TWI336443B - Method and apparatus to improve network routing - Google Patents

Description

1336443 欢、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明關於一種改善網路路由之方法及裝置。 【先前技術】 可透過一網路，利用一網路位址來傳送資訊。例如，— 路由益可接收待予路由處理至另一網路裝置之資訊。該路 °。可利用網路位址，像是目的地位址，以搜尋適當的 路由處理貪訊。然而，隨著網路大小增加，一路由器或具 有較少的搜尋時間來路由處理該資訊。因此，即需要降低 為以路由處理資訊之搜尋時間，可產獲較快的封包處理 業。 【發明内容】 本發明提供一種用以於一網路中進行資訊路由處理之裝 置及方法，以改善網路路由之性能。 【實施方式】 本發明具體實施^含一種用α改善網路上資訊路由處 理之方法及裝置。當資訊從一來源到一特定目的地而行經 一網路時’或需要數個網路裝置以搜尋路由資訊。此搜尋 可利用-網路位址。通常，用以表示一網路位址的位元愈 多，搜尋該路由資訊所需要的記憶體接取也愈多。因此， 在搜尋處理過程t，較少的網路位址會產獲較少的延遲。 本發明具體實施例試圖產生—小於該網路位址的位址識 別瑪，亚利用該位址識別碼以搜尋路由資訊。在此所用的 名詞「位址識別碼」可指一數值，此值是按由數個從一網 85509 1336443 路位址所導出之位元所表示。 於該網路位址，因此可減少相 使用者可貫現較佳的網路服務 互傳於各節點間。 由於該位址識別碼通常是小 關於搜尋時間的延遲。從而 ，因為資訊可按較短時間而 值得注意的是，任何提及本規格說明中之「—具體實施 例」，意指會將關聯於該具體實施例而描述之一特定特性、 結構或特徵’納入至少一本發明具體實施例内。在本規格 說明中各位置處出現該詞彙「在一具體實施例中」並不必 然皆指稱相同的具體實施例。 在此可設定各種特定細節，則共徹底了解本發明各項具 體實施例。然而，對於熟諳本項技藝之人士，應即知悉可 實作本發明具體實施例而無彼等特定細節。在其他實例裡 ，並未詳細說明眾知之方法、程序、元件及電路，以便不 致模糊本發明具體實施例重點。應瞭解本揭特定結構及功 旎性細節可為代表性，而並不必然限制本發明範圍。 現請詳細參照各附圖，其中全篇裡類似部分既經標註以 相仿編號，現有一如圖丨所示之系統，此者適於實作本發明 一具體實施例。圖1係一系統100之區塊圖，其中包含數個 藉—或更多通訊媒體所連接之網路節點。在此情境裡，一 網路節點（節點）可包含任何能夠通訊資訊的裝置，像是一電 腦、伺服器、交換器、路由器、橋接器、閘道器、個人數 位助理、行動裝置等。一通訊媒體可包括任何能夠載荷資 訊信號的媒體，像是雙絞線、同軸纜線、光纖、無線電頻 率、電子、音響或光學信號等。 85509 尤其疋，該系統100包含一來源節點1〇2、中介節點 及目的地節點110。該等來源節點1〇2、中介節點1〇6及一 目的地節點110可藉如圖之通訊媒體1〇4及1〇8所連接。圖i 雖僅顯示—來源節點、-中介節點及-目的地節點，然應 瞭解可在該系統HK)内運用任意數量的網路節點，而仍歸屬 本發明範圍内。此外，該名㈣「連接」與「互連」及其變 化項者可指稱實體連接及/或邏輯連接。 在本發明之一具體實施例裡，該系統1 00可包含一封包交 換式網路。在本例中包交換處理可指於—網路上，按 照依據一或更多通訊協定之相當簡短封包形式來傳通資訊 。在本例中，一封包可指一组有限長度的資訊，其長度通 书係按位元或位元組所表示。—封包長度的範例可為 個位元，、且 協疋可包含一組指令，藉此而可於一通訊媒 體上傳通各資訊信號。例如，此協定可為一封包交換協定 ，如西元 1981 年 9月採編之Request For c〇mment (RFC) 793 的「Internet Engineering Task Force (IETF)」標準 7所定義 之「傳輸控制協定（tcp)」（tcp規格書），以及如西元1981 年9月採編之RFC 791的正71：標準5所定義之「網際網路協定 (IP)」（IP規格書），可向:ietv.org 索取二者資料（統稱 為「TCP/IP規格書」）。 在一本發明具體實施例裡，來源節點1 02可包含一發出一 組資訊供以遞送至目的地節點丨10之節點。該目的地節點 110可包含一作為該資訊之所欲接收_者的節點。中介節點 106可包含一節點，於該來源節點1〇2與該目的地節點u〇2 85509 1336443 間傳通該資訊。在一些情況下，可有—個以上的來源節點 、目的地節點及/或中介節點。例如，在—多重廣播連接裡 可有多個目的地節點。在其他範例裡，會在—來源節點與 目的地節點間存在有頻覆地多個中介節點。為便說明，對 各者情況列舉-例，然各具體實施例並不限於此情境。資 訊可包含任何能夠按像是電子信號、光學信號、音響信號 等之信號所表示的資料。在此情境下的資訊範例，可包括 來自語音交談、視訊會議、串流視訊、t子郵件（㈣⑴訊 息、語音郵件訊息、文數字符號、圖形、影像、視訊、文 字等等的資料。 在一般運作中，該來源節點102可根據TCP/IP規格說明’ 透過該中介節點1G6送出資訊給該目的地節點11Ge該來源 節點將m打破成為-序列的封包。各個封包可含有 一部份的資訊再加上-些控制#訊。該控制資訊可協助網 路内的各中介節點將各封包路由處理到該目的地節點。該 來源節點1G 2可送出各封包至該中介節點10 6。該中介節點 1〇6可接收各封包、簡要地存放然後將彼等傳出至次—中介 節點或該目的地節點11〇。該目的地節點ιι〇可最終地接：

正個序歹j的封包’然後可利用這些來重新獲得該來源 102所送出的原始資訊。 U 圖2說明-根據本發明具體實施例之路由系統區塊圖。圖 2.可說明-路由系統·，此者併入可按由一處理器所執r 之軟體、硬體電路或結構，或是彼等組合而予 能性。該處理器可為-般目的性或專用性的處理器，^ 85509 1336443

Intel公司—的處理器序列、M〇t〇r〇u公司、Sun Micr〇s^tems 公司及其他業者的處理器。該軟體可包含程式邏輯 '指令 或貢料以實作本發明具體實施例的某些功能性。該軟體可 儲存在一機器可接取之媒體或是一電腦可讀取媒體内，像 是唯讀記憶體（ROM)、隨機存取記憶體（RAM)、磁碟（即如 軟碟及硬碟）、光碟（即如_C D - R〇Μ)或任何其他資料儲存媒 體。在一本發明具體實施例裡’該媒體可儲存按一壓縮及/ 或加密格式的各程式指令，以及被該處理器執行前必須先 由—安裝器所編譯或安裝的各指令β或另者，可按照含有 硬體接線邏輯以執行所述功能性之特定硬體元件，或是任 何經程式設計之一般目的性電腦元件及自訂式硬體元件之 組合，來實作本發明具體實施例。 在本發明具體實施例裡’處理系統2〇〇可包含一接收介面 2 0 2、一位址谶別碼產生器2 〇 4、一路由模組2 〇 6及一傳送介 面2〇8。該處理系統200可在需要路由處理資訊時接收各資 訊封包。路由資訊可包含任何標準路由資訊，像是一機埠 5虎碼、頻道識別碼、裝置識別碼、佇列資訊等。該位址識 別碼產生器204可處理各封包的網路位址，以產生一長度較 短於該網路位址的位址識別碼。該路由模組2〇6可利用該位 址識別碼以搜尋各封包的路由資訊。可利用任何一種的搜 尋演鼻法來搜尋該路由資訊^本發明其一具體實施例是利 用一種根據「IETF提議標準」的搜尋演算法，其標題為”Αη Internet Protocol Version S.x (IPv6) Aggregatable Global Unicast Address Format^ RFC 2374· 1998^7^ ("RFC 2374") 85509 -10· 1336443 。該傳送介面208可利用路由資訊 點。底下將詳細討論各模組的結 ，可從"www.ietf r>rg"^ 得 ，將封包送給另一網路節 構及運作。 圖3係一根據本發 區塊圖。圖3顯示一 明一具體實施例之位址識別碼產生器 位置識別碼產生器300，可代表例如位 址識別11204。在本發明具體實施例中，該位置識別碼產生

器300可包含一位址擷取模組3〇2、一比較模組3〇4及一決策 模組3 0 6。 該位址擷取模組302可接收來自例如接收介面2〇2的封包 資訊。在本發明一具體實施例中，該封包資訊可包含一封 包軚頭，其内具有像是來源位址、目的地位址、封包識別 石馬、封包長度寺控制資訊。該位址操取模組3 〇 2可從封包資 訊中結取必要資訊，以產生一位址識別碼。在本發明一具 體實施例，所擷取資訊可為一網路位址，像是目的地位址

。然後該位址擷取模組302可將擷取資訊送出至比較模組 304 ° 其一具體貫施例可利用一網路位址RFC 2374。RFC 2374 會利用一組識別碼，來分隔出路由架構内的各層級，以總 集並保留初始的Ipv6位址空間。RFC 2374標定出三個識別 瑪以分割一位址的位元邊界。這三種識別碼包括「頂層總 集識別碼（TLA)」、「次層總集識別碼（NL A)」和「處層總集 識別碼（SLA)」。對一「網際網路服務供應廠商（ISp)」的初 使配置可為來自於一 TL A或次TL A。然後這些組織可將nl A 配置給其客戶ISP，而這些又會再對終端使用者指配sla， 85509 -11 - 1336443 以產生彼等本身的邏輯拓樸。該介面識別碼可表示一 IPv6 的主部分’即如按該位址最右端64位元所表示。 圖4說明一適用於本發明一具體實施例之位址格式。圖4 說明一根據RFC 23 74之位置格式400。位址格式400可具有 總長度1 28位元。在本發明一具體實施例中，該位址格式4〇〇 可包含一「格式字首（FP)」402、一丁LA 404、「保留欄位（RES) 」406、一1^八408、一81^410及一「介面識別碼」412。 即如前所述，TLA 404可表示路由階層内的頂層β無内定性 的路由器可對各個作用中TLA具有一路由表項目，且通常

會具有額外的項目，該等可提供對於現所身處其令之TL A 的路由資訊。NLA 408可由經指配給該TLA4〇4之組織所運 用以產生一疋址階層並以識別各處所。SL A 41 〇可由個別 組織所運用，以產生各自本身的局部定址階層，並識別各 子網路。該介面識別碼412可表示一主機或裝置位置，像是 一媒體接取控制（MAC)層識別石馬。該介面識別碼412的長度 可包含例如64位元。 系統100、200、300的作業及位址格式4〇〇的運用方式可 進一步參照圖5及隨附範例所据述。在此，該圖5雖可包含 :特定處理邏輯’錢瞭解喊理邏龍料提供可如何 實作本揭之-般功能性如何的範例。此外除另說明 各給定處理邏輯内的㈣運作並不必,然須按如所述順序執 行。 圖5係一根據本發明一具體實施例，由—路由系統所執行 之裎式料邏輯區塊流程I在本㈣_具財施例裡， 85509 -12· 1336443 該路由系統是指用以實作本揭之路由資訊功能性的軟體及 /或硬體。在此發明具體實施例裡，該路由系統可實作為該 +介節點106的-部份。然應可瞭解此項功能性可藉位於該 通訊網路上任何位置之任何裝置，或各種裝置之組合，所 實作’而仍歸屬本發明範圍。 圖5可5兒明一用以搜尋路由資訊之程式邏輯5〇〇。可將一 基於一總集識別碼的預定數值存放於區塊5〇2内。在區塊 5〇4處會接收到一含有一網路位址之封包。在區塊5〇6處會 產生一基於網路位址的位址識別碼。在區塊5〇8處會利用位 址識別碼進行—對於封包之路由資訊的搜尋作業。在區塊 5 1 0處會利用該路由資訊以送出該封包。 在本發明一具體實施例裡，該預定數值可為一網路位址 的字首 字首可為例如基於一總集識別碼。一總集識別 馬之範例可為如RFC 23 74所述的總集識別媽，即如TLA NLA或SLA。可為根據該路由系統在一網路内之位置來組 態。又疋s亥預疋數值。例如，若該路由系統係按由一丁[八識 別碼所指配之位置而實作，則該預定數值可為與該丁^八識 別碼相關的字首。這會例如出現在-大型ISP情況下。在另 範例裡b邊路由系統是按一 tla識別碼及一肌八識別 馬^曰配之位置所實作’則該預定數值可為與該TLA識別瑪 及X LA識別妈相關的字首。在又另一範例裡，如該路由 系·，光疋按TLA識別碼、一 NLA識別碼及一 SLA識別瑪指配 之位置所實作，目丨丨兮+ a ' 則該預疋數值可為與所有三種識別碼相關 的字首。 85509 •13- W6443 在本發明一具體實施例裡，從該網路位址擷取一第一數 值死宜 紙 土於該網路位址而產生一位址識別碼。該第一數值範 /可為例如一 TLA識別碼、一 NLA識別碼及一 SLA識別碼的 、’且合。藉此預定數值，該第一數值的精確組合方式可為基 ;。亥路由系統的位置而決定即如一總集識別碼所標示者 X第數值可與泫預定數值相比較。如相符於該預定數 值，則可從該網路位址擷取出一第二數值。第二數值之範 例可為該網路位址除為以該第一數值而取用之位元以外的 其餘部分。可利用該第二數值產生該位址識別碼。如未相 符於忒預疋數值，則可利用該整個網路位址，即該第—數 值及該第二數值之組合，產生該位址識別碼。 在本發明一具體實施例裡，可根據”“來指配該網路位 址。在此具體實施例裡，該網路位址可由1 2 8個位元所組成 ，包含一 64位元的介面識別碼。如該第二數值包含該介面 識別碼，則所產生的位址識別碼可少於整個網路位址（即64 個位元相對於12 8個位元）。從而，相較於利用整個網路位 址’可減少為以搜尋路由資訊的時間量。 圖6說明一適用在本發明一具體實施例之路由階層。圖6 可說明一根據例如RFC 2374而製作之階層式路由結構6〇〇 。該路由結構600可包含標為丁卜T2及Τη的多個TLA。該路 由結構600亦可包含標為Nl、Ν2及Νη的多個NLA。該路由 結構600尚可進一步包含標為SI、S2及Sn的多個SLA。最後 ，該路由結構600可包含標為Η1、H2及Hn的多個介面識別 碼。在一階層式路由結構裡，各節點可存放一依照其總集 85509 -14 · 1336443 層級的獨具字首。例如，S1可存放一獨具字首丁INIS1。所 有標向於該S丨底下節點的封包，皆應具有此固定字首作為 彼等網路位址的-部份。本發明具體實施例可利用此固定 字首以減少相關於搜尋路由資訊的延遲。 圖6也可用來說明這項概念。假定S1係一處層邊緣路由器 。在此特定情況下’該TLA、NLA及SLA (T1N1S1)攔位的 數值可從一封包之目的地位址擷取出，並與先前存放數值 相比較（即如敎數值）。如該數值相符，該封包可被視為屬 入方，而可利用低部64位元（H1)來搜尋該路由資訊。否則 ，利用該位址的所有128位元（T1N1S1H1)，來執行正常的「 最長字首比對（LPM)」查核作業。 應瞭解可在一路由階詹内之任何層、級處，對任何網路節 點施用各具體實施例。可存放並利用一字首遮罩及—字首 數值來偵測各人方封包^如_封包之目的地位址的各引領 位元相符於在該層級處的所存字首，則可跳過這些位元並 僅利用該位址内的剩餘位元來搜尋適當的路由資訊。 本發明各具體實施例部分特性雖已如前文所述然對於 熟諳本項技藝之人士確即可進行各種修飾、替換、改變及 等同項目。從而，應瞭解所附申請專利範圍係為涵蓋所有 該等落屬本發明各具體實施例真實精神範圍内之修飾及變 化。 【圖式簡單說明】 於本規格說明結論部份令，會特別地指出及顯明宣述被 見為本明具體貫施例之各主題項目。然而，當閱覽各隨 85509 •15- 1336443 附圖式時，可參照於後载詳細說明，以最佳瞭解被視為組 織及運作方法兩者之本發明具體實施例，$同彼等之目的 、特性及優點，其中： 圖1係一 圖2係_ 圖3係_ 區塊圖； 適於貫作本發明—具體實施例之系統； 根據本發明-具體實施例之路由系統區塊圖； 根據本發明-具It實施例之位址識別碼產生器 圖4說明-適用於本發明—具體實施例之位址格式； 圖5係一根據本發明一具體實施例之路由系統所執行的 各項運作之區塊流程圖；以及 圖6說明-適用在本發明—具體實施例之路由階層。 【圖式代表符號說明】 100 系統 102 來源節點 104 、 108 通訊媒體 106 中介節點 110 目的地節點 200 路由系統 202 接收介面 204 位址識別碼產生器 206 路由模组 208 傳送介面 300 位置識別碼產生器 302 位址擷取模組 85509 -16 - 3041336443 306 500 502 504 506 508 510 600 比較模組 決策模組 程式邏輯 儲存一基於一總集識別碼的預定數值 接收一含有一網路位址之封包 產生一基於網路位址的位址識別碼 利用位址識別碼進行一對於封包之路 由資訊的搜尋作業 利用該路由資訊以送出該封包 路由結構 85509 17-

Claims (1)

1. 犟7月3〇曰修正本 第092113327號專利申請案 中文申請專利範圍替換本(98年7月） 拾、申請專利範圍： 1 · 一種用以搜尋路由資訊之方法，其中包含： 接收一具網路位址之封包，該網路位址係包括複數個 總集識別碼及一介面識別碼； 從該網路位址擷取一第一數值，該第一數值係依據該 封包所被接收之一總集層級而相關於該等總集識別碼當 中之一或多者； 比較該第一數值及一預定數值，該預定數值係包含一 依據該總集層級之獨具字首； 如遠第一數值相符於該預定數值，則從該網路位址擷 取出一第二數值，該第二數值係包含至少該等介面識別 碼全部以及該複數個總集識別碼當中不與該第一數值相 關之一或多者； 如s亥第一數值相符於該預定數值，則僅使用該第二數 .值來根據該網路位址產生一位址識別碼，該位址識別碼 包含比起該網路位址為較少的位元；以及 利用该位址識別碼而非該網路位址，來搜尋對該封包 的路由資訊。 2.如申明專利範圍第1項之方法，其中進一步包含如該第一 數值未相符於該預定數值，則可利用該第一數值及該第 二數值來產生該位址識別碼。 3 ·如申明專利範圍第1項之方法其中該網路位址包含一根 據IPv6所指配之丨28位元位址。 4.如申請專利範圍第！項之方法其中該第一數值包含一根 85509-980730.doc 1336443 據一總集識別碼之字首。 5. 如申請專利範圍第4項之方法，其中該總集識別碼包含頂 層〜集識別碼（TLA)、次層總集識別碼（NLA)和處層總， 識別碼（SLA)至少其中—者。 e ^木 6. 如申請專利範圍第1項之 .,^ ^ ^貝灸方法，其中該介面識別碼包含一 媒體接取控制（MAC)層識別瑪。 7·如申請專利範圍第！項之方法，其中該介面識別碼包含Μ 位元。 8·如申請專利範圍第旧之方法，其中該預定數值包含一根 據一總集識別碼之字首。 9. 如申請專利範圍第8項之方法，其中該總集識別碼包含頂 層總集識別碼（TLA)、次層總集識別碼（NLA)和處層總集 識別碼（SLA)至少其中—者。 10. 如申請專利範圍第1項之方法，其中進一步包含利用該路 由資訊送出該封包。 11. 一種路由裝置，其中包含： 一接收介面，用以接收一具網路位址之封包，該網路 位址係包括複數個總集識別碼及一介面識別碼； 一位址識別碼產生器，其用以從該網路位址擷取一第 一數值，該第一數值係依據該封包所被接收之一總集層 級而相關於該等總集識別碼當中之一或多者，且用以比 較該第一數值及一預定數值’該預定數值係包含一依據 該總集層級之獨具字首，如該第一數值相符於該預定數 值’則用以從該網路位址擷取出一第二數值，該第二數 85509-980730.doc 值係包含至少該等介面識別瑪全部以及該複數個總集識 :碼當中不與該第-數值相關之一或多者，以及如該第 -數值相符於該預定數值’則僅使用該第二數值來根據 該網路位址產生-位址識別碼，該位址識別碼包含比起 該網路位址為較少的位元；以及 -路由模,组，以利用該位址識別碼而非該網路位址來 才《索對該封包的路由資訊。 12.如中請專利範圍第叫之裝置，其中進—步包含一傳送 介面，以利用該路由資訊傳送該封包。 α如中請專利範圍第叫之裝置，其中該位址識別碼產生 器包含： 一位址擷取模組，以從該網路位址擷取一第一數值； 一比較模組，比較該第—數值及該預定數值；以及 一決策模組，以如該第一數值相符於該預定數值，則 利用部分的該網路位址產生該位址識別石馬，否則利用整 個網路位址產生該位址識別碼。 14· -種用以於-網路中執行路由處理之系統，其中包含： —來源節點，以利用— '網路位址送出封包，該網路位 址係包括複數個總集識別碼及一介面識別碼； 一目的地節點，對應於該網路位址，以接收該封包； 以及 一中介節點，以於該來源節點與該目的地節點之間路 由。玄封包忒中介節點具有一位址識別碼產生器，其用 以從該網路位㈣取—第―數值，㈣—數值係依據該 85509-980730.doc 1336443 « . 封包所被接收之一總集層級而相關於該等總集識別碼當 中之一或多者’且用以比較該第一數值及一預定數值， 該預定數值係包含一依據該總集層級之獨具字首，如該 第一數值相符於該預定數值，則用以從該網路位址擷取 出一第二數值，該第二數值係包含至少該等介面識別碼 全部以及該複數個總集識別碼當中不與該第一數值相關 之一或多者，以及如該第一數值相符於該預定數值，則 僅使用该第一數值來根據該網路位址以產生一位址識別 碼，該位址識別碼包含比起該網路位址為較少的位元， 該中介節點更具有-路由裝置，以利用該位址識別碼 而非該網路位址來路由處理該封包。 15. —種用以搜尋路由資訊之物件其中包含： 一儲存媒體； 5亥儲存媒體包含所儲存之八 ^ . 6 I柯仔之心令，當由一處理器執行時 會產生以下對路由資訊的搜尋作業： 接收一具一網路位址$ 4+ h . 子匕，s亥，，周路位址係包括複數 個總集識別碼及一介面識別碼；從該網路位址擷取一第 數值4第冑值係依據該封包所被接收之—總集層 級而相關於該等總集識別瑪當中之一或多者；比較該第 -數值及-預定數值，該預定數值係包含一依據該總集 層級之獨具字首；如該第一奴枯* 數值相付於該預定數值，則 從該網路位址擷取出一裳_ 弟一數值，該第二數值係包含至 少該等介面識別碼全部以芬# >〜 ^ 乂及该稷數個總集識別碼當中不 與該第一數值相關之一哎客去_上—妓 4夕者，如§亥第一數值相符於該 85509-980730.doc -4. i i1336443 預定數值’則僅使用該第二數值來根據該網路位址產生 位址熾別碼，該位址識別碼包含比起該網路位址為較 少的位元；以及 利用。亥位址識別碼而非該網路位址來搜尋對該封包的 路由資訊。 ^ ] 士申口月專利範圍第i 5項之物 處理器執行時& ，、中為所存釦令當由_ 包。 ' ΰ進一步進行利用該路由資訊送出該封

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