CN103621027B - 通信路由控制系统和通信路由控制方法 - Google Patents

Abstract

在开放流网络/正常网络边界上，在与控制器的通信故障的情况下不能适当地改变路由。在本发明中，控制器通过更新每个内部交换机的流表来使得由内部交换机形成的路由最佳。在内部交换机之中，内部交换机A形成与外部交换机的最佳路由以成为活动的内部交换机。内部交换机B形成与外部交换机形成冗余路由以成为备用内部交换机。当检测到控制器与内部交换机A之间不能连接时，内部交换机A执行用于连接到外部交换机的端口的链路中断。当检测到连接到内部交换机A的端口的链路中断时，外部交换机改变路由，使得到活动内部交换机A的业务被传送到备用交换机B。

Description

通信路由控制系统和通信路由控制方法

技术领域

本发明涉及通信路由控制系统，并且更具体地涉及用于控制交换机节点的通信路由的通信路由控制系统。

背景技术

在常规网络设备中，存在不能从外部执行诸如负载分配、倾斜(slant)等灵活控制的问题。因此，当网络的规模变大时，存在变得难以识别和改善作为系统的行为并且需要巨大的成本用于设计和配置改变的问题。

作为用于解决此类问题的技术，已经考虑使网络设备的分组传送功能和路由控制功能相互分离的手段。例如，通过将分组传送功能划分到网络设备并且将控制功能划分到分离到网络设备外部的控制装置，该控制装置能够集中地管理分组的传送，使得可以构造具有高灵活性的网络。

[CD分离型网络的说明]

作为功能被分离的集中式管理型网络中的一个，提出了一种CD(C：控制平面/D：数据平面)分离型网络，其中，从控制平面侧的控制装置控制数据平面侧的节点装置。

作为CD分离型网络的一个示例，存在开放流(OpenFlow)网络，该开放流网络使用其中控制器控制交换机执行网络的路由控制的开放流技术。在非专利文献1中描述了开放流技术的细节。请注意，开放流网络仅仅是一个示例。

[开放流网络的说明]

在开放流网络中，对应于控制装置的开放流控制器(OFC)通过操作与节点装置相对应的开放流交换机(OFS)的路由控制相关的流表(Flowtable)来控制开放流交换机(OFS)的行为。

此后，为了简化描述，将开放流控制器(OFC)称为“控制器”，并将开放流交换机(OFS)称为“交换机”。

控制器和交换机通过专用线路或被称为“安全信道”的控制信道(用于控制的通信信道)被相互连接，该控制信道充当利用SSL(安全套接字层，SecureSocketLayer)等来保护的通信路径。控制器和交换机通过控制信道在相互之间传输和接收开放流消息，该开放流消息是根据(基于)开放流协议的控制消息。

开放流网络中的交换机指的是布置在开放流网络中并由控制器控制的边缘交换机和核心交换机。在开放流网络中，从输入侧边缘交换机(入口)处的分组接收到输出侧边缘交换机(出口)处的传输的分组的一系列流被称为流(Flow)。在开放流网络中，将通信视为端到端(E2E：端到端)的流。然后，由流单元来执行路由控制、故障恢复、负载分配和优化。

还可以将分组称为帧。分组与帧之间的差异仅仅是在协议中处理的数据的单位(PDU：协议数据单元)方面的差异。分组是“TCP/IP”(传输控制协议/互联网协议)的PDU。另一方面，帧是“以太网(注册商标)”的PDU。

流表指的是流条目的集合。每个流条目定义以下的组合：用于指定作为流进行处理的分组的确定条件(规则)；指示分组与规则匹配的情况的数目的统计信息；以及要对分组执行的处理内容(动作)。

流条目的规则是基于各种组合而定义的，在各种组合中，使用并且可以区分包括在分组的报头区域(字段)中的相应协议层级的一些或所有信息。作为相应协议层级的信息的示例，考虑传输目的地地址(目的地地址)、传输源地址(源地址)、传输目的地端口(目的地端口)、传输源端口(源端口)等。此外，在以上地址中，可以包括MAC地址(媒体访问控制地址)和IP地址(互联网协议地址)。而且，除上述之外，还可以将输入端口(入口端口)的信息用于流条目的规则。而且，作为流条目的规则，还可以设定其中通过使用正规表达、通配符“*”等来表示被视作流的分组中的报头区域的值的一部分(或全部)。

流条目的动作指的是诸如“输出到特定端口”、“丢弃”或“报头的重写”的操作。例如，如果在流条目的动作中表示输出端口的标识信息(输出端口号等)，则交换机向对应于该标识信息的端口输出分组，并且如果未表示输出端口的识别信息，则丢弃该分组。或者，如果在流条目的动作中表示报头信息，则交换机基于报头信息来重写分组的报头。

交换机对与流条目的规则匹配的分组群组(分组序列)执行流条目的动作。具体地，交换机在接收到分组时从流表中检索具有与接收的分组的报头信息匹配的规则的流条目。作为检索的结果，如果发现具有与接收的分组的报头信息匹配的规则的流条目，则交换机更新流条目的统计信息并且对接收的分组执行在流条目的动作中指定的操作。另一方面，作为检索的结果，如果没有发现具有与报头信息的报头信息匹配的规则的流条目，则交换机确定接收的分组是第一分组并且通过控制信道将接收的分组(或其副本)传送至开放流网络的控制器，并且基于接收的分组的传输源和传输目的地(目的地地址)等来请求分组的路由计算，并且然后接收用于设定流条目的消息作为响应，并且由此更新流表。

请注意，在流表中，以低优先级登记具有与所有分组的报头信息匹配的规则的默认条目。如果没有从其他条目中发现与接收的分组匹配的流条目，则接收的分组与该默认条目匹配。默认条目的动作是“关于接收的分组的查询信息传输到控制器”。

[常规开放流网络的例示]

参考图1，描述了一种常规开放流网络。在这里，将内部交换机的数目为4的情况作为示例进行解释。

如图1中所示，常规开放流网络包括内部交换机1至4、控制器5、外部交换机6、终端7和服务器6。

内部交换机意指布置在开放流网络中并由控制器来控制的边缘交换机和核心交换机。外部交换机意指位于开放流网络外部(在除开放流网络之外的网络中)并且不受控制器控制的交换机。

内部交换机1至4中的每一个通过安全信道连接到控制器5，通过该安全信道传输和接收基于开放流协议的控制消息。内部交换机1连接到外部交换机6。作为内部交换机1的冗余路由(备用路由或绕行路由)，内部交换机2连接到外部交换机6。内部交换机3连接到内部交换机1和服务器8等。内部交换机4连接到内部交换机2和服务器8等。控制器5控制内部交换机1至4的路由并设定最佳路由。外部交换机6连接到终端7。终端7通过外部交换机6和内部交换机1至4与服务器8通信。外部交换机6和终端7二者对应于存在于开放流网络外部的外部通信装置。

[常规开放流网络的问题]

常规开放流网络具有以下问题。

第一个问题如下。当控制器与内部交换机1之间的通信变得不可能时，内部交换机1继续基于在通信被切断之前的路由信息来通信。因此，实际通信变得与控制器进行的控制不匹配，使得通信控制变得不可能。

第二个问题如下。当不能执行内部交换机1与控制器之间的通信时，不能在内部交换机和外部交换机中建立新的路由设定。

也就是说，在诸如开放流网络的CD分离型网络中，当发生内部交换机与控制器之间的通信故障时，控制器从路由控制的目标中移除不能与控制器通信的内部交换机，并且然后切换为通过使用不同的内部交换机来执行路由选择。然而，外部交换机不能检测和处理通信故障。

即，对于来自连接到发生故障处的内部交换机的外部交换机的业务，根据在故障发生之前的路由信息来执行路由控制。因此，直至与控制器的通信恢复之前都不能执行最佳路由控制。在这里，业务意指在网络上传送的数字数据(分组)。

引用列表

[非专利文献]

非专利文献1：“OpenFlowSwitchSpecification,Version1.0.0(开放流交换机规范，版本1.0.0)”，[在线]，2009年12月31日，[2011年5月16日检索]，互联网(URL:http://www.openflowswitch.org/documents/openflow-spec-v1.0.0.pdf)

发明内容

本发明的目的是提供一种通信路由控制系统，该通信路由控制系统使得当在CD分离型网络上的内部交换机与控制器之间的通信中发生故障时，能够通过在布置在CD分离型网络中的内部交换机处执行用于与存在于CD分离型网络外部的外部通信装置连接的端口(VLAN端口、物理端口等)的链路中断(link-down)来从外部切换到冗余路由。

根据本发明的一方面，一种通信路由控制系统包括：布置在网络中的多个交换机；控制器，被配置成对多个交换机中的每一个执行路由控制；以及外部通信装置，存在于网络外部并被配置成连接到多个交换机之中的活动交换机。活动交换机被配置成当检测到与控制器的通信超时时，执行被用于与外部通信装置连接的端口的链路中断。控制器被配置成当检测到与活动交换机的通信超时时，将活动交换机与网络断开连接，并执行路由控制以切换到经过多个交换机之中的备用交换机的路由。外部通信装置被配置成当检测到用于与活动交换机连接的端口的链路中断时，将先前已被发送到活动交换机的业务发送到备用交换机或存在于网络外部的交换机中的一个。

根据本发明的一方面，在通信路由控制方法中，控制器对多个交换机中的每一个执行路由控制。存在于网络外部的外部通信装置连接到多个交换机之中的活动交换机。当检测到与控制器的通信超时时，活动交换机执行被用于与外部通信装置连接的端口的链路中断。当检测到与活动交换机的通信超时时，控制器将活动交换机与网络断开连接，并执行路由控制以切换到经过多个交换机之中的备用交换机的路由。当检测到用于与活动交换机连接的端口的链路中断时，外部通信装置将先前已被发送到活动交换机的业务发送到备用交换机或存在于网络外部的交换机中的一个。

在本发明的一方面，一种程序使得被用作上述交换机、控制器或外部通信装置的计算机(其可以是交换机、服务器等)执行上述通信路由控制方法的处理。另外，根据本发明的程序能够存储在存储装置或存储介质中。

在上面，当在内部交换机与控制器之间的通信中发生故障时，对于内部交换机和外部通信装置两者，能够将当前路由切换到冗余路由。

附图说明

图1是用于说明常规开放流网络的配置示例的视图；

图2是用于说明根据本发明的第一示例性实施例的通信路由控制系统的配置示例的视图；

图3是用于说明根据本发明的第一示例性实施例的通信路由控制系统的操作的视图；

图4是用于说明根据本发明的第一示例性实施例的内部交换机的配置示例的视图；

图5是用于说明根据本发明的第一示例性实施例的控制器的配置示例的视图；

图6是用于说明根据本发明的第一示例性实施例的外部交换机的配置示例的视图；以及

图7是用于说明根据本发明的第二示例性实施例的通信路由控制系统的配置示例的视图。

具体实施方式

本发明的目标是CD分离型网络。在这里，作为CD分离型网络中的一个的开放流网络被描述为示例。然而，实际上，本发明不限于开放流网络。

<第一示例性实施例>

将参考附图来描述本发明的第一示例性实施例。

[系统配置]

如图2中所示，根据本发明的第一示例性实施例的通信路由控制系统包括内部交换机10(10-i，i＝1至n：n是任意数)、控制器20、外部交换机30、终端40和服务器50。

内部交换机10(10-i，i＝1至n)是布置在开放流网络中的边缘交换机或核心交换机。

在这里，将内部交换机10(10-i，i＝1至n)的数目为4的情况作为示例来说明。内部交换机10-1至10-4中的每一个经由安全信道连接到控制器20，通过该安全信道传输和接收基于开放流协议的控制消息。内部交换机10-1连接到外部交换机30。内部交换机10-2作为内部交换机10-1的冗余路由连接到外部交换机30。也就是说，内部交换机10-1是活动系统(主系统、实际系统)，并且内部交换机10-2用作备用系统(子群组、备用群组)。内部交换机10-3连接到内部交换机10-1和服务器50等。内部交换机10-4连接到内部交换机10-2和服务器50等。然而，实际上，内部交换机10-1至10-4中的每一个可以相互连接。在图1中用实线示出的连接仅仅指示最佳路由和冗余路由的示例。

控制器20控制内部交换机10-1至10-4的路由并且设定最佳路由。

外部交换机30是存在于开放流网络外部的交换机。外部交换机30连接到终端40。

终端40经由外部交换机30和内部交换机10-1至10-4来执行与服务器50的通信。

外部交换机30和终端40两者对应于存在于开放流网络外部的外部通信装置。

在这里，外部交换机30通过使用链路聚合等连接到内部交换机10-1和内部交换机10-2并且形成冗余路由。在这里，链路聚合指示一种将多个线路实质上视为一个线路并因此改善通信速度和容错性质的技术。

此外，控制器20不能直接地控制外部交换机30的路由。

[故障发生时的操作]

下面将参考图3来描述内部交换机10-1中的故障发生时的操作。

(1)步骤S101

当检测到与控制器20的通信超时时，内部交换机10-1执行用于对外部交换机30的连接的端口(VLAN端口、物理端口等)的链路中断。而且，类似于用于对外部交换机30的连接的端口，内部交换机10-1可以被配置成执行用于内部交换机之间的连接的端口的链路中断。

通信超时指的是当花费太长时间时切断并停止数据传送等。链路中断指的是不能在作为通信的第二层的数据链路层中执行通信的状态。也就是说，链路中断的执行指的是利用由硬件控制/软件控制执行的电子/物理端口关闭或从端口输出信号的停止等，将链路切断使得通信变得不可能的状态。

(2)步骤S102

当检测到与内部交换机10-1的通信超时时，控制器20计算不经过内部交换机10-1的最佳路由，并更新流表以执行路由的切换，并且然后将内部交换机10-1与开放流网络分离且，进一步设定对于内部交换机10-2至10-4的不经过内部交换机10-1的最佳路由。

流表的更新操作指的是对内部交换机10(10-i，i＝1至n)的流表执行流条目的新登记/改变/删除等。控制器20向内部交换机10(10-i，i＝1至n)中的每一个传输控制信号以更新流表，并修改关于内部交换机10(10-i，i＝1至n)的每一个中的业务的输出端口和传送目的地的信息。

(3)步骤S103

外部交换机30检测被用于到内部交换机10-1的连接的端口的链路中断，并切换路由，使得先前已被传送到内部交换机10-1的业务被传送到内部交换机10-2。请注意，实际上，外部交换机30可以切换路由，使得先前已被传送到内部交换机10-1的业务被传送到不同网络上的交换机。作为不同网络上的交换机的示例，考虑布置在不同开放流网络(由不同于控制器20的控制器来控制其路由的内部交换机)上的内部交换机或不同外部交换机等。

[内部交换机的操作细节]

描述内部交换机的操作细节(图3的步骤S101)。

内部交换机10-1将在其上执行链路中断的端口预先登记在紧急表(Emergencytable)中。在这里，内部交换机10-1将被用于到外部交换机30的连接的端口作为在其上执行链路中断的端口预先登记在紧急表中。请注意，可以将内部交换机10-1设计成根据来自控制器20的控制将端口登记在紧急表中。

当检测到与控制器20的通信超时时，内部交换机10-1确定在控制器20本身中或在与控制器20的通信中发生故障，并且参考紧急表，并且然后检查预先登记的端口的存在与否。

如果存在预先登记的端口，则内部交换机10-1执行端口的链路中断。相反，如果不存在预先登记的端口，则内部交换机10-1不执行端口的链路中断。

请注意，实际上，如果存在预先登记的端口，则内部交换机10-1可以被设计成检查预先登记的端口是否是被用于到外部交换机30的连接的端口。例如，内部交换机10-1检查预先登记的端口并检查该预先登记的端口是否正被用于到外部交换机30的连接。

在本示例中，如果预先登记的端口是被用于到外部交换机30的连接的端口，则内部交换机10-1执行端口的链路中断。相反，即使存在预先登记的端口，如果该预先登记的端口不是被用于到外部交换机30的连接的端口，则内部交换机10-1不执行端口的链路中断。

此外，内部交换机10-1参考流表并删除(清除)指示到外部交换机30或来自外部交换机30的业务的传送路由的路由信息(流条目等)。例如，内部交换机10-1将流表初始化。

请注意，路由信息的删除(流表的初始化等)优选在关于端口链路中断的执行的过程完成之后执行，以避免当前被连接到外部交换机30的路由的删除。

并且，根据需要，内部交换机10-1能够执行被用于到内部交换机10-2至内部交换机10-4的连接的端口的链路中断。例如，内部交换机10-1能够通过将被用于到内部交换机10-2至内部交换机10-4的连接的端口作为在其上执行链路中断的端口登记在紧急表中，来执行被用于到内部交换机10-2至内部交换机10-4的连接的端口的链路中断。

在以上示例中，可以将内部交换机10-2至内部交换机10-4中的每一个设计成使得其中的每一个在检测到被用于到内部交换机10-1的连接的端口的链路中断时检查其自身装置与控制器20之间的连接状态，并且如果其自身装置与控制器20之间的连接状态正常，则通过向控制器20请求路由控制来设定新的最佳路由。如果其自身装置与控制器20之间的连接状态不正常，则作为结果，由于内部交换机10-2至内部交换机10-4中的每一个检测到与控制器20的通信超时，因此，执行如上所述的与内部交换机10-1相同的过程。

[控制器的操作细节]

描述控制器的操作细节(图3中的步骤S102)。

当检测到与内部交换机10-1的通信超时时，控制器20确定在内部交换机10-1本身中或在与内部交换机10-1的通信线路中发生故障，并计算不经过内部交换机10-1的最佳路由。

控制器20更新流表以执行路由的切换，并将内部交换机10-1从网络分离，且然后设定对于内部交换机10-2至内部交换机10-4的最佳路由。这时，内部交换机10-2至内部交换机10-4根据来自控制器20的最佳路由的设定，将指示经由最佳路由传送业务的流条目登记在流表中，并且开始向最佳路由传送业务。

[外部交换机的操作细节]

描述外部交换机的操作细节(图3中的步骤S101)。

当检测到被用于到内部交换机10-1的连接的端口的链路中断时，外部交换机30对路由进行切换，使得先前已被传送至内部交换机10-1的业务被传送至不同的交换机(内部交换机10-2或不同网络上的交换机)且然后开始传送业务。

例如，外部交换机30将业务的输出端口从被用于到内部交换机10-1的连接的端口切换至被用于到不同交换机的连接的端口。

请注意，外部交换机30可以被设计成使得外部交换机30在检测到被用于到内部交换机10-1的连接的端口的链路中断时重试到内部交换机10-1的连接。在诸如在步骤S101处由外部交换机10-1处理的链路中断的情况下，内部交换机10-1不经受来自控制器20的控制，并且流表被初始化。然而，由于其正在正常操作，所以如果存在初始设定(默认)的路由信息，则能够基于该路由信息来传送业务。

在这种情况下，如果到内部交换机10-1的重新连接是不可能的(例如，甚至对于预定次数的重新连接请求也没有响应)，则外部交换机30对路由进行切换，使得先前已被传送至内部交换机10-1的业务被传送至不同的交换机，并且然后开始业务的传送。

[内部交换机的配置]

下面将参考图4来描述内部交换机的配置示例。

每个内部交换机10(10-i，i＝1至n)包含流表管理单元11、传送处理单元12、通信超时检测单元13以及链路中断执行单元14。

流表管理单元11通过安全信道从控制器20接收基于开放流协议的控制消息，并基于控制消息的内容将流条目登记在其自身装置的流表中。

传送处理单元12根据登记在其自身装置的流表中的流条目来处理接收的分组。

通信超时检测单元13监测被连接到控制器20的安全信道并检测与控制器20的通信超时。

如果在自身装置中存在被用于到外部交换机30的连接的端口，则当检测到与控制器20的通信超时时，链路中断执行单元14执行被用于到外部交换机30的连接的端口的链路中断。

[控制器的配置]

下面将参考图5来描述控制器的配置示例。

控制器20包含最佳路由计算单元21、路由控制单元22和通信超时检测单元23。

最佳路由计算单元21基于拓扑信息等来计算经过某些内部交换机10(10-i，i＝1至n)的最佳路由。当检测到与位于当前路由上的内部交换机之中的至少一个内部交换机的通信超时时，最佳路由计算单元21计算经过不同内部交换机而不经过在其中检测到通信超时的内部交换机的最佳路由。

路由控制单元22经由安全信道向内部交换机10(10-i，i＝1至n)之中的在所计算的最佳路由上的内部交换机传输基于开放流协议的控制消息，并设定流表。当检测到通信超时并计算最佳路由时，路由控制单元22改变内部交换机10(10-i，i＝1至n)的流表的设定，使得在其中检测到通信超时的内部交换机被从开放流网络分离，并且设定不同的内部交换机，使得经过在其中检测到通信超时的内部交换机的当前路由是经过不同内部交换机的最佳路由。

通信超时检测单元23监测被连接到每个内部交换机10(10-i，i＝1至n)的安全信道，并检测每个内部交换机10(10-i，i＝1至n)中的通信超时。

[外部交换机的配置]

下面将参考图6来描述外部交换机的配置示例。

外部交换机30包含传送处理单元31、链路中断检测单元32和路由切换单元33。

传送处理单元31通过被连接到内部交换机10(10-i，i＝1至n)中的一个的自身装置的端口，向连接目的地的内部交换机传送业务。

链路中断检测单元32检测被连接到内部交换机10(10-i，i＝1至n)中的一个的自身装置的端口的链路中断。

路由切换单元33对路由进行切换，使得在内部交换机10(10-i，i＝1至n)之中，先前已被传送到在其中检测到通信超时的内部交换机的业务被传送到不同的内部交换机。例如，路由切换单元33关闭被连接到在其中检测到通信超时的内部交换机的自身装置的端口并使其无效，并且打开被连接到不同内部交换机的自身装置的端口并使其有效。或者，路由切换单元33将用于信号输出的端口从被连接到在其中检测到通信超时的内部交换机的自身装置的端口切换至被连接到不同交换机的自身装置的端口。

[本示例性实施例的效果]

在本示例性实施例中，由于使得从内部交换机到外部交换机的链路关闭，所以能够将内部交换机从网络分离。

并且，在本示例性实施例中，当内部交换机与控制器之间的通信变得不可能时，不能被控制器控制的内部交换机被从网络分离。因此，可以避免控制平面与数据平面的状态之间的失配。

并且，在本示例性实施例中，在被从网络分离的内部交换机与不同的内部交换机之间不执行端口的链路中断。因此，可以通过不同的内部交换机登录内部交换机并分析其问题。

并且，在本示例性实施例中，只使得到外部交换机的链路被中断。因此，即使在控制器中发生故障时，也能够在内部网络执行通信。

<第二示例性实施例>

下面将描述本发明的第二示例性实施例。

作为本发明的第二示例性实施例，说明内部交换机具有无线接入(无线连接)的功能的内部交换机。

[系统配置]

如图7中所示，根据本发明的第二示例性实施例的通信路由控制系统包含内部交换机10(10-i，i＝1至n)、控制器20、终端40、服务器50和无线装置60(60-j，j＝1至m：m是任意数)。

内部交换机10(10-i，i＝1至n)、控制器20、终端40和服务器50与图2中所示的第一示例性实施例的那些基本上相同。

每个无线装置60(60-j，j＝1至m)通过无线接入被连接到终端40，并且经由任何有线或无线通信被连接到内部交换机10(10-i，i＝1至n)。

并且，每个无线装置60(60-j，j＝1至m)通过安全信道被连接到控制器20，类似于内部交换机10(10-i，i＝1至n)。无线装置60-1被连接到内部交换机10-3。无线装置60-2被连接到内部交换机10-4作为无线装置60-1的冗余路由。

也就是说，每个无线装置60(60-j，j＝1至m)与在第一示例性实施例中描述的内部交换机10(10-i，i＝1至n)相同，除了每个无线装置60(60-j，j＝1至m)通过无线接入，而不是到外部交换机30的连接，被直接地连接到终端40。

每个无线装置60(60-j，j＝1至m)对应于布置在开放流网络中的边缘交换机。

[本示例性实施例的细节]

终端40请求到无线装置60-1的连接并通过无线接入进行连接。

无线装置60-1根据来自控制器20的路由控制(自身装置的流表)，通过被连接到内部交换机的自身装置的端口，向作为连接目的地的内部交换机10(10-i，i＝1至n)中的一个传送业务。

当无线装置60-1不能与控制器20通信时，无线装置60-1对于到终端40的无线接入，执行信号传输的挂起(电波传输的停止)。此“电波的挂起的执行”对应于其他示例性实施例中的“链路中断的执行”。

终端40通过无线接入被连接到无线装置60-2，因为通过无线接入到无线装置60-1的连接被切断。

[本示例性实施例的效果]

在本示例性实施例中，无线接入被链接到网络的路由控制。因此，被链接到路由控制的无线接入使得能够有效地使用包括电波资源的资源。

<各示例性实施例之间的关系>

请注意，上述示例性实施例能够通过将它们的任何进行组合来实现。

<硬件的举例说明>

为了获得根据本发明的网络系统，下面将描述硬件的特定示例。

作为内部交换机10(10-i，i＝1至n)的示例，可以考虑外部交换机30和无线装置60(60-j，j＝1至m)、网络交换机、路由器、代理、网关、隔火墙、负载平衡器(负载分配设备)、带控制装置(分组成形器)、安全监测控制装置(SCADA：监控和数据采集)、网守、基站、接入点(AP)、通信卫星(CS)或具有多个通信端口计算器等。

作为控制器20的示例，采取终端40和服务器50、诸如PC(个人计算机)的计算机、电器、瘦客户端终端/服务器、工作站、主框架、超级计算机等。作为终端40的不同示例，可以考虑IP电话、移动电话、智能电话、智能书、汽车导航(汽车导航系统)、便携式视频游戏机、非便携式游戏控制台、便携式音乐播放器、手持式终端、小配件(电子设备)、交互式电视、数字调谐器、数字记录器、信息家庭电器、OA(办公室自动化)设备、店面终端、高功能复印机、数字标志(电子布告牌)等。请注意，控制器20、终端40和服务器50可以是中继装置或外围装置。

并且，内部交换机10(10-i，i＝1至n)、控制器20、外部交换机30、终端40、服务器50和无线装置60(60-j，j＝1至m)中的每一个可以是安装在计算器等中的扩展卡或在物理机器上构造的虚拟机(VM)。

并且，内部交换机10(10-i，i＝1至n)、控制器20、外部交换机30、终端40、服务器50和无线装置60(60-j，j＝1至m)中的每一个可以被安装在诸如车辆、船、飞机等的交通工具中。

虽然在图中未示出，但内部交换机10(10-i，i＝1至n)、控制器20、外部交换机30、终端40、服务器50和无线装置60(60-j，j＝1至m)中的每一个是由：基于程序被驱动并执行预定处理的处理器；用于存储程序和各种数据的存储器；以及被用于与网络通信的接口而获得的。

作为以上处理器的示例，可以考虑CPU(中央处理单元)、网络处理器(NP)、微处理器、微控制器或具有专用功能的半导体集成电路(LSI：大规模集成电路)等。

作为上述存储器的示例，可以考虑诸如RAM(随机存取存储器)、ROM(只读存储器)、EEPROM(电可擦可编程只读存储器)、闪存等的半导体存储装置，诸如HDD(硬盘驱动器)、SSD(固态驱动器)等的辅助存储装置，诸如DVD(数字多用盘)等的可移动盘，诸如SD存储卡(安全数字存储卡)等的存储介质(介质)等。并且，可以使用缓冲器、寄存器等。或者，使用DAS(直接附接存储)、FC-SAN(光纤信道—存储区域网络)、NAS(网络附接存储)、IP-SAN(IP存储区域网络)等的存储装置可以被使用。

请注意，可以将上述处理器和上述存储器集成到单个装置中。例如，近年来，已经发展了诸如微型计算机等单芯片装置。因此，可以考虑安装在电子设备中的单芯片微型计算机具有上述处理器和上述存储器的示例。

作为上述接口的示例，可以考虑对应于网络通信的基板(母板或I/O板)、诸如芯片等的半导体集成电路、诸如NIC(网络接口卡)或类似扩展板等的网络适配器、诸如天线等的通信设备、诸如连接端口(连接器)等的通信端口。

并且，作为网络的示例，可以考虑互联网、LAN(局域网)无线LAN、WAN(广域网)、骨干网络、有限电视(CATV)线、固定电话网、移动电话网、WiMAX(IEEE802.16a)、3G(第3代)、专用线路(租借线路)、IrDA(红外数据协会)、蓝牙(注册商标)、串行通信线路、数据总线等。

请注意，内部交换机10(10-i，i＝1至n)、控制器20、外部交换机30、终端40、服务器50和无线装置60(60-j，j＝1至m)中的每一个中的内部配置元件可以是模块、部件或专用装置或用于启动(调用)它们的程序。

然而，实际上，它们不限于那些示例。

<本发明的特征>

如上文所解释的，本发明的目标是以开放流网络为代表的CD分离型网络。请注意，开放流网络仅仅指示一个示例。实际上，本发明的目标可以是其中通过除了“使用开放流技术的流表的更新操作”之外的手段来执行路由控制的网络。

本发明的特征在于可以解决当发生通信故障时，在CD分离型网络与普通网络之间的边界上，路由的绕行操作未被正确切换的问题。

在本发明中，通过在CD分离型网络的边界上执行端口关断来对路由进行绕行。

控制器更新用于多个内部交换机中的每一个的流表，并使得由多个内部交换机形成的路由为最佳。

在多个外部交换机之中，内部交换机A形成与外部交换机的最佳路由，并且充当活动系统的内部交换机。在多个内部交换机之中，内部交换机B形成与外部交换机的冗余路由并充当备用系统的内部交换机。

当在内部交换机A中发生故障时，控制器更新用于多个内部交换机中的每一个的流表。因此，路由被从经过内部交换机A的路由切换至经过内部交换机B的路由。

当控制器与内部交换机A之间的连接由于控制器等中的故障发生而被断开连接时，不能由控制器来控制内部交换机A。因此，不能通过更新流表来执行路由的添加/删除(路由的切换)。

当检测到控制器和内部交换机A不能相互连接时，内部交换机A执行被连接到外部交换机的端口的链路中断。

当检测到被连接到内部交换机A的端口的链路中断时，外部交换机对路由进行切换，并向活动系统中的内部交换机A、向备用系统中的内部交换机B传送业务。

这样，在本发明中，在其中发生与控制器的通信故障的内部交换机中，使得到连接的外部交换机的链路中断。因此，由于不能正常操作的事实能够报告到外部，所以可以切换到经过能够正常操作的交换机的路由。

<补充附注>

可以将上述示例性实施例的一部分或全部描述为以下补充附注。然而，它们不限于下述示例。

(补充附注1)

一种通信路由控制系统，包括：

布置在网络中的多个交换机；

控制器，用于设定流条目，其中，针对多个交换机中的流条目的每一个，定义了用于统一控制作为流的分组的规则和动作；以及

外部通信装置，其位于上述网络外部，并被连接到上述多个交换机之中的活动系统中的交换机，

其中，活动系统中的交换机在检测到与控制器的通信超时时，执行被用于连接到外部通信装置的端口的链路中断，

上述控制器在检测到与上述活动系统中的交换机的通信超时时，执行用于将上述活动系统中的交换机从上述网络断开连接的路由控制，并切换至经过上述多个交换机之中的备用系统中的交换机的路由，以及

外部通信装置在检测到被用于连接到活动系统中的交换机的端口的链路中断时，将先前已被传输至上述活动系统的交换机的业务传输至备用系统中的交换机和存在于网络外部的交换机中的一个。

(补充附注2)

在补充附注1中描述的通信路由控制系统，

其中，在其上执行链路中断的端口是预定的，并且当检测到与控制器的通信超时时，检查预定端口的存在与否，并且如果存在预定端口，则执行端口的链路中断。

(补充附注3)

在补充附注1或2中描述的通信路由控制系统，

其中，活动系统中的交换机被相互连接到上述多个交换机中的每一个，并且当检测到与上述控制器的通信超时时，执行被用于连接到上述多个交换机中的每一个的端口的链路中断，以及

上述多个交换机中的每一个在检测到被用于连接到上述活动系统中的交换机的端口的链路中断时，检查到上述控制器的连接状态，并且如果到上述控制器的连接状态正常，则请求来自上述控制器的路由控制并设定新的最佳路由，并且如果到上述控制器的连接状态不正常，则检测与上述控制器的通信超时。

(补充附注4)

在补充附注1至3中的一项中描述的通信线路控制系统，

其中，当活动系统中的交换机以无线接入连接到外部通信设备时，上述活动系统中的交换机在检测到与上述控制器的通信超时时，执行信号传输的停止，并且执行被用于连接到上述外部通信设备的端口的链路中断。

<备注>

在上文中，已详细地描述了本发明的某些示例性实施例。然而，实际上，本发明不限于上文所解释的示例性实施例，并且即使在不脱离本发明的精神的范围内应用修改的情况下，其也被包括在本发明中。

请注意，本申请要求基于日本专利申请No.2011-120115的优先权，并且其公开被通过引用结合到本申请中。

Claims (9)

1.一种通信路由控制系统，包括：

多个交换机，所述多个交换机被布置在网络中；

控制器，所述控制器被配置成对所述多个交换机中的每一个执行路由控制；以及

外部通信装置，所述外部通信装置存在于所述网络的外部，并且被配置成连接到所述多个交换机之中的活动交换机，

其中，所述活动交换机被配置成，当检测到与所述控制器的通信超时时，执行用于与所述外部通信装置连接的端口的链路中断，

其中，所述控制器被配置成，当检测到与所述活动交换机的通信超时时，使所述活动交换机与所述网络断开连接，并且执行用于切换到经过所述多个交换机之中的备用交换机的路由的路由控制；并且

其中，所述外部通信装置被配置成，当检测到用于与所述活动交换机连接的端口的链路中断时，将先前已经发送到所述活动交换机的业务发送到所述备用交换机或存在于所述网络外部的交换机中的一个。

2.根据权利要求1所述的通信路由控制系统，其中，所述活动交换机被配置成预先确定执行链路中断的端口，当检测到与所述控制器的通信超时时，检查预先确定的端口的存在与否，并且当预先确定的端口存在时执行所述端口的链路中断。

3.根据权利要求1所述的通信路由控制系统，

其中，所述活动交换机与所述多个交换机中的每一个相互连接，并且被配置成当检测到与所述控制器的通信超时时，执行用于与所述多个交换机中的每一个连接的端口的链路中断，并且

其中，所述多个交换机中的每一个被配置成：当检测到用于与所述活动交换机连接的端口的链路中断时，检查与所述控制器的连接状态；当与所述控制器的连接状态正常时，通过对所述控制器请求路由控制来设定新的最佳路由；以及当与所述控制器的连接状态不正常时，检测与所述控制器的通信超时。

4.根据权利要求1所述的通信路由控制系统，其中，所述活动交换机被配置成：在通过无线接入与所述外部通信装置连接时，当检测到与所述控制器的通信超时时，通过执行信号传输的停止来执行用于与所述外部通信装置连接的端口的链路中断。

5.一种计算机，所述计算机用作根据权利要求1至4中的任一项所述的通信路由控制系统中的交换机、控制器或外部通信装置。

6.一种通信路由控制方法，包括：

控制器执行对多个交换机中的每一个的路由控制；

存在于网络外部的外部通信装置连接到所述多个交换机之中的活动交换机；

所述活动交换机当检测到与所述控制器的通信超时时，执行用于与所述外部通信装置的连接的端口的链路中断；

所述控制器当检测到与所述活动交换机的通信超时时，使所述活动交换机与所述网络断开连接，并且执行用于切换到经过所述多个交换机之中的备用交换机的路由的路由控制；以及

所述外部通信装置当检测到用于与所述活动交换机连接的端口的链路中断时，将先前已经发送到所述活动交换机的业务发送到所述备用交换机或存在于所述网络外部的交换机中的一个。

7.根据权利要求6所述的通信路由控制方法，进一步包括：

所述活动交换机预先确定执行链路中断的端口，当检测到与所述控制器的通信超时时，检查预先确定的端口的存在与否；以及

所述活动交换机当预先确定的端口存在时，执行所述端口的链路中断。

8.根据权利要求6所述的通信路由控制方法，进一步包括：

所述活动交换机与所述多个交换机中的每一个相互连接；

所述活动交换机当检测到与所述控制器的通信超时时，执行用于与所述多个交换机中的每一个连接的端口的链路中断；

所述多个交换机中的每一个当检测到用于与所述活动交换机连接的端口的链路中断时，检查与所述控制器的连接状态；

所述多个交换机中的每一个当与所述控制器的连接状态正常时，通过对所述控制器请求路由控制来设定新的最佳路由，

所述多个交换机中的每一个当与所述控制器的连接状态不正常时，检测与所述控制器的通信超时。

9.根据权利要求6所述的通信路由控制方法，进一步包括：

所述活动交换机在通过无线接入与所述外部通信装置连接时，当检测到与所述控制器的通信超时时，通过执行信号传输的停止来执行用于与所述外部通信装置连接的端口的链路中断。