CN104702504A - 通信系统、控制装置、分组处理操作设置方法和程序 - Google Patents

通信系统、控制装置、分组处理操作设置方法和程序 Download PDF

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CN104702504A CN201510145645.9A CN201510145645A CN104702504A CN 104702504 A CN104702504 A CN 104702504A CN 201510145645 A CN201510145645 A CN 201510145645A CN 104702504 A CN104702504 A CN 104702504A
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柳泽征克
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Abstract

实现了分组处理操作的聚集，并且有利于识别已经引起异常业务的流。控制装置在位于包括可聚集区间的两个或更多个分组转发路径中的可聚集区间的起点处的节点中设置针对每个流的分组处理操作，所述分组处理操作用于将用于标识所述流的流标识符和用于通过可聚集区间进行分组转发的路径标识符写入要与匹配规则相匹配的每个分组的区域中，然后使该分组被输出。分组分别属于单独的流，并且分组中的每一个要通过两个或更多个分组转发路径中的对应一个转发。此外，该控制装置在位于所述可聚集区间中间的节点中设置用于使得与所述路径标识符相匹配的分组根据所述分组转发路径进行转发的公共分组处理操作。然后，所述控制装置在位于可聚集区间的终点处的节点中设置用于基于流标识符执行恢复和转发的分组处理操作。

Description

通信系统、控制装置、分组处理操作设置方法和程序
本申请是申请日为2011年10月19日、申请号为201180046294.6的中国发明专利申请“通信系统、控制装置、分组处理操作设置方法和程序”的分案申请。
相关申请的交叉引用
本申请是基于并要求2010年10月19日提交的日本专利申请No.2010-234752的优先权益，其公开通过引用全部合并于此。
技术领域
本发明涉及通信系统、控制装置、节点、分组处理操作设置方法和程序。更具体地，本发明涉及通过配置在网络上的节点转发分组以实现通信的通信系统、节点、控制装置、通信方法和程序。
背景技术
如专利文献1和非专利文献1和2所示出的，近些年已经提出了被称为开放流(OpenFlow)的技术。在开放流(OpenFlow)中，通信被看作端对端流，并针对每个流执行路径控制、故障恢复、负载分布和最优化。起转发节点作用的开放流交换机包括用于与开放流控制器通信的安全信道，并且开放流交换机根据流表进行操作，其中由开放流控制器指示适当的添加或重写。在流表中，针对每个流定义与分组首部相匹配的一组匹配规则(matching rule)、定义处理内容的动作(Actions)和流统计信息(Stats)(参考图13)。
在非专利文献2(参见“3.3Actions”)中定义了动作名称以及动作内容。OUTPUT(输出)表示将分组输出到指定端口(接口)。SET_VLAN_VID到SET_TP_DST表示修改分组首部的字段的动作。
例如，当接收到第一分组(first packet)时，开放流交换机在流表中搜索具有与接收到的分组的首部信息相匹配的匹配规则(matching rule)的条目。当作为搜索结果找到了与接收到的分组相匹配的条目时，开放流交换机执行在与接收到的分组有关的条目中的动作字段中所描述的处理内容。另一方面，当作为结果没有找到与接收到的分组相匹配的条目时，开放流交换机将接收到的分组通过安全信道转发给开放流控制器，要求开放流控制器基于接收到的分组的发送源和发送目的地来确定分组的路径，接收实现该路径的流条目，然后更新流表。
专利文献2公开了包括MAC学习表的层2交换机和用于该层2交换机的控制装置。层2交换机包括用于将添加到帧的VWAN-ID转换到退化VWAN-ID的转换单元和用于将添加到帧的退化VWAN-ID恢复到原始VWAN-ID的恢复单元。当登记了VWAN-ID时，用于层2交换机的控制装置确定与该VWAN-ID相对应的一个退化VWAN-ID，并且将所确定的退化VWAN-ID设置到转换单元和恢复单元中。根据此公开，用来表示退化VWAN-ID的值的数小于VWAN-ID所采用的值的数。该层2交换机使用MAC学习功能，将包括退化VWAN-ID的条目登记到MAC学习表中。
[专利文献1]国际公开No.WO2008/095010
[专利文献2]国际公开No.WO2006/106588
[非专利文献1]
Nick McKeown和其他七位作者的“OpenFlow：Enabling Innovationin Campus Networks”，[在线]，[平成22(2010)年9月21日检索]，因特网<URL：http：//www.openflowswitch.org//documents/openflow-wp-latest.pdf>
[非专利文献2]
“OpenFlow Switch Specification”版本1.1.0.(有线协议0x01)[平成22(2010)年9月21日检索]，因特网<URL：http：//www.openflowswitch.org/documents/openflow-spec-v1.0.0.pdf>
发明内容
上文列出的专利文献1和2以及非专利文献1和2中的每个公开通过引用方式并入本文。与相关现有技术相关联的问题的分析结果将在下文中给出。
在上述开放流中，可以使用通配符用于分组处理操作。可以聚集具有不同发送源但具有相同目的地的均匀流，以定义具有仅与目的地要与之相匹配的匹配规则的分组处理操作(参考图8和9)。通过如上所述的通过聚集流来定义分组处理操作，分组转发路径上的每一个节点(下文中称为“节点”，也包括节点是开放流交换机的情况)上的负荷和控制装置(下文中称为“控制装置”，也包括控制装置是开放流控制器的情况)上的管理负担可以降低。
然而，当将流聚集到一个流中时，要在分组转发路径上的每一个节点处计数的流统计信息(Stats)的粒度也是基于所聚集的一个流。因此，存在以下问题：当异常业务发生时，识别已经造成异常业务的流变得困难。
另一方面，假定流统计信息(Stats)要通过使用OSI参考模型中的层3(数据链路层)的发送源/目的地IP地址或层4(传输层)的L4端口号进行严格匹配而不执行聚集来获得，以识别异常业务。于是，存在以下问题：要由分组转发路径上的每一个节点所保持的分组处理操作条目的数量将增加，导致当路径上发生故障时，节点的性能降低和路径改变的复杂度。
因此，本发明的目的是提供一种能够聚集分组处理操作并促进对已经造成异常业务的流的识别的配置。
根据第一方案，提供了一种通信系统，包括：
多个节点，所述多个节点中的每一个根据分组处理操作处理接收到的分组，并且记录与依照所述分组处理操作所处理的分组有关的统计信息，所述分组处理操作将要应用到所述分组的处理与用于标识要对其应用所述处理的所述分组的匹配规则相关联；以及
控制装置，在每一个所述节点中设置所述分组处理操作；其中
所述控制装置在位于包括可聚集区间的两个或更多个分组转发路径中的所述可聚集区间的起点处的节点中设置针对每个流的分组处理操作，所述分组处理操作用于将用于标识所述流的流标识符和用于通过所述可聚集区间进行分组转发的路径标识符写入要与所述匹配规则相匹配的每一个分组的区域中，然后使所述分组被输出，所述分组分别属于单独的流，并且要通过所述两个或更多个分组转发路径中的对应一个转发所述分组中的每一个；
所述控制装置在位于所述可聚集区间中间的节点中设置用于使得与所述路径标识符相匹配的所述分组根据所述分组转发路径进行转发的对各个流公共的分组处理操作；以及
所述控制装置在位于所述可聚集区间的终点处的节点中设置用于执行以下处理的分组处理操作：基于所述流标识符恢复被重写在位于所述可聚集区间的所述起点处的所述节点中的内容，然后使所述分组被输出。
根据第二方案，提供了一种与多个节点相连的控制装置，所述多个节点中的每一个根据分组处理操作处理接收到分组，并且记录与依照所述分组处理操作所处理的分组有关的统计信息，所述分组处理操作将要应用到所述分组的处理与用于标识要对其应用所述处理的所述分组的匹配规则相关联；
所述控制装置：
在位于包括可聚集区间的两个或更多个分组转发路径中的所述可聚集区间的起点处的节点中设置针对每个流的分组处理操作，所述分组处理操作用于将用于标识所述流的流标识符和用于通过所述可聚集区间进行分组转发的路径标识符写入要与匹配规则相匹配的每一个分组的区域中，然后使所述分组被输出，所述分组分别属于单独的流，并且要通过所述两个或更多个分组转发路径中的对应一个转发所述分组中的每一个；
在位于所述可聚集区间中间的节点中设置用于使得与所述路径标识符相匹配的所述分组根据所述分组转发路径进行转发的对各个流公共的分组处理操作；以及
在位于所述可聚集区间的终点处的节点中设置用于执行以下处理的分组处理操作：基于所述流标识符恢复被重写在位于所述可聚集区间的所述起点处的节点中的内容，然后使所述分组被输出。
根据第三方案，提供了一种与多个节点相连的控制装置的分组处理操作设置方法，所述多个节点中的每一个根据分组处理操作处理接收到的分组，并且记录与依照所述分组处理操作所处理的分组有关的统计信息，所述分组处理操作将要应用到分组的处理与用于标识要对其应用所述处理的所述分组的匹配规则相关联，所述方法包括以下步骤：
在位于包括可聚集区间的两个或更多个分组转发路径中的所述可聚集区间的起点处的节点中设置针对每个流的分组处理操作，所述分组处理操作用于将用于标识所述流的流标识符和用于通过所述可聚集区间分组进行转发的路径标识符写入要与所述匹配规则相匹配的每一个分组的区域中，然后使所述分组被输出，所述分组分别属于单独的流，并且要通过所述两个或更多个分组转发路径中的对应一个转发所述分组中的每一个；
在位于所述可聚集区间中间的节点中设置用于使得与所述路径标识符相匹配的所述分组根据所述分组转发路径进行转发的对各个流公共的分组处理操作；以及
在位于所述可聚集区间的终点处的节点中设置用于执行以下处理的分组处理操作：基于所述流标识符恢复被重写在位于所述可聚集区间的所述起点处的所述节点中的内容，然后使所述分组被输出。本方法与特定机器相联系，该特定机器是在上述核心节点和边缘节点中的每个中设置分组处理操作的控制装置。
根据第四方案，提供了一种用于构成与多个节点相连的控制装置的计算机的程序，所述多个节点中的每一个根据分组处理操作处理接收到的分组，并且记录与依照所述分组处理操作所处理的分组有关的统计信息，所述分组处理操作将要应用到分组的处理与用于标识要对其应用所述处理的所述分组的匹配规则相关联，所述程序使计算机执行以下处理；
在位于包括可聚集区间的两个或更多个分组转发路径中的所述可聚集区间的起点处的节点中设置针对每个流的分组处理操作，所述分组处理操作用于将用于标识所述流的流标识符和用于通过所述可聚集区间分组进行转发的路径标识符写入要与所述匹配规则相匹配的每一个分组的区域中，然后使所述分组被输出，所述分组分别属于单独的流，并且要通过所述两个或更多个分组转发路径中的对应一个转发所述分组中的每一个；
在位于所述可聚集区间中间的节点中设置用于使得与所述路径标识符相匹配的所述分组根据所述分组转发路径进行转发的对各个流公共的分组处理操作；以及
在位于所述可聚集区间的终点处的节点中设置用于执行以下处理的分组处理操作：基于所述流标识符恢复被重写在位于所述可聚集区间的所述起点处的所述节点中的内容，然后使所述分组被输出。该程序可以记录到计算机可读记录介质中。即，本发明也可以具体体现为计算机程序产品。
对本发明的有价值效果作出以下总结。
根据本公开，可以聚集分组处理操作并促进对已经造成异常业务的流的识别。针对这些有益效果的原因是已经采用了如下配置：可以在位于分组转发路径的可聚集区间的起点处的节点中收集与针对每个分组处理操作所处理的分组有关的统计信息，并且分组处理操作在位于可聚集区间的节点中聚集。
附图说明
图1是用于说明本发明的概要的图示；
图2是示出了本发明的第一示例性实施例的配置的示意图；
图3是示出了本发明的第一示例性实施例中的控制装置的配置的框图；
图4示出了根据本发明的第一示例性实施例所保持的路径信息的示例；
图5是用于说明由本发明的第一示例性实施例中的控制装置执行的MAC地址的转换的内容的表；
图6是用于说明本发明的第一示例性实施例中的控制装置的操作的示意图；
图7是总结本发明的第一示例性实施例中的控制装置在各个节点中设置的分组处理操作的表；
图8是总结本发明的第一示例性实施例中的控制装置以非聚集模式在各个节点中分别设置的分组处理操作的表；
图9示出了多个示例，在每个示例中，已经聚集具有相同目的地的用于图8中的分组处理操作的流；
图10是示出了要在入口OFS中设置的流条目与在非聚集模式中设置的流条目的差异的表；
图11是示出了要在核心OFS中设置的流条目与在非聚集模式中设置的流条目的差异的表；
图12是示出了要在出口OFS中设置的流条目与在非聚集模式中设置的流条目的差异的表；以及
图13是示出了非专利文献2中描述的流条目的配置的表。
具体实施方式
首先，将描述本公开的示例性实施例的概要。如图1所示，本公开的示例性实施例可以由节点10-1至10-n以及控制装置20实现。节点10-1至10-n中的每个根据分组处理操作来处理接收分组，并且还记录与每个分组处理操作的处理分组相关的统计信息，所述分组处理操作将要应用到分组的处理与用于标识处理要被应用到的分组的匹配规则相关联。控制装置20在这些节点10-1至10-n中的每一个中设置该分组处理操作。为了方便，附在此概要后的附图中的附图标记跟在每个要素之后，作为用于帮助理解本公开的示例，并且不意在将本发明限制在附图中示出的模式。
假定已经将分组通过节点10-1、节点10-2、...和节点10-n的转发路径计算为例如分组从终端A(30a)寻址终端C(30c)的转发路径。类似地，假定已经将分组通过节点10-1、节点10-2、...和节点10-n的转发路径计算为从终端B(30b)寻址到终端C(30c)的转发路径。因此，两个分组转发路径包括从节点10-1、节点10-2、...和节点10-n的重叠区间(可聚集区间)。
在此情况下，控制装置20针对位于可聚集区间的起点处的节点10-1中的每个流，设置分组处理操作。此分组处理操作用于执行以下处理：将流标识符(例如：F1或F2)和路径标识符(例如：E1)写到要与匹配规则相匹配的每个分组的区域中，然后使该分组被输出。流标识符是用于标识流，路径标识符是用于通过可聚集区间进行分组转发。分组分别属于单个流(从终端A至终端C，和从终端B至终端C)，并且每个分组要通过两个或更多个分组转发路径中对应的一个转发。
控制装置20在位于可聚集区间中间的节点10-2、...到节点10(n-1)中的每一个中设置对各个流公共的分组处理操作。分组处理操作是用于根据分组转发路径转发与路径标识符(例如：E1)相匹配的分组。
控制装置20在位于可聚集区间的终点处的节点10-n中设置用于执行以下处理的分组处理操作：基于流标识符(例如：F1或F2)恢复在位于可聚集区间的起点处的节点中重写的内容，然后使该分组被输出。
利用上述布置，将从终端A(30a)寻址到终端C(30c)和从终端B(30b)寻址到终端C(30c)的分组中的每一个分组重写到包括流标识符(例如：F1或F2)和路径标识符(例如：E1)在内的分组中，并通过可聚集区间将其转发。然后，在作为可聚集区间的终点的节点10-n中恢复从终端A(30a)寻址到终端C(30c)和从终端B(30b)寻址到终端C(30c)的分组中的每一个分组，以获得原始内容。
因此，可以将针对位于可聚集区间中间的节点的分组处理操作聚集到包括作为匹配规则的路径标识符(例如：E1)在内的分组处理操作中。另一方面，在位于可聚集区间的起始点处的节点中，设置用于将流标识符(例如：F1或F2)和路径标识符(例如：E1)写入属于每个流的分组中的分组处理操作，并且针对每个分组处理操作记录与所处理的分组有关的统计信息。因此，促进了对异常业务的识别。
[第一示例性实施例]
接下来，将参考附图详细描述本发明的第一示例性实施例。图2是示出了本发明的第一示例性实施例的配置的图示。参考图2，示出了多个开放流交换机(当在各个OFS之中不进行特定区分时，下文中称为“OFS”)10a至10e和设置分组处理操作(流条目)和收集统计信息的控制装置20。每个OFS转发要在终端A和B中的每一个与每个终端C和D中的每一个之间交换的分组。控制装置20通过安全信道与OFS 10a至10e相连。
当OFS 10a至10e中的每一个接收到分组时，OFS 10a至10e中的每一个在其中保存的流条目表(流表)中搜索与分组相匹配的流条目，并执行在所搜索到的流条目中定义的处理内容。
参考图2，假定针对OFS 10a至10e所写入的、并且写在各个终端A至D与各个OFS 10a至10e之间的链路的端点附近的符号(#1至#24)指示OFS的端口号。当OFS_B 10b向OFS_C 10c输出从终端A寻址到终端C的分组时，设置了定义从端口#12输出与对应匹配规则(matchingrule)相匹配的分组的处理(OUT_PORT：12)的流条目。
当OFS 10a至10e中的每一个接收到与在流条目表(流表)中存储的任意流条目都不匹配的分组时，OFS 10a至10e中的每一个使用分组输入(Packet-in)消息来向控制装置20通知与分组有关的信息。
已经接收到Packet-in消息的控制装置20基于与分组的发送源和发送目的地有关的信息，选择用于转发分组和后续分组的路径，并在分组的转发路径上的每个OFS中设置流条目，该后续分组属于与和流表中的任何流条目都不匹配的分组相同的流。
图3是示出了控制装置20的详细配置的框图。参考图3，示出了包括开放流协议处理单元21、交换机信息管理单元22、流条目产生单元23、路径信息管理单元24、拓扑管理单元25和路径计算单元26在内的配置。
开放流协议处理单元21从OFS 10a至10e中的每一个接收用于设置流条目的请求，并且还利用在非专利文献2中定义的开放流协议来执行以下处理：指示设置流条目、发送分组、转发所记录的流统计信息等等。
交换机信息管理单元22收集并管理与OFS 10a至10e有关的识别信息和物理端口信息，并将所收集和管理的信息提供给流条目产生单元23。作为收集与OFS 10a至10e有关的识别信息和物理端口信息的方法，可以使用如下方法：向OFS 10a至10e中的每一个发送在非专利文献2中定义的交换机功能查询消息(特征请求)，然后从OFS 10a至10e中的每一个接收交换机功能响应消息(特征回复)(参照非专利文献2中的5.3“Controller-to-Switch Messages”和随后的“5.3Controller-to-Switch Messages”)。
拓扑管理单元25保存与开放流网络有关的拓扑信息。可以使用事先创建的拓扑信息作为拓扑信息，或者可以通过使用收集拓扑信息的方法(采用诸如LLDP(链路层发现协议)之类的功能)来创建拓扑信息作为拓扑信息。
路径计算单元26参照拓扑管理单元25中所保存的拓扑信息，来产生OFS中的任意OFS之间的分组转发路径。
路径信息管理单元24管理由路径计算单元26所计算的分组转发路径，并响应于来自流条目产生单元23的请求来提供与向其添加如图4所示的路径ID的路径有关的信息。这里假定在图2中的OFS(OFS_A至OFS_E)之间，已经基于定义图2中所示的OFS 10a至10e之间的连接关系的拓扑信息产生了分组转发路径E1(OFS_A通过OFS_B和OFS_C至OFS_E)和分组转发路径E2(OFS_A通过OFS_B和OFS_D至OFS_E)。
流条目产生单元23基于从开放流协议处理单元21所给出的与分组有关的信息来选择在路径信息管理单元24中保存的分组转发路径之一，并产生要在位于分组转发路径的起点、位于分组转发路径的终点、和位于分组转发路径中间的每一个OFS中设置的流条目，以便在位于分组转发路径中间的OFS中实现流条目聚集。
假定例如已经针对从终端A到终端C的流选择了分组转发路径E1。然后，流条目产生单元23在位于所选分组转发路径E1的起点的OFS_A10a中设置用于将分组首部的原始发送源MAC地址转换为流ID并且将分组首部的原始目的地MAC地址转换为路径ID的分组处理操作，然后使该分组被输出到后续跳(OFS_B)。
控制装置20还在位于分组转发路径E1中间的OFS_B 10b和OFS_C10c中的每一个中设置用于使得与路径ID(例如：E1)相匹配的分组根据分组转发路径E1进行转发的分组处理操作。
控制装置20还在位于分组转发路径的终点的OFS_E 10e中设置用于执行以下处理的分组处理操作：将与在OFS_A 10a中转换的流ID和路径ID相匹配的分组的发送源MAC地址和目的地MAC地址返回到分组的原始发送源MAC地址和原始目的地MAC地址，然后使该分组被输出。
图5是示出了要由流条目产生单元23转换的MAC地址之间的对应关系的表。
上述控制装置20还可以通过将稍后将描述的流条目聚集功能实现到非专利文献1和2中所描述的开放流控制器中来实现。图3中示出的控制装置20的每个单元(处理装置)还可以通过计算机程序来实现，该计算机程序使得构成控制装置20的计算机使用计算机的硬件来执行上述处理中的每一个处理。
接下俩，将参考附图详细描述本示例性实施例的操作。在以下描述中假定：已经针对从终端A流到终端C的具有流ID 1的流、从终端A流到终端D的具有流ID 2的流、从终端B流到终端C的具有流ID 3的流、从终端B流到终端D的具有流ID 4的流，按照这个顺序作出了用于设置流条目的请求。所有这些流在图6中用粗线指示。
首先，当OFS_A 10a要求控制装置20产生针对从终端A到终端C的流的流条目时，控制装置20从图4中示出的分组转发路径中选择分组转发路径E1。然后，控制装置20产生流条目，并在OFS_A 10a设置该流条目。流条目是用于：将已经通过端口#1进入OFS_A 10a的、并且其发送源MAC地址是终端A的MAC地址、且其目的地MAC地址是终端C的MAC地址的分组的首部的发送源MAC地址和目的地MAC地址分别转换为流ID 1和路径IDE1，然后使该分组被从连接端口#10输出到后续跳(OFS_B)。
此时产生了并设置了流条目，如图7中的“OFS_A”和流ID为1所定义的字段示出。图7中的“MATCH(匹配)”指示流条目的匹配规则，或匹配规则。图7中“ACTION(动作)”指示流条目的动作字段，或要对分组应用的处理内容。“IN_PORT”、“DL_SRC”、“DL_DST”分别对应于图13中的流条目中的“输入端口”、“以太网SA”、“以太网DA”。“SET_XX_XXX”指示重写首部XX_XXX的动作，而“OUT_PORT##”表示分组从第##个端口输出。
控制装置20还产生用于使已经从端口#11进入的、并且其目的地MAC地址是路径ID E1的流条目，并将其设置在位于分组转发路径E1的中间的OFS_B 10b中，以使其从具有OFS_C 10c与其相连的端口#12输出(参考图7中的“OFS_B”和流ID 1所定义的字段)。类似地，控制装置20产生用于使已经从端口#13进入的、并且其目的地MAC地址是路径IDE1的流条目，并将其设置在OFS_C 10c中，以使其从具有OFS_C 10e与其相连的端口#14输出(参考图7中的“OFS_C”和流ID 1所定义的字段)。
控制装置20还产生流条目，并将其设置在位于分组转发路径E1的终点处的OFS_E 10e中。该流条目是用于：分别将已经通过端口#15进入的、并且其发送源MAC地址是流ID 1、且其目的地MAC地址是路径ID E1的分组的首部的发送源MAC地址和目的地MAC地址分别恢复为终端A的MAC地址和终端C的MAC地址，然后使该分组被从具有终端C与其连接的端口#3输出(参考图7中的“OFS_E”和流ID 1所定义的字段)。
接下来，考虑如下情况：OFS_A 10a已经要求控制装置20产生针对从终端A到终端D的流的流条目。因为终端D与OFS_E 10e相连，可以采用图4中的分组转发路径E1和E2二者作为从终端A到终端D的流的分组转发路径。这里假定：为了实现流条目聚集，如上述流ID 1的情况一样，控制装置20已经选择了分组转发路径E1。
在此情况下，控制装置20产生流条目并将该流条目设置在OFS_A10a中。流条目是用于：将已经通过端口#1进入OFS_A 10a的、并且其发送源MAC地址是终端A的MAC地址、且其目的地MAC地址是终端D的MAC地址的分组的首部的发送源MAC地址和目的地MAC地址分别转换为流ID2和路径ID E1，然后使该分组从具有后续跳(OFS_B)与其相连的连接端口#10输出(参考图7中的“OFS_A”和流ID 2所定义的字段)。
控制装置20还产生流条目，并将其设置在位于分组转发路径E1的终点处的OFS_E 10e中。该流条目是用于：分别将已经从端口#15进入OFS_E 10e的、并且其发送源MAC地址是流ID 2、且其目的地MAC地址是路径ID E1的分组的首部的发送源MAC地址和目的地MAC地址分别恢复为终端A的MAC地址和终端D的MAC地址，然后使该分组从具有终端D与其连接的端口#4输出(参考图7中的“OFS_E”和流ID 2所定义的字段)。
另一方面，已经在位于分组转发路径E1中间的OFS_B 10b和OFS_C10c中的每一个中设置用于使目的地MAC地址为路径ID E1的分组转发到后续跳的流条目。因此，不需要产生并设置该流条目。
同样，当OFS_A 10a要求控制装置20产生针对从终端B到终端C的流的流条目时，控制装置20仅针对OFS_A 10a和OFS_E 10e产生涉及重写和恢复首部的流条目(参考图7中的流ID 3所定义的行)。
鉴于每个OFS中的负荷和每个流的服务属性，还可以使控制装置20选择不同的转发路径。例如在图7中的示例中，当OFS_A 10a要求控制装置20产生针对从终端B到终端D的流的流条目时，控制装置20选择分组转发路径E2，并且产生流条目并在OFS 10a至10e中的每一个中设置该流条目。(参考图7中的流ID 4所定义的行)
以上描述涉及本示例性实施例的操作。可以这样布置：上述控制装置20可以选择多个操作模式，并且可以在流条目被聚集的聚集模式和流条目没有被聚集的非聚集模式之间进行选择。
图8是示出了当不执行上述聚集时的要在OFS 10a至10e中的每一个中设置的流条目的表。从图7和图8之间的比较可以清楚地看到：本示例性实施例成功地将OFS_B 10b中的流条目的数目从4减少到2。本示例性实施例成功地将OFS_C 10c的流条目的数目从3减少到1。可以将能够减少的流条目的数目估计为“已经聚集的流的数目×(分组转发路径上的节点的数目-2)”。OFS_A 10a也执行与针对每个流的输入分组的匹配，使得可以很容易地识别具有流ID 1至4的流中的哪一个造成了异常业务。
在如图8的非聚集模式中，当由于路径中出现故障而导致路径的改变时，需要设置/减少可能受影响的所有流条目。然而，当如图7执行聚集时，要设置/删除的流条目的数目减少。因此，可以减少交换机处理时间，并且还提高了容错性能。
虽然与如图9所示的已经聚集了具有相同目的地的流的情况相比，本示例性实施例中的OFS_A 10a和OFS_E 10e中的每一个中的流条目的数目增加了，但是不会出现以下情况：流1和3混合并且流2和4混合，使得难以确定流中的哪一个已经造成了异常业务。
图10至12中的每一个总结了在本示例性实施例中描述的聚集模式中要设置在每个OFS中的流条目，和在如图8所示的非聚集模式中要设置的流条目之间的差异。在以下描述中，位于分组转发路径的起点处的、并且与外部节点相连的OFS将被称为入口OFS，位于分组转发路径的终点处的、并且与外部节点相连的OFS将被称为出口OFS，入口和出口之间的OFS被称为核心OFS。
图10是示出了要在入口OFS中设置的流条目与要在非聚集模式中设置的流条目的差异的表。如图10所示，将发送源MAC地址和目的地MAC地址的转换作为动作添加在入口OFS中，这与要在非聚集模式中设置的流条目不同。利用这一布置，实现了核心OFS中的流条目聚集和出口OFS中的分组恢复。
图11是示出了要在核心OFS中设置的流条目与要在非聚集模式中设置的流条目的差异的表。在图11中示出的核心OFS中，设置了其匹配规则是通过入口OFS中的转换所获得的路径ID的流条目。
图12是示出了要在出口OFS中设置的流条目与要在非聚集模式中设置的流条目的差异的表。如图12所示，除了输入端口(In_Port)字段以外，还使用通过在入口OFS中的转换所获得的流ID和路径ID作为匹配关键字，在出口OFS中添加恢复发送源MAC地址和目的地MAC地址的动作。这与要在非聚集模式中设置的流条目不同。
以上描述涉及优选的示例性实施例。然而，本发明不局限于上述示例性实施例。在不背离本发明的基本技术概念的前提下，可以进一步变更、替换和调整本发明。
例如，要在位于分组转发路径中间的OFS中设置的流条目使用路径ID作为匹配规则。因此，可以事先设置流条目，而不用等待来自OFS的用于设置流条目的请求。在此情况下，控制装置20应当设置用于使位于分组转发路径的起点处的OFS根据事先设置的匹配规则重写首部的流条目。此外，控制装置20应当设置用于使位于分组转发路径的终点处的OFS恢复首部的流条目。控制装置20上的负荷从而降低了。
在上述示例性实施例中，在假定将路径ID用作匹配规则的情况下给出了描述。出口OFS的MAC地址、与聚集区间相关联的转发标识符等可以用作路径ID。
在上述示例性实施例中，在假定要重写发送源/目的地MAC地址的情况下给出了描述。还可以采用以下配置：将与流ID和路径ID相对应的标识符写在图13中示出的不用于从每一个节点(OFS)等的转发的一些字段中，或者根据原始ID重写这些流ID和路径ID，并在分组转发路径的终点处将这些流ID和路径ID删除或恢复。
在上述示例性实施例中，在假定分组首部转换和分组首部恢复可以在与外部节点(终端A至D)中的每一个相连的OFS(边缘节点)中执行的情况下给出了描述。分组首部转换和分组首部恢复可以在位于与外部节点(终端A至D)中的每一个相连的OFS的内侧的核心OFS(核心节点)中的任意一个中执行。例如，可以设置流条目，该流条目用于：在图2中的OFS_C 10c和OFS_D 10d中的每一个中执行恢复，然后基于原始分组在OFS_E 10e中执行分组处理。备选地，也可以变化示例性实施例：在图2的OFS_A 10a中设置用于基于原始分组执行分组处理的流条目，并且在图2的OFS_B 10b中执行分组首部转换，以在OFS_C 10c和OFS_D 10d中实现流条目聚集。
在上述示例性实施例中，在假定控制装置20包括拓扑管理单元25和路径计算单元26以通过其自身计算路径的情况下给出了描述。然而，也可以采用如下配置：单独提供一设备，用于将与该设备所计算的路径有关的信息提供给控制装置20。
最后，将总结本发明的优选模式。
[第一模式]
(参见上述第一方案中的通信系统)
[第二模式]
根据第一模式所述的通信系统，其中
在位于可聚集区间中间的节点中，设置了用于使得与所述路径标识符相匹配的所述分组根据事先计算的所述分组转发路径进行转发的分组处理操作；以及
当新接收到用于设置所述分组处理操作的请求时，分配事先计算的所述分组转发路径。
[第三模式]
根据第一或第二模式所述的通信系统，其中
将流标识符写入分组首部的发送源MAC地址字段中。
[第四模式]
根据第一至第三模式中任意一项所述的通信系统，其中
将流标识符写入所述分组首部的目的地MAC地址字段中。
[第五模式]
根据第一至第四模式中任意一项所述的通信系统，其中
位于可聚集区间的起点和终点处的节点是边缘节点，每个所述边缘节点配置在与外部节点的边界处；以及
位于可聚集区间中间的节点是配置在边缘节点之间的核心节点。
[第六模式]
一种通信系统，其中
所述控制装置还包括：响应于来自节点的请求来计算分组转发路径的路径计算单元。
[第七模式]
(参见上述第二方案中的通信系统)
[第八模式]
根据第七模式所述的控制装置，其中
所述控制装置在位于所述可聚集区间中间的所述节点中设置用于使得与所述路径标识符相匹配的所述分组根据事先计算的所述分组转发路径进行转发的分组处理操作；以及
当新接收到用于设置所述分组处理操作的请求时，所述控制装置分配事先计算的所述分组转发路径。
[第九模式]
根据第七和第八模式所述的控制装置，其中
将所述流标识符写入分组首部的发送源MAC地址字段中，并且将所述路径标识符写入所述分组首部的目的地MAC地址字段中。
[第十模式]
根据第七至第九模式中任意一项所述的控制装置，其中
所述控制装置还包括：响应于来自节点的请求，计算分组转发路径的路径计算单元。
[第十一模式]
(参见上述第三方案中的分组处理操作设置方法)
[第十二模式]
(参见上述第四方案中的程序)
和第一模式一样，第十一和第十二模式可以展开到第二至第六模式中。
可以在本发明的整个公开(包括权利要求书)的范围内，基于本发明的基本技术概念，进行示例性实施例和示例的修改和调整。在本发明的权利要求的范围内，可以对所公开的各种要素(包括每个权利要求中的每个要素、每个示例的每个要素、每个附图中的每个要素等等)进行各种组合和选择。即，本发明显然包括可以由本领域技术人员根据包括权利要求和技术概念在内的整个公开所作出的各种变型和修改。
附图标记列表
10-1～10-n  节点
10a～10e  OFS(开放流交换机)
20  控制装置
21  开放流协议处理单元
22  交换机信息管理单元
23  流条目产生单元
24  路径信息管理单元
25  拓扑管理单元
26  路径计算单元
30a～30d  终端

Claims (9)

1.一种控制装置，包括：
第一单元，被配置为：能够与网络的多个节点进行通信；以及
第二单元，被配置为：指示所述网络的入口节点将分组中包括的第一目的地地址修改为包括所述第一目的地地址的第二目的地地址，
其中，所述入口节点从发送所述分组的终端接收所述分组。
2.根据权利要求1所述的控制装置，
其中，所述第二单元指示中间节点基于所述第二目的地地址来转发所述分组。
3.根据权利要求1所述的控制装置，
其中，所述第二单元指示所述网络的出口节点将所述第二目的地地址修改为所述第一目的地地址，
其中，所述出口节点接收从所述中间节点转发的所述分组。
4.一种系统，包括：
第一单元，被配置为：能够与网络中的多个节点进行通信；以及
第二单元，被配置为：指示所述网络的入口节点将分组中包括的第一目的地地址修改为包括所述第一目的地地址的第二目的地地址，
其中，所述入口节点从发送所述分组的终端接收所述分组。
5.根据权利要求4所述的系统，
其中，所述第二单元指示中间节点基于所述第二目的地地址来转发所述分组。
6.根据权利要求4所述的系统，
其中，所述第二单元指示所述网络的出口节点将所述第二目的地地址修改为所述第一目的地地址，
其中，所述出口节点接收从所述中间节点转发的所述分组。
7.一种通信方法，包括：
与网络中的多个节点进行通信；以及
指示所述网络的入口节点将分组中包括的第一目的地地址修改为包括所述第一目的地地址的第二目的地地址，
其中，所述入口节点从发送所述分组的终端接收所述分组。
8.根据权利要求7所述的通信方法，还包括：
指示中间节点基于所述第二目的地地址来转发所述分组。
9.根据权利要求7所述的通信方法，还包括：
指示所述网络的出口节点将所述第二目的地地址修改为所述第一目的地地址，
其中，所述出口节点接收从所述中间节点转发的所述分组。
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