TWI280015B - Packet forwarding apparatus and method thereof - Google Patents

Description

1280015 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本毛月提出一種網路系統，尤指一種封包轉送裝置及其相關方 法。 【先前技術】 隨著網路的發展，網路封包轉送裝置(例如-交換器）已成為不 ❿可或缺的錢之一。第丨圖為習知交換器励的示意圖。如第工 .®所示▲換益100包含有_處理單元㈣⑽〇r)110，可以是一 般的CPU麵接到外部網路裝置刚一封包轉送單元置以及 複數個傳齡φ (physiealin她⑵）m。—般練，封包轉送單 元120係以-特殊應用積體電路(ASlc)實現之。而封包轉送單元 12〇以及處理單元11〇係藉由匯流排（_相搞接；交換器⑽ 係用來轉送自外部網路裝置140的封包至複數瓣輸介面130,或 _ 轉送自傳輸介面130的封包至外部網路裝置14〇。 處理單元110完全透過匯流排與封包轉送單元12〇溝通和傳送 封包。因此，如果要讓處理單元no和封包轉送單元120共同完 成封包轉送的工作，在匯流排上面就要設計出一套能夠讓彼此相 互溝通的通訊協定，如此會增加了線路的複雜度，也相對地增加 了系統出現錯誤的機率。尤其是在處理某些特定的工作(譬如 IGMP封包的路徑學習(sn〇〇ping)，或是當封包要轉送至無線網路 介面時，增加一個PPTP/L2TP標頭於封包的動作)並沒有辦法由封 1280015 包轉送單元12〇獨立絲，祕雜s_單元⑽的處理 =種情況之下’我靡須-套能夠使處理單元⑽以及封包 單元120共同處理封包轉送的方法與裝置。 、 【發明内容】 因此本發明之目狀-在於提供—簡包轉魏置以及复相 關方法，以解決習知技術中的問題。 、 根據本發明之申料·圍，係縣—觀_钱置，輕接 ;弟-網路裝置與-第二網路I置之間，該裝置包含：一傳輸 介面’減於該第二網職置；—處理料，祕於該第-網路 =以晴-嘛繼―狄―贈&，輕接於該 傳輸，丨面與該處理單元之間；以及—介面迴路，耦接至該轉送單 元與該處理單元之間，該介面迴路具有一迴路。 根據本發明之t請專概圍，另縣—種封包槪方法，立包 含：提供—介面迴路；_—處理單元自-網喊置接收-封、 包亚且將5亥封包輸出至該介面迴路；以及利用一轉送單元自該 介面迴路接收並處理該封包，並將處理後之該聽經由—傳輸介 面輸出至一第二網路裴置。 【實施方式】 明參閱第2圖’第2圖為本發明交換器2GG的示意圖。如第2 1280015 圖所示，交換器200包含有一處理單元210，搞接到交換器200 外部的網路裝置250 ; —封包轉送單元220 ;複數個傳輸介面23〇 ; 一介面迴路(interface loop-back)240 ;以及封包轉送單元22〇。處理 單το 210可為一 CPU，封包轉送單元220可以一 ASIC實現之， 處理單元210藉由一匯流排辆接至封包轉送單元220。一實施例 中，該傳輸介面230包括：至少一媒體獨立介面（media independence interface，Mil)以及至少一符合 IEEE 8〇2 3 的實體層 • 電路(PHY)。另一實施例中，該傳輸介面230包括：至少一媒介獨 ’ 立；丨面（ΜΠ)以及至少一光纖收發器（f出ertransceiver)。一般而 吕，該封包轉送單元220包括：一控制器、以及一媒介存取控制 電路（MAC)。一實施例中，該處理單元21〇與外部網路裝置25〇 之介面可為PCMCIA、USB、PCI、PCI-EXPRESS或是其他常見 的介面。 如業界所習知，一般來說，在交換器之中，都會具有麵，該 MII都具有複數健收端(Rx)，以及複數個傳送端㈤。於本實施 例中，該介面迴路240係為藉由一媒介獨立介面（Μπ)來完成， 則該介面迴路係為-ΜΙΙ迴路；於本實施例中，係將臟中一接 收端連接至-傳送端，因此當傳送端送出封包時，接收端也會接 收到自傳达端傳送出來的封包；舉例來說，在本實施例中，處理 單兀210可藉由ΜΙΙ的傳送端傳送封包，因此封包轉送單元⑽ 便可同7藉纟Mil迴路接收到該封包。一實施例中，該處理單元 210、亥封包轉送單兀娜，以及該介面迴路·之介面（例如： 1280015 • Mil)係位於一積體電路（1C)内，而接收端與傳送端之連接線係 位於1C外。 當然，該介面迴路240亦可藉由其他介面來完成，例如GMn、 SERDES、RMII、RGMII、SMII、SSMII 以及其他 ic 設計公司在 MAC與PHY之間所自行定義的一介面。當然，若在ic設計階段， 在封包轉送單元220之MAC中，直接在ic内部就做特別的線路 可讓封包直接Loop-back。在此實施例中，該處理單元21〇，該封 包轉送單元220，以及該迴路240係位於1C内。 接著，以兩種封包轉送方式來說明本發明交換器2〇〇的封包轉 送。 請參閱第3圖，第3圖為外部網路裝置25〇轉 的:線。當處理單元21〇自外部網路裝置25()接收到—無線網路 ^由於該封包完全由處理單元21〇以及相關軟體來處理係相 、系、、先資源、目此我們希望該封包能夠先由封包轉送單元挪 先行處理。 餘實施例，來自外部網路裝置25〇的封包，係為一符合無線網 的封包(即，符合觀11格式的封包），因此處理單元210 丁处理4封包’將其由符合搬n格式，轉換成符合乙太 1280015 鹏(m，3)規格的封包。另一實施例，該封包已經在無線網路襄 置250便已經轉換成符合8〇2 3的格式因此處理單元训便可直 接接收符合8G2.3⑽包，喊顯_包進行格式轉換。 、在本實施例中，處理單元21〇在接收到該封包以後，就往介面 迴路送出，藉由介面迴路240，封包轉送單元220便可接收到 該封包。右封包轉送單元22〇能夠完全處理該封包，封包轉送單 το 220便依據5亥封包的目的位址㈣匕如嶋ddress)，將該封包往 正確的傳輸介面230送出。若該封包轉送單元22〇無法完全處理 該封包的情況’在此請參閱第4圖。由於封包轉送單元22〇沒有 辦法完全處理該封包，因此當封包轉送單元22〇接收到該封包之 後尚播該封包藉由匯流排直接轉送(卿)至處理單元加，而 處理單元210便會對該封包進行處理。由於在-般的交換哭中’ 處理單元⑽便已耗接至傳輸介面23〇，並且亦有將封包自傳輸介 面230送出的能力；因此’在本實施例中，處理單元加會將處 理後封包輸出至正確的傳輸介面230。 凊參閱第5圖’第5圖為傳輸介面bo轉送至外部網路裝置， 的狀況下封包轉送的7F意圖’箭頭即為封包傳送的路線。當封包 轉送單元220會自傳輸介面23〇接收到一欲往外部網路農^㈣ 的封包’封包轉送單元22〇會先對該封包進行處理。、 如前所述’科部_裝置25G而來的封㈣會麵介面迴路 1280015 240傳送至封包轉送單元220，因此對於封包轉送單元220來說， 很自然的便會將欲往外部網路裝置250的封包往介面迴路24〇送 出，並且填入自己的MAC位址當作來源位址(s〇urceaddress)，然 而，由於介面迴路240的迴路，封包轉送單元22〇又會重新接收 到該封包。 當封包轉送單元220檢查每一封包的來源位址為自己的ΜΑ^ φ 位址，則封包轉送單元220便可以將該封包直接藉由匯流排轉送 • 至處理單元21〇;如業界所習知，在封包轉送的過程中，封包轉送 f單元220經常需要查閱存取控制表(access control list，ACL)來決定 封包的轉送。在本實施例中，本發明係新增一規則至存取控制表， 使得該封包轉送單元220可在來源位址符合自己的mac位址時， 便將摘包直接轉送至處理單元21 〇;揭露至此，熟習此項技術者 應可理解並可據以實施，故不另贅述。 當處理單元210接收到該封包後，本發明處理單元21〇亦會去 檢查該封包的來源位址是否符合為封包轉送單元22的MAC位 址如果符合，處理單元210便會了解該封包已經經過封包轉送 單兀220處理，並且要送往無線網路裝置25〇;因此，處理單元 =會對該封包進行處理’並將處理後的封包送往無線網路= 如前所述，處理單元22〇可能需要轉換該封包的格式，使其符 1280015 合無線網路(802.11規格)格式，或直接送出該封包至該無線網路裝 舉一實例加以說明；在一般的交換器中，封包轉換裝置22〇已 經可以支援NAPT (NetworkAddress-PortTranslation)的相對應操 作，但是在最近的應用上，當封包要由一般有線網路(即為前述的 傳輸介面230)傳送至無線網路端(即為無線網路裝置25〇)時，可能 •會需要PPTP/L2TP這種虛擬個人網路(virtualPe_al .VPN)的應用，而這種應用，交換器2〇〇所要做的係為當封包由有 線網路端傳送至絲魄端時，除了原本ΝΑρτ的動作，還要對

，另外附加-個PPTP/L2Tp標頭(header)，才能將封包送出·但 疋，由於-般的封包轉換衰置並沒有支援附加ppTp/L2Tp標頭的 功能’因此，本發明利用介面迴路機制，使得封包處理單元咖 可先處理原本ΝΛΡΤ的動作，並且在處理之後將該封包送往介而

第6圖為本發明處理單元加操作的鮮流程圖。 不’處理單元210當接收封包時，會先檢查封包中— ’會先檢查封包中一預定資訊(步 牛時，便可得知封包已經經過封 1280015 $轉送單元220處理，如此便只需要處理封包轉送單元22〇尚未 2理，部分(步驟62。)；另一方面，若該預定資訊将合該條件， 处理早7〇210可以直接利用習知的封包處理流程來處理該封包(步 驟630)，而將該封包送出。 前述修改來源位址的方法亦僅作為一較佳實施例，而非本發明 的限制；在㈣應用上，本發明可以對封包附加一些額外的資訊 #來替代前述修改來源位址的方法，來標示該封包是否已經經過處 • 理，以達成共同處理該封包的目的。 0由於前述均以來源位址作為判斷封包是否已經經過封包轉送 單元220的處理’因此封包轉送單元22()須有修改來源位址的能 力不過如業界所習知，目前能支援layer3以上的交換器，其封 包轉送單元220再做路由(r〇uting)操作時，並已具備修改封包内容 的能力(至少已經能夠修改來源mac位址），因此對於此項操作並 不為難。此外，雖然本發明會修改來源嫩〇位 μ址並沒娜改，因此滅侧 原本封包的傳輸造成影響。 以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範 圍所做之鱗變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

12 1280015 【圖式簡單說明】 第1圖為習知交換器的示意圖。 第2圖為本發明交換器的示意圖。 第3圖為封包自外部網路 圖。 置軺达至傳輪介面的第一實施例示意 第4圖為封包自外部網路 圖。 置轉达至傳輪介面的第二實施例示意 籲^圖為封包自傳輸介面轉送至外部網路裝置的示意圖。 ‘苐6圖為本發明處理單福作關單流程圖。 【主要元件符號說明】 100、200交換器 120、220封包轉送單元 140、250外部網路裝置 110、210處理單元 130、230傳輸介面 240 媒介獨立介面

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Claims (1)

1280015 十、申請專利範圍： 二網路裝置 種封包轉送裝置，輕接於一 狗倏、弟一網路裝置盥一第 之間，該封包轉送裝置包含： 〃 傳輸;|面，輕接於該第二網路裂置· 處理單元，叙接於該第一網路裝置；

一轉达单疋’輕接於該傳輸介面與該處理單元之間；以及 介，迴路（mtetfaeekK)p_baek)，输至該概單元與該處理 早兀之間，該介面迴路具有一迴路。 2. 如申凊專利範圍第丨項所述之封包轉送裝置，其中該傳輸介面 係位於該觀單元之—齡存取鮮Kmac)。 3. 如申請專利麵第丨項所述之封包轉送裝置，射該介面迴路 包括一介面，該介面包括—傳送端以及—接收端，該迴路係為 該傳送端與該接收端相連接。 4.如申請專利細第3項所述之聽機裝置，射該介面係位 於該轉送單元之一媒介存取控制（MAC)與一實體電路 之間。 5·如申請專利範圍第3項所述之封包轉送裝置，其♦該介面係為 一媒介獨立介面（Mil)。 1280015 6.如申請專利範圍第3項所述之封包轉送裝置，另包含. -第-匯流排’输於魏理單元與該轉送單元之間； 其中若該轉送單元無法處理該封包，則該轉送單元藉由該第— =流排直簡她_崎包頭處料元，處理單元 處理该封包後經由該傳輪介面輸出至該第二網路褒置。 ====峨自祕 8.=請專利範固第〗項所述之封包轉送裝置，其係為-網路交 9.如申請補範_ 6項所述之封包轉送襄置， 八中捕辑喊加人—财資鮮 定資訊之該封包至該迴路介面；力專輸包含麵 其中若該轉送單元自該迴路介面接收到一具有〜 疋封包，㈣包透職隨排傳铜該^理^。 ίο·如U概目帛9項所叙聽轉 =該特定封包，並將處理後之該特定封包：： 15 1280015 u.如申請專利範圍第9項所述之封 係為該轉送單元之媒體存取控制（MAC=;。、中 如申、二專利賴第n項所述之封包轉送褒置，其中該轉送單 糸以轉达單疋之該位址替換該封包巾紀錄之該第二 ^路衣置崎應之舰存取㈣紐，來加人該預定資訊至該 封句.〇 13·壯如申請__ 9項所述之封包轉送較，其中該第一網路 衣置係為路裝置，該第二網路裝置係為—乙太網路裝 置以及越理單π將該封包自符合乙太網路的格式轉換為符 合無線網路的格式。 14·如申明專利乾圍第7項所述之封包轉送裝置，其中該轉送單元 係為一特殊應用積體電路(ASIC)。 如申明專利範圍第7項所述之封包轉送裝置，其係為一網路交 換器。 16· -種封包轉送方法，係制於—封包轉送裝置，該方法包含·· 提供一介面迴路(interface l〇op_back); 利用-處理單元自一網路襄置接收一封包，並且將該封包輸出 至該介面迴路；以及 16 1280015 利用元自該介面迴路接收並處理該封包’並將處理後 μ子匕經由一傳輸介面輸出至一第二網路裝置。 17.如申鱗利範圍第16項所述之方法，其中，若該轉送單元益 法處理該封包，則直接轉送(trap)該封包至該處理單元用兮 處理單元處理該封包，以及賴封包軸該傳輸介面輪出至^ 第二網路裝置。 Λ • 1 队如申請專利範圍第16項所述之方法，其中該第一網路裝置係 為:無線網路裂置，該第二網路裝置係為一乙太網路裳置，以 及該封包轉送方法另包含有： 將該封包自符合無線網路的格式轉換為符合乙太網路的格式。 19=申請專利範圍第16項所述之方法，其中該介面迴路包括一 介面，該介面之-傳送端與該介面之一接收端她接。 20. 如申請專利範圍第16項所述之方法，其係應用於一網路交換 器。 21. 如申請專利範圍第16項所述之方法，還包含： 加入一預定資訊至該封包；以及 接收到一具有該預定資訊之特定封包時，藉由一匯流排輸出該 特定封包至該處理單元。 17 1280015 22.如申請專利範圍第2i項所述之方法，還包含： 當該處理單元自麵流排接收並處理該特定封包，並將處理後 之讀待定封包輸出至一第一網路裝置。 預定資訊係為該 23·如申請專利範圍第21項所述之方法，其中該 封包轉运裳置之媒體存取控制（MAC)位址。 至 2'如申請專利範圍第23項所述之方法，其中加入該預 该封包之步驟係利用該轉送單 ^ 、° =:::換該封包中紀錄之該第，裝置所對 六—“，……· K職封包轉送裝置之該媒體 應之媒 十一、圖式：