TW200924440A - Routing system, control element, routing method and forming method for exchanging table and forwarding table - Google Patents

Description

>31PA 200924440 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 ^發明是有關於—種路㈣的分配方法，且特 關於一種利用標鑛豐+旌r丨l〗 、疋赛 方法。 *戴對應（labei mapping)路由表的分配 【先前技術】 提升=1=^求大幅提升，近年來料多研究係致加 k升、猶&備_性與穩定度，因㈣生了 件與轉送元件實體分離的架 =控制7 備擴充的强桩卞饵在此系構下，為了增加言 =充=生:控制元件可以管理多個分離的轉送元件 目刖’在具有夕個轉送元件之路由者、 送元件時，均需進行—次路由查找，以^二經過奉 送路徑。然而，路由杳拈A钿钕 又侍封匕的下一 + ^ 設射相纽㈣間的處 如此—來，便降低路由系統中路由封包的效率。 【發明内容】 件、路有^lir係麵於，㈣統、控制元 目的表的產生方法。根據封包之 標籤值決定封包由第送:讀得—標籤值，並根據 由第-鏟、、，—生 、兀件直接輸出至目的位址，或 第一轉Μ件輸出。第二轉 後，再根_籤值至交及心戴值 轉送封包。 域錢讀紅Τ-魏路徑，以 200924440

51PA 根據本發明之-方面，提出一種路由系統，包括—_ =元件、—第—轉送71件及—第二轉送元件。控制元件& 據-路由表產生-魏表及—交換表。第—轉料件用以 接，-封包，根據封包的目的健至魏表找出對應之一 標埶值，並㈣錢值決定封包是^直接由第—轉送元件 ，出至封包之目的他。若封包由第二騎元件輸出，則 弟-轉运7L件用以接收第—轉送元件輸出之封包及標鐵 值，並根據標籤值至交換表㈣對應之下—傳送路押 轉送封包。 根據本發明之另-方面，提出一種控制元件，係應用 ;-路^統。控制元件包括—轉送表產生單元及一交換 表產生早70。轉送表產生單^用以根據—路由表產生—第 :轉送Tt件之-轉送表。第—轉送元件接收—封包，並根 據封，的目的位址至轉送麵㈣應之—钱值。交換表 產生^用以根據路由表產生—第二轉送元件之一交換

表。第二轉送元件接收第_轉送元件輸出之封包及標藏 值，亚根據標籤值至交換表Μ對叙下—傳送路徑，以 轉送封包。 根據本發明之又-方面，提出一種路由方法。首先， :控制7C件減-路由表產生—魏表及—交換表 Ϊ封轉送元件接收—封包。然後，第—轉送元件根 目的位址至轉送表找出對應之—標籤值，並根據 “戴值決定封包由第一轉送元件或一第二轉送元件輸 出。若由第—轉送元件輸出，則直接輸出至封包之目的位 200924440 封包二藏Π 件輸出，則第二轉送元件接收 =出對應之下-傳送雜，㈣送封包。其巾=表 第一轉送元件及第二魏元件料—路㈣統。制讀 根據本發明之再一方面，提出一種控制元件之交換 表之產生方法。—控制轉藉由—路由表產生-轉 =表及-交換表。路由表具有多筆路由㈣。每筆路 -路由介面攔位及一路由間道攔位。交換表多 ，轉送表之產生方法包括以下步驟= 筆路由_之路由介面齡所記錄之連接較否屬於f 元件來產生每筆交換資料。然後，分別依據每筆 —由貝料之路由介面欄位所記錄之連接埠是否屬於一第 -轉送元件以產生每筆轉送資料。其中，控制元件 轉送元件及第二轉送元件係為一路由系統。其中，第一 送元件接收-封包’並根據封包的目的位址至轉送 對應之-標籤值，絲據標籤值決定封包是否直接由第一 ^达疋件輸出至封包之目的位址。若封包由第二轉送元 ，出’則第二轉送元件接收第-轉送^件輸出之封包 織值，並根據標籤值至交換表找出對應之下一傳 不 以轉送封包。 ]工’ 為讓本發明之上述内容能更明顯易懂，下文特舉一 佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：牛又

1PA 200924440 【實施方式】 本發明所揭露之路由系統、控制元件、路由方法及交 換表和轉达表的產生方法，係應用於控制元件與多個轉送 凡件只體分離的路由系統。為了清楚說明，於本實施例中 係，兩個轉送元件為例做說明，㈣非用⑽限本發明。 也就是說’於實際應㈣，本發明所揭露之路由系統、控 制疋件、路由^法及交換表和轉送表的產生方法係可應用 於具有二個或三個以上之轉送元件的路由祕。 凊參Ρ、?、第1圖，其繪示具有依照本發明較佳實施例之 路由系統的網路拓樸示意圖。路由系統100連接外部網路 並包括一控制元件10、轉送元件一 2〇及轉送元件二30。 控制元件ίο係以内部網路40 (例如是Tcp/ip網路）連接 於轉送元件一 20及轉送元件二3〇。於本實施例中，轉送 元件一 20具有連接埠2、連接埠3及連接埠5。轉送元件 二30具有連接埠1及連接埠4。其中，轉送元件一 2〇提 供連接埠5與控制元件10相互連接，且轉送元件二30提 供連接埠4與控制元件相路連接。 路由系統100所連接之外部網路包括網段a、網段b、 網段c、網段d、網段e、網段f及網段g。路由系統1〇〇 藉由網段b連接於路由設備a。路由設備a藉由網段d連 接於路由設備B’且路由設備β之另一端係連接於網段f。 路由設備A藉由網段e連接於路由設備c，且路由設備c 之另一端連接於網段g。轉送元件一 2〇提供連接埠2連接 於網段b，且提供連接蟑3連接於網段c。轉送元件二3 〇

31PA 200924440 提供連接埠1連接於網段a。 控制元件10係根據路由表50 (繪示於第3圖）分別 產生各個轉送元件的轉送表及交換表。於本實施例中，控 制元件10係產生轉送元件一 20之轉送表60 (繪示於第 4A圖）、轉送元件二30之轉送表70 (繪示於第4B圖）、 轉送元件一 20之交換表80 (繪示於第5A圖）及轉送元件 二30之交換表90 (繪示於第5B圖）。 如第1圖所示，在此係以轉送元件一 20透過連接埠 3自外部網路接收一封包P1，且封包P1之目的位址連接 於轉送元件二30之連接琿1為例做說明。轉送元件一 20 至轉送表60 (繪示於第4A圖）找出對應於封包P1之目的 位址的一標籤值L1 (未繪示於圖中）。轉送元件一 20並根 據標籤值L1將封包P1及標籤值L1透過連接埠5轉送至 轉送元件二30。轉送元件二30透過連接埠4自内部網路 40接收到封包P1及標籤值L1後，根據標籤值L1至交換 表90 (繪示於第5B圖）獲得對應的下一傳送路徑，並根 據獲得之路徑轉送封包P1。 如此一來，封包P1經由轉送元件一 20轉送時係查找 轉送表60及封包P1的目的位址。而轉送元件二30於接 收封包P1及標籤值L1後，僅需根據標籤值L1至交換表 90直接獲得對應的下一路徑。自交換表90中獲得下一傳 送路徑的資訊，係以標籤值L1作為標籤對應（label mapping)之索引。也就是說，若標籤值L1為X，則標籤 值L1所對應之下一傳送路徑較佳地儲存於交換表90中第

丨 31PA 200924440 χ筆交換資料。如此一來，當轉送元件二3 0接收到標籤值 L1及封包P1後，可根據標籤值L1直接到對應的欄位進行 抓取資訊的操作。因此，能夠大幅度減少查找之時間進而 提高路由效率。 另外，再以轉送元件一 20透過連接埠3自外部網路 接收一封包P2，且封包P2之目的位址連接於轉送元件一 20之連接埠2為例做說明。當轉送元件一 20透過連接埠 3自外部網路接收封包P2，則轉送元件一 20至轉送表60 〇 找出對應於封包P2之目的位址的一標籤值L2。轉送元件 一 20根據標籤值L2將封包P2由標籤值L2對應之連接埠 2直接傳送至外部網路。 當轉送元件一 20自外部網路接收封包後，係根據封 包之目的位址至轉送表60獲得標籤值，並根據標籤值決 定封包是否直接由轉送元件一 20輸出至封包之目的位 置。若封包由轉送元件二30輸出，則轉送元件二30接收 封包及標籤值，並根據標籤值至交換表90找出對應之下 ◎ 一路徑，以轉送封包。於本實施例中，封包由轉送元件一 20或轉送元件二30輸出之決定方法，係判斷標籤值是否 為特定值。當標籤值不為特定值，則轉送元件一 20將封 包及標籤值輸出至轉送元件二30。當標籤值為特定值，則 轉送元件一 20直接依據轉送表60之其他欄位資訊將封包 輸出至外部網路。 路由系統100運作時，控制元件10可藉由既有的標 準協定或其他方式獲得轉送元件一 20及轉送元件二30之 11

>31 PA 200924440 連接埠的資訊。獲得連接埠資訊的協定，例如是網路工程 工作小組（Internet Engineer Task Force，IETF)制訂之協 定：轉送與控制元件分離架構（Forwarding and Control Element Separation，ForCES)協定。請參照第 2 圊，其 繪示第1圖之轉送元件一及轉送元件二的資訊。控制元件 10獲得第2圖之資訊後，可得知轉送元件一 20之連接埠 2及連接璋3係分別對外（即連接於外部網路）且連接埠 5對内（即連接於内部網路），轉送元件二30之連接埠1 係對外（即連接於外部網路）且連接埠4係對内（即連接 於内部網路）。 此外，轉送元件一 20及轉送元件二30可將外部連接 璋所收集到之標準的路由資訊封包，例如是路由資訊協定 (routing information protocol，RIP)，分別計算距離 向量（distance vector)以獲得路由資訊，或者是開放 式最短路徑優先（open shortest path first，0SPF)協 定或其他標準協定，分別透過連接埠5及連接埠4傳送至 控制元件10。如此一來，控制元件1〇可根據接收到的路 由資訊以計算出路由表。 請參照第3圖’其繪示根據第1圖之路由系統獲得之 路由表。路由表50包括數筆路由資料50(1)〜50(7)，各 筆路由資料包括一路由網段攔位51、一路由介面 (interface)攔位52及一路由閘道（gateway)攔位53。 路由網段攔位51分別標示網段a〜網段g。路由介面襴位 52分別記錄轉送元件一 20或轉送元件二30中，連接於路 12 200924440

31PA 由網段欄位51標示之網段的連接埠編號。路由閘道攔位 53分別具有自路由介面欄位52記錄之連接琿至路由網段 攔位51記錄之網段編號的下一跳（Next Hop)節點。其 中，當路由介面欄位52記錄之連接埠直接連接至路由網 段欄位51標示之網段，表示無下一跳節點，則將路由閘 道攔位53記錄為「*」。另外，路由閘道欄位53可記錄為 另一路由設備的編號或另一路由設備中連接琿的編號。 以路由資料50(1)為例，路由網段攔位51標示「網 D 段a」，路由介面攔位52記錄「連接埠1」，且路由閘道欄 位53記錄為「*」，表示路由系統100係透過連接埠1直 接連接至網段a。同樣地，路由資料50(2)表示路由系統 100係透過連接埠2直接連接至網段b ;路由資料50(3) 表示路由系統100透過連接谭3直接連接至網段c。 再以路由資料50(4)為例，路由網段攔位51標示「網 段d」，路由介面攔位52記錄「連接埠2」，且路由閘道攔 位5 3記錄為「路由設備A」，表示路由系統10 0之連接蜂 ^ 2且經由路由設備A連接至網段d。同樣地，路由系統50(5) 表示路由系統100之連接埠2且經由路由設備A連接至網 段e ;路由系統50(6)表示路由系統100之連接埠2且經 由路由設備A連接至網段f ;路由系統50(7)表示路由系 統100之連接埠2且經由路由設備A連接至網段g。 請參照第4A、第4B、第5A及第5B圖，第4A圖繪示 第1圖之轉送元件一的轉送表，第4B圖繪示第1圖之轉 送元件二的轉送表，第5A圖繪示第1圖之轉送元件一的 13

》31PA 200924440 交換表，第5B圖繪示第1圖之轉送元件二的交換表。根 據第2圖之轉送元件一 20及轉送元件二30的資訊及第3 圖之路由表50之後，可分別獲得轉送元件一 20之轉送表 60及交換表80，且可獲得轉送元件二30之轉送表70及 交換表90。 如第4A圖所示，轉送元件一 20之轉送表60包括數 筆轉送資料60(1)〜60(7)，各筆轉送資料包括一網段攔位 61、一標籤值攔位6 2、一介面欄位6 3及一閘道攔位6 4。 網段欄位61分別標示網段a〜網段g。標籤值攔位62分 別具有對應網段攔位61標示之網段a〜網段g的標籤值。 標籤值係為特定值或非特定值。特定值例如是預先設定之 常數。於本實施例中，特定值係設定為「0」，然特定值亦 可為其他常數。介面攔位63記錄轉送元件一 20之連接埠 之一，轉送元件一 20根據介面攔位63記錄之連接埠輸出 封包。閘道攔位64係為自介面攔位63記錄之連接槔至網 段攔位61記錄之網段編號的下一跳節點。 當轉送元件一 20自外部網路接收封包，則比對轉送 表60之網段攔位61及封包之目的位址，以獲得對應封包 之目的位址的轉送資料。若獲得之轉送資料的標籤值攔位 62的標籤值為非特定值，則轉送元件一 20將封包及標籤 值由介面攔位63記錄之連接埠將封包轉送至閘道攔位64 記錄之下一跳節點，使封包及標籤值轉送至轉送元件二 30。若獲得之轉送資料的標籤值攔位62的標籤值為特定 值，則轉送元件一 2 0將封包由介面欄位6 3記錄之連接埠 14 200924440

31PA 轉送至閘道欄位64記錄之下一跳節點，使封包轉送至目 的位址。 以轉送資料60(1)為例，網段欄位61記錄為「網段 a」，標籤值攔位6 2記錄為「1」，介面攔位6 3記錄為「連 接埠5」，閘道欄位64記錄為「連接埠4」，其中標籤值「1」 為非特定值，表示當轉送元件一 20接收到目的位址為網 段a之封包時，則將封包及標籤值「1」透過連接埠5轉 送至連接埠4，以使封包及標籤值「1」轉送至轉送元件二 30。 另外，再以轉送資料60(2)為例，網段欄位61記錄 為「網段b」，標籤值攔位62記錄為「0」，介面攔位63記 錄為「連接埠2」，閘道欄位64記錄為「*」，其中標籤值 「0」係為特定值，表示當轉送元件一 20接收到目的位址 為網段b之封包時，轉送元件一 20將封包透過連接埠2 直接轉送至網段b。同樣地，轉送元件一 20可根據轉送資 料60(3)〜60(7)轉送封包。 如第4B圖所示，轉送元件二30之轉送表70與轉送 元件一 20之轉送表60具有相同之資料型態。轉送元件二 30之轉送表70包括數筆轉送資料70(1)〜70(7)，各筆轉 送資料包括一網段欄位Ή、一標籤值攔位72、一介面欄 位73及一閘道攔位74。網段欄位71分別標示網段a〜網 段g。標籤值攔位72分別具有對應網段欄位71標示之網 段a〜網段g的標籤值。標籤值係為特定值或非特定值。 介面欄位73記錄轉送元件二30之連接埠之一，轉送元件 15

31PA 200924440 二30根據介面欄位73記錄之連接埠輸出封包。閘道欄位 74係為自介面欄位73記錄之連接埠至網段欄位71記錄之 網段編號的下一跳節點。 當轉送元件二30自外部網路接收封包，則比對轉送 表70之網段欄位71及封包之目的位址，以獲得對應封包 之目的位址的轉送資料。若獲得之轉送資料的標籤值攔位 72的標籤值為非特定值，則轉送元件二30將封包及標籤 值由介面欄位73記錄之連接埠將封包轉送至閘道攔位74 記錄之下一跳節點，以轉送封包及標籤值至轉送元件一 20。若獲得之轉送資料的標籤值攔位72的標籤值為特定 值，則轉送元件二30將封包由介面攔位73記錄之連接璋 轉送至閘道攔位74記錄之下一跳節點，以轉送封包至目 的位址。 以轉送資料70(1)為例，網段攔位71記錄為「網段 a」，標籤值攔位72記錄為「0」，介面攔位73記錄為「連 接埠1」，閘道欄位74記錄為「*」，其中標籤值「0」為特 定值，表示當轉送元件二30接收到目的位址為網段a之 封包時，轉送元件二30將封包透過連接埠1直接轉送至 網段a。 另外，以轉送資料70(2)為例，網段欄位71記錄為 「網段b」，標籤值攔位72記錄為「1」，介面攔位73記錄 為「連接埠4」，閘道攔位74記錄為「連接埠5」，其中標 籤值「1」係為非特定值，表示當轉送元件二30接收到目 的位址為網段b之封包時，轉送元件二30將封包透過連 16

31PA 200924440 接埠4轉送至連接埠5’以將封包轉送至網段b。同樣地， 轉送元件二30可根據轉送資料70(3)〜70(7)轉送封包 如第5A圖所示’轉送元件一 2〇之交換表：包上 筆交換資料80⑴〜80⑶，各筆交換資料包括—標藏 位8卜-介面攔位82及一閑道欄位83。標籤值攔位Μ 係對應於轉^件二3Q之轉送表7Q中， 所記錄的標藏值。介面棚位82記錄轉送元件一 、= 埠之一 ’轉达70件—2Q根據介面攔位82記錄之、隶垃 ( 出封包。閘道攔位技& a ϋ、彔之連接埠輸 83係為自介面攔位82 經過之下一跳節點。 °己錄之連接埠所 較佳地為連續之正整數「‘「籤_位81記錄之標籤值， 〜80(3)於交換表^ 丨」、「2」…等，且交換資料80(1) 錄之標籤值的大小贫位置，係依據標籤值攔位81所記 又斤存。 當轉送元件—20垃 值至交換表80獲得 收封包及標籤值時，根據標籤 錄之連接埠轉送于、、應之父換資料，透過介面攔位82記 U 封包轉送至目的位址、襴位83記錄之下一跳節點，以將 以交換資料8 〇「 介面攔位82記錄為「、為例，標籤值攔位81記錄為「1」， 表示當轉送元件1、2連接埠2」，閘道攔位83記錄為「*」， 元件- 20根據交振收到封包及標籤值「1」時，轉送 透過連接埠2轉送至、弟1葦交換資料80(1)將封包 標籤值攔位81記錄為目「的位址。再以交換資料80(2)為例， 2」’閘道欄位83^二2j ’介面欄位82記錄為「連接埠 ㈣為「路由設備A」’表示當轉送元件 17

)31PA 200924440 一 20接收到封包及標籤值「2」時，轉送元件一 20根據 交換表80之第2筆交換資料80(2)將封包透過連接埠2轉 送至路由設備A，以將封包轉送至目的位址。另外，交換 資料80(3)表示，當轉送元件一 20接收到封包及標籤值「3」 時，轉送元件一 20根據交換表80之第3筆交換資料80(3) 將封包透過連接埠3轉送至目的位址。 如第5B圖所示，轉送元件二30之交換表90與轉送 元件一 20之交換表80具有相同之資料型態。轉送元件二 30之交換表90包括交換資料90(1)，各筆交換資料包括 一標籤值欄位91、一介面欄位92及一閘道攔位93。標籤 值攔位91係對應於轉送元件一 20之轉送表60中，標籤 值攔位62所記錄的的標籤值。介面攔位92記錄轉送元件 二30之連接埠之一，轉送元件二30根據介面攔位92記 錄之連接埠輸出封包。閘道欄位93係為自介面攔位92記 錄之連接埠所經過之下一跳節點。再者，標籤值攔位91 記錄之標籤值，較佳地為連續之正整數「1」、「2」…等， 且各筆交換資料於交換表90之位置，係依據標籤值攔位 91所記錄之標籤值的大小依序儲存。 當轉送元件二30接收到封包及標籤值時，根據標籤 值至交換表90獲得對應之交換資料，透過介面攔位92記 錄之連接埠轉送至閘道欄位93記錄之下一跳節點，以將 封包轉送至目的位址。 以交換資料90(1)為例，標籤值欄位91記錄為「1」， 介面欄位92記錄為「連接埠1」，閘道攔位93記錄為「*」， 18

3IPA 200924440 表示當轉送元件二3〇接 元件二30根據交換#训少—才匕及知戴值Γ1」時，轉送 透過連接蟬1 日 筆交換㈣90⑴將封包 平1褥迗至目的位址。 請參照第6圖，i給干笸7固 生單元12。轉送表產味罝_彳生早兀U及一交換表產 元件- 2。之轉送表6。：： 1係根據路由表5〇產生轉送 換表產味垔^ 送元件二30之轉送表7〇。交 換表產生早το 12用以根據路 之交換表8°及轉送元件二加之交=轉—2〇 產生料㈣科之交财轉送表的 f U里圖。在此係以產生轉送元件- 20之轉送 先6〇如^產生轉送元件二3〇之交換表90為例做說明。首 =二I，0所示，控制元件10分別判斷各筆路由資 2的路由介面攔位52記錄之連接埠是否屬於轉送元件二 ，=產生各筆交換資料。其次，如步驟淑〇所示 制元件1〇分別判斷各筆路由資料的路由介 ： 之連r是否屬於轉送元件-2〇,以產生各筆轉送= 印參照第8圖’其繪示第7圖中產生各筆交換 細部流程®。首先，如步驟咖所示，判斷各筆路由次 料之路由介面欄位52記錄之連接埠是否屬於轉送元件二 3〇。若此筆路由資料之路由介面棚位52不屬於轉送元 ,30，表示此筆路由資料不具對應之交換資料，則結束此 筆交換資料之產生方法。若此筆路由資料之路由介^搁位 52屬於轉送元件二3〇，表示此筆路由資料具對應之交換 19

31PA 200924440 資料，則執行步驟S612。 其次，如步驟S 612所示，判斷此筆路由資料之路由 介面欄位52及路由閘道攔位53是否已具有對應之標籤 值。若是，結束此筆交換資料之產生方法；若否，則執行 步驟S613。 然後，如步驟S613所示，將此筆交換資料之標籤值 攔位91設定為新的標籤值。新的標籤值較佳地依序設定 為連續之正整數。 Ο 再來，如步驟S614所示，將此筆交換資料之介面攔 位9 2設定為此筆路由資料之路由介面欄位5 2記錄之連接 璋，並將此筆交換資料之閘道欄位93設定為此筆路由資 料之路由閘道攔位53記錄之下一跳節點。 根據上述步驟S611〜S614即可獲得轉送元件二30之 交換表90。於本實施例中，雖以產生轉送元件二30之交 換表90為例做說明，然亦可藉由相似之方法產生轉送元 件一 20之交換表80，在此不再加以贅述。 ^ 請參照第9圖，其繪示第7圖中產生各筆轉送資料之 細部流程圖。首先，如步驟S621所示，判斷各筆路由資 料之路由介面攔位52記錄之連接埠是否屬於轉送元件一 20 ° 接著，如步驟S622所示，若此筆路由資料之路由介 面攔位52記錄之連接埠屬於轉送元件一 20，將此筆轉送 資料之介面欄位63設定為此筆路由資料之路由介面欄位 52記錄之連接埠，將閘道欄位64設定為此筆路由資料之 20

31PA 200924440 路由閘道攔位53記錄之下一跳節點，並將標籤值欄位62 之標籤值設定為特定值。 然後，如步驟S623所示，若此筆路由資料之路由介 面欄位52記錄之連接埠屬於轉送元件二30，將轉送表60 中此筆轉送資料之標籤值欄位62設定為根據此筆路由資 料獲得之轉送元件二30之交換表90的交換資料中，介面 欄位92及閘道欄位93所對應之標籤值。 其次，如步驟S624所示，若此筆路由資料之路由介 面欄位52記錄之連接埠屬於轉送元件二30，將此筆轉送 資料之介面欄位63設定為轉送元件一 20中，連接内部網 路40之連接埠，即連接埠5。 接著，如步驟S625所示，若此筆路由資料之路由介 面欄位52記錄之連接埠屬於轉送元件二30，將此筆轉送 資料之閘道欄位64設定為轉送元件二30中，連接内部網 路40之連接璋，即連接淳4。 然後，如步驟S626所示，將此筆轉送資料之網段欄 位61記錄為此筆路由資料對應之網段。 於本實施例中，路由系統100係以兩個轉送元件（轉 送元件一 20及轉送元件二30)為例做說明。因此，於上 述步驟S621〜S626中，係藉由判斷路由介面攔位52所記 錄之連接埠屬於轉送元件一 20或轉送元件二30，以產生 轉送表60。然而於實際應用時，若路由系統更包括轉送元 件三，則產生各筆轉送資料的方法更包括判斷路由介面欄 位52所記錄之連接埠是否屬於轉送元件三，以產生相對 21

'31PA 200924440 的轉送資料。根據上述步驟S621〜S626即可獲得轉送元 件一 20之轉送表60。於本實施例中，雖以產生轉送元件 一 20之轉送表60為例做說明，然亦可藉由相同之方法產 生轉送元件二30之轉送表70，在此不再加以贅述。 為了能在轉送元件一 20及轉送元件二30之間傳遞標 籤值，係可於路由系統100内利用虛擬區域網路標籤（VLAN tag)、多協議標籤交換（Multi-Protocol Label Switching，MPLS)或其他可應用於内部網路40且不影響 轉送功能的方式攜帶標籤值。 於本實施例中，封包攜帶標籤值之方式係將標籤值記 錄至封包之虛擬區域網路標藏。請參照第10圖，其繪示 具有虛擬區域網路標籤之封包的示意圖。當封包攜帶標籤 值時，係為符合802. 1Q協定之封包，並包括一乙太網路 表頭（Ethernet header) 15、一虛擬區域網路標籤13及 一乙太網路資料（Ethernet payload) 19。相較於一般的 乙太網路封包，封包更包括虛擬區域網路標蕺13，且虛擬 區域網路標籤13包括一虛擬區域網路標籤協定辨識碼 (VLAN protocol ID) 16 及一標籤控制資訊（tag control information) 17 ° 當虛擬區域網路標籤協定辨識碼16之值為0x8100， 表示封包符合802. 1Q協定。標籤控制資訊17紀錄虛擬區 域網路的資訊，並包括一優先權（pr ior i ty)欄位17a、 一規範格式指示符（canonical format indicator，CFI) 17b及一虛擬區域網路辨識瑪（VLAN indicator ) 17c。優 22

31PA 200924440 ^權攔位17a標示封包之優先權順序。規範格式指示符nb 標不為「〇」，表示封包不包括路徑資訊攔位（r〇uting inf0rmati〇n field，RiF)。於虛擬區域網路之規範中， 虛擬區域網路辨識碼17c用以標示封包屬於哪一個虛擬區 域網路，於本實施例中，係藉由虛擬區域網路辨識碼17c 記錄封包之標籤值，藉此將封包攜帶標鐵值。乙太網路資 f! ί. ^9_^括IP表頭】8及—㈣14。封包之内容係記錄 在貝科14中。 =區_路標籤13僅存在於封包於路由系統_ 自外邱L也就疋§兄’當轉送元件一 2〇㈣送元件二30 自外部網料㈣❹仏 乙=轉資料】9。而當封包_&件_20#^ ί:::上=轉送元件二30轉送至轉送元件-20時， G ^ it 辨識碼16及標藏控制 同帶標籤值。而當封包由轉送元件一 20 或轉kTG件一 30直接轉送至外部 太網路表頭15及乙太網路資料°、、、，、匕僅具有乙 標籤值之方法係不影塑封#◎如此一來’封包攜帶 及格式。響封包於外部網路之間之傳送方式

此封包之IP表頭18包 (tune-to-live)參數} T 當存活時間參數此為G時H錄封包之存活時間。 久，則將此封包丟棄。 不此封包之轉送路徑過 請參照第U圖，其綠示路由方法之流程圖。並請同 23

31PA 200924440 時搭配第1圖、第4A圖及第5B圖之元件標號。首先，如 步驟S710所示，控制元件10之轉送表產生單元11根據 路由表50產生轉送元件一 20之轉送表60，控制元件10 之交換表產生單元12根據路由表50產生轉送元件二30 之交換表90。 接著，如步驟S720所示，轉送元件一 20自外部網路 接收封包。 然後，如步驟S730所示，轉送元件一 20根據封包的 Γ 目的位址至轉送表60找出對應之標籤值，並根據標籤值 決定封包由轉送元件一 20或轉送元件二30輸出。若由轉 送元件一 20輸出，則直接輸出至封包之目的位址。 接著，如步驟S740所示，若由轉送元件二30輸出， 則轉送元件二30自内部網路40接收封包及標籤值。封包 例如是將標籤值記錄至封包之虛擬區域網路標籤，藉此以 攜帶標籤值。然封包亦可以多協議標籤交換的格式攜帶標 籤值。 I 然後，如步驟S750所示，轉送元件二30根據標籤值 至交換表90找出對應之下一路徑，以傳送封包。 請參照第12圖，其繪示第11圖之路由方法之細部流 程圖。並請同時搭配第1圖、第4A圖及第5B圖之元件標 號。第12圖中之步驟S710、S720、S740及S750係相同 於第11圖之步驟S710、S720、S740及S750，因此不再贅 述。 步驟S730包括步驟S731〜步驟S733。首先，如步驟 24

31PA 200924440 S731所示，轉送元件一 2〇根據封包的目的位址至 60找出對應之標籤值。接著，如步驟⑽所示，判 籤值是否為特定值。若標籤值不為特定值，則執 不 S740;若標籤值為特定值，則執行步驟奶3。接著^牛 驟S733所示，將封包由轉送元件一 2()直接傳送至: 路，藉此以轉送封包。 ’ 舉例來說，當轉送元件—20透過連接璋3自 路接收目的位址為網段a之封包ρι，轉送元件—2〇至轉 送表60找出網段攔位61標示為網段a之轉送資料6 以獲得轉送資料6〇⑴之標籤值攔位62所記錄之標籤值’ 、乂」°轉送it件-2G判斷標籤值為非特定值， 达7G件一 20根據轉送資料60(0之介面欄位63記錄之「 接埠5」及閘道欄位64記錄之「連接埠4」，將封包打及 標籤值「1」透過連接埠5轉送至連接埠4，以使封包ρι 及標籤值「1」轉送至轉送元件二3〇。 接著，轉送元件二30接收封包pi及標籤值「〗」後， 轉达7G件二30根據標籤值「丨」至交換表9〇找出標籤值 欄位91記錄為「1」之交換資料9Q⑴，並根據介面搁位 92記錄之「連接埠丨」及第二閘道攔位93記錄之「*」， 將封包P1經由連接埠丨傳送至目的位址。 」 另外，當轉送元件一 20透過連接埠3自外部網路接 收目的位址為網段e之封包P2 ,轉送元件一 2〇至轉送表 找出網段攔位61標示為網段e之轉送資料6〇(5)，'以 獲得轉送資料60(5)之標籤值攔位62所記錄之標籤值 25 200924440

31PA 「〇」。轉送元件- 20判斷標籤值「〇」為特定值，則轉送 元件一 2〇根據轉送資料60(5)之介面欄位63記錄之「連 接璋2」及閘道欄位64記錄之「路由設備a」，將封包pl 透過連接琿2轉送至路由設備A，以使封包ρι轉送至網段 e ° 此外，路由方法於轉送元件—2◦或轉送元件二3〇自 外部網路接故封&時，遞減存活時間參數⑽，如第1〇圖 麻。當存活時間參數18a遞減至〇日夺，表示此封包之轉 送路徑過久，則將此封包丟棄。再者，當轉送元件一 2〇 或轉送元件二30自外部網路接收封包時，會檢查封包之 乙太網路表頭15，以確定封包之正確性。另外，當轉送元 =一 2 0或轉送元件二3 〇自内部網路4 〇接收到封包及標 藏值後’較佳地移除虛擬區域網路標籤協定辨識碼16及 標籤控制資訊17。接著，再檢查封包之乙太網路表頭15， 以確定封包之完整性。 c, 似本發明較佳實施例揭露之路㈣統、控制元件、 路由方法及又換表和轉送表的產生方法，係由轉送元件一 自外部網路純封包，並根據封包之目的位址至轉送元件 之轉ϋ表獲得^籤值。若轉送元件—判斷標簸值為非特 定值，則f封包及標籤值轉送至轉送元件二。若轉送元件 -判斷標籤值騎定值，縣封包直接㈣送元件 一之連 接埠輸出至外部網路。轉送元件二接收封包及標籤值後， 再根據標練至交換表獲得下一傳送路徑，以傳送封包。 士此來轉送凡件二藉由標籤值對應（label mapping) 26

31PA 200924440 以獲得封包之下一傳送路徑，可節省比對封包之時間，進 而提高路由效率。此外，封包僅於路由系統内部傳送時攜 帶標籤值，因此不影響封包於外部網路之間的傳送方式及 格式。另外，路由系統可依照不同方法及協定攜帶標籤 值，因此可適用於任何路由系統。 綜上所述，雖然本發明已以一較佳實施例揭露如上， 然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通 Γ: 常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍内，當可作各種 之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請 專利範圍所界定者為準。

m?A 200924440 【圖式簡單說明】 第1圖繪示具有依照本發明較佳實施例之路由系統 的網路拓樸示意圖。 第2圖緣示第1圖之轉送元件—及轉送^件 訊。 角 第3圖其繪示根據第丨圖之路由系統獲得之路 第4A圖繪示第！圖之轉送元件一的轉送表。 Γ 第4B圖繪示第丨圖之轉送元件二的轉送表。 第5A圖繪示g 1圖之轉送元件一的交換表。 第5B圖繪示第丨圖之轉送元件二的交換表。 第6圖緣示纷示第1圖之控制元件的功能方塊圖。 弟7 ®㈣㈣㈣元件之交換表及轉送表的產生 方法的流程圖。 圖 圖 圖 第8圖㈣第7圖中產生各筆交換資料之細部流程 第9圖㈣第7圖中產生各筆轉送資料之細部流程 第10圖㈣具有虛擬區域網路標鐵之封包的示意 第Π圖繪示路由方法之流程圖。 第12圖緣示第π圖之路由方法之細部流程圖。 【主要元件符號說明】 1、2、3、4、5 :連接埠 28

31 PA 200924440 10 :控制元件 11 :轉送表產生單元 12 :交換表產生單元 13 :虛擬區域網路標籤 14 :資料 15 :乙太網路表頭 16 :虛擬區域網路標籤協定辨識碼 17 :標籤控制資訊 17a :優先權攔位 17b :規範格式指示符 17c :虛擬區域網路辨識碼 18 : IP表頭 18a :存活時間參數 19 :乙太網路資料 20 :轉送元件一 30 :轉送元件二 40 :内部網路 50 :路由表 60 :轉送元件一之轉送表 70 :轉送元件二之轉送表 80 :轉送元件一之交換表 90 :轉送元件二之交換表 PI、P2 :封包 29

Claims (1)

1. 200924440 31PA 十、申請專利範圍： 1 -—種路由系統，包括： 一控制元件，根據一路由表產生一轉送表及一交換 表； ' 一第一轉送元件，用以接收一封包，根據該封包的目 的=址至該轉送表找出對應之一標籤值’並根據該標籤值 決定該封包是否直接由該第一轉送元件輸出至該封包之 目的位址；以及 r' 第二轉送元件，若該封包由該第二轉送元件輸出， 則該第二轉送元件用以接收該第一轉送元件輸出之該封 包及該標籤值，並根據該標籤值至該交換表找出對應之下 一傳送路徑，以轉送該封包。 2. 如申請專利範圍第1項所述之路由系統，其中該 第—轉送元件判斷該標籤值是否為一特定值，當該標籤值 不為該特定值時，該標籤值及該封包輸出至該第二轉送元 件。 3. 如申請專利範圍第1項所述之路由系統，其中該 第轉送元件判斷該標籤值是否為一特定值，當該標籤值 為該特定值時，該封包經該第一轉送元件直接輸出至該封 包之目的位址。 4 ·如申請專利範圍第1項所述之路由系統，其中該 第—轉送元件自一外部網路接收該封包後’檢查該封包之 表頭並遞減該封包之存活時間（time-to-live，TTL) 參數。 30 -31PA 200924440 5.如申請專利範圍第1項所述之路由系統，其中該 第二轉送元件自一内部網路接收該封包及該標籤值後，將 該標籤值自該封包移除並檢查該封包之一表頭。 6·如申請專利範圍第1項所述之路由系統，其中該 路由系統係連接於一外部網路，該外部網路具有複數個網 段’該路由系統藉由複數個連接璋連接於該些網段，該轉 送表包括： 一第一網段攔位，用以標示該些網段之一； 一第一標藏值欄位’具有對應於該第一網段欄位標示 之該網段的標號； 一第一介面（interface)攔位，記錄屬於該第一轉 送元件之該些連接埠之一；以及 一第一閘道（gateway)攔位，記錄自該第一介面攔 位δ己錄之該連接埠連接至該第一網段欄位記錄之該網段 的下一跳（Next Hop)節點； 其中’該第一轉送元件根據標示為該封包之目的位址 的該第一網段攔位所對應之該第一標籤值攔位獲得該標 戴值並將該封包及該標臧值自該第一介面搁位記錄之該 連接埠轉送至該第一閘道攔位記錄之下一跳節點。 7.如申請專利範圍第6項所述之路由系統，其中該 交換表包括： ^ —第二標籤值攔位，對應於該第一標籤值攔位，使該 第一標籤值攔位的標號對應於該第一網段攔位標示之該 網段； 31 200924440 31PA 第一介面攔位，記錄屬於該第二轉送元件之該些連 接埠之一；以及 、第一閘迢攔位，記錄自該第二介面欄位記錄之該連 接埠連接至該第二標籤值攔位的標號所對應之該網段的 下一跳節點； > 一中該第一轉送元件根據標示為該標籤值之該第二 攔位，將該封包自對應之該第二介面攔位記錄之該 連接埠轉送至該第二閘道攔位記錄之下一跳節點。 件包括·種控制元件’係應用於一路由系統，該控制元 、、轉达表產生早;用以根據—路由表產生一第一轉 轉送表’該第一轉送元件接收-封包，並根據 t目的位址至該轉送表找出對應之-標籤值；以及 送-:父齡產生單元，用以根據該路由表產生—第二轉 輪出之:封::二1=一轉f元件接收該第-轉送元件 *對應之下一傳藏值至該交換表找 【b申請專利第8項所述之控制元件， t轉送元㈣_標籤值是衫—特定值辭 =為該特定斜，該標鬚及_包㈣雜第 10.如申請專利範圍第8項所述之路由 第一轉送元件判斷該標籤值是否 二/、中該 為該转定Μ A 為特又值’當該標籤值 特疋值時’該封包經該第—轉送元件之-逹接槔直接 32 31PA 200924440 輸出至該封包之目的位址。 11.如申請專利範圍第8項所述之控制元件，其中該 第一轉送元件自一外部網路接收該封包後，檢查該封包之 一表頭並遞減該封包之存活時間（time-t0-live，ΤΊ1) 參數。 卜12.如申請專利範圍第8項所述之控制元件，其中該 第二，送元件自一内部網路接收該封包及該標藏值後，將 该標籤值自該封包移除並檢查該封包之一表頭。 U ·如中請專利範圍第8項所述之控制元件，其中該 路由系統係連接於-外部網路，且該外部網路具有複數個 網段，該路由系統藉由複數個連接埠連接於該些網段，該 轉送表包括： 一第一網段攔位，用以標示該些網段之一； -第-標籤值襴位，具有對應於該第一網段 之該網段的標號； 一第-介_位，賴雜該第—轉送元件之該 接埠之一；以及 —心 一第一閘道攔位，記錄自續笸人工Je日， 接m s — ㈣目这第一介面攔位記錄之該連 鱗^接至⑽-網段攔位記錄之該網段的下—跳節點； 中，該弟一轉送元件根據標示為該封包之目的位址 的該第一網段攔位所對應之該第一 繇佶、，时知織值欄位獲得該標 =值’亚將該封包及該標籤值自該第—介面攔位記 接埠轉送至該第-閘道攔位記錄之下一跳節點。-14.如申請專利範圍第13項所述之控制元件，1中 33 200924440 31PA 該交換表包括： 一標籤值攔位，使該 網段搁位標示之該 一弟一標鐵值搁位，對應於該第 第二標籤值攔位的標號對應於該第_ 網段； 第二轉送元件之該些連 一弟一介面搁位，記錄屬於該 接埠之一；以及 介面攔位記錄之該連 所對應之該網段的 一弟一閘道棚位，記錄自該第二 接埠連接至該第二標籤值攔位的標號 下一跳節點； 其中，該第二轉送元件根據標示為該標籤值之 ，籤值攔位，將該封包自對應之該第二介面攔位記錄之: 、接埠轉送至該第二閘道攔位記錄之下一跳節點。 15. —種路由方法，包括： 表⑴-控似件根據—路由表產生—轉送表及—交換 (b) —第一轉送元件接收一封包； (c)該第-轉送元件根據該封包的目的位址至 錢出對應之-標齡，並減該賴值蚊該封包由^ :轉送讀或-第二轉送元件輸出，若由該第—轉送^ 件輪出，則直接輸出至該封包之目的位址； 則δ亥弟一轉送元件接 值至該交換表找出對 (d)若由該第二轉送元件輸出 收該封包及該標籤值；以及 (e)該第二轉送元件根據該標籤 應之下一傳送路徑，以轉送該封包； 34 200924440 其中，該控制元件、該第一轉送元件及該第

   Jkll Mfr ^ 4® Αί： 轉送元件及該第二轉送元 16.如申請專利範圍第15項所述之路由方法

   值， 該標籤值不為該特定值，則該封包 及该軚戴值由該第二轉送元件輸出。 17. 如申請專利範圍第15項所述之路 該步驟（b)包括： 具中 該第一轉送元件自一外部網路接收該封包後，檢查該 封包之-表頭並遞減該封包之存活時間 TTL)參數。 18. 如申請專利範圍第15項所述之路由 該步驟（d)包括： 八中 /該第二轉送元件自一内部網路接收該封包及該標籤 值後’將該標籤值自朗包移除並檢查該封包之—表頭。 19. 如申請專利範圍第15項所述之路由方法，其中 該=由表具有複數筆路由資料，各該筆路由資料具有一路 =面攔位及一路由閘道欄位，該交換表具有複數筆交換 貝料，該轉送表具有複數筆轉送資料，該步驟（a)包括： 二（al)分別依據各該筆路由資料之該路由介面攔位所 兒錄之連接埠是否屬於該第二轉送元件以產生各該筆交 換資料；以及 35 200924440 · 31PA (a 2)分別依據各該筆路由貧料之該路由介面搁位所 記錄之連接埠是否屬於該第一轉送元件以產生各該筆轉 送資料。 20. 如申請專利範圍第19項所述之路由方法，其中 產生各該筆交換資料之該步驟（al)包括： (a 11)判斷各該筆路由資料之該路由介面搁位記錄之 連接埠是否屬於該第二轉送元件； (al2)若該路由介面攔位記錄之連接埠屬於該第二轉 ^ 送元件，判斷該路由介面攔位及該路由閘道欄位是否已具 有對應之該標籤值；以及 (al3)若該路由介面攔位及該路由閘道攔位不具對應 之該標籤值，將該筆交換資料之一第二標籤值攔位設定為 另一標釵值。 21. 如申請專利範圍第20項所述之路由方法，更包 括： (al4)將該筆交換資料之一第二介面攔位紀錄為該路 " 由介面欄位所記錄之連接埠，並將該筆交換資料之一第二 閘道攔位紀錄為該筆路由資料之該路由閘道欄位所記錄 之下一跳節點。 22. 如申請專利範圍第21項所述之路由方法，其中 產生各該筆轉送資料之該步驟（a2)包括： (a21)判斷各該筆路由資料之該路由介面攔位所記錄 之連接埠是否屬於該第一轉送元件； (a 2 2)若該路由介面攔位所記錄之連接埠屬於該第一 36 )31ΡΑ 200924440 轉送元件，將該筆轉送資料之一第一介面攔位及一第一閘 道攔位分別記錄為該路由介面攔位及該路由閘道攔位，並 將該筆轉送資料之一第一標籤值攔位設定為一特定值； (a23)^•該路由介面欄位所記錄之連接埠屬於該第二 轉送元件’將該筆轉送資料之該第一標籤值攔位設定為根 據該筆路由資料獲得之該筆交換資料中，該第二介面欄位 及該第二閘道欄位所對應之該標籤值； (a24)若該路由介面攔位所記錄之連接埠屬於該第二 轉送元件，將該筆轉送資料之該第一介面攔位設定為該第 一轉送元件中連接於一内部網路之連接埠；以及 (a25)若該路由介面攔位所記錄之連接埠屬於該第二 轉送元件，將該筆轉送資料之該第一閘道攔位設定為該第 二轉送元件中連接於該内部網路之連接埠。 23. 如申請專利範圍第22項所述之路由方法，其中 该外部網路包括複數個網段，該路由方法更包括： (a26)將該筆轉送資料之一第一網段攔位記錄為該筆 路由資料對應之該網段。 24. -種控制元件之交換表及轉送表之產生方法，一 控制元件藉由-路由表產生—轉送表及—交換表，該路由 表具有複數筆路由資料，各該筆路由資料具有一路由介面 欄位及-路由閘道攔位，該交換表具有複數筆交換資料， 該轉送表具有魏筆轉送㈣，該㈣元狀交換表及轉 送表之產生方法包括： ⑷分別依據各該筆路由資料之該路由介面棚位所記 37 200924440 31PA 第二轉送元件以產生各該筆交換 錄之連接埠是否屬於— 資料；以及 株在f中’該控制元件、該第—轉送元件及該第二轉送元 件係為一路由系統； 狀兀

   曰其中，該第一轉送元件接收一封包，並根據該封包的 值決對!之-標籤值，絲據該標籤 否直接由該第一轉送元件輸出至該封包 =的^，若該封包由該第二轉送元件輸出，則該第二 ，送兀件接收該第—轉送元件輸出之該封包及該標籤 值’並根據賴齡錢交換純出職之傳送路 從，以轉送該封包。 25.、，如申明專利範圍第24項所述之控制元件之交換 表之產生方法’其中產生各該交換資料之該步驟 ⑻判斷各該轉由㈣之該路由介面攔位記錄之 連接埠是否屬於該第二轉送元件； 、、U2)若該路由介面攔位記錄之連接埠屬於該第二轉 送元件，觸祕纟介面攔位及魏㈣道齡是且 有對應之該標籤值；以及 ，、 (a3)若該路由介面攔位及該路由閘道攔位不具對應 之該標籤值，將該筆交換資料之_第二標籤值攔位設定^ 38 31PA 200924440 另一標籤值。 26. 如申請專利範圍第25項所述之控制元件之交換 表及轉送表之產生方法，更包括： (a 4)將該筆交換資料之一第二介面攔位紀錄為該路 由介面欄位所記錄之連接琿，並將該筆交換資料之一第二 閘道欄位紀錄為該筆路由資料之該路由閘道攔位所記錄 之下一跳節點。 27. 如申請專利範圍第26項所述之交換表及轉送表 (' 之產生方法，其中產生各該筆轉送資料之該步驟（b)包括： (bl)判斷各該筆路由資料之該路由介面攔位所記錄 之連接埠是否屬於該第一轉送元件； (b2)若該路由介面攔位所記錄之連接璋屬於該第一 轉送元件，將該筆轉送資料之一第一介面攔位及一第一閘 道欄位分別記錄為該路由介面攔位及該路由閘道攔位，並 將該筆轉送資料之一第一標籤值欄位設定為一特定值； (b3)若該路由介面攔位所記錄之連接埠屬於該第二 ϋ 轉送元件，將該筆轉送資料之該第一標籤值攔位設定為根 據該筆路由資料獲得之該筆交換資料中，該第二介面攔位 及該第二閘道欄位所對應之該標籤值； (b4)若該路由介面欄位所記錄之連接埠屬於該第二 轉送元件，將該筆轉送資料之該第一介面攔位設定為該第 一轉送元件中連接於一内部網路之連接埠；以及 (b5)若該路由介面攔位所記錄之連接琿屬於該第二 轉送元件，將該筆轉送資料之該第一閘道攔位設定為該第 39 31PA 200924440 二轉送元件中連接於該内部網路之連接埠。 28.如申請專利範圍第27項所述之交換表及轉送表 之產生方法，其中該路由系統係連接於一外部網路，該外 部網路包括複數個網段，該控制元件之交換表及轉送表之 產生方法更包括： (b 6)將該筆轉送資料之一第一網段攔位記錄為該筆 路由資料對應之該網段。

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