JP3928833B2 - Packet relay method and packet relay apparatus - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、中継パケットの情報を中継方路選択に使用するパケット中継方法及びパケット中継装置に係わり、特にマルチキャスト通信に好適なパケット中継方法及びパケット中継装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
マルチキャスト通信とは、１つの計算機（ノード）がグループ宛に送信したパケットをそのグループに属する複数の計算機（ノード）のすべてに中継伝達するものである。図６にマルチキャスト通信の概念図を示す。図６では、ソースＳの計算機（１５０）が送信したパケットが同一グループＧのすべての計算機（１５１〜１５７）に中継伝達されることを示している。グループとは、マルチキャストの通信単位であり、パケット中継装置は１つのグループに対し、複数の中継インタフェースを保持している。基本的に、マルチキャスト通信では、同一のパケットを同一の計算機およびパケット中継装置に中継させない。ゆえに、パケット中継装置の入インタフェースは必ず１インタフェースである。ただし、ルーティングプロトコルのルート解決段階においてはその限りではない。図６のマルチキャスト通信では、グループ宛パケットを受信したパケット中継装置（ルータ）Ｒは、マルチキャストルーティングの冗長経路であるＲ１とＲ４間（１５８）、Ｒ４とＲ３間（１５９）、Ｒ２とＲ３間（１６０）、Ｒ６とＲ９間（１６１）、Ｒ８とＲ９間（１６２）にはパケット（ＩＰデータグラム）を中継しない。また、例えばＲ７（１６６）を考えると、データの流れを発信元側（１６３）を上流とし、宛先側を下流（１６４，１６５）とした場合、１つのパケット中継装置の上流に位置する計算機（１５１）に対しては、より上流のパケット中継装置（１６７）が中継するため、上流側（１６３）に中継する必要はない。
【０００３】
従来のマルチキャスト通信を実現するパケット中継装置について、図１７に従い説明する。パケット中継装置は、１つ以上の物理もしくは論理インタフェース（ここでは２２１〜２２６）を持ち、大きくフォワーディング部（２３５）と経路計算部（２３６）に分かれる。一般に経路計算部（２３６）は複数のフォワーディング部（２３５）を管理する。
【０００４】
フォワーディング部（２３５）は、特定のパケットを中継するための中継確定情報（２３４）を持ち、１つのインタフェース（２２１）から受信したパケット（２２７）のアドレス情報と、中継確定情報（２３４）のアドレス部を比較し、一致する中継確定情報のエントリの出インタフェース部に従い中継動作を行う。中継確定情報（２３４）には、過去に受信したパケットについて、経路計算部（２３６）により経路計算した結果が登録される。
【０００５】
経路計算部（２３６）は、発信元情報が正しいインタフェースから受信しているかを確認するための発信元情報（２４０）と、宛先により中継先を示す宛先情報（２４１）からなる中継基礎情報（２２０）を持つ。この中継基礎情報（２２０）の発信元情報（２４０）の入インタフェース部には、その発信元に最適のインタフェースを登録する。中継基礎情報（２２０）の宛先情報（２４１）の宛先部にはグループアドレスを登録し、出インタフェース部にはそのグループに中継するための最適の複数のインタフェースを登録する。この中継基礎情報（２２０）は、ユーザが設定する場合や、ルーティングプロトコルなどで装置間で解決する場合がある。
【０００６】
このような構成のパケット中継装置において、従来技術の場合、フォワーディング部（２３５）は、中継確定情報（２３４）に未登録の宛先のパケット（２３２）を受信した場合、当該パケット（２３２）を中継待ちキュー（２３７）に登録し、経路計算部（２３６）に、該受信パケット（２３２）のアドレス情報と受信インタフェース情報からなる不一致宛先情報（２３３）を報告する。経路計算部（２３６）は、フォワーディング部（２３５）から中継確定情報（２３４）に一致するアドレス部が存在しないことを示す不一致宛先情報（２３３）を受け取ると、該不一致宛先情報（２３３）内のアドレス情報に含まれる発信元情報および宛先情報と経路計算部内の中継基礎情報（２２０）の発信元情報（２４０）および宛先情報（２４１）を１エントリずつ比較し、受信方路の正当性の確認と中継先を算出し、宛先情報（２４１）の出インタフェース部から入インタフェースを削除して、フォワーディング部（２３５）に新たな中継確定情報エントリ追加要求（２３８）を発行する。フォワーディング部（２３５）は、経路計算部（２３６）からの中継確定情報エントリ追加要求（２３８）の内容を新たに中継確定情報（２３４）として格納し（２４２）、中継待ちキュー（２３７）に登録しているパケットから、この経路計算部（２３６）が新たに配布した中継確定情報（２３４）のアドレス部（２３９）と一致する宛先のパケット（２２７）を中継確定情報（２３４）に従い（２４３）、インタフェース（２２２，２２３，２２４，２２６）に中継する（２２８〜２３１）。そして、次に到着する同宛先を持つ中継パケットは新規に追加された中継確定情報に従い中継する。
【０００７】
もし、フォワーディング部（２３５）から報告された不一致宛先情報（２３３）に対して、経路計算部（２３６）での経路計算において、新たな中継確定情報が生成できなかった場合は、経路計算部（２３６）は中継確定情報作成不可報告をフォワーディング部（２３５）に報告する。フォワーディング部（２３５）は中継確定情報作成不可報告を受けると、中継待ちキュー（２３７）から該中継確定情報作成不可報告で指定されたパケットを削除する。
【０００８】
なお、図には示されていないが、経路計算部（２３６）は中継確定情報（２３４）を管理しており、ネットワークなどの状態変化に応じてフォワーディング部（２３５）へ中継確定情報（２３４）の変更も指示する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来のパケット中継装置においては、フォワーディング部の中継確定情報に未登録の宛先のパケットを受信した場合、フォワーディング部では当該受信パケットを中継待ちキューに登録して、経路計算部に不一致宛先情報を報告し、経路計算部からの新たな中継確定情報あるいは生成不可通知を待って、受信パケットの中継あるいは削除を行うため、パケット中継の伝送遅延が発生し、さらに、中継待ちキューが有限であることから輻輳時などで溢れが生じ、中継すべきパケットが破棄されるという問題があった。また、経路計算部では、フォワーディング部から不一致宛先情報を受け取ると、逐一経路計算を実行するため、新たな中継確定情報が生成できなかった場合は、はじめから中継不可能なパケットの経路計算を経路計算部で行うといった冗長処理の問題があった。
【００１０】
本発明は、上記従来のパケット中継装置の問題に鑑み、中継確定情報に未登録の宛先のパケットを受信した場合の、フォワーディング部での経路計算部からの中継確定情報配布待ちによる中継パケットの伝送遅延の発生や中継待ちキュー溢れによるパケット廃棄の発生、さらには、経路計算部での冗長な経路計算処理の発生等を防止・軽減することを目的とすることにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では、経路計算とパケット中継の処理の順番を換えて、経路計算前に中継基礎情報を基に中継方路を決定し、パケットを中継した後で経路計算を行い、中継確定情報を生成することにより、次以降の同宛先パケットを該中継確定情報に従い中継するようにする。
【００１２】
具体的には経路計算部は、ユーザの固定設定した中継基礎情報、あるいは隣接するパケット中継装置または計算機同士の通信により収集した経路情報により生成した中継基礎情報をあらかじめフォワーディング部に配布し、フォワーディング部は、宛先が中継確定情報に存在しないパケットを受信した場合、この経路計算部からあらかじめ配布されている中継基礎情報を利用して中継方路を計算し、当該パケットを中継待ちキューに格納することなく中継または廃棄する。それと同時にフォワーディング部は、この宛先が中継確定情報に存在しない受信パケット情報を含む不一致宛先情報を経路計算部に報告し、経路計算部は、保持している中継基礎情報とフォワーディング部から受けた不一致宛先情報の受信パケット情報により新たな中継確定情報を正式に作成し、フォワーディング部に配布する。次到着の同一宛先パケットは、フォワーディング部で、この経路計算部から配布された中継確定情報に従い中継する。
【００１３】
これにより、中継確定情報に未登録の宛先パケットを受信した場合、経路計算によるパケット中継の遅延や中継待ちキュー溢れによるパケット破棄がなくなり、また、中継不可能なパケットは、フォワーディング部で廃棄するため、経路計算部に報告する必要がなくなることにより冗長処理も削減できる。
【００１４】
また、本発明の別の構成では、フォワーディング部が決定した中継方路をフォワーディング部で一時的に中継確定情報として登録しておき、経路計算部へ報告した不一致宛先情報に対応する中継確定情報が経路計算部から配布される以前に、フォワーディング部が次到着の同一宛先パケットを受信した場合、フォワーディング部で一時的に登録した中継確定情報に従い中継する。これにより、フォワーディング部は、経路計算部へ冗長な不一致宛先情報を報告することを削除でき、また、経路計算部は、冗長な不一致宛先情報の報告による冗長な経路計算を削除できる。
【００１５】
なお、フォワーディング部は少なくとも最初の不一致宛先情報を経路計算部に報告し、経路計算部にて中継確定情報を正式に作成してフォワーディング部に配布するため、経路計算部で管理する中継確定情報とフォワーディング部の中継確定情報の一致性が保証される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明によるパケット中継装置の第一の実施形態の機能ブロック図である。本パケット中継装置は、図１７と同様に、６つのインタフェース（１１〜１６）を持ち、大きく、パケットの中継経路を計算する経路計算部（１）とパケットを中継するフォワーディング部（２）に分かれる。経路計算部（１）とフォワーディング部（２）は、経路計算と中継処理の同時動作を可能にするため、それぞれ異なるプロセッサにより実現するのが好ましいが、単一プロセッサの別タスクモジュールに分けることでもよい。
【００１７】
経路計算部（１）は、中継経路を計算する基となる中継基礎情報（３）の更新と、中継基礎情報（３）を使い経路計算した結果である特定パケットの中継方路を格納した中継確定情報の生成と管理、フォワーディング部（２）への中継確定情報（２６）と中継基礎情報（６）の登録および更新を行う。本実施例では、中継基礎情報（３）は、このネットワーク内の受信パケットの受信方路の正当性をチェックするための発信元情報（４）と受信パケットの中継先を示す宛先情報（５）からなる。プロトコル情報（２９）については後述する。一般に経路計算部（１）は複数のフォワーディング部（２）を管理し、より信頼性を高める場合には、現用と予備の二重化構成がとられる。
【００１８】
フォワーディング部（２）は、受信したパケットを中継確定情報（２６）に従い中継するが、中継確定情報（２６）に受信パケットの発信元情報と宛先情報が一致するエントリが存在しなければ、経路計算部（１）からあらかじめ配布されている中継基礎情報（６）を用いて中継先を計算し、該パケットを中継する。その後、中継確定情報（２６）に存在しないパケットを中継したことを経路計算部（１）に不一致宛先情報（２７）として報告する。経路計算部（１）が不一致宛先情報（２７）と中継基礎情報（３）から計算し作成した中継確定情報エントリ追加要求（２８）をフォワーディング部（２）に発行すると、フォワーディング部（２）は、該中継確定情報エントリ追加要求（２８）から中継確定情報（２６）に新たなエントリを追加する。
【００１９】
次以降の同宛先パケットを受信した場合、フォワーディング部（２）では、この新たに追加された中継確定情報に従い当該パケットを中継する。図２はこれを示している。また、フォワーディング部（２）は、もし中継基礎情報（６）を用いても中継方路を決定できない場合、当該パケットを破棄する。図３はこれを示している。
【００２０】
中継確定情報（２６）および中継基礎情報（３，６）の検索情報は、発信元情報と宛先情報を持っており、経路計算部（１）とフォワーディング部（２）では受信パケットの発信元情報と宛先情報を比較して経路計算を行う。
【００２１】
中継確定情報（２６）と中継基礎情報（３，６）は、１つの発信元情報の入インタフェースエントリに対し、１つ以上の出インタフェースを登録でき、フォワーディング部（２）は、１つの入インタフェースから受信した１つのパケットを別の複数の出インタフェースにコピーし送信することによりマルチキャスト中継を実現する。
【００２２】
以下では、本パケット中継装置が、ＩＰ（Ｉnternet Ｐrotocol）マルチキャスト通信のネットワークでＩＰルータとして使用されるとする。
【００２３】
図５は、ＩＰマルチキャスト対応のネットワークシステムを示し、Ｒ１からＲ６（１２０〜１２５）がＩＰマルチキャスト対応のルータである。ルータとはＩＰプロトコルの通信単位パケットであるＩＰデータグラムを中継する装置である。図５のシステムにおいて、Ｓ１からＳ９（１２６〜１３４）は、ＩＰマルチキャストプロトコル対応の計算機であり、ＩＰデータグラムの発信者および受信者である。Ｇ１からＧ３（１３５〜１３７）はＩＰマルチキャスト通信の通信範囲を示し、Ｇ１（１３５）にはＳ１（１２６），Ｓ３（１２８），Ｓ９（１３４）が属し、Ｇ２（１３６）にはＳ３（１２８），Ｓ４（１２９），Ｓ８（１３３），Ｓ９（１３４）が属し、Ｇ３（１３７）にはＳ２（１２７），Ｓ５（１３０），Ｓ６（１３１），Ｓ７（１３２），Ｓ８（１３３）が属する。このシステムでは、Ｇ１（１３５）宛に送信したＩＰデータグラムは、Ｓ１（１２６），Ｓ３（１２８），Ｓ９（１３４）に中継され、Ｇ２（１３６）宛に送信したＩＰデータグラムは、Ｓ３（１２８），Ｓ４（１２９），Ｓ８（１３３），Ｓ９（１３４）に中継され、Ｇ３（１３７）宛に送信したＩＰデータグラムは、Ｓ２（１２７），Ｓ５（１３０），Ｓ６（１３１），Ｓ７（１３２），Ｓ８（１３３）に中継される。ルータＲ１（１２０）は６つのインタフェース（１１〜１６）を有し、インタフェースａ（１１）はルータＲ２（１２１）、インタフェースｂ（１２）はルータＲ６（１２５）、インタフェースｃ（１３）はルータＲ４（１２３）、インタフェースｄ（１４）は計算機Ｓ３（１２８）、インタフェースｅ（１５）は計算機Ｓ４（１２９）、インタフェースｆ（１６）はルータＲ５（１２４）とそれぞれ接続している。
【００２４】
マルチキャスト通信経路情報は、各ルータに予めユーザが設定する方式と、ルーティングプロトコルによりルータ間で情報の受け渡しを行い、自動的にマルチキャスト通信経路を計算する方式がある。ここで、ルーティングプロトコルＸとルーティングプロトコルＹの２つのマルチキャストルーティングプロトコルが存在すると仮定する。
【００２５】
図７および図８はルーティングプロトコルＸの動作を説明したものである。ルーティングプロトコルＸ（９）とは、図７で示す様にルータＲ１（１７６）は、自管理インタフェースの１つから受信したＩＰデータグラム（１７０）を受信したインタフェースを除くすべての自管理インタフェース（１７１〜１７３）に中継する。その中継されたルータがその中継されたＩＰデータグラムの宛先グループへ属するインタフェースが存在しないルータ（１７４）は、そのＩＰデータグラムを中継したルータに対してその発信元アドレスと宛先グループのＩＰデータグラムの中継拒否の刈込要求（１７５）を送信する。刈込要求（１７５）を受信したＩＰルータ（１７６）は以後、図８で示す様にその拒否された発信元アドレスと宛先グループを持つＩＰデータグラム（１８０）を受信すると、刈込要求を受信したインタフェース（１８１）には中継しない。
【００２６】
図９および図１０は、ルーティングプロトコルＹの動作を説明したものである。ルーティングプロトコルＹ（１０）は、図９で示す様にあらかじめ、あるグループのＩＰデータグラムの中継を希望する計算機（１９０，１９１）またはルータ（１９２，１９３）がグループ情報を含むグループ登録要求（１９４〜１９７）をルータ（１９２，１９３，１９８）に発行する。グループ登録要求を受信したルータ（１９２，１９３，１９８）はグループ登録要求（１９４〜１９７）を受信したインタフェースとグループ登録要求（１９４〜１９７）に含まれるグループ情報を登録する。その後、図１０で示す様に、以後登録しているグループ情報と一致する宛先のＩＰデータグラム（２００）を受信した場合、グループ登録要求を受信したインタフェース（２０１，２０２）のうち、ＩＰデータグラムを受信したインタフェース（２０３）以外のインタフェースに対して送信する。
【００２７】
図１１は、ＩＰデータグラムのヘッダフォーマットである。マルチキャスト通信において、発信元アドレスは、ＩＰデータグラムヘッダの発信元アドレスフィールド（２１０）に格納され、マルチキャストのグループアドレスは、ＩＰデータグラムヘッダの宛先アドレスフィールド（２１１）に格納される。宛名グループアドレスは、既存（クラスＡ〜Ｃ）のＩＰ宛先アドレスとの共存および区別をするためにクラスＤのアドレスが使用される。クラスＤのアドレスフォーマットを図１２に示す。図１２で先頭４ビットの「１１１０」がクラスＤを意味する。なお、クラスＡは先頭１ビットが「０」、クラスＢは先頭２ビットが「１０」、クラスＣは先頭３ビットが「１１０」である。
【００２８】
図５のシステムにおいて、ルータＲ１（１２０）は、インタフェースａ（１１）とインタフェースｂ（１２）とインタフェースｃ（１３）にはルーティングプロトコルＸ（９）が動作しており、インタフェースｄ（１４）とインタフェースｅ（１５）とインタフェースｆ（１６）にはルーティングプロトコルＹ（１０）が動作している。この２つのプロトコルＸ，Ｙは異なるが、同一のグループは互いに通信可能である必要がある。
【００２９】
図１に示した実施形態のパケット中継装置は、図５に示したネットワークシステムにおいてルータＲ１（１２０）に該当するものである。即ち、図１において、図５に示したようにインタフェースａ，ｂ，ｃ（１１，１２，１３）側のネットワークにはルーティングプロトコルＸ（９）が動作し、インタフェースｄ，ｅ，ｆ（１４，１５，１６）側のネットワークにはルーティングプロトコルＹ（１０）が動作している。このインタフェース毎のプロトコル情報を、プロトコル情報（２９）として、経路計算部（１）が管理している。
【００３０】
経路計算部（１）は隣接するＩＰルータの経路計算部とのルーティングプロトコルによる情報交換によって中継基礎情報（３）を収集する。このとき、ルーティングプロトコルを使用せず、ネットワーク情報をユーザが固定値入力により設定する場合もある。
【００３１】
ここで、経路計算部（１）は、中継基礎情報（３）の送信元情報（４）に、そのネットワークにもっとも近いインタフェースを登録する。図５のシステムの場合、ルータＲ１（１２０）の計算機Ｓ１（１２６）からの中継方路は、インタフェースａ（１１）とインタフェースｃ（１３）が中継可能であるが、インタフェースａ（１１）がルータＲ２（１２１）の１段中継に対して、インタフェースｃ（１３）はルータＲ２（１２１），Ｒ３（１２２），Ｒ４（１２３）と３段中継で到達するため、図１で示すように、発信元情報（４）のソース部がＳ１エントリ（１７）の入インタフェース部には、インタフェースａ（１１）が登録され、出インタフェース部には、ルーティングプロトコルＸ（９）が動作する全てのインタフェース（ａ（１１），ｂ（１２），ｃ（１３））のうち、入インタフェースであるインタフェースａ（１１）を除く全てのインタフェースｂ（１２），ｃ（１３）を登録する。また、図５の計算機Ｓ５（１３０）の様に、ルータＲ１（１２０）のインタフェースａ（１１）とインタフェースｃ（１３）の計算機Ｓ５（１３０）までの距離が２段中継で等しい場合は、ルータＲ１（１２０）からみたアドレスなどの情報からどちらか１つを選択する。ここでは、ルータＲ１（１２０）のインタフェースａ（１１）に接続しているルータＲ２（１２１）のインタフェース（１１）のＩＰアドレスがルータＲ１（１２０）のインタフェースｃ（１３）に接続しているルータＲ４（１２３）のインタフェース（１３）のＩＰアドレスより小さいものとし、ＩＰアドレスが小さいほうを選択するとする。よって、図１で示す様に、発信元情報（４）のソース部がＳ５のエントリ（１８）の入インタフェース部には、インタフェースａ（１１）を登録し、出インタフェースには、インタフェースｂ（１２），ｃ（１３）を登録する。
【００３２】
以上のことから、ルーティングプロトコルＸ（９）のネットワークとルーティングプロトコルＹ（１０）のネットワークで同一グループ間を相互に通信可能にするためには、ルーティングプロトコルＹ（１０）のネットワークのインタフェースから受信するＩＰデータグラムをルーティングプロトコルＸ（９）のネットワークのすべてのインタフェース（１１，１２，１３）に中継しなければならない。そのため、ルーティングプロトコルＸ（９）が動作する全てのインタフェースをプロトコル情報（２９）のプロトコルＸエントリから取り出し、宛先情報（５）の登録インタフェース部に追加して登録する。
【００３３】
図１において、経路計算部（１）は収集した発信元情報（４）と宛先情報（５）から、中継基礎情報（３）を生成し、フォワーディング部（２）に配布する（１９）。その結果、中継基礎情報（３，６）は経路計算部（１）とフォワーディング部（２）で同一のものとなる。また、経路計算部（１）は、ルーティングプロトコルＸ（９）による新たな送信元の発見や、ルーティングプロトコルＹ（１０）のグループ参加要求により、中継基礎情報（３）に変更があった場合も、フォワーディング部（２）に中継基礎情報（３）を再配布し（１９）、常に経路計算部（１）とフォワーディング部（２）の中継基礎情報（３，６）を同一に保つ。
【００３４】
図４は、図１に示した本発明の第一の実施形態のパケット中継装置において、フォワーディング部（２）がＩＰデータグラムを受信したときの動作のフローチャートである。以下、図１乃至図４を参照して、第一の実施形態のフォワーディング部（２）の動作を詳述する。
【００３５】
インタフェースａ（１１）から受信したＩＰデータグラム（２５）のＩＰヘッダに含まれる発信元であるソースアドレス及び宛先であるグループアドレスとフォワーディング部（２）の中継確定情報（２６）のソースアドレス及びグループアドレスを１エントリずつ比較する（ステップ９０）。もし、ＩＰデータグラム（２５）のヘッダ中のソースアドレスとグループアドレスがそれぞれ一致するエントリが中継確定情報（２６）中に存在すれば（ケース１０５）、そのエントリ中の入インタフェースがそのＩＰデータグラムを受信したインタフェース（１１）と一致しているか確認する（ステップ１０１）。もし、受信したＩＰデータグラム（２５）のＩＰヘッダ中のソースアドレスとグループアドレスが中継確定情報（２６）エントリのアドレス部と一致し、同エントリの入インタフェース部がＩＰデータグラムの受信インタフェース（１１）と違っていた場合（ケース１０６）は、そのＩＰデータグラムを廃棄する（ステップ１０２）。中継確定情報（２６）にソースアドレスとグループアドレスと入インタフェースが一致したエントリが存在すれば（ケース１１５）、フォワーディング部（２）は同エントリの出インタフェース部に登録している１つ以上のインタフェースにＩＰデータグラムを送信する（ステップ１０３）。このとき、出インタフェースが２つ以上登録されていたら、ＩＰデータグラムをコピーし、２つ以上のインタフェースに同一のＩＰデータグラムを送信する（図１の１２，１３，１４，１６）。この時、ＴＴＬなどのインタフェース毎情報によりＩＰデータグラムヘッダを変更する場合もある。 また、受信したＩＰデータグラム（２５）のＩＰヘッダ中のソースアドレスとグループアドレスが、中継確定情報（２６）のアドレス部と一致しない場合（ケース１０４）は、ＩＰデータグラムのソースアドレスと中継基礎情報（６）の発信元情報（７）のアドレス部を１エントリずつ比較し（ステップ９１）、一致するエントリが存在すれば（ケース１０８）、そのエントリの入インタフェース部（インタフェースａ（１１））とＩＰデータグラム（２５）の受信インタフェース（インタフェースａ（１１））を比較する（ステップ９２）。ここでインタフェースが不一致であれば（ケース１０９）、図３の６１に示すように、受信したＩＰデータグラム（６０）を廃棄する（１００）。インタフェースが一致していれば（ケース１１０）、そのエントリの出インタフェース部（インタフェースｂ（１２），ｃ（１３））を取り出す（ステップ９３）。
【００３６】
さらに、ＩＰデータグラム（２５）の宛先アドレスと中継基礎情報（６）の宛先情報部（８）のグループ部を比較し（ステップ９４）、一致するエントリがあれば（ケース１１１）、そのエントリの登録インタフェース部（インタフェースａ（１１），ｂ（１２），ｃ（１３），ｄ（１４），ｆ（１６））を取り出し、前の中継基礎情報（６）の発信元情報（７）から取り出した出インタフェース部との論理和をとり（ステップ９５）、ＩＰデータグラムの入インタフェース（インタフェースａ（１１））を削除し（ステップ９６）、出インタフェースを決定する（インタフェースｂ（１２），ｃ（１３），ｄ（１４），ｆ（１６））。中継基礎情報（６）の宛先情報部（８）のグループ部に一致するエントリが存在しなければ（ケース１１２）、前の中継基礎情報（６）の発信元情報から取り出した出インタフェース部のみを出インタフェースとする。
【００３７】
ＩＰデータグラム（２５）のソースアドレスと中継基礎情報（６）の発信元情報（７）のアドレス部の比較（９１）で、一致するエントリが存在しなかった場合（ケース１０７）は、出インタフェースなしとし、ＩＰデータグラム（２５）のグループアドレスと中継基礎情報（６）の宛先情報部（８）のグループ部を比較し（ステップ９４）、一致するエントリがあれば（ケース１１１）、そのエントリの登録インタフェース部を取り出し、形式上論理和をとり（ステップ９５）、ＩＰデータグラムの入インタフェースを削除し（ステップ９６）、出インタフェースを決定する。中継基礎情報（６）の宛先情報部（８）のグループ部に一致するエントリが存在しなければ（ケース１１２）、ここでも出インタフェースなしとなる。
【００３８】
ここでは、中継基礎情報（６）の発信元情報（７）と宛先情報（８）の比較を行っているが、中継基礎情報（６）の発信元情報（７）のみの比較でのパケット中継装置や、中継基礎情報（６）の宛先情報（８）のみの比較でのパケット中継装置も実現できる。中継基礎情報（６）の発信元情報（７）のみの比較でのパケット中継装置は、上記例での中継基礎情報（６）の宛先情報部（８）のグループ部不一致と同じ動作（ケース１１２）を行い、中継基礎情報（６）の宛先情報部（８）のみの比較でのパケット中継装置は、上記例での中継基礎情報（６）の発信元情報（７）のアドレス部不一致と同じ動作（ケース１０７）を行えばよい。
【００３９】
次に、算出した出インタフェースが存在するか判定し（ステップ９７）、１つ以上のインタフェースが存在すれば（ケース１１４）、出インタフェースのすべてのインタフェースに対し受信ＩＰデータグラムを送信する（ステップ９８）。出インタフェースに２つ以上のインタフェースが登録していたら受信ＩＰデータグラムをコピーし、２つ以上のインタフェースに同一のＩＰデータグラムを送信する（図１の２１〜２４）。算出した出インタフェースにインタフェースが存在しなければ（ケース１１３）、受信ＩＰデータグラムを削除する（ステップ１００）。
【００４０】
出インタフェースにインタフェースが存在し（ケース１１４）、中継基礎情報（６）を用い、受信ＩＰデータグラムを出インタフェースに従い送信した場合（ステップ９８）、フォワーディング部（２）は受信したＩＰデータグラム（２５）のソースアドレスとグループアドレスと入インタフェースからなる不一致宛先情報（２７）を共に経路計算部（１）へ報告する（ステップ９９）。
【００４１】
図４のフローチャートは、基本的に、受信ＩＤデータグラムを不一致宛先情報に置き替えれば、経路計算部（１）での処理にも適用できる。
すなわち、経路計算部（１）では、不一致宛先情報（２７）のソースアドレスと中継基礎情報（３）の発信元情報（４）のアドレス部を１エントリずつ比較し、一致するエントリが存在すれば（ケース１０８）、そのエントリの入インタフェース部（インタフェースａ（１１））と不一致宛先情報（２７）の入インタフェース（インタフェースａ（１１））を比較する。ここでインタフェースが不一致であれば（ケース１０９）、不一致宛先情報（２７）を廃棄する。インタフェースが一致していれば、そのエントリの出インタフェース部（インタフェースｂ（１２），ｃ（１３））を取り出す。さらに、不一致宛先情報（２７）の宛先アドレスと中継基礎情報（３）の宛先情報部（５）のグループ部を比較し、一致するエントリがあれば（ケース１１１）、そのエントリの登録インタフェース部（インタフェースａ（１１），ｂ（１２），ｃ（１３），ｄ（１４），ｆ（１６））を取り出し、前の中継基礎情報（３）の発信元情報（４）から取り出した出インタフェース部との論理和をとり、入インタフェース（インタフェースａ（１１））を削除し、出インタフェースを決定する（インタフェースｂ（１２），ｃ（１３），ｄ（１４），ｆ（１６））。中継基礎情報（３）の宛先情報部（５）のグループ部に一致するエントリが存在しなければ（ケース１１２）、前の中継基礎情報（３）の発信元情報（４）から取り出した出インタフェース部のみを出インタフェースとする。
【００４２】
不一致宛先情報（２７）のソースアドレスと中継基礎情報（３）の発信元情報（４）のアドレス部の比較で、一致するエントリが存在しなかった場合（ケース１０７）は、不一致宛先情報（２７）のグループアドレスと中継基礎情報（３）の宛先情報部（５）のグループ部を比較し、一致するエントリがあれば（ケース１１１）、そのエントリの登録インタフェース部を取り出し、前の中継基礎情報（３）の発信元情報（４）から取り出した出インタフェース部との論理和をとり、入インタフェースを削除する。
【００４３】
経路計算部（１）においても、中継基礎情報（３）の発信元情報（４）のみの比較でのパケット中継装置は、上記例での中継基礎情報（３）の宛先情報部（５）のグループ部不一致と同じ動作を行い、中継基礎情報（３）の宛先情報部（５）のみの比較でのパケット中継装置は、上記例での中継基礎情報（６）の発信元情報（４）のアドレス部不一致と同じ動作を行うようにすればよい。
【００４４】
算出した出インタフェースに１つ以上のインタフェースが存在すれば、不一致宛先情報（２７）のソースアドレスとグループアドレスと入インタフェースと上記算出した出インタフェースにより中継確定情報エントリ追加要求（２８）を作成しフォワーディング部（２）へ配布する。算出した出インタフェースにインタフェースが存在しなければ、不一致宛先情報通知（２７）を廃棄する。
【００４５】
フォワーディング部（２）は経路計算部（１）から配布された中継確定情報エントリ（２８）を中継確定情報（２６）に登録する。
【００４６】
中継確定情報（２６）の管理元は経路計算部（１）であり、ソースアドレス、グループアドレスのペアで発生する状況変化の検出と、それに伴う中継確定情報（２６）への反映とフォワーディング部（２）への配布は経路計算部（１）が行う。これは、ルーティングプロトコルＸ（９）による刈込要求や、ルーティングプロトコルＹ（１０）によるグループ参加要求などである。
【００４７】
フォワーディング部（２）では、その後、図２で示した様に、上記処理で中継したものと同一のソースアドレスとグループアドレスをもつＩＰデータグラム（４０）が到着した場合、該フォワーディング部（２）の中継確定情報（４５）に一致し、出インタフェースに従いＩＰデータグラムを送信する（４１〜４４）。
【００４８】
このように、図１の第一の本実施形態によれば、フォワーディング部が中継確定情報に未登録の宛先のパケットを受信した場合、経路計算部（１）に報告後、経路計算部（１）がフォワーディング部（２）に中継確定情報エントリ（２８）を配布し、フォワーディング部（２）が中継確定情報（２６）に配布された中継確定情報エントリ（２８）を追加する前に、受信フレームを最適なインタフェースに中継した後で、正式に経路計算部（１）で中継確定情報（２６）を作成することができる。
【００４９】
次に、本発明の第二の実施形態について説明する。図１において、フォワーディング部（２）が経路計算部（１）へ不一致宛先情報（２７）を報告して、経路計算部（１）が中継確定情報エントリ追加要求（２８）をフォワーディング部（２）へ発行し、フォワーディング部（２）が中継確定情報（２６）に新たなエントリを追加するまでには、ある一定以上の時間が必要である。この間に、フォワーディング部（２）が同一宛先パケットを受信することも考えられる。この場合、フォワーディング部（２）は、中継確定情報（２３４）に、該パケットを中継する情報が無いことから、再度、中継基礎情報（６）を用いて中継先を計算し、該パケットを中継して、不一致宛先情報（２７）を経路計算部へ報告することとなる。これに伴い、経路計算部（１）では、再び中継確定情報エントリ追加要求（２８）の作成、および発行といった冗長な処理が発生する。第二の実施形態は、これらの冗長な処理を削除するものである。
【００５０】
図１３は、本発明によるパケット中継装置の第二の実施形態の機能ブロック図を示す。図１３において、図１との相違点は、フォワーディング部（２）で中継確定情報（２６）に仮のエントリ登録（２４４）を追加したことであり、それ以外は図１と同じである。また、経路計算部（１）とフォワーディング部（２）は、それぞれ独立したプロセッサでの構成、あるいは、同一プロセッサのそれぞれ独立したタスクモジュールでの構成のいずれでもよく、これも第一の実施形態の場合と同様である。
【００５１】
図１４は中継確定情報の仮のエントリによるパケット中継を示す図、図１５は中継確定情報の仮のエントリを中継確定情報エントリ追加要求で更新することを示す図である。また、図１６は、図４と同様に、フォワーディング部（２）がＩＰデータグラムを受信したときの動作のフローチャートである。図１６で図４との相違点は、中継確定情報に仮エントリを登録する処理を追加したことであり、それ以外は図４と同じである。
【００５２】
以下、図１３乃至図１６を参照し、本第二の実施形態のフォワーディング部（２）の動作を、図４と対比させて詳述する。
図４では、受信したＩＰデータグラム（２５）のＩＰヘッダ中のソースアドレスとグループアドレスが、中継確定情報（２６）のアドレス部と一致しない場合（ケース１０４）、その後の処理として、算出した出インタフェースが存在するか判定し（ステップ９７）、１つ以上のインタフェースが存在すれば（ケース１１４）、出インタフェースのすべてのインタフェースに対して受信ＩＰデータグラムを送信するとした（ステップ９８）。
【００５３】
これに対し、図１６では、算出した出インタフェースが存在するか判定し（ステップ９７）、１つ以上のインタフェースが存在すれば（ケース１１４）、図１３に示す様に、中継確定情報（２６）に仮のエントリの登録（２４４）を行い（ステップ２４７）、出インタフェースのすべてのインタフェースに対し受信ＩＰデータグラムを送信する（ステップ９８）。ここで、中継確定情報（２６）に登録したエントリは、ＩＰデータグラム（２５）のソースアドレス、宛先アドレス、入インタフェース、およびステップ９６で算出した出インタフェースを基に作成したエントリである。
【００５４】
この様に、第二の実施形態では、中継確定情報（２６）に仮のエントリを登録する（ステップ２４７）ことにより、図１４に示すように、経路計算部（１）が中継確定情報エントリ追加要求（２８）を発行する前に、フォワーディング部（２）が次以降の同宛先パケットを受信した場合、ＩＰデータグラム（４０）のヘッダ中のソースアドレスとグループアドレスがそれぞれ一致する仮のエントリ（２４６）が中継確定情報（２４５）中に存在する（ケース１０５）こととなり、該仮のエントリ（２４６）中の入インタフェースがそのＩＰデータグラムを受信したインタフェース（１１）と一致しているか確認する処理（ステップ１０１）を継続することとなる。つまり、受信したＩＰデータグラム（４０）のＩＰヘッダ中のソースアドレスとグループアドレスが、中継確定情報（２４５）のアドレス部と一致しない場合（ケース１０４）の処理は実行されない。このため、ＩＰデータグラムのソースアドレスと中継基礎情報（６）の発信元情報（７）のアドレス部を１エントリずつ比較する処理（ステップ９１）から、フォワーディング部（２）が不一致宛先情報（２７）を経路計算部（１）へ報告する処理（ステップ９９）までが、再発生しないこととなる。
【００５５】
また、図１５は、経路計算部（１）が中継確定情報エントリ追加要求（２８）を正式に発行した後、フォワーディング部（２）が、図１４に示した中継確定情報（２４５）中の仮のエントリ（２４６）を該中継確定情報エントリ追加要求（２８）に従って更新したことを示している。フォワーディング部（２）が一時的に登録したエントリを仮のエントリ（２４６）とした理由は、図１５に示す様に、経路計算部（１）が中継確定情報エントリ追加要求（２８）を発行後、フォワーディング部（２）と経路計算部（１）で、中継確定情報（２４５）を一致させるために、正式にフォワーディング部（２）が、中継確定情報（２４５）の当該エントリ（２４６）を更新するためである。
【００５６】
以上の様なフォワーディング部（２）の処理に伴い、経路計算部（１）では、次以降の同宛先パケットによる不一致宛先情報（２７）が報告されることがなく、冗長な中継確定情報エントリ追加要求（２８）を作成する処理が削除されることとなる。
【００５７】
以上、本発明の実施形態を説明したが、中継基礎情報（３）や中継確定情報（２６）は、経路計算部（１）とフォワーディング部（２）で独立にアクセス可能な共通メモリ装置に格納しておくようにしてもよい。この場合、経路計算部（１）があらかじめフォワーディング部（２）に中継基礎情報（６）を配布しておく必要がなく、フォワーディング部（２）は、メモリ装置に格納された中継基礎情報（３）を基に中継方路を決定できる。
【００５８】
また、図１や図１３の実施形態では、中継基礎情報（３，６）を宛先情報（５，８）と発信元情報（４，７）から構成されるとしたが、宛先情報のみや、発信元情報のみとすることは任意である。これにより、パケット中継装置では宛先情報のみや発信元情報のみを収集すればよいネットワークが構築できる。さらに、図１や図１３の実施形態のように、中継基礎情報を宛先情報と発信元情報から構成すれば、これらのネットワークを相互に中継できるパケット中継装置が実現できる。
【００５９】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、受信したパケット情報から経路計算を行う通信手段において、経路計算処理とパケット中継の処理の順番を変えることで、フォワーディング部にパケット中継待ち状態を発生させないパケット中継装置を実現できる。具体的には、経路計算部の計算待ちによるパケット中継の遅延を減少させ、中継確定情報に未登録の宛先のパケットを受信した場合、そのパケットが中継できるパケットかどうかをフォワーディング部で判定し、中継不可能なパケットを経路計算部に報告しないことによる冗長処理の削除、フォワーディング部にパケット中継待ち状態を発生させないことにより経路計算部で中継確定情報が作成できなかった時に発生する中継待ちキューからのパケット削除処理の削除、経路計算部に報告後の中継待ちパケットのキューが有限であることから発生する輻輳時のパケット廃棄を減少させた、パケット中継装置を実現できる。
【００６０】
そして、経路計算部とフォワーディング部の機能を異なるプロセッサにより実現することにより、物理的に同時に経路計算と中継動作を行うことが可能で、従来より遅延の少ないフォワーディング機能を備えたパケット中継装置を実現できる。
【００６１】
また、経路計算部とフォワーディング部を単一プロセッサの別タスクモジュールに分ければ、処理の優先度や処理順番により、異なるプロセッサにした場合はほどではないが、同様の効果が得られる。さらに、異なるプロセッサによるパケット中継装置より安価なパケット中継装置が実現できる。
【００６２】
また、さらに、経路計算部とフォワーディング部の機能を分けた場合、経路計算部が計算中に次到着の同一宛先パケットを受信することにより、冗長な経路の再計算処理が該パケット中継装置に起こるが、フォワーディング部でも一時的に中継確定情報を登録することにより、この冗長な経路の再計算処理を行わないパケット中継装置も実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるパケット中継装置の一実施形態の機能ブロック図である。
【図２】中継確定情報によるパケット中継を示す図である。
【図３】受信インタフェース不一致によるパケット廃棄を示す図である。
【図４】本発明によるパケット中継装置の一実施形態のＩＰデータグラムを受信契機としたフォワーディング部の動作のフローチャートである。
【図５】発明の一実施形態のネットワークシステムの全体図である。
【図６】マルチキャスト通信の概念図である。
【図７】ルーティングプロトコルＸの動作１を示す図である。
【図８】ルーティングプロトコルＸの動作２を示す図である。
【図９】ルーティングプロトコルＹの動作１を示す図である。
【図１０】ルーティングプロトコルＹの動作２を示す図である。
【図１１】ＩＰデータグラムのヘッダフォーマットを示す図である。
【図１２】マルチキャストグループアドレスフォーマットを示す図である。
【図１３】フォワーディング部で中継確定情報に仮のエントリを追加する本発明の他の実施形態の機能ブロック図である。
【図１４】中継確定情報の仮のエントリによるパケット中継を示す図である。
【図１５】中継確定情報の仮のエントリを中継確定情報エントリ追加要求で更新することを示す図である。
【図１６】フォワーディング部で中継確定情報に仮のエントリを追加する本発明の他の実施形態のＩＰデータグラムを受信契機とした、フォワーディング部の動作のフローチャートである。
【図１７】従来のパケット中継装置の機能ブロック図である。
【符号の説明】
１ 経路計算部
２ フォワーディング部
３ 経路計算部の中継基礎情報
４ 経路計算部の中継基礎情報の発信元情報
５ 経路計算部の中継基礎情報の宛先情報
６ フォワーディング部の中継基礎情報
７ フォワーディング部の中継基礎情報の発信元情報
８ フォワーディング部の中継基礎情報の宛先情報
９ プロトコルＸ
１０ プロトコルＹ
１１〜１６ インタフェースａ〜ｆ
１９ 中継基礎情報の配布
２５ フォワーディング部の処理中パケット
２６ フォワーディング部の中継確定情報
２７ 不一致宛先情報
２８ 中継確定情報エントリ追加要求
２９ 経路計算部のプロトコル情報
４５ 更新した中継確定情報
２４４ 中継確定情報の仮のエントリ登録
２４５ 仮のエントリを登録された中継確定情報
２４６ 仮のエントリ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a packet relay method and a packet relay apparatus that use information of a relay packet for relay route selection, and more particularly to a packet relay method and a packet relay apparatus suitable for multicast communication.
[0002]
[Prior art]
Multicast communication relays and transmits a packet transmitted from one computer (node) to a group to all of the plurality of computers (nodes) belonging to the group. FIG. 6 shows a conceptual diagram of multicast communication. FIG. 6 shows that the packet transmitted by the computer (150) of the source S is relayed to all the computers (151 to 157) of the same group G. A group is a multicast communication unit, and the packet relay apparatus holds a plurality of relay interfaces for one group. Basically, in multicast communication, the same packet is not relayed to the same computer and packet relay device. Therefore, the input interface of the packet relay apparatus is always one interface. However, this is not the case at the route resolution stage of the routing protocol. In the multicast communication of FIG. 6, the packet relay device (router) R that has received the packet addressed to the group is a redundant route for multicast routing between R1 and R4 (158), between R4 and R3 (159), between R2 and R3 ( 160), packets (IP datagrams) are not relayed between R6 and R9 (161) and between R8 and R9 (162). Further, for example, when considering R7 (166), if the data flow is the source side (163) upstream and the destination side is downstream (164, 165), the computer (upstream of one packet relay device ( 151), it is not necessary to relay to the upstream side (163) because the upstream packet relay device (167) relays.
[0003]
A conventional packet relay apparatus for realizing multicast communication will be described with reference to FIG. The packet relay apparatus has one or more physical or logical interfaces (221 to 226 in this case), and is largely divided into a forwarding unit (235) and a route calculation unit (236). In general, the route calculation unit (236) manages a plurality of forwarding units (235).
[0004]
The forwarding unit (235) has relay confirmation information (234) for relaying a specific packet, address information of the packet (227) received from one interface (221), and address of the relay confirmation information (234). Parts are compared, and the relay operation is performed according to the outgoing interface part of the entry of the matching relay confirmation information. In the relay confirmation information (234), the result of route calculation by the route calculation unit (236) is registered for packets received in the past.
[0005]
The route calculation unit (236) includes relay basic information (220) including source information (240) for confirming whether the source information is received from the correct interface and destination information (241) indicating the relay destination by the destination. )have. In the incoming interface part of the sender information (240) of the relay basic information (220), an optimum interface is registered for the sender. A group address is registered in the destination part of the destination information (241) of the relay basic information (220), and a plurality of optimum interfaces for relaying to the group are registered in the outgoing interface part. This relay basic information (220) may be set by a user or may be resolved between devices using a routing protocol or the like.
[0006]
In the packet relay apparatus having such a configuration, in the case of the conventional technique, when the forwarding unit (235) receives the packet (232) of the destination not registered in the relay confirmation information (234), the forwarding unit (235) relays the packet (232). It registers in the waiting queue (237), and reports to the route calculator (236) mismatched destination information (233) consisting of the address information of the received packet (232) and the received interface information. When the route calculation unit (236) receives the mismatch destination information (233) indicating that there is no address portion that matches the relay confirmation information (234) from the forwarding unit (235), the route calculation unit (236) includes the information in the mismatch destination information (233). The source information and destination information included in the address information are compared with the source information (240) and destination information (241) of the relay basic information (220) in the route calculation unit one entry at a time, and the validity of the receiving route is confirmed. And the relay interface is calculated, the incoming interface is deleted from the outgoing interface part of the destination information (241), and a new relay confirmation information entry addition request (238) is issued to the forwarding part (235). The forwarding unit (235) newly stores the content of the relay confirmation information entry addition request (238) from the route calculation unit (236) as relay confirmation information (234) (242) and registers it in the relay waiting queue (237). The packet (227) of the destination that matches the address part (239) of the relay confirmation information (234) newly distributed by the route calculation part (236) from the packet that has been sent is determined according to the relay confirmation information (234) (243) And relay to the interfaces (222, 223, 224, 226) (228 to 231). Then, the next relay packet having the same destination is relayed according to the newly added relay confirmation information.
[0007]
If new relay confirmation information cannot be generated in the route calculation in the route calculation unit (236) for the mismatched destination information (233) reported from the forwarding unit (235), the route calculation unit ( 236) reports the relay confirmation information creation failure report to the forwarding unit (235). When the forwarding unit (235) receives the relay confirmation information creation failure report, the forwarding unit (235) deletes the packet designated by the relay confirmation information creation failure report from the relay queue (237).
[0008]
Although not shown in the figure, the route calculation unit (236) manages the relay confirmation information (234), and relays confirmation information (234) to the forwarding unit (235) according to a change in the state of the network or the like. Also instruct change.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in the conventional packet relay device, when a packet of a destination that is not registered in the forwarding confirmation information of the forwarding unit is received, the forwarding unit registers the received packet in the relay queue and does not match the route calculation unit. Report destination information, wait for new relay confirmation information or generation impossible notification from the route calculator, and relay or delete the received packet, resulting in transmission delay of packet relay, and limited relay queue For this reason, there is a problem that overflow occurs during congestion and packets to be relayed are discarded. In addition, when the route calculation unit receives the mismatch destination information from the forwarding unit, the route calculation is performed one by one. If new relay confirmation information cannot be generated, the route calculation of the packet that cannot be relayed from the beginning is performed. There was a problem of redundant processing such as performing in the calculation unit.
[0010]
In view of the problem of the conventional packet relay apparatus, the present invention transmits a relay packet by waiting for distribution of relay confirmation information from the route calculation unit in the forwarding unit when a packet of a destination not registered in the relay confirmation information is received. The purpose is to prevent or reduce the occurrence of delay, packet discard due to overflow of the waiting queue, and occurrence of redundant route calculation processing in the route calculation unit.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention changes the order of route calculation and packet relay processing, determines a relay route based on basic relay information before route calculation, and performs route calculation after relaying a packet. And relay confirmation information is generated, so that the next and subsequent same destination packets are relayed according to the relay confirmation information.
[0012]
Specifically, the route calculation unit distributes the basic relay information fixedly set by the user or the basic relay information generated by the route information collected by communication between adjacent packet relay apparatuses or computers to the forwarding unit in advance. When a packet whose destination is not in the relay confirmation information is received, the relay route is calculated using the relay basic information distributed in advance from this route calculation unit, and the packet is stored in the relay queue. Relay or discard without. At the same time, the forwarding unit reports unmatched destination information including received packet information whose destination does not exist in the relay confirmation information to the route calculation unit, and the route calculation unit does not match the relay basic information held by the forwarding unit. New relay confirmation information is formally created based on the received packet information of the destination information and distributed to the forwarding unit. The same destination packet of the next arrival is relayed by the forwarding unit according to the relay confirmation information distributed from the route calculation unit.
[0013]
As a result, when a destination packet that is not registered in the relay confirmation information is received, the packet relay delay due to route calculation or the packet discard due to overflow of the relay queue is eliminated, and packets that cannot be relayed are discarded by the forwarding unit. Redundant processing can be reduced by eliminating the need to report to the route calculation unit.
[0014]
In another configuration of the present invention, the relay route determined by the forwarding unit is temporarily registered as relay confirmation information in the forwarding unit, and the relay confirmation information corresponding to the mismatched destination information reported to the route calculation unit is stored. If the forwarding unit receives the same destination packet of the next arrival before being distributed from the route calculation unit, it relays it according to the relay confirmation information temporarily registered in the forwarding unit. Thereby, the forwarding unit can delete reporting redundant mismatch destination information to the route calculation unit, and the route calculation unit can delete redundant route calculation by reporting redundant mismatch destination information.
[0015]
The forwarding unit reports at least the first mismatch destination information to the route calculation unit, and the route calculation unit officially creates relay distribution information and distributes it to the forwarding unit. Consistency of relay confirmation information in the forwarding part is guaranteed.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a functional block diagram of a first embodiment of a packet relay device according to the present invention. As in FIG. 17, this packet relay apparatus has six interfaces (11 to 16), and is largely divided into a route calculation unit (1) for calculating a packet relay route and a forwarding unit (2) for relaying a packet. . The route calculation unit (1) and the forwarding unit (2) are preferably implemented by different processors in order to enable simultaneous operation of route calculation and relay processing, but can also be divided into separate task modules of a single processor. Good.
[0017]
The route calculation unit (1) updates the relay basic information (3), which is a basis for calculating the relay route, and stores the relay route of the specific packet that is the result of the route calculation using the relay basic information (3). Generation and management of confirmation information, registration and update of relay confirmation information (26) and relay basic information (6) to the forwarding unit (2). In this embodiment, the relay basic information (3) includes the source information (4) for checking the validity of the reception route of the received packet in this network and the destination information (5) indicating the relay destination of the received packet. Consists of. The protocol information (29) will be described later. In general, the route calculation unit (1) manages a plurality of forwarding units (2), and in order to further improve the reliability, a duplex configuration of working and backup is taken.
[0018]
The forwarding unit (2) relays the received packet according to the relay confirmation information (26). If there is no entry in the relay confirmation information (26) where the source information of the received packet matches the destination information, route calculation is performed. The relay destination is calculated using the relay basic information (6) distributed in advance from the part (1), and the packet is relayed. Thereafter, the fact that a packet that does not exist in the relay confirmation information (26) has been relayed is reported to the route calculation unit (1) as mismatch destination information (27). When the route calculation unit (1) issues the relay confirmation information entry addition request (28) calculated and created from the mismatch destination information (27) and the relay basic information (3) to the forwarding unit (2), the forwarding unit (2) Then, a new entry is added to the relay confirmation information (26) from the relay confirmation information entry addition request (28).
[0019]
When the next and subsequent destination packets are received, the forwarding unit (2) relays the packet according to the newly added relay confirmation information. FIG. 2 illustrates this. The forwarding unit (2) discards the packet if the relay route cannot be determined using the relay basic information (6). FIG. 3 illustrates this.
[0020]
The search information of the relay confirmation information (26) and the relay basic information (3, 6) has transmission source information and destination information, and the route calculation unit (1) and the forwarding unit (2) transmit the transmission source information of the received packet. And destination information are compared and route calculation is performed.
[0021]
The relay confirmation information (26) and the relay basic information (3, 6) can register one or more outgoing interfaces for the incoming interface entry of one source information, and the forwarding unit (2) has one incoming interface. Multicast relay is realized by copying and transmitting one packet received from a plurality of other outgoing interfaces.
[0022]
In the following, it is assumed that the present packet relay apparatus is used as an IP router in an IP (Internet Protocol) multicast communication network.
[0023]
FIG. 5 shows an IP multicast compatible network system, and R1 to R6 (120 to 125) are IP multicast compatible routers. A router is a device that relays IP datagrams, which are communication unit packets of the IP protocol. In the system of FIG. 5, S1 to S9 (126 to 134) are computers corresponding to the IP multicast protocol, and are senders and receivers of IP datagrams. G1 to G3 (135 to 137) indicate the communication range of IP multicast communication. S1 (126), S3 (128), and S9 (134) belong to G1 (135), and S3 (128) belongs to G2 (136). ), S4 (129), S8 (133), S9 (134), and G3 (137) includes S2 (127), S5 (130), S6 (131), S7 (132), and S8 (133). Belongs. In this system, the IP datagram transmitted to G1 (135) is relayed to S1 (126), S3 (128), and S9 (134), and the IP datagram transmitted to G2 (136) is transmitted to S3 ( 128), S4 (129), S8 (133), S9 (134) and the IP datagram transmitted to G3 (137) is S2 (127), S5 (130), S6 (131), S7 Relay to (132), S8 (133). The router R1 (120) has six interfaces (11 to 16), the interface a (11) is the router R2 (121), the interface b (12) is the router R6 (125), and the interface c (13) is the router R4. (123), interface d (14) is connected to computer S3 (128), interface e (15) is connected to computer S4 (129), and interface f (16) is connected to router R5 (124).
[0024]
Multicast communication route information includes a method that is set in advance by each user in each router and a method in which information is exchanged between routers using a routing protocol and a multicast communication route is automatically calculated. Here, it is assumed that there are two multicast routing protocols, routing protocol X and routing protocol Y.
[0025]
7 and 8 explain the operation of the routing protocol X. FIG. As shown in FIG. 7, the routing protocol X (9) means that the router R1 (176) has all the self-management interfaces (171) except the interface that received the IP datagram (170) received from one of the self-management interfaces. To 173). The router (174) for which the relayed router does not have an interface belonging to the destination group of the relayed IP datagram has the source address and the IP datagram of the destination group for the router that relayed the IP datagram. The relay rejection pruning request (175) is transmitted. After receiving the pruning request (175), the IP router (176) receives the IP datagram (180) having the rejected source address and destination group as shown in FIG. Do not relay to (181).
[0026]
9 and 10 illustrate the operation of the routing protocol Y. FIG. As shown in FIG. 9, the routing protocol Y (10) is a group registration request (194) in which a computer (190, 191) or router (192, 193) that wishes to relay an IP datagram of a certain group includes group information. ˜197) to the router (192, 193, 198). The router (192, 193, 198) that has received the group registration request registers the interface that has received the group registration request (194 to 197) and the group information included in the group registration request (194 to 197). After that, as shown in FIG. 10, when the destination IP datagram (200) matching the registered group information is received, the IP datagram among the interfaces (201, 202) that received the group registration request. Is transmitted to an interface other than the interface (203) that received the message.
[0027]
FIG. 11 shows an IP datagram header format. In multicast communication, the source address is stored in the source address field (210) of the IP datagram header, and the multicast group address is stored in the destination address field (211) of the IP datagram header. As the address group address, a class D address is used for coexistence and distinction with existing (class A to C) IP destination addresses. The class D address format is shown in FIG. In FIG. 12, “1110” of the first 4 bits means class D. In class A, the first 1 bit is “0”, in class B, the first 2 bits are “10”, and in class C, the first 3 bits are “110”.
[0028]
In the system shown in FIG. 5, the router R1 (120) is configured such that the routing protocol X (9) operates on the interface a (11), the interface b (12), and the interface c (13), and the interface d (14) The routing protocol Y (10) operates on the interface e (15) and the interface f (16). Although the two protocols X and Y are different, the same group needs to be able to communicate with each other.
[0029]
The packet relay apparatus of the embodiment shown in FIG. 1 corresponds to the router R1 (120) in the network system shown in FIG. That is, in FIG. 1, as shown in FIG. 5, the routing protocol X (9) operates in the network on the interface a, b, c (11, 12, 13) side, and the interface d, e, f (14, The routing protocol Y (10) is operating in the network on the 15, 16) side. The route calculation unit (1) manages the protocol information for each interface as protocol information (29).
[0030]
The route calculation unit (1) collects the relay basic information (3) by exchanging information with the route calculation unit of the adjacent IP router by a routing protocol. At this time, the user may set the network information by inputting a fixed value without using the routing protocol.
[0031]
Here, the route calculation unit (1) registers the interface closest to the network in the transmission source information (4) of the relay basic information (3). In the system of FIG. 5, the relay route from the computer S1 (126) of the router R1 (120) can relay the interface a (11) and the interface c (13), but the interface a (11) is the router. The interface c (13) reaches the routers R2 (121), R3 (122), and R4 (123) via the three-stage relay in contrast to the one-stage relay of the R2 (121), so as shown in FIG. The interface a (11) is registered in the input interface portion of the S1 entry (17) as the source portion of the original information (4), and all the interfaces (a that operate the routing protocol X (9) are registered in the output interface portion. (11), b (12), c (13)), all interfaces b (12), c except the interface a (11) which is the incoming interface 13) to register. When the distance between the interface a (11) of the router R1 (120) and the computer S5 (130) of the interface c (13) is the same in the two-stage relay as in the computer S5 (130) of FIG. Either one is selected from information such as an address viewed from R1 (120). Here, the IP address of the interface (11) of the router R2 (121) connected to the interface a (11) of the router R1 (120) is connected to the interface c (13) of the router R1 (120). It is assumed that the IP address is smaller than the IP address of the interface (13) of R4 (123), and the smaller IP address is selected. Therefore, as shown in FIG. 1, the source part of the sender information (4) registers the interface a (11) in the input interface part of the entry (18) in S5, and the interface b (12 in the outgoing interface). ), C (13).
[0032]
From the above, in order to enable mutual communication between the same group in the network of the routing protocol X (9) and the network of the routing protocol Y (10), it is received from the interface of the network of the routing protocol Y (10). The IP datagram must be relayed to all interfaces (11, 12, 13) of the network of routing protocol X (9). Therefore, all the interfaces on which the routing protocol X (9) operates are taken out from the protocol X entry of the protocol information (29), and added and registered in the registration interface part of the destination information (5).
[0033]
In FIG. 1, the route calculation unit (1) generates relay basic information (3) from collected source information (4) and destination information (5) and distributes it to the forwarding unit (2) (19). As a result, the relay basic information (3, 6) is the same in the route calculation unit (1) and the forwarding unit (2). The route calculation unit (1) may also change the basic relay information (3) due to the discovery of a new transmission source by the routing protocol X (9) or a group participation request for the routing protocol Y (10). The basic relay information (3) is redistributed to the forwarding unit (2) (19), and the basic relay information (3, 6) of the route calculation unit (1) and the forwarding unit (2) is always kept the same.
[0034]
FIG. 4 is a flowchart of the operation when the forwarding unit (2) receives an IP datagram in the packet relay apparatus of the first embodiment of the present invention shown in FIG. Hereinafter, the operation of the forwarding unit (2) of the first embodiment will be described in detail with reference to FIGS.
[0035]
The source address and source group address included in the IP header of the IP datagram (25) received from the interface a (11) and the source address and group of the forwarding confirmation information (26) of the forwarding unit (2) The addresses are compared one entry at a time (step 90). If an entry whose source address and group address in the header of the IP datagram (25) match is present in the relay confirmation information (26) (case 105), the incoming interface in the entry is the IP datagram. Is matched with the interface (11) that has received (step 101). If the source address and group address in the IP header of the received IP datagram (25) match the address part of the relay confirmation information (26) entry, the incoming interface part of the entry is the receiving interface (11 of the IP datagram). ) (Case 106), the IP datagram is discarded (step 102). If there is an entry whose source address, group address, and incoming interface match in the relay confirmation information (26) (case 115), the forwarding unit (2) has one or more interfaces registered in the outgoing interface unit of the entry. An IP datagram is transmitted to (step 103). At this time, if two or more outgoing interfaces are registered, the IP datagram is copied and the same IP datagram is transmitted to two or more interfaces (12, 13, 14, 16 in FIG. 1). At this time, the IP datagram header may be changed according to information for each interface such as TTL. If the source address and group address in the IP header of the received IP datagram (25) do not match the address part of the relay confirmation information (26) (case 104), the source address of the IP datagram and the relay basis The address part of the source information (7) of the information (6) is compared one entry at a time (step 91). If there is a matching entry (case 108), the entry interface part (interface a (11)) of the entry And the receiving interface (interface a (11)) of the IP datagram (25) are compared (step 92). If the interfaces do not match (case 109), the received IP datagram (60) is discarded (100) as shown at 61 in FIG. If the interfaces match (case 110), the outgoing interface part (interfaces b (12) and c (13)) of the entry is taken out (step 93).
[0036]
Furthermore, the destination address of the IP datagram (25) is compared with the group part of the destination information part (8) of the relay basic information (6) (step 94). If there is a matching entry (case 111), The registered interface part (interfaces a (11), b (12), c (13), d (14), f (16)) is extracted and extracted from the source information (7) of the previous relay basic information (6). ORing with the outgoing interface section (step 95), deleting the incoming interface (interface a (11)) of the IP datagram (step 96), and determining the outgoing interface (interfaces b (12), c ( 13), d (14), f (16)). If there is no entry that matches the group part of the destination information part (8) of the relay basic information (6) (case 112), only the outgoing interface part extracted from the source information of the previous relay basic information (6) The outgoing interface.
[0037]
If there is no matching entry (case 107) in the comparison (91) between the source address of the IP datagram (25) and the address part of the source information (7) of the relay basic information (6) (case 107), the outgoing interface None, the group address of the IP datagram (25) is compared with the group part of the destination information part (8) of the relay basic information (6) (step 94), and if there is a matching entry (case 111), the entry The registered interface part of the IP datagram is logically ORed (step 95), the incoming interface of the IP datagram is deleted (step 96), and the outgoing interface is determined. If there is no entry matching the group part of the destination information part (8) of the relay basic information (6) (case 112), there is no outgoing interface here either.
[0038]
Here, the source information (7) of the relay basic information (6) and the destination information (8) are compared, but the packet relay is performed by comparing only the source information (7) of the relay basic information (6). It is also possible to realize a packet relay device by comparing only the device and destination information (8) of the basic relay information (6). The packet relay apparatus in the comparison of only the source information (7) of the relay basic information (6) performs the same operation as the group part mismatch of the destination information part (8) of the relay basic information (6) in the above example (case 112) The packet relay apparatus in the comparison of only the destination information part (8) of the relay basic information (6) is the same as the address part mismatch of the source information (7) of the relay basic information (6) in the above example. The operation (case 107) may be performed.
[0039]
Next, it is determined whether or not the calculated outgoing interface exists (step 97). If one or more interfaces exist (case 114), the received IP datagram is transmitted to all the outgoing interfaces (step 98). ). If two or more interfaces are registered in the outgoing interface, the received IP datagram is copied, and the same IP datagram is transmitted to the two or more interfaces (21 to 24 in FIG. 1). If there is no interface in the calculated outgoing interface (case 113), the received IP datagram is deleted (step 100).
[0040]
When there is an interface at the outgoing interface (case 114), and using the relay basic information (6) and the received IP datagram is transmitted according to the outgoing interface (step 98), the forwarding unit (2) receives the received IP datagram (25 ) And the mismatch address information (27) including the source address, group address, and incoming interface are reported to the route calculation unit (1) (step 99).
[0041]
The flowchart in FIG. 4 is basically applicable to the processing in the route calculation unit (1) if the received ID datagram is replaced with mismatched destination information.
That is, the route calculation unit (1) compares the source address of the mismatched destination information (27) and the address part of the source information (4) of the relay basic information (3) one entry at a time, and if there is a matching entry. (Case 108), the incoming interface part (interface a (11)) of the entry is compared with the incoming interface (interface a (11)) of the mismatched destination information (27). If the interfaces do not match (case 109), the mismatch destination information (27) is discarded. If the interfaces match, the outgoing interface part (interfaces b (12) and c (13)) of the entry is taken out. Further, the destination address of the mismatched destination information (27) is compared with the group part of the destination information part (5) of the relay basic information (3). If there is a matching entry (case 111), the registration interface part ( The outgoing interface unit that takes out the interfaces a (11), b (12), c (13), d (14), and f (16)) from the source information (4) of the previous relay basic information (3) And the incoming interface (interface a (11)) is deleted, and the outgoing interface is determined (interfaces b (12), c (13), d (14), f (16)). If there is no entry matching the group part of the destination information part (5) of the relay basic information (3) (case 112), the outgoing interface extracted from the source information (4) of the previous relay basic information (3) Only the part is the outgoing interface.
[0042]
If there is no matching entry in the comparison between the source address of the mismatched destination information (27) and the address part of the source information (4) of the relay basic information (3) (case 107), the mismatched destination information (27 ) Group address and the group part of the destination information part (5) of the relay basic information (3). If there is a matching entry (case 111), the registered interface part of the entry is taken out and the previous relay basic information is extracted. A logical sum with the outgoing interface part extracted from the sender information (4) in (3) is taken and the incoming interface is deleted.
[0043]
Also in the route calculation unit (1), the packet relay device in the comparison of only the source information (4) of the relay basic information (3) is the same as the destination information unit (5) of the relay basic information (3) in the above example. The packet relay apparatus that performs the same operation as the group part mismatch and compares only the destination information part (5) of the relay basic information (3) has the source information (4) of the relay basic information (6) in the above example. The same operation as the address part mismatch may be performed.
[0044]
If one or more interfaces exist in the calculated outgoing interface, a forwarding confirmation information entry addition request (28) is created by the source address, group address, incoming interface of the mismatch destination information (27) and the calculated outgoing interface, and forwarding is performed. Distribute to Department (2). If there is no interface in the calculated outgoing interface, the mismatch destination information notification (27) is discarded.
[0045]
The forwarding unit (2) registers the relay confirmation information entry (28) distributed from the route calculation unit (1) in the relay confirmation information (26).
[0046]
The management source of the relay confirmation information (26) is the route calculation unit (1). Detection of a change in the situation that occurs in the pair of the source address and the group address, the reflection to the relay confirmation information (26) and the forwarding part ( Distribution to 2) is performed by the route calculation unit (1). This is a pruning request based on the routing protocol X (9), a group participation request based on the routing protocol Y (10), or the like.
[0047]
In the forwarding unit (2), when an IP datagram (40) having the same source address and group address as that relayed in the above process arrives thereafter, as shown in FIG. 2, the forwarding unit (2) The IP datagram is transmitted according to the outgoing interface (41-44).
[0048]
As described above, according to the first embodiment of FIG. 1, when the forwarding unit receives a packet of a destination unregistered in the relay confirmation information, after reporting to the route calculation unit (1), the route calculation unit (1 ) Distributes the relay confirmation information entry (28) to the forwarding unit (2), and the forwarding unit (2) adds the relay confirmation information entry (28) distributed to the relay confirmation information (26) before receiving the received frame. Is relayed to the optimum interface, and the relay confirmation information (26) can be formally created by the route calculation unit (1).
[0049]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In FIG. 1, the forwarding unit (2) reports the inconsistent destination information (27) to the route calculation unit (1), and the route calculation unit (1) sends a relay confirmation information entry addition request (28) to the forwarding unit (2). It takes a certain amount of time before the forwarding unit (2) adds a new entry to the relay confirmation information (26). During this time, the forwarding unit (2) may receive the same destination packet. In this case, since there is no information to relay the packet in the relay confirmation information (234), the forwarding unit (2) calculates the relay destination again using the relay basic information (6) and relays the packet. Thus, the mismatch destination information (27) is reported to the route calculation unit. Along with this, the route calculation unit (1) again generates redundant processing such as creation and issue of the relay confirmation information entry addition request (28). In the second embodiment, these redundant processes are deleted.
[0050]
FIG. 13 shows a functional block diagram of the second embodiment of the packet relay apparatus according to the present invention. 13 is different from FIG. 1 in that a temporary entry registration (244) is added to the relay confirmation information (26) in the forwarding unit (2), and the rest is the same as FIG. Further, the path calculation unit (1) and the forwarding unit (2) may be configured by independent processors or by independent task modules of the same processor, which is also the first embodiment. Same as the case.
[0051]
FIG. 14 is a diagram showing packet relay by a temporary entry of relay confirmation information, and FIG. 15 is a diagram showing that the temporary entry of relay confirmation information is updated by a relay confirmation information entry addition request. FIG. 16 is a flowchart of the operation when the forwarding unit (2) receives the IP datagram, as in FIG. 16 is different from FIG. 4 in that a process of registering a temporary entry is added to the relay confirmation information, and the rest is the same as FIG.
[0052]
Hereinafter, the operation of the forwarding unit (2) of the second embodiment will be described in detail with reference to FIG. 13 to FIG.
In FIG. 4, when the source address and group address in the IP header of the received IP datagram (25) do not match the address part of the relay confirmation information (26) (case 104), the calculated output is processed as the subsequent processing. It is determined whether an interface exists (step 97). If one or more interfaces exist (case 114), it is assumed that the received IP datagram is transmitted to all the outgoing interfaces (step 98).
[0053]
On the other hand, in FIG. 16, it is determined whether or not the calculated outgoing interface exists (step 97). If one or more interfaces exist (case 114), as shown in FIG. 13, relay confirmation information (26) The temporary entry is registered (244) (step 247), and the received IP datagram is transmitted to all the outgoing interfaces (step 98). Here, the entry registered in the relay confirmation information (26) is an entry created based on the source address, the destination address, the input interface, and the output interface calculated in step 96 of the IP datagram (25).
[0054]
As described above, in the second embodiment, by registering a temporary entry in the relay confirmation information (26) (step 247), the route calculation unit (1) adds the relay confirmation information entry as shown in FIG. Before the request (28) is issued, if the forwarding unit (2) receives the same destination packet after the next, a temporary entry (in which the source address and group address in the header of the IP datagram (40) match each other ( 246) exists in the relay confirmation information (245) (case 105), and it is confirmed whether the input interface in the temporary entry (246) matches the interface (11) that received the IP datagram. The process (step 101) will be continued. That is, the process in the case where the source address and group address in the IP header of the received IP datagram (40) do not match the address part of the relay confirmation information (245) is not executed. For this reason, from the process of comparing the source address of the IP datagram and the address part of the source information (7) of the relay basic information (6) one entry at a time (step 91), the forwarding part (2) receives the mismatch destination information (27 ) To the route calculation unit (1) (step 99) will not occur again.
[0055]
Also, FIG. 15 shows that after the route calculation unit (1) has officially issued the relay confirmation information entry addition request (28), the forwarding unit (2) has the temporary information in the relay confirmation information (245) shown in FIG. The entry (246) is updated in accordance with the relay confirmation information entry addition request (28). The reason why the entry temporarily registered by the forwarding unit (2) is used as the temporary entry (246) is that, as shown in FIG. 15, the route calculation unit (1) issues the relay confirmation information entry addition request (28). In order for the forwarding unit (2) and the route calculation unit (1) to match the relay confirmation information (245), the forwarding unit (2) officially updates the entry (246) of the relay confirmation information (245). It is to do.
[0056]
Along with the processing of the forwarding unit (2) as described above, the route calculation unit (1) does not report the mismatched destination information (27) by the same destination packet after the next, and adds a redundant relay confirmation information entry. The process for creating the request (28) will be deleted.
[0057]
Although the embodiment of the present invention has been described above, the relay basic information (3) and the relay confirmation information (26) are stored in a common memory device that can be independently accessed by the route calculation unit (1) and the forwarding unit (2). You may make it keep. In this case, it is not necessary for the route calculation unit (1) to distribute the relay basic information (6) to the forwarding unit (2) in advance, and the forwarding unit (2) does not have the relay basic information (3) stored in the memory device. ) To determine the relay route.
[0058]
In the embodiment shown in FIGS. 1 and 13, the relay basic information (3, 6) is composed of destination information (5, 8) and source information (4, 7). It is arbitrary to use only the sender information. As a result, it is possible to construct a network in which the packet relay device only needs to collect only destination information and source information. Further, as in the embodiment of FIG. 1 and FIG. 13, if the relay basic information is composed of destination information and source information, a packet relay device capable of relaying these networks can be realized.
[0059]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, a packet relay waiting state is generated in the forwarding unit by changing the order of route calculation processing and packet relay processing in the communication means that performs route calculation from received packet information. It is possible to realize a packet relay device that is not allowed. Specifically, the delay of packet relay due to calculation wait of the route calculation unit is reduced, and when a packet of an unregistered destination is received in the relay confirmation information, the forwarding unit determines whether the packet can be relayed, Removes redundant processing by not reporting packets that cannot be relayed to the route calculation unit, from the relay wait queue that occurs when relay confirmation information cannot be created by the route calculation unit by not generating a packet relay wait state in the forwarding unit The packet relay apparatus can be realized in which packet discard processing during congestion is reduced due to a finite number of queues of packets waiting to be relayed after reporting to the route calculation unit.
[0060]
By realizing the functions of the route calculation unit and the forwarding unit with different processors, it is possible to simultaneously perform route calculation and relay operations simultaneously, realizing a packet relay device with a forwarding function with fewer delays than before. it can.
[0061]
Further, if the route calculation unit and the forwarding unit are divided into separate task modules of a single processor, the same effect can be obtained, although it is not as great as when different processors are used depending on the processing priority and processing order. Furthermore, a packet relay device that is less expensive than a packet relay device using a different processor can be realized.
[0062]
Further, when the functions of the route calculation unit and the forwarding unit are separated, the route calculation unit receives the same destination packet of the next arrival during the calculation, and the recalculation processing of the redundant route occurs in the packet relay device. However, by temporarily registering the relay confirmation information in the forwarding unit, it is possible to realize a packet relay device that does not perform recalculation processing of this redundant route.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a functional block diagram of an embodiment of a packet relay device according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating packet relay based on relay confirmation information.
FIG. 3 is a diagram illustrating packet discard due to a reception interface mismatch.
FIG. 4 is a flowchart of an operation of a forwarding unit triggered by reception of an IP datagram of an embodiment of a packet relay device according to the present invention.
FIG. 5 is an overall view of a network system according to an embodiment of the invention.
FIG. 6 is a conceptual diagram of multicast communication.
7 is a diagram showing an operation 1 of the routing protocol X. FIG.
FIG. 8 is a diagram showing an operation 2 of the routing protocol X;
9 is a diagram showing an operation 1 of the routing protocol Y. FIG.
10 is a diagram showing an operation 2 of the routing protocol Y. FIG.
FIG. 11 is a diagram illustrating a header format of an IP datagram.
FIG. 12 is a diagram illustrating a multicast group address format.
FIG. 13 is a functional block diagram of another embodiment of the present invention in which a temporary entry is added to relay confirmation information in a forwarding unit.
FIG. 14 is a diagram showing packet relay by temporary entry of relay confirmation information.
FIG. 15 is a diagram showing that a temporary entry of relay confirmation information is updated by a relay confirmation information entry addition request.
FIG. 16 is a flowchart of the operation of the forwarding unit triggered by reception of an IP datagram according to another embodiment of the present invention in which a temporary entry is added to relay confirmation information in the forwarding unit.
FIG. 17 is a functional block diagram of a conventional packet relay device.
[Explanation of symbols]
1 Route calculator
2 Forwarding part
3. Relay basic information of the route calculator
Source information of basic relay information of 4 route calculation parts
5 Destination information of basic relay information of route calculation unit
6 Forwarding basic information of the forwarding department
7 Source information of relay basic information of the forwarding section
8 Destination information for basic forwarding information in the forwarding section
9 Protocol X
10 Protocol Y
11-16 Interfaces a to f
19 Distribution of relay basic information
25 Processing packet in the forwarding part
26 Relay confirmation information of the forwarding part
27 Unmatched destination information
28 Relay confirmation information entry addition request
29 Protocol information of the route calculator
45 Updated relay confirmation information
244 Provisional entry registration of relay confirmation information
245 Relay confirmation information with temporary entry registered
246 Temporary entry

Claims (3)

受信したパケットの情報と保持している経路計算の基となる中継基礎情報により経路計算して、特定のパケットを中継するための中継確定情報を生成し、該生成された中継確定情報によりパケットの中継を行うパケット中継方法において、
経路計算前に中継基礎情報を基に中継方路を決定し、パケットを中継して経路計算を行い、中継確定情報を生成し、次以降の同宛先パケットを該中継確定情報に従い中継することを特徴とするパケット中継方法。Route calculation is performed based on the received packet information and the relay basic information that is the basis of the stored route calculation, and relay confirmation information for relaying a specific packet is generated. In the packet relay method for relaying,
Before the route calculation, the relay route is determined based on the basic relay information, the route is calculated by relaying the packet, the relay confirmation information is generated, and the next and subsequent destination packets are relayed according to the relay confirmation information. A characteristic packet relay method. １つ以上の物理もしくは論理インタフェースと、あるインタフェースから受信したパケットを、特定のパケットを中継するための登録済みの中継確定情報に従い中継するフォワーディング部と、パケットの情報と保持している経路計算の基となる中継基礎情報により経路計算して中継確定情報を生成する経路計算部とを具備するパケット中継装置において、
フォワーディング部は、中継確定情報に未登録の宛先のパケットを受信した場合に、中継基礎情報から中継方路を計算して該パケットを中継するとともに、当該パケットの情報を経路計算部に報告し、
経路計算部は、フォワーディング部から報告されたパケット情報と中継基礎情報により新たな中継確定情報を生成し、次以降の同宛先パケットの中継確定情報として登録する、
ことを特徴とするパケット中継装置。One or more physical or logical interfaces, a forwarding unit that relays a packet received from an interface according to registered relay confirmation information for relaying a specific packet, and packet information and route calculation In a packet relay device comprising a route calculation unit that generates a route confirmation information by calculating a route based on basic relay basic information,
When the forwarding unit receives a packet of an unregistered destination in the relay confirmation information, the forwarding unit calculates the relay route from the relay basic information and relays the packet, and reports the information of the packet to the route calculation unit.
The route calculation unit generates new relay confirmation information based on the packet information reported from the forwarding unit and the relay basic information, and registers it as relay confirmation information of the next and subsequent destination packets.
A packet relay device. １つ以上の物理もしくは論理インタフェースと、あるインタフェースから受信したパケットを、特定のパケットを中継するための登録済みの中継確定情報に従い中継するフォワーディング部と、パケットの情報と保持している経路計算の基となる中継基礎情報により経路計算して中継確定情報を生成する経路計算部とを具備するパケット中継装置において、
フォワーディング部は、中継確定情報に未登録の宛先のパケットを受信した場合に、中継基礎情報から中継方路を計算して該中継方路を次以降の同宛先パケットの一時的な中継確定情報として登録し、該パケットを中継するとともに、当該パケットの情報を経路計算部に報告し、
経路計算部は、フォワーディング部から報告されたパケット情報と中継基礎情報により新たな中継確定情報を生成し、同宛先パケットの中継確定情報として登録する、
ことを特徴とするパケット中継装置。One or more physical or logical interfaces, a forwarding unit that relays a packet received from an interface according to registered relay confirmation information for relaying a specific packet, and packet information and route calculation In a packet relay device comprising a route calculation unit that generates a route confirmation information by calculating a route based on basic relay basic information,
When the forwarding unit receives a packet of a destination not registered in the relay confirmation information, the forwarding unit calculates the relay route from the relay basic information, and uses the relay route as temporary relay confirmation information of the next and subsequent destination packets. Register, relay the packet, report the packet information to the route calculator,
The route calculation unit generates new relay confirmation information based on the packet information and relay basic information reported from the forwarding unit, and registers it as relay confirmation information of the destination packet.
A packet relay device.

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