(57)【要約】  【課題】  ネットワークの構成変化に伴う経路情報テーブルの更新を容易にし、パケット損失を低減したネットワークノード装置を提供する。  【解決手段】  経路制御部２０が、経路情報を示す複数のエントリからなる経路情報テーブル３３と、パケット宛先アドレスに応じて異なったメモリアドレスを出力するフォワーディングテーブル３１と、フォワーディングテーブルから出力される１群のメモリアドレスを経路情報テーブルの特定エントリのアドレスに変換するためアドレス変換テーブル３２とを有し、受信パケットの宛先アドレスを検索キーとして、フォワーディングテーブルから１つのメモリアドレスを検索し、アドレス変換テーブルによって変換されたエントリアドレスに基いて、経路情報テーブルから経路情報を検索するネットワークノード装置。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ入、出力回線に接続された複数のインタフェースモジュールと、上記各インタフェースモジュールで受信したパケットの宛先アドレスに基いて、経路情報を検索する経路制御部と、上記受信パケットを上記経路制御部が検索した経路情報によって特定される何れかのインタフェースモジュールに転送するパケット中継部とからなるネットワークノード装置において、
上記経路制御部が、
経路情報を示す複数のエントリからなる経路情報テーブルと、
検索条件となるパケット宛先アドレスに応じて異なったメモリアドレスを出力するフォワーディングテーブルと、
上記フォワーディングテーブルから出力される１群のメモリアドレスを上記経路情報テーブルの特定エントリのアドレスに変換するための複数のエントリからなるアドレス変換テーブルとを有し、
受信パケットの宛先アドレスを検索キーとして、上記フォワーディングテーブルから１つのメモリアドレスを検索し、該メモリアドレスを上記変換テーブルによって上記経路情報テーブルのエントリアドレスに変換し、該エントリアドレスに基いて上記経路情報テーブルから経路情報を検索することを特徴とするネットワークノード装置。
【請求項２】
前記経路制御部が、前記経路情報テーブルから検索された経路情報に基いて内部ヘッダを生成し、該内部ヘッダを付加した形で受信パケットを前記パケット中継部に転送し、
上記パケット中継部が、上記内部ヘッダによって特定されたインタフェースモジュールに受信パケットを転送することを特徴とする請求項１に記載のネットワークノード装置。
【請求項３】
前記経路制御部が、
受信パケットの宛先アドレスを検索キーとして、前記フォワーディングテーブルから１つのメモリアドレスを検索するフォワーディングテーブル制御部と、
上記フォワーディングテーブル制御部から与えられたメモリアドレスに基いて、前記変換テーブルから前記経路情報テーブルのエントリアドレスを検索する変換テーブル制御部と、
上記変換テーブル制御部から与えられたエントリアドレスに基いて、前記経路情報テーブルから経路情報を検索する経路情報テーブル制御部と、
上記経路情報テーブル制御部から与えられた経路情報に基いて、前記内部ヘッダを生成し、該内部ヘッダを受信パケットに付加して出力するパケット転送制御部とからなることを特徴とする請求項２に記載のネットワークノード装置。
【請求項４】
前記経路制御部が、前記経路情報テーブルの内容を更新するための手段を備えたことを特徴とする請求項３に記載のネットワークノード装置。
【請求項５】
前記各インタフェースモジュールから出力された受信パケットを一時的に蓄積するためのバッファメモリと、
前記各インタフェースモジュールから出力された受信パケットを選択的に上記バッファメモリに入力するためのセレクタと、
上記バッファメモリへの受信パケットの書込みと読出しを制御するバッファ制御部とを備え、
前記経路制御部が、上記バッファ制御部と連携して、受信パケットを前記パケット中継部に転送することを特徴とする請求項１〜請求項４の何れかに記載されたネットワークノード装置。
【請求項６】
前記フォワーディングテーブルが連想メモリで構成されたことを特徴とする請求項１〜請求項５の何れかに記載されたネットワークノード装置。
【請求項７】
前記経路情報テーブルが複数のサブテーブルからなり、
前記アドレス変換テーブルの各エントリが、前記フォワーディングテーブルから出力される１群のメモリアドレスを上記各サブテーブルの特定エントリを指す複数のアドレスを含むことを特徴とする請求項１〜請求項６の何れかに記載されたネットワークノード装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ネットワークノード装置に関し、更に詳しくは、経路情報テーブルの更新を容易にしたネットワークノード装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
通信ネットワークを構成するノード装置では、受信パケットを宛先アドレスに対応した特定の出力回線に転送するために、経路情報テーブルの検索が必要となる。近年、通信量の増加に伴って、各ノード装置におけるパケット処理を高速化するために、様々な高速経路検索方式が検討されている。
【０００３】
経路情報の検索方式の１例として、例えば、特開平１１−３４１０７６号公報（特許文献１）には、入力パケットの宛先アドレスを上位ビットから１ビットずつ検査する２分木検索において、２分木のｐ段分の検索を１段で行うことにより、経路情報検索を高速化したネットワーク中継装置が提案されている。
【０００４】
しかしながら、上記従来技術は、宛先アドレスのビット長に比例して検索段数が増加するため、宛先アドレスが１２８ビットのＩＰｖ６パケットの場合、宛先アドレスが３２ビットのＩＰｖ４パケットに比較して、経路検索所要時間が顕著に増加するという問題がある。
【０００５】
受信パケットのＩＰバージョンに関係なく、経路情報を高速に検索するためには、例えば、電子情報通信学会２０００年総合大会講演論文集、ＳＢ−４−２（非特許文献１）で提案されているように、検索条件を記述した連想メモリ（ＣＡＭ）の出力アドレスを利用して、ＲＡＭ(Random Access Memory)に形成した検索結果保持テーブルを検索する２段階テーブル検索方式が有効となる。
【０００６】
非特許文献１では、フロー識別条件とフォワーディング条件を示すテーブルを連想メモリで構成しておき、受信パケットのヘッダからフロー識別条件およびフォワーディング条件との照合に必要な複数の情報項目を抽出し、これらの情報項目を検索キーとして連想メモリをアクセスし、連想メモリから出力されるテーブルアドレスに従って、検索結果保持テーブルからフロー制御情報を読み出している。
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−３４１０７６号公報  「ネットワーク中継装置及びネットワーク次転送先検索方法」
【０００８】
【非特許文献１】宇賀他、「連想メモリを用いたフロー識別法」、電子情報通信学会２０００年総合大会講演論文集、ＳＢ−４−２、２０００年３月
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
図６は、連想メモリで形成したフォワーディングテーブル３０と、ＲＡＭで形成した経路情報テーブル３３とからなる経路情報検索部の１例を示す。
フォワーディングテーブル３０は、検索条件３０１と対応してエントリアドレス３０２を示す複数の宛先エントリＤＥ−ｉ（ｉ＝１〜Ｎ）からなる。経路情報テーブル３３は、メモリアドレス３３１をもつ複数のエントリＴＥ−ｉ（ｉ＝１〜Ｎ）からなり、各エントリに経路情報３２２が記憶されている。
【００１０】
経路情報検索の場合、フォワーディングテーブル３０には、検索条件３０１として、パケットの宛先アドレスの値が設定される。受信パケットのヘッダから抽出した宛先アドレスを検索キーとして、連想メモリ（フォワーディングテーブル３０）をアクセスすると、検索キーに一致した検索条件３０１をもつ宛先エントリＤＥ−ｋのエントリアドレス３０２が得られる。従って、エントリアドレス３０２を読出しアドレスとして、経路情報テーブル３３をアクセスすることにより、経路情報テーブル３３のエントリＴＥ−ｋに記憶された経路情報３３２を読み出すことができる。
【００１１】
然るに、ネットワークを構成する各ノードでは、以下に述べるように、ネットワークの状態変更に伴って、上記経路情報テーブルに記憶された経路情報を動的に更新する必要がある。
【００１２】
図７は、それぞれが経路情報検索部を備える複数のノード装置からなる通信ネットワークの１例を示す。ここでは、組織Ａに属する複数サイト（Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４）の局所ネットワーク２１０、２２０、２３０、２４０が、公衆ＩＰネットワーク２００を介して相互接続されたネットワークを示している。
【００１３】
サイトＡ１は、端末２１２、２１３を収容したノード装置２１１からなり、サイトＡ２は、端末２２２、２２３を収容したノード装置２２１、サイトＡ３は、端末２３２、２３３を収容したノード装置２３１、サイトＡ４は、端末２４２、２４３、２４４を収容したノード装置２４１からなっている。
【００１４】
公衆ＩＰネットワーク２００は、サイトＡ１のノード装置２１１に接続されたノード装置２０２と、サイトＡ４のノード装置２４１に接続されたノード装置２０３と、サイトＡ２のノード装置２２１とサイトＡ３のノード装置２３１に接続されたノード装置２０５と、これらのノード装置間を接続するノード装置２０１、２０４からなっている。
【００１５】
図６で説明したフォワーディングテーブル３０と経路情報テーブル３３は、内容的に、上記ネットワークにおけるノード装置２０２の経路情報検索部に該当している。経路情報３２２としては、例えば、次転送先ＭＡＣアドレス（Next Hop Address）、出力ポート番号、パケット転送の要否を示す転送制御情報などが含まれるが、図６では、ノード装置２０１を経由するパケットに適用される経路情報をＲＴ２０１、ノード装置２０３を経由するパケットに適用される経路情報をＲＴ２０３と表記している。また、フォワーディングテーブル３０に検索条件３０１として設定される宛先アドレスＤＡは、宛先端末番号ｘｘｘを付してＤＡｘｘｘと表記してある。
【００１６】
ノード装置２０２が備えるフォワーディングテーブル３０には、サイトＡ１からの受信パケットに含まれる宛先アドレスの値と対応した複数の宛先エントリＤＥ−１〜ＤＥ−Ｎが登録され、経路情報テーブル３３も、宛先エントリと同数の経路情報エントリＴＥ−１〜ＴＥ−Ｎをもつ。この場合、経路情報テーブル３３は、宛先アドレス毎に経路情報エントリをもっているため、次転送先ノード装置が同一となる複数の宛先アドレスと対応して、同一内容の複数の経路情報エントリが存在することになる。
【００１７】
ここで、図７に示すネットワークにおいて、ノード装置２０１とノード装置２０５とのの間のリンクに障害が発生し、ノード装置２０１からノード装置２０５へのパケット転送が不能となったと仮定する。この場合、ノード装置２０２では、それまでノード装置２０１を経由していたサイトＡ１からサイトＡ２またはサイトＡ３宛の送信パケットをノード装置２０３、２０４を経由してノード装置２０５に到達させるように、経路情報テーブル３３の内容を変更する必要がある。
【００１８】
すなわち、ノード装置２０１経由の転送ルートに障害が発生すると、ノード装置２０２では、図６にブロック３３３で示すように、次転送先ＭＡＣアドレスが障害ノード装置２０１となっている全ての経路情報エントリＴＥ−１〜ＴＥ−４について、経路制御情報をＲＴ２０１からＲＴ２０３に書き換える必要がある。
【００１９】
このように内容変更すべきエントリ数が複数になると、経路情報テーブルの更新に時間がかかるため、結果的に、更新前の経路制御情報ＲＴ２０１によって障害経路に誤転送されるパケットが発生し、パケット損失の機会が増加するという問題がある。この問題は、例えば、経路情報テーブルのエントリ数を減らすために、フォワーディングテーブル３０の検索条件として、各サイトに所属する複数の端末アドレスのプレフィックスとなるノード装置アドレスを使用した場合でも、同様に発生する。
【００２０】
本発明の目的は、ネットワークの構成変化に伴う経路情報テーブルの更新を容易にし、パケット損失の発生を低減したネットワークノード装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、経路情報テーブルのエントリサイズが大きくなった場合でも、ネットワークの構成変化に伴う経路情報テーブルの更新所要時間を短縮し、更新期間中のパケットの誤転送を低減したネットワークノード装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記目的を達成するため、本発明のネットワークノード装置は、それぞれ入、出力回線に接続された複数のインタフェースモジュールと、各インタフェースモジュールで受信したパケットの宛先アドレスに基いて、経路情報を検索する経路制御部と、受信パケットを上記経路制御部が検索した経路情報によって特定される何れかのインタフェースモジュールに転送するパケット中継部とからなり、
上記経路制御部が、経路情報を示す複数のエントリからなる経路情報テーブルと、検索条件となるパケット宛先アドレスに応じて異なったメモリアドレスを出力するフォワーディングテーブルと、上記フォワーディングテーブルから出力される１群のメモリアドレスを上記経路情報テーブルの特定エントリのアドレスに変換するための複数のエントリからなるアドレス変換テーブルとを有し、受信パケットの宛先アドレスを検索キーとして、上記フォワーディングテーブルから１つのメモリアドレスを検索し、該メモリアドレスを上記変換テーブルによって上記経路情報テーブルのエントリアドレスに変換し、該エントリアドレスに基いて上記経路情報テーブルから経路情報を検索することを特徴とする。
【００２２】
更に詳述すると、上記経路制御部は、経路情報テーブルから検索された経路情報に基いて内部ヘッダを生成し、該内部ヘッダを付加した形で受信パケットをパケット中継部に転送し、上記パケット中継部は、上記内部ヘッダによって特定されたインタフェースモジュールに受信パケットを転送する。
【００２３】
本発明の１実施例では、ネットワークノード装置が、上記各インタフェースモジュールから出力された受信パケットを一時的に蓄積するためのバッファメモリと、各インタフェースモジュールから出力された受信パケットを選択的に上記バッファメモリに入力するためのセレクタと、上記バッファメモリへの受信パケットの書込みと読出しを制御するバッファ制御部とを備え、上記経路制御部が、上記バッファ制御部と連携して、受信パケットをパケット中継部に転送することを特徴とする。
【００２４】
また、本発明の１実施例では、上記経路制御部が、受信パケットの宛先アドレスを検索キーとして、上記フォワーディングテーブルから１つのメモリアドレスを検索するフォワーディングテーブル制御部と、上記フォワーディングテーブル制御部から与えられたメモリアドレスに基いて、上記変換テーブルから前記経路情報テーブルのエントリアドレスを検索する変換テーブル制御部と、上記変換テーブル制御部から与えられたエントリアドレスに基いて、上記経路情報テーブルから経路情報を検索する経路情報テーブル制御部と、上記経路情報テーブル制御部から与えられた経路情報に基いて、前記内部ヘッダを生成し、該内部ヘッダを受信パケットに付加して出力するパケット転送制御部とからなることを特徴とする。
【００２５】
更に、本発明の他の実施例では、上記経路情報テーブルが複数のサブテーブルからなり、アドレス変換テーブルの各エントリが、フォワーディングテーブルから出力される１群のメモリアドレスを上記各サブテーブルの特定エントリを指す複数のアドレスを含むことを特徴とする。
本発明が解決しようとする他の課題、特徴および動作態様は、図面を参照した実施形態の説明から明らかにされる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、アドレス変換テーブルによって、次転送先ノード装置が同一となる複数の宛先アドレスを経路情報テーブルの特定のエントリと対応付けているため、ネットワークに障害が発生した時に経路情報の変更対象となる経路情報エントリ数を大幅に減少できる。従って、本発明によれば、ネットワークの構成変化に伴う経路情報テーブルの書替えを瞬時に完了できるため、更新前の経路情報の適用による障害ルートでの損失パケット数を減少した高品質のネットワークを提供できる。
【００２７】
また、アドレス変換テーブルを採用した場合、宛先アドレスと対応して複数のエントリアドレスを生成できるため、エントリサイズに制約のあるＲＡＭ上に複数の経路情報テーブルを形成することによって、実質的なエントリサイズを拡張し、経路情報量を増加することが可能となる。従って、本発明によれば、豊富な経路情報を利用した高度のパケット転送が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。ここでは、従来技術との比較を容易にするため、本発明を図７のネットワークのノード装置２０２に適用した場合について説明する。
【００２９】
図１は、本発明によるネットワークノード装置２０２の１実施例を示すブロック図である。
ネットワークノード装置２０２は、それぞれ入力回線ＩＮ−ｉと出力回線ＯＵＴ−ｉに接続される複数のインタフェースモジュール１１−ｉ（ｉ＝１〜Ｎ）と、これらのインタフェースモジュールに接続されたセレクタ１２およびパケット中継部１６と、セレクタ１２に接続されたバッファメモリ１３、ヘッダ抽出部１４およびバッファ制御部（以下、Ｒ／Ｗ制御部と言う）１５と、パケット中継部１６に接続された経路制御部２０とからなる。６０は、ネットワークノード装置２０２の外部に位置し、信号線Ｌ７を経路制御部２０と接続された管理端末を示している。
【００３０】
図２は、各入力回線ＩＮ−ｉから受信される可変長ＭＡＣフレームのフォーマットの１例を示す。可変長ＭＡＣフレームは、ＯＳＩ参照モデルにおける第３層（ネットワーク層）のＩＰパケット１００と、第２層（データリンク層）のＬ２ヘッダ１１０とからなる。尚、１２０は、ＩＰパケットが経路制御部２０からパケット中継部１６に転送される時、経路制御部２０によって付加される内部ヘッダを示している。
【００３１】
ＩＰパケット１００は、ペイロード１０１とＩＰヘッダ１０２とからなり、ＩＰヘッダ１０２には、制御情報１０３と、送信元ＩＰアドレス（ＳＡ）１０４と、宛先ＩＰアドレス（ＤＡ）１０５が含まれる。ここで、制御情報１０３は、プロトコル種別、パケット長、パケット優先度を示すサービスタイプ等、ＳＡ、ＤＡ以外のＩＰヘッダ情報を意味している。
【００３２】
Ｌ２ヘッダ１１０の形式は、入力回線の種類によって異なり、例えば、入力回線ＩＮ−ｉがイーサネット（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ：登録商標名）の場合、Ｌ２ヘッダ１１０には、送信元ＭＡＣアドレス、宛先ＭＡＣアドレス、フレームタイプ、その他の情報が含まれる。
【００３３】
図１において、各インタフェースモジュール１１−ｉは、入力回線ＩＮ−ｉから受信したＭＡＣフレームを終端し、信号線Ｌ１−ｉに受信ＩＰパケット１００を出力する。セレクタ１２は、Ｒ／Ｗ制御部１５から信号線Ｌ１５を介して与えられる制御信号に従って、信号線Ｌ１−１〜Ｌ１−Ｎから入力される受信ＩＰパケットを選択的に信号線Ｌ２に出力する。ヘッダ抽出部１４は、信号線Ｌ２に出力されたＩＰパケット１００のＩＰヘッダ１０２を解析し、パケット長を信号線Ｌ３に、宛先ＩＰアドレスＤＡを信号線Ｌ４に出力する。
【００３４】
Ｒ／Ｗ制御部１５は、信号線Ｌ２に出力されたＩＰパケット１００のバッファメモリ１３への書込みと、バッファメモリ１３から信号線Ｌ６へのＩＰパケットの読出しを行う。また、Ｒ／Ｗ制御部１５は、ヘッダ抽出部１４が信号線Ｌ３に出力するパケット長に基いて、バッファメモリ１３へのＩＰパケットの書込みを制御し、バッファメモリ１３からのパケットの読出しに連動して、信号線Ｌ１５にセレクタ１２の切換え制御信号を発生し、次のパケットをバッファメモリ１３に書き込む。
【００３５】
経路制御部２０は、図４で詳述するように、ヘッダ抽出部１４が信号線Ｌ４に出力する宛先ＩＰアドレス（ＤＡ）に基いて、経路情報テーブルから経路情報を検索する。経路情報は、例えば、パケットの次転送先ノード装置を示すＭＡＣアドレス、出力ポート番号、転送制御情報を含んでいる。経路制御部２０は、信号線Ｌ６から入力されるＩＰパケット１００の先頭に上記経路情報を含む内部ヘッダ１２０を付加した形の内部送信パケットを信号線Ｌ８に出力する。
【００３６】
具体的に言うと、経路制御部２０は、経路情報テーブルから検索された経路情報を含む内部ヘッダ１２０を信号線Ｌ８に送出し、所定のタイミングで、信号線Ｌ５を介してＲ／Ｗ制御部１５にＩＰパケットの読出しを要求する。Ｒ／Ｗ制御部１５が、バッファメモリ１３から信号線Ｌ６にＩＰパケットを読み出すと、経路制御部２０は、上記ＩＰパケット１００を内部ヘッダ１２０に続く形で信号線Ｌ８に送出する。
【００３７】
パケット中継部１６は、信号線Ｌ８から内部送信パケットを受信すると、これを内部ヘッダ１２０が示す出力ポート番号ｋと対応するインタフェースモジュール１１−ｋに転送する。インタフェースモジュール１１−ｋは、パケット中継部１６から内部送信パケットを受信すると、内部ヘッダ１２０を分離し、ＩＰパケット１００にＬ２ヘッダ１１０を付加して、ＭＡＣフレームとして出力回線ＯＵＴ−ｋに送信する。Ｌ２ヘッダ１１０の送信元ＭＡＣアドレスには、インタフェースモジュール１１−ｋのＭＡＣアドレスが設定され、宛先ＭＡＣアドレスには、内部ヘッダ１２０が示す次転送先ＭＡＣアドレスが設定される。
【００３８】
図３は、本発明の経路制御部２０に適用されるフォワーディングテーブル３１と、アドレス変換テーブル３２と、経路情報テーブル３３との関係を示す。
本発明では、連想メモリで構成されるフォワーディングテーブル３１とＲＡＭによって形成される経路情報テーブル３３との間に、フォワーディングテーブル３１の複数のエントリを経路情報テーブル３３の１つのエントリと対応づけるためのアドレス変換テーブル３２を配置したことを特徴とする。
【００３９】
フォワーディングテーブル３１は、図６で説明したフォワーディングテーブル３０と同様、検索条件３１１としてパケットの宛先アドレスを示す複数のエントリＤＥ−１〜ＤＥ−Ｎからなる。但し、各エントリアドレス３１２は、アドレス変換テーブル３２のアドレス３２１と対応している。
【００４０】
アドレス変換テーブル３２は、ＲＡＭによって構成され、フォワーディングテーブル３１と同数のエントリＰＥ−１〜ＰＥ−Ｎからなっている。各エントリＰＥ−ｉ（ｉ＝１〜Ｎ）は、メモリアドレス３２１を有し、経路情報識別子３２２として、例えば、ＩＰバージョンやパケットの転送形式を示すパケット属性３２２Ａと、経路情報エントリアドレス３２２Ｂを記憶している。
【００４１】
経路情報テーブル３３は、メモリアドレス３３１を有する複数のエントリＴＥ−１〜ＴＥ−Ｍからなり、各エントリは、経路情報３３２として、例えば、次転送先ＭＡＣアドレス３３２Ａ、出力ポート番号３３２Ｂ、転送制御情報３３２Ｃを記憶している。
【００４２】
尚、図３では、経路情報テーブル３３に同一内容の制御情報をもつ複数のエントリ（例えば、ＴＥ−１〜ＴＥ−４）が存在しているが、以下の説明から明らかなように、本発明では、内容的に重複するこれら複数のエントリを１つのエントリで代表させることによって、経路情報テーブル３３の登録エントリ数をフォワーディングテーブル３１のエントリ数よりも減少させることが可能となる。
【００４３】
本発明では、アドレス変換テーブル３２に登録されたエントリのうち、次転送先ノード装置が同一となる１群のエントリに同一の経路情報エントリアドレス３２２Ｂを与えることによって、フォワーディングテーブル３１の複数の宛先アドレスを経路情報テーブル３３の同一エントリに対応づけることを特徴とする。
【００４４】
具体的に言うと、次転送先がノード装置２０１となる受信パケットについては、宛先アドレスがＤＡ２２２〜ＤＡ２３３の何れであっても、フォワーディングテーブル３０の出力アドレス３１２に基いてアドレス変換テーブル３２をアクセスした時、同一の経路情報エントリアドレス３２２Ｂ、この例では、エントリアドレス「１」が得られ、経路情報テーブル３３の特定エントリ、この例では、エントリＴＥ−１が示す経路情報ＲＴ２０１に従って、パケット転送が行われる。宛先アドレスＤＡ２４２、ＤＡ２４３の受信パケットについても同様であり、経路情報テーブル３３の特定のエントリ、この例では、エントリＴＥ−５から読み出された経路情報ＲＴ２０３に従って、パケット転送が行われる。
【００４５】
このように、フォワーディングテーブル３１と経路情報テーブル３３との間にアドレス変換テーブル３２を介在させ、フォワーディングテーブル３１の複数エントリの出力アドレスを経路情報テーブル３３の１つの経路情報エントリに集約することによって、例えば、経路情報ＲＴ２０１を経路情報ＲＴ２０３に変更すべき事態が発生した時、経路情報テーブルの書換えを短時間で完了できる。
【００４６】
図４は、経路制御部２０の１実施例を示す。
経路制御部２０は、フォワーディングテーブル３１を参照するためのフォワーディングテーブル制御部２１と、アドレス変換テーブル３２を参照するためのアドレス変換テーブル制御部２２と、経路情報テーブル３３を参照するための経路情報テーブル制御部２３と、パケット転送制御部２４と、テーブル更新制御部２５とからなる。
【００４７】
テーブル３１〜３３のエントリ設定／更新は、テーブル更新制御部２５によって行われる。ダイナミックルーティングの場合は、テーブル更新制御部２５が、所定の経路制御プロトコル（ソフトウェア）に従って、テーブルエントリを自動的に設定／更新する。スタティックルーティングの場合は、システム管理者が管理端末６０を操作し、信号線Ｌ７を介して、テーブル更新制御部２５にテーブルエントリ設定／更新のための制御指令とデータを与える。
【００４８】
フォワーディングテーブル制御部２１は、信号線Ｌ４から入力される宛先ＩＰアドレスを検索キーとして、フォワーディングテーブル（連想メモリ）３１をアクセスし、フォワーディングテーブル３１から検索されたエントリアドレス３１２を信号線Ｌ２１に出力する。
【００４９】
アドレス変換テーブル制御部２２は、信号線Ｌ２１から入力されたエントリアドレス３１２を読出しアドレスとして、アドレス変換テーブル３２をアクセスし、アドレス変換テーブル３２から読み出されたパケット属性３２２Ａと経路情報エントリアドレス３２２Ｂをそれぞれ信号線Ｌ２２とＬ２２０に出力する。
【００５０】
経路情報テーブル制御部２３は、信号線Ｌ２２０から入力された経路情報エンリアドレス３２２Ｂを読出しアドレスとして、経路情報テーブル３３をアクセスし、信号線Ｌ２２から受信したパケット属性３２２Ａを信号線Ｌ２３に出力し、経路情報テーブル３３から読み出された経路情報３３２を信号線Ｌ２３０に出力する。
【００５１】
パケット転送制御部２４は、経路情報テーブル制御部２３からパケット属性３２２Ａと経路情報３３２を受信すると、該経路情報を含む内部ヘッダ１２０を生成して信号線Ｌ８に出力する。但し、経路情報３３２に含まれる次転送先ＭＡＣアドレス３３２Ａと、出力ポート番号３３２Ｂと、転送制御情報３３２Ｃの配列順序は、受信パケットのＩＰバージョンによって異なるため、パケット転送制御部２４は、パケット属性３２２Ａに従って経路情報３３２の構成を識別し、内部ヘッダを生成する。
【００５２】
パケット転送制御部２４は、所定のタイミングで、信号線Ｌ５を介して、Ｒ／Ｗ制御部１５にＩＰパケットの読出しを要求し、信号線Ｌ６から受信したＩＰパケットを信号線Ｌ８に出力する。この時、必要に応じて、信号線Ｌ６から受信したＩＰパケットのヘッダ情報の一部が書替えられる。尚、パケット転送制御部２４は、経路情報の一部である転送制御情報３３２Ｃを判定し、パケット転送不要を示していた場合は、内部ヘッダを生成することなく、Ｒ／Ｗ制御部１５にＩＰパケットの読出しを要求し、信号線Ｌ６から受信したＩＰパケットを廃棄する。
【００５３】
図５は、経路制御部２０で参照されるアドレス変換テーブル３２と、経路情報テーブル３３の他の実施例を示す。本実施例において、フォワーディングテーブル３１は、図３と同様のものが適用されるため、図面から省略してある。本実施例は、アドレス変換テーブル３２に２つのエントリアドレス３２２Ｂと３２２Ｃを登録しておき、これらのエントリアドレスに従って、第１経路情報テーブル３３と第２経路情報テーブル３４をアクセスすることを特徴としている。
【００５４】
例えば、ＭＰＬＳ（Multi Protocol Label Switching）網では、エッジノードがパケットに付加したラベル情報に従って、パケットが転送される。パケットの転送経路によっては、１つの宛先アドレスと対応して、例えば、転送経路識別用のラベルとＶＬＡＮ識別用のラベルのように、複数のラベルを記憶しておく必要がある。このようなＭＰＬＳのラベル情報を経路情報の一部として経路情報テーブルから読み出そうとすると、経路情報テーブルのエントリサイズを拡張する必要がある。
【００５５】
しかしながら、経路情報テーブルを形成するＲＡＭには、１つのメモリアドレスでアクセス可能なメモリブロックサイズに制約があるため、経路情報テーブル３３において、各テーブルエントリに記憶可能な経路情報のデータサイズには上限がある。
【００５６】
本実施例は、経路情報エントリサイズを拡張するために、経路情報テーブルを第１経路情報テーブル３３と第２経路情報テーブル３４に分割しておき、アドレス変換テーブル３２が示す第１エントリアドレス３２２Ｂに従って第１経路情報テーブル３３をアクセスし、アドレス変換テーブル３２が示す第２エントリアドレス３２２Ｃに従って第２経路情報テーブル３４をアクセスする。
【００５７】
第１経路情報テーブル３３には、第１経路情報３３２として、例えば、図３に示した経路情報項目３３２Ａ〜３３２ＣにＭＰＬＳラベル１（３３２Ｄ）を追加したものを登録し、第２経路情報テーブル３４には、第２経路情報３４２として、ＭＰＬＳラベル２（３４２Ａ）とＭＰＬＳラベル３（３４２Ｂ）を登録する。この場合、例えば、アドレス変換テーブル３２のパケット属性３２２Ａに識別ビットを追加しておき、識別ビットの状態によって、第２経路情報テーブル３４に有効データ（ラベル情報）が存在するか否かを表示する。
【００５８】
尚、第１経路情報テーブル３３には、第１経路情報３３２として、経路情報項目３３２Ａ〜３３２Ｃのみを登録しておき、第２経路情報テーブル３４に、全てのＭＰＬＳラベルを第２経路情報３４２として登録するようにしてもよい。
【００５９】
このように、アドレス変換テーブル３２の各エントリＰＥ−ｉ（ｉ＝１〜Ｎ）に、複数のサブテーブルに分割された経路情報テーブルの特定エントリを示す複数のエントリアドレスを記憶しておくことによって、フォワーディングテーブル３１が示す検索条件３１１と対応して、情報量が拡張された経路情報を読み出すことが可能となる。
【００６０】
また、図５が示すように、第１経路情報テーブル３３には、基本的な経路情報を記憶し、第２経路情報テーブル３４には、例外的に必要となる経路情報を記憶しておき、アドレス変換テーブル３２に記憶されたパケット属性３２２Ａから、第２経路情報テーブル３４に有効情報が存在するか否かを識別できるようにしておくことによって、第２経路情報テーブル３４の無用なアクセスを回避した、高速の経路情報検索が可能となる。
【００６１】
図５の実施形態を採用する場合、図４の経路制御部２０において、例えば、アドレス変換テーブル制御部２２と経路情報テーブル制御部２３との間の信号線Ｌ２２０を第１エントリアドレス用の信号線と、第２エントリアドレス用の信号線に分けておき、アドレス変換テーブル制御部２２から、第１エントリアドレスと第２エントリアドレスを並列的に出力する。
【００６２】
経路情報テーブル制御部２３は、第１エントリアドレスによって、第１経路情報テーブル３３からの第１経路情報の読み出す。一方、第２エントリアドレスによる第２経路情報テーブル３４からの第２経路情報の読み出しは、信号線Ｌ２２から入力されるパケット属性が示す識別ビットの状態に応じて選択的に行われ、読み出された第１、第２経路情報は、信号線Ｌ２３０を介してパケット転送制御部２４に供給される。この場合、パケット転送制御部２４は、信号線Ｌ２３から受信されるパケット属性が示す識別ビットの状態によって、第１経路情報に続いて第２経路情報が受信されるか否かを判断できる。
【００６３】
以上の実施例では、経路制御部２０が、ＯＳＩ参照モデルの第３層の宛先アドレス（ＩＰアドレス）を検索キーとして経路情報を検索しているが、例えば、レイヤ２スイッチ機能に加えて、ＩＰパケットの中継機能をもつレイヤ３スイッチとして動作するノード装置に本発明を適用する場合、フォワーディングテーブルの検索キーとして、第２層（ＭＡＣ）の宛先アドレスを適用してもよい。
【００６４】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、ＩＰパケットルータ、レイヤ３スイッチ等のネットワークノード装置において、経路情報テーブルの更新を迅速化できるため、ネットワークの構成変化に動的に適合した通信サービスを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明によるネットワークノード装置の１実施例を示すブロック図。
【図２】ネットワークノード装置に入力される可変長ＭＡＣフレームのフォーマットの１例を示す図。
【図３】本発明のネットワークノード装置において、経路制御部２０が備えるフォワーディングテーブル３１、アドレス変換テーブル３２、経路情報テーブル３３の関係を示す図。
【図４】経路制御部２０の１実施例を示すブロック図。
【図５】経路制御部２０が備えるアドレス変換テーブル３２と経路情報テーブルの他の実施例を示す図。
【図６】従来技術によるフォワーディングテーブル３０と経路情報テーブル３３の関係を示す図。
【図７】本発明のネットワークノード装置が適用されるＩＰネットワークの構成例を示す図。
【符号の説明】
【００６６】
１１：インタフェースモジュール、１２：セレクタ、１３：バッファメモリ、
１４：ヘッダ抽出部、１５：Ｒ／Ｗ制御部、１６：パケット中継部、
２０：経路制御部、２１：フォワーディングテーブル制御部、
２２：アドレス変換テーブル制御部、２３：経路情報テーブル制御部、
２４：パケット転送制御部、２５：テーブル更新制御部、
３０、３１：フォワーディングテーブル、３２：アドレス変換テーブル、
３３、３４：経路情報テーブル、６０：管理端末。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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