JP2003504967A - データ・パケットの処理 - Google Patents

データ・パケットの処理

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JP2003504967A JP2001510206A JP2001510206A JP2003504967A JP 2003504967 A JP2003504967 A JP 2003504967A JP 2001510206 A JP2001510206 A JP 2001510206A JP 2001510206 A JP2001510206 A JP 2001510206A JP 2003504967 A JP2003504967 A JP 2003504967A
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Abstract

(57)【要約】 受信データ・ストリームが、パケット・ストリームへ形成され、各パケットは、データのペイロード・セクションと、オーバーヘッド・セクションとを有する。パケット形成において、テンプレート・オーバーヘッド・セクションがパケット・ストリームによって使用されるために作成され、このテンプレートはパケットを形成するデータに適用される。これにより、パケットを個々にルーティング・スタックを通す必要がなくなり、プロセッサ上のデータ・パケットを組み立てる処理要求を低減させ、データによって経験される送信遅延を低減させることができる。このテンプレート・オーバーヘッド・セクションは、パケットをルーティング・スタックを通って送信することによって形成することができる。別の態様は、第一のプロセッサがシグナリング・パケットを処理し、第二のプロセッサがリアルタイム・データ・パケットを処理するパケット処理装置である。この第一のプロセッサは、リアルタイム・データ・パケットを形成するのに用いられ得る第二のプロセッサへテンプレート情報を転送する前に上記テンプレート・オーバーヘッド・セクションを作成するのに用いられ得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 （発明の属する技術分野） 本発明は、インターネット・プロトコル（ＩＰ）パケットの処理に用いること
が可能なデータ・パケット処理方法及び装置に関する。
【０００２】 （発明の背景） パケット単位及びセル単位の転送プロトコルは、音声、データ、及び映像など
の広範囲なトラフィック種類を運ぶ能力のために受け入れられてきている。イン
ターネット・プロトコル（ＩＰ）は、相互接続されたネットワークを超える通信
、及び、様々なハードウェア・アーキテクチャを有するコンピュータとオペレー
ティング・システムとの間の通信を提供するネットワーキング・プロトコルとし
て、産業界で幅広く受け入れられてきている。国際電気通信連合（ＩＴＵ）のＨ
．３２３、及び、インターネット・エンジニアリング・タスクフォースのセッシ
ョン・イニシエイション・プロトコル（ＳＩＰ）のプロトコル一式は、いずれも
ＩＰ及びインターネット電話用の規格として開発されている。図１は、音声デー
タがＩＰネットワークを通じた転送のために処理される典型的な方法を示す。最
初に、音声データが受信され（２）、多くの場合圧縮され（４）、データ・パケ
ットのペイロードを構成する。このデータ・パケットは、ＩＰスタックを通って
ルーティングされる（６）。ＩＰスタックは、パケットにルーティング情報及び
他のオーバーヘッド情報を付加する。最後に、組み立てられたデータ・パケット
がデータ・ネットワークを通じて送信される（８）。図２に示すように、これに
より、パケット・ストリーム７４〜７７が得られる。各パケットは、オーバーヘ
ッド若しくはヘッダ・セクション７０と、ペイロード・セクション７２とを有す
る。各データ・パケットは、これと同じように処理される。すなわち、パケット
７４〜７７のそれぞれのオーバーヘッド・セクション７２は、パケットをＩＰス
タックを通してルーティングさせることによって生成される。データ・パケット
をＩＰスタックを通るようにルーティングさせる工程は、多くの場合、ソフトウ
ェアによって実行され、システム・プロセッサ上に高い要求を発生させる。プロ
セッサ上の要求は、このデータが、音声信号を遅延させるのを回避するためにリ
アルタイム処理が要求されるリアルタイム音声データであるという事実によって
、更に悪化させられる。
【０００３】 （発明の開示） 本発明は、より効率的なデータ・パケット処理方法を提供することを探究する
。
【０００４】 本発明の第一の態様は、データ・ネットワーク上にパケット形式で送信される
ことが意図された受信データ・ストリームを処理する方法であって、該データを
、各パケットがペイロード・セクションとオーバーヘッド・セクションとを有す
るパケット・ストリームへ構成する工程を有し、該パケットを構成する工程は、
前記パケット・ストリームによって用いられるテンプレート・オーバーヘッド・
セクションを作成し、該テンプレートを前記データに適用して前記パケットを構
成する方法を提供する。
【０００５】 パケット・ストリームによって用いられるテンプレート・オーバーヘッド、ヘ
ッダ、又はセクションを生成することは重要な利点を有する。このオーバーヘッ
ド・データは、ストリームのすべてのパケットに対して生成される必要はなく、
一度だけ生成されればよい。これは、データ・パケットを構築するプロセッサ上
の処理要求を大幅に削減する。これにより、より安価なマイクロプロセッサを用
いることができる。或いは、同じマイクロプロセッサが従前よりも多くのトラフ
ィック処理チャネルをサポートすることができる。更に、データによって経験さ
れる送信遅延を削減することができ、データによって運ばれるトラフィックの品
質を向上させることができる。
【０００６】 テンプレート作成工程は、そのパケットに対するルーティング情報を含むテン
プレートを作成することが好ましい。テンプレート・オーバーヘッド・セクショ
ンは、パケットをルーティング・スタックを通るように送信することによって構
成することができる。テンプレートが適用される後続データはルーティング・ス
タックを通るように転送されないため、処理リソースを大幅に節約することがで
きる。
【０００７】 本方法は、後でテンプレート・パケットとして識別され得るパケットを生成す
る工程を更に有し、テンプレート・オーバーヘッド・セクションは、テンプレー
ト・パケットをルーティング・スタックを通るように送信し、後で該パケットを
テンプレート・パケットとして識別し、ルーティング・スタックによってテンプ
レート・パケットに適用されたルーティング情報を用いて構成されることが好ま
しい。
【０００８】 テンプレート構造は、メモリ内に作成することが可能であり、ルーティング・
スタックを通るように転送されるパケットは、このテンプレート構造へのポイン
タを含み得る。このポインタは、ルーティング・スタックを通るように転送され
るパケットのペイロードに保持されることが可能であり、テンプレート構造は、
そのパケットがテンプレートであることを示す識別子を含み得る。
【０００９】 ルーティング情報は、テンプレート・パケットからテンプレート構造へコピー
されるのが好ましい。このパケットの後でテンプレート・パケットとして識別さ
れること及びテンプレート構造への情報のコピーは、データリンク層で実行され
得る。この方法は、全体的に、ルーティング・スタックの内部動作から独立して
いる。なぜなら、ルーティング・スタックは、データのペイロードに対して、通
常通りの方法で、通常通りのルーティング情報及び他のオーバーヘッド情報を生
成するように動作するからである。パケットがテンプレート・パケットであるこ
とを明らかにし、テンプレート構造をオーバーヘッド情報で満たすのは、データ
リンク層によるパケットの後続の調査である。
【００１０】 必要であれば、新しいテンプレート・オーバーヘッド・セクションが、データ
・ストリームの持続時間中に周期的に作成されることも可能である。
【００１１】 このテンプレーティング方法は、選択されたパケット種類に対してのみ適切で
ある。よって、パケット種類を決定する工程を更に有し、テンプレートを生成し
、該テンプレートを選択されたパケット種類に適用する工程のみを実行すること
が好ましい。このテンプレーティング方法は、リアルタイム転送プロトコル（Ｒ
ＴＰ）及びユーザ・データグラム・プロトコル（ＵＤＰ）のパケット種類に対し
て特に適切である。
【００１２】 更に、第一のプロセッサを用いてテンプレート・パケットを作成し、このテン
プレートを第二のプロセッサを用いてデータに適用することによっても利点が得
られる。第二のプロセッサは、第一のプロセッサよりも低い機能性を有するプロ
セッサであって、第一のプロセッサのコプロセッサ、縮小命令セット（ＲＩＳＣ
）プロセッサ、又はＦＰＧＡ（ｆｉｅｌｄ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｇａｔ
ｅ ａｒｒａｙ）であると有益的である。
【００１３】 本発明の別の態様は、データ・ネットワーク上にパケット形式で送信されるこ
とが意図された受信データ・ストリームを処理する装置であって、該受信データ
を、各パケットがデータのペイロード・セクション及びオーバーヘッド・セクシ
ョンを有するパケット・ストリームへ構成するプロセッサを有し、該プロセッサ
は、前記パケット・ストリームによって用いられるテンプレート・オーバーヘッ
ド・セクションを作成し、該テンプレートを前記データに適用して前記パケット
を構成するように構成されている装置を提供する。
【００１４】 この装置は、全体がハードウェアで実現されてもよく、ソフトウェアとハード
ウェアの組み合わせにより実現されてもよい。
【００１５】 本方法は、プロセッサを制御するソフトウェア・コードとして実現されてもよ
い。従って、本発明の更に別の態様は、上記方法を実行するソフトウェア・コー
ドを提供する。このコードは、ディスケット、光ディスク、若しくはメモリ装置
などの機械可読媒体上に記録されてもよい。
【００１６】 本発明の更に別の態様は、シグナリング・パケットとリアルタイム・データを
運ぶリアルタイム・パケットとの２種類のデータ・パケットを処理する方法であ
って、シグナリング・パケットを第一のプロセッサによって処理し、リアルタイ
ム・パケットを第二のプロセッサによって処理する方法を提供する。
【００１７】 第二のプロセッサは、第一のプロセッサよりも低い機能性を有するプロセッサ
であると有益的である。これにより、第一のプロセッサ上の処理要求が大幅に低
減され、完全な機能性を備えたプロセッサ群を用いる場合よりもより安価な装置
とすることができる。第二のプロセッサは、第一のプロセッサのコプロセッサ、
縮小命令セット（ＲＩＳＣ）プロセッサ、又はＦＰＧＡ（ｆｉｅｌｄ ｐｒｏｇ
ｒａｍｍａｂｌｅ ｇａｔｅ ａｒｒａｙ）であると有益的である。
【００１８】 データ・パケットを送信する際、第一のプロセッサを用いて、リアルタイム・
データ・パケット・ストリームによって用いられるテンプレート・オーバーヘッ
ド・セクションを生成し、第二のプロセッサを用いて、テンプレートをリアルタ
イム・データ・パケットに適用することによって更なる利点が得られる。
【００１９】 好ましい特徴は、適切に組み合わせられてもよく、本発明の任意の態様と組み
合わせられてもよいことは当業者には明らかであろう。
【００２０】 （発明の詳細な説明） 本発明をより良い理解のために、及び、本発明が如何にして実行され得るかを
例示的に示すために、ここで、添付図面を参照して実施形態を説明する。
【００２１】 図３は、データ・ネットワークを通じて電話を掛けることができる典型的なシ
ステムを示す。端末１０、１１は、構内交換機ＰＢＸ Ａの個別のディジタル回
線カード（ＤＬＣ）１２へ接続されている。音声、ＦＡＸ、及び他の情報は、シ
グナリング情報と共に、時分割多重（ＴＤＭ）内部バス１５を通じて、データ・
ネットワーク３０とのインターフェースとなるＩＰゲートウェイ・カード２０へ
切り替えられる。ゲートウェイ・カード２０は、ＰＢＸによって用いられるフォ
ーマットとデータ・ネットワーク３０を通じた転送に必要なフォーマットとの間
の変換を実行する。このゲートウェイ機能は、更に、ダイヤルされた番号とイン
ターネット・プロトコル・アドレスとの間の変換を扱う。トラフィックは、通常
、ＴＣＰ／ＩＰ若しくはＵＤＰ／ＩＰフォーマットに従って、データ・ネットワ
ーク上を運ばれる。すなわち、シグナリングは、通常、ＴＣＰパケットによって
運ばれ、音声データは、リアルタイム転送プロトコル（ＲＴＰ）のユーザ・デー
タグラム・プロトコル（ＵＤＰ）パケット・ストリームによって運ばれる。音声
若しくは他の音声帯域情報は、データ・ネットワーク３０を超えてパケットをル
ーティングさせるための情報を運ぶヘッダをそれぞれが有するデータ・パケット
内へパッケージ化される。このデータ・ネットワークは、データ・ネットワーク
３０を超えるトラフィックのルーティングを実行するルータ２５、２６を含む。
以上の装置は本分野では既知である。データ・ネットワーク３０は、構内ＩＰデ
ータ・ネットワーク若しくはイントラネットでもよく、公のインターネットでも
よい。ユーザがデータ・ネットワーク３０に直接接続されたコンピュータ端末１
６から電話を掛ける場合、（音声データをパケットへ組み立てる）ＩＰゲートウ
ェイ・カードの機能は、端末１６自身のソフトウェアによって実行される。
【００２２】 図４は、ＵＤＰデータを運ぶＩＰパケット若しくはデータグラムのフォーマッ
トを示す。これは、ＵＤＰデータのペイロード６０と、（８バイトの）ＵＤＰヘ
ッダ６１と、（２０バイトの）ＩＰヘッダ６２と、物理層若しくはデータリンク
層ヘッダ６３と、を有する。ペイロード６０の長さは変化する。図５は、８バイ
トのＵＤＰヘッダ６１のフォーマットを示し、図６は、２０バイトのＩＰヘッダ
６２のフォーマットを示す。ＵＤＰヘッダの１６ビットのＵＤＰチェックサム６
４が、ＵＤＰデータ６０、ＵＤＰヘッダ６１、及びＩＰヘッダ６２の一部に提示
されたデータに従って計算される。
【００２３】 図７は、データ・パケットをデータ・ネットワークを通じた送信のために処理
する方法を示す。これは、ＵＤＰ／ＩＰパケットを参照して説明される。ＵＤＰ
／ＩＰは、ＶｏＩＰ（Ｖｏｉｃｅ ｏｖｅｒ ＩＰ；ＩＰネットワーク上に音声
を通すための技術の総称）用途で用いられる種類のＲＴＰ音声データ・パケット
を運ぶのに用いられる。しかし、この技術が、ストリーム内の各パケットに関連
付けられたオーバーヘッド情報が同じであれば、あらゆる種類のストリーム化さ
れたデータ・パケットに対してより幅広く適用させることが可能なのは明らかで
ある。ＴＣＰパケットは、この方法によって処理することができない。なぜなら
、それらは個々にＩＰ層における承認を必要とするからである。
【００２４】 最初に、データ・ネットワークを超えて発信元から宛先へデータ・ストリーム
を送信するために、発信元においてＵＤＰソケット１００が確立される。このソ
ケットは、通常、ＴＣＰ／ＩＰ呼セットアップ・シグナリングの結果として確立
される。ソケットは、ほとんどの今日のオペレーティング・システムにおいて、
幅広く用いられているネットワーク・インターフェース用プログラミング・イン
ターフェースである。
【００２５】 特殊なテンプレート・パケットが、通常のＵＤＰ／ＩＰルーティング・スタッ
ク１０５を通ってルーティングされる。このテンプレート・パケットのペイロー
ドは、メモリに記録された固有のテンプレート構造のポインタ、すなわちメモリ
・アドレスを有する。このポインタにより、パケットはデータリンク層によって
テンプレート・パケットとして識別される。
【００２６】 テンプレート構造の好ましい構成は、 １．固有の識別子 − それがテンプレート・パケットであるか否かを素早く判
断するためにデータリンク層によって用いられる。 ２．手旗信号（ｓｅｍａｐｈｏｒｅ） − テンプレート構造の送信者にこのテ
ンプレートが使える状態であることを示すためにデータリンク層によって用いら
れるフラグ。 ３．ドライバ送信機能 − ＵＤＰ／ＩＰスタックを通るようにルーティングさ
れない後続のパケットの直接送信を可能にするためにパケットが送信される際に
通らなければならないインターフェースに固有の機能。パケット・テンプレート
と共にデータリンク層によって満たされる。 ４．ドライバ送信パラメータ − ドライバ送信機能と共に用いられ、パラメー
タ・ストリームが通るインターフェースの識別を可能にするパラメータ。複数の
ネットワーク・インターフェースを有するシステムにおいて必要とされる。パケ
ット・テンプレートと共にデータリンク層によって満たされる。 ５．テンプレート・データ − 作成されたテンプレートの実際のデータ。 ６．テンプレート長 − テンプレート・データ・エリアの長さ。
【００２７】 デバイス・ドライバ（データリンク層１１０）は、テンプレート・パケットを
検知し、このルーティングされたテンプレート・パケットを送信者へ送り返す。
次いで、データリンク層は、このルーティングされたパケットからのヘッダ情報
をメモリ内の特殊なテンプレート構造内へコピーする。後続データ１３０は、パ
ケットをデータリンク層へ直接送信するためにデータリンク層によってちょうど
満たされたテンプレート構造における情報を用いるテンプレート・ソケット１２
０を通じて、送信される。
【００２８】 ＩＰプロトコルは、ＩＰヘッダのみをカバーするＩＰヘッダ・チェックサム（
６５４、図６４）を含む。このチェックサムの値は、特に、ペイロード長に依存
する。データ・パケットが同じ長さであれば、ＩＰヘッダ・チェックサムは、す
べてのパケットに対して同じであり、テンプレート情報の一部として含まれ得る
。これは、ＵＤＰストリーム・パケットがなるであろう長さまで詰めものが埋め
込まれたテンプレート・パケットを送信することによって為される。パケットが
異なる長さであれば、ＩＰヘッダ・チェックサムは、データリンク層へ送信され
る前に、各パケットに対して再計算されなければならない。
【００２９】 パケットは、データ・ネットワークを通じた送信のためにデバイス・ドライバ
（データリンク層）へ直接送信され、ＵＤＰ／ＩＰスタック１０５をバイパスす
る。前述のＩＰチェックサムと同様に、パケット毎に長さが異なれば、ＵＤＰチ
ェックサムのみが再計算されなければならない。従って、テンプレートが適用さ
れる後続データ１３０は、すべてのパケットに対してＵＤＰ／ＩＰルーティング
を実行することをプロセッサに要求することがなく、より迅速に処理され得る。
ここで図２に戻る。パケット７４のオーバーヘッド・セクション７０４は、ＩＰ
スタックを通るようにテンプレート・パケットをルーティングさせることによっ
て生成することができ、パケット７５〜７７のオーバーヘッド・セクション７０
は、パケット７５〜７７のそれぞれをＩＰスタックを通るようにルーティングさ
せることなく、テンプレートを適用することによって生成することができる。
【００３０】 すべての後続パケットはこのように処理され、ＵＤＰ／ＩＰスタック１０５を
バイパスする。ＶｏＩＰシナリオにおける新しい呼の開始時などに、各ＵＤＰス
トリームのそれぞれに対して新しいテンプレートが生成される。テンプレートの
ルーティング情報が変更される必要があることはめったにない。なぜなら、パケ
ット・ストリームのルーティングは固定的となる傾向にあるからである。しかし
、ルートがより頻繁に変更するネットワークにおいては、ルート変更に対応する
ために、Ｎパケット毎に新しいテンプレート・パケットが生成されるように上記
技術を適応させることも可能である。Ｎの値は、特定のネットワークに対して可
能な限り大きくなるように選ばれる。ほとんどのアプリケーションにおいて、ル
ーティングが変更されることは稀であり、テンプレート情報は、データ・ネット
ワークを超えるルート上の第一のルータ２５が変更された場合のみ、変更する必
要がある。
【００３１】 以下は、ＵＤＰ／ＩＰ環境においてテンプレートを作成する処理の擬似コード
の説明である。ソケット側及びデータリンク側の２つの部分が存在する。
【００３２】 ソケット側： １．データを宛先に送信するために、ソケットを通常通り作成する。 ２．前述のテンプレート構造の対してメモリ空間を割り当て、固有識別子を初期
化する。 ３．テンプレートがリンク層によって作成された場合に示される手旗信号を作成
し、テンプレート構造内へデータを埋め込む。 ４．テンプレート構造へのポインタであるデータを有するソケット用の書き込み
機能を呼び出す。あなたが作成中のテンプレートのためのデータ・ストリームが
固定長であれば、例えばすべてのパケットがＸバイト長である場合にソケットに
ポインタ値及び（ポイント・サイズＸである）パッド・バイトを書き込むように
、ソケットに正しい長さを書き込ませるために十分なパッド・データをソケット
に書き込む。パッド・バイトの値は重要ではない。これは、パケット長がＵＤＰ
最大パケットサイズ未満である場合のみ機能する。 ５．手旗信号を待機。 ６．リンク層が手旗信号を与えると、テンプレート構造の残りのフィールドがリ
ンク層によって満たされ、このテンプレートは使用可能な状態となる。 ７．すべての更なるデータ・パケットは、ドライバ送信機能を用いることによっ
て、テンプレート構造からリンク層（１１０）へ直接送信される。
【００３３】 リンク層側： １．最初の（ポインタ・サイズ）バイトがテンプレート構造ポインタであると仮
定することによって、返されたポインタ値を参照するのを止めることによって、
それがテンプレート・パケットであるか否かを判断するために、パケットをチェ
ックする。参照を止める前に、それが妥当なメモリ範囲にあることを確認するた
めにポインタのレンジをチェックする。それが妥当なテンプレート・パケットで
あるかを判断するために固有識別子をチェックする。 ２．テンプレート・パケットでない場合、通常通りに送信する。 ３．テンプレート・パケットである場合、テンプレート構造をパケット・ヘッダ
・コンテンツ及び長さで満たす。ドライバ送信機能及びパラメータをこのデバイ
ス・ドライバ（リンク層）に関する詳細で満たす。 ４．テンプレート構造が使用可能な状態になったことをソケット層へ伝えるため
の手旗信号を与える。 ５．データ・パケットに関連付けられたメモリを開放する。これで、すべての関
連データがテンプレート構造内に記録された状態となる。
【００３４】 図８乃至１０は、より効率的にパケットを処理する方法及び装置を示す。
【００３５】 ＩＰゲートウェイによって運ばれるトラフィックは、２つの種類：音声トラフ
ィックなどのリアルタイムを運ぶリアルタイム転送プロトコル（ＲＴＰ）パケッ
ト、及び例えばシグナリングを運ぶ非ＲＴＰパケット、に分けることができる。
【００３６】 ＩＰ電話ゲートウェイについて、９９％を超えるパケットは、音声トラフィッ
クを運ぶＲＴＰパケットである。これは、パケットをリアルタイムに組み立てる
ために、プロセッサに面倒な要求を掛ける。非圧縮Ｇ．７１１音声トラフィック
をパケット毎に１０ミリ秒の音声ペイロードで３２チャネル設けることによって
、毎秒３２００パケットの送信パケット及び受信パケットをそれぞれ作成するこ
とができる。Ｗｉｎｄ Ｒｉｖｅｒ ＳｙｔｅｍｓからのＶｘＷｏｒｋｓＴＭな
どのリアルタイム・オペレーティング・システムのルーティング・ソフトウェア
を用いると、Ｉｎｔｅｌ ４８６ＤＸ１００などの非常に処理能力の高いプロセ
ッサを用いたとしても、パケットを送信するためのリアルタイム量の半分は、パ
ケットをＵＤＰ／ＩＰ／イーサネット（登録商標）・スタックを通るように転送 することに占められる。チャネル容量をより大きくスケールアップするには、処 理能力が高く、高価なプロセッサが必要となる。
【００３７】 しかし、パケットのほとんどはＲＴＰパケットであるため、前述のテンプレー
ト・パケット技術を用いることによって大幅な節約が可能となる。前述のように
テンプレート・パケットを用いることによって処理要求を簡素化することに加え
て、上記テンプレート・メカニズムを用いることによって、ＵＤＰストリーム・
パケット処理の負荷を減らし、主ＣＰＵをテンプレートをデータ・ストリームに
適用する役割に最適化された低価格のコプロセッサへ変えることができるという
別の利点も得ることができる。このアーキテクチャは、２つのプロセッサを有す
る。
【００３８】 第一のプロセッサ（パケット・プロセッサ３２０）は、ＲＴＰパケットの処理
を扱うことに最適化されている。このプロセッサは、ＦＰＧＡ（ｆｉｅｌｓ ｐ
ｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｇａｔｅ ａｒｒａｙ）でもよく、Ｍｏｔｏｒｏｌａ ＴＭ からのＰｏｗｅｒ ＱＵＩＣＣなどのエンペデッド・システム・コントロー
ラへコプロセッサとしてしばしば提供されるマイクロＲＩＳＣプロセッサでもよ
く、その他の装置でもよい。
【００３９】 第二のプロセッサは、他のすべてのパケット、すなわち非ＲＴＰパケット及び
テンプレート・パケットの処理と、他のアプリケーション・コードの起動とを扱
う。この第二のプロセッサは、ＩｎｔｅｌＴＭ４８６若しくはＰｅｎｔｉｕｍＴ Ｍ プロセッサなどのＣＰＵでもよい。
【００４０】 縮小命令セット（ＲＩＳＣ）プロセッサ若しくはＦＰＧＡ装置は、完全なＣＰ
Ｕと比べて縮小された機能しか持たないが、完全なＣＰＵと比べて大幅にコスト
が安い。
【００４１】 ここで、上記技術を図８及び９を参照して詳述する。図８は、送信のためのパ
ケット処理に含まれる工程を示す。最初に、ユーザからの呼リクエストへの応答
として、呼がセットアップされる（工程２００）。これは、通常、ＴＣＰ／ＩＰ
シグナリングを用いて達成される。この呼が音声トラフィックなどのリアルタイ
ム・データを運ぶものである場合、この発信元と固定された宛先との間にＵＤＰ
／ＩＰパケット・ストリームが生成される。すなわち、該ストリーム内のすべて
のパケットは同じ宛先へ向かい、従って同じオーバーヘッド情報を運ぶ。ＣＰＵ
は、テンプレート・パケットをＵＤＰ／ＩＰスタックを通るようにルーティング
させ、後続パケットによって用いられるテンプレートを生成する（工程２１０）
。このテンプレートは、パケット・プロセッサへ送信される（工程２２０）。こ
のパケット・プロセッサは、テンプレートを受信し、リアルタイム・データを受
信するのに備え、該データを処理するためにＤＳＰチャネルをセットアップする
（工程２４０）。リアルタイム・データは、ＤＳＰへ送信される（工程２４５）
。次いで、ＤＳＰは、該データを処理し（工程２５０）、その後、処理されたデ
ータをパケット・プロセッサへ送信する（工程２６０）。パケット・プロセッサ
は、このテンプレートを処理済データの各バッチへ適用してＵＤＰ／ＩＰを形成
し（工程２７０）、次いで、このパケットをイーサネット・コントローラを通じ
てデータ・ネットワークへ送信する（工程２８０）。ＵＤＰ／ＩＰパケットは、
ＣＰＵによる処理無しに、該ネットワークへ直接送信される。ＣＰＵは、一旦テ
ンプレートが作成されれば、ＲＴＰパケットの送信にはかかわらないのが好まし
い。但し、ＳＲＡＭバッファのメンテナンス若しくは統計の収集はＣＰＵによっ
て為されてもよい。ＣＰＵによって為されなければならない作業量は、自立的に
機能するパケット・プロセッサの能力に依存する。ＣＰＵは、パケット・プロセ
ッサの最終的な制御を有する。なぜなら、シグナリングとＵＤＰストリームを処
理する制御部とを取り扱うからである。
【００４２】 ここで、図１０を参照して、受信パケットの処理方法を説明する。前と同様に
、通常はＴＣＰ／ＩＰシグナリングを用いて、発信元エンティティとこの受信エ
ンティティとの間に呼がセットアップされる（工程４００）。ＣＰＵは、ＵＤＰ
ポート番号と対応するＤＳＰチャネル情報とをパケット・プロセッサへ送信する
（工程４１０）。到来ＩＰパケットは、イーサネット・コントローラによって、
データ・ネットワークから受信される（工程４２０）。このイーサネット・コン
トローラは、パケットをパケット・プロセッサのスタティックＲＡＭ３２５へ直
接ＤＭＡ（ｄｉｒｅｃｔ ｍｅｍｏｒｙ ａｃｃｅｓｓ）転送する。パケット・
プロセッサは、受信パケットのパケット種類（工程４３０）及びポート番号（工
程４３５）を検査する。ＲＴＰパケットからのデータは、例えば解凍などの処理
のためにＤＳＰ装置へ送信される（工程４４０）。ＣＰＵによって供給されるポ
ート番号は、パケット・プロセッサが使用するＤＳＰチャネルを決定し得る。パ
ケット・プロセッサがパケット種類がＵＤＰでないと判断した場合、又は、ポー
ト番号が非ＲＴＰポートであった場合、そのパケットは通常処理のためにＣＰＵ
へ送信される。パケット・プロセッサの容量に応じて、ＲＴＰパケットについて
、パケット・プロセッサは、ＣＰＵへ信号を送り、該到来パケットによって使わ
れているＳＲＡＭバッファを開放させる。或いは、自身を再使用するためにそれ
らを開放してもよい。
【００４３】 パケット・プロセッサ３２０は、アプリケーションの要求に応じて、複雑なも
のとしてもよく、簡易なものとしてもよい。例えば、ＦＰＧＡは主ＣＰＵから一
部補助を受けるだけで十分な場合もあれば、パケット・プロセッサはそれ自体が
完璧なＣＰＵである場合もある。この差は、システムによって処理されることが
要求される毎秒あたりのパケット数と、主ＣＰＵが実行しなければならない余剰
作業量とに帰因する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 ＩＰネットワーク上を転送させるために音声データを処理する既知の方法を示
す図である。
【図２】 図１に係る方法から得られるパケット・ストリームを示す図である。
【図３】 データ・ネットワーク上で音声トラフィックを運ぶための例示的システムを示
す図である。
【図４】 ＩＰパケットのフォーマットを示す図である。
【図５】 ＵＤＰヘッダのフォーマットを示す図である。
【図６】 ＩＰヘッダのフォーマットを示す図である。
【図７】 テンプレート・パケットを作成する処理を示す図である。
【図８】 データ・ネットワーク上を送信させるためのデータ・パケット処理が可能な方
法を示す図である。
【図９】 パケット処理装置を示す図である。
【図１０】 受信データ・パケットを処理することができる方法を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ， ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ， ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＢＺ，Ｃ Ａ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ， ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，Ｋ Ｅ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ， ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，Ｒ Ｕ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ， ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ 【要約の続き】 クションを作成するのに用いられ得る。

Claims (26)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 データ・ネットワーク上にパケット形式で送信されることが
    意図された受信データ・ストリームを処理する方法であって、 該データを、各パケットがペイロード・セクションとオーバーヘッド・セクシ
    ョンとを有するパケット・ストリームへ構成する工程を有し、 該パケットを構成する工程は、前記パケット・ストリームによって用いられる
    テンプレート・オーバーヘッド・セクションを作成し、該テンプレートを前記デ
    ータに適用して前記パケットを構成することを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の方法であって、 前記テンプレート作成工程は、そのパケットに対するルーティング情報を含む
    テンプレートを作成することを特徴とする方法。
  3. 【請求項３】 請求項２記載の方法であって、 前記テンプレート・オーバーヘッド・セクションは、パケットをルーティング
    ・スタックを通るように送信することによって構成され、前記テンプレートが適
    用される後続データは前記ルーティング・スタックを通るように転送されないこ
    とを特徴とする方法。
  4. 【請求項４】 請求項３記載の方法であって、 後でテンプレート・パケットとして識別され得るパケットを生成する工程を更
    に有し、 前記テンプレート・オーバーヘッド・セクションは、 前記テンプレート・パケットを前記ルーティング・スタックを通るように送信
    し、 後で該パケットをテンプレート・パケットとして識別し、 前記ルーティング・スタックによって前記テンプレート・パケットに適用され
    たルーティング情報を用いて構成されることを特徴とする方法。
  5. 【請求項５】 請求項４記載の方法であって、 メモリにテンプレート構造を作成する工程を更に有し、 前記パケットを前記ルーティング・スタックを通るように送信する工程は、メ
    モリ内の前記テンプレートに対するポインタを有するパケットを送信することを
    特徴とする方法。
  6. 【請求項６】 請求項５記載の方法であって、 前記テンプレートは、そのパケットがテンプレートであることを示す識別子を
    有することを特徴とする方法。
  7. 【請求項７】 請求項５記載の方法であって、 前記ルーティング情報を用いる工程は、該ルーティング情報を前記テンプレー
    ト・パケットから前記テンプレート構造へコピーすることを特徴とする方法。
  8. 【請求項８】 請求項４記載の方法であって、 前記パケットを後でテンプレート・パケットとして識別する工程は、データリ
    ンク層で実行されることを特徴とする方法。
  9. 【請求項９】 請求項１記載の方法であって、 新しいテンプレート・オーバーヘッド・セクションは、前記データ・ストリー
    ムの持続時間中に周期的に作成されることを特徴とする方法。
  10. 【請求項１０】 請求項１記載の方法であって、 パケット種類を決定する工程を更に有し、 前記テンプレートを生成し、該テンプレートを選択されたパケット種類に適用
    する工程のみを実行することを特徴とする方法。
  11. 【請求項１１】 請求項１０記載の方法であって、 前記テンプレートを生成し、適用する工程は、リアルタイム転送プロトコル（
    ＲＴＰ）パケット種類、及びユーザ・データグラム・プロトコル（ＵＤＰ）パケ
    ット種類の中の少なくとも１つに対して実行されることを特徴とする方法。
  12. 【請求項１２】 請求項１記載の方法であって、 前記パケットは、インターネット・プロトコル（ＩＰ）パケットであることを
    特徴とする方法。
  13. 【請求項１３】 請求項１記載の方法であって、 前記データをパケットへ構成する工程は、パケットを等しい長さのペイロード
    を有するパケットを形成し、 一パケットに対するチェックサムが一度計算され、前記パケット・ストリーム
    を適用するための前記テンプレートの一部を構成することを特徴とする方法。
  14. 【請求項１４】 請求項１記載の方法であって、 前記テンプレート・パケットを作成する工程は、第一のプロセッサによって実
    行され、 前記テンプレートを前記データに適用する工程は、第二のプロセッサによって
    実行されることを特徴とする方法。
  15. 【請求項１５】 請求項１４記載の方法であって、 前記第二のプロセッサは、前記第一のプロセッサよりも低い機能性を有するこ
    とを特徴とする方法。
  16. 【請求項１６】 請求項１５記載の方法であって、 前記第二のプロセッサは、前記第一のプロセッサのコプロセッサ、縮小命令セ
    ット（ＲＩＳＣ）プロセッサ、及びＦＰＧＡ（ｆｉｅｌｄ ｐｒｏｇｒａｍｍａ
    ｂｌｅ ｇａｔｅ ａｒｒａｙ）のうちの１つであることを特徴とする方法。
  17. 【請求項１７】 データ・ネットワーク上にパケット形式で送信されること
    が意図された受信データ・ストリームを処理する装置であって、 該受信データを、各パケットがデータのペイロード・セクション及びオーバー
    ヘッド・セクションを有するパケット・ストリームへ構成するプロセッサを有し
    、 該プロセッサは、前記パケット・ストリームによって用いられるテンプレート
    ・オーバーヘッド・セクションを作成し、該テンプレートを前記データに適用し
    て前記パケットを構成するように構成されていることを特徴とする装置。
  18. 【請求項１８】 データ・ストリームを受信し、該データを、各パケットが
    データのペイロード・セクション及びオーバーヘッド・セクションを有するパケ
    ット・ストリームへ構成することによって、データ・ストリーム処理装置にデー
    タ・ネットワーク上にパケット形式で送信されることが意図された受信データ・
    ストリームを処理させる機械可読媒体上に記録されたソフトウェア・コードであ
    って、 前記パケット・ストリームによって用いられるテンプレート・オーバーヘッド
    ・セクションを作成する工程と、 該テンプレートを前記データに適用する工程とを実行させることを特徴とする
    ソフトウェア・コード。
  19. 【請求項１９】 シグナリング・パケットとリアルタイム・データを運ぶリ
    アルタイム・パケットとの２種類のデータ・パケットを処理する方法であって、 前記シグナリング・パケットを第一のプロセッサによって処理し、 前記リアルタイム・パケットを第二のプロセッサによって処理することを特徴
    とする方法。
  20. 【請求項２０】 請求項１９記載の方法であって、 前記第二のプロセッサは、前記第一のプロセッサよりも低い機能性を有するこ
    とを特徴とする方法。
  21. 【請求項２１】 請求項２０記載の方法であって、 前記第二のプロセッサは、前記第一のプロセッサのコプロセッサ、縮小命令セ
    ット（ＲＩＳＣ）プロセッサ、及びＦＰＧＡ（ｆｉｅｌｄ ｐｒｏｇｒａｍｍａ
    ｂｌｅ ｇａｔｅ ａｒｒａｙ）のうちの１つであることを特徴とする方法。
  22. 【請求項２２】 請求項１９記載の方法であって、 パケットを送信するために、 前記第一のプロセッサを用いて、リアルタイム・データ・パケット・ストリー
    ムによって用いられるテンプレート・オーバーヘッド・セクションを生成し、 前記第二のプロセッサを用いて、前記テンプレートを前記リアルタイム・デー
    タ・パケットに適用することを特徴とする方法。
  23. 【請求項２３】 シグナリング・パケットとリアルタイム・データを運ぶリ
    アルタイム・パケットとの２種類のデータ・パケットを処理する装置であって、 前記シグナリング・パケットを処理する第一のプロセッサと、 前記リアルタイム・パケットを処理する第二のプロセッサとを有することを特
    徴とする装置。
  24. 【請求項２４】 請求項２３記載の装置であって、 前記第二のプロセッサは、前記第一のプロセッサよりも低い機能性を有するこ
    とを特徴とする方法。
  25. 【請求項２５】 請求項２４記載の装置であって、 前記第二のプロセッサは、前記第一のプロセッサのコプロセッサ、縮小命令セ
    ット（ＲＩＳＣ）プロセッサ、及びＦＰＧＡ（ｆｉｅｌｄ ｐｒｏｇｒａｍｍａ
    ｂｌｅ ｇａｔｅ ａｒｒａｙ）のうちの１つであることを特徴とする方法。
  26. 【請求項２６】 リアルタイム・データ・パケット・ストリームを送信する
    のに用いられる請求項２３記載の装置であって、 前記第一のプロセッサは、リアルタイム・データ・パケット・ストリームによ
    って用いられるテンプレート・オーバーヘッド・セクションを生成し、このテン
    プレートを前記第二のプロセッサへ転送するように構成され、 前記第二のプロセッサは、前記テンプレートを前記リアルタイム・データ・パ
    ケットに適用するように構成されることを特徴とする装置。
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