数据分组路由方法及路由装置制造方法及图纸

为了能够利用一较小的路由表（４）以及能够减少一ＩＰ路由器的成本与功率消耗并增进其性能，本发明专利技术提出自该ＩＰ路由器欲传送的一数据分组提取一目标地址识别符（ＡＤＲ）、藉由使用一无损数据压缩算法压缩所提取之该目标地址识别符（ＡＤＲ）、并比较经压缩的该目标地址识别符与储存于该路由表（４）中的条目，进以得到该目标地址识别符与该路由表（４）的所述条目的其中之一间的一对应关系；该路由表（４）之各该条目乃对应至该ＩＰ路由器的一可能或有效的传送地址，所述传送地址已藉由与该目标地址识别符相同的数据压缩算法而压缩。在得到该目标地址识别符与储存于该路由表（４）的所述条目的其中之一间的一对应关系后，该ＩＰ路由器的一交换（６）则交换各数据分组至其输出链路（ＯＵＴ）的其中之一，其中该输出链路乃与该目标地址识别符（ＡＤＲ）相匹配之该各别传送地址有关联。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】数据分组路由方法及路由装置
本专利技术是关于一种用于数据分组路由之方法以及其分别之路由装置；特别是，本专利技术是关于一种根据网际网络协议第六版(IPv6协议)之数据分组路由方法与一各别路由装置。
技术介绍
IP(网际网络协议)路由器在网际网络数据传输系统中是一项基本的组件，其用以产生数据分组之一传送决定，亦即该IP路由器确认了分组报头(packet header)中所传达的目标地址识别符，并将其指示至用以发送该数据分组的下一个输出端口或是输出链路。举例而言，根据输入数据分组之目标地址识别符，该IP路由器能够将该数据分组指示到一下一跳路由器(Next Hop router)或是一输出端口(EgressTMport)而于一各别输出链路中传输。在一计算机网络中，下一跳解析协议(NHRP，Next Hop Resolution Protocol)是一种用于使计算机在发送数据至另一计算机时，能够得知到接收计算机之最直接路径的协议，目前的IP路由器中所使用最新型的端口(port)即为输出端口(EgressTM port)。在下列叙述中，将根据图7所示之习知IP路由器的架构来概略解释数据之路由。如图7所示之IP路由器包含了一输入块1，其系于N输入链路或输入端口IN1-INN中接收多个之输入数据分组；该输入块1系作为一输入列，并以先进先出(FIFO，First In First Out)方式而输出所接收之数据分组。一报头提取块2系用以自欲传送之各别分组提取分组报头，以获得包含于该分组文件头中之目标地址识别符。此外，该数据分组系转移至作为交换之一输出块6。一路由表4储存了所有可能或有效之传送地址，以及该路由器之各别输出链路/端口的数量；亦即该路由表包含了多个之条目，各条目系对应至该IP路由器可传送数据分组之各别传送地址。该路由表4系由一使用路由协议之块5所产生与更新；在图7中，路由之更新系以参考符号UPD表示。一路由单元3接收由该文件头提取块2所提取之目标地址识别符，并利用此目标地-->址识别符作为于路由表4中搜寻匹配之金钥，亦即该路由单元3比较该目标地址识别符与储存于该路由表4中各别传送地址信息所对应之每一条目；当该路由单元3得到了该目标地址识别符与储存于该路由表4中之一传送地址间的对应，则将各别输出链路/端口之数目转移至该交换6，而该交换6则交换该数据分组至多个之M输出链路/输出端口OUT1-OUTM中各别之一。因此，只要该路由单元3得到在该文件头提取块2所提取之该目标地址识别符与储存于该路由表4中之至少一条目间的对应关系，各别之数据分组便能够被交换至所述输出链路OUT1-OUTM其中之一；然而，若该目标地址识别符未与该路由表4匹配，该交换6便无法将该各别数据分组交换至所述输出链路其中之一，且亦无法将该数据分组传送至其目标。显然的，如图7所示之IP路由器的相关成本与其性能是高度相关于该路由表4的大小；特别是，当该路由表4较大时，该路由表4将消耗硅的面积，而查找程序则耗费了时间与功率。特别是在网际网络快速扩张时，这个问题将变得越来越严重，新引入之IPv6协议提供了包含128位之地址识别符；理论上，对一n位目标地址识别符而言，路由表4具有高达2n个条目，至于IPv6协议便因而需要具有非常的储存容量来储存这样大的一个路由表4；然而这样大的表尺寸使得查找程序变得不切实际，因此路由表查找对于今日的路由器而言，是一项主要的瓶颈。最简单的路由表查找方法即是执行线性搜寻，亦即比较输入数据分组的目标地址识别符与路由表的每一条目，直到该地址识别符与所述条目其中之一间的对应关系被识别；虽然这是简单的方式，然而因其不良之性能而难以使用于实际应用中。目前已经使用了多种策略以加速查找程序之进行，其中最重要的就是所谓之内容寻址内存(CAM)的使用、根据树状架构数据结构之搜寻、以及所谓之赫序函数(hashing)策略的使用；所述已知策略各具有其优势与缺点，然其皆基于该目标地址识别符之原始数据域中的搜寻，因此所有的策略都需要相当复杂的搜寻程序与相当大的路由表大小。因此，下述之本专利技术目的系在于提供一数据分组路由方法与一各-->别之路由装置，其提供了一个较小的路由表，且因而实现了在各别目标地址识别符与储存于路由表中的条目间之较快速搜寻，并降低了该路由表之相关成本。
技术实现思路
根据本专利技术，此项目的系藉由权利要求1所定义之数据分组路由方法以及权利要求12所定义之数据分组路由装置而达成，本专利技术进一步之较佳实施例则定义于权利要求之附属项中。本专利技术之基本概念在于能够在一压缩域中执行路由表之查找，亦即在执行一输入数据分组之查找操作前，先压缩其目标地址识别符以移除冗余；接着，以压缩之该目标地址识别符作为该路由表之金钥而执行该查找操作，而其条目亦以与该输入数据分组之该目标地址识别符同样的方式而加以压缩。因此，该查找操作能够以一较小的路由表而执行，并因而降低了各别路由器之成本与功率消耗，而提升该路由器之性能。该目标地址识别符之压缩与该路由表的该传送地址信息条目系根据相同之数据压缩算法而执行；特别是，使用一所谓之无损数据压缩算法以消除数据冗余而不牺牲任何信息内容。许多常用的算法与其变量皆可用于无损压缩，其中最重要的例子为哈夫曼(Huffman)、算术(Arithmetic)与蓝波-立夫(Lempel-Ziv，LZ)算法之群组。由于压缩效率系与该路由器所处理之该目标地址识别符的数据特性有关，因而各别压缩器之参数(例如：编码表)应根据所述特性而被指定或调整。至于该数据压缩算法，所使用之一数据压缩算法系利用一编码表，其将该地址信息之一符号指定压缩一各别编码字符；较佳为，每一编码字符具有之长度系与一给定之地址表(例如：一IPv6地址表)中各别符号的出现概率成反比，当然，该路由器输入端之所述符号的出现概率亦可视为增进整体性能的方式之一。藉由上述之数据压缩算法的使用，可考量到相同符号的出现分布之冗余或是该目标地址识别符中的字节合，因此能够移除一种空间冗余；然而，在连续之数据分组间之目标地址识别符若存在一相似度，便会存在其它类型之冗余，例如：时域之冗余。在一较佳实施例中，为了能够同样移除此一时域冗余，系使用自该路由单元至该压缩单元-->之一反馈，以压缩该目标地址识别符，而能够消除此一时域冗余，并能够考量到在一数据分组序列中之多个目标地址识别符间的相似度。虽然在一较佳实施例中，本专利技术系使用于IPv6数据分组，然而本专利技术并不限于此一较佳应用，并且当然可使用于所有类型之数据分组中。附图说明本专利技术之较佳实施例将参考下列图式而详细说明如下，其中：图1系为根据本专利技术之一较佳实施例之一IP路由器的示意图；图2系为如图1所示之一地址压缩器、一路由单元与一路由表的实施示意图，其系使用一哈夫曼(Huffman)数据压缩算法。图3系为如图2所示之该地址压缩器之一编码表的实例说明；图4系为地址压缩器根据图3所示之编码表所处理之十六进制地址的实例说明；图5系一说明表，用以说明不同IPv6地址表之压缩比例的测试结果；图6说明了在一IPv6地址中，平均位数与每一字节之信息熵位(entropy bit)间的关系；以及图7系为根据习知技艺之一IP路由器的示意图。具体实施内容在实际上，在一IP路由器所欲处理本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数据分组路由方法，其包含步骤：（ａ）自欲传送的一数据分组提取一目标地址识别符（ＡＤＲ）；（ｂ）比较该目标地址识别符（ＡＤＲ）与一路由表（４）之条目，各条目乃对应至一可有效路由的传送地址；以及（ｃ）若于步骤（ｂ）中 得到了该目标地址识别符（ＡＤＲ）与储存于该路由表（４）中的传送地址的其中之一间的一对应，则交换该数据分组至与该目标地址识别符相匹配的该各别传送地址相关的一输出链路（ＯＵＴ），其特征在于：在执行所述步骤（ｂ）之前，所提取之该目 标地址识别符（ＡＤＲ）乃根据一数据压缩算法加以压缩，且该传送地址乃根据相同的数据压缩算法而加以压缩并储存于该路由表（４）中，以及　在所述之步骤（ｂ）中，经压缩之目标地址识别符乃与储存于该路由表（４）中的经压缩的传送地址进行比较。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】EP 2002-8-7 02017685.51.一种数据分组路由方法，其包含步骤：(a)自欲传送的一数据分组提取一目标地址识别符(ADR)；(b)比较该目标地址识别符(ADR)与一路由表(4)之条目，各条目乃对应至一可有效路由的传送地址；以及(c)若于步骤(b)中得到了该目标地址识别符(ADR)与储存于该路由表(4)中的传送地址的其中之一间的一对应，则交换该数据分组至与该目标地址识别符相匹配的该各别传送地址相关的一输出链路(OUT)，其特征在于：在执行所述步骤(b)之前，所提取之该目标地址识别符(ADR)乃根据一数据压缩算法加以压缩，且该传送地址乃根据相同的数据压缩算法而加以压缩并储存于该路由表(4)中，以及在所述之步骤(b)中，经压缩之目标地址识别符乃与储存于该路由表(4)中的经压缩的传送地址进行比较。2.如权利要求1之方法，其特征在于：该数据压缩算法系一无损数据压缩算法，其分别消除了在该目标位置识别符与该传送地址中的冗余而不损失任何信息内容。3.如权利要求2之方法，其特征在于：该数据压缩算法是选自一包含了哈夫曼算法、算术算法与蓝波-立夫算法的群组。4.如前述各项权利要求中任一之方法，其特征在于：该数据压缩算法的至少一参数乃根据该目标地址识别符(ADR)之数据特性而调整。5.如前述各项权利要求中任一之方法，其特征在于：与该目标地址识别符相匹配的该传送地址乃在考虑了在该目标地址识别符与一先前数据分组的一目标地址识别符间的相似性而决定。6.如前述各项权利要求中任一之方法，其特征在于：该数据压缩算法使用一编码表，该编码表分别指定一编码字符至该目标地址识别符(ADR)的一符号以及各传送地址的一符号。7.如权利要求6之方法，其特征在于：该目标地址识别符(ADR)各符号与一传送地址的各符号乃分别包含该目标地址识别符(ADR)的多个位与该传送地址的多个位。8.如权利要求7之方法，其特征在于：该目标地址识别符(ADR)的各符号与一传送地址的各符号乃分别包含该目标地址识别符(ADR)与该传送地址的四个连续位。9.如权利要求6至8中任一之方法，其特征在于：该数据压缩算法分别指定一编码字符至该目标地址识别符的一符号与该传送地址的一符号，且其长...

【专利技术属性】
技术研发人员：SN贾安纳塔恩，X聂，林济南，
申请(专利权)人：因芬尼昂技术股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]