專利名稱：分組傳送裝置及傳送方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及分組傳送裝置以及傳送方法，尤其涉及在傳送前后仍保持分組順序的分組傳送裝置以及傳送方法。
背景技術(shù)：
進(jìn)行分組傳送的路由器以向正確的目的地傳送分組為目的。但是，近年，路由器處理的分組中，不僅包含文字或靜態(tài)圖像等數(shù)據(jù)，而且包含很多需要實(shí)時(shí)性的聲音或動(dòng)態(tài)圖像等流數(shù)據(jù)。路由器有必要按照到達(dá)的順序?qū)α鲾?shù)據(jù)的分組進(jìn)行處理并加以傳送。這是因?yàn)楫?dāng)分組順序逆轉(zhuǎn)了時(shí)，在要求實(shí)時(shí)性的流中，不僅發(fā)生分組的丟失，而且會(huì)發(fā)生再現(xiàn)錯(cuò)誤。
在具備基于傳送部和控制部相分離的結(jié)構(gòu)式(architecture)的分組傳送裝置的流路由器(FlowRouter)中，將到達(dá)的分組，分別按照個(gè)別的分組處理時(shí)間和個(gè)別的處理路徑來進(jìn)行處理。因而，在該處理中，可能會(huì)發(fā)生分組順序的逆轉(zhuǎn)(即，分組的超過)。
圖6是基于傳送部和控制部相分離的結(jié)構(gòu)式的傳統(tǒng)分組傳送裝置的框圖。在圖6中，路由器內(nèi)部的分組傳送裝置110包括傳送部lll、控制部112以及閃速(cache)存儲(chǔ)器113。
為了確定最初到達(dá)的(最先)分組的傳送目的地，控制部112參照分組標(biāo)題的目的地IP地址，計(jì)算分組的傳送目的地的下一站(Nexthop)以及輸出接口，傳送分組。這時(shí)，控制部112參照存放在主存儲(chǔ)裝置(未圖示)中的轉(zhuǎn)送(forwarding)信息進(jìn)行檢索，因此需要較長(zhǎng)的4企索時(shí)間。另外，控制部112將計(jì)算出的下一站以及輸出接口 ，作為轉(zhuǎn)送信息登記在閃速存儲(chǔ)器113的轉(zhuǎn)送表中。閃速存儲(chǔ)器113是用于記錄的高速存儲(chǔ)器，將登記的轉(zhuǎn)送信息暫 時(shí)存儲(chǔ)(保持)。
傳送部111參照到達(dá)分組的分組標(biāo)題的目的地IP地址，同時(shí)參照
存儲(chǔ)在閃速存儲(chǔ)器113中的轉(zhuǎn)送表，當(dāng)存儲(chǔ)有所希望的轉(zhuǎn)送信息時(shí)， 短時(shí)間且高速地確定傳送目的地，并傳送分組。
并非計(jì)算所有分組的傳送目的地的轉(zhuǎn)送信息，而通過利用保存在
閃速存儲(chǔ)器113中的轉(zhuǎn)送信息，傳送部111在短時(shí)間內(nèi)能夠判斷分組 的傳送目的地，可高速傳送分組。
還有，在專利文獻(xiàn)l (日本特開2001 -094568號(hào)公報(bào))中，公開 了提高分組轉(zhuǎn)送性能的同時(shí)減輕裝置內(nèi)分組傳送負(fù)擔(dān)的網(wǎng)絡(luò)中繼裝 置。
以下分析是由本發(fā)明人完成的。如圖6所示，在傳送部lll和控 制部112相分離的分組傳送裝置110中，向目的地的下一站以及輸出 接口傳送分組時(shí)，會(huì)出現(xiàn)如下問題。
當(dāng)轉(zhuǎn)送信息尚未登記在閃速存儲(chǔ)器113中的最初的(最先)分組到 達(dá)了傳送部111時(shí)，傳送部111基于分組標(biāo)題的目的地IP地址信息，參 照保存在閃速存儲(chǔ)器113中的轉(zhuǎn)a。但是，由于是最初的分組，所以 閃速存儲(chǔ)器113中還沒有登記轉(zhuǎn)送信息(下一站以及輸出接口 )，因此 傳送部111向控制部112傳送分組?？刂撇?12利用分組標(biāo)題的目的地 IP地址，計(jì)算分組的傳送目的地的下一站以及輸出接口，并傳送分組。 控制部112將計(jì)算出的轉(zhuǎn)送信息登記在閃速存儲(chǔ)器113的轉(zhuǎn)&中。
在閃速存儲(chǔ)器113中登記了轉(zhuǎn)送信息之后，關(guān)于同一流中所包含 的分組，傳送部111可通過參照閃速存儲(chǔ)器113的轉(zhuǎn)送表來確定傳送 目的地，并進(jìn)行傳送處理。
這時(shí)，由控制部112花費(fèi)較長(zhǎng)的時(shí)間檢索(計(jì)算)傳送目的地并 被傳送的最先分組，與通過傳送部111來基于登記在閃速存儲(chǔ)器113 中的轉(zhuǎn)送信息在短時(shí)間內(nèi)傳送的后續(xù)分組之間，處理的路徑以及處理 的時(shí)間不同。因而，在這些分組之間存在傳送前后分組順序逆轉(zhuǎn)的問
5題。另外，在專利文獻(xiàn)l中公開的網(wǎng)絡(luò)中繼裝置中也出現(xiàn)同樣的問題。

發(fā)明內(nèi)容
傳送裝置、方法等。
本發(fā)明第一方面的分組傳送裝置，具備閃速存儲(chǔ)器、傳送部和控
制部，其特征在于
所述閃速存儲(chǔ)器構(gòu)成為存儲(chǔ)轉(zhuǎn)送信息，
所述傳送部構(gòu)成為參照所述轉(zhuǎn)送信息嘗試確定接收的分組的傳 送目的地，不管能否確定該分組的傳送目的地都將該分組發(fā)送到所述 控制部，當(dāng)不能確定該分組的傳送目的地時(shí)，托付所述控制部進(jìn)行該 分組的傳送目的地的確定，
所述控制部構(gòu)成為從所述傳送部接收分組，當(dāng)從所述傳送部被托 付該分組的傳送目的地的確定時(shí)，確定該分組的傳送目的地，并向該 傳送目的地發(fā)送該分組，同時(shí)將該傳送目的地作為轉(zhuǎn)送信息存^t到所 述閃速存儲(chǔ)器中，除此以外的場(chǎng)合，向由所述傳送部確定的傳送目的 地發(fā)送該分組。
本發(fā)明的第 一展開方式的分組傳送裝置最好是
所述傳送部構(gòu)成為將表示能否確定分組的傳送目的地的標(biāo)志 (flag)追加在該分組的內(nèi)部標(biāo)題中，
所述控制部構(gòu)成為參照所述標(biāo)志判定是否需要確定所述分組的 傳送目的地。
本發(fā)明的第二展開方式的路由器最好具備上述的分組傳送裝置。 本發(fā)明第二方面的分組傳送方法，其特征在于包含
傳送部接收分組的工序；以及
所述傳送部參照存儲(chǔ)在閃速存儲(chǔ)器中的轉(zhuǎn)送信息嘗試確定所述 分組的傳送目的地的工序，
還包含當(dāng)所述傳送部能夠確定所述分組的傳送目的地時(shí)，所述傳送部向控制部發(fā)送所述分組的工序；以及
所述控制部向由所述傳送部確定的傳送目的地發(fā)送所述分組的 工序，
還包含當(dāng)所述傳送部不能確定所述分組的傳送目的地時(shí)，所述 傳送部向所述控制部發(fā)送所述分組，同時(shí)托付所述控制部進(jìn)行所述分 組的傳送目的地的確定的工序；以及
所述控制部確定所述分組的傳送目的地，并向該傳送目的地發(fā)送 所述分組，同時(shí)將該傳送目的地作為轉(zhuǎn)送信息存儲(chǔ)在所述閃速存儲(chǔ)器 的工序。
本發(fā)明的第三展開方式的分組傳送方法最好包含
向所述分組的內(nèi)部標(biāo)題追加表示所述傳送部能否確定所述分組
的傳送目的地的標(biāo)志的工序；以及
所述控制部參照所述標(biāo)志判定是否需要確定該分組的傳送目的
地的工序。
(發(fā)明效果)
才艮據(jù)本發(fā)明的分組傳送裝置，可保持分組傳送前后的分組順序。 這是由于不管能否基于存儲(chǔ)在閃速存儲(chǔ)器中的轉(zhuǎn)送信息確定分組的 傳送目的地，傳送部都向控制部發(fā)送分組，因此同一流中所包含的所 有分組，由傳送部和控制部來逐一處理。
而且，根據(jù)本發(fā)明的傳送裝置可高速進(jìn)行分組的傳送。這是由于 控制部通過傳送部，參照分組中被插入的標(biāo)志，能夠判定自己是否需 要確定分組的傳送目的地。


圖1是本發(fā)明實(shí)施方式的分組傳送裝置的框圖。
圖2表示閃速存儲(chǔ)器中存放的轉(zhuǎn)送表。
圖3是本發(fā)明第一及第二實(shí)施例的分組傳送裝置的框圖。
圖4表示本發(fā)明第二實(shí)施例中分組的數(shù)據(jù)格式。圖5是表示本發(fā)明第二實(shí)施例的分組傳送裝置的動(dòng)作的流程圖。 圖6是傳統(tǒng)分組傳送裝置的框圖。
(符號(hào)說明)
10、20、 110分組傳送裝置
11、21、 111傳送部
12、22、 112控制部
13、23、 113閃速存儲(chǔ)器
30輸入接口
40輸出接口
50主存儲(chǔ)裝置
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖，就本發(fā)明實(shí)施方式的分組傳送裝置進(jìn)行說明。 圖1是表示本實(shí)施方式的分組傳送裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。參照?qǐng)D1,分
組傳送裝置IO具備傳送部11、控制部12和閃速存儲(chǔ)器13。
閃速存儲(chǔ)器13存儲(chǔ)轉(zhuǎn)送信息。傳送部11參照轉(zhuǎn)送信息嘗試確定 接收的分組的傳送目的地，不管能否確定分組的傳送目的地都向控制 部12發(fā)送分組，當(dāng)不能確定分組的傳送目的地時(shí)，托付控制部12確 定分組的傳送目的地。
控制部12從傳送部11接收分組，從傳送部11被托付了分組的傳 送目的地的確定時(shí)，確定分組的傳送目的地，并向該傳送目的地發(fā)送 分組，同時(shí)將該傳送目的地作為轉(zhuǎn)送信息登記到閃速存儲(chǔ)器13中， 除此以外的場(chǎng)合，向由傳送部11確定的傳送目的地發(fā)送分組。
另外，傳送部11最好在分組的內(nèi)部標(biāo)題中追加表示能否確定分組 的傳送目的地的標(biāo)志，控制部12最好參照標(biāo)志判定是否需要確定分 組的傳送目的地。
而且，路由器中，最好具備上述分組傳送裝置。 (實(shí)施例1 )參照附圖，就本發(fā)明第一實(shí)施例的分組傳送裝置進(jìn)行說明。圖2
表示一例在路由器內(nèi)部所具備的分組傳送裝置中存放的層(Layer) 3 轉(zhuǎn)送表。在傳送分組時(shí)，路由器內(nèi)部所具備的分組傳送裝置，基于目 的地的IP地址，計(jì)算下一站IP地址(下一站)，確定對(duì)下一站的輸 出接口。另外，分組傳送裝置檢索轉(zhuǎn)送表，向檢索結(jié)果的下一站以及
輸出接口發(fā)送分組。
圖3是本實(shí)施方式的分組傳送裝置的框圖。分組傳送裝置20具備 傳送部21、控制部22和閃速存儲(chǔ)器23。分組傳送裝置20基于暫時(shí) 保存在閃速存儲(chǔ)器23中的轉(zhuǎn)送信息，對(duì)從輸入接口 30輸入的分組進(jìn) 行處理，向目的地的輸出接口 40輸出。
對(duì)于所有分組，傳送部21參照閃速存儲(chǔ)器23中保存的轉(zhuǎn)送表， 判定是否包含相當(dāng)于目的地地址的轉(zhuǎn)送信息(下一站以及輸出接口 )。
當(dāng)閃速存儲(chǔ)器23中沒有包含轉(zhuǎn)送信息時(shí)，從傳送部21托付控制 部22計(jì)算傳送目的地的下一站以及輸出接口 ?？刂撇?2基于分組標(biāo) 題中所包含的IP地址，檢索存放在主存儲(chǔ)裝置50上的轉(zhuǎn)送表?？刂?部22基于檢索的轉(zhuǎn)送信息發(fā)送分組。
另一方面，當(dāng)閃速存儲(chǔ)器23中存在轉(zhuǎn)送信息時(shí)，傳送部21基于 該轉(zhuǎn)送信息，可在短時(shí)間內(nèi)確定傳送目的地的下一站以及輸出接口 。 這時(shí)，分組也從傳送部21傳送到控制部22,但控制部22并不計(jì)算分 組的傳送目的地，而發(fā)送分組。
如上所述，在本實(shí)施方式的分組傳送裝置20中，基于傳送部21 和控制部22的流水線處理進(jìn)4亍分組傳送。即，同一流的分組，依次 被確定傳送目的地后被送信，因此分組順序不會(huì)逆轉(zhuǎn)。 (實(shí)施例2 )
以下參照附圖，就本發(fā)明第二實(shí)施例的分組傳送裝置進(jìn)行說明。 圖3表示路由器內(nèi)部的分組傳送裝置20。傳送部21在短時(shí)間內(nèi)確定 傳送目的地，高速進(jìn)行分組傳送?？刂撇?2對(duì)存放在主存儲(chǔ)裝置50 中的轉(zhuǎn)送信息進(jìn)行最長(zhǎng)一致4企索(Longest Prefix Match, LPM ),確
9定傳送目的地后傳送分組。閃速存儲(chǔ)器23是高速存儲(chǔ)器，存放由控 制部22檢索的轉(zhuǎn)送信息。傳送部21參照登記在閃速存儲(chǔ)器23中的 轉(zhuǎn)送信息。
圖4表示由傳送部21作成的內(nèi)部標(biāo)題的詳細(xì)。傳送部21追加內(nèi) 部標(biāo)題"1",并向控制部22傳送。控制部22在內(nèi)部標(biāo)題為"1"時(shí)， 判斷為從傳送部21被托付了計(jì)算目的地的下一站以及輸出接口。另 一方面，當(dāng)傳送部21追加了內(nèi)部標(biāo)題"0"時(shí)，控制部22判斷為不 需要計(jì)算目的地的下一站以及輸出接口。在這時(shí)，分組只是通過控制
部22。
當(dāng)輸入了最初的分組時(shí)，本實(shí)施例的分組傳送裝置20中的傳送部 21確定對(duì)下一站的輸出接口 ，因此參照分組標(biāo)題的目的地IP地址和 閃速存儲(chǔ)器23中存放的轉(zhuǎn)送表。但是，因?yàn)槭亲畛醯姆纸M，在閃速 存儲(chǔ)器23中尚未保存轉(zhuǎn)送信息。由于分組傳送的目的地尚未確定， 傳送部21在分組的內(nèi)部標(biāo)題上追加'T，，托付控制部22計(jì)算目的地的 下一站以及輸出接口。
控制部22參照內(nèi)部標(biāo)題中的識(shí)別符'T，，判斷自己被托付了處理。 這時(shí)，控制部22基于分組標(biāo)題所包含的目的地IP地址，計(jì)算分組的 傳送目的地，通過確定目的地的下一站以及輸出接口，來傳送分組。 而且，控制部22向閃速存儲(chǔ)器23登記計(jì)算出的下一站以及輸出接口 ， 以作為轉(zhuǎn)送信息。
在登記轉(zhuǎn)送信息之后，傳送同一流中所包含的后續(xù)分組時(shí)，傳送 部21檢索登記在閃速存儲(chǔ)器23中的轉(zhuǎn)送信息，基于檢索命中(hit) 的下一站以及輸出接口傳送分組。另外，在登記轉(zhuǎn)送信息之后，傳送 部21向內(nèi)部標(biāo)題追加識(shí)別符"0"，并向控制部22傳送。控制部22參 照內(nèi)部標(biāo)題的識(shí)別符"0",判斷為無需計(jì)算傳送目的地，并使分組通過。
如此，在本實(shí)施例中，按流內(nèi)所包含的每個(gè)分組，由傳送部21 和控制部22來進(jìn)行流水線處理，因此可維持分組順序。另外，控制 部22僅對(duì)最初到達(dá)的最先分組進(jìn)行處理，對(duì)于其后到達(dá)的后續(xù)分組，由傳送部21來進(jìn)行高速處理，因此可維持分組順序的同時(shí)實(shí)現(xiàn)高速 的分組傳送。
接著，參照附圖，就本實(shí)施例的分組傳送裝置的動(dòng)作進(jìn)行說明。 圖5是本實(shí)施例的分組傳送裝置的動(dòng)作流程圖。
參照?qǐng)D3和圖5,分組傳送裝置20的傳送部21從輸入接口 30接 收分組數(shù)據(jù)(步驟Sll )。傳送部21抽出分組的層3標(biāo)題(或?qū)?標(biāo) 題)的信息(步驟S12 )。傳送部21參照層3標(biāo)題所包含的目的地IP 地址(或?qū)?標(biāo)題所包含的目的地MAC地址)的信息和暫時(shí)保存在 閃速存儲(chǔ)器23中的轉(zhuǎn)送表，確定傳送目的地的下一站以及輸出接口。
當(dāng)閃速存儲(chǔ)器23的轉(zhuǎn)送表中尚未登記分組的傳送目的地的信息 時(shí)，判定閃速存儲(chǔ)器23沒有命中(步驟S13的"否(NO)")。這 時(shí)，傳送部21向分組的內(nèi)部標(biāo)題上追力。"1"(步驟S14)，托付控 制部22計(jì)算下一站以及輸出接口 ?？刂撇?2利用層3的目的地IP 地址信息，計(jì)算下一站以及輸出接口 (即，進(jìn)行L3標(biāo)題的分析)(步 驟S17),向輸出接口傳送分組(步驟S18)。另外，控制部22將計(jì) 算出的轉(zhuǎn)送信息向閃速存儲(chǔ)器23登記。
在登記之后，對(duì)于同一流中所包含的后續(xù)分組群，當(dāng)傳送部21 參照了閃速存儲(chǔ)器23的轉(zhuǎn)送信息時(shí)，命中閃速存儲(chǔ)器23中登記的轉(zhuǎn) 送信息(步驟S13的"是(Yes)")。因而，傳送部21基于命中的 轉(zhuǎn)送信息，能夠進(jìn)行對(duì)于后續(xù)分組群的下一站以及輸出接口的確定。 當(dāng)能夠利用閃速存儲(chǔ)器23中登記的轉(zhuǎn)送信息時(shí)，傳送部21在分組的 內(nèi)部標(biāo)題上追加"0"(步驟S15 ),向控制部22傳送。控制部22參照 內(nèi)部標(biāo)題中的"0"的識(shí)別符，不進(jìn)行分組的傳送目的地的計(jì)算(即，不 進(jìn)行L3標(biāo)題的分析)(步驟S16),而利用傳送部21的轉(zhuǎn)送信息， 基于該下一站以及輸出接口的信息發(fā)送分組(步驟S18)。
以上根據(jù)實(shí)施例進(jìn)行了說明，但本發(fā)明并不限于上述實(shí)施例。
本發(fā)明的分組傳送裝置可用于進(jìn)行需要維持分組順序的流數(shù)據(jù)等 分組的傳送處理的路由器中。
權(quán)利要求
1. 一種具備閃速存儲(chǔ)器、傳送部和控制部的分組傳送裝置，其特征在于所述閃速存儲(chǔ)器構(gòu)成為存儲(chǔ)轉(zhuǎn)送信息，所述傳送部構(gòu)成為參照所述轉(zhuǎn)送信息嘗試確定接收的分組的傳送目的地，不管能否確定該分組的傳送目的地都將該分組發(fā)送到所述控制部，當(dāng)不能確定該分組的傳送目的地時(shí)，托付所述控制部進(jìn)行該分組的傳送目的地的確定，所述控制部構(gòu)成為從所述傳送部接收分組，當(dāng)從所述傳送部被托付該分組的傳送目的地的確定時(shí)，確定該分組的傳送目的地，并向該傳送目的地發(fā)送該分組，同時(shí)將該傳送目的地作為轉(zhuǎn)送信息存儲(chǔ)到所述閃速存儲(chǔ)器中，除此以外的場(chǎng)合，向由所述傳送部確定的傳送目的地發(fā)送該分組。
2. 如權(quán)利要求1所述的分組傳送裝置，其特征在于 所述傳送部構(gòu)成為將表示能否確定分組的傳送目的地的標(biāo)志追加在該分組的內(nèi)部標(biāo)題中，所述控制部構(gòu)成為參照所述標(biāo)志判定是否需要確定所述分組的 傳送目的地。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的分組傳送裝置，其特征在于 在分組傳送前后保持分組順序。
4. 一種路由器，其特征在于具備權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所 述的分組傳送裝置。
5. —種分組傳送方法，其特征在于包含 傳送部接收分組的工序；以及所述傳送部參照存儲(chǔ)在閃速存儲(chǔ)器中的轉(zhuǎn)送信息嘗試確定所述 分組的傳送目的地的工序，還包含當(dāng)所述傳送部能夠確定所述分組的傳送目的地時(shí)，所述傳送部向控制部發(fā)送所述分組的工序；以及所述控制部向由所述傳送部確定的傳送目的地發(fā)送所述分組的 工序，還包含當(dāng)所述傳送部不能確定所述分組的傳送目的地時(shí)，所述 傳送部向所述控制部發(fā)送所述分組，同時(shí)托付所述控制部進(jìn)行所述分 組的傳送目的地的確定的工序；以及所述控制部確定所述分組的傳送目的地，并向該傳送目的地發(fā)送 所述分組，同時(shí)將該傳送目的地作為轉(zhuǎn)送信息存儲(chǔ)在所述閃速存儲(chǔ)器 的工序。
6. 如權(quán)利要求5所述的分組傳送方法，其特征在于還包含向所述分組的內(nèi)部標(biāo)題追加表示所述傳送部能否確定所述分組 的傳送目的地的標(biāo)志的工序；以及所述控制部參照所述標(biāo)志判定是否需要確定該分組的傳送目的 地的工序。
7. 如權(quán)利要求5或6所述的分組傳送裝置，其特征在于 在分組傳送前后保持分組順序。
全文摘要
本發(fā)明提供保持分組傳送前后的分組順序的分組傳送裝置。其中，閃速存儲(chǔ)器(13)存儲(chǔ)轉(zhuǎn)送信息。傳送部(11)參照轉(zhuǎn)送信息，嘗試確定接收的分組的傳送目的地，不管能否確定分組的傳送目的地都將分組發(fā)送到控制部(12)，當(dāng)不能確定分組的傳送目的地時(shí)，托付控制部(12)進(jìn)行分組的傳送目的地的確定。控制部(12)從傳送部(11)接收分組，當(dāng)從傳送部(11)被托付分組的傳送目的地的確定時(shí)，確定分組的傳送目的地，并向該傳送目的地發(fā)送分組，同時(shí)將該傳送目的地作為轉(zhuǎn)送信息存儲(chǔ)到閃速存儲(chǔ)器(13)，除此以外的場(chǎng)合，向由傳送部(11)確定的傳送目的地發(fā)送分組。
文檔編號(hào)H04L12/56GK101488915SQ20091000245
公開日2009年7月22日 申請(qǐng)日期2009年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月17日
發(fā)明者M·菲拉馮格 申請(qǐng)人:日本電氣株式會(huì)社