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JP2000244570A - Network relay device and network relay method - Google Patents

Network relay device and network relay method

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Publication number
JP2000244570A
JP2000244570A JP4595999A JP4595999A JP2000244570A JP 2000244570 A JP2000244570 A JP 2000244570A JP 4595999 A JP4595999 A JP 4595999A JP 4595999 A JP4595999 A JP 4595999A JP 2000244570 A JP2000244570 A JP 2000244570A
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JP
Japan
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packet
header
routing
network
input
Prior art date
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Granted
Application number
JP4595999A
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Japanese (ja)
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Kazuo Sukai
和雄 須貝
Takeshi Aimoto
毅 相本
Takemi Yazaki
武己 矢崎
Nobuhito Matsuyama
信仁 松山
Yoshito Sako
義人 左古
Tomohiko Tanabe
智彦 田部
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Hitachi Ltd
Hitachi Information and Telecommunication Engineering Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Hitachi Information Technology Co Ltd
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Publication date
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Priority to FR0002319A priority patent/FR2794319B1/en
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高通信品質(QoS)、高信頼性、セキュリ
ティーを保証して高速にルーティングする。 【解決手段】 転送エンジン13は、ネットワークイン
タフェース部30を介して受信したパケットをパケット
バッファ12に記憶し、ヘッダ情報をヘッダRAM11
に記憶する。検索エンジン14は、ヘッダ情報により転
送先情報及びアクション情報等の転送制御情報を検索
し、ヘッダRAM11に書き込む。転送エンジン13で
は、パケットバッファ12及びヘッダRAM11に記憶
された情報に基づいて出力パケットを作成し、転送先に
出力する。スイッチ部20は、出力パケットを宛先のル
ーティング処理部10へスイッチングする。ヘッダRA
M11は、パケットバッファ12と独立して非同期に高
速アクセス可能であり、転送エンジン13と検索エンジ
ン14とのアクセス競合を抑止する。
(57) [Summary] [PROBLEMS] To perform high-speed routing while guaranteeing high communication quality (QoS), high reliability, and security. A transfer engine stores a packet received via a network interface unit in a packet buffer, and stores header information in a header RAM.
To memorize. The search engine 14 searches for transfer control information such as transfer destination information and action information based on the header information, and writes the search control information into the header RAM 11. The transfer engine 13 creates an output packet based on the information stored in the packet buffer 12 and the header RAM 11, and outputs it to the transfer destination. The switch unit 20 switches the output packet to the destination routing processing unit 10. Header RA
The M11 can perform high-speed access independently of the packet buffer 12 asynchronously, and suppresses access competition between the transfer engine 13 and the search engine 14.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ネットワーク中継
装置及びネットワーク中継方法に係る。本発明は、特
に、コンピュータネットワークシステムにおけるルータ
等のネットワーク中継装置において、入力されたパケッ
トの転送先を高速に検索することができるネットワーク
中継装置及びネットワーク中継検索方法に関する。
[0001] The present invention relates to a network relay device and a network relay method. The present invention particularly relates to a network relay device and a network relay search method capable of searching a transfer destination of an input packet at high speed in a network relay device such as a router in a computer network system.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、ネットワークシステムにおいて
は、複数のネットワーク間を接続するためにルータやブ
リッジ等のネットワーク中継装置が用いられる。ルータ
は、接続されているネットワークやサブネット等から受
け取ったパケットの宛先アドレスを調べてパケットの転
送先を決定し、転送先のルータ又はホストが接続された
ネットワークやサブネット等にパケットを転送する。
2. Description of the Related Art Generally, in a network system, a network relay device such as a router or a bridge is used to connect a plurality of networks. The router determines the destination of the packet by checking the destination address of the packet received from the connected network or subnet, and transfers the packet to the network or subnet to which the destination router or host is connected.

【0003】図13に、従来のネットワーク中継装置の
構成図を示す。この図において、ルータ100は、ルー
ティング制御部(RM)110、ルータバス120、ネ
ットワークインタフェース部(NIF)130、ポート
140等を備える。各ポート140は、適宜のネットワ
ーク150に接続される。
FIG. 13 shows a configuration diagram of a conventional network relay device. In the figure, the router 100 includes a routing control unit (RM) 110, a router bus 120, a network interface unit (NIF) 130, a port 140, and the like. Each port 140 is connected to an appropriate network 150.

【0004】ネットワークインタフェース部130は、
ポート140に接続されたネットワークからパケットを
受け取り、受け取ったパケットをルータバス120経由
でルーティング制御部110に送信する。ルーティング
制御部110は、ルーティング情報を保持するルーティ
ングテーブルを備え、このルーティング情報を用いて受
け取ったパケットの宛先から転送先のネットワーク15
0を決定し、そのネットワーク150が接続されるポー
ト140のネットワークインタフェース部130にパケ
ットを送信する。ルーティング制御部110からパケッ
トを受け取ったネットワークインタフェース部130
は、そのパケットを転送先のネットワーク150に送出
する。なお、ルーティング制御部110は、受け取った
パケットのヘッダ情報に基づいてルーティングテーブル
に保持するルーティング情報を更新・保守するととも
に、ルータ100全体の管理機能を備えている。
[0004] The network interface unit 130
A packet is received from the network connected to the port 140, and the received packet is transmitted to the routing control unit 110 via the router bus 120. The routing control unit 110 includes a routing table that holds routing information, and uses the routing information to change the destination of the packet received from the destination network 15 to the destination network 15.
0 is determined, and the packet is transmitted to the network interface unit 130 of the port 140 to which the network 150 is connected. Network interface unit 130 that has received a packet from routing control unit 110
Sends the packet to the transfer destination network 150. The routing control unit 110 updates and maintains the routing information stored in the routing table based on the header information of the received packet, and has a function of managing the entire router 100.

【0005】ここで、ルータがパケットを受け取ったと
きに、次に転送するアドレス及びパケットを出力するポ
ートを検索する経路検索処理について説明する。通常、
経路検索には、構成定義情報及びルータ間での送受によ
り得られた情報等から作成される経路検索テーブル(ル
ーティングテーブル)が用いられる。ルーティングテー
ブルは、ネットワークアドレスとネットワークマスク長
等の組を検索のキーとして、出力ポート、次ホップアド
レス、及び、ネットワークが直接接続されているか否か
の情報(次ホップ情報)等を検索するためのテーブルで
ある。
Here, a description will be given of a route search process for searching for an address to be transferred next and a port to output the packet when the router receives the packet. Normal,
For the route search, a route search table (routing table) created from configuration definition information, information obtained by transmission / reception between routers, and the like is used. The routing table is used to search for an output port, a next hop address, information as to whether or not the network is directly connected (next hop information), and the like, using a set of a network address and a network mask length as a search key. It is a table.

【0006】また、他の従来技術として、特開平05−
199230号公報(米国特許第5,434,863号
参照)には、ルーティング処理の高速性を損なうことな
く、ネットワークの規模に柔軟に対応できるようにした
インタネットワーク装置及び通信ネットワークシステム
が記載されている。この装置及びシステムでは、ルータ
管理部と、ルーティングを行う複数のルーティングアク
セラレータモジュールとが、高速バスで結合される構成
となっている。また、各々のルーティングアクセラレー
タには、複数の通信ポートが互いに独立に接続されてい
る。このような従来技術によると、複数のルーティング
アクセラレータにより、高速ルーティングを可能とし、
また、ルーティングアクセラレータを増設すれば、小規
模から大規模ネットワークへの対応が容易に実現でき
る。
Another conventional technique is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 05-2005.
Japanese Patent Application Publication No. 199230 (see US Pat. No. 5,434,863) describes an internetwork apparatus and a communication network system which can flexibly respond to the scale of a network without impairing the high-speed routing processing. I have. In this device and system, a router management unit and a plurality of routing accelerator modules for performing routing are connected by a high-speed bus. A plurality of communication ports are connected to each routing accelerator independently of each other. According to such prior art, high-speed routing is enabled by a plurality of routing accelerators,
Further, by adding a routing accelerator, it is possible to easily cope with a small to large network.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】近年、ネットワーク運
用中にネットワークの構成などを認識して、ルーティン
グ処理のための中継情報を動的に生成、追加、変更、削
除するダイナミックルーティングの必要性が高まってき
ている。即ち、ルータでは、各ルータ間でネットワーク
に関する情報をやり取りするためのルーティングプロト
コル(例えば、TCP/IPプロトコル群におけるRI
P:Routing Information ProtocolやOSPF:Open S
hortest Path Firstなど)の処理が必要となる。さら
に、ルータ自体の性能情報などの管理情報をネットワー
ク上の管理マスタ局と通信するためのネットワークマネ
ジメントプロトコル(例えば、TCP/IPプロトコル
群におけるSNMP:Simple Network Management Prot
ocolなど)の処理も、従来例におけるルーティングを行
う手段が兼用せざるを得ないため、本来の中継性能が充
分発揮できない。従って、従来のルータでは、近年出現
してきたの高速LAN(Local Area Network)や、広帯域
ISDN及びATM(Asynchronous Transfer Mode)など
高速回線に対応するのは困難である。
In recent years, the need for dynamic routing for dynamically generating, adding, changing, and deleting relay information for routing processing while recognizing the configuration of the network during network operation has increased. Is coming. That is, the router uses a routing protocol (for example, RI in the TCP / IP protocol group) for exchanging information about the network between the routers.
P: Routing Information Protocol or OSPF: Open S
hortest Path First). Further, a network management protocol for communicating management information such as performance information of the router itself with a management master station on a network (for example, SNMP: Simple Network Management Protocol in the TCP / IP protocol group).
In the processing of ocol, etc., the means for performing routing in the conventional example must also be used, so that the original relay performance cannot be sufficiently exhibited. Therefore, it is difficult for the conventional router to cope with a high-speed line such as a high-speed LAN (Local Area Network), a broadband ISDN, and an ATM (Asynchronous Transfer Mode) that have recently emerged.

【0008】また、従来技術によるルータでは、ルーテ
ィングを行う手段が一ケ所であるためルーティング処理
がネックとなり、サポートできるポート数や通信トラフ
ィックに限界がある。従って、ルータのポートメニュー
等の構成を小規模から大規模までスムーズに拡張するこ
と、ポートのトラフィックや数に応じて性能を向上させ
ることが困難である。
Further, in the router according to the prior art, since there is only one means for performing routing, routing processing becomes a bottleneck, and the number of ports that can be supported and communication traffic are limited. Therefore, it is difficult to smoothly expand the configuration of the router port menu and the like from small to large, and to improve the performance according to the traffic and the number of ports.

【0009】また、近年のネットワークの高速化に伴
い、ルータやブリッジに用いられるデータ処理装置は、
ネットワークコントローラがメモリから送信パケットを
読み出す処理、並びにメモリへ受信パケットを書き込む
処理なども高速化が必要である。さらに、プロセッサと
のメモリのアクセス競合を考慮すると、従来において
は、メモリのアクセス競合によって発生する性能低下を
吸収するために、搭載できるネットワークコントローラ
の数を制限したり、またはコスト的に非効率であるが、
高速のメモリ装置もしくは非同期にプロセッサやネット
ワークコントローラなどからアクセス可能なデュアルポ
ートメモリを使用しなければならなかった。
[0009] With the recent speeding up of networks, data processing devices used for routers and bridges have
It is also necessary for the network controller to read the transmission packet from the memory and write the reception packet to the memory at high speed. Furthermore, considering memory access conflicts with the processor, conventionally, in order to absorb the performance degradation caused by memory access conflicts, the number of network controllers that can be mounted is limited or the cost is inefficient. There is
A high-speed memory device or a dual-port memory that can be accessed asynchronously from a processor or a network controller has to be used.

【0010】また、ルータは、複数のネットワークに接
続され、コネクションレスでパケットを中継する。この
ため、ルータにおいてはパケットが集中することが有
り、従来は、帯域制御、優先制御、廃棄制御等のQoS
(Quality of Service、サービス品質)を保証できない
(具体的には、例えば、帯域が保証できない、パケット
を規定時間内に送達できない等)。
[0010] The router is connected to a plurality of networks and relays packets without connection. For this reason, packets may be concentrated in the router, and conventionally, QoS such as bandwidth control, priority control, discard control, etc.
(Quality of Service, service quality) cannot be guaranteed (specifically, for example, a band cannot be guaranteed, a packet cannot be delivered within a specified time, and the like).

【0011】本発明は、以上の点に鑑み、高通信品質
(QoS)、高信頼性、セキュリティーを保証して高速
にルーティングするネットワーク中継装置及び方法を提
供することを目的とする。また、本発明は、高い適用性
・拡張性を備え、多様な回線、多彩な規模への対応を可
能とし、また、システム性能の向上が容易におこなえる
ネットワーク中継装置及び方法を提供する。また、本発
明は、処理できるプロトコルの種類を増やし、既存の装
置との接続が容易にできるネットワーク中継装置及び方
法を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above, it is an object of the present invention to provide a network relay apparatus and method for performing high-speed routing while guaranteeing high communication quality (QoS), high reliability, and security. In addition, the present invention provides a network relay device and a method that have high applicability and expandability, can respond to various lines and various scales, and can easily improve system performance. Another object of the present invention is to provide a network relay device and a method capable of increasing the types of protocols that can be processed and enabling easy connection with existing devices.

【0012】さらに、本発明は、記憶装置を分割して一
部に高速メモリを用いることにより、経路検索等の検索
を高速に実行することを目的とする。本発明は、本来搭
載できるネットワークコントローラの数を制限したり、
必要以上に高速のメモリ装置やデュアルポートのメモリ
装置を使用したりすることなく、パケットを格納するメ
モリのアクセス競合を抑えて、パケット処理能力を向上
させることを目的とする。
A further object of the present invention is to execute a search such as a route search at a high speed by dividing a storage device and using a high-speed memory for a part thereof. The present invention limits the number of network controllers that can be installed,
An object of the present invention is to improve packet processing capability by suppressing access competition of a memory storing a packet without using a memory device with a higher speed or a dual-port memory device than necessary.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明の第1の解決手段
によると、複数のネットワークを接続し、前記ネットワ
ークから入力されたパケットを経路情報に基づいて次の
転送先に出力するネットワーク中継装置であって、ネッ
トワークに接続され、ネットワークとのインタフェース
を制御するネットワークインタフェース部と、パケット
バッファ及び高速読出し及び書込み可能なヘッダメモリ
を有し、ひとつ又は複数の前記ネットワークインタフェ
ース部と接続され、前記ネットワークインタフェース部
から入力されたパケットのルーティングを行うルーティ
ング処理部と、装置内部を管理するルーティング管理部
と、前記ルーティング管理部及び複数の前記ルーティン
グ処理部の各々を接続する接続部とを備え、第1のネッ
トワークインタフェース部は、ネットワークからの入力
パケットを前記第1のネットワークインタフェース部が
接続される第1のルーティング処理部へ出力し、前記第
1のルーティング処理部は、入力パケットをパケットバ
ッファに記憶すると共に、入力パケットに関するヘッダ
情報をヘッダメモリに記憶し、前記ヘッダメモリをアク
セスすることにより、記憶されたヘッダ情報に基づい
て、パケットバッファに記憶された入力パケットの転送
先を検索し、前記パケットバッファに記憶された入力パ
ケット及び前記ヘッダメモリに記憶されたヘッダ情報に
より出力パケットを作成し、検索された転送先への経路
が他のルーティング処理部を経由する場合、出力パケッ
トを前記接続部に出力し、前記接続部は、前記第1のル
ーティング処理部からの出力パケットを、検索された転
送先の第2のルーティング処理部に伝送するようにした
ネットワーク中継装置を提供する。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a network relay device for connecting a plurality of networks and outputting a packet input from the network to a next transfer destination based on path information. A network interface unit that is connected to a network and controls an interface with the network, has a packet buffer and a high-speed read / write header memory, is connected to one or a plurality of the network interface units, A routing processing unit for routing a packet input from the interface unit, a routing management unit for managing the inside of the device, and a connection unit for connecting the routing management unit and each of the plurality of routing processing units; Network interface The source unit outputs an input packet from the network to a first routing processing unit to which the first network interface unit is connected, and the first routing processing unit stores the input packet in a packet buffer and By storing header information about an input packet in a header memory and accessing the header memory, a transfer destination of the input packet stored in the packet buffer is searched based on the stored header information, and An output packet is created based on the stored input packet and the header information stored in the header memory, and when the route to the searched transfer destination passes through another routing processing unit, the output packet is output to the connection unit. , The connection unit outputs an output packet from the first routing processing unit. , It provides a network relay apparatus that transmitted to the second routing processor of the retrieved destination.

【0014】本発明の第2の解決手段によると、ネット
ワークと接続されたネットワークインタフェース部と、
前記ネットワークインタフェース部から入力されたパケ
ットのルーティングを行うルーティング処理部と、装置
内部を管理するルーティング管理部と、前記ルーティン
グ管理部及び複数の前記ルーティング処理部の各々を接
続する接続部とを備えたネットワーク中継装置におい
て、ネットワークから入力された入力パケットを転送先
に出力するネットワーク中継方法であって、第1のネッ
トワークインタフェース部は、ネットワークからの入力
パケットを前記第1のネットワークインタフェース部が
接続される第1のルーティング処理部へ出力し、前記第
1のルーティング処理部は、入力パケットをパケットバ
ッファに記憶すると共に、入力パケットに関するヘッダ
情報を前記パケットバッファと独立して高速読出し及び
書込み可能なヘッダメモリに記憶し、前記ヘッダメモリ
をアクセスすることにより、記憶されたヘッダ情報に基
づいて、パケットバッファに記憶された入力パケットの
転送先を検索し、前記パケットバッファに記憶された入
力パケット及び前記ヘッダメモリに記憶されたヘッダ情
報により出力パケットを作成し、検索された転送先への
経路が他のルーティング処理部を経由する場合、出力パ
ケットを前記接続部に出力し、前記接続部は、前記第1
のルーティング処理部から入力された出力パケットを、
検索された転送先の第2のルーティング処理部に伝送す
るようにしたネットワーク中継方法を提供する。
According to a second solution of the present invention, a network interface unit connected to a network,
A routing processing unit for routing a packet input from the network interface unit; a routing management unit for managing the inside of the device; and a connection unit for connecting each of the routing management unit and the plurality of routing processing units. In a network relay device, a network relay method for outputting an input packet input from a network to a transfer destination, wherein a first network interface unit is connected to the first network interface unit for input packets from the network. A first routing processing unit that stores the input packet in a packet buffer, and outputs a header information relating to the input packet at a high speed readable and writable independently of the packet buffer; Memory, and by accessing the header memory, searches for the transfer destination of the input packet stored in the packet buffer based on the stored header information, and stores the input packet and the header stored in the packet buffer. An output packet is created based on the header information stored in the memory, and if the route to the searched transfer destination passes through another routing processing unit, the output packet is output to the connection unit. 1
The output packet input from the routing processing unit of
There is provided a network relay method adapted to transmit the searched transfer destination to a second routing processing unit.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】図1に、本発明に係るネットワー
ク中継装置の構成図を示す。この図において、ルータ1
は、ルーティング処理部(RP, Routing Processor)
10、スイッチ部(CS, Crossbar Switch)20、ネ
ットワークインタフェース部(NIF,Network Interfa
ce)30、ポート40、ルーティング管理部(RM, Ro
utingManager)60、電源(PS, Power Supply)70
等を備える。各ポート40は、適宜のネットワーク50
に接続される。ネットワーク50としては、例えば、イ
ーサネット等のLAN、WAN、ATM等がある。な
お、装置の信頼性向上させるため、電源70及び共通部
等を適宜二重化することができる。
FIG. 1 shows a configuration diagram of a network relay device according to the present invention. In this figure, router 1
Is a routing processor (RP, Routing Processor)
10, switch section (CS, Crossbar Switch) 20, network interface section (NIF, Network Interface)
ce) 30, port 40, routing management unit (RM, Ro
utingManager) 60, power supply (PS, Power Supply) 70
Etc. are provided. Each port 40 is connected to an appropriate network 50
Connected to. Examples of the network 50 include a LAN such as Ethernet, a WAN, and an ATM. In order to improve the reliability of the device, the power supply 70 and the common unit can be appropriately duplicated.

【0016】ルーティング制御のための機能は、ルーテ
ィング機能を実行するルーティング処理部10及びルー
タ1の管理を行うルーティング管理部60に分かれる。
さらに、ルータ1は、ひとつ又は複数のネットワークイ
ンタフェース部30を有するルーティング処理部10
を、複数備えている。ルーティング管理部60は、ルー
タ1全体の管理機能を備えるとともに、ルート計算処理
を実行し、また、他のルータとの間でルーティング情報
を送受するとともに、ルータ内の各ルーティング処理部
10にルーティング情報を配布する。ルーティング管理
部60は、ここでは、二重化構成が採用される。スイッ
チ部20は、クロスバスイッチ等のスイッチを備え、ル
ーティング処理部10相互間又はルーティング処理部1
0とルーティング管理部60との間の通信及び交換を行
う。スイッチ部20は、ここでは、二重化構成が採用さ
れる。なお、スイッチ部20に代えてバス等により接続
しても良い。また、クロスバスイッチを用いた場合、ル
ーティング管理部60及び複数のルーティング処理部1
0のうち1組により接続経路が占有されることなく、同
時に複数の組が送受信を行うことができる。
The functions for routing control are divided into a routing processing unit 10 for executing a routing function and a routing management unit 60 for managing the router 1.
Further, the router 1 includes a routing processing unit 10 having one or more network interface units 30.
Are provided. The routing management unit 60 has a management function for the entire router 1, executes a route calculation process, transmits and receives routing information to and from other routers, and sends routing information to each routing processing unit 10 in the router. Distribute. Here, the routing management unit 60 adopts a duplex configuration. The switch unit 20 includes a switch such as a crossbar switch, and is provided between the routing processing units 10 or between the routing processing units 1.
0 and the routing management unit 60 perform communication and exchange. Here, the switch unit 20 adopts a duplex configuration. Note that a connection may be made by a bus or the like instead of the switch unit 20. When a crossbar switch is used, the routing management unit 60 and the plurality of routing processing units 1
A plurality of sets can transmit and receive at the same time without occupying the connection path by one set of 0s.

【0017】ルーティング処理部10は、接続されたネ
ットワークインタフェース部30によりパケット転送を
行う。ルーティング処理部10は、また、他のルーティ
ング処理部10に接続されたネットワーク50にパケッ
トを転送する場合は、スイッチ部20を介して該当する
ルーティング処理部10にパケットを転送する。ルーテ
ィング処理部10は、各機能がハードウェア構成により
高速動作をするよう設計される。ルーティング処理部1
0は、さらに詳細には、例えば、スイッチング処理、ル
ート検索、フォワーディング、フィルタリング、Qo
S、IPマルチキャスト等の機能を有する。ルーティン
グ処理部10は、自己のルーティング処理部10内のネ
ットワークインタフェース部30の各ポート40、他の
各ルーティング処理部10及びルーティング管理部60
等の各々について、適宜入力バッファ及び出力バッファ
を備える。ネットワークインタフェース部30は、ひと
つ又は複数のポート40を有し、ネットワーク50とル
ーティング処理部10とのインタフェースを制御する。
The routing processing unit 10 performs packet transfer by the connected network interface unit 30. When transferring a packet to the network 50 connected to another routing processing unit 10, the routing processing unit 10 transfers the packet to the corresponding routing processing unit 10 via the switch unit 20. The routing processing unit 10 is designed so that each function operates at a high speed by a hardware configuration. Routing processing unit 1
0 is more specifically, for example, switching processing, route search, forwarding, filtering, Qo
It has functions such as S and IP multicast. The routing processing unit 10 includes the ports 40 of the network interface unit 30 in the routing processing unit 10 itself, the other routing processing units 10, and the routing management unit 60.
And the like are provided with an input buffer and an output buffer as appropriate. The network interface unit 30 has one or a plurality of ports 40 and controls an interface between the network 50 and the routing processing unit 10.

【0018】図2に、ルーティング処理部の内部構成を
表したネットワーク中継装置の動作説明図を示す。この
図を用いて、経路検索と、経路検索の結果得られた宛先
にパケットを転送する動作について、ルーティング処理
部10の内部構成図を参照して説明する。ルーティング
処理部10は、転送エンジン13、検索エンジン14、
ヘッダRAM11、パケットバッファ12、経路テーブ
ル15、ARPテーブル(アドレス検索テーブル)(AR
P, Address Resolution Protocol)16、フィルタ/Q
oSテーブル(フロー検索テーブル)17を備える。転
送エンジン13は、例えば、パケットの入出力処理を行
う。検索エンジン14は、主に、パケットのヘッダ情報
に基づき経路検索処理及びQoS制御等のフロー検索処
理を行う。検索エンジン14は、専用LSI等により、
高速処理が可能なハードウェアで構成される。
FIG. 2 is an explanatory diagram of the operation of the network relay device showing the internal configuration of the routing processing unit. The route search and the operation of transferring the packet to the destination obtained as a result of the route search will be described with reference to the internal configuration diagram of the routing processing unit 10 using this figure. The routing processing unit 10 includes a transfer engine 13, a search engine 14,
Header RAM 11, packet buffer 12, route table 15, ARP table (address search table) (AR
P, Address Resolution Protocol) 16, Filter / Q
An oS table (flow search table) 17 is provided. The transfer engine 13 performs, for example, packet input / output processing. The search engine 14 mainly performs flow search processing such as path search processing and QoS control based on packet header information. The search engine 14 uses a dedicated LSI or the like,
It is composed of hardware capable of high-speed processing.

【0019】パケットバッファ12は、転送エンジン1
3がルーティング処理部10に入力されたパケットを転
送するまでの間、入力されたパケットを格納しておく。
ヘッダRAM11は、入力されたパケットのヘッダのみ
を抽出して記憶する。ヘッダRAM11は、読み出し/
書込速度の高速なメモリを用いる。この実施の形態で
は、ネットワークから受信したパケットや他のデータ処
理装置から転送されたパケットを格納するバッファメモ
リとは別に、パケットバッファ12と非同期にアクセス
可能なヘッダRAM11を設け、パケットをパケットバ
ッファ12へ格納すると同時に該パケットのヘッダ部を
ヘッダRAM11へも格納(コピー)するようにした。
転送エンジン13及び検索エンジン14等の各々のプロ
セッサは、ヘッダRAM11を使用してパケットのヘッ
ダ部を取り込み、ヘッダ部を解析している間、パケット
バッファ12に対するパケットの読み書きが可能にな
り、あるパケットのヘッダ解析処理と他のパケットの転
送処理等の並列動作が達成される。
The packet buffer 12 includes the transfer engine 1
The input packets are stored until the packet 3 is transferred to the routing processing unit 10.
The header RAM 11 extracts and stores only the header of the input packet. The header RAM 11 reads /
Use a memory with a high writing speed. In this embodiment, a header RAM 11 that can be accessed asynchronously with a packet buffer 12 is provided separately from a buffer memory that stores a packet received from a network or a packet transferred from another data processing device. At the same time, the header of the packet is also stored (copied) in the header RAM 11.
Each processor such as the transfer engine 13 and the search engine 14 uses the header RAM 11 to fetch the header portion of the packet, and while analyzing the header portion, can read and write the packet from and to the packet buffer 12. A parallel operation such as a header analysis process and a transfer process of another packet is achieved.

【0020】したがって、検索エンジン14のプロセッ
サがヘッダ情報をヘッダRAM11から読み出している
間、パケットバッファ12はプロセッサが使用しないの
で、転送エンジン13によるパケット送信又は転送のた
めのアクセスが可能になり、検索エンジン14と転送エ
ンジン13とのパケットバッファ12へのアクセス競合
が起こらないようにすることができる。なお、ネットワ
ーク側からの受信パケット及びそのヘッダ部を格納する
領域と、スイッチ部20側からの転送パケット及びその
ヘッダ部を格納する領域とを、それぞれ別構成としても
よい。このように別構成にすると、パケットの管理が容
易になる。
Therefore, while the processor of the search engine 14 is reading the header information from the header RAM 11, the packet buffer 12 is not used by the processor, so that the transfer engine 13 can access the packet for transmission or transfer. Access competition between the engine 14 and the transfer engine 13 for the packet buffer 12 can be prevented. The area for storing the packet received from the network side and its header part and the area for storing the transfer packet from the switch part 20 and its header part may be different from each other. Such a separate configuration facilitates packet management.

【0021】また、経路テーブル15、ARPテーブル
16及びフィルタ/QoSテーブル17は、それぞれ独
立に分割して構成される。これにより、検索エンジン1
4が各テーブルを個別にアクセスして読み出し又は書込
を行うことで、ルーティング情報、QoS等を高速に検
索することができる。さらに、ルーティング処理の高速
化の実現のために、パイプライン処理を実行することが
できる。各テーブルの詳細及びパイプライン処理につい
ては、後述する。
The route table 15, the ARP table 16, and the filter / QoS table 17 are configured by being independently divided. Thereby, search engine 1
4 accesses each table individually and performs reading or writing, so that routing information, QoS, and the like can be searched at high speed. Further, pipeline processing can be executed to realize high-speed routing processing. Details of each table and pipeline processing will be described later.

【0022】図3に、ネットワーク中継装置の動作概要
のシーケンス図を示す。まず、ネットワークからポート
を介して、第1のネットワークインタフェース部30に
パケットが入力されると、第1のネットワークインタフ
ェース部30は、これを転送エンジン13に送信する。
転送エンジン13は、受信したパケットをパケットバッ
ファ12に記憶する。また、転送エンジン13は、入力
パケットのヘッダのみを抽出し、内部ヘッダを付加して
ヘッダ情報を形成し、ヘッダ情報をヘッダRAM11に
記憶する。内部ヘッダについては、後述する。
FIG. 3 is a sequence diagram showing an outline of the operation of the network relay device. First, when a packet is input to the first network interface unit 30 from a network via a port, the first network interface unit 30 transmits the packet to the transfer engine 13.
The transfer engine 13 stores the received packet in the packet buffer 12. The transfer engine 13 extracts only the header of the input packet, adds an internal header to form header information, and stores the header information in the header RAM 11. The internal header will be described later.

【0023】検索エンジン14は、ヘッダRAM11を
アクセスしてヘッダ情報を読み出す。なお、転送エンジ
ン13が、ヘッダRAM11に記憶されたヘッダ情報を
検索エンジン14に送信するようにしてもよい。検索エ
ンジン14では、ヘッダ情報により、宛先のルータ・R
P・ポートの各番号又はアドレス、MACアドレス等の
次の転送経路に関する情報、及び、QoS制御情報等の
通信品質に関する制御についての情報等を適宜検索す
る。検索エンジン14は、検索された各番号・アドレス
情報等の転送先情報及びQoS情報等のアクション情報
を含む転送制御情報をヘッダRAM11に書き込む。な
お、検索エンジン14は、転送エンジン13に転送制御
情報を送信するようにしてもよい。
The search engine 14 accesses the header RAM 11 and reads out header information. Note that the transfer engine 13 may transmit the header information stored in the header RAM 11 to the search engine 14. The search engine 14 uses the header information to determine the destination router / R
Information about the next transfer path, such as each P or port number or address, MAC address, and the like, and information about communication quality control, such as QoS control information, are retrieved as appropriate. The search engine 14 writes in the header RAM 11 transfer control information including transfer destination information such as each searched number and address information and action information such as QoS information. Note that the search engine 14 may transmit the transfer control information to the transfer engine 13.

【0024】転送エンジン13では、パケットバッファ
12に記憶されたパケット及びヘッダRAM11に記憶
されたヘッダ情報(転送制御情報を含む)に基づいて、
出力パケットを作成する。そして、転送エンジン13
は、作成された出力パケットを転送先に出力する。この
際、転送エンジン13は、転送経路が他のルーティング
処理部10に属するものである場合は、該当する他のル
ーティング処理部10へのバッファにキューイングし、
自己のルーティング処理部10のネットワークインタフ
ェース部30に属するものである場合は、対応するポー
ト40のバッファにキューイングする。
In the transfer engine 13, based on the packet stored in the packet buffer 12 and the header information (including the transfer control information) stored in the header RAM 11,
Create an output packet. And the transfer engine 13
Outputs the created output packet to the transfer destination. At this time, if the transfer route belongs to another routing processing unit 10, the transfer engine 13 queues the transfer route in a buffer for the corresponding other routing processing unit 10,
If it belongs to the network interface unit 30 of its own routing processing unit 10, it is queued in the buffer of the corresponding port 40.

【0025】なお、ルーティング処理部10により検索
される転送経路は、ひとつに限らず、複数経路として各
経路に同報転送することもできる。この場合、複数の各
経路毎に適宜のバッファにキューイングされる。
It should be noted that the number of transfer routes searched by the routing processing unit 10 is not limited to one, and a plurality of routes may be used for the broadcast transfer to each route. In this case, the data is queued in an appropriate buffer for each of the plurality of paths.

【0026】以下に、ルーティング処理部の詳細な構成
及び動作を説明する。まず、各メモリの説明をする。図
4に、パケットバッファ12及びヘッダRAM11の説
明図を示す。
The detailed configuration and operation of the routing processing unit will be described below. First, each memory will be described. FIG. 4 is an explanatory diagram of the packet buffer 12 and the header RAM 11.

【0027】図4(A)に、パケットバッファ12に記
憶されるパケットのファーマットの一例を示す。パケッ
トバッファ12には、ネットワーク50又はスイッチ部
20等から、パケットが入力される。このパケットのフ
ォーマットは、例えば、IPパケットに、レイヤ2・M
ACヘッダ401が付加されたものである。IPパケッ
トは、例えば、レイヤ3・IPヘッダ402、レイヤ4
・ヘッダ403及びペイロード404を含む。
FIG. 4A shows an example of the format of a packet stored in the packet buffer 12. The packet is input to the packet buffer 12 from the network 50 or the switch unit 20 or the like. The format of this packet is, for example, an IP packet,
An AC header 401 is added. The IP packet includes, for example, a layer 3 IP header 402, a layer 4
-Includes header 403 and payload 404.

【0028】レイヤ2・MACヘッダ401は、例え
ば、パケットを直前に送出したルータの物理アドレス
(ハードウエアアドレス)である送信元MACアドレス
(SourceAddress Media Access Control、SAMAC)と、
パケットを次に受信するルータの物理アドレスである宛
先MACアドレス(Destination Address Media Access
Control、DAMAC)等を有する。レイヤ3・IPヘッダ
402は、送信元アドレス(送信端末のアドレス)であ
る送信元IPアドレス(Source IP Address:以下「SI
P」という。)と、宛先アドレス(受信端末のアドレ
ス)である宛先IPアドレス(Destination IP Addres
s:以下「DIP」という。)等を有する。レイヤ4ヘッダ
403は、プロトコル(=上位アプリケーション)を表
す送信元ポート(Source Port:以下「SPORT」とい
う。)と宛先ポート(Destination Port:以下「DPOR
T」という。)等を有する。ペイロード404は、ユー
ザデータを含む。各ヘッダとしては、上述の他に優先度
を表すTOS(Type of Service)、IPプロトコルの上位
プロトコル等の情報も格納される場合があるが、上述し
た各情報と同様に処理することができる。
The layer 2 MAC header 401 includes, for example, a source MAC address (SourceAddress Media Access Control, SAMAC) which is a physical address (hardware address) of a router which immediately transmitted a packet,
Destination MAC address, which is the physical address of the router that will receive the packet next
Control, DAMAC). The layer 3 IP header 402 includes a source IP address (Source IP Address: hereinafter referred to as “SI”) which is a source address (address of the transmission terminal).
P ". ) And a destination IP address (Destination IP Addres)
s: Hereinafter referred to as “DIP”. ). The layer 4 header 403 includes a source port (Source Port: hereinafter referred to as “SPORT”) indicating a protocol (= upper application) and a destination port (Destination Port: hereinafter “DPOR”).
T ". ). Payload 404 includes user data. As each header, information such as a TOS (Type of Service) indicating priority and an upper protocol of the IP protocol may be stored in addition to the above-mentioned headers.

【0029】また、図4(B)に、ヘッダRAMに記憶
されるヘッダ情報のフォーマット一例を示す。ヘッダ情
報は、例えば、パケットフォーマット中のレイヤ2・M
ACヘッダ401及びレイヤ3・IPヘッダ402に、
制御情報として内部ヘッダ405を付加したものであ
る。この内部ヘッダ405は、例えば、入力回線番号、
出力回線番号、QoS制御情報等を有する。なお、ルー
タ内部での内部パケットフォーマットは、ネットワーク
のパケットのフォーマットに内部ヘッダ405が付加さ
れる。その際、パケットバッファ12に記憶された情報
とヘッダRAM11に記憶された情報とにより内部パケ
ットが形成されることができる。また、パケットバッフ
ァ12に、内部ヘッダ405を含めた内部パケットフォ
ーマットの形式で記憶するようにして、パケットバッフ
ァ12のみの情報から内部パケットを転送するようにし
ても良い。また、検索エンジン14により検索された転
送先情報及びアクション情報等の転送制御情報は、この
内部ヘッダ405に書き込まれることができる。
FIG. 4B shows an example of the format of the header information stored in the header RAM. The header information is, for example, the layer 2M in the packet format.
In the AC header 401 and the layer 3 / IP header 402,
An internal header 405 is added as control information. The internal header 405 includes, for example, an input line number,
It has an output line number, QoS control information, and the like. In the internal packet format inside the router, an internal header 405 is added to the format of the network packet. At that time, an internal packet can be formed by the information stored in the packet buffer 12 and the information stored in the header RAM 11. Further, the internal packet may be stored in the packet buffer 12 in the format of the internal packet format including the internal header 405, and the internal packet may be transferred from the information of the packet buffer 12 alone. Further, transfer control information such as transfer destination information and action information searched by the search engine 14 can be written in the internal header 405.

【0030】つぎに、図5に、経路検索に用いられる各
テーブルの説明図を示す。図5(A)に示すように、経
路テーブル15の各エントリは、例えば、宛先のIPア
ドレス501、次ルータのIPアドレス502、自ルー
タの送出RP番号503及び送出ポート番号504等を
含む。また、図5(B)に示すように、ARPテーブル
16の各エントリは、例えば、次ルータのIPアドレス
502、次ルータのMACアドレス506等を含む。ま
た、図5(C)に示すように、フィルタ/QoSテーブ
ル17の各エントリは、例えば、IPヘッダ/レイヤ4
ヘッダの値(範囲)507及びアクション508等を含
む。ここで、アクション508としては、通過又は廃棄
をする処理であるフィルタ、カプセル化する又はカプセ
ル化しない処理であるトンネル、QoS等がある。特に
QoSについては、後述する。
Next, FIG. 5 is an explanatory diagram of each table used for the route search. As shown in FIG. 5A, each entry of the routing table 15 includes, for example, a destination IP address 501, an IP address 502 of the next router, a transmission RP number 503 of the own router, a transmission port number 504, and the like. As shown in FIG. 5B, each entry of the ARP table 16 includes, for example, an IP address 502 of the next router, a MAC address 506 of the next router, and the like. Further, as shown in FIG. 5C, each entry of the filter / QoS table 17 includes, for example, an IP header / layer 4
A header value (range) 507 and an action 508 are included. Here, the action 508 includes a filter that is a process of passing or discarding, a tunnel that is a process of encapsulating or not encapsulating, a QoS, and the like. Particularly, QoS will be described later.

【0031】図6に、ルーティング処理部による高速化
処理の説明図を示す。この図を参照して、ギガビット等
の高速な回線速度に追従できるようにしたパケット転送
の実現化方法について説明する。ここでは、ルーティン
グ処理のパラレル化/パイプライン化により、高速化を
実現する。以下に、図4及び図5に示されるフォーマッ
トを参照して、動作を説明する。
FIG. 6 is an explanatory diagram of the high-speed processing by the routing processing unit. With reference to this figure, a description will be given of a method of realizing packet transfer capable of following a high-speed line speed such as gigabit. Here, parallel processing / pipelining of routing processing realizes high-speed processing. The operation will be described below with reference to the formats shown in FIGS.

【0032】ルーティング処理は、主に、受信処理、
入力検索処理、出力検索処理、送信処理に分けら
れる。まず、受信処理では、転送エンジン13は、ネ
ットワークインタフェース部30からの受信パケットを
受け取る。パケットバッファ12には、前述のとおり入
力パケット又は内部ヘッダを付加した内部パケットフォ
ーマットのパケットが記憶される。また、入力パケット
のレイヤ2・MACヘッダ401及びレイヤ3・IPヘ
ッダ402に内部ヘッダ405を付加してヘッダ情報と
し、ヘッダ情報がヘッダRAM11に記憶される。ヘッ
ダRAM11は、パケットバッファ12と独立に高速に
読み出し及び書き込みが可能であり、ヘッダ情報のみを
記憶することで、記憶容量を削減し、一層高速に処理を
することができる。検索エンジン14は、抽出されたヘ
ッダ情報を、適宜のタイミングでアクセスすることがで
きる。
The routing process mainly includes a reception process,
It is divided into input search processing, output search processing, and transmission processing. First, in the receiving process, the transfer engine 13 receives a received packet from the network interface unit 30. As described above, the packet buffer 12 stores an input packet or a packet in an internal packet format to which an internal header is added. Further, an internal header 405 is added to the layer 2 MAC header 401 and the layer 3 IP header 402 of the input packet to make header information, and the header information is stored in the header RAM 11. The header RAM 11 can read and write at high speed independently of the packet buffer 12, and by storing only the header information, the storage capacity can be reduced and the processing can be performed at higher speed. The search engine 14 can access the extracted header information at an appropriate timing.

【0033】つぎに、入力検索処理では、検索エンジ
ン14は、ヘッダ情報からレイヤ3・IPヘッダ402
中にある宛先IPアドレスを抽出し、このアドレスに基
づき経路テーブル15を参照して、次ルータのIPアド
レス502、自ルータの送出RP番号503及び送出ポ
ート番号504等を検索する。さらに、検索エンジン1
4は、受信したヘッダ情報からレイヤ3・IPヘッダ4
02及びレイヤ4・ヘッダ403等の比較情報に基づ
き、フィルタ/QoSテーブル17を参照して、QoS
等の入力側の各種アクション508を検索する。これら
の入力側フィルタ/QoS検索及び経路検索は、各々の
テーブルが別個に設けられているため、並列して実行す
ることができる。
Next, in the input search processing, the search engine 14 extracts the layer 3 IP header 402 from the header information.
The destination IP address inside the router is extracted, and based on this address, the IP address 502 of the next router, the transmission RP number 503 and the transmission port number 504 of the own router are searched by referring to the routing table 15. Furthermore, search engine 1
4 is a layer 3 IP header 4 based on the received header information.
02 and the comparison information such as the layer 4 header 403 and the like, referring to the filter / QoS table 17, and
, Etc. on the input side. These input side filter / QoS search and route search can be performed in parallel because each table is provided separately.

【0034】つぎに、出力検索処理では、検索エンジ
ン14は、入力検索処理で求められた次ルータのIP
アドレスを抽出し、このアドレスに基づきARPテーブ
ル16を参照して、次ルータのMACアドレス506等
を検索するとともに、フィルタ/QoSテーブル17を
参照して、QoS等の出力側の各種アクション508を
検索する。これらの出力側フィルタ/QoS検索及び回
線表/ARP検索は、各々のテーブルが別個に設けられ
ているため、並列して実行することができる。求められ
た次の転送先に関する番号・アドレス情報等の転送先情
報及びQoS制御情報等のアクション情報を含む転送制
御情報は、ヘッダRAM11に記憶される。転送制御情
報は、例えば、ヘッダ情報中の内部ヘッダ405又はそ
の他の位置に適宜書き込むことができる。
Next, in the output search process, the search engine 14 determines the IP address of the next router determined in the input search process.
The address is extracted, and based on this address, the MAC address 506 of the next router is searched by referring to the ARP table 16 and the various actions 508 on the output side such as QoS are searched by referring to the filter / QoS table 17. I do. These output side filter / QoS search and circuit table / ARP search can be executed in parallel because each table is provided separately. The transfer control information including the transfer destination information such as the number and address information regarding the next transfer destination and the action information such as the QoS control information is stored in the header RAM 11. The transfer control information can be appropriately written in, for example, the internal header 405 or another position in the header information.

【0035】つぎに、送信処理では、出力検索処理
が検索した転送制御情報を含むヘッダ情報をヘッダRA
M11から読み出し、ヘッダ情報とパケットバッファ1
2に基づき出力パケットを作成して、ネットワークイン
タフェース部30又は他のルーティング処理部10若し
くはルーティング管理部60に対するバッファにキュー
イングする。
Next, in the transmission process, the header information including the transfer control information retrieved by the output retrieval process is transferred to the header RA.
Read from M11, header information and packet buffer 1
2, the output packet is created and queued in a buffer for the network interface unit 30 or another routing processing unit 10 or the routing management unit 60.

【0036】図7に、ハードウェアによる検索エンジン
の構成図の一例を示す。検索エンジン14は、経路テー
ブル15、ARPテーブル16、フィルタ/QoSテー
ブル17等の各テーブルについて、例えば、木構造検索
により必要なデータを検索することができる。ここで
は、ハードウェアで構成した検索エンジン14の処理部
の一例として、経路テーブル15を用いて転送先経路を
検索するための経路検索処理部について説明する。
FIG. 7 shows an example of a configuration diagram of a search engine using hardware. The search engine 14 can search, for example, a tree structure search for necessary data for each table such as the route table 15, the ARP table 16, the filter / QoS table 17, and the like. Here, as an example of the processing unit of the search engine 14 configured by hardware, a path search processing unit for searching a transfer destination path using the path table 15 will be described.

【0037】経路検索処理部213は、木構造検索回路
2130と、読み込みアドレス生成回路2131と、経
路検索処理制御回路2132を備える。木構造検索回路
2130は、経路テーブル15等の各テーブルに格納さ
れた2のp乗分木構造を検索し、次に読み込むべきノー
ドのポインタの生成、受信パケットの宛先IPアドレス
の検査ビット値の抽出、木構造検索の終了判定、検索結
果である経路情報の候補の更新等を行う。また、読み込
みアドレス生成回路2131は、木構造検索回路213
0から出力される読み込むべきノードへのポインタ、お
よび検査ビット値に従い、実際に読み込むノードの一部
のワードのメモリアドレスを生成する。また、経路検索
処理制御回路2132は、経路検索処理部213全体の
制御(各回路の動作タイミングおよび動作状態管理など)
を行う。
The path search processing section 213 includes a tree structure search circuit 2130, a read address generation circuit 2131, and a path search processing control circuit 2132. The tree structure search circuit 2130 searches for a 2 p-th tree structure stored in each table such as the path table 15, generates a pointer of a node to be read next, and checks the check bit value of the destination IP address of the received packet. It performs extraction, determines the end of the tree structure search, updates route information candidates as search results, and the like. Further, the read address generation circuit 2131 includes a tree structure search circuit 213.
According to the pointer to the node to be read output from 0 and the check bit value, the memory address of a part of the word of the node to be actually read is generated. The path search processing control circuit 2132 controls the entire path search processing unit 213 (operation timing and operation state management of each circuit).
I do.

【0038】次に、経路検索処理部213の動作につい
て説明する。木構造検索回路2130は、ヘッダRAM
11から受信パケットの宛先IPアドレスを受け取り、
この宛先IPアドレスとノードのマスク長の値から次ノ
ードへのポインタを生成して、読み込みアドレス生成回
路2131に渡す。また、木構造検索回路2130は、
ノードのマスク長で示される宛先IPアドレスの検査ビ
ット位置の値(検査ビット値)を抽出して、読み込みアド
レス生成回路2131に渡す。
Next, the operation of the route search processing section 213 will be described. The tree structure search circuit 2130 includes a header RAM
11 receives the destination IP address of the received packet,
A pointer to the next node is generated from the destination IP address and the value of the mask length of the node, and passed to the read address generation circuit 2131. Also, the tree structure search circuit 2130
The value of the check bit position (check bit value) of the destination IP address indicated by the mask length of the node is extracted and passed to the read address generation circuit 2131.

【0039】読み込みアドレス生成回路2131はこの
ノードへのポインタと、検査ビット値と、経路検索処理
制御回路2132からのタイミング信号を用いて、読み
出すべきノードデータが格納されているメモリアドレス
を生成し、メモリ制御回路2132へ送信し、メモリ制
御回路2132はこのメモリアドレスと経路検索処理制
御回路2132からのタイミング信号を用いてメモリ制
御信号を生成し、経路テーブル15へ転送する。上記の
メモリ制御信号を受信した経路テーブル15は、対応す
るノードデータを信号線215を用いて木構造検索回路
へ転送する。
The read address generation circuit 2131 generates a memory address at which node data to be read is stored, using the pointer to this node, the check bit value, and the timing signal from the path search processing control circuit 2132. The memory control circuit 2132 generates a memory control signal using the memory address and the timing signal from the path search processing control circuit 2132, and transfers the signal to the path table 15. The path table 15 that has received the above memory control signal transfers the corresponding node data to the tree structure search circuit using the signal line 215.

【0040】木構造検索回路2130はこのノードデー
タを用いて、検索し、木構造検索を終了すると判定した
場合は、木構造検索終了信号を経路検索処理制御回路2
132へ出力し、経路検索処理制御回路2132は、木
構造検索回路2130内に保持された経路情報のうちの
エントリ有りフラグを調べ、その値が0の場合は経路検
索処理を終了し、転送エンジン13等へ検索結果無しと
いう通知をする。エントリ有りフラグの値が1の場合
は、経路情報を出力し検索処理を終了し、次のパケット
処理の制御を行う。
The tree structure search circuit 2130 performs a search using this node data, and when it is determined that the tree structure search is to be ended, a tree structure search end signal is sent to the path search processing control circuit 2130.
132, the path search processing control circuit 2132 checks the entry presence flag of the path information held in the tree structure search circuit 2130, and if the value is 0, terminates the path search processing; 13 etc. is notified that there is no search result. When the value of the entry presence flag is 1, the route information is output, the search process is terminated, and the control of the next packet process is performed.

【0041】つぎに、図8に、パイプライン制御による
高速処理の説明図を示す。図示されるように、受信処理
、入力検索、出力検索処理、転送処理の各処理
をパイプラインで処理し、各処理部が常に動作するよう
に制御することにより、ルーティング処理を高速化する
ことができる。ここでは、さらに、入力検索におい
て、入力フィルタ処理(入力フィルタ/QoS検索)
と、経路表検索(経路検索)を平行して実行している。
また、出力検索処理、出力フィルタ処理(出力フィル
タ/QoS検索)と、出力回線表検索(出力回線表/A
RP検索)を平行して実行している。パイプライン構成
は、この図に限らず、適宜の順序で実行することができ
る。
FIG. 8 is an explanatory diagram of high-speed processing by pipeline control. As shown in the figure, the processing of reception processing, input search, output search processing, and transfer processing is processed in a pipeline, and control is performed so that each processing unit always operates, thereby speeding up the routing processing. it can. Here, further, in input search, input filter processing (input filter / QoS search)
And the routing table search (route search) is executed in parallel.
Also, output search processing, output filter processing (output filter / QoS search), and output circuit table search (output circuit table / A
RP search) in parallel. The pipeline configuration is not limited to this diagram, and can be executed in an appropriate order.

【0042】パイプライン処理では上述の各処理部のう
ちの処理部1がエントリNの処理1を終了すると、処理
1より後の処理2を行う処理部2がエントリNの処理2
を終了したか否かに拘わらず、処理部1がエントリN+
1の処理を開始する。この様なパイプライン処理を行う
ことにより、エントリNを処理する時間は、1つの処理
の時間となり、処理速度は4倍となる。前述の例では、
フロー検索が4つの処理に分割されパイプライン処理し
たが、P個の処理に分割し、パイプライン処理できれば
P倍の性能となる。
In the pipeline processing, when the processing unit 1 of the above-described processing units completes the processing 1 of the entry N, the processing unit 2 that performs the processing 2 after the processing 1 becomes the processing 2 of the entry N.
Processing unit 1 determines whether entry N +
1 is started. By performing such a pipeline process, the time for processing the entry N becomes the time for one process, and the processing speed is quadrupled. In the example above,
The flow search is divided into four processes and pipeline processing is performed. However, if the process is divided into P processes and pipeline processing can be performed, the performance will be P times higher.

【0043】つぎに、図9に、フロー検索処理の説明図
を示す。一般に、ルータ等のネットワーク中継装置は、
予めコネクションを設定していないので、ATM交換機
の場合のコネクション情報テーブルやコネクション情報
テーブル内のQoS制御情報を持っていない(パケット
型通信)。このため、ルータでQoS制御を行うために
は、ATM交換機と同様の優先転送機能の他に、入力パ
ケット毎にヘッダ内の情報等によりQoS制御情報を検
索するフロー検索手段が必要となる。ここでは、一例と
して、フロー検索手段により、検索されたQoS制御情
報に対し優先転送機能を適用する。なお、ここでは、ヘ
ッダ内の情報等の情報を組み合わせて作成したパケット
識別の条件をフロー条件と呼び、フロー条件に一致する
一連のトラヒックをフローと呼び、また、フロー条件に
入力パケットが一致するか否かを判定してQoS制御情
報や転送可否情報等のアクション情報を検出することを
フロー検索と呼ぶ。
Next, FIG. 9 is an explanatory diagram of the flow search processing. Generally, network relay devices such as routers
Since the connection is not set in advance, the ATM switch does not have the connection information table or the QoS control information in the connection information table (packet type communication). Therefore, in order to perform QoS control in the router, a flow search means for searching for QoS control information based on information in a header or the like for each input packet is required in addition to the priority transfer function similar to the ATM exchange. Here, as an example, the priority transfer function is applied to the searched QoS control information by the flow search means. Here, a packet identification condition created by combining information such as information in a header is called a flow condition, a series of traffic that matches the flow condition is called a flow, and an input packet matches the flow condition. Detecting the action information such as the QoS control information and the transfer enable / disable information by judging whether or not the information is referred to as flow search.

【0044】本実施の形態では、QoS制御を入力側ル
ーティング処理部10−1及び出力側ルーティング処理
部10−2に、それぞれ設けると共に、スイッチ部20
にQoS機能を持たせるようにした。入力ルーティング
処理部10−1では、入力検索フローとしてフィルタフ
ロー検索911、トンネルフロー検索912、QoSフ
ロー検索913を備える。同様に、出力ルーティング処
理部10−2では、出力検索フローとしてフィルタフロ
ー検索921、トンネルフロー検索922、QoSフロ
ー検索923を備える。スイッチ部20は、優先度によ
り送信する順序を選択するアービトレーション機能を備
えることで、QoS機能を持たせるようにした。なお、
スイッチ部20にも、ルーティング処理部10−1及び
10−2と同様に、フィルタフロー検索、トンネルフロ
ー検索、QoSフロー検索を備えることもできる。
In this embodiment, the QoS control is provided in the input-side routing processing section 10-1 and the output-side routing processing section 10-2, respectively, and the switch section 20 is provided.
Has a QoS function. The input routing processing unit 10-1 includes a filter flow search 911, a tunnel flow search 912, and a QoS flow search 913 as input search flows. Similarly, the output routing processing unit 10-2 includes a filter flow search 921, a tunnel flow search 922, and a QoS flow search 923 as output search flows. The switch unit 20 has a QoS function by providing an arbitration function for selecting an order of transmission according to the priority. In addition,
The switch unit 20 can also include a filter flow search, a tunnel flow search, and a QoS flow search similarly to the routing processing units 10-1 and 10-2.

【0045】フィルタフロー検索911及び921で
は、パケットを通過させるか又は廃棄するかを求める。
トンネルフロー検索912及び922では、パケットを
カプセル化するか否かを求め、カプセル化する場合は、
カプセル化のソフトウェア処理を実行する。
In the filter flow searches 911 and 921, it is determined whether the packet is passed or discarded.
In the tunnel flow searches 912 and 922, it is determined whether or not to encapsulate the packet.
Perform encapsulation software processing.

【0046】QoSフロー検索913及び923では、
例えば、パケットの優先制御、廃棄制御、帯域制御等が
ある。優先制御とは、重要度の高いデータやリアルタイ
ム系データ等を優先的に送信する制御である。廃棄制御
とは、トラフィックが多い場合・障害発生等において、
重要度の低いデータを廃棄することにより、重要なデー
タの消失を防止する制御である。また、帯域制御とは、
回線内を複数の帯域に分割したり、帯域幅を変更する制
御である。たとえば、優先クラスと廃棄クラスのマトリ
クスを用いてトラフィック制御することで、優先及び廃
棄制御を行うことができる。この場合、優先クラスによ
り、例えば、HNA/SNA、音声、動画等は遅延小と
し、FTP、メール、WWWウェブ等は、遅延大とする
制御を行うことができる。また、廃棄クラスにより、例
えば、制御パケットは廃棄率を小さくし、音声、動画等
は、廃棄率を大とするように制御することができる。
In the QoS flow search 913 and 923,
For example, there are packet priority control, discard control, band control, and the like. The priority control is a control that preferentially transmits data with high importance, real-time data, and the like. Discard control is used when there is a lot of traffic or when a failure occurs.
This is a control for preventing loss of important data by discarding data of low importance. Also, bandwidth control is
This is control for dividing the inside of a line into a plurality of bands or changing the bandwidth. For example, by controlling traffic using a matrix of a priority class and a discard class, priority and discard control can be performed. In this case, depending on the priority class, for example, control can be performed such that HNA / SNA, voice, moving image, and the like have a small delay and FTP, mail, WWW web, and the like have a large delay. Further, according to the discard class, for example, it is possible to control the control packet so as to reduce the discard rate, and to control the voice and the moving image to increase the discard rate.

【0047】つぎに、スイッチ部20でのQoS制御に
ついて説明する。ルーティング処理部10から送られて
きたパケットには、制御情報中にQoS制御情報が含ま
れている。スイッチ部20では、特に出力側において、
このQoS情報による優先制御等を行う。実際には、例
えば、優先順位毎にキューを備えて出力制御を行うこと
等により制御が可能である。これにより、一段と高品質
の通信及び転送を行うことができる。
Next, the QoS control in the switch unit 20 will be described. The packet sent from the routing processing unit 10 includes QoS control information in the control information. In the switch unit 20, especially on the output side,
Priority control or the like based on the QoS information is performed. Actually, for example, control can be performed by providing output control with a queue for each priority. Thereby, communication and transfer with higher quality can be performed.

【0048】図10に、フロー検索テーブルの説明図を
示す。このフロー検索テーブルは、上述のフィルタ/Q
oSテーブル17に対応するものである。ここでは、一
例として、図示のように、比較フィールド101とし
て、転送元IPアドレス、宛先IPアドレス、パケット
長、IP優先度、IP上位プロトコル、送達確認フラ
グ、転送先TCP/UDPポート、宛先TCP/UDP
ポートを含む。また、アクションフィールド102とし
ては、フィルタ(通過/廃棄)、トンネル(カプセル化
する/しない)、QoS(遅延クラス、廃棄クラス、帯
域等)が記憶されている。
FIG. 10 is an explanatory diagram of the flow search table. This flow search table is based on the filter / Q
This corresponds to the oS table 17. Here, as an example, as shown in the figure, as the comparison field 101, the transfer source IP address, the destination IP address, the packet length, the IP priority, the IP upper protocol, the delivery confirmation flag, the transfer destination TCP / UDP port, the destination TCP / UDP
Including ports. The action field 102 stores a filter (pass / discard), a tunnel (encapsulation / non-encapsulation), and QoS (delay class, discard class, band, etc.).

【0049】次に、QoSフロー検索の具体的方法を説
明する。ここでは、一例としてQoSフロー検索に注目
して説明するが、フィルタフロー検索又はトンネルフロ
ー検索についても、同様に実施することができる。な
お、アクションフィールド102には、これら各フロー
の制御情報が混在して記憶されていても良いし、また、
各フロー毎にフロー検索テーブルが設けられるようにし
ても良い。
Next, a specific method of QoS flow search will be described. Here, the QoS flow search will be described as an example, but a filter flow search or a tunnel flow search can be similarly performed. It should be noted that the control information of each of these flows may be mixed and stored in the action field 102,
A flow search table may be provided for each flow.

【0050】まず、リニアサーチ方式について説明す
る。アクションのひとつとしてのパケットのQoS制御
情報を判定する際、予め設定されたエントリをエントリ
テーブルの上から順に読みだす。そして、パケットのヘ
ッダ部等の値とエントリの比較フィールド101内の有
効なフロー条件に全て一致したか否か判定する。なお、
一致した場合にはエントリ内のアクションフィールド1
02内のQoS制御情報をパケットのQoS制御情報と
判定し、QoSフロー検索を終了する。フロー条件に一
致する場合が検索されると、アクションフィールド10
2内のQoS制御情報をQoS制御情報と決定し次のエ
ントリの検索を実行せずフロー検索を終了する。
First, the linear search method will be described. When judging the QoS control information of a packet as one of the actions, predetermined entries are read in order from the top of the entry table. Then, it is determined whether or not all the valid flow conditions in the comparison field 101 of the entry and the value of the header portion of the packet match. In addition,
Action field 1 in entry if matched
02 is determined as the QoS control information of the packet, and the QoS flow search ends. When a case that matches the flow condition is searched, the action field 10
2 is determined as the QoS control information, and the flow search is terminated without executing the search for the next entry.

【0051】以上のようなリニアーサーチ方式では、大
量のエントリが設定されるネットワークにおいては高速
にQoS制御やフィルタリングを実行することが困難と
なる場合がある。そこで、本実施の形態のフロー検索方
式では、大量のエントリが設定された場合でも、リニア
サーチ方式と比較して高速にフロー検索を行うことがで
きる、入力回線限定方式等を採用するとよい。以下、入
力回線限定方式の概要を説明する。入力回線限定方式で
は、リニアーサーチ方式の比較フィールドを構成する入
力回線番号に一致するエントリだけを検索し、高速化を
図るようにする。
In the above-described linear search method, it may be difficult to execute QoS control and filtering at high speed in a network in which a large number of entries are set. Therefore, in the flow search method according to the present embodiment, even when a large number of entries are set, it is preferable to adopt an input line limitation method or the like that can perform a flow search faster than the linear search method. Hereinafter, an outline of the input line limiting method will be described. In the input line limiting method, only the entry that matches the input line number that forms the comparison field of the linear search method is searched to increase the speed.

【0052】図11に、第1の入力回線限定方式の説明
図を示す。第1の入力回線限定方式においては、リニア
ーサーチ方式の比較フィールドから入力回線番号と入力
回線番号有効ビットを削除したエントリ511−iを入
力回線毎に設定しておく。フロー条件部521−iは、
例えば、送信元あるいは宛先ユーザを識別する条件はSI
PとDIPの上限値と下限値であるSIP上限値501、SIP下
限値502、DIP上限値503、DIP下限値504と、SI
PとDIPの上限値と下限値が有効であることを示すIP有効
ビット562と、送信元ポートであるSPORT505と、
宛先ポートであるDPORT506と、前記SPORT505とDP
ORT506が有効であることを示すポート有効ビット5
63等を含む。QoS制御情報部530−iは、例え
ば、優先転送機能で使用するQoS制御情報であるQo
S制御情報507を含む。フロー条件である入力回線番
号が一致したエントリ511−iだけ検索するためエン
トリ511−i内に入力回線番号は必要ない。フロー検
索時には、パケットが入力した入力回線に割り当てられ
たエントリ511−iのみ検索する。
FIG. 11 is an explanatory diagram of the first input line limiting system. In the first input line limiting method, an entry 511-i in which the input line number and the input line number valid bit are deleted from the comparison field of the linear search method is set for each input line. The flow condition unit 521-i includes:
For example, the condition for identifying the source or destination user is SI
P and DIP upper and lower limits, SIP upper limit 501, SIP lower limit 502, DIP upper limit 503, DIP lower limit 504, SI
An IP valid bit 562 indicating that the upper and lower limits of P and DIP are valid, a SPORT 505 as a source port,
DPORT 506 which is a destination port, and SPORT 505 and DP
Port valid bit 5 indicating that ORT 506 is valid
63 and the like. The QoS control information section 530-i includes, for example, QoS control information used in the priority transfer function.
S control information 507 is included. Since only the entry 511-i whose input line number matches the flow condition is searched, the input line number is not required in the entry 511-i. At the time of the flow search, only the entry 511-i assigned to the input line to which the packet is input is searched.

【0053】ここで、上述の第1の入力回線限定方式で
は、入力回線番号に関係ないエントリ511−iを設定
する(例えば「全ての入力回線から入力されたTeln
etのトラヒックは高優先」と設定する)場合、エント
リ511−iを入力回線数(=N)設定する必要があ
り、エントリテーブルを実現するメモリの効率が悪くな
る場合がある。そこで、以下に、一層高速な入力回線限
定方式について説明する。
Here, in the above-mentioned first input line limiting method, an entry 511-i irrelevant to the input line number is set (for example, "Teln input from all input lines").
In this case, it is necessary to set the number of input lines (= N) in the entry 511-i, and the efficiency of the memory for implementing the entry table may be reduced. Therefore, an even faster input line limiting method will be described below.

【0054】図12に、第2の入力回線限定方式の説明
図を示す。第2の入力回線限定方式では、エントリテー
ブル750のアドレスであるリスト540を、入力回線
毎にリストテーブル760に設定しておく。例えば、リ
ストテーブルアドレスが”1”のリスト540−11は
エントリ511−1のアドレスであり、リストテーブル
アドレスが”2”のリスト540−12はエントリ51
1−Hのアドレスである。フロー検索時には、パケット
が入力された入力回線に割り当てられたリスト540だ
け読みだし、このリスト540がポイントするエントリ
511−iを読み出す。ビット幅の小さなリスト540
(例えば、1024エントリ持った時にも10bit程
度)を入力回線毎に所持し、ビット幅の大きなエントリ
511−iを各入力回線で共有すれば、エントリテーブ
ルを実現するメモリを有効に使用することができる。こ
のため、高速化を実現しつつ、多数のエントリ511−
iを設定することが可能となる。
FIG. 12 is an explanatory diagram of the second input line limiting system. In the second input line limitation method, a list 540 that is an address of the entry table 750 is set in the list table 760 for each input line. For example, the list 540-11 having the list table address “1” is the address of the entry 511-1, and the list 540-12 having the list table address “2” is the entry 51.
1-H. At the time of the flow search, only the list 540 assigned to the input line to which the packet is input is read, and the entry 511-i to which the list 540 points is read. List 540 with small bit width
(For example, about 10 bits even when having 1024 entries) for each input line, and sharing the entry 511-i having a large bit width with each input line, the memory for realizing the entry table can be used effectively. it can. Therefore, while realizing high-speed operation, a large number of entries 511-
i can be set.

【0055】フロー検出方式の他の実施例として出力回
線限定方式がある。出力回線限定方式では、フロー条件
である出力回線番号が一致するエントリ511−iのみ
を、上述の入力限定方式と同様に処理することで、フロ
ー検出の高速化を実現する。また、フロー条件としてヘ
ッダ情報内の入力回線番号の代わりにSAMACを用いた際
のSAMAC限定方式がある。SAMAC限定方式では、SAMACの
グループであるSAMACグループを定義し、SAMACグループ
の識別子であるSAMAC識別子でエントリを限定すること
で、上述の入力限定方式と同様にフロー検索を実行する
ことができる。
Another embodiment of the flow detection system is an output line limitation system. In the output line limitation method, only the entry 511-i having the same output line number as the flow condition is processed in the same manner as the above-described input limitation method, thereby realizing high-speed flow detection. In addition, there is a SAMAC limited system in which SAMAC is used as a flow condition instead of the input line number in the header information. In the SAMAC limitation method, a flow search can be executed in the same manner as the above-described input limitation method by defining a SAMAC group, which is a SAMAC group, and limiting entries with a SAMAC identifier, which is an identifier of the SAMAC group.

【0056】[0056]

【発明の効果】本発明によると、以上のように、高通信
品質(QoS)、高信頼性、セキュリティーを保証して
高速にルーティングするネットワーク中継装置及び方法
を提供することをができる。また、本発明によると、高
い適用性・拡張性を備え、多様な回線、多彩な規模への
対応を可能とし、また、システム性能の向上が容易にお
こなうことができる。また、本発明によると、処理でき
るプロトコルの種類を増やし、既存の装置との接続が容
易にできる。
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a network relay apparatus and method for performing high-speed routing while ensuring high communication quality (QoS), high reliability, and security. Further, according to the present invention, it is possible to provide high applicability and expandability, to support various lines and various scales, and to easily improve the system performance. Further, according to the present invention, the types of protocols that can be processed are increased, and connection with existing devices can be facilitated.

【0057】さらに、本発明によると、記憶装置を分割
して一部に高速メモリを用いることにより、経路検索等
の検索を高速に実行することができる。本発明による
と、本来搭載できるネットワークコントローラの数を制
限したり、必要以上に高速のメモリ装置やデュアルポー
トのメモリ装置を使用したりすることなく、パケットを
格納するメモリのアクセス競合を抑えて、パケット処理
能力を向上させることができる。また、本発明による
と、検索エンジンのプロセッサがヘッダ情報をヘッダR
AMから読み出している間、パケットバッファはプロセ
ッサが使用しないので、転送エンジンによるパケット送
信又は転送のためのアクセスが可能になり、検索エンジ
ンと転送エンジンとのパケットバッファへのアクセス競
合が起こらないようにすることができる。
Further, according to the present invention, a search such as a route search can be executed at a high speed by dividing a storage device and using a high-speed memory for a part thereof. According to the present invention, without restricting the number of network controllers that can be originally mounted or using an unnecessarily high-speed memory device or a dual-port memory device, access competition of a memory storing a packet is suppressed, Packet processing capability can be improved. Further, according to the present invention, the processor of the search engine stores the header information in the header R
While reading from the AM, the packet buffer is not used by the processor, so that the transfer engine can access the packet for transmission or transfer, so that the search engine and the transfer engine do not compete for access to the packet buffer. can do.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係るネットワーク中継装置の構成図。FIG. 1 is a configuration diagram of a network relay device according to the present invention.

【図2】ルーティング処理部の内部構成を表したネット
ワーク中継装置の動作説明図。
FIG. 2 is an operation explanatory diagram of a network relay device showing an internal configuration of a routing processing unit.

【図3】ネットワーク中継装置の動作概要のシーケンス
図。
FIG. 3 is a sequence diagram of an operation outline of the network relay device.

【図4】パケットバッファ及びヘッダRAMの説明図。FIG. 4 is an explanatory diagram of a packet buffer and a header RAM.

【図5】経路検索に用いられる各テーブルの説明図。FIG. 5 is an explanatory diagram of each table used for a route search.

【図6】ルーティング処理部による高速化処理の説明
図。
FIG. 6 is an explanatory diagram of a speed-up process by a routing processing unit.

【図7】ハードウェアによる検索エンジンの構成図。FIG. 7 is a configuration diagram of a search engine using hardware.

【図8】パイプライン制御による高速処理の説明図。FIG. 8 is an explanatory diagram of high-speed processing by pipeline control.

【図9】フロー検索処理の説明図。FIG. 9 is an explanatory diagram of a flow search process.

【図10】フロー検索テーブルの説明図。FIG. 10 is an explanatory diagram of a flow search table.

【図11】第1の入力回線限定方式の説明図。FIG. 11 is an explanatory diagram of a first input line limiting system.

【図12】第2の入力回線限定方式の説明図。FIG. 12 is an explanatory diagram of a second input line limiting system.

【図13】従来のネットワーク中継装置の構成図。FIG. 13 is a configuration diagram of a conventional network relay device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ネットワーク中継装置 10 ルーティング処理部 20 スイッチ部 30 ネットワークインタフェース部 40 ポート 50 ネットワーク 60 ルーティング管理部 Reference Signs List 1 network relay device 10 routing processing unit 20 switch unit 30 network interface unit 40 port 50 network 60 routing management unit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 相本 毅 東京都国分寺市東恋ヶ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 矢崎 武己 東京都国分寺市東恋ヶ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 松山 信仁 神奈川県秦野市堀山下1番地 株式会社日 立インフォメーションテクノロジー内 (72)発明者 左古 義人 神奈川県秦野市堀山下1番地 株式会社日 立製作所汎用コンピュータ事業部内 (72)発明者 田部 智彦 神奈川県秦野市堀山下1番地 株式会社日 立製作所汎用コンピュータ事業部内 Fターム(参考) 5K030 HA08 HB11 HD03 JA05 KA03 KA05 KA15 KX11 LB05 5K033 CB08 DA05 DB18 9A001 BB03 BB06 CC02 CC06 CC08 JJ12 KK56 LL01 LL03 LL09 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Takeshi Aimoto 1-280 Higashi-Koigabo, Kokubunji-shi, Tokyo Inside the Central Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (72) Takemi Yazaki 1-280 Higashi-Koigabo, Kokubunji-shi, Tokyo Hitachi Central Research Laboratory (72) Inventor Nobuhito Matsuyama 1 Horiyamashita, Hadano-shi, Kanagawa Prefecture Inside Nichi Information Technology Co., Ltd. (72) Inventor Yoshito Sako 1 Horiyamashita, Hadano-shi, Kanagawa Prefecture Inside General-purpose Computer Business Division, Hitachi Ltd. (72) Inventor Tomohiko Tabe 1 Horiyamashita, Hadano-shi, Kanagawa F-term, General-purpose Computer Division, Hitachi, Ltd. F-term (reference) KK56 LL01 LL03 LL09

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】複数のネットワークを接続し、前記ネット
ワークから入力されたパケットを経路情報に基づいて次
の転送先に出力するネットワーク中継装置であって、 ネットワークに接続され、ネットワークとのインタフェ
ースを制御するネットワークインタフェース部と、 パケットバッファ及び高速読出し及び書込み可能なヘッ
ダメモリを有し、ひとつ又は複数の前記ネットワークイ
ンタフェース部と接続され、前記ネットワークインタフ
ェース部から入力されたパケットのルーティングを行う
ルーティング処理部と、 装置内部を管理するルーティング管理部と、 前記ルーティング管理部及び複数の前記ルーティング処
理部の各々を接続する接続部とを備え、 第1のネットワークインタフェース部は、ネットワーク
からの入力パケットを前記第1のネットワークインタフ
ェース部が接続される第1のルーティング処理部へ出力
し、 前記第1のルーティング処理部は、 入力パケットをパケットバッファに記憶すると共に、入
力パケットに関するヘッダ情報をヘッダメモリに記憶
し、 前記ヘッダメモリをアクセスすることにより、記憶され
たヘッダ情報に基づいて、パケットバッファに記憶され
た入力パケットの転送先を検索し、 前記パケットバッファに記憶された入力パケット及び前
記ヘッダメモリに記憶されたヘッダ情報により出力パケ
ットを作成し、 検索された転送先への経路が他のルーティング処理部を
経由する場合、出力パケットを前記接続部に出力し、 前記接続部は、前記第1のルーティング処理部からの出
力パケットを、検索された転送先の第2のルーティング
処理部に伝送するようにしたネットワーク中継装置。
1. A network relay device for connecting a plurality of networks and outputting a packet input from the network to a next transfer destination based on path information, the network relay device being connected to the network and controlling an interface with the network. A routing interface that has a packet buffer and a high-speed readable and writable header memory, is connected to one or more of the network interface units, and performs routing of packets input from the network interface unit. A routing management unit that manages the inside of the device; and a connection unit that connects each of the routing management unit and the plurality of routing processing units. The first network interface unit receives an input packet from a network. The first network interface unit is connected to a first routing processing unit, and the first routing processing unit stores the input packet in a packet buffer and stores header information on the input packet in a header memory. Then, by accessing the header memory, a transfer destination of the input packet stored in the packet buffer is searched based on the stored header information, and the input packet stored in the packet buffer and stored in the header memory. An output packet is created based on the header information obtained, and when the route to the searched transfer destination passes through another routing processing unit, the output packet is output to the connection unit. The output packet from the processing unit is transferred to the second routing process of the searched transfer destination. Network relay device for transmitting to the control unit.
【請求項2】前記第1のルーティング処理部は、検索さ
れた転送先への経路が自ルーティング処理部を経由する
場合、出力パケットを自ルーティング処理部に接続され
るネットワークインタフェース部の該経路に接続される
ポートへ出力することを特徴とする請求項1に記載のネ
ットワーク中継装置。
2. The method according to claim 1, wherein the first routing processing unit transfers the output packet to the route of the network interface unit connected to the own routing processing unit when the searched route to the transfer destination passes through the own routing processing unit. The network relay device according to claim 1, wherein the output is output to a connected port.
【請求項3】前記第2のルーティング処理部は、 前記接続部からの入力パケットをパケットバッファに記
憶すると共に、入力パケットに関するヘッダ情報をヘッ
ダメモリに記憶し、 前記ヘッダメモリをアクセスすることにより、記憶され
たヘッダ情報に基づいて、パケットバッファに記憶され
た入力パケットの転送先を検索し、 前記パケットバッファに記憶された入力パケット及び前
記ヘッダメモリに記憶されたヘッダ情報により出力パケ
ットを作成して、出力パケットを自ルーティング処理部
に接続されるネットワークインタフェース部の該経路に
接続されるポートへ出力することを特徴とする請求項1
又は2に記載のネットワーク中継装置。
3. The second routing processing unit stores an input packet from the connection unit in a packet buffer, stores header information on the input packet in a header memory, and accesses the header memory, Based on the stored header information, search for a transfer destination of the input packet stored in the packet buffer, and create an output packet based on the input packet stored in the packet buffer and the header information stored in the header memory And outputting the output packet to a port connected to the path of the network interface unit connected to the own routing processing unit.
Or the network relay device according to 2.
【請求項4】前記ルーティング処理部は、 パケットの受信及び送信処理を行うための、ハードウエ
アで独立に構成された転送エンジンと、 経路検索処理を行うための、ハードウエアで独立に構成
された検索エンジンとを備え、 前記転送エンジンは、前記ネットワークインタフェース
部又は前記接続部から受信した入力パケットを前記パケ
ットバッファに記憶すると共に、入力パケットに関する
ヘッダ情報を前記ヘッダメモリに記憶し、 前記検索エンジンは、前記ヘッダメモリから受信したヘ
ッダ情報により転送先情報を検索し、検索された転送先
情報を前記ヘッダメモリの内部ヘッダに書き込み、 前記転送エンジンは、前記パケットバッファに記憶され
た入力パケット及び前記ヘッダメモリに記憶されたヘッ
ダ情報により出力パケットを作成して、出力パケットを
前記接続部又は前記ネットワークインタフェース部に出
力することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記
載のネットワーク中継装置。
4. The routing processing unit according to claim 1, further comprising a transfer engine independently configured by hardware for performing packet reception and transmission processing, and independently configured by hardware for performing route search processing. A search engine, wherein the transfer engine stores an input packet received from the network interface unit or the connection unit in the packet buffer, and stores header information regarding the input packet in the header memory. Searching for transfer destination information according to the header information received from the header memory, writing the searched transfer destination information to an internal header of the header memory, the transfer engine stores the input packet and the header stored in the packet buffer. Output packet is determined by the header information stored in the memory. Form, the network relay device according to any one of claims 1 to 3 outputs packets and outputs to the connection or the network interface unit.
【請求項5】前記ルーティング処理部は、転送先として
複数の経路を検索し、検索された各々の経路に出力パケ
ットを同報転送することを特徴とする請求項1乃至4の
いずれかに記載のネットワーク中継装置。
5. The routing processing unit according to claim 1, wherein the routing processing unit searches a plurality of routes as transfer destinations, and broadcasts an output packet to each of the searched routes. Network relay device.
【請求項6】ネットワークと接続されたネットワークイ
ンタフェース部と、前記ネットワークインタフェース部
から入力されたパケットのルーティングを行うルーティ
ング処理部と、装置内部を管理するルーティング管理部
と、前記ルーティング管理部及び複数の前記ルーティン
グ処理部の各々を接続する接続部とを備えたネットワー
ク中継装置において、ネットワークから入力された入力
パケットを転送先に出力するネットワーク中継方法であ
って、 第1のネットワークインタフェース部は、ネットワーク
からの入力パケットを前記第1のネットワークインタフ
ェース部が接続される第1のルーティング処理部へ出力
し、 前記第1のルーティング処理部は、 入力パケットをパケットバッファに記憶すると共に、入
力パケットに関するヘッダ情報を前記パケットバッファ
と独立して高速読出し及び書込み可能なヘッダメモリに
記憶し、 前記ヘッダメモリをアクセスすることにより、記憶され
たヘッダ情報に基づいて、パケットバッファに記憶され
た入力パケットの転送先を検索し、 前記パケットバッファに記憶された入力パケット及び前
記ヘッダメモリに記憶されたヘッダ情報により出力パケ
ットを作成し、 検索された転送先への経路が他のルーティング処理部を
経由する場合、出力パケットを前記接続部に出力し、 前記接続部は、前記第1のルーティング処理部から入力
された出力パケットを、検索された転送先の第2のルー
ティング処理部に伝送するようにしたネットワーク中継
方法。
6. A network interface unit connected to a network, a routing processing unit for routing a packet input from the network interface unit, a routing management unit for managing the inside of the device, the routing management unit and a plurality of A network relay device comprising: a connection unit for connecting each of the routing processing units; and a network relay method for outputting an input packet input from the network to a transfer destination, wherein the first network interface unit comprises: To the first routing processing unit to which the first network interface unit is connected, the first routing processing unit stores the input packet in a packet buffer, and outputs a header related to the input packet. Information is stored in a header memory that can be read and written at high speed independently of the packet buffer. By accessing the header memory, a transfer destination of an input packet stored in the packet buffer is stored based on the stored header information. , And creates an output packet based on the input packet stored in the packet buffer and the header information stored in the header memory. If the route to the searched transfer destination passes through another routing processing unit, A network relay method for outputting a packet to the connection unit, wherein the connection unit transmits the output packet input from the first routing processing unit to the second routing processing unit of the searched transfer destination. .
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