JPH05219065A

JPH05219065A - メッセージ経路指定装置

Info

Publication number: JPH05219065A
Application number: JP4235948A
Authority: JP
Inventors: Martyn J Riley; マーティン・ジェイムズ・リリー; Anthony J Wiley; アンソニー・ジョン・ウィリー
Original assignee: Hewlett Packard Co
Current assignee: HP Inc
Priority date: 1991-09-03
Filing date: 1992-09-03
Publication date: 1993-08-27
Anticipated expiration: 2017-08-19
Also published as: DE69123149D1; JP3315728B2; DE69123149T2; EP0530394A1; US5293488A; EP0530394B1

Abstract

(57)【要約】【目的】専用ハードウェアを必要としない、スループ
ットの増大したメッセージ経路指定装置を提供するこ
と。【構成】複数の通信ネットワーク(A〜N)間でメッセーシ゛の経路指
定を行う従来のメッセーシ゛経路指定装置は一般に、各通信ネッ
トワーク用の個々のネットワーク・インターフェイス・カート゛と、フ゜ロセッサ・ヘ゛ース
の共用経路指定マネーシ゛ャ(11)とからなり、このマネーシ゛ャ(11)
を用いて前記カート゛がハ゛ックフ゜レーン・ハ゛ス・システム(12)を介して通
信を行う。従来の帯域幅制限を克服する為、本発明は各
カート゛(20A〜20N)に局所経路指定マネーシ゛ャ(21)を設け、この
マネーシ゛ャ(21A〜21N)を閉ルーフ゜内で相互接続する高速2地点
間リンク(22)を設けた。各マネーシ゛ャ(21)は、送られてきたメッセ
ーシ゛が、関連するネットワークを介した外部への伝送用のもの
か認識し、そうでない場合、そのメッセーシ゛は次のカート゛のマネ
ーシ゛ャ(21)へと送られる。マネーシ゛ャ(21)が経路指定できない
メッセーシ゛は共用経路指定マネーシ゛ャ(11)へ送られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数の通信装置間にお
いてメッセージの経路指定を行うメッセージ経路指定装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】本明細
書において、「通信装置」という用語は、１つのエンテ
ィティがもう１つのエンティティと通信を行えるように
する手段を表すものである。こうした手段は、通信ネッ
トワークによって構成することが可能であり、実際、本
書で用いるところの「通信ネットワーク」という用語
は、概して、ネットワークに接続されたエンティティ間
において、ネットワークを介して、別個のメッセージを
送るタイプの、とりわけ、コンピュータ・ネットワーク
とテレホンネットワークとの両方を包含するものと理解
すべきである。こうしたネットワークは、多数のネット
ワーク・エンティティを相互接続することができるが、
ネットワークによって、２つのエンティティだけしか相
互接続されない場合もあり得る。「メッセージ」という
用語は、本書では、一般に、データ・パケットのよう
な、それ自体に関連する宛先アドレスを備えた離散的デ
ータ項目を表すために用いられている。

【０００３】とりわけ、コンピュータ関連分野での近年
におけるネットワークの蔓延、及び、分離されたネット
ワーク間における連結性を高める要求の増大の結果とし
て、「ルータ」と呼ばれる、異なるネットワーク間にお
けるメッセージの経路指定を行うことを目的とした、あ
る種の装置が発達した。一般に、１つ以上のネットワー
クを介在させることによって、１つのネットワークに接
続されたソース・エンティティからもう１つのネットワ
ーク上の宛先エンティティにメッセージを送るため、メ
ッセージが（最終宛先のアドレスと共に）、隣接するネ
ットワークを相互接続するルータを介して、ネットワー
クからネットワークへと一連のホップによって送られ
る。メッセージが、１つのネットワークからルータに送
られる毎に、ルータによってメッセージの最終宛先が確
かめられ、メッセージは、さらに、そのルータに接続さ
れた最も適合するネットワークを介して、その行程の次
のホップ上に送り出される。次のホップ上にメッセージ
を送る際、ルータは、前進ネットワーク上のネットワー
ク・エンティティにメッセージを送る。このエンティテ
ィは、もう１つのルータであり、また、宛先エンティテ
ィが当該ネットワーク上にある場合には宛先エンティテ
ィ自体である。

【０００４】一般に、異なるタイプのネットワークで用
いられる物理アドレス指定機構は、互換性を有さないの
で、異なるネットワーク間でメッセージを送るためのプ
ロトコルは、全てのネットワークに有効な高レベルのア
ドレス（ＩＰアドレスまたはインターネット・アドレス
等）を利用する。ルータは、一般に、各メッセージに備
わった高レベルの宛先アドレスを利用して、その経路指
定機能を実施するが、もちろん、ルータは、実際にメッ
セージを送れるようになる前に、低レベルの物理アドレ
スによって次のホップ宛先のアドレスを導き出す必要が
ある。

【０００５】図１に示すように、既知のルータは、それ
ぞれ、前記通信ネットワークＡ、Ｂ．．．Ｎのそれぞれ
を介してメッセージの受信と送信との両方又はその一方
を行う働きをする、複数のネットワーク・インターフェ
イス・カード１０Ａ、１０Ｂ．．．１０Ｎと、共用経路
指定マネージャ１１、及び前記共用経路指定マネージャ
と前記ネットワーク・インターフェイス・カードとの相
互通信を行うバックプレーン・バス・システムから構成
されるのが普通である。一般に、インターフェイス・カ
ードは、専用ハードウェアの形で実施されるが、共用経
路指定マネージャは、適切にプログラムされた汎用プロ
セッサを利用して実施される。共用経路指定マネージャ
１１は、インターフェイス・カードが受信したメッセー
ジを、そのメッセージに含まれる高レベル宛先アドレス
に基づいて、関連するネットワークＡ〜Ｎを介した前進
送信に適合するインターフェイス・カードに経路指定す
るという共用機能を、前記ネットワーク・インターフェ
イス・カード１０Ａ〜１０Ｎに提供する。

【０００６】経路指定の決定を行う際に共用経路指定マ
ネージャが利用する経路指定情報は、高レベル宛先アド
レスをネットワークに関連づける経路指定テーブル１
３、及び、新たに受信したメッセージを次に送らなけれ
ばならない、ネットワーク上の次のホップ・アドレスに
納められている。厳密なプロトコルの層化を厳守する場
合、次のホップ・アドレスは、高レベルの形をとり、こ
のアドレス及び関連するメッセージは、次いで、関連す
るネットワーク・インターフェイス・カードに送られ、
このメッセージは、高レベルの次のホップ・アドレスを
物理的アドレスに変換してから、関連するネットワーク
上に最終的に送り出される。ただし、より一般的には、
共用経路指定マネージャは、次のホップ・アドレスを低
レベルの物理的アドレス形式で保持して、インターフェ
イス・カードが、高レベルの次のホップ・アドレスを低
レベルのアドレスに変換するタスクから解放されるよう
にする。いずれの場合も、全てのメッセージに関する実
際の経路指定の決定が、共用経路指定マネージャによっ
て行われるのは、明らかである。

【０００７】図１の形式のルータの性能は、一般に、共
用経路指定マネージャの実施に用いられるプロセッサの
処理速度及びバックプレーン・バスの帯域幅によって制
限される。

【０００８】性能向上のために考えられるアプローチの
１つとして、例えば、共用経路指定マネージャとの間で
送信と受信との両方又はその一方が行われるメッセージ
を、メッセージのヘッダ（宛先アドレスはヘッダに含ま
れている）の転送に限定することによって、バックプレ
ーン・バスに渡って転送されるデータ量を制限する、と
いうことがある。しかし、このアプローチは、これらの
制限に有効な解決策を提供するものではなく、バックプ
レーン・ベースのルータ・アーキテクチャにおける帯域
幅の限界を単に緩和するものである。

【０００９】ルータのスループットを向上させるための
考えられるもう１つアプローチは、汎用プロセッサを用
いるのではなく、全ての経路指定機能を実施する専用ハ
ードウェアを設けるということである。このアプローチ
は、費用が嵩み、融通性に乏しいという二重の欠陥を有
している。

【００１０】本発明の目的は、その全ての実施態様につ
いて専用ハードウェアを必要としない、スループットの
増大したメッセージ経路指定装置を提供することにあ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、それぞ
れ、関連する通信装置を介してメッセージの受信と送信
の両方または一方を行う働きをする、複数のインターフ
ェイス装置と、共用経路指定マネージャと、共用経路指
定マネージャとインターフェイス装置との相互通信を行
う内部通信手段（バックプレーン・バス等）とからなる
メッセージ経路指定装置が提供される。前記共用経路指
定マネージャは、前記インターフェイス装置により受信
されたメッセージに含まれる個々の宛先アドレスに基づ
き、前記インターフェイス装置のうち関連する前記通信
装置を介した前進送信に適するものに対して、前記メッ
セージの経路指定を行うための共用機能を前記インター
フェイス装置に提供する。

【００１２】本発明は次のような特徴を有するものであ
る。即ち、前記インターフェイス装置の各々には、イン
ターフェイス装置がその関連する通信装置から新たに受
信したメッセージを含む、経路指定すべきメッセージを
受信するための入力手段と、関連する通信装置を介して
送信すべきメッセージのための第１の出力と、前記メッ
セージのうち他のメッセージのための第２の出力とを備
えた局所経路指定マネージャが設けられており、該局所
経路指定マネージャは、限定された経路指定機能を提供
するよう働くものである。この限定された経路指定機能
とは、宛先アドレスから、同じインターフェイス装置に
よりその関連する通信装置を介して送信することにな
る、前記入力手段により受信されたメッセージを識別
し、その識別されたメッセージを経路指定されたメッセ
ージとして前記第１の出力に送り、前記メッセージのう
ち他のメッセージを経路指定されていないメッセージと
して前記第２の出力に送る、ということを含んでいる。

【００１３】また、本発明は次のような特徴も有する。
即ち、本発明のメッセージ経路指定装置には、各局所経
路指定マネージャの第２の出力を、次の局所経路指定マ
ネージャの入力手段に接続することにより、局所経路指
定マネージャを閉ループ内で相互接続し、これによっ
て、経路指定されていないメッセージをインターフェイ
ス装置間において送ることを可能にして、経路指定が行
われるように働く、複数の２地点間リンクが含まれてい
る。

【００１４】さらに、本発明のメッセージ経路指定装置
は、局所経路指定マネージャにより経路指定されていな
いメッセージを共用経路指定マネージャに送り、これに
より経路指定を行う、送信手段を含んでいるという特徴
も有する。

【００１５】このアーキテクチャの場合、新たに受信さ
れたメッセージは、局所経路指定マネージャのうちの１
つが、そのメッセージを、関連する通信ネットワークを
介して送るべきものと認識するまで、関連する局所経路
指定マネージャの間で、１つのネットワーク・インター
フェイスからもう１つのネットワーク・インターフェイ
スへと送られることになる。局所経路指定マネージャを
高速リンクとして相互接続するリンクを実施することに
よって、とりわけ、各局所経路指定マネージャがそれぞ
れの送出（outbound）リンクに単独アクセスするので、
高スループットを達成することが可能になる。従って、
共用経路指定マネージャは、局所経路指定マネージャが
メッセージの経路指定を行うことができず、こうしたメ
ッセージを認識する働きをする送信手段によって、この
メッセージが共用経路指定マネージャに送られる場合に
限って、働かされることになる。共用経路指定マネージ
ャに送られるメッセージは、便宜上、内部通信手段（一
般にはバックプレーン・バス）を利用することが可能で
あるが、これらの手段はまた、共用経路指定マネージャ
によって、前進送信に適したインターフェイスにメッセ
ージを返すためにも利用される。内部通信手段に固有の
帯域幅の制限が、一般に、メッセージ経路指定装置の総
合性能にとって重大なことでないことは明らかである。

【００１６】留意すべきは、メッセージが、全ての局所
経路指定マネージャを通過するまで、局所経路指定マネ
ージャによって、経路指定不能のものと認識されないこ
とが望ましいが、これは必須要件ではなく、局所経路指
定マネージャのいくつかのみを通過した後に共用経路指
定マネージャにメッセージが送られるといった望ましく
ないアーキテクチャを構想することも可能である。

【００１７】送信手段の機能性は、各局所経路指定マネ
ージャが共同して与えるのが望ましく、その各局所経路
指定マネージャは、その局所経路指定マネージャが前記
経路指定されていないメッセージとして以前に送り出し
た後に返ってきたところを局所経路指定マネージャの入
力手段が受信したメッセージを共用経路指定マネージャ
に転送する働きをする。こうした構成により、全ての局
所経路指定マネージャは、共用経路指定マネージャにメ
ッセージが送られる前にそのメッセージの経路指定を行
う機会を持つことが保証される。

【００１８】局所経路指定マネージャが、全ての局所経
路指定マネージャを通過したものとしてメッセージを認
識できるようにするには、各局所経路指定マネージャ
は、関連する通信装置を介して新たに受信した各メッセ
ージにマーキングを行い、それが前記経路指定されてい
ないメッセージとして第２の出力に送られるべきか否か
の判定を行う働きをするのが望ましく、この局所経路指
定マネージャは、さらに、その入力手段が受信したメッ
セージを監視し、それ自体が以前にマーキングが行われ
たメッセージを前記共用経路指定マネージャに転送する
働きをする。このマーキングは、局所経路指定マネージ
ャに一意なマークといった形態をとるのが有効である。

【００１９】好適には、少なくとも１つのインターフェ
イス装置の局所経路指定マネージャは、インターフェイ
ス装置に関連した通信装置を介して新たに受信したメッ
セージが送られ、これらのメッセージの少なくともいく
つかにマーキングを行って、それらを局所経路指定マネ
ージャの前記第２の出力に送る働きをする、第１の経路
指定装置と、前記リンクを介して局所経路指定マネージ
ャの前記入力手段に送られる前記経路指定されていない
メッセージを受信するように構成され、そのメッセージ
の宛先アドレスに基づいて、受信する各メッセージの経
路指定を行う働きをする、第２の経路指定装置とからな
り、インターフェイスに関連した通信装置を介した前進
送信を意図したものと前記第２の経路指定装置が認識す
るメッセージは、局所経路指定マネージャの前記第１の
出力に送られ、残りのメッセージは、前記第１の経路指
定装置に送られるようにし、前記第１の経路指定装置
は、さらに、第２の経路指定装置から受信する各メッセ
ージを監視し、そのメッセージが、局所経路指定マネー
ジャが以前にマーキングを行ったものである場合に、前
記内部通信手段を介して前記共用経路指定マネージャに
そのメッセージを送り、別様である場合には、そのメッ
セージを前記局所経路指定マネージャの第２の出力に送
る働きをする。

【００２０】実際、新たに受信したメッセージは、メッ
セージ経路指定装置自体にアドレス指定される可能性が
あるので、第１の経路指定装置は、こうした各メッセー
ジの宛先アドレスを監視して、メッセージがメッセージ
経路指定装置を意図したものであることを宛先アドレス
が示す場合に、共用経路指定マネージャに前記メッセー
ジを直接送る、といった働きをするのが望ましい。

【００２１】第２の経路指定装置は、通常、特定の宛先
アドレスを当該ネットワーク・インターフェイス装置と
関連づける局所経路指定テーブルを備えている。この第
２の経路指定装置は、受信した経路指定されていない前
記各メッセージの宛先アドレスを前記局所経路指定テー
ブルにおいて参照し、該テーブルにおいて、参照したア
ドレスがインターフェイス装置に関連している場合に、
ネットワーク・インターフェイス装置に関連したネット
ワークを介した前進送信を意図したものとして、そのメ
ッセージを認識する働きをする。

【００２２】第２の経路指定装置は、好適には、共用経
路指定マネージャによって、関連する通信装置による前
進通信のためのインターフェイス装置に対して経路指定
されたメッセージを受信し、こうした各メッセージの宛
先アドレスを局所経路指定テーブルにおいて参照し、該
アドレスとそのインターフェイス装置との間に関連がな
い場合に、そうした関連が存在しない旨の信号を前記共
用経路指定マネージャに送り、共用経路指定マネージャ
は、それに応じて、前記内部通信手段を介して局所経路
指定テーブルを更新する、といった働きをする。

【００２３】

【実施例】本発明を実施した２つのルータの各々を、特
に、限定的でない実施例により図面を参照して説明す
る。

【００２４】以下に説明する本発明を実施した２つのル
ータは、インターネット・アドレス、またはＩＰアドレ
スの形をとる高レベル宛先アドレスを備えたメッセージ
の経路指定を意図したものであり、一般に、インターネ
ット・プロトコルに従って動作する（例えば、１９９１
年にPrentice-Hall発行の、Douglas E.Comerによる「In
ternet working with TCP/IP」第２版を参照のこと）。

【００２５】第１のルータ図２は、本発明を実施した第１のルータを示すブロック
図である。このルータは、個々の通信ネットワークＡ〜
Ｎを介してメッセージの送信と受信の両方または一方を
行う働きをする、複数のネットワーク・インターフェイ
ス装置２０Ａ〜２０Ｎから構成される。標準的には、ネ
ットワーク・インターフェイス装置２０Ａ〜２０Ｎは、
共通のバックプレーン・バス１２を介して共用経路指定
マネージャ１１に接続される。共用経路指定マネージャ
１１は、プログラム制御下で実行する汎用プロセッサを
利用して実施される。共用経路指定マネージャ１１は、
完全な経路指定テーブルを維持し、経路指定情報のデー
タ・ベースにアクセスする。共用経路指定マネージャ１
１は、必要であれば、あるインターフェイス装置によっ
て送られたメッセージを、別のインターフェイス装置の
うち前進送信に適したものに経路指定する働きをし、そ
のメッセージは、バックプレーン・バス１２を介して、
共用経路指定マネージャ１１と当該インターフェイス装
置との間で送信される。

【００２６】本発明によれば、各ネットワーク・インタ
ーフェイス装置２０Ａ〜２０Ｎには、局所経路指定マネ
ージャ２１Ａ〜２１Ｎ（図中ではＬＲＭと記す）が設け
られており、これらの局所経路指定マネージャは、複数
の単方向性２地点間リンク２２により、閉ループをなす
ように相互接続されている。概して、ルータの動作に
は、ネットワークＡ〜Ｎの１つから新たに受信した各メ
ッセージを、局所経路指定マネージャ２１及びリンク２
２によって形成された閉ループで循環させることが必要
であり、このメッセージが通過する各局所経路指定マネ
ージャ２１は、次いで、そのメッセージを調べて、その
局所経路指定マネージャに関連したネットワークを介し
て送り出すべきものであるか否かを確認し、それが送り
出すべきものである場合には、対応するネットワーク上
の当該ネットワーク・インターフェイス装置がそのメッ
セージを導出して送り出す。全ての局所経路指定マネー
ジャを通過した後に、ネットワークＡ〜Ｎの１つへの送
出メッセージとして経路指定されていないメッセージが
依然として存在する場合には、そのメッセージは、バッ
クプレーン・バス１２を介して共用経路指定マネージャ
１１に送られて、適切に処理されることになる。

【００２７】リンク２２自体は、高速直列リンクでも、
高速並列リンクでもかまわない。送受信ネットワーク・
インターフェイス装置２０の間の経路においてメッセー
ジの大部分を伝送するのが、これらのリンク２２である
ことは、明らかである。従って、局所経路指定マネージ
ャ２１によって経路指定できないメッセージは、依然と
して、共通のバックプレーン・バス１２を介して共用経
路指定マネージャ１１に送られるが、共通のバックプレ
ーン・バス１２は、ほとんどのメッセージについて処理
を行わなくて済むことになる。

【００２８】図３には、図２の構成がさらに詳細に示さ
れている。同図から分かるように、各ネットワーク・イ
ンターフェイス装置２０Ａ〜２０Ｎは、低レベルのイン
ターフェイス・ハードウェア２３Ａ〜２３Ｎと、既述の
局所経路指定マネージャ２１Ａ〜２１Ｎによって構成さ
れている。低レベルのインターフェイス・ハードウェア
２３の目的は、対応するネットワークに対して、低レベ
ルのインターフェイス機能を提供することにある（これ
らは、媒体アクセス制御、即ちＭＡＣ機能、及び物理層
(physical-layer)信号調整である）。メッセージがイン
ターネット・プロトコルに従ってフォーマットされてい
る場合、ネットワークを介して受信したメッセージは、
低レベルのインターフェイス・ハードウェア２３により
処理された後に、基礎をなすネットワークにより必要と
されるヘッダ及びトレーラが取り除かれたＩＰデータグ
ラムとして生じることになり、逆に、次のホップの物理
アドレスと共に低レベルのハードウェアに送られるＩＰ
データグラムは、当該ネットワークを介して送出される
前に、物理層フレームに封じ込められる。

【００２９】各局所経路指定マネージャ２１は、同じイ
ンターフェイス装置の低レベルのインターフェイス・ハ
ードウェア２３からメッセージを受信するための入力２
５と、局所経路指定マネージャが、すぐ上流に位置する
（リンク２２と局所経路指定マネージャ２１によって形
成されたループにおけるメッセージの循環方向で考えた
場合）ネットワーク・インターフェイス装置の局所経路
指定マネージャから送られてくるメッセージを受信でき
るようにするために、そのインターフェイス装置に関連
した受け入れ(inbound)リンク２２が接続されている入
力２６と、バックプレーン・バス１２から、それを通っ
てくる、共用経路指定マネージャ１１からのメッセージ
を局所経路指定マネージャが受信できるようにする入力
２７とを備えている。局所経路指定マネージャには、さ
らに、対応するネットワークを介した送出伝送のため、
関連する低レベルのインターフェイス・ハードウェア２
３にメッセージを送る第１の出力２８と、リンク２２の
１つを介して、下流のネットワーク・インターフェイス
装置における局所経路指定マネージャにメッセージを送
るための出力２９と、局所経路指定マネージャをバック
プレーン・バス１２に接続し、経路指定されていないメ
ッセージを共用経路指定マネージャ１１に送って、経路
指定が行えるようにする出力３０とが設けられている。
図３の場合、分かりやすくするため、局所経路指定マネ
ージャ２１Ｂについては、これらの入力及び出力だけし
か示していない。

【００３０】局所経路指定マネージャは、図面には明示
されていない標準的な手段によりデータ及び制御信号を
共用経路指定マネージャ１１と交換することも可能であ
る。

【００３１】論理的には、各局所経路指定マネージャ２
１は、入力チャネル４０及び出力チャネル５０から構成
されるものとみなすことができる。入力チャネル４０
は、局所経路指定マネージャの入力２５に接続され、さ
らに、同じ経路指定マネージャの出力チャネル５０から
のメッセージを受信するように接続されている。入力チ
ャネル４０はまた、局所経路指定マネージャ２１の出力
２９，３０にも接続されている。出力チャネル５０は、
局所経路指定マネージャの入力２６，２７及び出力２８
に接続され、さらに、この出力チャネルは、同じ局所経
路指定マネージャの入力チャネル４０にメッセージを送
るように接続されている。

【００３２】図４において、入力チャネル４０は、機能
ブロック図として示されている。この入力チャネルは、
２つのＦＩＦＯ（先入れ先出し）バッファ４１Ａ，４１
Ｂから構成される。バッファ４１Ｂは、対応する出力チ
ャネル５０から送られてくるメッセージを待ち行列に入
れ、一方、バッファ４１Ａは、対応する低レベルのイン
ターフェイス・ハードウェア２３から、関連する局所経
路指定マネージャの入力２５に送られてきた新たな受信
メッセージを待ち行列に入れる。さらに、入力チャネル
４０は、コントローラ４２、及び、入力側がＦＩＦＯバ
ッファ４１Ａ，４１Ｂの出力に接続され、出力側が入力
チャネル４０を含む局所経路指定マネージャの出力２
９，３０に接続されたメッセージ・スイッチ４３から構
成される。コントローラ４２は、ＦＩＦＯバッファ４１
Ａ，４１Ｂに送られてくるメッセージの宛先アドレスを
監視し、スイッチ４３を制御して、その宛先アドレスに
従って各メッセージをスイッチする働きをする。

【００３３】以下で明らかになる理由から、局所経路指
定マネージャ２１が取り扱う各メッセージは、メッセー
ジに対して前置されたオクテット(octet prepended)の
形態を一般にとるネットワーク・インターフェイス・マ
ークによってタグ付けされる。各メッセージは、それが
局所経路指定マネージャ２１及びリンク２２によって形
成される閉ループ循環システムに入る際にこのマークが
付けられ、この循環システムを出る際に該マークが除去
される。マークの値は、関連するメッセージを取り扱う
第１の局所経路指定マネージャによって、この局所経路
指定マネージャをルータ内で一意的に識別する値にセッ
トされる。このため、各局所経路指定マネージャの入力
チャネル４０には、ゼロに初期設定されたオクテット
を、低レベルのインターフェイス２３から受信する各メ
ッセージに対して前置するマーク前置装置４５、及び、
コントローラ４２により制御されて、出力２９を介して
出力される各メッセージに対して前置されるマークの値
をセットするマーク・セット装置４６が設けられてい
る。

【００３４】プログラマブル・ハードウェアによって実
施するのが望ましいコントローラ４２は、図５のフロー
チャートにより示される機能性に従ってスイッチ４３の
制御を行う。即ち、ＦＩＦＯバッファ４１ＡまたはＦＩ
ＦＯバッファ４１Ｂのヘッドからスイッチ４３に送られ
る各メッセージ毎に、コントローラ４２は、まず、その
メッセージの宛先ＩＰアドレスが、現在のネットワーク
・インターフェイス装置２０のものであるか否かを判定
し（ステップ６１）、そのメッセージの宛先ＩＰアドレ
スが現在のネットワーク・インターフェイス装置２０の
ものである場合、そのメッセージは、ルータ自体にアド
レス指定されたものであるということになる。この場
合、コントローラ４２は、スイッチ４３を制御して、そ
のメッセージを出力３０を介して共用経路指定マネージ
ャ１１に送る（ステップ６６）が、その前置されたネッ
トワーク・インターフェイス・マークは除去される。

【００３５】また、前記メッセージが、ルータ自体を意
図したものでない場合には、コントローラ４２が、チェ
ックを行って、ネットワーク・インターフェイス・マー
クが、別のネットワーク・インターフェイス装置の局所
経路指定マネージャを介してメッセージが既に送られて
いることを表す非ゼロ値にセットされているかどうかを
確認する。コントローラ４２が、ネットワーク・インタ
ーフェイス・マークがセットされていないと判定した場
合（ステップ６２）、そのコントローラ４２は、メッセ
ージを、出力２９を介して、送出リンク２２を通り、次
の下流に位置するネットワーク・インターフェイス装置
２０における局所経路指定マネージャ２１の出力チャネ
ル５０に送るように、スイッチ４３を制御する（ステッ
プ６４）。一方、メッセージがマーク・セット装置４６
を通って出力２９に至る過程で、コントローラ４２は、
マーク・セット装置４６によって、ネットワーク・イン
ターフェイス・マークが、現在のネットワーク・インタ
ーフェイス装置２０を識別する値にセットされるように
するが（ステップ６３）、このようにして取り扱われる
メッセージは、ネットワーク・インターフェイスがその
関連するネットワークから新たに受信したものである。

【００３６】また、コントローラ４２は、検討中のメッ
セージに関連したネットワーク・インターフェイス・マ
ークがセットされていることを確認した場合には、その
マークを調べて、該マークが現在のネットワーク・イン
ターフェイス装置を識別するものであるか否かを確認す
る（ステップ６５）。そうでない場合には、コントロー
ラ４２は、スイッチ４３を制御して、そのままのマーク
を備えたメッセージが、出力２９及び関連するリンク２
２を介して、次の下流に位置するネットワーク・インタ
ーフェイス装置２０における局所経路指定マネージャ２
１の出力チャネル５０に送られるようにする。一方、ネ
ットワーク・インターフェイス・マークが現在のネット
ワーク・インターフェイス装置に対応する場合、これ
は、メッセージが、現在のネットワーク・インターフェ
イス装置によって以前にタグ付けされた後に、リンク２
２及び局所経路指定マネージャ２１によって形成される
閉ループを循環したが、どの局所経路指定マネージャに
も認識されず、経路指定されなかったことを表してい
る。どの局所経路指定マネージャ２１もそのメッセージ
の経路指定を行うことができないため、コントローラ４
２は、引き続き、出力３０を介して共用経路指定マネー
ジャ１１にメッセージを送るが、その前置されたネット
ワーク・インターフェイス・マークは除去される。

【００３７】以上から明らかなように、入力チャネル４
０は、ルータ自体を意図したメッセージを除き、新たに
受信したメッセージを局所経路指定マネージャ２１及び
リンク２２によって形成される閉ループ・メッセージ循
環システム内に導入する働きをする。入力チャネル４０
はまた、完全に回路を一周した、従って、局所経路指定
マネージャ２１では経路指定できないとみなさなければ
ならないメッセージを、閉ループの循環から除く働きも
する。ネットワークを介して新たに受信したメッセージ
は、インターフェイス装置に関連したネットワークに送
り出すべきか否かを考慮せずに、受信側のインターフェ
イス装置の局所経路指定マネージャ２１から送り出され
るが、これらのメッセージは、それが該ネットワークに
おける宛先を意図したものであれば、最初に直接そこへ
送られ、ルータには送られないので、通常、こうした経
路指定を受ける必要がないのは、もちろん明らかであ
る。

【００３８】図６には、出力チャネル５０が、機能ブロ
ック図で示されている。この出力チャネル５０は、２つ
の入力ＦＩＦＯバッファ５１Ａ，５１Ｂから構成され
る。バッファ５１Ａは、入力２７を介して共用経路指定
マネージャ１１から受信したメッセージを待ち行列に入
れ、一方、バッファ５１Ｂは、入力２６を介して上流の
ネットワーク・インターフェイス装置２０の入力チャネ
ル４０から受信したメッセージを待ち行列に入れる。さ
らに、出力チャネル５０は、コントローラ５２、及び、
入力側がＦＩＦＯバッファ５１の出力に接続され、出力
側が、局所経路指定マネージャを低レベルのインターフ
ェイス・ハードウェア２３に接続する出力２８と、同じ
局所経路指定マネージャ２１の入力チャネル４０との両
方に接続されたスイッチ５３から構成される。コントロ
ーラ５２は、ＦＩＦＯバッファ５１Ａ，５１Ｂに入力さ
れる各メッセージの宛先ＩＰアドレスを調べ、その調べ
た宛先アドレスに従ってメッセージのスイッチを行う働
きをする。コントローラ５２は、その制御機能を実施す
る際に、宛先ＩＰアドレスを、出力チャネル５０が一部
を形成するネットワーク・インターフェイス装置に関連
したネットワークに接続されているエンティティの物理
的アドレスに関連づける、局所経路指定テーブル５４に
アクセスする。コントローラ５２は、局所経路指定テー
ブル５４をＲＡＭメモリ内に保持したプログラマブル・
ハードウェアとして実施するのが望ましい。

【００３９】入力チャネル４０に関して、出力チャネル
５０には、メッセージ循環ループに入ってくる、入力２
７を介して共用経路指定マネージャから受信する各メッ
セージに、ゼロのオクテットの形をとるネットワーク・
インターフェイス・マークを前置するための、マーク前
置装置５５も設けられている。さらに、この出力チャネ
ルは、ループをたどって入力チャネルに戻るメッセージ
に対して前置されるマークの値をセットするためのマー
ク・セット装置５６も備えている。

【００４０】コントローラ５２は、図７に示すフローチ
ャートに従って、出力チャネル５０の動作を制御する働
きをする。即ち、スイッチ５３によってスイッチされる
各メッセージ毎に、コントローラ５２は、まず、局所経
路指定テーブル５４においてメッセージの宛先ＩＰアド
レスを参照する（ステップ７１）。その宛先ＩＰアドレ
スに関する項目が存在しない場合、コントローラ５２
は、そのメッセージが、出力チャネルが一部を形成する
ネットワーク・インターフェイス装置に関連するネット
ワークを介して伝送する必要がないものであるとみな
す。この場合、コントローラは、次に、そのメッセージ
を調べて、そのメッセージに前置されるネットワーク・
インターフェイス・マークがセットされているか否かを
確認する（ステップ７５）。ネットワーク・インターフ
ェイス・マークがセットされている場合、コントローラ
５２は、スイッチ５３を制御して、そのネットワーク・
インターフェイス・マークと共に、前記メッセージを、
同じ局所経路指定マネージャの入力チャネル４０に送る
（ステップ７７）。また、ネットワーク・インターフェ
イス・マークがセットされていない場合には、コントロ
ーラ５２は、そのメッセージが、共用経路指定マネージ
ャから局所経路指定マネージャに送られたものとみな
し、即ち、共用経路指定マネージャが、現在のネットワ
ーク・インターフェイス装置に関連したネットワークを
介して経路指定されるべきであると確信するメッセージ
であるとみなす。

【００４１】この時点で、局所経路指定テーブル５４に
は、メッセージの宛先ＩＰアドレスを認識して、前進送
信のための関連する低レベルのインターフェイス・ハー
ドウェアにメッセージを送ることを可能にした項目が存
在したはずであるため、コントローラ５２は、局所経路
指定テーブル５４の内容によって表される知識が、おそ
らく不十分であることを認識する。そのメッセージを閉
ループメッセージ循環システムに送り込んで、他の全て
の局所経路指定マネージャを通過させてもほとんど無駄
なのは明らかであり、従って、コントローラ５２は、マ
ーク・セット装置５６によって、ネットワーク・インタ
ーフェイス・マークが現在のネットワーク・インターフ
ェイス装置を識別する値にセットされるようにする（ス
テップ７６）。次に、そのメッセージは、同じ局所経路
指定マネージャ２１の入力チャネル４０に送られて、そ
のネットワーク・インターフェイス・マークが、現在の
ネットワーク・インターフェイス装置を識別するものと
認識され、この結果、そのメッセージは、共用経路指定
マネージャ１１に送り返されることになる。同時に、入
力チャネル４０のコントローラ４２が、フラグを立て
て、そのメッセージが、既に共用経路指定マネージャ１
１が経路指定したものであるが、局所経路指定テーブル
５４には関連する情報が含まれていないことを、共用経
路指定マネージャ１１に知らせる。該環境において、共
用経路指定マネージャは、メッセージを当該インターフ
ェイス装置に送り返す前に、バックプレーン・バス１２
を介して局所経路指定テーブル５４の更新を行うように
構成されている。

【００４２】ここで、図７のフローチャートを検討する
と、コントローラ５２は、局所経路指定テーブル５４に
おいてメッセージの宛先ＩＰアドレスを見つけると、そ
のチェックを行って、メッセージに前置されるネットワ
ーク・インターフェイス・マークがセット済みであるか
否かを確認する（ステップ７２）。ネットワーク・イン
ターフェイス・マークがセット済みでない場合、それ
は、前記メッセージが共用経路指定マネージャ１１から
受信したものであることを表しており、コントローラ５
２は、関連するネットワークを介して送る必要のあるメ
ッセージの断片化が、共用経路指定マネージャ１１によ
って既に実施されたものとみなす。一方、ネットワーク
・インターフェイス・マークがセットされている場合に
は、コントローラ５２は、メッセージの適切な断片化を
実施する（ステップ７３）。次に、その１つのメッセー
ジ（元のメッセージが断片化されている場合には複数の
メッセージ）が、次のホップ・アドレスと共に、そのネ
ットワーク・インターフェイス・マークを除き、対応す
る低レベル・インターフェイス２３に送られ（ステップ
７４）、関連するネットワークを介した前進送信が行わ
れる。

【００４３】以上から分かるように、新たに受信したメ
ッセージは、まず、局所経路指定マネージャ２１とリン
ク２２によって形成される閉ループメッセージ循環シス
テムに送り込まれ（そのメッセージが、共用経路指定マ
ネージャ１１に送られて処置されることになる、ルータ
自体を意図したものでない限り）、これらの機能は、メ
ッセージを受信するネットワーク・インターフェイスの
局所経路指定マネージャ２１における入力チャネル４０
によって実施される。さらに、入力チャネル４０はま
た、新たに受信したメッセージを循環させる前に、その
メッセージにマークを前置する。次に、マーキングされ
た各メッセージは、局所経路指定マネージャ２１間で送
信が行われて、最初に局所経路指定マネージャの出力チ
ャネル５０を通過し、その出力チャネルによって経路指
定されない場合には、ループをたどって、対応する入力
チャネル４０に戻され、引き渡される。メッセージの宛
先ＩＰアドレスが出力チャネル５０の１つによって認識
された場合、そのメッセージは、循環システムから取り
除かれて、対応する低レベルのインターフェイス・ハー
ドウェア２３に送られ、関連するネットワークを介した
前進送信が行われる。一方、マーキングされたメッセー
ジが、最初にそのマークをセットした局所経路指定マネ
ージャ２１に戻された場合には、該局所経路指定マネー
ジャの出力チャネル５０の通過後、該メッセージは、対
応する入力チャネル４０によって、完全に回路を一周し
たものと認識されて、経路指定を受けるため、共用経路
指定マネージャ１１に送られる。やがて、このメッセー
ジは、共用経路指定マネージャ１１によって適合するネ
ットワーク・インターフェイス装置に送られることにな
り、そのネットワーク・インターフェイス装置におい
て、その局所経路指定マネージャ２１の出力チャネル５
０によってチェックを受け、その局所経路指定テーブル
５４内に、適合する項目があるか確認される。適合する
項目が存在しない場合、即ち、以前に経路指定されてい
ない場合には、そのメッセージは、対応する入力チャネ
ル４０を介して共用経路指定マネージャ１１に返され、
共用経路指定マネージャ１１は、前進送信のためにその
メッセージを返す前に、当該局所経路指定テーブル５４
の更新を開始するということになる。

【００４４】共用経路指定マネージャによって、各局所
経路指定マネージャの局所経路指定テーブルに項目を追
加することができるので、局所経路指定テーブルが、当
初は空の可能性があり、共用経路指定マネージャによっ
て急速に密になることになるという意味において、ルー
タの自己始動が可能になる。

【００４５】第２のルータ本発明を実施する第２のルータは、図８に示すように、
個々の関連するネットワークＡ〜Ｎを介してメッセージ
の受信及び送信の両方または一方を行う働きをする、複
数のネットワーク・インターフェイス装置８０Ａ〜８０
Ｎから構成される。ネットワーク・インターフェイス装
置は、バックプレーン・バス１２を介して、プロセッサ
・ベースの共用経路指定マネージャ１１と通信を行う。
共用経路指定マネージャ１１は主経路指定テーブル１３
を保持している。第１のルータと同様に、ネットワーク
・インターフェイス装置８０Ａ〜８０Ｎには、それぞ
れ、局所経路指定マネージャ８１Ａ〜８１Ｎが含まれて
おり、全ネットワーク・インターフェイス装置の局所経
路指定マネージャは、対応する単方向性２地点間リンク
８２によって閉ループで相互接続されている。局所経路
指定マネージャ８１Ａ〜８１Ｎの入力チャネルは、それ
らが循環させるメッセージにはマーキングを行わず、完
全に回路を一周したメッセージの抽出も行わない、とい
う点を除けば、局所経路指定マネージャ８１Ａ〜８１Ｎ
は、第１のルータの局所経路指定マネージャ２１Ａ〜２
１Ｎと同様のものである。この機能は、代わりに、リン
ク８２の１つに挿入される特殊傍受(intercept)装置８
５に委ねられる。この傍受装置８５は、それが受信し
た、以前にマーキングされていないメッセージに対して
マーキングを行い、また、既にマーキングされているメ
ッセージを共用経路指定マネージャ１１に送る働きをす
る。この傍受装置８５は、バックプレーン・バス１２を
介してメッセージを共用経路指定マネージャ１１に送
る。メッセージは、循環から取り除かれる前に、或る局
所経路指定マネージャを２回以上通過することになる可
能性があるという意味において、メッセージのマーキン
グ及び抽出のためのこの構成は、第１のルータの場合よ
りも効率が悪いのは明らかであるが、この構成によっ
て、各入力チャネルの実施が一層簡単になる。

【００４６】もちろん、局所経路指定マネージャ８１Ａ
〜８１Ｎの各出力チャネルは、共用経路指定マネージャ
から受信したが経路指定が行えないものとしてメッセー
ジにタグ付けを行うことが可能である必要性が依然とし
て存在する。これは、適合する項目が、対応する経路指
定テーブルに存在しないためである。こうしたタグに応
答してインターセプト装置８５が共用経路指定マネージ
ャ１１にメッセージを送り返すことによって、後者は、
適合する局所経路指定テーブルの更新を開始することが
できるようになる。

【００４７】変形例上述のルータに対する多様な変更が可能であることは明
らかである。従って、例えば、第１のルータにおいて、
マーキングを実施するインターフェイス装置を一意的に
識別するネットワーク・インターフェイス・マークをメ
ッセージにつける代わりに、ネットワーク・インターフ
ェイス装置の数が既知の場合には、マーキングは、メッ
セージが各局所経路指定マネージャを通過する毎にイン
クリメント／デクリメントするカウントの形をとること
も可能であり、このカウントは、元の局所経路指定マネ
ージャに戻るまでに所定の値に達することになる。

【００４８】さらに、各ネットワーク・インターフェイ
ス装置と共用経路指定マネージャとの通信のために設け
られる手段は、必ずしもバックプレーン・バスの形をと
る必要はなく、例えば、各ネットワーク・インターフェ
イス装置は、個々の双方向性２地点間リンク（リンク２
２，８２とは別のもの）を介して共用経路指定マネージ
ャとの通信を行うことが可能である。

【００４９】ＩＰデータグラムの経路指定に関連して、
第１及び第２のルータについて説明を行ってきたが、他
のタイプのメッセージに対する経路指定も等しく可能で
あることは明らかである。注目に値するのは、あるタイ
プのメッセージが主として重要であるため、ルータが、
このメッセージ・タイプの経路指定専用の局所経路指定
マネージャを備えている場合でさえ、より融通性の高い
共用経路指定マネージャによって他のタイプのメッセー
ジに関する要求も満たすことが可能であるという点であ
る。この場合、各局所経路指定マネージャの入力チャネ
ルが必要とするのは、経路指定を施すように設計されて
いないタイプのメッセージを認識し、次に、経路指定を
受けるため、これらのメッセージを共用経路指定マネー
ジャに直接送ることだけである。共用経路指定マネージ
ャによる経路指定を受けた後、該メッセージは、次のホ
ップの物理アドレスと共に、関連するインターフェイス
装置の低レベルのハードウェアに直接送られる。

【００５０】第１及び第２のルータに関する以上の説明
において、一般に、インターフェイス装置自体の間にお
けるメッセージの送信、及び、インターフェイス装置と
共用経路指定マネージャとの間におけるメッセージの送
信について言及してきたが、理解しておくべきは、この
メッセージの送信においては、ルータからのメッセージ
の送信が必要になるまで、全メッセージではなく、関連
するメッセージのヘッダ情報しか送る必要がないという
ことである（全メッセージは必要になるまで一時記憶さ
れている）。

【００５１】さらに、本発明の以上の説明は、ルータと
して知られる部類の装置に関連して行ってきたが、本発
明は、従来「ルータ」という用語で理解されている範囲
外にあるメッセージ経路指定装置にも適用される。例え
ば、本発明は、同じ基本ネットワークのセグメント（又
はサブ・ネットワーク）を相互接続するブリッジに適用
可能である。さらに、メッセージ経路指定装置は、対応
する通信装置を介して個々の単一のエンティティにサー
ビスを行うように接続された１つ（以上）のインターフ
ェイス装置を備えることが可能であり、こうした場合、
単一のエンティティに送られてくるメッセージには、こ
の段階では、宛先アドレスが含まれている必要はない。
また、メッセージ経路指定装置は、同じ通信装置に接続
された２つ以上のインターフェイス装置を備えることも
可能である。

【００５２】

【発明の効果】本発明は上述のように構成したので、専
用ハードウェアを必要としない、スループットの増大し
たメッセージ経路指定装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】共用経路指定マネージャによるサービスを用い
た、複数のネットワーク・インターフェイス・カードか
らなる従来のルータを示すブロック図である。

【図２】閉ループ内で相互接続され、共通バスを介して
共用経路指定マネージャと通信を行う複数のネットワー
ク・インターフェイス装置を含む、本発明を実施した第
１のルータを示すブロック図である。

【図３】図２に示すルータの３つのネットワークインタ
ーフェイス装置の各々における低レベル・インターフェ
イス及び局所経路指定マネージャを示す機能ブロック図
である。

【図４】図３に示す局所経路指定マネージャの各々にお
ける入力チャネルを示す機能ブロック図である。

【図５】図４の入力チャネルの動作を示すフローチャー
トである。

【図６】図３に示す局所経路指定マネージャの各々にお
ける出力チャネルを示す機能ブロック図である。

【図７】図６の出力チャネルの動作を示すフローチャー
トである。

【図８】本発明を実施した第２のルータを示すブロック
図である。

【符号の説明】

１１共用経路指定マネージャ１２バックプレーン・バス２０Ａ〜２０Ｎネットワーク・インターフェイス装置２１Ａ〜２１Ｎ局所経路指定マネージャ４０入力チャネル５０出力チャネル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の通信装置間でメッセージの経路指定
を行うためのメッセージ経路指定装置であって、前記メ
ッセージが、少なくとも該メッセージ経路指定装置にお
いて受信される際に宛先アドレスを含み、該メッセージ経路指定装置が、前記通信装置のうちの関連する１つを介してメッセージ
の受信及び／又は送信を行うように各々が働く複数のイ
ンターフェイス装置と、共用経路指定マネージャと、この共用経路指定マネージャと前記インターフェイス装
置との相互通信を行う内部通信手段とからなり、前記共用経路指定マネージャが、前記インターフェイス
装置により受信されたメッセージの個々の宛先アドレス
に基づき、前記インターフェイス装置のうち関連する前
記通信装置を介した前進送信に適するものに対して、前
記メッセージの経路指定を行うための共用機能を前記イ
ンターフェイス装置に提供し、関連する通信装置を介してインターフェイス装置が新た
に受信したメッセージを含む、経路指定すべきメッセー
ジを受信するための入力手段と、関連する通信装置を介
して送信すべきメッセージのための第１の出力と、前記
メッセージのうち他のメッセージのための第２の出力と
を備えた局所経路指定マネージャが前記各インターフェ
イス装置に設けられ、該局所経路指定マネージャが、限
定された経路指定機能を提供するように働き、その限定
された経路指定機能が、宛先アドレスから、同じインタ
ーフェイス装置によりその関連する通信装置を介して送
信することになる、前記入力手段により受信されたメッ
セージを識別し、その識別されたメッセージを経路指定
されたメッセージとして前記第１の出力に送り、前記メ
ッセージのうち他のメッセージを経路指定されていない
メッセージとして前記第２の出力に送る、ということを
含む機能であり、各局所経路指定マネージャの第２の出力を次の局所経路
指定マネージャの入力手段に接続することにより前記局
所経路指定マネージャを閉ループ内で相互接続し、これ
により経路指定されていないメッセージの前記インター
フェイス装置間での送信を可能にして経路指定が行われ
るように働く複数の２地点間リンクを、該メッセージ経
路指定装置が含み、前記局所経路指定マネージャにより経路指定されていな
いメッセージを共用経路指定マネージャに送り、これに
より経路指定を行う送信手段を、該メッセージ経路指定
装置が更に含む、ということを特徴とする、メッセージ経路指定装置。