KR20000028645A

KR20000028645A - 패킷 중계 장치

Info

Publication number: KR20000028645A
Application number: KR1019990038289A
Authority: KR
Inventors: 야자끼다께끼; 아이모또다께시; 스가이가즈오; 마쯔야마노부히또
Original assignee: 가나이 쓰토무; 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼; 우에야마 테쯔로오; 가부시키가이샤 히타치 인포메이션 테크놀로지
Priority date: 1998-10-05
Filing date: 1999-09-09
Publication date: 2000-05-25
Also published as: EP1560373A3; EP1764955A3; DE69935683T2; US20040202184A1; CA2282159A1; DE69926109T2; US7408935B2; EP0993153A1; EP1560373B1; CA2282159C; KR100333250B1; DE69942592D1; US6768738B1; CN1155205C; EP1560373A2; EP1764955A2; EP0993153B1; EP1764955B1; DE69935683D1; DE69926109D1

Abstract

복수의 회선 대응부를 구비하는 패킷 중계 장치에 있어서, 수신 패킷의 헤더 정보를 기초로 루팅 테이블을 참조하여, 각 패킷을 출력하여야 할 상기 출력 회선 중 1개를 특정하는 루팅 처리 유닛과, 각각 플로우 조건과 제어 정보를 포함하는 복수의 엔트리가 등록된 엔트리 테이블을 참조함으로써, 상기 수신 패킷의 헤더 정보와 플로우 조건이 일치하는 엔트리로 정의된 제어 정보를 검색하는 플로우 검출 유닛과, 상기 수신 패킷을 상기 루팅 처리 유닛으로 특정된 출력 회선에 접속된 회선 대응부에 전송하는 패킷 전송 유닛으로 이루어진다. 상기 엔트리 테이블은 각 패킷에 수반하는 플로우 속성의 값과 대응한 복수의 서브 테이블로 이루어지며, 상기 플로우 검출 유닛이 각 수신 패킷과 대응한 플로우 속성의 값에 따라 특정된 서브 테이블로부터 상기 제어 정보를 검색하고, 상기 패킷 전송 유닛이 상기 플로우 검출 유닛으로부터 통지된 제어 정보에 따라서, 상기 각 수신 패킷의 상기 회선 대응부로의 전송을 제어한다.

Description

패킷 중계 장치{PACKET FORWARDING APPARATUS WITH A FLOW DETECTION TABLE}

본 발명은 복수의 네트워크를 서로 접속하여 네트워크 간에서 패킷을 중계하는 패킷 중계 장치에 관한 것이다.

인터넷 사용자의 증가에 따라, 인터넷을 흐르는 트래픽(패킷)이 급증하고 있다. 인터넷에서 이용되고 있는 패킷형 통신 방식에서는, 다수의 사용자로부터의 패킷이 동일한 회선을 공용 사용할 수 있기 때문에, 대역당 비용을 낮게 억제할 수 있다. 또한, 사용자마다 품질 제어 등의 엄밀한 관리가 행해지지 않았던 것도 저비용 실현의 요인이 되고 있다.

상기 패킷형 통신 방식이 갖는 저비용의 이점에 따라, 종래, 전용망으로 실현하고 있던 전화망이나 기업망을 인터넷으로 통합하여 통신 비용 저감을 실현하고자 하는 움직임이 일어나고 있었다. 이들 복수의 네트워크를 통합하기 위해서는 종래의 전화망이나 기업망으로 행해지고 있던 저지연 시간이나 저폐기율 등의 통신 품질(QoS : Quality of Service)이나 시큐러티를 인터넷 상에서도 실현할 필요가 있다.

QoS를 실현하는 QoS 제어는 제어 대상이 되는 구체적인 용도(전화 트래픽 등)나 개별 사용자(기업 등)를 식별하면서, 각 패킷을 계약에 따른 우선도로 전송 제어하지 않으면 안된다. QoS 제어는 ATM(Asynchronous Transfer Mode) 교환기로 일반적이 되고 있다. ATM 교환기의 QoS 제어는 네트워크의 입구에서 계약된 대역의 위반 유무를 감시하기 위한 대역 감시 장치와, 계약 대역을 준수하고 있는 패킷에 대하여 계약된 우선도로 우선 전송하기 위한 우선 전송 장치에 의해서 실현되고 있다.

ATM 교환기에서의 우선 전송 장치에 관해서는 예를 들면, 특개평 6-197128호(종래 기술 1)에 기재되어 있다. 종래 기술 1에서는 각 출력 회선마다 CBR(Constant Bit Rate)용과 VBR(Variable Bit Rate)용의 2개의 출력 버퍼를 설치하고, CBR용 버퍼에 축적된 셀의 출력 우선도를 VBR용 버퍼에 축적된 셀보다도 높게 함으로써, 통신 지연에 엄격한 제약을 갖는 CBR 트래픽의 셀군에 대해서 ATM 교환기 내에서의 통신 지연 시간을 일정치 이내로 억제하고 있다.

또한, ATM 교환기에서의 대역 감시 기능에 대해서는 예를 들면, "The ATM Forum Traffic Management Specification Version 4.0"의 제4장(종래 기술 2)에 기재되어 있다. 종래 기술 2는 네트워크의 입구에서 대역 감시의 알고리즘인 GCRA(Generic Cell Rate Algorithm)에 기초하는 대역 감시를 행함으로써, 특정 사용자가 네트워크의 자원을 점유하는 것을 방지할 수 있도록 하고 있다.

ATM 교환기는 단말 간에 커넥션을 설정한 후에 고정 길이의 사용자 패킷이 통신되는 커넥션형 통신을 위한 접속 장치이며 입력 회선으로부터 서브를 수신하면, 입력 셀의 헤더에 포함되는 커넥션 정보(사용자나 용도를 나타내는 정보)에 기초하여, ATM 교환기가 구비하는 커넥션 정보 테이블 내로부터 대역 감시 정보와 셀 전송의 우선도 정보 등의 QoS 제어 정보를 판독하고, 해당 대역 감시 정보를 기초하여 대역 감시를 행하고 우선도 정보에 따라서 우선 전송을 실행한다.

한편, 루터 장치는 단말 간에 미리 커넥션을 설정하지 않고 사용자 패킷이 통신되는 패킷형(비접속형) 통신을 위한 접속 장치이며, ATM 교환기와 같이 대역 감시 정보나 QoS 제어 정보를 기억하기 위한 커넥션 정보 테이블을 가지고 있지 않다. 이 때문에, 루터 장치로 우선 전송 제어나 대역 감시를 행하기 위해서는 입력 패킷마다 헤더 정보로부터 대역 감시 정보나 우선도 정보를 검출하기 위한 플로우 검출 장치를 구비하고, 상기 플로우 검출 장치에 따라 검출된 대역 감시 정보와 우선도 정보에 기초하여 대역 감시와 우선 전송을 제어할 필요가 있다.

또, 본원 명세서에서는 패킷 헤더에 포함되는 복수 항목의 파라메터 정보의 조합으로 정의된 패킷 식별 조건을 「플로우 조건」, 플로우 조건에 일치하는 일련의 패킷으로 이루어지는 트래픽을 「플로우」, 수신 패킷의 헤더 정보가 소정의 플로우 조건에 일치하는지의 여부를 판정하는 것을 「플로우 검출」이라고 부르기로 한다.

루터 장치에서의 QoS 제어에 관해서는 예를 들면, 특개평 6-232904호(종래 기술 3)에 개시되어 있다. 상기 종래 기술 3에 개시된 루터는 QoS 제어를 실행하기 위해서 패킷 헤더 내에 포함될 것인 우선도 식별 정보와 프로토콜(상위 어플리케이션) 정보와의 모든 조합과 대응하여 우선도를 유지하는 매핑 테이블을 구비하고, 각 입력 패킷의 우선도를 상기 매핑 테이블로 판정하여 우선 전송 제어를 실행하고 있다.

루터 장치에서의 QoS 제어에 관한 다른 종래 기술로서 IETF(Internet Engineering Task Force)의 RFC2475(종래 기술4)가 나타나는 Diffserv(Differentiated Service)가 있다.

종래 기술 4에 따르면, 예를 들면, 기업망 A, B, C, D와 인터넷(325) 간에서 QoS가 계약되는 도 2의 네트워크에서 인터넷(325)의 입구에 위치한 경계 노드라고 불리는 에지 루터(326, 327)는 기업망(321, 324)으로부터의 패킷을 수신하면, 클래시파이어라고 불리는 플로우 검출 장치에 따라, TCP/IP 헤더 내의 송신원과 목적지의 IP 어드레스, 송신원과 목적지의 포트 번호, 프로토콜 등을 플로우 조건으로 하여 플로우 검출을 행하고 있다. 각 경계 노드는 클래시파이어로 검출된 각 플로우마다 대역을 감시하고, 인터넷(325)에서의 우선도를 나타내는 DS의 판정 결과를 각 수신 패킷의 DS 필드(TOS 필드)에 기록한다. 인터넷(325)의 코어 노드인 백본 루터(종래 기술 4에서는 인테리어 노드라고 불리고 있다 ; 328)는 각 패킷을 상기 DS 필드의 값에 기초하여 QoS 제어한다.

플로우 검출은 시큐러티를 유지하기 위한 필터링에서도 필요한 기술이다. 예를 들면, 커넥션형 통신망에서는 각 단말마다 미리 허가된 통신 상대 간에는 커넥션을 확립하고 허가되어 있지 않은 통신 상대 간에는 커넥션의 설정을 금지하도록 제어함으로써 예기치 않은 단말로부터의 셀의 수신을 회피할 수 있다. 그러나, 커넥션 설정을 행하는 일 없이 통신이 개시되는 패킷형 통신망에서는 각 단말이 망에 연결되는 다른 모든 단말로부터의 패킷을 수신할 가능성이 있기 때문에, 예기치 않은 상대로부터의 패킷을 완전하게 폐기하기 위한 필터링 기능이 필요해진다.

수신 패킷을 필터링하기 위해서는 루터는 QoS 제어와 마찬가지로 각 입력 패킷에 대해서, 필터링 대상 패킷을 식별하기 위한 플로우 검출을 행함으로써 패킷 전송의 가부를 나타내는 제어 정보를 생성하고, 입력 패킷을 선택적으로 전송 또는 폐기할 필요가 있다.

루터 장치에서의 필터링에 관해서는 예를 들면, 특개평 6-104900호(종래 기술 5)에 기재되어 있다. 종래 기술 5에서는 LAN 간 접속 장치에 송신원 어드레스와 목적지 어드레스와의 대응 관계를 나타내는 필터링 테이블을 설치하고, 상기 필터링 테이블에 등록된 송신원 어드레스로부터 목적지 어드레스로의 패킷만 전송 대상으로 함으로써 필터링을 실현하고 있다.

인터넷·사용자의 증가에 따라, 각 루터로 검출하여야 할 플로우수가 증가하면, 각 루터에는 다수의 플로우 조건을 설정 가능한 플로우 검출 장치가 필요해진다. 또한, 인터넷 상을 흐르는 트래픽의 증가와 회선 속도의 고속화에 따라, 각 루터에는 1패킷당 처리 소요 시간의 단축과, 대량의 플로우 조건 엔트리 하에서 QoS 제어(우선 전송, 대역 감시 등)나 필터링을 고속으로 행하는 것이 요구된다. 또한, 루터의 관리자에게 있어서는 다종 다양의 플로우 조건을 루터의 엔트리 테이블에 용이하게 설정할 수 있는 것이 바람직하다. 그러나, 종래 기술 3, 4, 5에서는 이들의 과제는 해결되어 있지 않다.

본 발명의 주된 목적은, 사용자 식별 정보, 프로토콜 정보, 우선도 식별 정보 등을 포함하는 복수의 항목으로 이루어지는 플로우 조건을 대량으로 설정할 수 있으며, 플로우 검출, QoS 제어, 필터링을 고속으로 행할 수 있는 패킷 중계 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 루터 관리자의 요망에 유연하게 대응하여, 다종 다양의 플로우 조건을 용이하게 등록 가능한 패킷 중계 장치를 제공하는 것에 있다.

예를 들면, 도 46에 도시한 바와 같이, 루터 간이 ATM 네트워크나 프레임 릴레이 네트워크로 접속된 네트워크에서는 공중 ATM 네트워크(4301)에 과잉 트래픽에 의한 폭주가 발생하고 QoS를 유지할 수 없게 될 가능성이있다. 이 때문에, 루터 간을 접속하는 ATM 네트워크나 프레임 릴레이 네트워크에서도 고속의 QoS 제어가 필요해지지만 종래 기술 3, 4, 5에서는 이들의 네트워크에서 필요로 되는 고속 플로우 검출이나 QoS 제어를 위한 VC/VP(Virtual Channel/Virtual Path), DLCI 등의 커넥션의 결정 방법에 관하여 유익한 기술적 개시에 부족하다.

본 발명의 다른 목적은, VC/VP 혹은 DLCI를 신속하게 결정하고, ATM 네트워크나 프레임 릴레이 네트워크의 QoS 제어에 유효한 루터 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 패킷 중계 장치는 각 입력 패킷이 속하는 플로우를 검출하기 위해서 참조되는 엔트리 테이블을 각 패킷에 수반하는 플로우 속성의 값과 대응한 복수의 서브 테이블로 분할한 것을 특징으로 한다.

더 상술하면, 본 발명에 따른 패킷 중계 장치는 각각 입력 회선과 출력 회선에 접속된 복수의 회선 대응부를 구비하고,

상기 각 회선 대응부에서 입력 회선으로부터 수신한 패킷의 헤더 정보에 기초하여, 루팅 테이블을 참조하고 각 패킷을 출력해야 할 상기 출력 회선 중 하나를 특정하는 루팅 처리 유닛과 ;

각각 플로우 조건과 제어 정보를 포함하는 복수의 엔트리가 등록된 엔트리 테이블을 참조함으로써, 상기 수신 패킷의 헤더 정보와 플로우 조건이 일치하는 엔트리로 정의된 제어 정보를 검색하는 플로우 검출 유닛과;

상기 수신 패킷을 상기 루팅 처리 유닛으로 특정된 출력 회선에 접속된 회선 대응부에 전송하는 패킷 전송 유닛으로 이루어지며,

상기 엔트리 테이블이 각 패킷에 수반하는 플로우 속성의 값과 대응한 복수의 서브 테이블로 이루어지며,

상기 플로우 검출 유닛이 각 수신 패킷과 대응한 플로우 속성의 값에 따라 특정된 서브 테이블로부터 상기 제어 정보를 검색하고, 상기 패킷 전송 유닛이 상기 플로우 검출 유닛으로부터 통지된 제어 정보에 따라서 상기 각 수신 패킷의 상기 회선 대응부로의 전송을 제어한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 엔트리 테이블이 복수의 엔트리를 기억하기 위한 제1 테이블과, 상기 제1 테이블 내의 엔트리를 액세스하기 위한 포인터 어드레스를 기억하는 리스트 테이블로 이루어지며, 상기 리스트 테이블이 상기 플로우 속성의 값과 대응한 복수의 서브 리스트 테이블로 분할되어 있으며, 상기 플로우 검출 유닛이 각 수신 패킷과 대응한 플로우 속성의 값에 의해서 특정된 서브리스트 테이블을 참조하고, 해당 서브 리스트 테이블에 기억된 포인터 어드레스에 기초하여 수신 패킷의 헤더 정보와 플로우 조건이 일치하는 엔트리를 검색한다.

상기 플로우 속성은 예를 들면, 수신 패킷의 입력 회선을 나타내는 회선 번호 또는 각 수신 패킷을 출력하여야 할 출력 회선을 나타내는 회선 번호이다.

상기 플로우 속성으로서는, 「수신 패킷의 헤더 정보에 포함되는 송신원 MAC 어드레스」로부터 도출된 MAC 식별자, 「수신 패킷의 헤더 정보에 포함되는 목적지 MAC 어드레스」로부터 도출된 MAC 식별자, 「수신 패킷의 헤더 정보에 포함되는 송신원 IP 어드레스」가 속하는 서브넷을 식별하기 위한 송신원 서브넷 식별자 또는 「수신 패킷의 헤더 정보에 포함되는 목적지 IP 어드레스」가 속하는 서브넷을 식별하기 위한 목적지 서브넷 식별자라도 좋다. 상기 엔트리 테이블에 등록된 각 엔트리는 상기 플로우 조건으로 하여, 예를 들면, 각 수신 패킷의 입력 회선을 나타내는 회선 번호, 각 수신 패킷의 출력 회선을 나타내는 회선 번호, 각 수신 패킷의 헤더에 포함되는 어드레스 정보, 어플리케이션 식별 정보 및 서비스 우선도의 식별 정보 중 적어도 한 종류를 포함한다.

본 발명에 따른 패킷 중계 장치는 예를 들면, 상기 엔트리 테이블에 등록된 각 엔트리가 상기 제어 정보로 하여, 각 수신 패킷의 출력 회선으로의 송신 우선도를 나타내는 우선도 정보와, 각 수신 패킷의 다른 출력 회선으로의 전송의 필요와 불필요를 나타내는 전송 제어 정보 중 적어도 한쪽을 포함하고,

상기 패킷 전송 유닛이 상기 플로우 검출 유닛으로부터 통지된 상기 제어 정보에 따라서, 상기 각 수신 패킷의 필터링 제어와, 출력 회선에 대한 패킷 전송에서의 우선 제어와의 적어도 한쪽을 행한다.

본 발명의 특징 중 하나는 상기 엔트리 테이블에 등록된 각 엔트리가 제어 정보로 하여, 각 수신 패킷의 출력 회선으로의 송신 우선도를 나타내는 우선도 정보와, TOS(Type of Service) 정보를 포함하고, 상기 패킷 전송 유닛이 상기 플로우 검출 유닛으로부터 제어 정보로서 통지된 것에 TOS 정보에 따라서 각 수신 패킷의 헤더 정보에 포함되는 TOS 정보를 재기록한 후, 상기 플로우 검출 유닛으로부터 상기 제어 정보로서 통지된 것에 우선도 정보에 따라서, 상기 각 수신 패킷의 출력 회선으로의 전송 우선도 제어를 행하는 구성에 있다.

본 발명의 다른 특징은, 상기 엔트리 테이블에 등록된 각 엔트리가 상기 제어 정보로서 우선도 정보와 커넥션 식별 정보를 포함하고, 패킷 전송 유닛이 상기 플로우 검출 유닛으로부터 제어 정보로서 통지된 커넥션 식별 정보를 각 수신 패킷에 부가한 후, 상기 플로우 검출 유닛으로부터 제어 정보로서 통지된 것에 우선도 정보에 따라서 상기 각 수신 패킷의 출력 회선으로의 전송 우선도 제어를 행하고, 상기 각 회선 대응부가 상기 패킷 전송 유닛으로부터 수신한 패킷을 출력 회선 상에 형성된 상기 커넥션 식별 정보와 대응하는 커넥션에 출력하는 구성에 있다.

본 발명의 더 다른 특징은, 상기 리스트 테이블이 필터링용 제1 리스트 테이블과 전송 제어용 제2 리스트 테이블로 이루어지며, 상기 제1, 제2 리스트 테이블이 각각 플로우 속성의 값과 대응한 복수의 서브 테이블로 분할되어 있으며, 상기 플로우 검출 유닛이 각 수신 패킷마다 상기 제1, 제2 리스트 테이블을 선택적으로 참조함으로써, 해당 패킷에 관계하는 필터링용 제어 정보와 전송 제어용 제어 정보를 검색하는 구성에 있다.

본원이 해결하고자 하는 그 밖의 과제, 그 해결 장치는 본원 발명의 실시예 및 도면에서 명백하게 한다.

도 1은 본 발명의 루터의 구성을 나타내는 블럭도.

도 2는 인터넷의 구성도.

도 3은 네트워크에서의 패킷의 포맷을 나타내는 도면.

도 4는 루터 내에서의 패킷의 포맷을 나타내는 도면.

도 5는 IP 어드레스의 포맷을 나타내는 도면.

도 6은 선형 서치에 의한 엔트리 테이블 검색을 설명하기 위한 도면.

도 7은 본 발명에 따른 입력 회선 한정 방식의 엔트리 테이블 구조의 일 실시예를 나타내는 도면.

도 8은 본 발명에 따른 입력 회선 한정 방식의 엔트리 테이블 구조의 다른 실시예를 나타내는 도면.

도 9는 본 발명에 따른 SMAC 한정 방식의 엔트리 테이블 구조의 일 실시예를 나타내는 도면.

도 10은 본 발명에 따른 송신원 서브넷 한정 방식의 엔트리 테이블 구조의 일 실시예를 나타내는 도면.

도 11은 본 발명에 따른 입력 회선 한정 방식의 엔트리 테이블을 적용한 플로우 검출부의 동작을 나타내는 플로우차트.

도 12는 본 발명에 따른 입력 회선 한정 방식의 플로우 검출부의 일 실시예를 나타내는 블럭도.

도 13은 본 발명에 따른 SAMAC 한정 방식의 플로우 검출부의 일 실시예를 나타내는 블럭도.

도 14는 본 발명에 따른 송신원 서브넷 한정 방식의 엔트리 테이블을 적용한 플로우 검출부의 동작을 나타내는 플로우차트.

도 15는 본 발명에 따른 송신원 서브넷 한정 방식의 플로우 검출부(1012)의 일 실시예를 나타내는 블럭도.

도 16a는 복수의 처리가 직렬적으로 실행된 플로우 검출의 타임 시퀀스를 나타내는 도면.

도 16b는 복수의 처리가 파이프 라인 처리된 플로우 검출의 타임 시퀀스를 나타내는 도면.

도 17은 엔트리 테이블과 리스트 테이블과 조건 일치 판정부의 배치 관계를 설명하기 위한 도면.

도 18은 복수의 루터가 버스로 접속된 네트워크의 구성도.

도 19는 종래의 선형 서치 방식에 의한 플로우 검출과, 본 발명에 따른 입력 회선 한정 방식 및 출력 회선 한정 방식에 의한 플로우 검출과의 성능 비교도.

도 20은 종래의 선형 서치 방식에 의한 플로우 검출과, 본 발명에 따른 송신원 서브넷 한정 방식 및 목적지 서브넷 한정 방식에 의한 플로우 검출과의 성능 비교도.

도 21은 직렬 처리와 파이프 라인 처리와의 성능 비교도.

도 22는 우선도 정보 외에 대역 감시 정보와 재기록 TOS 정보가 정의된 본 발명에 따른 엔트리 테이블의 다른 실시예를 나타내는 도면.

도 23은 우선도 정보, 대역 감시 정보 및 재기록 TOS 정보를 판정하기 위한 조건 체크 결과 판정부의 1 실시예를 나타내는 블럭도.

도 24는 헤더 처리부의 다른 실시예를 나타내는 블럭도.

도 25는 우선도 정보 외에, 대역 감시 정보와 재기록 TOS 정보를 판정하기 위한 본 발명에 따른 입력 회선 한정 방식의 플로우 검출부의 다른 실시예를 나타내는 플로우차트.

도 26은 우선도 정보 외에 커넥션 정보가 정의된 본 발명에 따른 엔트리 테이블의 더욱 다른 실시예를 나타내는 도면.

도 27은 우선도 정보와 커넥션 정보를 판정하기 위한 조건 체크 결과 판정부의 1 실시예를 나타내는 블럭도.

도 28은 우선도 정보와 커넥션 정보를 판정하기 위한 본 발명에 따른 입력 회선 한정 방식의 플로우 검출부의 다른 실시예를 나타내는 플로우차트.

도 29는 필터링을 실행하기 위한 제어 정보가 정의된 본 발명에 따른 엔트리 테이블의 다른 실시예를 나타내는 도면.

도 30은 필터링을 실행하기 위한 조건 체크 결과 판정부의 일 실시예를 나타내는 블럭도.

도 31은 필터링 기능을 구비한 본 발명에 따른 입력 회선 한정 방식의 플로우 검출부의 다른 실시예를 나타내는 플로우차트.

도 32는 QoS 제어 정보와 필터링 제어 정보가 정의된 본 발명에 따른 엔트리 테이블의 다른 실시예를 나타내는 도면.

도 33은 QoS 제어 정보와 필터링 제어 정보를 동시에 판정하기 위한 조건 체크 결과 판정부의 일 실시예를 나타내는 블럭도.

도 34는 QoS 제어와 필터링을 동시에 행하는 동시 검출 모드의 플로우 검출부의 동작을 나타내는 플로우차트.

도 35는 QoS 제어와 필터링을 교대로 행하기 위한 리스트 테이블과 엔트리 테이블의 일 실시예를 나타내는 도면.

도 36은 QoS 제어와 필터링을 교대로 행하는 2단계 검출 모드의 플로우 검출부의 일 실시예를 나타내는 블럭도.

도 37은 2단계 검출 모드의 플로우 검출부의 동작을 나타내는 플로우차트.

도 38은 동시 검출 모드용 엔트리 테이블에서 필터링과 QoS 제어의 플로우 조건이 동일한 경우의 엔트리 내용의 일 예를 나타내는 도면.

도 39는 2단계 검출 모드용 엔트리 테이블에서 필터링과 QoS 제어의 플로우 조건이 동일한 경우의 엔트리 내용의 일 예를 나타내는 도면.

도 40은 동시 검출 모드용 엔트리 테이블에서 필터링과 QoS 제어의 플로우 조건이 다른 경우의 엔트리 내용의 일 예를 나타내는 도면.

도 41은 2단계 검출 모드용 엔트리 테이블에서 필터링과 QoS 제어의 플로우 조건이 다른 경우의 엔트리 내용 일 예를 나타내는 도면.

도 42는 동시 검출 모드와 2단계 검출 모드의 전환을 가능하게 하는 엔트리 테이블의 일 실시예를 나타내는 도면.

도 43은 동시 검출 모드와 2단계 검출 모드의 전환이 가능한 조건 체크 결과 판정부를 나타내는 블럭도.

도 44는 검출 모드 변환이 가능한 플로우 검출부의 동작을 나타내는 플로우차트.

도 45는 어플리케이션과 포트 번호의 대응을 나타내는 도면.

도 46은 복수의 기업망이 공중 ATM 네트워크로 접속된 네트워크를 나타내는 도면.

＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＞

11 : 헤더 정보

12 : 출력 회선 정보

13 : 패킷 우선도 정보

14 : NIP 정보

15 : DAMAC 정보

16 : 서브넷 식별자 정보

17 : 패킷 대역 감시 정보

18 : 대역 감시 결과 정보

19 : 패킷 재기록 TOS 정보

20 : 패킷 커넥션 정보

21 : 패킷 전송 가부 정보

우선, 본 발명의 이해를 쉽게 하기 위해서 선형 서치 방식의 플로우 검출에서의 문제점에 대하여 도 3 - 도 6을 참조하여 설명한다.

도 3은 네트워크에서의 패킷의 포맷의 일례를 나타낸다.

네트워크에서의 패킷의 포맷은, 헤더부(410)와 데이타부(420)로 구성된다. 헤더부(410)는 그 패킷을 직전에 송출한 루터의 물리 어드레스(하드웨어 어드레스)를 나타내는 송신원 MAC(Source Address Media Access Control) 어드레스(SAMAC ; 400)와, 패킷을 다음에 수신하는 루터의 물리 어드레스를 나타내는 목적지 MAC(Destination Address Media Access Control) 어드레스(DAMAC : 401)와, 패킷의 송신원 단말의 어드레스를 나타내는 송신원 IP(Source IP) 어드레스(SIP : 402)와, 패킷의 수신 단말의 어드레스를 나타내는 목적지 IP(Destination IP) 어드레스(DIP : 403)와, 프로토콜(= 상위 어플리케이션)을 나타내는 송신원 포트(Source Port : 이하, 「SPORT」라고 한다 : 404) 및 목적지 포트(Destination Port : DPORT : 405)와, 네트워크 내에서의 패킷의 우선도를 나타내는 TOS(Type of Service) 또는 DS 필드(411)를 포함한다. 또한, 데이타부(420)는 사용자 데이타(406)를 포함한다.

도 3에서는 트랜스포트층의 프로토콜이 TCP(Transmission Control Protocol) 또는 UDP(User Datagram Protocol)로 네트워크층의 프로토콜이 IP(Internet Protocol)의 패킷의 포맷을 나타냈지만, 본 발명은 다른 프로토콜 예를 들면, 네트워크층의 프로토콜이 IPX 등이라도 좋다.

도 4는 루터 내부로 다루어지는 패킷의 포맷의 일례를 나타낸다.

루터 내부의 패킷은 네트워크 상의 패킷의 포맷에 내부 헤더부(430)를 부가한 포맷을 갖는다. 상기 내부 헤더부(430)는 입력 회선 번호(407)와, 출력 회선 번호(408)와, QoS 제어에서의 패킷의 우선 전송으로 사용되는 우선도 정보(409)를 포함한다.

도 5는 IP 어드레스(440)의 포맷을 나타낸다.

IP 어드레스(440)는 네트워크 어드레스(441)와, 호스트 어드레스(442)로 이루어지며 네트워크 어드레스(441)에 의해서 네트워크(또는 서브넷)가 식별되며, 호스트 어드레스(442)에 의해서 각 네트워크 내의 단말 장치가 식별된다.

IP 어드레스(440)는 상위 비트가 네트워크 어드레스가 되어 있기 때문에, 동일 네트워크 내에 수용된 복수의 단말이 연속된 IP 어드레스를 갖게 된다. 따라서, IP 어드레스의 범위(상한치 및 하한치)에 따라 1개의 네트워크 내 포함되는 모든 단말을 지정할 수 있다.

도 6은 플로우 검출에 사용되는 엔트리 테이블의 구성을 나타낸다.

엔트리 테이블(550)은 하나 혹은 복수의 엔트리(510-i : i=1 ∼ H)를 가지며 엔트리(510-i)는 플로우 조건부(520-i)와 Qos 제어 정보부(530-I)로 이루어진다.

상기 QoS 제어 정보부(530-i)는, 패킷의 우선 전송 제어로 사용되는 우선도 정보(507)를 포함한다. 또한, 플로우 조건부(520-i)는 송신원 사용자 혹은 목적지 사용자를 식별하기 위한 플로우 조건과, 용도(어플리케이션)를 식별하기 위한 플로우 조건과 우선도를 식별하기 위한 플로우 조건을 나타내는 복수 항목의 파라메터 정보를 포함한다.

송신원 사용자 혹은 목적지 사용자를 식별하기 위한 플로우 조건을 나타내는 항목으로서는 예를 들면, 송신원 IP 어드레스의 범위를 나타내는 SIP 상한치(501) 및 SIP 하한치(502)와, 목적지 IP 어드레스의 범위를 나타내는 DIP 상한치(503) 및 DIP 하한치(504)와, 이들의 상한치와 하한치가 유효할지의 여부를 나타내는 IP 유효 표시 비트(562)와, 입력 회선 번호(508)와, 상기 입력 회선 번호(508)의 값이 유효할지의 여부를 나타내는 입력 회선 번호 유효 표시 비트(561)가 있다.

예를 들면, 도 2에 도시한 네트워크의 에지 루터 B : 327은 패킷의 입력 회선 번호에 의해서, 패킷의 송신원의 기업망이 기업망 C : 323인지 기업망 D : 324인지를 식별한다. 상기 에지 루터가 구비하는 엔트리 테이블에서 도 6에 도시한 바와 같이, 각 엔트리의 플로우 조건부(520)에 SIP, DIP의 상한치와 하한치를 설정해두면, 1개의 엔트리(510-i)에서 네트워크 단위 또는 서브넷워크 단위로 단말 어드레스를 식별할 수 있다.

용도(Application)를 식별하는 플로우 조건을 나타내는 항목으로서는 송신원 포트를 나타내는 SPORT(505)와, 목적지 포트를 나타내는 DPORT(506)와, 상기 SPORT(505)와 DPORT(506)의 값이 유효한지의 여부를 나타내는 포트 유효 표시 비트(563)가 있다. 현재, 포트 번호가 할당되어 있는 어플리케이션과, 포트 번호와의 대응 관계의 일례를 도 45에 도시한다.

우선도를 식별하는 플로우 조건을 나타내는 항목으로서는, TOS(515)와 TOS 유효 표시 비트(564)가 있다. 종래 기술 4가 나타내는 Diffserv에서의 각 인테리어 노 드는 상기 TOS(515)에 의해서 플로우를 검출하고 패킷의 우선 전송 제어를 행하고 있다.

유효 표시 비트(561, 562, 563, 564)는 각각 각 엔트리에서, 입력 회선 번호(508), IP 어드레스(501-504), 포트 번호(505-506) 및 TOS(515)의 값이 플로우의 식별 정보로서 유효한지의 여부를 나타낸다. 이들 항목의 값이 플로우의 식별 정보로서 유효한 경우에는 각 항목과 대응하는 유효 표시 비트에 "1"이 설정되며, 패킷 식별에 이용하지 않은 항목에 대해서는 이와 대응하는 유효 표시 비트에 "0"이 설정된다.

수신 패킷의 플로우 검출로서는 엔트리 테이블(550)로부터 엔트리(510-i ; i=1 ∼ H)를 순차적으로 판독하고, 수신 패킷의 내부 헤더부(430)과 헤더부(410)가 상기 엔트리(510-i)의 플로우 조건부(520-i)에서 정의된 유효 플로우 조건에 일치한 헤더 정보를 포함하는지의 여부를 판정한다. 수신 패킷의 헤더 정보가 상기 플로우 조건부(520-i)에서 정의된 모든 유효 플로우 조건에 일치한 경우, 해당 엔트리(510-i)에서 정의된 우선도 정보(507)가 상기 수신 패킷에 할당되며 해당 수신 패킷에 대한 플로우 검출이 종료한다.

예를 들면, 수신 패킷의 헤더 정보가 엔트리 테이블(550)에 등록된 3번째의 엔트리(510-3)의 플로우 조건에 일치한 경우, 수신 패킷에 상기 엔트리(510-3)로 정의된 우선도 정보(507-3)를 부여하고, 4번째 이후의 엔트리의 플로우 조건과의 대조를 행하는 일 없이 플로우 검출을 종료한다. 본 명세서에서는 이와 같이 엔트리 테이블(550)로부터 등록순으로 엔트리를 판독하여 수신 패킷의 플로우 조건을 체크하는 플로우 검출 방법을 「선형 서치 방식」이라고 부른다.

여기서, 도 2에 도시한 인터넷(325)으로 수신 패킷의 QoS 제어와 필터링을 실행하는 경우를 생각한다. 도 2의 네트워크에서는 동일 기업에 소속된 기업망 A, B, C(321, 322, 323)와, 이것과는 별도의 기업에 소속된 기업망 D(324)나 공중 IP 네트워크인 인터넷(325)에 의해서 접속되고 있다. 인터넷(325)은 기업망(321, 322)을 접속하는 에지 루터 A : 326과, 기업망(323, 324)을 접속하는 에지 루터 B : 327과, 에지 루터 A : 326과 에지 루터 B : 327을 접속하는 백본 루터(328)로 구성되며 기업망 B : 322의 인터넷(325)으로의 출입구에는 게이트 웨이 루터(329)가 배치되어 있다.

QoS 제어의 우선 전송은, 주로 인터넷(325) 내의 에지 루터 A : 326과 에지 루터 B : 327과 백본 루터(328)로 행해지며, QoS 제어의 대역 감시나 TOS의 재기록은 주로, 인터넷(325) 내의 에지 루터 A : 326과, 에지 루터 B : 327로 행해진다. 인터넷(325)에서는 기업 간에 통신되는 대량의 패킷이 통과되기 때문에, 1패킷당 허용되는 처리 시간은 짧다. 이 때문에, 에지 루터 A : 326, 에지 루터 B : 327, 백본 루터(328)에서는 고속으로 QoS 제어를 행할 필요가 있다. 그러나, 인터넷(325)에 접속되는 기업망이 증가하면 다수의 기업망을 식별하기 위해서 엔트리 테이블(550)에는 대량의 엔트리(510-i)가 설정된다. 상술한 선형 서치 방식의 플로우 검출에서는, 각 수신 패킷마다 엔트리 테이블(550)에 등록된 모든 엔트리(510-i)를 대상으로 하여 플로우 조건이 판정되기 때문에 에지 루터 A : 326, 에지 루터 B : 327, 백본 루터(328)로 필요로 하는 고속의 QoS 제어에는 적합하지 않는다.

한편, 필터링을 위한 플로우 검출에서는 수신 패킷과 플로우 조건이 일치하는 엔트리(510)에 정의된 우선도 정보(507)를 상기 수신 패킷의 전송의 가부를 나타내는 전송 제어(Forwarding Control) 정보로서 사용하면 좋다. 이러한 필터링은 도 2의 네트워크의 경우, 기업망 B : 322 내의 게이트 웨이 루터(329)로 행해진다. 이 게이트 웨이 루터(329)는 기업망 B : 322에 입력하는 모든 패킷을 처리해야만 하기 때문에, 패킷당 허용되는 처리 시간은 매우 짧으며, 따라서 고속의 필터링 능력이 필요해진다.

게이트 웨이 루터(329)에는 수신 패킷 중으로부터 동일 기업인 기업망A, B, C (321, 322, 323) 간에서 통신되는 패킷을 선택적으로 전송하도록 엔트리 테이블(550)에 엔트리(510-i)가 설정된다. 동일 기업에 소속되는 망의 수가 3보다도 많아지면, 엔트리 테이블(550)로 설정되는 엔트리(510-i)의 수도 증가한다. 게이트 웨이 루터(329)의 엔트리 테이블에 등록되는 엔트리(510-i)의 수가 증가하면, 엔트리 테이블(550)에 설정된 모든 엔트리(510-i)를 순차적으로 참조하는 선형 서치 방식으로는 필터링을 고속으로 행하는 것이 곤란해진다.

그래서, 본 발명에서는 엔트리 테이블(550)에 대량의 엔트리(510)가 등록된 경우에도 선형 서치 방식에 비교하여 고속으로 플로우 검출할 수 있는 엔트리 테이블 구조 및 테이블 액세스 방법을 채용한다.

본 발명에서 채용하는 엔트리 테이블 구조의 제1 실시예로서 입력 회선 한정 방식의 개요에 대하여 설명한다. 입력 회선 한정 방식의 엔트리 테이블은 입력 회선 번호와 대응한 복수의 서브 테이블로 이루어지며 수신 패킷의 입력 회선의 번호와 일치한 입력 회선 번호를 갖는 엔트리군 즉, 특정한 서브 테이블만을 체크 대상으로 하여 플로우 검출을 위한 조건 체크가 실행된다.

도 7은 입력 회선 한정 방식의 엔트리 테이블의 1 실시예를 나타낸다.

입력 회선 한정 방식용 엔트리 테이블(551)은 입력 회선 번호와 대응하는 복수의 서브 테이블로 이루어지며, 각 서브 테이블에는 도 6에 도시한 선형 서치 방식용 엔트리(510)로부터 입력 회선 번호(508)가 입력 회선 번호 유효 표시 비트(561)를 삭제한 내용 플로우 조건부(521)를 갖는 복수의 엔트리(511-i)가 등록되어 있다.

상기 테이블 구성에 따르면, 수신 패킷의 입력 회선의 번호와 대응하는 서브 테이블에 등록된 소수의 엔트리를 체크 대상으로 하여 플로우 검출 처리가 실행되기 때문에, 서브 테이블 내에서 순차적으로 엔트리를 선택하여 수신 패킷의 헤더 정보와 각 엔트리의 플로우 조건과의 일치를 체크하여도 플로우 검출에 요하는 처리 시간은 매우 짧다. 또한, 각 엔트리(511)의 플로우 조건부(521)를 구성하는 항목의 수가 감소하고 있기 때문에, 엔트리 테이블(551)의 형성에 필요한 메모리 용량도 적게 끝난다.

도 8은 입력 회선 한정 방식용 엔트리 테이블의 바람직한 실시예를 나타낸다.

도 7에 도시한 엔트리 테이블의 구성으로는, 입력 회선 번호에는 무관계한 엔트리 예를 들면, 「Telnet의 트래픽은 어느 입력 회선으로부터 입력된 경우라도 고우선도로 전송한다」인 것을 엔트리 테이블로 정의하고자 할 때, 동일 내용 엔트리(511)를 복수의 서브 테이블로 설정할 필요가 있으며 엔트리 테이블(551)의 메모리의 이용 효율이 나빠진다.

그래서, 도 8에 도시하는 실시예에서는 복수의 엔트리(511-i . . . 511-H)를 기억하는 엔트리 테이블(750)과는 별도로 입력 회선 번호와 대응한 복수의 서브 리스트 테이블로 이루어지는 리스트 테이블(760)을 설치하고, 각 서브 리스트 테이블에 각 입력 회선에 수반하는 엔트리의 포인터 어드레스를 나타내는 데이타 블럭(리스트)군(540)을 기억한다. 동일 플로우 조건의 엔트리를 복수의 입력 회선에 정의하고자 하는 경우, 동일한 포인터 어드레스를 포함하는 리스트를 복수의 서브 리스트 테이블에 등록하면 좋다.

도 8에서, 예를 들면 입력 회선(1)과 대응한 제1 서브 리스트 테이블은 G개의 리스트(포인터 어드레스)로 이루어지며, 화살표로 나타낸 바와 같이 리스트 테이블 어드레스(1)를 갖는 제1 리스트(540-11)는 엔트리(511-1)의 포인터 어드레스를 포함하여 리스트 테이블 어드레스(2)를 갖는 제2 리스트(540-12)는 엔트리(511-H)의 포인터 어드레스를 포함하고 있다. 플로우 검출 시에는 수신 패킷의 입력 회선 번호와 대응하는 특정한 서브 리스트 테이블이 체크 대상이 되며, 해당 서브 리스트 테이블에 등록된 리스트(540)가 나타나는 포인터 어드레스에 따라서, 엔트리 테이블(750)로부터 엔트리(511-i)가 판독되며 수신 패킷의 헤더 정보가 플로우 조건에 일치하는지의 여부가 판정된다.

상기 도 8에 도시하는 테이블 구성에 따르면, 데이타 길이(비트 폭)의 큰 엔트리(511-i)를 복수의 입력 회선으로 공유되는 엔트리 테이블 영역(750)에 기억하고, 갯수가 많고 비트폭이 작은(1024 엔트리에 대하여 각 리스트는 10bit로 해결된다) 리스트(540)를 입력 회선 번호 대응의 리스트 테이블 영역에 기억한 구성으로 되어 있기 때문에, 메모리를 유효하게 사용하여 다수의 엔트리 등록이 가능해진다.

엔트리 테이블의 참조를 단시간에 완료하기 위해서는, 예를 들면 도 17에 도시한 바와 같이, 엔트리 테이블(750)을 후술하는 조건 판정부(Condition Check Unit ; 720)가 형성된 반도체 칩(1200) 상의 내부 메모리에 배치하면 좋다. 엔트리 테이블용 메모리와 조건 판정부를 동일 반도체 칩 상에 배치하면, 반도체 칩(1200)의 데이타 입출력 핀을 사용하는 일 없이, 반도체 칩 상에 형성된 배선을 통하여 비트폭이 큰 데이타를 한번에 판독하는 것이 가능해진다. 반도체 칩(1200)에 준비할 수 있는 외부 접속 핀의 수에는 한계가 있기 때문에, 혹시, 외부의 메모리에 엔트리 테이블(750)을 형성한 경우, 접속 핀수의 제약으로부터 한번에 판독 가능한 데이타의 비트폭이 작아지기 때문에 엔트리의 판독 처리 시간이 길어진다.

도 8에 도시한 실시예에서는 리스트 테이블(760)은 입력 회선마다 G개의 리스트(540)를 포함하는 복수의 서브 테이블로 분할되어 있다. 리스트(540)의 수 G는 엔트리 테이블(750)에 수용되는 엔트리(511)의 갯수 H에 대하여 G≤H의 관계가 있다.

플로우 검출 시에는, 수신 패킷의 입력 회선 번호와 대응한 서브 리스트 테이블 내에서 리스트 테이블 어드레스가 작은 순서로 리스트 데이타(포인터 어드레스)를 판독하고 해당 포인터 어드레스에 따라서 엔트리 테이블(750) 내의 엔트리를 액세스한다.

리스트 테이블(760)은 도 17에 도시한 바와 같이, 반도체 칩(1200)과는 별도의 외부 메모리 상에 배치하여도 좋다. 각 리스트(540)의 데이타 블럭은 비트폭이 작기 때문에, 비교적 소수의 외부 접속 핀을 통하여 1개의 리스트를 1 판독 사이클로 고속으로 판독할 수 있다. 각 서브 리스트 테이블에 풀로 엔트리를 등록한 경우, 리스트 테이블(760)의 메모리 용량은 「리스트(540)의 비트폭×입력 회선수×엔트리수 H」가 되며 루터에 수용되는 입력 회선수의 증가에 따라서 커진다. 반도체 칩(1200)의 내부 메모리를 효율적으로 사용하기 위해서 리스트 테이블(760)은 반도체 칩(1200)과는 별도의 외부 메모리에 형성하여도 좋다.

도 1은 본 발명에 따른 루터의 일 구성예를 나타낸다.

루터(100)는 헤더 처리부(110)와, 입출력 회선(123)에 대하여 패킷의 입출력을 행하는 패킷 입출력부(120)와, 프로세서(130)로 구성된다.

헤더 처리부(110)는 루팅 처리부(111)와, 플로우 검출부(112)와, ARP(Address Resolution Protocol) 처리부(113)로 이루어지며, 패킷 입출력부(120)는 루터 내에서의 패킷 전송 제어와 우선도 제어를 행하기 위한 출력 FIFO(First In First Out) 버퍼 분류 회로(121)와, 각각 입출력 회선(123-i)에 접속된 복수의 회선 대응부(122-i ; i=1 ∼ N)로 이루어진다.

프로세서(130)에는 루터(100) 외부의 관리 단말(140)이 접속되어 있다.

i번째의 회선(123-i)로부터 회선 대응부(122-i)에 패킷이 입력되면, 수신 회로(124-i)는 입력 회선 번호(407)로서 회선 번호 i를 포함하는 내부 헤더를 부가함으로써, 수신 패킷을 루터 내부의 패킷 포맷으로 변환한 후, 입력 FIFO 버퍼(126-i)에 축적한다. 이 시점에서는 내부 헤더의 출력 회선 번호(408)와 QoS 제어 정보(409)의 필드에는 무의미한 값이 설정되어 있다. 입력 FIFO 버퍼(126-i)에 축적된 패킷은 입력순으로 판독되며, 출력 FIFO 버퍼 분류 회로(121)에 전송된다. 출력 FIFO 버퍼 분류 회로(121)는 수신 패킷을 일시 축적 버퍼(128)에 축적함과 동시에, 수신 패킷의 헤더 정보(11)를 헤더 처리부(110)에 공급한다. 상기 헤더 정보(11)는 내부 헤더부(430)와 헤더부(410) 내의 정보로 이루어진다.

헤더 처리부(110)에서는 루팅 처리부(111)가 헤더 정보(11) 내의 DIP에 기초하여 루팅 테이블을 검색하고, 상기 DIP가 속하는 서브넷에 접속된 출력 회선의 번호와, 루터(100)로부터의 송출 패킷을 수신하는 다음 루터의 IP 어드레스(NIP : Next Hop IP Address)를 결정한다. 또한, 루팅 처리부(111)는 상기 루팅 테이블로부터 구한 출력 회선 번호를 출력 회선 정보(12)로서 출력 FIFO 버퍼 분류 회로(121)와 플로우 검출부(112)에 출력함과 함께, NIP를 NIP 정보(14)로 하여 ARP 처리부(113)에 출력한다. 또한, 루팅 테이블의 작성과 관리는 프로세서(130)에 의해서 행해지며 루팅 테이블의 검색에 관해서는 예를 들면 특개평 10-222535호에 기재되어 있다. 출력 FIFO 버퍼 분류 회로(121)는 상기 루팅 처리부(111)로부터 수취한 출력 회선 정보(12)를 일시 축적 버퍼(128)에 축적되어 있는 해당 패킷의 내부 헤더에 출력 회선 번호(408)로서 기록한다.

ARP 처리부(113)는 상기 루팅 처리부(111)로부터 NIP 정보(14)를 수신하면, 해당 NIP에 대응하는 MAC 어드레스를 결정하고, DAMAC 정보(15)로서 출력 FIFO 버퍼 분류 회로(121)와 플로우 검출부(112)에 출력한다. 출력 FIFO 버퍼 분류 회로(121)는 상기 ARP 처리부(113)로부터 수신한 DAMAC 정보(15)를 일시 축적 버퍼(128)에 축적되어 있는 해당 패킷의 헤더부에 DAMAC(401)로서 기록한다.

한편, 플로우 검출부(112)는, 출력 FIFO 버퍼 분류 회로(121)로부터 수신한 헤더 정보(11)에 기초하여 엔트리 테이블(750 ; 또는 551)을 검색하고, 수신 패킷의 우선도 정보를 구하고, 해당 우선도 정보를 패킷 우선도 정보(13)로서 출력 FIFO 버퍼 분류 회로(121)에 출력한다. 출력 FIFO 버퍼 분류 회로(121)는 상기 패킷 우선도 정보(13)를 수신하면, 일시 축적 버퍼(128)에 축적되어 있는 해당 패킷의 헤더에 QoS 제어 정보(409)로서 기록한다.

출력 FIFO 버퍼 분류 회로(121)는 수신 패킷의 헤더에 상기 출력 회선 번호(408), DAMAC(401), QoS 제어 정보(409)의 모두가 기록된 시점에서 수신 패킷을 출력 회선 번호(408)와 대응하는 회선 대응부(122-i)에 있는 상기 QoS 제어 정보(409)가 지시하는 출력 FIFO 버퍼(127-ij ; j=1 or 2)에 기록한다.

회선 대응부(122-i) 내의 송신 회로(125-i)는 출력 FIFO 버퍼(127-ij)에 축적된 패킷을 예를 들면, 「완전 우선 제어(Head of Line Scheduling)」나 「웨이티드 순회 제어(Weighted Pound-robin Scheduling)」 등의 방법으로 판독 제어한다. 「완전 우선 제어」로는 높은 우선도를 갖는 출력 FIFO 버퍼(127-i1)에 축적 패킷이 존재하는 한, 해당 출력 FIFO 버퍼(127-i1)로부터 패킷을 축적순으로 차례차례로 판독하고, 우선도가 낮은 출력 FIFO 버퍼(127-i2)로부터는 고우선도 출력 FIFO 버퍼(127-i1)가 비게 될 때만큼 패킷을 축적순으로 판독한다. 한편, 「웨이티드 순회 제어」로는 미리 설정된 비율에 따라서 출력 FIFO 버퍼(127-i1)와 출력 FIFO 버퍼(127-i2)로부터 패킷이 판독된다. 또, 송신 회로(125-i)에서의 판독 제어 모드는 루터(100)의 관리자가 관리 단말(140)로부터 지정한다.

송신 회로(125-i)는 출력 FIFO 버퍼(127)로부터 판독된 패킷으로부터 내부 헤더부(430)를 삭제하고, 패킷 헤더의 SAMAC(400)에 회선(123-i)의 MAC 어드레스를 기록한 후, 출력 회선(123-i)에 송출한다.

플로우 검출부(112)의 구성의 1 예를 도 12에 도시한다.

플로우 검출부(112)는 조건 체크 결과 판정부(710), 조건 일치 판정부(720), 리스트 판독부(730), 엔트리 판독부(740), 엔트리 테이블(750), 리스트 테이블(760)로 구성된다.

상기 플로우 검출부(112)에서 행하는 처리의 플로우차트를 도 11에 도시한다.

플로우 검출부(112)에서는 크게 구별하면, 검출 개시 처리(600), 리스트 판독 처리(630), 엔트리 판독 처리(640), 조건 일치 판정 처리(620), 조건 체크 결과 판정 처리(610)의 5개의 처리를 실행한다. 처리(630)는 도 12의 리스트 판독부(730), 처리(640)는 엔트리 판독부(740), 처리(620)는 조건 일치 판정부(720), 처리(610)는 조건 체크 결과 판정부(710)에서 실행된다.

이하, 도 11을 참조하여 입력 회선 한정 방식의 플로우 검출 처리에 대하여 설명한다.

패킷 입출력부(120)로부터 헤더 처리부(110)에 패킷의 헤더 정보(11)가 송신되면 검출 개시 처리(600)가 실행되며, 플로우 검출부(112)가 헤더 정보(11)에 포함되는 입력 회선 번호(407), SIP(402), DIP(403), SPORT(404), DPORT(405) 및 TOS(411)를 각각 리스트 판독부(730) 내의 입출력 회선 번호 축적 장치(732), 조건 일치 판정부(720) 내의 패킷 내 SIP 축적 장치(722-2), 패킷 내 DIP 축적 장치(723-2), 패킷 내 SPORT 축적 장치(724-2), 패킷 내 DPORT 축적 장치(725-2) 및 패킷 내 TOS 축적 장치(728-2)에 축적한다(스텝 601).

리스트 판독 처리(630)로서는 리스트 판독부(730)가 리스트 테이블(760)로부터 헤더 정보(11)가 나타내는 입력 회선 번호와 대응하는 서브 리스트 테이블 내의 리스트 데이타(540)만을 판독하여 리스트 축적 장치(741)에 축적한다. 상기 리스트 판독부(730)는 입력 회선 번호 i와 대응하는 서브 리스트 테이블의 선두 리스트(540-i1)를 판독하기 위해서 우선, 리스트 번호 카운터(733)의 값 M을 초기치 1로 리셋한다(스텝 631). 다음에, 리스트 테이블 어드레스 생성 회로(731)가 입출력 회선 번호 축적 장치(732)에 축적되어 있는 입력 회선 번호와 리스트 번호 카운터(733)의 값 M(지금의 경우 M=1)으로부터 리스트 테이블(760)의 어드레스를 생성하고, 리스트(540-i1)를 판독하여 리스트 축적 장치(741)에 축적한다(스텝 632). 이 경우, 리스트 테이블(760)의 어드레스는 (입력 회선 번호-1)×G+M이 된다. 여기서, G는 입력 회선마다의 리스트의 갯수를 나타낸다. 리스트 테이블 어드레스 생성 회로(731)가 리스트(540)를 판독한 것을 리스트 번호 카운터(733)에 통지하면, 리스트 번호 카운터(733)는 다음 리스트 판독 처리(630)에서 리스트(540-i2)를 판독할 수 있도록 리스트 번호 카운터(733)의 값 M을 1만큼 인크리멘트한다(스텝 633). 이상의 리스트 판독 처리(630)를 반복함으로써, 리스트 판독부(730)는 리스트(540)를 리스트 테이블 어드레스가 작은 쪽에서부터 큰 쪽으로 순차적으로 판독한다.

엔트리 판독 처리(640)에서는 엔트리 판독부(740)가 엔트리 테이블(750)로부터 엔트리(511-i)를 판독한다. 엔트리 판독부(740)의 엔트리 테이블 어드레스 생성 회로(742)는 리스트 축적 장치(741)에 축적되어 있는 값을 그대로 엔트리 테이블 어드레스로서 이용하고, 엔트리 테이블(750)로부터 엔트리(511-i)를 판독한다. SIP 상한치(501)와 SIP 하한치(502)는 조건 일치 판정부(720)의 엔트리 내 SIP 축적 장치(722-3)에, DIP 상한치(503)와 DIP 하한치(504)는 엔트리 내 DIP 축적 장치(723-3)에, SPORT(505)와 DPORT(506)는 각각 엔트리 내 SPORT 축적 장치(724-3)와 엔트리 내 DPORT 축적 장치(725-3)에, TOS(515)는 엔트리 내 TOS 축적 장치(728-3)에, IP 유효 비트(562)와 포트 유효 비트(563)와 TOS 유효 비트(564)는 유효 비트 축적 장치(726)에, 우선도 정보(507)는 결과 판정부(710)의 QoS 제어 정보 축적 장치(713)에, 각각 축적된다(스텝 641).

조건 일치 판정 처리(620)로는 조건 일치 판정부(720)에 의해서, 수신 패킷의 헤더 정보가 엔트리 내 SIP 축적 장치(722-3), 엔트리 내 DIP 축적 장치(723-3), 엔트리 내 SPORT 축적 장치(724-3), 엔트리 내 DPORT 축적 장치(725-3), 엔트리 내 TOS 축적 장치(728-3)에 설정되어 있던 플로우 조건에 일치하는지의 여부가 판정된다.

도 11의 플로우차트에서는 수신 패킷의 헤더 정보가 엔트리 테이블로부터 판독된 엔트리의 플로우 조건부가 나타나는 SIP, DIP, SPORT, DPORT, TOS의 각 플로우 조건과 일치하는지의 여부의 판정 처리가 체크 항목마다 시계열적으로 행해지도록 씌어져 있지만, 조건 일치 판정부(720)로는 조건 일치 판정 처리(620)의 소요시간을 단축하기 위해서 체크 항목(SIP, DIP, SPORT, DPORT, TOS)마다 전용으로 비교 회로를 준비하고 복수의 조건 판정을 병렬적으로 실행하면 좋다.

SIP 비교 회로(722-1)는 패킷 내 SIP 축적 장치(722-2)에 축적되어 있는 SIP 상한치 및 하한치와 엔트리 내 SIP 축적 장치(722-3)에 축적되어 있는 SIP가 「SIP 하한치≤SIP≤SIP 상한치」의 조건을 만족하는 경우 또는 유효 비트 축적 장치(726) 내의 IP 유효 표시 비트가 "0"인 경우에 일치 신호를 출력한다(스텝 621-1). DIP 비교 회로(723-1)는 DIP에 관하여 SIP와 마찬가지의 처리를 실행한다(스텝 621-2).

SPORT 비교 회로(724-1)는 패킷 내 SPORT 축적 장치(724-2)에 축적되어 있는 SPORT와 엔트리 내 SPORT 축적 장치(724-3)에 축적되어 있는 SPORT가 같은 경우 또는 유효 비트 축적 장치(726) 내의 포트 유효 표시 비트가 "0"인 경우에, 일치라고 판단하고 일치 신호를 출력한다(스텝 621-3). DPORT 비교 회로(725-1)는 DPORT에 관하여 상기 SPORT 비교 회로(724-1)와 마찬가지의 처리를 실행한다(스텝 621-4).

TOS 비교 회로(728-1)는 패킷 내 TOS 축적 장치(728-2)에 축적되어 있는 TOS와 엔트리 내 TOS 축적 장치(728-3)에 축적되어 있는 TOS가 같은 경우 또는 유효 비트 축적 장치(726) 내의 TOS 유효 표시 비트가 "0"인 경우에 일치라고 판단한다(스텝 621-6).

조건 일치 판정 회로(721)는 스텝 621-1, 스텝 621-2, 스텝 621-3, 스텝 621-4, 스텝 621-6의 모두가 「일치」라고 판정된 경우, 결과 판정부(710) 내의 조건 일치 결과(조건 체크 결과) 축적 장치(712)에 「일치」를 나타내는 정보를 축적하고(스텝 622-1), 그 이외에는 「불일치」를 나타내는 정보를 축적한다(스텝 622-2).

상기 실시예에서는 각 비교 회로가, IP 유효 표시 비트(562), 포트 유효 표시 비트(563) 및 TOS 유효 표시 비트(564)가 "0"으로 되어 있는 플로우 조건에 관하여 일치 신호를 출력함으로써, 유효 표시 비트가 "0"인 경우에는 패킷 헤더의 해당 항목(SIP/DIP, SPORT/DPORT 또는 TOS)에 관하여 조건 체크하지 않은 경우와 동등한 판정 결과를 얻고 있다. 이들의 유효 표시 비트를 설치함으로써, 엔트리 테이블(750)에 IP 어드레스, 포트 번호 또는 TOS에 무관계한 플로우 조건도 정의할 수 있기 때문에, 플로우 조건의 기술성이 대폭 향상한다. 또한, 이에 따라 루터(100)의 관리자가 요구하는 다종 다양한 플로우 조건에 유연하게 대응할 수 있다.

조건 체크 결과 판정 처리(610)로는 조건 일치 결과 축적 장치(712)에 수신 패킷이 플로우 조건에 일치한 것을 나타내는 정보가 저장되어 있을 때, 체크 결과 판정 회로(711)가, QoS 제어 정보 축적 장치(713)의 값을 수신 패킷의 우선도 정보라고 판단한다. 이 경우, 상기 QoS 제어 정보 축적 장치(713)에 축적된 정보(우선도 정보)가 패킷 우선도 정보(13)로서 패킷 입출력부(120)의 출력 FIFO 버퍼 분류 회로(121)에 출력되며, 플로우 검출 처리가 종료한다(스텝 611). 조건 일치 결과 축적 장치(712)에 「불일치」를 나타내는 정보가 저장되어 있는 경우, 플로우 검출부(112)는 스텝 632로 복귀하고, 다음 엔트리로 정의된 플로우 조건에 대하여 상술한 플로우 검출 처리를 반복한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 입력 회선 한정 방식의 플로우 검출로는 엔트리 테이블에서의 검색 대상을 수신 패킷의 입력 회선 번호에 일치한 서브 테이블(엔트리군)에 한정함으로써 처리의 고속화를 꾀하고 있다.

지금, 도 2의 네트워크의 에지 루터 B 327에서 기업망 C : 323과 기업망 D : 324가 송출한 패킷의 QoS 제어를 행하는 경우를 생각한다. 기업망 C : 323과 기업망 D : 324는 소유자가 다르기 때문에, 일반적으로는 플로우 검출 방법이 다르다. 이 때문에, 에지 루터 B : 327은 기업망 C 323용 엔트리(511-i)와 기업망 D 324 용 엔트리(511-i)를 가지고 있어야 한다. 선형 서치 방식의 에지 루터로는 테이블에 등록된 모든 엔트리(511-i)를 검색 대상으로 하지만, 본 발명의 입력 회선 한정 방식의 에지 루터로는 특정 입력 회선(기업망)의 엔트리군만을 검색 대상으로 하고 있기 때문에, 입력 회선 한정 방식은 선형 서치 방식에 비하여 2배 이상의 성능을 갖는다. 에지 루터 B : 327에 K개의 기업망이 접속되는 경우, 대개 K배의 성능이 얻어진다. 이 경우, 리스트(포인터 어드레스) 테이블(540)을 도입하면, 메모리용량을 유효 이용하여 다수의 플로우 조건을 정의할 수 있다.

본 발명의 제2 실시예로서, 출력 회선 한정 방식의 플로우 검출에 대하여 설명한다. 출력 회선 한정 방식의 플로우 검출은 플로우 조건 항목의 하나인 출력 회선 번호가 일치하는 엔트리군만을 검색 대상으로 함으로써, 플로우 검출을 고속화한다. 이하, 전술한 입력 회선 한정 방식과의 상위점에 중점을 두고 출력 회선 한정 방식의 플로우 검출을 설명한다.

출력 회선 한정 방식으로는 리스트 테이블(760)은 출력 회선 번호와 대응한 복수의 서브 리스트 테이블로 이루어진다. 따라서, 플로우 검출부(112)는 도 11의 스텝 601에서 입출력 회선 축적 장치(732)에 수신 패킷의 헤더가 나타내는 입력 회선 번호 대신에, 루팅 처리부(111)로부터 공급된 출력 회선 번호를 축적한다. 또한, 스텝 632에서 리스트 테이블 어드레스 생성 회로(731)가 입출력 회선 번호 축적 장치(732)에 축적된 출력 회선 번호와, 리스트 번호 카운터(733)의 값 M으로부터 리스트 테이블 어드레스를 생성한다. 이들의 사항을 제외하고 출력 회선 한정 방식의 플로우 검출은 입력 회선 한정 방식과 동일하다.

도 2의 네트워크에서, 에지 루터 B : 327이 기업망 C : 323과 기업망 D : 324에 송출하는 패킷에 대하여 QoS 제어를 행할 때, 혹시 기업망 C : 323으로 송출하는 패킷과 기업망 D : 324로 송출하는 패킷의 플로우 검출이 다른 경우, 출력 회선 한정 방식의 플로우 검출은 전술한 입력 회선 한정 방식과 마찬가지의 이유로, 선형 서치 방식에 비하여 2배 이상의 성능을 갖는다.

상술한 입력 회선 번호 또는 출력 번호 대신에 수신 패킷의 헤더 정보(11)에 포함되는 SAMAC를 이용하고, SAMAC의 값으로 한정된 서브 테이블(엔트리군)을 검색 대상으로 하여, 플로우 검출을 행하여도 좋다. SAMAC 한정 방식의 플로우 검출로는 복수의 SAMAC로 이루어지는 SAMAC 그룹마다 서브 테이블을 준비해두고 SAMAC 그룹을 식별하기 위한 SAMAC 식별자가 일치하는 서브 엔트리 테이블(또는 서브 리스트 테이블)을 검색 대상으로 한다.

이하, 본 발명의 제3 실시예로서 SAMAC 한정 방식의 플로우 검출에 대하여 입력 회선 한정 방식과의 상위점을 중심으로 설명한다.

도 9는 SAMAC 한정 방식용 엔트리 테이블(750)과, 리스트 테이블(860)의 포맷을 나타낸다.

SAMAC 한정 방식용 엔트리 테이블(750)에는 도 8에 도시한 입력 회선 한정 방식과 동일 포맷의 엔트리가 등록된다. 리스트 테이블(860)은 SAMAC 식별자와 대응한 L개의 서브 리스트 영역으로 분할되어 있다. 플로우 검출부(812)의 리스트 판독부(830)는 도 13에 도시한 바와 같이 입출력 회선 번호 축적 장치(732) 대신에, MAC 식별자 축적 장치(832)와 MAC 식별자 생성 회로(834)를 구비한다.

SAMAC 한정 방식의 플로우 검출로는 도 11에 도시한 플로우차트의 스텝 601에서, MAC 식별자 생성 회로(834)가 SAMAC(6 Byte)를 해시 함수에 의해 해시하고, SAMAC보다도 작은 비트폭을 갖는 SAMAC 식별자를 생성한다. 해시 함수의 해시 결과가 동일치가 되는 복수의 SAMAC에 의해서 1개의 SAMAC 그룹을 구성한다. 이 때, 리스트 테이블 판독부(830)에서는 입력 회선 번호 대신에, 상기 SAMAC 식별자가 MAC 식별자 축적 장치(832)에 축적된다. 스텝 632에서는 리스트 테이블 어드레스 생성 회로(831)에 의해서, MAC 식별자 축적 장치(832) 내의 SAMAC 식별자와 리스트 번호 카운터(733)의 값 M으로부터 리스트 테이블 어드레스를 생성한다. 그 밖의 동작은 입력 회선 한정 방식의 플로우 검출과 동일하다.

도 18은 루터 A : 1301에 접속된 MAC 어드레스 A를 갖는 회선 A : 1311과, 루터 B : 1302에 접속된 MAC 어드레스 B를 갖는 회선 B : 1312와, 루터 C : 1303에 접속된 MAC 어드레스 C를 갖는 회선 C : 1313나, 버스에 의해서 접속된 네트워크를 나타낸다. 여기서, 루터 A : 1301이 네트워크 B : 1322와 네트워크 C : 1323으로부터 송출된 패킷에 대하여 QoS 제어를 실행하는 경우를 생각한다.

이 네트워크 구성의 경우, 루터 A : 1301은 수신 패킷의 송신 네트워크를 입력 회선 번호로 식별할 수 없기 때문에, MAC 어드레스로부터 네트워크를 식별할 필요가 있다. 네트워크 B : 1322와 네트워크 C : 1323으로 플로우 검출 방식이 다른 경우, 상기 루터 A : 1301의 엔트리 테이블에는 네트워크 B : 1322용 엔트리군과 네트워크 C : 1323용 엔트리군이 필요해지지만, 제3 실시예와 같이, 엔트리 테이블을 SAMAC 식별자마다의 복수의 테이블로 분할해두면, 패킷 수신 시에 상기 어느 한쪽의 엔트리군만을 검색 대상으로 하여 플로우 검출할 수 있기 때문에, SAMAC 한정 방식의 플로우 검출도 선형 서치 방식에 비하여 2배 이상의 성능을 얻을 수 있다.

본 발명의 제4 실시예로서, ARP 처리부(113)가 결정하는 DAMAC를 이용하는 DAMAC 한정 방식의 플로우 검출에 대하여 설명한다.

DAMAC 한정 방식으로는 복수의 DAMAC로 이루어지는 DAMAC 그룹의 식별자와 대응하여, 엔트리 테이블을 복수의 서브 테이블로 분할해두고 수신 패킷의 헤더에 포함되는 DAMAC 식별자와 일치하는 엔트리군만을 검색 대상으로 한다. 이하, SAMAC 한정 방식과 DAMAC 한정 방식의 상위점에 대하여 설명한다.

DAMAC 한정 방식용 플로우 검출부에서는 도 13에 도시한 리스트 테이블(860)이 SAMAC 식별자 대신에 DAMAC 식별자마다 서브 리스트 테이블을 갖고 있다. 전술한 SAMAC 한정 방식의 플로우 검출로는, 도 13의 MAC 식별자 생성 회로(834)가 헤더 정보(11) 내의 SAMAC로부터 SAMAC 식별자를 생성하고 있었다. 이에 대하여, DAMAC 한정 방식으로는 도 11의 스텝 601에서 MAC 식별자 생성 회로(834)가 수신 패킷의 DAMAC로부터 DAMAC 식별자를 생성하고, 해당DAMAC 식별자를 MAC 식별자 축적 장치(832)에 축적한다. 또한, 스텝 632에서는 리스트 테이블 어드레스 생성 회로(831)가 MAC 식별자 축적 장치(832) 내의 DAMAC 식별자와 리스트 번호 카운터(733)의 값 M으로부터 리스트 테이블 어드레스를 생성한다. 그 밖의 동작은 SAMAC 한정 방식과 동일하다.

도 18의 네트워크에서 네트워크 B : 1322와 네트워크 C : 1323으로 송출되는 패킷의 플로우 검출을 행하는 경우, 혹시 MAC 어드레스 B와 MAC 어드레스 C의 DAMAC 식별자가 다른 경우, DAMAC 한정 방식의 플로우 검출에 따르면, 어느 한쪽의 DAMAC 식별자와 대응하는 엔트리군만을 검색 대상으로 하여, 수신 패킷의 플로우 조건을 판정할 수 있기 때문에, DAMAC 한정 방식은 선형 서치 방식에 비교하여 2배 이상의 성능을 얻을 수 있다.

다음에, 본 발명의 제5 실시예로서, 송신원 서브넷에 의해서 검색 대상엔트리군을 한정하는 송신원 서브넷 한정 방식의 플로우 검출에 대하여 입력 회선 한정 방식과의 상위점을 설명한다.

도 10은 송신원 서브넷 한정 방식용 엔트리 테이블(1050)과 리스트 테이블(1060)의 포맷을 나타낸다. 엔트리 테이블(1050)에 등록되는 각 엔트리(510-i)는 도 6에 도시한 선형 서치 방식의 엔트리와 마찬가지이며, 입력 회선 번호(508)와 입력 회선 번호 유효 표시 비트(561)를 포함하고 있다. 리스트 테이블(1060)은 송신원 서브넷 식별자와 대응하여 R개의 서브 리스트 테이블 영역으로 분할되어 있다.

도 15는 송신원 서브넷 한정 방식용 플로우 검출부(1012)의 블럭도를 나타낸다. 플로우 검출부(1012)는 도 12의 입출력 회선 번호 축적 장치(732) 대신에, 서브넷 식별자 축적 장치(1032)를 가지며 더욱 회선 번호 비교 회로(1027-1)와, 패킷 내 회선 번호 축적 장치(1027-2)와, 엔트리 내 회선 번호 축적 장치(1027-3)를 구비하고 있다.

루팅 처리부(111)에도 변경이 더해진다. 입력 회선 한정 방식의 루팅 처리부(111)는 DIP가 속하는 서브넷에 전송하기 위한 출력 회선 번호를 판정하고 있었지만, 송신원 서브넷 한정 방식으로는 출력 회선 번호 외에 DIP가 속하는 서브넷을 나타내는 목적지 서브넷 식별자도 결정한다. 전술한 특개평 10-222535호 공보에 기재된 검색 방식을 이용하면, 루팅 처리부(111)는 목적지 서브넷 식별자도 결정할 수 있다. 또한, 루팅 처리부(111)는 DIP과 마찬가지의 방법으로 SIP가 속하는 서브넷을 나타내는 송신원 서브넷 식별자도 결정한다. 상기 송신원 서브넷 및 목적지 서브넷의 식별자는 서브넷 식별자 정보(16)로서 플로우 검출부(1012)에 송신된다.

도 14는 송신원 서브넷 한정 방식의 플로우 검출에서의 제어 플로우차트를 나타낸다. 이하, 도 11에 도시한 입력 회선 한정 방식의 처리와의 상위점을 중심으로 도 14의 플로우차트를 설명한다.

리스트 테이블(1060)의 포맷 변경에 따라 검출 개시 처리(900)의 스텝 901에서는 플로우 검출부(1012)가 수신 패킷의 헤더 정보(11)에 포함되는 입력 회선 번호(408)를 입출력 회선 번호 축적 장치(732) 대신에 패킷 내 회선 번호 축적 장치(1027-2)에 축적한다. 플로우 검출부(1012)는 루팅 처리부(111)로부터 서브넷 식별자 정보(16)를 수신하면, 송신원 서브넷 식별자를 서브넷 식별자 축적 장치(1032)에 축적한다(스텝 902). 리스트 판독 처리(930)에서는 리스트 테이블 어드레스 생성 회로(1031)가 서브넷 식별자 축적 장치(1032)에 축적된 송신원 서브넷 식별자와 리스트 번호 카운터(733)의 값 M으로부터 리스트 테이블 어드레스를 생성하고 리스트 테이블(1060)로부터 리스트(540)를 판독한다(스텝 932).

다음에, 조건 일치 판정부(1020)가 행하는 입력 회선 번호의 비교 처리에서의 변경 개소를 설명한다. 엔트리 판독 처리(940)의 스텝 941에서는 도 11에서 설명한 조건 항목 SIP, DIP, SPORT, DPORT, TOS 축적 외에 엔트리 내 회선 번호 축적 장치(1027-3)로의 입력 회선 번호(508)의 축적과, 유효 표시 비트 축적 장치(1026)로의 입력 회선 번호 유효 표시 비트(561)의 축적을 행한다. 또한, 조건 일치 판정 처리(920)에서는 회선 번호 비교 회로(1027-1)에 의해서 입력 회선 번호 유효 표시 비트(561)의 상태에 따라서 패킷 내 회선 번호 축적 장치(1027-2)와 엔트리 내 회선 번호 축적 장치(1027-3)의 축적 정보의 일치도 판정한다(스텝 921-5). 상기 이외의 동작은 입력 회선 한정 방식과 동일하다.

도 2의 네트워크의 백본 루터(328)가 기업망 C : 323과 기업망 D : 324가 송출한 패킷의 QoS 제어를 행하는 경우, 에지 루터 B 327과 같이 입력 회선 번호로 기업망을 식별할 수는 없다. 이 경우, 송신원 서브넷이 기업망의 특정에 사용된다. 기업망 C와 기업망 D : 324의 플로우 검출이 다를 때, 백본 루터(328)는 기업망 C : 323용 엔트리군과 기업망 D : 324용 엔트리군을 갖어야만 하지만, 송신원 서브넷 한정 방식의 플로우 검출에 따르면, 이들의 엔트리군 중 송신원 서브넷과 대응한 특정한 엔트리군만을 검색 대상으로 하여 플로우 검출할 수 있기 때문에, 선형 서치 방식에 비교하여 2배 이상의 성능을 얻을 수 있다.

다음에, 본 발명의 제6 실시예로서, 목적지 서브넷으로 검색 대상 엔트리를 한정하는 목적지 서브넷 한정 방식의 플로우 검출에 대하여 송신원 서브넷 한정 방식과의 상위점을 중심으로 설명한다.

목적지 서브넷 한정 방식의 플로우 검출로는 도 10에 도시한 리스트 테이블(1060)을 송신원 서브넷 식별자 대신에 목적지 서브넷 식별자마다 복수의 서브 리스트 테이블로 분할한다. 또한, 도 14의 플로우차트에서 스텝 902에서 루팅 처리부(111)로부터 부여되는 서브넷 식별자 정보(16)에 포함되는 목적지 서브넷 식별자를 서브넷 식별자 축적 장치(1032)에 축적하고, 스텝 932에서 리스트 테이블 어드레스 생성 회로(1031)가 상기 서브넷 식별자 축적 장치(1032) 내의 목적지 서브넷 식별자와 리스트 번호 카운터(733)의 값 M으로부터 리스트 테이블 어드레스를 생성한다. 그 외의 처리는 송신원 서브넷 한정 방식과 동일하다.

도 2의 네트워크의 백본 루터(328)로 기업망 C : 323과 기업망 D : 324로 전송하는 패킷의 QoS 제어를 행할 때, 기업망 C : 323과 기업망 D : 324의 플로우 검출이 다른 경우, 본 실시예와 같이, 목적지 서브넷으로 검색 대상 엔트리를 한정함으로써 선형 서치 방식에 비교하여 2배 이상의 성능이 얻어진다.

다음에, 본 발명의 제7 실시예로서 엔트리 테이블을 참조하여, 수신 패킷마다 우선도 정보 외에 대역 감시에 필요한 대역 감시 정보와, TOS(512)의 재기록에 필요한 재기록 TOS 정보를 결정하는 방법에 대하여 설명한다. 입력 회선 한정 방식의 플로우 검출에 따라서 우선도 정보, 대역 감시 정보 및 재기록 TOS 정보를 결정하기 위한 테이블 포맷을 도 22에 조건 체크 결과 판정부(2310)의 구성을 도 23에 헤더 처리부(2410)의 구성을 도 24에 플로우차트를 도 25에 도시한다. 이하, QoS 제어 정보로서 우선도 정보만을 결정하는 제1 실시예의 플로우 검출(입력 회선 한정 방식)과의 차이를 설명한다.

엔트리 테이블(2250)에 등록되는 각 엔트리는 QoS 제어 정보부(2230)에 우선도 정보(507) 외에 그 플로우에 허용된 대역 예를 들면, 단위 시간당 송신할 수 있는 데이타량을 나타내는 대역 감시 정보(2213)와, 재기록 TOS 정보(2214)가 새롭게 더해진다. 플로우 검출 시에는 도 25에 도시한 바와 같이, 엔트리 판독 처리(2540)의 스텝 2541로 우선도 정보(507)와 함께, 대역 감시 정보(2213)와 재기록 TOS 정보(2214)를 QoS 제어 정보 축적 장치(2316)에 축적한다. 이 때, 플로우 검출부(112)로부터 대역 감시부(2414)에 회선 번호와 리스트 테이블 어드레스가 플로우 식별 정보(17A)로서 부여된다.

판정 처리(2510)로는 조건 체크 결과 판정 회로(2311)가 QoS 제어 정보 축적 장치(2316)로부터 판독된 우선도 정보와 재기록 TOS 정보를 각각 패킷 우선도 정보(13) 및 패킷 재기록 TOS 정보(19)로서 출력 FIFO 버퍼 분류 회로(121)로 송신하고, QoS 제어 정보 축적 장치(2310)로부터 판독된 대역 감시 정보를 패킷 대역 감시 정보(17B)로서 대역 감시부(2414)에 송신한다(스텝 2511).

대역 감시부(2414)에는, 플로우 검출부(112)로부터의 플로우 식별 정보(17A), 대역 감시 정보(17B) 외에 출력 FIFO 버퍼 분류 회로(121)로부터 스텝 601에서 수신 패킷의 IP 헤더부에 포함되는 패킷의 토탈 길이(도 3에서는 생략되어 있다)를 나타내는 정보가 공급된다. 대역 감시부(2414)는 대역 감시 정보(17B)를 수신한 시점에서 플로우 식별 정보(17A)와 대응한 카운터 영역에 단위 시간당 수신 패킷의 토탈 길이를 누적하고, 이 누적치가 대역 감시 정보(17)로서 부여된 대역을 넘었는지의 여부를 판정하고, 각 수신 패킷의 플로우가 계약 대역을 준수하고 있는지 계약에 위반하고 있는지를 나타내는 대역 판정 신호(18)를 출력 FIFO 버퍼 분류 회로(121)에 출력한다.

출력 FIFO 버퍼 분류 회로(121)는 플로우 검출부(112)로부터 수신한 패킷 우선도 정보(13)와 패킷 재기록 TOS 정보(19)를 일시 축적 버퍼(128)에 축적되어 있는 수신 패킷의 헤더부에 QoS 제어 정보(409) 및 TOS(411)로서 각각 기록한다. 또한, 출력 FIFO 버퍼 분류 회로(121)는 수신 패킷의 헤더에 출력 회선 번호(408), DAMAC(401), QoS 제어 정보(409) 및 TOS(411)의 모두가 기록된 시점에서 혹시 대역 판정 신호(18)가 계약 대역 준수를 나타내고 있으면, 일시 축적 버퍼(128)에 축적되어 있는 수신 패킷을 상기 출력 회선 번호(408)가 지시하는 회선 대응부(122-i)의 상기 우선도 정보(13)가 지시하는 출력 FIFO 버퍼(127-ij : j=1 or 2)에 공급한다. 혹시, 대역 판정 신호(18)가 계약 대역 위반을 나타내고 있으면, 일시 축적 버퍼(128)의 수신 패킷을 폐기한다. 수신 패킷을 폐기하는 대신에, 패킷 헤더의 TOS(411) 또는 QoS 제어 정보(409)를 저우선도를 나타내는 값에 재기록하여 수신 패킷을 저우선도의 출력 FIFO 버퍼에 공급하도록 하여도 좋다.

루터 간을 접속하는 ATM 네트워크 또는 프레임 릴레이 네트워크 상에서 QoS 제어를 실현하기 위해서는, 각 루터가 패킷 헤더가 나타내는 사용자나 용도(Application)에 따라서 수신 패킷마다 커넥션(VC/VP나 DLCI)을 할당하여, 데이타 링크층으로 QoS 제어를 할 필요가 있다. 이 경우, 각 루터에는 커넥션을 결정하기 위한 플로우 검출이 필요해진다.

커넥션의 할당의 1 예를 도 46을 참조하여 설명한다. 도 46에 도시하는 네트워크는 기업망 A : 4302와, 기업망 B : 4303과, 이들의 기업망을 접속하는 공중 ATM 네트워크(4301)로 이루어지며, 상기 공중 ATM 네트워크(4301)는 ATM 스위치 A : 4310과 ATM 스위치 B : 4311을 포함한다. 여기서, 기업망 A : 4302의 루터(4312)와 기업망 B : 4303의 루터(4313) 간에 CBR(Constant Bit Rate)의 커넥션 VC1과, UBR(Unspecified Bit Rate)의 커넥션 VC2가 설정되어 있는 것으로 가정한다. 이 경우, 커넥션 VC1 상의 패킷은 ATM 스위치(4310)와 ATM 스위치(4311)에서 커넥션 VC2 상의 패킷보다도 우선적으로 전송되기 때문에 QoS가 보증되지만, VC2 상의 패킷에 대해서는 QoS의 보증은 없다. 루터(4312)는 기업망 A : 4302로부터 기업망 B : 4303에 송신된 패킷에 대하여 플로우 검출을 실행하고, QoS를 보증해야 할 패킷에는 CBR 커넥션 VC1을 할당되며, 그 이외의 패킷에는 UBR 커넥션 VC2를 할당한다.

본 발명의 제8 실시예로서, 도 26, 도 27, 도 28에 상술한 커넥션 결정을 위해서 사용되는 입력 회선 한정 방식의 엔트리 테이블(2650), 조건 체크 결과 판정부(2710), 제어 플로우차트의 1 예를 나타낸다. 이하, 우선도 정보만이 결정되는 제1 실시예의 플로우 검출과의 상위점을 설명한다.

도 26에 도시한 바와 같이, 엔트리 테이블(2650)의 각 엔트리에는 QoS 제어 정보(2630)로서 커넥션 정보(2615)가 새롭게 더해지고 있다.

도 28의 플로우차트에서, 엔트리 판독 처리(2840)로는 우선도 정보(507)와 함께 상기 커넥션 정보(2615)도 QoS 제어 정보 축적 장치(2716)에 축적한다. 또한, 조건 체크 결과 판정 처리(2810)로는 결과 판정 회로(2711)가 축적 장치(712)에 설정된 조건 판정 결과에 따라서, QoS 제어 정보 축적 장치(2716)로부터 커넥션 정보와 우선도 정보를 판독하고, QoS 정보(20)로서 출력 FIFO 버퍼 분류 회로(121)에 출력한다(스텝 2811). 출력 FIFO 버퍼 분류 회로(121)는 상기 QoS 정보(20)가 나타내는 우선도 정보와 커넥션 정보를 일시 축적 버퍼(128)에 축적되어 있는 수신 패킷의 QoS 제어 정보 필드(409)에 기록하고, 해당 패킷을 출력 회선 번호(408)가 나타나는 회선 대응부(122-i) 내의 상기 우선도 정보가 나타나는 출력 FIFO 버퍼(127-ij)에 공급한다. 상기 패킷은 송신 회로(125-i)에 의해서 QoS 제어 정보 필드(409)의 커넥션 정보가 지시하는 커넥션이 할당되며 회선(123-i)에 송출된다.

이상, QoS 제어에서의 플로우 검출에 대하여 설명했지만, 다음에 본 발명의 제9 실시예로서 필터링에서의 플로우 검출에 대하여 설명한다.

도 29, 도 30, 도 31은 필터링용 플로우 검출에 적용되는 입력 회선 한정 방식에 의한 엔트리 테이블(2950), 조건 체크 결과 판정부(3010), 제어 플로우차트의 1 예를 나타낸다. 이하, QoS 제어의 우선도 정보가 결정되는 제1 실시예의 플로우 검출과의 상위점을 설명한다.

필터링으로는 각 회선 대응부(122)로 수신된 패킷에 대하여, 헤더 정보를 체크하고, 다른 회선 대응부로의 전송 가부를 결정한다. 필터링용 엔트리 테이블에 등록되는 각 엔트리는 도 29에 도시한 바와 같이 제1 실시예의 QoS 제어 정보부(530) 대신에, 전송 제어 정보(2916)를 나타내는 필터링 제어 정보부(2931)를 포함한다. 또한, 도 30에 도시한 바와 같이 플로우 검출부(112)의 조건 체크 결과 판정부(3010)는 QoS 제어 정보 축적 장치(713) 대신에, 필터링 제어 정보 축적 장치(3016)을 갖는다.

도 31의 플로우차트에서 엔트리 판독 처리(3140)로는 엔트리 테이블로부터 판독된 엔트리의 전송 제어 정보(2916)를 상기 필터링 제어 정보 축적 장치(3016)에 축적한다. 또한, 조건 체크 결과 판정 처리(3110)로는 수신 패킷의 헤더 정보가 플로우 조건에 일치할 때, 조건 체크 결과 판정 회로(3011)가 제1 실시예의 우선도 정보 대신에, 상기 축적 장치(3016)로부터 판독된 필터링 제어 정보를 전송 제어 정보(21)로서 출력 FIFO 버퍼 분류 회로(121)에 출력한다(스텝 3111).

이상의 실시예에서는, QoS 제어와 필터링 중 어느 한쪽을 목적으로 한 플로우 검출에 대하여 설명하였다. 예를 들면, 도 2의 네트워크에서 인터넷(325) 내의 루터(326)는 일반적으로, QoS 제어를 위한 플로우 검출만을 행하면 좋지만, 상기 루터(326)에 접속된 게이트 웨이 루터(329)로는 QoS 제어용과 필터링용 양쪽의 플로우 검출을 행할 필요가 있다.

이하, 본 발명의 다른 실시예로서 QoS 제어와 필터링 양쪽에 적용 가능한 플로우 검출에 대하여 설명한다. 본 발명에서는 1개의 엔트리를 QoS 제어와 필터링 양쪽에 적용하는 플로우 검출을 「동시 플로우 검출 방식」이라고 칭하고, QoS 제어와 필터링에 별도의 엔트리를 적용하는 플로우 검출을 「2단계 플로우 검출 방식」이라고 칭한다.

우선, 본 발명의 제10 실시예로서 동시 플로우 검출 방식의 플로우 검출에 대하여 설명한다. 동시 플로우 검출 방식의 플로우 검출로서는 QoS 제어로 필요한 QoS 제어 정보와, 필터링으로 필요한 전송 제어 정보를 동시에 결정한다. 도 32, 도 33, 도 34는 각각 동시 플로우 검출에 사용되는 입력 회선 한정 방식에 의한 엔트리 테이블(3250), 조건 체크 결과 판정부(3310), 제어 플로우차트의 1 예를 나타낸다. 이하, QoS 제어를 위한 우선도 정보가 판정되는 제1 실시예의 플로우 검출과의 상위점을 설명한다.

도 32에 도시한 바와 같이, 엔트리 테이블(3250)의 각 엔트리(3211)는 플로우 조건부(3211)와, 우선도 정보를 포함하는 QoS 제어 정보부(530) 외에 전송 제어 정보(2916)를 포함하는 필터링 제어 정보부(2931)를 포함한다.

조건 체크 결과 판정부(3310)는 도 33에 도시한 바와 같이, 조건 판정 결과 축적 장치(712)와 QoS 제어 정보 축적 장치(713) 외에, 필터링 제어 정보 축적 장치(3016)를 구비한다.

도 34에 도시하는 플로우 검출의 플로우차트에서, 엔트리 판독 처리(3440)의 스텝 3441이며 각 엔트리의 우선도 정보(507)와 전송 제어 정보(2916)가 상기 축적 장치(713, 3016)에 각각 축적된다. 또한, 수신 패킷의 헤더 정보가 엔트리의 플로우 조건에 일치할 때, 조건 체크 결과 판정 처리(3410)에서 조건 체크 결과 판정 회로(3311)가 이들의 축적 장치(713, 3016)로부터 판독된 우선도 정보와 전송 제어 정보가 출력 FIFO 버퍼 분류 회로(121)에 출력한다.

본 발명의 제11 실시예인 2단계 플로우 검출 방식의 플로우 검출로는 QoS 제어를 위한 플로우 검출과 필터링을 위한 플로우 검출이 시계열적으로 실행된다. 도 35, 도 36, 도 37은 각각 2 단계 플로우 검출 방식에 사용되는 입력 회선 한정 방식에 따른 리스트 테이블(3560)과 엔트리 테이블(3550), 플로우 검출부(3612), 제어 플로우차트의 1 예를 나타낸다. 또, 도 37에서는 항목마다의 조건 체크 스텝 621-1 ∼ 4 및 621-6을 스텝 621로서 통합하고 있다.

도 35에 도시한 바와 같이, 엔트리 테이블(3550) 내에는 필터링용 엔트리(2911)와 QoS 제어용 엔트리(511)가 혼재하여 등록되어 있다. 한편, 리스트 테이블(3560)은 필터링용 엔트리(2911)의 포인터 어드레스를 포함하는 복수의 리스트(3540)로 이루어지는 필터링용 리스트 테이블과, QoS 제어용 엔트리(511)의 포인터 어드레스를 포함하는 복수의 리스트(3541)로 이루어지는 QoS 제어용 리스트 테이블로 이루어지며, 각 리스트 테이블은 입력 회선 번호와 대응한 복수의 서브 테이블로 분할되어 있다. 필터링용 플로우 검출 시에는 필터링용 리스트(3540), QoS 제어의 플로우 검출 시에는 QoS 제어용 리스트(3541)가 판독된다.

플로우 검출부(3612)는 도 36에 도시한 바와 같이, 현재, 필터링과 QoS 제어 중 어느 하나의 플로우 검출을 실행 중인지를 나타내는 플로우 검출 상태 축적 장치(3670)를 구비한다.

플로우 검출부(3612)는 도 37에 도시한 바와 같이, 패킷 입출력부(120)로부터 헤더 정보(11)를 수신하면, 검출 개시 처리(600)를 실행한 후 우선, 필터링용 플로우 검출을 행하기 위해서 플로우 검출 상태 축적 장치(3670)에 필터링 형태를 나타내는 값을 셋트한다(스텝 3750).

리스트 판독 처리(3730)로는 리스트 판독부(3630)가 상기 플로우 검출 상태 축적 장치(3670)의 상태치에 따라서 액세스해야 할 리스트 테이블을 결정한다. 이 예에서는 최초로 필터링용 리스트 테이블이 선택되며, 수신 패킷의 입력 회선 번호와 대응한 서브 테이블로부터 순차적으로 리스트가 판독된다(스텝 3732). 엔트리 판독 처리(3740)로는 상기 리스트가 나타나는 포인터 어드레스에 기초하여 엔트리 테이블(2550)로부터 엔트리가 판독된다. 플로우 검출이 필터링 상태로 있는 동안은 판독된 엔트리의 플로우 조건부(521)의 각 항목 정보가 조건 일치 판정부(720)의 축적 장치(722-3, …, 728-3)에 축적되며, 필터링 제어 정보부(3531)에 포함되는 전송 제어 정보가, 필터링 제어 정보 축적 장치(3013)에 축적된다(스텝 3741). 결과 판정 처리(3710)로는 조건 체크 결과 판정부(3610)가 플로우 검출 상태 축적 장치(3670)의 상태치를 판정하고(스텝 3713), 필터링 형태의 경우는 필터링 제어 정보 축적 장치(3016)에 축적된 값을 패킷 전송 제어 정보(21)로서 FIFO 버퍼 분류 회로(121)에 송출(스텝 3712)한 후, 상기 전송 제어 정보가 패킷 폐기, 패킷 통과 중 어느 하나를 나타내는지를 판정한다(스텝 3714). 전송 제어 정보가 패킷 폐기를 나타나고 있으면, QoS 제어용 플로우 검출을 실행하는 일 없이 상기 수신 패킷에 관한 플로우 검출을 종료한다(스텝 3715). 상기 전송 제어 정보가 패킷 통과를 나타내고 있는 경우, QoS 제어용 플로우 검출로 이행하기 위해서 플로우 검출 상태 축적 장치(3670)에 QoS 제어 상태를 나타내는 상태치를 셋트하고(스텝 3760), 리스트 판독 처리(3730)로 되돌아간다.

상기 플로우 검출의 상태 모드의 전환에 의해서 리스트 판독 처리(3730)로는 QoS 제어용 리스트 테이블에 등록된 리스트(3541)가 순차적으로 판독되며, 엔트리 판독 처리(3740)에서는 상기 리스트(3541)에 기초하여 엔트리 테이블로부터 QoS 제어용 엔트리가 판독된 QoS 제어 정보부(3532)에 포함되는 우선도 정보가 QoS 제어 정보 축적 장치(713)에 축적된다(스텝 3741). 조건 체크 결과 판정 처리(3710)로는 플로우 검출 상태 축적 장치(3670)의 상태치가 QoS 제어를 나타내고 있기 때문에, 결과 판정 회로(3611)가 QoS 제어 정보 축적 장치(713)에 축적된 정보를 패킷 우선도 정보(13)로서 FIFO 버퍼 분류 회로(121)에 송출(스텝 3711)한 후, 플로우 검출을 종료한다(스텝 3715).

상술한 바와 같이, 2단계 플로우 검출 방식의 플로우 검출에서 최초에 필터링용 플로우 검출을 실행하면, 폐기 패킷에 대한 QoS 제어용 플로우 검출을 생략할 수 있기 때문에 플로우 검출의 소요 시간을 단축할 수 있다.

상술한 2단계 플로우 검출 방식과 동시 플로우 검출 방식 중 어느쪽인지 설정 엔트리가 적게 해결되며, 고속화에 적합한지는 플로우 조건에 따라 다르다. 도 2의 게이트 웨이 루터(329)로 QoS 제어용과 필터링용 플로우 조건이 동일한 엔트리를 참조하여 플로우 검출을 실행하는 경우의 엔트리 갯수의 차이에 대하여 설명한다.

도 38은 동시 플로우 검출 방식용 엔트리 테이블(3250)의 내용, 도 39는 2단 플로우 검출 방식용 엔트리 테이블(3550)의 내용을 나타낸다. 도 39에서 엔트리 테이블(3550) 상으로부터 3개의 엔트리는 필터링용, 나머지 2개의 엔트리는 QoS 제어용이다.

여기서는 필터링용과 QoS 제어용 중 어느쪽도 플로우 조건은 SIP=기업망 A : 321, 기업망 C : 323, 기업망 D : 324, DIP=기업망 B : 322가 되어 있으며, 게이트 웨이 루터(329)가 필터링 동작에서 기업망 A : 321, 기업망 C : 323으로부터의 수신 패킷은 전송, 별도의 기업인 기업망 D : 324로부터의 수신 패킷은 폐기하고, QoS 제어에서 기업망 A : 321로부터의 수신 패킷은 우선 전송, 기업망 C : 323으로부터의 패킷은 비우선 전송하는 것으로 가정하고 있다.

2단계 플로우 검출 방식인 경우, 도 39에 도시한 바와 같이 엔트리 테이블(3550)에는 5개의 엔트리가 등록되지만, 동시 플로우 검출 방식의 경우, 도 38에 도시한 바와 같이, 엔트리 테이블(3250)의 등록 엔트리의 갯수는 3개로 해결된다. 2단 플로우 검출 방식에서 기업망 D : 324의 QoS 제어용 엔트리가 등록되어 있지 않은 이유는 스텝 3714에서 수신 패킷이 폐기된 경우 플로우 검출부(3612)는 QoS 제어용 플로우 검출을 행하는 일 없이 플로우 검출 동작을 종료하고 있기 때문이다.

다음에, 도 2의 게이트 웨이 루터(329)에서 QoS 제어용과 필터링용 플로우 조건이 다른 엔트리를 참조하여 플로우 검출을 실행하는 경우의 엔트리 갯수의 차이에 대하여 설명한다. 도 40은 동시 플로우 검출 방식용 엔트리 테이블(3250), 도 41은 2단 플로우 검출 방식용 엔트리 테이블(3550)의 내용을 나타낸다.

필터링의 플로우 조건은 SIP=기업망 A : 321, 기업망 C : 323, 기업망 D : 324, DIP=기업망 B : 322이다. QoS 제어의 플로우 조건은 용도(FTP, TELNET, HTTP)이며, FTP/HTTP의 패킷은 비우선으로 전송, TELNET의 패킷은 우선 전송된다. 이 예에서는 동시 플로우 검출 방식의 엔트리 테이블(3250)에는 7개의 엔트리를 필요로 하지만, 2단화층 플로우 검출 방식의 테이블 엔트리(3550)는 6개의 엔트리로 좋다. 이 예에서는 필터링용과 QoS 제어용 플로우 조건의 조합은 각각 3 그대로이지만, 이들의 조합의 수가 많아질수록 등록해야 할 엔트리 갯수의 차는 커진다.

이상에서부터, QoS 제어와 필터링의 플로우 조건이 동일한 경우는 동시 플로우 검출 방식, 플로우 조건이 다른 경우에는 2단계 플로우 검출 방식 쪽이 엔트리 테이블에 등록하여야 할 엔트리 갯수가 적어진다.

본 발명의 제12 실시예로서 상기 2단계 플로우 검출 방식과 동시 플로우 검출 방식을 전환함으로써, 엔트리 갯수를 삭감 가능하게 한 「모드 전환형」의 플로우 검출에 대하여 2단계 플로우 검출 방식과 비교하여 설명한다.

도 42, 도 43, 도 44는 각각 모드 전환형 플로우 검출에 적용되는 엔트리 테이블(3950), 조건 체크 결과 판정부(4010), 제어 플로우차트의 1 예를 나타낸다.

도 42에 도시한 바와 같이, 엔트리 테이블(3950)의 각 엔트리(3911)는 동시 플로우 검출 방식의 엔트리(3211)에 플로우 검출 모드(3965)가 더해진 내용이 되고 있다. 상기 플로우 검출 모드(3965)에는 동시 플로우 검출 방식또는 2단계 플로우 검출 방식을 나타내는 값이 설정된다. 조건 체크 결과 판정부(4010)는 도 43에 도시한 바와 같이, 상기 플로우 검출 모드(3965)를 기억하기 위한 플로우 검출 모드 축적 장치(4014)를 구비한다.

모드 전환형 플로우 검출로는 도 44에 도시한 바와 같이, 엔트리 판독 처리(4140)의 스텝 4141로 플로우 검출 상태 축적 장치(3670)의 상태치에 상관없이 판독된 엔트리의 우선도 정보(507), 전송 제어 정보(2916), 플로우 검출 모드(3965)를 각각, QoS 제어 정보 축적 장치(713), 필터링 제어 정보 축적 장치(3016), 플로우 검출 모드 축적 장치(4014)에 축적한다. 또한, 조건 체크 결과 판정 처리(4110)에서 결과 판정 회로(4011)가 플로우 검출 모드 축적 장치(4014)의 상태치를 참조하고(스텝 4116), 플로우 검출 모드가 동시 플로우 검출 방식을 나타내고 있으면 QoS 제어 정보 축적 장치(713)로부터 판독한 우선도 정보와 필터링 제어 정보 축적 장치(3016)로부터 판독한 전송 제어 정보를 각각 패킷 우선도 정보(13) 및 패킷 전송 제어 정보(21)로서 출력 FIFO 버퍼 분류 회로(121)로 출력하고(스텝 4117), 플로우 검출을 종료한다(스텝 4115).

상기 플로우 검출 모드가 2단계 플로우 검출을 나타내고 있던 경우, 결과 판정부(4010)는 플로우 검출 상태 축적 장치(3670)의 상태치를 판정하고(스텝 4113), 상기 값이 필터링 형태를 나타내고 있으면, 필터링 제어 정보 축적 장치(3016)의 내용을 전송 제어 정보(21)로서, 출력 FIFO 버퍼 분류 회로(121)에 출력한다(스텝 4112). 이 후, 상기 전송 제어 정보를 체크하고(스텝 4114), 전송 제어 정보가 패킷 폐기를 나타내고 있으면, QoS 제어용 플로우 검출을 실행하는 일 없이 플로우 검출 동작을 종료한다(스텝 4115). 상기 전송 제어 정보가 패킷의 통과를 나타내고 있던 경우는 계속하여 QoS 제어용 플로우 검출을 실행하기 위해서, 플로우 검출 상태 축적 장치(3670)에 QoS 제어 상태를 나타내는 값을 셋트하고(스텝 3760), 리스트 판독 처리(3730)로 되돌아간다. 플로우 검출 상태 축적 장치(3670)의 상태치가 QoS 제어를 나타내고 있는 경우, 결과 판정 회로(4011)는 QoS 제어 정보 축적 장치(713)의 내용을 패킷 우선도 정보(13)로서 출력 FIFO 버퍼 분류 회로(121)에 출력하여(스텝 4111) 플로우 검출을 종료한다(스텝 4115).

이상으로 진술한 모드 변환형 플로우 검출에 따르면, 각 엔트리마다 2단계 플로우 검출과 동시 플로우 검출을 전환할 수 있기 때문에, 루터(100)의 관리자는 각 엔트리마다 플로우 조건에 따른 적절한 플로우 검출 모드를 지정함으로써 엔트리수를 삭감할 수 있다.

다음에, 입력 회선 한정 방식의 플로우 검출에서의 파이프 라인 처리에 대해서 설명한다.

도 16a는 입력 회선 한정 방식의 플로우 검출에서 리스트 판독부(730), 엔트리 판독부(740), 조건 일치 판정부(720), 조건 체크 결과 판정부(710)가 각각 리스트 판독 처리(630), 엔트리 판독 처리(640), 조건 일치 판정 처리(620), 결과 판정 처리(610)를 시계열(타임 직렬)적으로 실행하는 모습을 나타낸다. 여기서, 「패킷 1」은 플로우 검출부(112)가 수신 패킷 1에 대하여 검출 개시 처리(600)를 실행하고 있는 것을 나타내며 엔트리 N(N=1, 2, …)는 결과 판정부(710), 조건 일치 판정부(720), 리스트 판독부(730), 엔트리 판독부(740)가 각각 엔트리 N에 대응한 처리(조건 체크 결과 판정 처리(610), 조건 일치 판정 처리(620), 리스트 판독 처리(630), 엔트리 판독 처리(640)를 실행하고 있는 것을 나타내고 있다. 또, 간단화를 위해서 도 16a에서는 상기 각 처리의 처리 시간을 동일하게 하고 있다.

직렬 처리에서는 1개의 처리부가 처리 실행 중은 다른 처리부는 동작하지 않는다. 예를 들면, 조건 일치 판정 처리(620)를 실행하고 있는 동안은 엔트리 판독부(740)는 처리 동작을 정지하고 있다. 따라서, 직렬 처리에 따르면 각 엔트리의 판정으로 리스트 판독 처리(630), 엔트리 판독 처리(640), 조건 일치 판정 처리(620), 결과 판정 처리(610)의 총합에 상당하는 처리 시간이 필요해진다.

플로우 검출을 고속화하기 위해서는 도 16b에 도시한 바와 같이, 상술한 복수의 동작(630, 640, 620, 610)을 파이프 라인 처리하고, 4개의 처리부를 항상 동작시키는 것이 바람직하다. 파이프 라인 처리로는 예를 들면, 처리부-A가 엔트리 N의 처리를 종료하면, 후속 공정의 처리를 행하는 처리부-B가 상기 엔트리 N의 처리를 종료했는지의 여부에 상관없이, 처리부-A가 다음에 엔트리 N+1에 대하여 처리를 개시할 수 있다. 이와 같이, 파이프 라인 처리에 따라 엔트리 테이블의 각 엔트리를 처리함으로써, 1엔트리당 처리를 1개의 처리 시간에까지 단축할 수 있으며, 도 16b의 경우 직렬 처리의 4배로 처리 속도를 개선할 수 있다.

상기 파이프 라인 처리는, 입력 회선 한정 방식 이외의 다른 방식(출력 회선 한정 방식, SAMAC 한정 방식, DAMAC 한정 방식, 송신원 서브넷 한정 방식, 목적지 서브넷 한정 방식)의 플로우 검출에도 유효하다.

도 1에 도시한 헤더 처리부(110)와 패킷 입출력부(120)는 별도의 반도체 칩에서 형성된다. 예를 들면, QoS 제어의 우선도 정보를 결정하는 경우, 헤더 처리부(110)를 실장한 반도체 칩과, 패킷 입출력부(120)를 구성하는 반도체 칩군 간에서 통신되는 정보는 헤더 정보(11)와, 출력 회선 정보(12)와, 패킷 우선도 정보(13)와, DAMAC 정보(15)이다. 즉, 헤더 처리부(110)와 패킷 입출력부(120) 간에서는 정보량이 큰 사용자 데이타는 전송되지 않기 때문에, 이들의 반도체 칩의 입출력 핀을 사용자 데이타 전송용으로 할당할 필요는 없다. 또한, 헤더 처리부(110)를 실장하는 반도체 칩은 복수의 회선에 의해 공유되어 있기 때문에, 회선마다 헤더 처리용 반도체 칩을 설치할 필요가 없으며 반도체 칩의 갯수를 삭감할 수 있다. 또, 헤더 처리부(110)에서 루팅 처리부(111), 플로우 검출부(112), ARP 처리부(113)를 각각 별개의 반도체 칩 상에 실장한 경우에도, 이들의 요소[루팅 처리부(111), 플로우 검출부(112), ARP 처리부(113)]의 공통화에 따른 효과는 바뀌지 않는다.

도 19-도 21은 본 발명의 효과를 나타내고 있다. 이들의 도면에서 종축은 플로우 검출 성능(pps : 1초간에 처리할 수 있는 패킷수), 횡축은 엔트리 테이블에 등록되는 엔트리의 갯수를 나타내고 있다.

도 19는 선형 서치 방식과 입력 회선 한정 방식, 출력 회선 한정 방식을 비교한 그래프를 나타낸다. 루터가 N개의 입력 회선을 가지며, 모든 입력 회선으로 플로우 검출 조건이 다른 경우 예를 들면, 회선마다 다른 기업망이 접속되어 있는 경우, 루터는 각 입력 회선마다 다른 플로우 검출용 엔트리를 소지할 필요가 있다. 선형 서치 방식으로는 이들 모든 엔트리가 검색 대상이 된다. 한편, 입력 회선 한정 방식에 따르면, 수신 패킷과 입력 회선이 일치하는 엔트리군만을 검색 대상이라고 하면 좋기 때문에, 검색해야 할 엔트리수가, 선형 서치 방식에 비교하여 1/N이 되며 플로우 검출 시간도 1/N로 단축되어 결과적으로 N배의 성능이 얻어진다. 이와 마찬가지로, 루터가 N개인 출력 회선을 가지며, 모든 출력 회선으로 플로우 검출 조건이 다른 경우, 출력 회선 한정 방식은 선형 서치 방식의 N배의 성능이 실현된다.

도 20은 선형 서치 방식과 송신원 서브넷 한정 방식, 목적지 서브넷 한정 방식을 비교한 그래프를 나타낸다.

R개의 송신원 네트워크로부터 송출된 패킷에 대하여 플로우 검출을 행하는 경우, 이들 송신원 네트워크의 플로우 검출이 전부 다르다고 가정하면, 루터는 각 송신원 서브넷용으로 준비된 R개 이상의 플로우 검출용 엔트리를 소지할 필요가 있다. 선형 서치 방식의 플로우 검출이 이들 모든 엔트리를 검색 대상으로 하는데 대하여, 송신원 서브넷 한정 방식의 플로우 검출로서는 송수신 패킷과 송신원 서브넷이 일치하는 엔트리군만이 검색 대상이 된다. 따라서, 송신원 서브넷 한정 방식은 선형 서치 방식에 비교하여 R배의 성능이 실현된다. 마찬가지로, R개의 목적지 네트워크가 각각 다른 플로우 검출 조건을 갖는 경우, 목적지 서브넷 한정 방식의 플로우 검출은 선형 서치 방식에 비교하여 R배의 성능을 실현한다.

도 21은 입력 회선 한정 방식의 플로우 검출을 직렬 처리로 행한 경우와 파이프 라인 처리로 행한 경우의 성능을 비교한 그래프를 나타낸다. 예를 들면, 도 11, 도 12에 도시한 입력 회선 한정 방식의 플로우 검출을 파이프 라인 처리로 실행한 경우, 직렬 처리에 비교하여 4배의 성능이 실현된다. 플로우 검출이 병렬 처리 가능한 P개의 처리로 이루어지는 경우, 파이프 라인 처리는 직렬 처리의 P배의 성능이 된다.

이상의 설명에서 밝힌 바와 같이, 본 발명에 따르면, QoS 제어 또는 필터링을 위한 플로우 조건을 정의한 엔트리 테이블이 패킷의 헤더 정보에 수반하는 특정 항목에 대응한 복수의 서브 테이블로 이루어지며, 수신 패킷의 플로우 조건을 체크하기 위해서 참조해야 할 엔트리군을 특정한 서브 테이블로 한정할 수 있기 때문에, 예를 들면, 사용자 식별 정보, 프로토콜 정보, 우선도 정보 등, 플로우 조건이 복잡한 경우라도 플로우 검출을 고속으로 행할 수 있다.

Claims

입력 회선과 출력 회선에 각각 접속된 복수의 회선 대응부를 구비하는 패킷 중계 장치에 있어서,

상기 각 회선 대응부에서 입력 회선으로부터 수신한 패킷의 헤더 정보를 기초로 루팅 테이블을 참조하여, 각 패킷을 출력하여야 할 상기 출력 회선 중 1개를 특정하는 루팅 처리 유닛;

플로우 조건과 제어 정보를 각각 포함하는 복수의 엔트리가 등록된 엔트리 테이블을 참조함으로써, 상기 수신 패킷의 헤더 정보와 플로우 조건이 일치하는 엔트리로 정의된 제어 정보를 검색하는 플로우 검출 유닛; 및

상기 루팅 처리 유닛에서 특정된 출력 회선에 접속된 회선 대응부에 상기 수신 패킷을 전송하는 패킷 전송 유닛

을 포함하고,

상기 엔트리 테이블은 각 패킷에 수반된 플로우 속성값에 대응하는 복수의 서브 테이블로 이루어지며,

상기 플로우 검출 유닛은 각 수신 패킷에 대응한 플로우 속성값에 의해 특정된 상기 서브 테이블로부터 상기 제어 정보를 검색하고,

상기 패킷 전송 유닛은 상기 플로우 검출 유닛으로부터 통지된 제어 정보에 따라 상기 각 수신 패킷의 상기 회선 대응부로의 전송을 제어하는

것을 특징으로 하는 패킷 중계 장치.
제1항에 있어서,

상기 엔트리 테이블은 상기 복수의 엔트리를 기억하기 위한 제1 테이블과, 상기 제1 테이블 내의 엔트리를 액세스하기 위한 포인터 어드레스를 기억하는 리스트 테이블 - 상기 리스트 테이블은 상기 플로우 속성의 값에 대응한 복수의 서브 리스트 테이블로 분할되어 있음 - 을 포함하고,

상기 플로우 검출 유닛은 각 수신 패킷에 대응한 플로우 속성값에 따라 특정된 서브 리스트 테이블을 참조하고, 상기 서브 리스트 테이블에 기억된 포인터 어드레스에 기초하여, 수신 패킷의 헤더 정보와 플로우 조건이 일치하는 엔트리를 검색하는

것을 특징으로 하는 패킷 중계 장치.
제1항에 있어서, 상기 플로우 속성은 상기 수신 패킷의 입력 회선을 나타내는 회선 번호인 것을 특징으로 하는 패킷 중계 장치.
제1항에 있어서, 상기 플로우 속성은 상기 수신 패킷을 출력하여야 할 출력 회선을 나타내는 회선 번호인 것을 특징으로 하는 패킷 중계 장치.
제1항에 있어서, 상기 플로우 속성은 상기 수신 패킷의 헤더 정보에 포함되는 송신원 MAC 어드레스로부터 도출된 MAC 식별자인 것을 특징으로 하는 패킷 중계 장치.
제1항에 있어서, 상기 플로우 속성은 「상기 수신 패킷의 헤더 정보에 포함되는 목적지 MAC 어드레스」로부터 도출된 MAC 식별자인 것을 특징으로 하는 패킷 중계 장치.
제1항에 있어서, 상기 플로우 속성은 「상기 수신 패킷의 헤더 정보에 포함되는 송신원 IP 어드레스」가 속하는 서브넷을 식별하기 위한 송신원 서브넷 식별자인 것을 특징으로 하는 패킷 중계 장치.
제1항에 있어서, 상기 플로우 속성은 「상기 수신 패킷의 헤더 정보에 포함되는 목적지 IP 어드레스」가 속하는 서브넷을 식별하기 위한 목적지 서브넷 식별자인 것을 특징으로 하는 패킷 중계 장치.
제1항에 있어서, 상기 엔트리 테이블에 등록된 각 엔트리는 상기 플로우 조건으로서, 각 수신 패킷의 입력 회선을 나타내는 회선 번호, 각 수신 패킷의 출력 회선을 나타내는 회선 번호, 각 수신 패킷의 헤더에 포함되는 어드레스 정보, 어플리케이션 식별 정보 및 서비스 우선도의 식별 정보 중 적어도 한 종류를 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 중계 장치.
제1항에 있어서, 상기 엔트리 테이블에 등록된 각 엔트리는 상기 제어 정보로서, 각 수신 패킷의 출력 회선으로의 송신 우선도를 나타내는 우선도 정보와, 각 수신 패킷의 다른 출력 회선으로의 전송의 필요와 불필요를 나타내는 전송 제어 정보 중 적어도 한쪽을 포함하고,

상기 패킷 전송 유닛은 상기 플로우 검출 유닛으로부터 통지된 상기 제어 정보에 따라 상기 각 수신 패킷의 필터링 제어와, 출력 회선에 대한 패킷 전송에서의 우선 제어 중 적어도 한쪽을 행하는

것을 특징으로 하는 패킷 중계 장치.
제1항에 있어서,

상기 엔트리 테이블에 등록된 각 엔트리는 상기 제어 정보로서, 각 수신 패킷의 출력 회선으로의 송신 우선도를 나타내는 우선도 정보와, 각 수신 패킷의 다른 출력 회선으로의 전송의 필요 여부를 나타내는 전송 제어 정보를 포함하고,

상기 패킷 전송 유닛은 상기 플로우 검출 유닛으로부터 상기 제어 정보로서 통지된 우선도 정보와 전송 제어 정보에 따라 상기 각 수신 패킷의 필터링과 출력 회선으로의 전송 우선도 제어의 양쪽을 행하는

것을 특징으로 하는 패킷 중계 장치.
제1항에 있어서,

상기 엔트리 테이블에 등록된 각 엔트리는 상기 제어 정보로서 각 수신 패킷의 출력 회선으로의 송신 우선도를 나타내는 우선도 정보와, TOS(Type of Service) 정보를 포함하고,

상기 패킷 전송 유닛은 상기 플로우 검출 유닛으로부터 상기 제어 정보로서 통지된 TOS 정보에 따라 각 수신 패킷의 헤더 정보에 포함되는 TOS 정보를 재기록한 후, 상기 플로우 검출 유닛으로부터 상기 제어 정보로서 통지된 우선도 정보에 따라 상기 각 수신 패킷의 출력 회선으로의 전송 우선도 제어를 행하는

것을 특징으로 하는 패킷 중계 장치.
제2항에 있어서,

상기 리스트 테이블은 필터링용 제1 리스트 테이블과 전송 제어용 제2 리스트 테이블을 포함하고, 상기 제1, 제2 리스트 테이블은 각각 상기 플로우 속성값에 대응하는 복수의 서브 테이블로 분할되어 있으며,

상기 플로우 검출 유닛은 각 수신 패킷마다 상기 제1, 제2 리스트 테이블을 선택적으로 참조함으로써, 상기 패킷에 관계하는 필터링용 제어 정보와 전송 제어용 제어 정보를 검색하는

것을 특징으로 하는 패킷 중계 장치.
제2항에 있어서, 상기 제1 테이블을 형성하기 위한 메모리 영역과 상기 플로우 검출 유닛은 동일한 반도체 기판 상에 집적화되어 있는 것을 특징으로 하는 패킷 중계 장치.
제2항에 있어서, 상기 제1 테이블을 형성하기 위한 메모리 영역과 상기 플로우 검출 유닛과 상기 루팅 처리 유닛은 동일한 반도체 기판 상에 집적화되어 있는 것을 특징으로 하는 패킷 중계 장치.
제1항에 있어서, 상기 엔트리 테이블에 등록된 각 엔트리는, 상기 제어 정보로서, 우선도 정보와 커넥션 식별 정보를 포함하고,

상기 패킷 전송 유닛은 상기 플로우 검출 유닛으로부터 제어 정보로서 통지된 커넥션 식별 정보를 각 수신 패킷에 부가한 후, 상기 플로우 검출 유닛으로부터 제어 정보로서 통지된 우선도 정보에 따라 상기 각 수신 패킷의 출력 회선으로의 전송 우선도 제어를 행하며,

상기 각 회선 대응부는 상기 패킷 전송 유닛으로부터 수신한 패킷을 출력 회선 상에 형성된 상기 커넥션 식별 정보와 대응하는 커넥션에 출력하는

것을 특징으로 하는 패킷 중계 장치.