专利名称：协议高速化装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种路由表的生成技术，用于使用OSPF(OpenShortest Path First开放最短路径优先协议)和ISIS(Intermediate System to Intermediate System中介系统对中介系统协议)等路由协议，在网络内的包传输装置之间或者路由表生成装置之间对网络上的包传输装置信息、网络信息进行交换、接收，并使用根据该交换、接收到的信息来计算最短路径的Dijkstra等最短路径算法，求取到达包的目标的最短路径。
本发明用于IP路由器等包传输装置对从输入线路输入的包执行必要处理(例如看到目标地址，求出到达目标的最短路径，以决定该包的输出线路等)的接口。特别是，涉及对使用利用OSPF(OpenShortest Past First)和ISIS(Intermediate System toIntermediate System)等路由协议所接收的控制包来处理所接收到的信息的技术。
背景技术：
本发明声明对于在2003年8月20日申请的特愿2003-296408号、以及2003年8月22日申请的特愿2003-298734的优先权，并将其内容在此引用到本发明内。
以往，路由表生成装置仅仅是由外部存储器(SRAM和SDRAM)与信息处理装置构成，信息处理装置按照信息的每一项对所接收到的信息进行分类，之后，根据唯一识别信息的项来生成搜索树，在树内存储了所接收到的信息和树结构信息。
OSPF和ISIS等路由协议用于在路由器等包传输装置之间执行控制消息的交换，以所得到的网络上的包传输装置的链接成本信息为基础，导出最短路径。控制消息是在发生网络状态的更新时或者(以及)定期地向网络内的所有包传输装置进行广播。
为了判断在路由器接收控制消息时的控制是否为新，需要对利用控制消息所产生的链接状态数据库(以下称为LSDB(Link StateDate Base链路状态数据库))进行检索，但是，在现有方式中，LSDB检索是在控制路由协议的路径控制装置(以下称为RS(RouteServer路由服务器))中集中进行的。
LSDB检索速度中存储器存取速度成为关键，但在大多数包传输装置中，为了削减成本，大多将个人计算机卡用作RS，它们采用了低速存储器，因此，既便在不使用个人计算机卡的情况下，也由于在RS中运行各种应用程序或OS等，因而采用了要求大容量存储器的低成本的低速存储器。为此，不可能进行LSDB的高速检索。
以往，在利用RS的LSDB检索中产生搜索树执行检索。RS按照每一项对从接口传输来的控制包的信息进行分类，并以唯一识别该信息的项为基础来生成搜索树，在树中存储了所接收到的信息和树结构信息。
以下将对在搜索树中最一般使用的帕特利夏树(Patricia tree)进行说明。帕特利夏树是一种2叉搜索树，使用指针将节点链接到树上。
图1表示在检索表中显示的应检索比较项和其答复的图。图2表示使用帕特利夏树来检索图1的检索表的例子。为了容易地理解发明，将各字段按2进制数所表示的字段的长度设定为5比特。“*”表示在检索时忽略掉其后的比特值。
一边对应检索的检索关键字和存储于节点上的比较项进行比较，一边将树向下分支。当应检索的检索关键字到达某个节点时，从该节点所持有的比较项和应检索的检索关键字的高位开始对必要的位进行比较(一直到*之前的位，如果是100*则是高3位)来进行检索。在不一致的情况下，以没有一致项的结果结束检索。在一致的情况下，则关注应检索的检索关键字中经过比较的位的最后位的下一位，当存在比自己还要低的节点(以下称为子节点)时，移动到子节点继续进行检索。在所有比特全都一致的时刻终止检索，能够获得存储于该节点上的答复。
在图2中，显示了检索10001这个检索关键字时的例子。最初，查看检索关键字的最开始的1位并判断其是0还是1。在本例中，由于是1，因此，移动到节点100*，比较高3位。由于是一致的，因此，接下来将考察成为检查位的检索关键字的第4位。由于检索位是0因此移动到节点10001。这里，由于所有位都一致，因此终止检索，能够得到作为答复的X。
除此之外，还有使用TCAM(Ternary Content AddressableMemory三重内容可编址存储器)的检索方法。TCAM有时用于接口上的路由表检索。TCAM不像SRAM和SDRAM等那样以物理地址为关键字来输出所存储的数据，而是将存储于各物理地址内的值和所输入的值进行比较，在一致的情况下，输出存储了一致值的物理地址。
图3中表示了使用TCAM来检索图1的检索表之例子。在TCAM内存储了比较项，在外部存储器内存储了其答复。此时，使存储了比较项的TCAM的物理地址和存储了比较项之答复的外部存储器的物理地址能够匹配。在本例中，存储了比较项的TCAM的物理地址和存储了比较项之答复的外部存储器的物理地址视为相同的物理地址。
如上所述，TCAM对存储于各物理地址内的值和输入值进行比较，在一致的情况下，输出存储了一致值的物理地址，因此，在图3的例子中，在输入了作为检索关键字的10001时，输出物理地址#9，从而能够以该物理地址为基础从外部存储器获取答复。TCAM的检索是1次输入，由于能够1次检索所存储的所有数据，因此，可以进行非常高速的检索，具有即便网络变大(既使比较项变多)而其检索所需时间也不改变的优点。
树的深度依赖于应检索的检索关键字的位宽度。例如，检索关键字如果是IPv4地址，则最大需要33次，若是Ipv6地址则最大需要129次。图4以虚线表示使用了帕特利夏树的检索路径。由于节点内的信息存储于外部存储器内，因此，检索次数与存储器参考次数成正比。若检索关键字的位宽变大，则树的节点数增加，检索次数(存储器参考次数)增大，从而出现了检索需要很多时间的问题。
对于执行生成路由表的路由协议的处理，大致分为以下3种(1)链接状态信息管理执行传达链接和网络状态等链接状态信息包的收发，将链接状态信息作为数据库进行管理；(2)最短路径计算借助于链接状态信息的数据库，利用诸如Dijkstra算法等最短路径算法，计算出到达目标的最短路径；(3)相邻路由器的发现和维持(Hello包处理)通过交换Hello包来执行相邻路由器的发现和故障检测。
特别是，既便在作为需要很多处理时间的(1)、(2)的处理中，在链接状态信息数据库的检索中所花费的时间占很多，在现有方式中，因为使用搜索树，而使网络越大树的节点数目越大，所以，检索链接状态信息的数据库需要花费时间。为此，随着近年来因特网的快速普及，一个管理域管理的网络正变得越来越大，而与此相伴，产生了路由表的生成变慢，路径摇摆不定(flapping)(最短路径没有唯一确定，漂移不定)的问题，存在以一个管理域不能作成大网络的问题(例如，请参照Faster link-state IGP convergence andimproved network scalability and stability；Choudhury，G.L.；Maunder，A.S.；Sapozhnikova，V.D.；Local Computer Networks，2002.Proceedings.LCN2001.26th Annual IEEE Conference on，14-16Nov.2001.Page(s)149-158)。
发明内容
本发明的第1方式是在上述背景下作出的，其目的在于解决由于伴随着网络的增大导致生成路由表需要花费时间，而不能够在以一个管理域制作大网络的问题。
本发明的第1方式是一种路由表产生装置，它基于从输入线路输入的包的目标地址，来产生用于决定该包的下一个路程段(hop)的路由表。
其中，本发明的第1方式的特征在于，具有TCAM、外部存储器、按照每项对所接收的信息进行分类的单元、以及将该被分类的项中唯一识别该信息的项存储于所述TCAM内并将其它项存储于所述外部存储器内的单元。
由此，在检索存储的信息时，由于可以仅仅检索被存储了唯一识别该信息的项的TCAM，因此，能够实现高速检索。
本发明可以具有在新接收了信息时，在存储该信息之前，以所述被分类项中唯一识别该信息的项作为检索关键字，检索存储于所述TCAM内的信息之单元；利用该检索，当新接收信息的所述唯一识别项与已经存储于所述TCAM内的信息的所述唯一识别项不一致时，启动所述执行存储的单元进行的存储处理的单元；以及，在通过该检索，新接收信息的所述唯一识别项和已经存储于所述TCAM内的信息的所述唯一识别项一致时，对与该唯一识别项相对应的、存储于所述外部存储器内的信息与新接收的信息的同一项进行新旧比较之单元。
另外，本发明可以具有利用所述执行比较的单元之比较结果，在新接收信息比已经存储于所述外部存储器内的信息旧或是相同时，忽略该新接收的信息的单元；以及，利用所述执行比较之单元的比较结果，在新接收的信息比已经存储于所述外部存储器内的信息新时，利用新接收的信息对已经存储于所述外部存储器内的信息进行更新之单元。
由此，在新到达的信息比已经存储于外部存储器内的信息旧或相同时，不执行更新处理，这能够减轻更新处理中所需的处理负担，同时，还能够避免不必要的信息的存储，有效利用存储器。
本发明可以具有使用存储于所述TCAM和所述外部存储器内的信息，基于到达的包的目标址，来执行最短路径搜索的单元。
由此，能够使用1个装置的信息处理装置来同时执行路由表的生成以及最短路径搜索，并能够有效利用硬件。
另外，还可以具有基于所述最短路径搜索，来决定到达的包的下一个路程段之单元。
本发明第一方式的另一观点是这样一种程序，其能够应用于以下路由表生成装置基于从输入线路输入的包的目标地址，来产生用于决定该包的下一个路程段的路由表。
其中，本发明第1方式的特征在于通过安装到计算机装置上，从而在该计算机装置上实现以下功能按照每项对所接收的信息进行分类的功能；以及，将该被分类的项中唯一识别该信息的项存储在TCAM内，将其他项存储于外部存储器内。
本发明能够执行以下功能在新接收了信息时，在存储该信息之前，以所述被分类项中唯一识别该信息的项为检索关键字，来检索存储于所述TCAM内的信息；利用该检索，在新接收信息的所述唯一识别项和已经存储于所述TCAM内的信息的所述唯一识别项不一致时，启动所述执行存储的功能进行的存储处理；以及通过检索，在新接收信息的所述唯一识别项和已经存储于所述TCAM内的信息的所述唯一识别的项一致时，对与该唯一识别的项相对应的存储在所述外部存储器内的信息和新接收信息的相同项进行新旧比较。
另外，本发明能够实现以下功能根据所述执行比较的功能的比较结果，在新接收信息比已经存储于所述外部存储器内的信息旧或相同时，忽略该新接收的信息；以及根据所述执行比较的功能之比较结果，在新接收信息比已经存储于所述外部存储器内的信息新时，利用新接收的信息对已经存储于所述外部存储器内的信息进行更新。
本发明能够实现以下功能使用存储于所述TCAM和所述外部存储器内的信息，基于到达的包的目标地址，来执行最短路径探索之功能。另外，能够实现以下功能基于所述最短路径探索，来决定到达的包的下一个路程段。
本发明第1方式的另一个观点提供了一种记录媒体，可以由记录了本发明程序的所述计算机装置读取。由于本发明的程序被记录在本发明的记录媒体上，从而所述计算机装置能够使用该记录媒体来安装本发明的程序。或者也可以是，经由网络直接将本发明的程序从持有本发明程序的服务器安装到所述计算机装置上。
由此，能够实现以下这种路由表生成装置使用通用的计算机装置能够缩短路由表的生成时间，从而以一个管理域制作出大网络。
本发明第2方式是一种LSDB检索装置，该装置安装在包传送装置，并设置于对从输入线路输入的包执行处理的接口内。本发明第2方式的特征点在于，包含使用路由协议的控制包来收集所接收的信息之单元；存储该收集的接收信息的至少一部分项的单元；以及对该存储的信息和所述执行收集的单元所新接收信息的至少一部分项的信息进行比较，以判断该信息新旧的单元。由此，能够判断所到达信息的新旧。
上述LSDB检索装置可以具有以下单元基于所述执行判断的单元的判断结果，在所述新接收信息的至少一部分项的信息是新于所述已存储的信息的信息时，向路径控制装置传送具有所述新接收信息的新到达的控制包，在所述新接收信息的至少一部分项的信息与所述已存储的信息同等或是旧信息时，废弃具有所述新接收信息的新到达的控制包的单元。
由此，由于能够选择新信息，并仅对该新信息进行处理，因此，能够削减RS的负担，从而能够作成在以前是不可能的、一个域管理的大网络。
或者是，上述LSDB检索装置可以具有基于所述执行判断的单元的判断结果，在所述新接收信息的至少一部分项的信息为新于所述已存储的信息的信息时，向其他接口内的LSDB检索装置传送已经传送到所述路径控制装置的控制包的至少一部分项的信息之单元。
上述LSDB检索装置具有基于所述执行判断的单元的判断结果，在所述新接收信息的至少一部分项的信息为新于所述已存储的信息的信息时，向其他接口内的LSDB检索装置传送具有所述新接收信息的新到达的控制包的至少一部分项的信息之单元；它还可以具有用于存储从其他装置传送来的所述控制包的至少一部分项的信息之单元。
由此，能够选择新信息，并仅仅使这些新信息为多个LSDB检索装置所共有。
本发明第2方式的另一观点是应用于以下LSDB检索装置的一种程序，所述LSDB检索装置安装于包传输装置内，并设置于对从输入线路输入的包执行处理的接口内。本发明的特征点在于，通过将其安装于计算机装置内，能够使该计算机装置实现具有以下功能的LSDB检索装置所对应的功能使用路由协议的控制包来收集接收到的信息；存储该收集到的接收信息的至少一部分项；以及将该存储的信息与利用所述执行收集的功能所新接收到信息的至少一部分项的信息进行比较，之后判断该信息新旧。
本发明能够实现以下功能基于所述执行判断的功能的判断结果，在所述新接收信息的至少一部分项的信息是新于所述已存储的信息之信息时，向路径控制装置传送具有所述新接收信息的新到达的控制包，在所述新接收信息的至少一部分项的信息与所述已存储的信息同等或是旧信息时，废弃具有所述新接收到信息的新到达的控制包。
本发明能够实现以下功能基于所述执行判断的功能的判断结果，在所述新接收信息的至少一部分项的信息是新于所述已存储的信息之信息时，向其他接口内的LSDB检索装置传送已经传送到所述路径控制装置的控制包的至少一部分项的信息。
本发明能够实现以下功能基于所述执行判断的功能的判断结果，在所述新接收信息的至少一部分项的信息是新于所述已存储的信息之信息时，向其他接口内的LSDB检索装置传送具有所述新接收信息的新到达的控制包的至少一部分项的信息。本发明还可以实现用于存储从其他装置传送来的所述控制包的至少一部分项的信息的功能。
另外，本发明第2方式的另一观点是一种记录了本发明的程序的、所述计算机装置可读取的记录媒体。通过将本发明的程序记录到本发明的记录媒体上，从而，所述计算机装置能够使用该记录媒体来安装本发明的程序。或者是，也可以经由网络将本发明的程序从持有本发明程序的服务器直接安装到所述计算机装置上。
由此，使用通用计算机装置来削减包传输装置内的RS的处理负担，从而能够实现以一个管理域制作大网络的LSDB检索装置。
图1图示了现有的搜索表的例子。
图2是用于说明利用现有的帕特利夏树的检索方法的图。
图3是用于说明使用现有的TCAM进行检索的图。
图4图示了使用帕特利夏树的检索路径。
图5是本发明第1实施方式的路由表生成装置的结构图。
图6是已经存在的包传输装置的结构图。
图7图示了本发明第1实施方式的包传输装置的结构例1。
图8图示了本发明第1实施方式的包传输装置的结构例2。
图9图示了本发明第1实施方式的包传输装置的结构例3。
图10图示了本发明第1实施方式的包传输装置的结构例4。
图11图示了Router LSA的格式。
图12图示了Network LSA的格式。
图13图示了用于说明本发明第1实施方式的信息处理装置之操作的网络例。
图14图示了存储到本发明第1实施例的TCAM和外部存储器的存储项。
图15是用于说明本发明第1实施方式的LSA接收时的操作的图。
图16是用于说明本发明第1实施方式的SPF计算时的操作的图。
图17图示了本发明第1实施方式的检索模式。
图18是一张曲线图，其表示利用图17的检索模式所得到的模拟结果。
图19是具有本发明第2实施方式之第1实施例的LSDB检索装置的包传输装置的结构图。
图20是本发明第2实施方式之第1实施例的LSDB检索装置的结构图。
图21是具有本发明第2实施方式之第2实施例的LSDB检索装置之包传输装置的结构图。
图22是本发明第2实施方式的第2实施例的LSDB检索装置的结构图。
图23图示了记录了包传输装置信息之LSA的一种，即Router LSA的格式。
图24图示了记录了网络信息之LSA的一种，即Network LSA的格式。
图25图示了用于说明存储于LSDB检索装置内的信息和信息处理装置的操作例的网络例子。
图26图示了以图25为基础的、存储于LSDB检索装置内的信息。
图27图示了LSDB检索装置接收了LSA时的操作例子。
图28图示了已经存在的包传输装置的结构例1。
图29图示了已经存在的包传输装置的结构例2。
具体实施例方式
以下，将参照附图对本发明的最佳实施方式进行说明。但是，本发明并不仅限于以下各个实施例，例如，也可以适当组合这些实施例的结构要素。
<第1实施方式>
本发明的第1实施方式涉及路由表生成装置，以下，将参照图5至图16来说明该路由表生成装置。图5是本发明第1实施方式的路由表生成装置的结构图。
本发明的第1实施方式是一种路由生成装置，它基于从输入线路输入的包的目标地址，来产生用于决定该包的下一个路程段的路由表。
其中，本发明的第1实施方式的特征在于，如图5所示，具有TCAM 101和外部存储器102，在信息处理装置103内包括按每项对所接收到的信息进行分类的单元；将该被分类项中唯一识别该信息的项存储于所述TCAM内，将其他项存储于所述外部存储器内的单元。
信息处理装置103具有在新接收到信息时，在存储该信息之前，将所述被分类项中唯一识别该信息的项作为检索关键字来检索存储于TCAM 101内的信息的单元；利用该检索，在新接收的信息的所述唯一识别项和已经存储于TCAM 101内的信息的所述唯一识别项不一致时，启动所述执行存储的单元进行的存储处理；以及利用该检索，在新接收的信息的所述唯一识别项和已经存储于TCAM 101内的信息的所述唯一识别项一致时，对与该唯一识别项相对应的外部存储器102内所存储的信息和新接收信息的同一项进行新旧比较的单元。
另外，信息处理装置103具有利用所述执行比较的单元的比较结果，在新接收的信息旧于已经存储于外部存储器102内的信息或与之相同时，忽视该新接收到的信息的单元；以及利用所述执行比较的单元的比较结果，在新接收的信息新于已经存储于外部存储器102内的信息时，利用新接收的信息对已经存储于外部存储器102内的信息进行更新的单元。
信息处理装置103具有使用存储于TCAM 101和外部存储器102内的信息，基于到达的包的目标地址来进行最短路径探索的单元。另外还具有基于所述最短路径探索来确定到达包的下一个路程段的单元。
本发明的第1实施方式可以通过安装于通用计算机装置内，从而能够作为使该计算机装置实现与本发明的路由表生成装置的各单元相对应的功能的程序来实现。该程序被记录在记录媒体上并安装于计算机装置内，或者是通过经由通信线路而被安装到计算机上，从而使该计算机能够实现与信息处理装置103相应的功能。
以下，进一步详细说明本发明的第1实施方式。
如图5所示，本实施方式的路由表生成装置具有信息处理装置103和TCAM 101及外部存储器102。信息处理装置103按照信息的每项，对使用OSPF或ISIS等路由协议来对交换收集的信息进行分类，将唯一识别信息的项存储在TCAM1内，将除此之外的必要项(以下称为链接状态信息)分开存储在外部存储器102内；从所接收到的信息中提取用于唯一识别信息的项，并将其输入到TCAM 101内，之后执行检索，根据该结果将信息存储到外部存储器102内；执行信息更新，从而执行必要的处理。信息处理装置103具有利用TCAM 101和外部存储器102来计算最短路径，并向路由表检索装置传送路由表的功能。
图6是现有的包传输装置的结构例。由RS(Route Server，路由服务器)120、SW(Switch，交换机)130、IF(Interface线路)构成，利用RS 120来执行OSPF和ISIS等路由协议的处理，生成路由表，之后，将在RS 120中作成的路由表传送到IF路由表检索装置110。
从输入线路输入的包在NP(Network Processor网络处理器)111中提取出目标地址，在路由表检索装置110中，基于到达目标的最短路径来决定下一个路程段(下一个路由器)，从而决定输出包的IF。
以下，将说明具有本发明第1实施方式的路由表生成装置的包传输装置结构的4个例子。
(结构例1)图7表示本发明第1实施方式的路由表生成装置的结构例1。结构例1在RS121内配置了本实施例的路由表生成装置122。这是一种为了使OSPF或ISIS等路由协议的处理在RS121内执行，而将利用该信息的路由表生成装置122置于RS121内的结构。本结构由于使路由表生成装置122置于RS121内，因此，具有容易在路由表生成装置122内交换必要信息的优点。
(结构例2)图8表示本发明第1实施方式的路由表生成装置的结构例2。结构例2在IF上配备了路由表生成装置112。由于将路由表生成装置112生成的路由表传送到路由表检索装置110，因此，具有其传输容易的优点。
(结构例3)图9表示本实施方式的路由表生成装置的结构例3。本结构例是仅仅向RS 123追加了一个TCAM 101的结构例。RS123具有与图5所示的本实施方式的路由表生成装置的信息处理装置103相当的CPU124和与外部存储器102相当的外部存储器125。通过将所具有的CPU124用作信息处理装置103，并新追加所具有的外部存储器125以及TCAM 126，可以生成路由表生成装置127。本例由于利用了所具有的CPU 124和外部存储器125，因而具有以较少成本完成的优点。
(结构例4)图10表示本实施方式的路由表生成装置的结构例4。NP111具有处理器功能，它被用作图5所示的信息处理装置103，通过将为了路由表检索装置116所配置的TCAM 114和外部存储器115用作图5所示的TCAM 101和外部存储器102，从而能够作成路由表生成装置。本例由于使用了所具有的NP111内的处理器和外部存储器115以及TCAM 114，因此，具有以较少成本完成的优点。
(结构例5)以下作为路由协议，将OSPF为例，就TCAM 101和外部存储器102内存储的信息、以及信息处理装置103的操作进行说明。在OSPF条件下，在网路上的包传输装置信息和网络信息在网络内的包传输装置之间或路由表生成装置之间，OSPF交换收集的信息按照被称为LSU(Link State Update链接状态升级)的包来执行交换，在LSU中存在5种被称为LSA(Link State Advertisement链接状态通告)的、用于描述包传输装置或网络信息的数据种类。
图11表示记述了包传输装置信息的一种LSA，即Router LSA的格式。图12表示记述了网络信息的一种LSA即Network LSA的格式。图13表示存储于TCAM和外部存储器内的信息、作为说明信息处理装置的操作例之前提的网络例。就作为以图13为基础的收集了LSA信息的数据库的LSDB(Link State Date Base链接状态数据库)而言，图14表示存储于TCAM和外部存储器内的信息。
LSA由于是由LS Type、Link State ID、Advertising Router来唯一识别的，因此，将它们存储在TCAM内作为唯一识信息的项，将除此之外的项作为链接状态信息存储在外部存储器内。
图15表示路由表生成装置接收LSA时的操作例。在接收LSA时，根据接收到的LSA的LS Type、Link State ID、Advertising Router来判断在TCAM内有无数据。若在TCAM内没有，则由于成为新的LSA，因此，要追加到LSDB内(分为TCAM和外部存储器来存储信息)。在LSDB内存在数据的情况下，由于在TCAM中出现了命中(hit)，因此从外部存储器引出信息，之后，执行Sequence Number等的比较等必要的处理。
在图15的例子中，设包传输装置A接收来自包传输装置D的Router LSA。由于本例的情况下，TCAM中出现了命中，因此，从外部存储器引出信息，执行Sequence Number等的比较等必要的处理。
所谓必要的处理例如是对所接收的LSA的Sequence number和已经存储于外部存储器内的信息的Sequence number进行比较；根据该比较结果，在新接收的LSA旧于已经存储于外部存储器内的信息或相同时，忽略该新接收的LSA；根据该比较结果，在新接收的LSA新于已经存储于外部存储器内的信息时，利用新接收的LSA对已经存储于外部存储器内的信息进行更新。
在图16中表示了路由器A执行最短路径计算的例子。利用下述的步骤能够获取网络结构信息。可以根据网络结构信息，使用Dijkstra算法来求出最短路径。
步骤1根据计算源路由器的Link State ID来求取网络的DR(指定路由器)地址。
步骤2，3以DR地址为检索关键字，根据Network LSA来获得网络内的Attached Router(访问该网络的路由器)和网络的Netmask的信息。由此明确了网络以及链接到该网络上的路由器。
步骤4，5以Attached Router的地址为关键词，根据RouterLSA来获取Attached Router的信息(链接的IP地址、量度(metrics)等)。由此，明确了路由器的链接信息，从而决定了下一个路程段的路由器。
按照下述条件来评估本发明的效果。假定将从OSPF调用检索函数(设检索方法为帕特利夏树)的地方原样替换为对TCAM进行访问，按照图17的帕特利夏树和TCAM的简单检索模式进行比较。检索速度是以商用中容易买入的SRAM和TCAM的访问速度(各5ns)为参考。CPU处理时间，在帕特利夏树检索的情况下，每当执行一次检索时，就必须从树的高位逐个开始检索数据，而在TCAM检索的情况下，CPU处理都仅仅是将数据输入给TCAM，因此，很明显，还是帕特利夏树检索方式更花费时间，但是，这次它不在考虑之列，仅仅按存储器访问时间进行评估。在发送10000个LSA的情况下，针对利用帕特利夏树进行检索的情况和利用TCAM进行检索的情况下的各个LSA检索时间进行计算并预测结果表示在图18。访问次数越多，则帕特利夏树和TCAM的访问时间差越大，最终，我们可以看到TCAM的总访问时间变为帕特利夏树总访问时间的约1/6。
如上所述，根据本发明的第1实施方式，能够缩短路由表的生成时间，可以用一个管理域作成大的网络。
<第2实施方式>
本发明的第2实施方式是一种LSDB检索装置。以下，将参照图19到图22来说明该LSDB检索装置。图19是具有本发明第2实施方式的第1实施例的LSDB检索装置的包传输装置的结构图。图20是本发明第2实施方式的第1实施例的LSDB检索装置的结构图。图21是具有本发明第2实施方式的第2实施例的LSDB检索装置的包传送装置的结构图。图22是本发明第2实施方式的第2实施例的LSDB检索装置的结构图。
如图19所示，本发明的第2实施方式是一种LSDB检索装置210，它安装于包传送装置230内，并设置于对从输入线路输入的包执行处理的接口内。如图20所示，本实施方式的特征在于，包含使用路由协议的控制包来收集所接收到的信息之信息处理装置201；以及对该收集到的接收信息的至少一部分项进行存储的高速外部存储器202。信息处理装置201具有对存储于高速外部存储器202内的信息和新接收的信息的至少一部分项的信息进行比较，并判断该信息的新旧的单元。
信息处理装置201具有以下单元基于所述执行判断的单元的判断结果，在所述新接收的信息的至少一部分项的信息为新于所述已存储的信息的信息时，向RS220发送具有所述新接收的信息的新到达的控制包，在所述新接收的信息的至少一部分项的信息与所述已存储的信息等同或为旧信息时，废弃具有所述新接收的信息的新到达的控制包的单元。
信息处理装置201具有以下单元基于所述执行判断的单元的判断结果，在所述新接收的信息的至少一部分项的信息为新于所述已存储的信息的信息时，向另外的接口内的LSDB检索装置发送已经传送给RS 220的控制包的至少一部分项的信息的单元。
信息处理装置201具有以下单元基于所述执行判断的判断结果，在所述新接收的信息的至少一部分项的信息为新于所述已存储的信息之信息时，向另外的接口内的LSDB检索装置传送具有所述新接收的信息之新到达的控制包的至少一部分项的信息的单元。信息处理装置201还具有存储其他装置传送来的所述控制包的至少一部分项的信息的单元。
本发明，作为通过安装于通用计算机装置上，从而使该计算机装置实现与本发明的LSDB检索装置相对应之功能的程序而实现。该程序记录在记录媒体上，并安装于计算机装置内，或者是，通过经由通信线路将其安装在计算机装置上，从而能够使该计算机装置执行与信息处理装置201相对应的功能。
图21所示的包传输装置具有图22所示的LSDB检索装置。图21所示的包传输装置中，是将路由表检索装置和LSDB检索装置作为一个LSDB检索装置211来实现的。
(第1实施例)图20图示了本发明第2实施方式的第1实施例的LSDB检索装置例。图19所示的第1实施例的LSDB检索装置210具有信息处理装置201和高速外部存储器202。在本实施例中，在LSDB的检索中使用帕特利夏树这种树形检索。由于利用LSDB检索装置210所接收的控制包的一部分项被传送给RS 220，因此，信息处理装置201按照每项对接收的信息进行分类，以唯一识别该信息的项为基础作成搜索树，在树中存储用于判断唯一识别该信息的项、树形结构信息和判断控制消息新旧的信息(以下称为LS sequence number)。
在自接口接收的控制包的一部分项存储在LSDB检索装置210内后，LSDB检索装置210将已存储的控制包的一部分项传送给其他接口。再有，将其他接口接收的控制包的一部分项经由其他接口的LSDB检索装置而传输到LSDB检索装置210内。由此，在各接口的LSDB检索装置210中，能够共用最新信息。
当从输入线路输入了OSPF和ISIS等路由协议的控制包时，信息处理装置201从控制包的信息项中取出唯一识别信息的项、以及LS sequence number，并利用搜索树来执行检索。输入了唯一识别所输入的控制包中的信息的项作为比较项后，执行检索。检索的结果，当发现了答复时，对所输入的控制包的LS sequence number以及作为答复的存储于树内的LS sequence number进行比较，在所输入的控制包的信息为非新(与已经接收的信息相同或更旧的)信息的情况下，废弃该控制包。在比较结果为新的情况下，向RS传送该控制包。
在比较结果为新的情况下，在接收了控制包的接口的LSDB检索装置210中存储唯一识别该控制包的信息的项和LS sequencenumber，并以唯一识别该信息的项为基础来作成搜索树。之后，该LSDB检索装置210向自接口之外的所有接口传送唯一识别该控制包的信息的项以及LS sequence number。LSDB检索装置210存储唯一识别从其他接口传送来的控制包的信息的项以及LS sequencenumber。由此，在各接口的LSDB装置210中，能够共用最新信息。
(第2实施例)图22图示了本发明第2实施方式的第2实施例的LSDB检索装置。第2实施例的LSDB检索装置211具有信息处理装置201、TCAM 203以及高速外部存储器202。在第2实施例中，在LSDB的检索中利用的是TCAM 203。由于将利用LSDB检索装置211所接收到的控制包的一部分项传送给RS 220，因此，信息处理装置201按照每项对接收的信息进行分类，并将唯一识别该信息的项存储在TCAM 203内，将判断控制消息之新旧的LS sequence number存储在高速外部存储器202内。
LSDB检索装置211在存储了自身接口所接收的控制包的一部分项后，LSDB检索装置211将所存储的控制包的一部分项传送到其他接口内。另外，LSDB检索装置211存储从其他接口传送来的控制包的一部分项。由此，在各接口的LSDB检索装置211中，能够共有最新信息。
信息处理装置201在从输入线路输入了OSPF和ISIS等路由协议的控制包的情况下，从控制包的信息项中取出唯一识别信息的项和LS sequence number，由TCAM3执行检索。在向TCAM 203输入了唯一识别所输入的控制包中的信息作为比较项后，执行检索。
检索的结果，当发现了答复时，对所输入的控制包的LS sequencenumber和作为答复的存储于高速外部存储器202内的LS sequencenumber进行比较，在所输入的控制包的信息为非新(与已经接收的信息相同或更旧)信息的情况下，废弃该控制包。在比较结果为新的情况下，向RS220传送该控制包。
在比较结果为新的情况下，接收了控制包的接口的LSDB检索装置211存储唯一识别该控制包的信息的项以及LS sequencenumber，并以唯一识别该信息的项为基础作成搜索树。之后，LSDB检索装置211向自身接口以外的所有接口传送唯一识别该控制包的信息的项以及LS sequence number。LSDB检索装置211存储唯一识别从其他接口传送来的控制包的信息的项以及LS sequencenumber。由此，在各接口的LSDB检索装置211中，能够共有最新信息。
(第3实施例)以下，作为路由协议，以OSPF为例，对存储于LSDB检索装置内的信息以及信息处理装置的操作进行说明。在OSPF下，在网络上的包传送装置信息之间或路由表生成装置之间将网络上的包传输装置信息和网络信息进行交换收集的信息按照称为LSU(Link StateUpdate)的包来执行交换，在LSU上存在5种被称为LSA(Link StateAdvertisement)的、描述包传输装置或网络信息的数据种类。
图23表示作为记述了包传输装置信息的、作为LSA之一种的Router LSA的格式。图24表示记述了网络信息的、作为LSA的一种的Network LSA的格式。图25表示用于说明存储于LSDB检索装置内的信息以及信息处理装置的操作例之网络例。图26表示存储于以图25为基础的LSDB检索装置内的信息。LSA由于是借助于LS Type、Link State ID、Advertising Router来唯一识别的，因此，作为唯一识别这些信息的项而被存储在LSDB检索装置内。由于为了判断LSA的新旧而必须有LS sequence number、LS checksum、LS age，因此，将它们作为LS sequence number存储于LSDB检索装置内。图27表示LSDB检索装置接收了LSA时的操作例。在接收LSA时，以所接收的LSA的LS Type、Link State ID、Advertising Router为检索关键字，利用LSDB检索装置来判断LSA的新旧。
(1)～(6)表示新旧LSA的判断步骤。
(1)具有较大LS sequence number的LSA是最新的；(2)在sequence number相同的情况下，具有较大LS checksum的LSA最新；(3)在LS checksum也相同的情况下，作为MAX Age的LS age的LSA最新；(4)在任何一个LSA都不是Max Age的情况下，若LS age的差大于等于Max Age Diff(15分)，则具有较小LS age的LSA最新；(5)若在(1)～(4)内没有正好适合的，则看作是相同的LSA；(6)废弃最新之外的所有LSA(包含相同的LSA)，最新的LSA被送到RS，这就是由OSPF所规定的新旧LSA的判断步骤。
以下，就将本实施例的LSDB检索装置安装于包传输装置时的结构例进行说明。
(结构例1)图28是现有的包传输装置的结构例1。包传输装置粗略分类，其具有RS(Router Server，路由服务器)220、SW(Switch，交换)240、IF(Interface接口)。在RS 220中执行OSPF和ISIS等路由协议的处理，产生路由表，之后，将在RS 220内生成的路由表传送到IF路由表检索装置215。从输入线路输入的包在NP(NetworkProcessor，网络处理器)中提取出目标地址信息，在路由表检索装置215中，基于到达目标的最短路径来决定下一个路程段(下一个路由器)，从而决定了输出包的IF。
图28的现有的包传输装置的结构例1在路由表检索装置215内使用搜索树。由于在路由表检索装置215内只需要路由表，因此，能用比RS220所需要的存储器少很多的容量来完成。为此，能够利用高速外部存储器，还能够比使用低速外部存储器的树形检索更高速度地检索搜索树。
(结构例2)图29是现有的包传输装置的结构例2。与结构例1不同点在于路由表检索装置216内使用了TCAM。由于在大容量核心路由器中需要更高速的包传输，因此，在路由表检索中，一般利用可执行比检索树更高速检索的TCAM。
图19是安装了结构例1的LSDB检索装置210的包传输装置的结构例1。它是这样一种结构在IF上，配备了与路由表检索装置215不同的LSDB检索装置210。本例由于配备了与路由表检索装置215不同的LSDB检索装置210，因此，具有不对路由表检索装置215造成影响(速度、安装等)的优点。
图21是安装了结构例2的LSDB检索装置211的包传输装置结构例2。本例利用图29的现有的包传输装置230的路由表检索装置216来实施LSDB检索。
图19、图20中所示的LSDB检索装置210、211取与图28、图29所示的路由表检索装置215、216相同的物理结构(NP是一个处理器，可成为信息处理装置)，在功能上，即便在执行检索这一点上也需要相同的功能。因此，在LSDB检索中也使用现有的包传输装置230的路由表检索装置216的是结构例2。本例由于利用了现有的包传输装置230的路由表检索装置216，因此，具有可以以较小成本完成的优点。
如以上说明所述，本发明的第2实施方式是在使用IP路由器等包传输装置作成的网络中，通过削减包传输装置内的RS的处理负担，从而可以在用一个管理域制作大网络。
本发明是在使用IP路由器等包传输装置作成的网络中，通过削减包传输装置内的RS的处理负担，从而可用一个管理域作成大网络。由此，能够与IP网络的大规模化相对应，并能够提高网络管理者、网络用户的便利性。
权利要求
1.一种路由表生成装置，它基于从输入线路输入的包的目标地址，来产生用于决定该包的下一个路程段的路由表，其特征在于，具有TCAM；外部存储器；按照每项对所接收的信息进行分类的单元；以及，将该被分类的项中唯一识别该信息的项存储于所述TCAM内，将其它项存储于所述外部存储器内的单元。
2.如权利要求1所述的路由表生成装置，其特征在于，具有在新接收到信息时，在存储该信息之前，以所述被分类项中唯一识别该信息的项作为检索关键字，来检索存储于所述TCAM内的信息的单元；根据该检索，在新接收的信息的所述唯一识别的项和已经存储于所述TCAM内的信息的所述唯一识别项不一致时，启动由所述执行存储的单元进行的所述存储处理的单元；以及根据该检索，在新接收的信息的所述唯一识别的项与已经存储于所述TCAM内的信息的所述唯一识别的项一致时，比较与该唯一识别的项相对应的、存储于所述外部存储器内的信息与新接收信息的同一项的新旧的单元。
3.如权利要求2所述的路由表生成装置，其特征在于，具有根据所述执行比较的单元的比较结果，当新接收的信息旧于已经存储于所述外部存储器内的信息或与之相同时，忽略该新接收的信息的单元；以及根据所述执行比较的单元的比较结果，在新接收的信息比已经存储于所述外部存储器内的信息新时，利用新接收的信息对已经存储于所述外部存储器内的信息进行更新的单元。
4.如权利要求1所述的路由表生成装置，其特征在于，具有使用存储于所述TCAM和所述外部存储器内的信息，基于到达的包的目标地址来执行最短路径检索的单元。
5.如权利要求4所述的路由表生成装置，其特征在于，具有基于所述最短路径检索，来决定到达的包的下一路程段的单元。
6.一种程序，该程序应用于路由表生成装置，所述路由表生成装置基于从输入线路输入的包的目标地址，来产生用于决定该包的下一路程段的路由表，其特征在于，通过将该程序安装于计算机装置内，从而使该计算机装置实现以下功能按每项对所接收到的信息进行分类；以及，将该被分类的项中唯一识别该信息的项存储于所述TCAM内，将其它项存储于所述外部存储器内。
7.如权利要求6所述的程序，其特征在于，可以实现以下功能在新接收到信息时，在存储该信息之前，以所述被分类项中唯一识别该信息的项作为检索关键字，来检索存储于所述TCAM内的信息的功能；根据该检索，在新接收的信息的所述唯一识别项和已经存储于所述TCAM内的信息的所述唯一识别项不一致时，启动所述执行存储的功能进行的存储处理的功能；以及根据该检索，在新接收的信息的所述唯一识别的项与已经存储于所述TCAM内的信息的所述唯一识别的项一致时，比较与该唯一识别的项相对应的、存储于所述外部存储器内的信息与新接收信息的同一项的新旧的功能。
8.如权利要求7所述的程序，其特征在于，该程序实现以下功能根据所述执行比较的功能的比较结果，在新接收的信息旧于已经存储于所述外部存储器内的信息或与之相同时，忽略该新接收信息的功能；以及根据所述执行比较的功能的比较结果，在新接收的信息比已经存储于所述外部存储器内的信息新时，利用新接收的信息对已经存储于所述外部存储器内的信息进行更新的功能。
9.如权利要求6所述的程序，其特征在于，该程序实现下述功能，即使用存储于所述TCAM和所述外部存储器内的信息，基于到达的包的目标地址来执行最短路径检索。
10.如权利要求9所述的程序，其特征在于，实现基于所述最短路径检索，来决定到达的包的下一路程段的功能。
11.一种记录了权利要求6所述的计算机装置可读取的记录媒体。
12.一种LSDB检索装置，安装于包传输装置内，并设置在对从输入线路输入的包执行处理的接口内，其特征在于，具有使用路由协议的控制包来收集所接收到的信息的单元；对该收集到的接收信息的至少一部分项进行存储的单元；以及对该存储的信息以及利用所述执行收集的单元所新接收信息的至少一部分项的信息进行比较，来判断该信息的新旧的单元。
13.如权利要求12所述的LSDB检索装置，其特征在于，具有基于所述执行判断的单元的判断结果，在所述新接收信息的至少一部分项的信息是新于所述已存储的信息的信息时，向路径控制装置传送具有所述新接收信息的新到达的控制包，在所述新接收信息的至少一部分项的信息是与所述已存储的信息相同或者是更旧的信息时，废弃具有所述新接收信息的新到达的控制包。
14.如权利要求13所述的LSDB检索装置，其特征在于，具有基于所述执行判断的单元的判断结果，在所述新接收信息的至少一部分项的信息是新于所述已存储的信息之信息时，将已经传送到所述路径控制装置的控制包的至少一部分项的信息传送到其他接口内的LSDB检索装置的单元。
15.如权利要求14所述的LSDB检索装置，其特征在于，具有基于所述执行判断的单元的判断结果，在所述新接收信息的至少一部分项的信息是新于所述已存储的信息之信息时，将具有所述新接收信息的新到达的控制包的至少一部分项的信息传送到其他接口内的LSDB检索装置的单元；以及用于存储从其他装置传送来的所述控制包的至少一部分项的信息的单元。
16.一种程序，其应用于LSDB检索装置，所述LSDB检索装置安装于包传输装置内，并设置在对从输入线路输入的包执行处理的接口内，其特征在于，所述程序通过安装在计算机装置上而使该计算机装置执行以下功能使用路由协议的控制包来收集接收到的信息；存储该收集到的接收信息的至少一部分；对该存储的信息以及利用所述执行收集的功能所新接收信息的至少一部分信息进行比较，来判断该信息的新旧。
17.如权利要求16所述的程序，其特征在于，该程序实现以下功能基于所述执行判断的功能的判断结果，在所述新接收信息的至少一部分信息是新于所述存储的信息之信息时，向路径控制装置传送具有所述新接收信息的新到达的控制包，在所述新接收的信息的至少一部分信息与所述存储的信息相同或者是更旧的信息时，废弃具有所述新接收信息的新到达的控制包。
18.如权利要求17所述的程序，其特征在于，该程序实现以下功能基于所述执行判断的功能的判断结果，在所述新接收信息的至少一部分信息是新于所述已存储的信息之信息时，将已经传送到所述路径控制装置的控制包的至少一部分信息传送到其他接口内的LSDB检索装置。
19.如权利要求18所述的程序，其特征在于，该程序实现以下功能基于所述执行判断的功能的判断结果，在所述新接收信息的至少一部分项的信息是新于所述已存储的信息之信息时，将具有所述新接收信息的新到达控制包的至少一部分项的信息传送到其他接口内的LSDB检索装置；以及用于存储其他装置传送来的所述控制包的至少一部分项的信息。
20.一种记录了权利要求16所述的程序的所述计算机装置可读取的记录媒体。
全文摘要
本发明提供了一种路由表生成装置，基于从输入线路输入的包的目标地址，产生用于决定该包的下一路程段的路由表，它具有TCAM、外部存储器、按照每项对所接收的信息进行分类的单元、以及将该被分类的项中唯一识别该信息的项存储于所述TCAM内，将其他项存储于所述外部存储器内的单元。
文档编号H04L12/56GK1701577SQ20048000106
公开日2005年11月23日 申请日期2004年8月18日 优先权日2003年8月20日
发明者宇贺雅则, 栗本崇, 青木道宏 申请人:日本电信电话株式会社