【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はルーチングシステムに関し、特にある入出力ポートからの要求に応じて、予め登録されているポート番号とルーチング（routing)対象アドレスとからなるルーチング情報に基づいて接続先ポートを決定して、通信回線を確立するルーチングシステムにおいて、１つ以上のワイルドカードを含むアドレス指定もルーチング情報として許容するルーチングシステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】ある入出力ポートから所望の接続先として要求されたアドレスによって接続先ポートを選択して通信を確保するルーチングシステムでは、いかに高速に接続先を決定するかが重要となる。 このことは、入力されたアドレスとマッチするルーチングを提供するルーチング対象アドレスを、登録された複数のルーチング情報の中からサーチ（探索）する時間を抑圧してどれだけ高速にすることができるかということに帰着する。

【０００３】探索方法としては、線形探索法、２分探索法、ハッシュ探索法等があり、またこれらの複合方法も考えられている。 線形探索法とは、入力アドレスをルーチング情報のアドレスと１桁ずつ対応させて比較していく探索で、計算量はルーチング情報数ｎが大きければｎ
に依存する。

【０００４】２分探索法は、あらかじめアドレスをある定義に従って数値変換し、アドレス情報をその数値に従って小さい順に分類（ソート）しておき、探索するときは入力アドレスを数値変換してソート済みの情報の中央の値と大小比較して、入力アドレスの数値の方が小さければ下半分で、大きければ上半分で同様の比較を繰り返しつつマッチするアドレスを発見するという探索法で、
計算量はlog ₂ ｎに依存する。

【０００５】ハッシュ探索法（hashing)は、前述した２
分探索法と同様に、予めアドレスをハッシュ関数を利用するある定義に従って数値変換し、これをキーとした記憶場所を表現するハッシュ表中の配列に書き込んでおき、探索するときは入力アドレスを同様に数値変換したキー（ハッシュ値）をもとめ、このキーに対応したハッシュ表中の配列から探すという方法である。

【０００６】この場合の計算量は、ルーチング情報数ｎ
に対してハッシュ表の大きさを十分大きくとれば、ルーチング情報の数に依存することはなくなる。 実際には、
登録ルーチング情報数が少ないことがわかっている場合には２分探索法が使用され、多い場合にはハッシュ探索法が使用される。

【０００７】しかしながら、ハッシュ探索法ではハッシュ表をルーチング情報数に対して大きくとらないと、同一のハッシュ値をとるルーチング情報が発生する、いわゆる衝突が生起するため、衝突が発生した場合の対策を施すことが必要となる。 一番簡単なのは、ハッシュ値が同一になる情報を対応する配列に連結リストでつないでおき、探索するときにはハッシュ表中の、入力アドレスに対応するハッシュ値を添字とした配列から線形探索法を行うという方法である。 他にも方法はあるが、ルーチング情報数が増えていくと、ハッシュ探索法の利点は失われる。

【０００８】また、電話、データ通信網において交換機などでルーチングを行う場合、１つの交換機に着目してみるとアドレスの一部分でルーチングを行っていることが多い。 このときルーチング情報として登録するアドレスはワイルドカードを含んだものになる。

【０００９】しかしながら、ワイルドカードを含んだアドレスを持つルーチング情報が存在すると、線形探索や２分探索、ハッシュ探索では工夫を加えることが必要となる。 なぜならば、入力アドレスに対してマッチするルーチング情報が複数存在する可能性があるため、入力アドレスとマッチするアドレスを持つ最適なルーチング情報を選び出すまで探索処理を繰り返さなければならないからである。 例えば、ルーチング情報のアドレスＭ桁のうちワイルドカードが１桁しか含まれないとしても、入力アドレスがＭ桁なら、最も多い場合ではＭ＋１回のマッチ判定を行うことが必要となる。

【００１０】このように、線形探索法や２分探索法ではルーチング情報数が多くなるほど、探索に時間がかかり、高速なハッシュ探索法であってもハッシュ表の大きさをルーチング情報数に応じて十分に大きくしなければ探索時間が長くなってしまい、またワイルドカードを持つルーチング情報が存在する場合には、さらに探索方法を複雑にしなければならなかった。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のルーチングシステムでは、線形探索法や２分探索法では、ルーチング情報数が多くなるほど接続先ポートを選択する探索に時間がかかり、高速な探索法として知られるハッシュ探索法でもハッシュ表の大きさをルーチング情報数に対応して十分に大きくしなければ探索時間が長くなってしまい、またワイルドカードを含むルーチング情報が存在する場合には、探索方法を複雑化する特別な処理をすることが必要となるという問題点があった。

【００１２】本発明の目的は、上述した問題点を解決し、ルーチング情報数がどんなに多くなってもアドレスの桁数のみに依存する一定の時間内で最適なルーチング先を選択し、且つワイルドカードを含むアドレスが存在しても、処理を追加することなく同様のルーチングを可能とするルーチングシステムを提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述した目的を達成するため次の手段構成を有する。 即ち、本発明のルーチングシステムは、少なくとも３つの入出力ポートを有し、前記入出力ポートを介して入力する接続要求メッセージの含む宛先アドレスを解析することによって接続先ポートを選択して接続するルーチングシステムであって、予め定義するツリー構造のノード構成情報に基づいてルーチングの対象アドレスと対応するポート番号とからなるルーチング情報の記憶アドレスを前記ノード構成情報それ自体の記憶アドレスと共に格納しておくノード構成情報記憶部と、前記ルーチング情報を登録情報として予め登録した登録情報記憶部と、前記接続要求メッセージから抽出したルーチングの対象アドレスを提供されると前記ノード構成情報記憶部から該当するアドレスをツリー構造をたどってサーチし、サーチし得たアドレスに対応する前記ルーチング情報を格納する前記登録情報記憶部の該当する記憶アドレスを特定してサーチすべきルーチング対象アドレスの数にのみ依存する処理時間でのルーチングを確保せしめるアドレス処理部とを備えた構成を有する。

【００１４】また、本発明のルーチングシステムは、前記予め定義するノード構成情報が、ワイルドカードを１
桁以上含むことを許容して成るルーチング対象アドレスと対応するポート番号とから成るルーチング情報の記憶アドレスと、相続く次の桁の種類ごとに指定されるノード構成情報それ自体の記憶アドレスとを保持するものとして定義される構成を有する。

【００１５】また、本発明のルーチングシステムは、前記登録情報記憶部が、新たな登録情報を追加登録することを可能とした構成を有する。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明のルーチングシステムは、
従来のルーチングシステムの問題点、即ち、線形探索法や２分探索法ではルーチング情報（アドレス、ポート番号）が多くなるほど接続先ポートの探索に時間がかかり、高速な探索法として知られるハッシュ探索法でもハッシュ表の大きさをルーチング情報数に対応して十分に拡長することが必要となって探索時間が増大し、さらにワイルドカードを含むルーチング情報については特別な処理を必要とするといった問題点を解決し、ルーチング情報数がどんなに多くなっても一定の時間内で一番最適なルーチング先を選択し、且つワイルドカードを含むアドレスが存在しても、処理を追加することなく同様のルーチングを可能とすることを基本的な特徴としている。

【００１７】このような特徴を実現するため、ノード構成情報を、ワイルドカードを１桁以上含むことも許容するルーチング対象アドレスと対応するポート番号とからなるルーチング情報の記憶アドレスと、この記憶アドレスに続く次の桁の種類ごとに指定されるノード構成情報それ自体の記憶アドレスとを有するもの、として定義して、図１に示すようにこのノード構成情報によるツリー構造に基づいてルーチング情報の記憶アドレスを記憶しておくノード構成情報記憶部２と、接続要求から抽出した宛先アドレスを与えられるとノード構成情報記憶部２
から該当アドレスをツリー構造をたどってサーチし、そのアドレスに対応するルーチング情報が格納されている登録情報記憶部１上の記憶アドレスを特定するアドレス処理部を備えて上述した基本的特徴を実現することを実施の形態としている。

【００１８】

【実施例】次に、図面を参照して本発明を詳細に説明する。 図１は、本発明の一実施例の構成を示すブロック図である。 図１に示す実施例の構成は、ルーチング対象アドレスと対応するポート番号とからなるルーチング情報をあらかじめ登録情報として格納する登録情報記憶部１
と、ルーチング情報の記憶アドレスと、ノード構成情報それ自体の記憶アドレスとを所定のツリー構造に基づいて格納するノード構成情報記憶部２と、登録情報の操作を行う登録情報操作部３と、登録情報操作部３の制御の下に所望のアドレスをツリー構造をたどってサーチし、
サーチし得たアドレスに対応する登録情報記憶部１のルーチング情報を特定するアドレス処理部４と、回線制御部５と、少なくとも３つの個数を有する入出力ポート６
とを備える。

【００１９】次に、本実施例の動作について説明する。
少なくとも３つの入出力ポート６を介して入力する接続要求メッセージが、回線制御部５の制御の下にアドレス処理部４に提供される。 入出力ポート６の数を３つとしているのは、後述するようにツリー構造をたどって行うアドレス探索では入出力ポートの数が２の場合は、一方のルーチング情報が適していなければ他方のルーチング情報が残ることが明らかで、ツリー構造を介しての探索特徴が全く生かされない場合であるので、これを除去したことに基づく。 登録情報記憶部１には、登録情報としてのルーチング情報が予め格納されている。

【００２０】図２は、ルーチング情報の構成を示す図で、図２（ａ）は基本構成、図２の（ｂ）は具体的構成例を示す。 図２は、ルーチング対象アドレスとしては一部ワイルドカードを含む３つ、従ってこのアドレスによって指定されるポート番号も３つの場合を例としている。 図２に示すアドレス１２＊＊＊の＊（アスタリスク，asterisk）はワイルドカードを表現し、これらの桁には任意の数が指定されることが許容されることを意味する。

【００２１】図３は、所定の定義で探索ツリー構造を形成するノード構成情報を示す。 ノード構成情報としては、登録情報（図２のルーチング情報）を格納している登録情報記憶部（１）上の番地である番地１０１と、
［０］から［９］までと［＊］によって表現される番地１０１の次の桁の番地１０２とで示され、次の桁としての番地１０２の［ｎ］がノード構成情報それ自体のノード構成情報記憶部２上の番地を指定する。

【００２２】つまり、本実施例では、番地１０２で示されるノード構成情報それ自体のアドレスを表現すべき、
ルーチング情報の記憶アドレスの次の桁は、［０］から［９］の数字と、これらの数字のどれでもよいというワイルドカード［＊］によって表現するものとし、これら０〜９の数字と＊とを含む種類のいずれかによって、ノード構成情報それ自体の記憶アドレスが指定される。

【００２３】次に、本実施例の動作について説明する。
所望のアドレス特定のためのマッチング処理に先立ち、
ルーチング情報の新規登録処理について説明する。 図５
は、ルーチング情報の登録処理の内容を示すフローチャートである。 登録情報操作部３の制御のもとにアドレス処理部４によってノード構成情報記憶部２がサーチされ、その結果、該当アドレスを持つルーチング情報の格納場所の記入がない場合は登録情報記憶部１にルーチング情報を格納し、その格納場所（記憶アドレス）をノード構成情報記憶部２の該当場所（記憶アドレス）に書き込む。

【００２４】図５において、サーチ対象ノード構成情報としてのルーチング情報を設定し、このルーチング情報の入力アドレスの参照桁（図２のアドレスを表現するもの）を１桁目（参照桁が１２３４５ならば１）に設定し（ステップＳ１）、ノード構成情報の参照桁に対応する添字番号（０〜９、＊）の配列に次の桁のノード構成情報の格納番地（記憶アドレス）が記入されているか否かを判断し（ステップＳ２）、記入されている時（ＹＥ
Ｓ）には次の桁のノード構成番号に進んで参照桁を１つ進める（ステップＳ３）。

【００２５】ステップＳ２において次の桁のノード構成番号の格納番地が記入されていない時（ＮＯ）は、ノード構成情報のワイルドカードに対応する添字番号の配列に次の桁のノード構成情報の格納番地が記入されているか否かを判断し（ステップＳ４）、記入されていれば（ＹＥＳ）ステップＳ３に進み、記入されていなければ（ＮＯ）、ノード構成情報それ自体の領域をノード構成情報記憶部２上に確保して、これを次の桁のノード構成情報とする（ステップＳ４）処理を行ってステップＳ３
に進む。 ステップＳ３では、次桁のノード構成情報に進み参照桁を１つ進める。

【００２６】入力アドレスの全桁の参照が終了したか否かを判断して終了するまでステップＳ２〜Ｓ４を繰り返し（ステップＳ５）、終了すれば登録情報記憶部１上にルーチング情報を記憶し、且つその記憶番地をノード構成情報に書き込む（ステップＳ６）ことにより、ルーチング情報の新規登録が完了する。

【００２７】こうして登録されたノード構成情報記憶部２のノード構成情報のツリー構造を図６に示す。 図６
の、ルートのノード情報２００はノード情報の起点としてのアドレスを示し、必ず存在するものである。 図６に示すツリー構造を形成するノード構成情報の記憶アドレス２０１〜２１２はそれぞれ次の桁ごとに順次ノード構成情報を保持するノード構成情報それ自体の記憶アドレスを示し、例えば、アドレスが１２３４５の場合は、ノード構成情報の記憶アドレス２０１，２０２，２０３，
２０４及び２０５と進んでアドレスマッチングが確立したとき、アドレス１２３４５を指定するルーチング情報の記憶アドレスＰで登録情報記憶部１にアクセスし、記憶アドレスＰに格納されたアドレス１２３４５と対応するポート番号１が特定され、当該入出力ポートはポート番号１に接続されて通信回線が確立する。

【００２８】アドレス１２＊＊＊の場合も同様にしてルーチング情報の記憶アドレスＱによってポート番号３が特定され、またアドレス６７８９の場合にはルーチング情報の記憶アドレスＲによってポート番号２が特定され、それぞれ通信回線が確立する。 ノード構成情報を１
桁で表現する場合には、相続く下位の桁は存在せず、ノード構成情報それ自体の記憶アドレスは当該１桁で指定されることとなる。 尚、ノード構成情報の削除処理の場合は、前述した処理手順の逆をたどる方法で削除処理を行うことで処理できる。

【００２９】次に、入出力ポートを介して入力した接続先アドレスとの接続について、図４のフローチャートに基づき、アドレス１２３４５の場合を例として説明する。 入出力ポート６を介してアドレス１２３４５が接続先アドレスとしてポート番号３の接続先要求メッセージとして回線制御部５によって抽出され、アドレス処理部４に供給される。

【００３０】アドレス処理部４は入力アドレスの参照桁を１桁目に設定し（ステップＳ１１）、ノード構成情報の参照桁に対応する添字番号の配列に次の桁のノード構成情報の格納番地（記憶アドレス）が記入されているか（ＹＥＳ）否か（ＮＯ）の判定を行い、ＹＥＳの場合は次の桁のノード構成情報に進んで参照桁を１つ進める処理を行う（ステップＳ１４）。

【００３１】また、ステップＳ１２でＮＯの場合はワイルドカードによる指定の有無を判断すべくステップＳ１
３に進み、ノード構成情報のワイルドカードに対応する配列に次の桁のノード構成情報の格納番地が記入されているか（ＹＥＳ）否か（ＮＯ）を判定し、ＹＥＳの場合はステップＳ１４において前述した処理を行い、ＮＯの場合はステップＳ１８に進む。

【００３２】ステップＳ１４による処理後、ノード構成情報に登録情報（ルーチング情報）の番地（記憶アドレス）が書き込まれているか（ＹＥＳ）否か（ＮＯ）の判定を行い、ＹＥＳであればステップＳ１７に進んで入力アドレスの全桁にわたって参照することをステップＳ１
２からステップＳ１５によって繰り返す。

【００３３】ステップＳ１５の判定がＮＯである場合は、登録情報の番地を、情報の後入れ先出しを可能とする記憶媒体としてのスタックに格納して（ステップＳ１
６）、ステップＳ１７に進む。

【００３４】ステップＳ１７の処理完了後、スタック上に格納された１番上（１番最後に格納されたもの）の登録情報の番地をルーチング先の記憶番地とし、この番地からルーチング先のポート番号１を読み出し、ポート番号３と接続して通信回線を確立せしめる（ステップＳ１
８）。

【００３５】この場合、マッチするルーチング情報としてはアドレス１２＊＊＊の情報が存在するが、より具体的なアドレス１２３４５のルーチング情報が選択される。 このように図４のフローチャートに従えば、マッチするアドレスが複数登録されていても、先頭桁からみてより具体的な（ワイルドカードが少ない）アドレス、より桁数が多いアドレスにルーチングされることになる。

【００３６】また、接続要求アドレスが“１２１１１”
というアドレスの場合には、同様にフローチャートに従うと、具体的なアドレスは登録されていないものの、
“１２＊＊＊”というアドレスがポート番号２のアドレスとして登録されているので、このポートが接続対象となる。

【００３７】図４のフローチャートから明らかであるが、これらのアドレスサーチに費やす時間は、アドレスの桁数分のポインタの更新と、その都度、ルーチング情報があるか否かという判定を行うのにかかる時間であり、桁数のみに依存する一定の時間内に処理でき、登録ルーチング情報数が増えてもサーチ時間には影響しないですむ。 こうして、著しく処理時間を圧縮することができるルーチングシステムが実現できる。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、ルーチングの対象とするポートを探索するのにかかる時間をアドレスの桁数のみに依存する探索方法を採ることにより、
登録ルーチング情報数がどんなに増加してもアドレスの最大桁数によって決定される一定時間内のルーチングが可能になり、またワイルドカードを含むアドレスをもつルーチング情報についても、処理を付加せずに最適なルーチングを行うことができる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の構成を示すブロック図である。

【図２】本発明のルーチング情報の構成例を示す図である。

【図３】本発明のツリー構造によるノード構成情報を示す図である。

【図４】本発明のルーチング情報のサーチ処理の内容を示すフローチャートである。

【図５】本発明のルーチング情報の登録処理の内容を示すフロートチャートである。

【図６】本発明の一実施例におけるノード構成情報のツリー構造を示す図である。

【符号の説明】

１ 登録情報記憶部 ２ ノード構成情報記憶部 ３ 登録情報操作部 ４ アドレス処理部 ５ 回線制御部 ６ 入出力ポート