、データ通信におけるセキュリテ
ィおよび優先制御を容易に獲得できる。

【００８５】検索キーを用いて、検索エンジン２２は対
応プロトコルのフローデータベース２１ｂを検索してヒ
ット（該検索キーと一致するキーＦｉを有するエントリ
Ｅｉがある）したか否かをアドレス解決／ヘッダ更新部
２３に通知する。このとき、ヒットしたエントリＥｉに
対応する中継情報Ｉｉが検索結果としてアドレス解決／
ヘッダ更新部２３に通知される。

【００８６】アドレス解決／ヘッダ更新部２３は検索エ
ンジン２２から受けた検索結果の通知に基づいてヒット
と判定すれば（１０３でＹＥＳ）、該通知とともに受理
した中継情報Ｉｉを用いて該受信パケットのデータリン
ク層ヘッダ情報を更新するとともに、該パケットのＴＴ
ＬおよびチェックサムＣＳを更新して、その後送信先ポ
ートを指定し、パケットスイッチコントローラ１２へ該
受信パケットが送出されるように要求する（１０６）。

【００８７】これにより、該受信パケットは中継処理さ
れる。一方、中継しないと判定すれば、該受信パケット
は対応の中継可否情報Ｈｉの内容に従って廃棄される
か、あるいはＣＰＵ１による処理を待つ行列にキューイ
ングされる。

【００８８】前述の検索によりヒットしなければ（１０
３でＮＯ）、ＣＰＵ１に受信パケットに関する情報が通
知される。ＣＰＵ１は受理した受信パケットに関する情
報に基づいて、該パケットを中継するか廃棄するか判断
して、中継する場合には次のようなソフトウェア処理を
行なう（１０４）。

【００８９】まず、該パケットは新たなフローの先頭の
パケットであるから、ルーティングテーブル２２Ｂを参
照して中継先ポートを決定し、該パケットのデータリン
ク層のヘッダ情報、ネットワーク層のヘッダ情報中のＴ
ＴＬならびにチェックサムＣＳを更新して、指定の送信
先ポートから該パケットが送出されるようにパケットス
イッチコントローラ１２に指示する。

【００９０】次に、今回、ＣＰＵ１により中継されたパ
ケットはフローデータベース２１ｂにてヒットしなかっ
たもの、すなわちフローデータベース２１ｂにエントリ
Ｅｉとして未登録の新たなフローの開始パケットである
ので、ＣＰＵ１は前述の検索で用いられた検索キーと関
連づけるキーＦｉと、対応の中継情報ＩｉをエントリＥ
ｉとしてフローデータベース２１ｂに新たに登録し、対
応のエイジ情報Ｌｉを初期化する。

【００９１】図５は、図１の中継装置におけるパケット
中継時のＣＰＵ処理（ソフトウェア処理）と非ＣＰＵ処
理（ハードウェア処理）の区分を模式的に示す図であ
る。

【００９２】図５のＣＰＵ処理はＣＰＵ１によるソフト
ウェア処理であって、一般的なルーター機能に加えて、
新しいフローの検出、検出された新フローについてのフ
ローデータベース２１ｂへの登録、中継処理およびエイ
ジ情報Ｌｉの初期設定を行なう。ＣＰＵ１による中継処
理速度は低速である。

【００９３】これに対し図５の非ＣＰＵ処理では、自ノ
ード宛のパケットの検出、パケット中のヘッダ情報の抽
出、プロトコルの判別、検出キーを生成してフローデー
タベースの検索、検索によるヒット時のヒットした登録
内容に基づく中継可否判断、中継先決定およびヘッダ情
報の更新、ならびにパケット送信時のキューイングなど
ルーティングに必要な処理すべてがＣＰＵ１の介在なし
に行なわれる。したがって、ＣＰＵ１で同じ処理を行な
うのに比較して、より高速な処理が可能となる。

【００９４】今回開示された実施の形態はすべての点で
例示であって制限的なものではないと考えられるべきで
ある。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求
の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味お
よび範囲内でのすべての変更が含まれることが意図され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態によるパケット中継装置
のブロック図である。

【図２】この発明の実施の形態によるＩＰパケットのフ
ィールド構成例を示す図である。

【図３】図１のフローデータベースの構成例を示す図で
ある。

【図４】図１の中継装置における中継されるパケットに
ついての中継処理のフローチャートである。

【図５】図１の中継装置におけるパケット中継時のＣＰ
Ｕ処理（ソフトウェア処理）と非ＣＰＵ処理（ハードウ
ェア処理）の区分を模式的に示す図である。

【符号の説明】

１ ＣＰＵ ２１ キャッシュメモリ ２２ 検索エンジン ２３ アドレス解決／ヘッダ更新部 ４１〜４４ ネットワークインタフェース ５１〜５４ ポート ２１ｂ フローデータベース Ｅｉ エントリ Ｆｉ キー Ｉｉ 中継情報 なお、各図中同一部分は同一または相当部分を示す。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数ポートを有し、前記複数ポートを介
   して受信したパケットを中継処理するためのパケット中
   継装置であって、 複数の異なるキーと前記キーのそれぞれに対応して前記
   中継処理のための中継情報が登録される各種のプロトコ
   ルに対して設けられたテーブルを記憶するキャッシュメ
   モリと、 前記パケットの受信時、受信パケットについて所定条件
   に従って生成されたキーを前記受信パケットのプロトコ
   ルに対応の前記テーブルから検索する検索手段と、 前記検索の結果に基づいて、前記受信パケットに対して
   前記中継情報を用いて前記中継処理を行なう中継手段と
   をさらに有し、 前記中継手段は、 前記検索によるヒット時、ヒットした前記キーに対応の
   前記中継情報を参照して前記受信パケットに対して前記
   中継処理を行なうヒット時中継手段と、 前記検索によるミスヒット時、 前記中継情報を生成して前記受信パケットに対して前記
   中継処理を行なうミスヒット時中継手段と、 前記検索されたテーブルに、前記検索のために生成され
   たキーと前記ミスヒット時中継手段により生成され前記
   中継情報とを対応させて登録する登録手段とを備え、 前記所定条件は、前記受信パケットのプロトコルヘッダ
   中のフィールドの内容のサブセットを含んで前記キーの
   生成を指示する条件であり、前記サブセットは任意に変
   更可能であることを特徴とする、パケット中継装置。
2. 【請求項２】 前記サブセットは、前記受信パケットの
   トランスポート層以下のプロトコルヘッダ中のフィール
   ドの内容からなることを特徴とする、請求項１に記載の
   パケット中継装置。
3. 【請求項３】 前記所定条件は、前記複数ポートのうち
   前記パケットを受信したポートを識別する情報をさらに
   含んで前記キーの生成を指示する条件であることを特徴
   とする、請求項１または２に記載のパケット中継装置。
4. 【請求項４】 前記中継情報は対応する前記キーに該当
   する前記受信パケットの量を示す受信パケット量情報を
   含み、 前記中継手段は、前記中継処理に応じて該中継処理に用
   いられた前記中継情報中の前記受信パケット量情報を更
   新するパケット量更新手段をさらに備える、請求項１な
   いし３のいずれかに記載のパケット中継装置。
5. 【請求項５】 前記中継情報は、前記テーブルに登録お
   よび前記検索手段により最新に検索されてからの経過時
   間を示す時間情報を含み、 前記テーブル中の前記中継情報のそれぞれについて前記
   時間情報を前記経過時間を示すように更新する時間更新
   手段と、 前記時間更新手段により更新された前記時間情報に基づ
   いて、前記テーブルから前記キーと対応する前記中継情
   報を削除する削除手段とをさらに備えた、請求項１ない
   し４のいずれかに記載のパケット中継装置。