CN105075196A - 控制器、通信系统、路径切换方法和程序 - Google Patents

Abstract

目的在于促进提高集中控制网络中的路径切换速度。控制器包括：第一控制信息生成单元，所述第一控制信息生成单元生成第一控制信息，所述第一控制信息使正在受到控制的转发装置在第一路径上转发分组；以及第二控制信息生成单元，所述第二控制信息生成单元生成第二控制信息，所述第二控制信息使正在受到控制的所述转发装置在与所述第一路径不同的第二路径上转发包括一组分组，所述一组分组包括作为由所述第一控制信息控制的对象的所述分组。所述控制器还包括转发控制单元，所述转发控制单元在正在受到控制的所述转发装置中设置所述第一控制信息和所述第二控制信息的优先级等级，使得所述第二控制信息的优先级等级将高于所述第一控制信息的优先级等级；以及通过指示正在受到控制的所述转发装置删除所述第二控制信息，改变至少与所述第一控制信息相匹配的分组的转发路径。

Description

控制器、通信系统、路径切换方法和程序

技术领域

(相关申请的交叉引用)

本申请基于并要求2013年2月25日递交的日本专利申请No.2013-034982的优先权，其全部内容以引用方式并入于此。

本发明涉及控制器、通信系统、路径切换方法和程序。更具体地，本发明涉及其中通过控制转发装置来实现通信的控制器、通信系统、路径切换方法和程序。

背景技术

在非专利文献1、2中，引入了被称为开流(OpenFlow)的集中控制网络。以下将解释非专利文献2的开流1.0.0的规范中将被称为“OFS”的开流交换机和被称为“OFC”的开流控制器。

OFS包括配置用于分组查找和转发的流表和在其上与控制器通信的安全信道。OFC使用开流协议在安全信道上与OFS通信，并控制例如API(应用编程接口)层级上的流。

在例如接收第一分组时，OFS在流表中搜索具有与分组的首部信息相匹配的匹配条件的条目。如果作为搜索的结果没有找到具有与接收到的分组的首部信息相匹配的匹配条件的条目，则OFS在安全信道上向控制器发送分组。

OFC基于与分组的目的地有关的信息和与分组的传输源有关的信息，根据由OFC管理的网络拓扑信息来决定所述分组的转发路径。OFC设置控制信息(流条目)，以沿着这样决定的转发路径，转发每个位于所述转发路径上的OFS的流表中的分组。

在接收到具有与上述第一分组共用的首部信息的后续分组时，OFS根据上述控制信息(流条目)来转发后续分组。

例如如图13中的示例所示，每个OFS的流表中存储了：将对分组首部排序(collation)的匹配条件(MatchField匹配字段)、表明要在流上执行的处理的动作(Action)和流统计信息(Statistics统计数据)彼此互相关联的条目。匹配条件(MatchField匹配字段)按照识别流的流过滤定义来操作，并且可以使用精确值(Exact)以及通配符(WildCard)。作为动作(Action)，通过定义要在流上执行的处理来设置要向与匹配条件(MatchField匹配字段)匹配的分组应用的处理的内容。流统计信息(也称为活动计数器)的示例可以包括活动条目、分组查找和分组匹配的数量。关于流，流统计信息的示例可以包括接收分组的数量、接收字节的数量和流保持活跃的持续时间。关于端口，流统计信息的示例可以包括：接收分组、发送分组、接收字节、发送字节、接收并丢弃的分组、发送并丢弃的分组、接收中的错误、发送中的错误、接收到的帧对齐错误、接收到的溢出(overrun)错误、接收到的CRC错误和冲突的数量。

OFS将输入分组与流表的匹配条件(匹配的)进行比较。如果找到了与匹配条件相匹配的条目，则应用因而与分组相匹配的条目的动作字段的内容。相反，如果尚未找到匹配条目，则OFS在安全信道上向OFC发送分组。在决定了所述分组的路径之后，OFC向OFS发送流条目，向OFS通知沿由此决定的路径的转发路径节点或单元。例如，利用通过上述流条目实现的对通信结束的检测、对网络拓扑中的改变或修改的检测或对故障的OFS的检测作为触发，OFC指示OFS修改或删除流条目。OFS根据这些来自OFC的指令来增加、修改或删除流条目。

将分组首部的特定定义字段用于对交换机流表的匹配条件的排序。如图14中所示，在以太网(注册商标)/TCP/IP分组首部中示出了用于匹配的信息，并且可以列举为以下各项：MACDA(媒体访问控制目的地址)、MACSA(MAC源地址)、以太网类型(TPID；标签协议标识符)、VLANID(虚拟局域网ID)、VLAN类型(优先级等级)、IPSA(互联网协议源地址)、IPDA(IP目的地址)、IP协议、源端口(TCP/UDP源端口或ICMP(互联网控制消息协议))类型、目的端口(TCP/UDP目的端口或ICMP代码))。

图15示出了OFS支持的代表性动作名称和所述动作的内容。Output是在指定端口(接口)上输出分组的动作。SET_VLAN_VID至SET_TP_DST表示纠正分组首部的字段的动作。丢弃与其中没有表明动作的流条目相匹配的这种分组。

顺便提及，OFS具有不仅向物理端口转发分组、还向图16中的虚拟端口转发分组的功能，在图16中示出了在开流1.0.0的规范中保留的虚拟端口的示例。IN_PORT是用于在它的进入端口上发送出分组的虚拟端口。NORMAL是在使用处理交换机支持的先已存在的转发路径的过程中所使用的虚拟端口。FLOOD是在处于使能通信状态中(处于转发状态中)的除分组输入端口以外的所有端口上转发分组中所使用的虚拟端口。ALL是用于在除分组输入端口以外的端口上转发分组的虚拟端口。CONTROLLER是在封装分组并向控制器发送这样封装的分组中所使用的虚拟端口。LOCAL是在其上向交换机的局域网栈发送分组的虚拟端口。

图17示出了在OFS和OFC之间的安全信道上交换的代表性控制消息。Flow-mod是OFC用于在OFS中添加、修改或删除流条目的消息。Packet-In是在发送不与流条目相匹配的分组时，从OFS向OFC发送的消息。Packet-Out是从OFC向OFS发送的在OFS的可选端口上输出OFC生成的分组的消息。Port-Status是从OFS向OFC发送的通知端口状态已经改变了的消息。如果例如与端口连接的链路已经发生了故障，则对于链路处于不可用(down)状态做出通知。Flow-Removed是从交换机向控制器发送的向控制器通知对于预设的时间流条目已不再被使用并且已超时的消息，因此要从OFS的流表中将其删除。

已经在非专利文献3中扩展了开流1.0.0的上述规范，以使能处理多个流表。在非专利文献3中的开流1.1.0的规范中，最初参考定义的表(这里是流表#0)。在分组已经与流表中的条目匹配了的情况下，可以指定接下来参照哪个表。该扩展可以用比迄今为止更灵活的方式来执行控制。

专利文献1示出了一种采用上述开流的通信系统。因此示出了如下的配置：事先计算备选路径，并在与上述OFS等同的通信设备中设置备选流条目或多个备选流条目。如果网络中已经发生了故障或拥塞，则OFS删除其中已经设置了丢弃(抛弃)动作的这样的一个或多个流条目，由此改变路径。

引用列表

专利文献

专利文献1：JP专利Kokai公开No.2012-49674A

非专利文献

非专利文献1：NickMcKeown和其他七人的“OpenFlow：EnablingInnovationinCampusNetworks“，[online]，[retrievedonJanuary9，Heisei25(2013)，Internet

<URL:http://www.openflow.org/documents/openflow-wp-latest.pdf>

非专利文献2：“OpenFlowSwitchSpecification”Version1.0.0(WireProtocol0x01)，[online]，[retrievedonFebruary14，Heisei25(2013)，Internet

<URL:http//www.openflow.org/documents/openflow-spec-v1.0.0.pdf>

非专利文献3：“OpenFlowSwitchSpecification”Version1.1.0(WireProtocol0x02)，[online]，[retrievedonFebruary14，Heisei25(2013)，Internet

<URL:http://www.openflow.org/documents/openflow-spec-v1.1.0.pdf>

发明内容

技术问题

本发明给出了以下分析。如专利文献1中所表明的，由开流表示的集中控制网络经受以下缺点：处理在网络中可能发生的故障或拥塞可能花费很长时间(参见专利文献1的0006至0008段)。

关于这一点，可以用专利文献1中的方法以高速改变路径。然而，有必要向交换机的路径控制信息处理单元告知在流表中搜索指示在故障的端口上转发分组的附加功能、以及如果存在这种流条目，则删除“丢弃”与这种条目的匹配条件匹配的流条目组的处理的附加功能(参见专利文献1的0064和0065段)。

本发明的目的是提供控制器、通信系统、路径切换方法和程序，根据其可以促进提高集中控制网络中的路径切换的速度，而不必向交换机添加任何特定功能。

问题的解决方案

在第一方面，提供了一种控制器，包括：第一控制信息生成单元，所述第一控制信息生成单元生成第一控制信息，所述第一控制信息使正在受到控制的转发装置在第一路径上转发分组；第二控制信息生成单元，所述第二控制信息生成单元生成第二控制信息，所述第二控制信息使正在受到控制的所述转发装置在与所述第一路径不同的第二路径上转发一组分组，所述一组分组包括作为由所述第一控制信息控制的对象的所述分组；以及转发控制单元。所述转发控制单元在正在受到控制的所述转发装置中设置所述第一控制信息的优先级等级和所述第二控制信息的优先级等级，使得所述第二控制信息的优先级等级将高于所述第一控制信息的优先级等级；并通过指示正在受到控制的所述转发装置删除所述第二控制信息，改变至少与所述第一控制信息相匹配的分组的转发路径。

在第二方面中，提供了一种通信系统，该通信系统包括被配置为根据从外部设置的控制信息来处理接收分组的转发装置，并且还包括上述控制器。

在第三方面中，提供了一种路径切换的方法，包括以下步骤：生成第一控制信息，所述第一控制信息使正在受到控制的转发装置在第一路径上转发分组；生成第二控制信息，所述第二控制信息使正在受到控制的所述转发装置在与所述第一路径不同的第二路径上转发一组分组，所述一组分组包括作为由所述第一控制信息控制的对象的所述分组；以及在正在受到控制的所述转发装置中设置所述第一控制信息的优先级等级和所述第二控制信息的优先级等级，使得所述第二控制信息的优先级等级将高于所述第一控制信息的优先级等级，以及指示正在受到控制的所述转发装置删除所述第二控制信息，以改变至少与所述第一控制信息相匹配的分组的转发路径。本方法绑定至特定机器，所述特定机器是一种被配置为对布置在集中控制网络上的转发装置进行控制的控制器。

在第四方面，提供了一种程序，所述程序使计算机被配置为控制转发装置执行以下过程：生成第一控制信息，所述第一控制信息使正在受到控制的转发装置在第一路径上转发分组；生成第二控制信息，所述第二控制信息使正在受到控制的所述转发装置在与所述第一路径不同的第二路径上转发一组分组，所述一组分组包括作为由所述第一控制信息控制的对象的所述分组；以及在正在受到控制的所述转发装置中设置所述第一控制信息的优先级等级和所述第二控制信息的优先级等级的过程，使得所述第二控制信息的优先级等级将高于所述第一控制信息的优先级等级；以及指示正在受到控制的所述转发装置删除所述第二控制信息，以改变至少与所述第一控制信息相匹配的分组的转发路径。顺便提及，可以在计算机可读(非瞬时性)记录介质上记录本程序。也就是说，本发明可以被实现为计算机程序产品。

发明的有益效果

根据本发明，可以促进集中控制网络中的高速路径切换，而不必向交换机添加任何特定功能。

附图说明

图1是示出根据本发明的示例实施例的配置的示意图。

图2是示出本发明的示例实施例的操作的示意图。

图3是示出根据本发明的示例实施例1的控制器的配置的框图。

图4是示出通过根据本发明的示例实施例1的控制器存储的拓扑信息的示例的表视图。

图5是通过根据本发明的示例实施例1的控制器所存储的路径信息的示例的表视图。

图6是示出与图4的拓扑信息相对应的交换机之间的拓扑配置的示意图。

图7是示出通过根据本发明的示例实施例1的控制器的路径计算结果的示意图。

图8是示出根据本发明的示例实施例1的控制器的操作(设置第一控制信息的处理)的流程图。

图9是示出根据本发明的示例实施例1的控制器的操作(设置第二控制信息的处理)的示例实施例的操作的流程图。

图10是示出根据本发明的示例实施例1的交换机的第一表中设置的示例流条目的表视图。

图11是示出根据本发明的示例实施例1的交换机的两个第二表中设置的示例流条目的表视图。

图12是示出根据本发明的示例实施例1的控制器的操作(路径切换的处理)的流程图。

图13是示出被示为背景技术的OFS的流表的示意图。

图14是用于示出被示为背景技术的由OFS参照的分组首部项目的表视图。

图15是示出被示为背景技术的示出OFS在输入分组上执行的动作的表视图。

图16是示出被示为背景技术的OFS所支持的虚拟端口的表视图。

图17是示出被示为背景技术的开流协议的控制消息的表视图。

具体实施方式

现在将参照附图总结本发明的优选示例实施例。应该注意的是，发明内容中输入的符号仅作为示例以辅助理解，并不旨在将本发明限制为所示的模式。

在优选的示例实施例中，如图1所示，可以通过包括第一控制信息生成单元61、第二控制信息生成单元62和转发控制单元63的控制器60来实现本发明。第一控制信息生成单元61生成第一控制信息，该第一控制信息使在控制120下的转发装置在第一路径上转发分组。第二控制信息生成单元62生成第二控制信息，该第二控制信息使在控制120下的转发装置在与上述第一路径不同的第二路径上转发一组分组，该组分组包括作为第一控制信息所控制的对象的分组。具体地，转发控制单元63在控制120下的转发装置中设置第一控制信息的优先级等级和第二控制信息的优先级等级，使得第二控制信息中的优先级等级将高于第一控制信息中的优先级等级。通过指示控制下的转发装置删除上述第二控制信息，转发控制单元63改变针对至少与第一控制信息匹配的分组的转发路径(参见图2)。

在上述结构的情况下，假设转发装置120的端口故障，可以简单地通过指示删除第二控制信息来改变分组转发路径，所述第二控制信息表明即使现在端口发生了故障，所述端口也要充当转发路径点或单元。可以通过例如接收上述“Port-Status”消息来检测这种端口故障。

顺便提及，优选地在已经改变了转发路径的转发装置中事先设置用于将分组向目的地转发的控制信息。已经改变了路径的转发装置还可以向控制器60发送上述Packet-In消息，控制器60然后重新计算路径，以设置控制信息。

[示例实施例1]

接下来，将参照附图详细描述根据本发明所述的示例实施例1。图3示出了示例实施例1的控制器6的配置。参照图3，示出了包括安全信道1、切换管理单元2、路径管理单元3、拓扑管理单元4和路径数据库5的配置，其中在安全信道1上与网络中的相应交换机通信。

切换管理单元2包括故障通知接收单元21和控制信息发出单元22。当在安全信道1上从交换机接收故障通知时，故障通知接收单元21向路径管理单元3的控制信息删除命令生成单元31通知故障的内容。控制信息发出单元22通过安全信道向每个交换机发出控制信息，所述控制信息是从控制信息删除命令生成单元31、常规系统控制信息生成单元34、常规系统第二表控制信息生成单元35和备用系统控制信息生成单元36中的任意一个发送至控制信息发出单元22的。

除了控制信息删除命令生成单元31、常规系统控制信息生成单元34、常规系统第二表控制信息生成单元35和备用系统控制信息生成单元36以外，路径管理单元3包括路径计算单元32和备用系统路径计算单元33。

控制信息删除命令生成单元31分析从故障通知接收单元21向其发送的故障通知，并生成指示删除相关交换机的相关第二表的控制信息的控制消息(第二控制信息)。控制信息删除命令生成单元向控制信息发出单元22发送所生成的控制消息。

路径计算单元32基于在拓扑数据库(拓扑DB)42中存储的拓扑信息来计算在常规或例程操作时使用的路径，并向常规系统控制信息生成单元34和常规系统第二表控制信息生成单元35发送计算结果。

备用系统路径计算单元33基于在拓扑DB42中存储的拓扑信息来计算在每个交换机端口(第一路径)故障时使用的路径，并向备用系统控制信息生成单元36发送计算结果。

常规系统控制信息生成单元34基于从路径计算单元32向其发送的路径计算的结果来生成要在交换机的第一表中存储的控制信息。常规系统控制信息生成单元向控制信息发出单元22发送这样生成的控制信息。

常规系统第二表控制信息生成单元35基于从路径计算单元32向其发送的路径计算的结果，生成要在切换表中存储的高优先级常规系统控制信息(第二控制信息)。常规系统第二表控制信息生成单元向控制信息发出单元22发送这样生成的第二控制信息。

备用系统控制信息生成单元36基于从备用系统路径计算单元33发送的路径计算结果来生成要在切换表中存储的备用系统控制信息(第一控制信息)。备用系统控制信息生成单元向控制信息发出单元22发送这样生成的第一控制信息。

拓扑管理单元4包括拓扑更新单元41和拓扑DB42。拓扑更新单元41基于从故障通知接收单元21向其发送的故障通知来更新拓扑DB42的信息。

拓扑DB42存储与控制器6管理的网络的交换机之间的互连有关的信息。图4示出了在拓扑DB42中存储的拓扑信息的示例。图4的示例示出了多个条目，在每个条目中输入侧交换机的ID411、输入侧交换机的输出侧端口号412、输出侧交换机的ID413和输出侧交换机的进入端口号414彼此相关联。

例如，图4最上面的条目指示存在从具有ID121的交换机的第二端口向具有ID122的交换机的第一端口延伸的链路。类似地，图4中从最上面的条目数起的第二和第三条目指示存在从具有ID121的交换机的第三和第四端口向具有ID123、124的交换机的第一端口延伸的链路。使用这些条目，可以用图6中所示的方式来表示交换机121至124之间的互连的关系。

顺便提及，可以通过控制器6来收集上述拓扑信息，指示交换机使用上述Packet-Out消息发出LLDP(链路层发现协议)分组，并从相关交换机接收上述的Packet-In消息。然而，当然还可以使用由某一其他方法所提供的网络拓扑。

路径数据库(路径DB)5存储通过路径计算单元32和备用系统路径计算单元33计算出的路径信息。图5示出了在路径DB5中存储路径信息的示例。在图5的示例中，示出了其中目的地前缀511与输出交换机ID512和用备用输出交换机ID513互相关联的多个条目。

例如，图5的最上面的条目示出了与目的地前缀192.168.1.0/24连接的输出交换机是具有ID122的交换机，并且备用输出交换机是具有ID123的交换机。最上面第二个条目示出了与目的地前缀192.168.2.0/24连接的输出交换机是具有ID124的交换机，并且备用输出交换机是具有ID123的交换机。图7示出了在图6上叠加的图5的路径信息。在以下解释中，假设已经如图7所示做出了常规系统路径(第二路径)和备用路径(第一路径)的计算。

顺便提及，在控制器6的上述配置中，常规系统第二表控制信息生成单元35与上述第二控制信息生成单元等价，并且备用系统控制信息生成单元36与上述第一控制信息生成单元等价。

应当注意的是，可以通过计算机程序来实现图3中所示的控制器6的相应单元(处理装置)，所述计算机程序使构成控制器6的计算机来使用计算机硬件资源来执行上述处理操作。

现在将参照附图详细描述主题示例实施例的操作。初始地，将解释通过本发明的示例实施例1的控制器执行的从一条路径到另一条路径设置控制信息的过程。图8示出了根据本发明的示例实施例1的控制信息的过程(控制信息设置处理1)的流程图。在以下解释中，在以下解释中，假设如非专利文献3中所教导的那样，交换机能够存储多个控制信息存储表，并且在接收分组时，交换机必要地参照第一表(以下称为“表T0”)以决定接下来的操作。还预先假设交换机附加地包括与它的端口号相对应的一组第二表。例如，提供了具有分别与第一至第n端口相对应的从1至n的表号的n个第二表(以下称为“表T1至Tn”)。

参照图8，路径计算单元32初始地从路径DB5中取出未处理的条目R1(步骤S1)。例如，从图5的路径条目取出最上面的条目。

路径计算单元32然后在拓扑DB42中搜索与条目R1中的输出交换机连接的链路，以决定输入侧交换机的输出端口P1(步骤S2)。例如，从图4的拓扑信息中取出与连接至条目R1中的输出交换机122的链路相对应的最上面的条目。在这种情况下，输入侧交换机的输出端口P1是图7的交换机121的第二端口(端口2)。

常规系统控制信息生成单元34然后形成控制信息，所述控制信息将匹配条件与表明将参照与输出端口P1相对应的第二表的动作互相关联(步骤S3)，其中所述匹配条件将目的地前缀包括在条目R1中。该控制信息是用于分配的控制信息。例如，对于图7中的交换机121，形成在图10的最上面示出的控制信息，该控制信息将包括图5的目的地前缀的匹配信息与参照同第二端口(端口2)相关联的表T2互相关联。应当注意的是，在主题示例实施例的解释中，输入侧交换机的输出端口号P1与表号一一对应。然而，还可以提供将端口号与表号彼此互相关联起来的表，并可以查找所述表以决定要参照的表。

控制信息发出单元22然后向交换机121发送控制信息(用于分配的控制信息)，并指示交换机在第一表T0中登记该控制信息(步骤S4)。这里，设置控制信息，该控制信息具有表明如果交换机121已经接收到了与匹配条件192.168.1.0/24匹配的分组则参照表2的动作(参照图10的最上面的条目)。

备用系统路径计算单元33然后在拓扑DB42中搜索与在步骤S1中取出的条目中的输出交换机(备用交换机)连接的链路，以决定输入侧交换机的输出端口P2(步骤S5)。例如，从图4的拓扑信息中取出与连接条目R1中的输出交换机(备用交换机)123连接的链路相对应的最上面第二个条目。在这种情况下，输入侧交换机的输出端口P2是图7中的交换机121的第三端口(端口3)。

备用系统路径控制信息生成单元生成控制信息(第一控制信息)，所述控制信息(第一控制信息)将在条目R1中包括目的地前缀的匹配条件与表明输出在输出端口P2上的动作互相关联(步骤S6)。

控制信息发出单元22向交换机121发送控制信息(第一控制信息)，并指示交换机在第二表T2中登记该控制信息(步骤S7)。这里，设置控制信息(第一控制信息)，该控制信息具有表明如果交换机21已经接收到了与匹配条件192.168.1.0/24匹配的分组则要在端口2上输出分组的动作。顺便提及，对于该控制信息(第一控制信息)，设置比第二控制信息的优先级低的优先级(稍后解释)(参见图11的上侧表的最上面第二个条目的优先级＝1)。因此，如果交换机121已经接收到了向具有目的IP地址192.168.1.1的服务器141寻址的分组，并存在具有较高优先级等级的第二控制信息，则应用第二控制信息的动作。

然后路径计算单元32检查是否已经处理了路径DB5中的所有条目(步骤S8)。如果结果指示尚未处理所有条目，则处理返回步骤S1，否则，操作的序列将结束。如果例如尚未处理图5最上面第二个条目，则执行上述处理。因此，执行在交换机121的第一表T0中设置控制信息(用于分配的控制信息)的处理(参见图10的最上面第二个条目)和在交换机121的第二表T4中设置控制信息(第一控制信息)的处理(参见图11的下侧表的最上面第二个条目)。

现在将解释由示例实施例1的控制器执行的从一个输出端口到另一个输出端口来设置控制信息的处理。图9描述了示出根据本发明的示例实施例1的控制器的操作(控制信息设置处理2)的流程图。参照图9，常规系统第二表控制信息生成单元35从正被处理的交换机S的输出端口中选出未处理的输出端口P(步骤S11)。例如，如果图7的交换机121的端口中端口P2和P4未被处理，则选择端口2。

然后在步骤S12中，常规系统第二表控制信息生成单元35生成将其中所有字段的总和是通配的匹配条件与表明输出在相关端口P上的动作相关联的控制信息(第二控制信息)。

控制信息发出单元22向交换机121发送控制信息(第二控制信息)，以及指示交换机在与所选的端口P互相关联的第二表TP中登记该控制信息(步骤S13)。例如，如果在步骤S11中选择了交换机121的端口2，则在交换机121中设置包括表明要在端口2上输出所有分组的动作的控制信息(参见图11的上侧表的最上面的条目)。对于该控制信息(第二控制信息)，设置高于上述第一控制信息的优先级等级(参见图11的上侧表的最上面的条目的优先级＝65535)。因此，例如，如果交换机121已经接收到了寻址到具有目的IP地址192.168.1.1的服务器141的分组，并存在第二控制信息，则应用所述第二控制信息的动作。

常规系统第二表控制信息生成单元35然后检查是否已经处理了正被处理的交换机S的输出端口(步骤S14)。如果尚未处理正被处理的交换机S的输出端口，则处理返回步骤S11。否则，处理操作的序列被引导到结束。如果图7的交换机121的端口4的处理尚未结束，则执行上述处理。因此，执行在与交换机121的端口4互相关联的第二表T4中设置控制信息(第二控制信息)的过程(参见图11的下侧表中的最上面的条目)。

现在将解释当通过故障通知的方式从交换机做出端口不可用通知时的操作。设想已经如图10和11所示，完成了控制信息的设置。图12示出了根据本发明的示例实施例1的控制器的操作(分组切换的处理)的流程图。

参照图12，如果从交换机S接收到端口m不可用的通知(步骤S21)，则控制器6通过指示从与交换机S的端口m相关联的第二表Tm删除第二控制信息的方式，向交换机S发送控制消息(图17的Flow-mod消息)(步骤S22)。

例如，如果从图7的交换机121收到端口2不可用的通知，则控制器6指示交换机121从图11的上侧表T2中删除具有高优先级第二控制信息的条目。因此，如果接下来交换机121应接收寻址到具有目的IP地址192.168.1.1的服务器141的分组，则分组命中具有被设置为匹配条件的192.168.1.0/24的第一控制信息。因此，应用在第一控制信息中表明的动作(即表明要在端口3上输出分组的动作)。结果，将图7中所示的具有192.168.1.0/24目的地前缀的路径从实线常规系统路径改变到虚线备用系统路径。

类似地，如果从图7的交换机121收到端口4不可用的通知，则控制器6指示交换机121从图11的下侧表T4中删除具有高优先级第二控制信息的条目。因此，如果接下来交换机121应接收寻址到具有目的IP地址192.168.2.1的服务器142的分组，则分组命中第一控制信息。因此，应用在第一控制信息中表明的动作(即表明要在端口3上输出分组的动作)。结果，将图7中所示的目的地是服务器141的路径从实线常规系统路径变换到虚线备用系统路径。

应当注意的是，在实现备用路径的第一控制信息中表明标识正受到控制的分组的匹配条件。结果，假设两个交换机122和124二者的常规系统路径已经出现了故障，则在交换机123中设置了具有合适的匹配条件的控制信息的情况下，可以向相应正确的目的地转发分组。

以上已经示出了在主题示例实施例的控制器6应当从交换机接收端口-不可用通知的情况下的操作。在与端口连接的链路故障的情况下，可以执行类似的操作。例如可以在相邻交换机之间周期性地发送表示保持激活的消息，使得如果没有在预设时间内传送这些消息，则操作状态可以被视为链路不可用状态。可以对与链路连接的端口执行与图12中所示的过程相类似的处理。

尽管以上已经描述了本发明的优选示例实施例，但是本发明不限于该特定模式，使得可以在不离开本发明的基本技术概念的范围内做出进一步的改变、替代或调整。例如，附图中所示的网络或元件的结构仅给出说明以辅助对本发明的理解，其不被限制为所示的配置。

例如，在上述示例实施例中，第二控制信息的所有匹配条件的字段是通配的。然而，还可以在特定字段中输入条件，以从处理后的分组中排除特定分组(例如具有特定VLANID的分组)。

在上述示例实施例中，在端口不可用或链路故障作为触发的情况下，常规系统路径被改变为备用系统路径或反过来。然而，本发明的应用范围不限制于上述示例实施例。具体地，本发明可以应用于在特定链路中的拥塞作为触发的情况下或在预设定时处改变路径。

在上述示例实施例中，示出了其中三个交换机与一个单独的交换机连接的情况。然而，不对交换机的数量进行限制。例如，即使在图6的交换机122至124的输出侧布置了交换机，也可以通过用类似的方式计算路径和通过在输入侧交换机上设置第一和第二控制信息来实现高速路径切换。该输入侧交换机不一定是交换机121，如果交换机具有使能形成替代路径的端口就足够了。

最后，将总结本发明的特定优选模式。

[模式1](参见根据上述第一方面的控制器)。

[模式2]根据模式1所述的控制器，还包括：

故障通知接收单元，基于从正在受到控制的所述转发装置收集的所述信息来检测所述第二路径的故障；

在所述第二路径上发生故障的情况下，所述转发控制单元指示正在受到控制的所述转发装置删除所述第二控制信息。

[模式3]根据模式1或2所述的控制器，其中，

所述转发控制单元在正在受到控制的所述转发装置中设置第一表，所述第一表将用于匹配接收到的分组的匹配条件与要参照的第二表互相关联；

所述转发控制单元还在正在受到控制的所述转发装置中设置多个所述第二表，所述第二表的每一个存储所述第一控制信息和所述第二控制信息，并根据所述第一表的指示被参照。

[模式4]根据模式3所述的控制器，其中：

以一一对应关系向所述转发装置的输出端口提供多个所述第二表。

[模式5]根据模式1至4中任一项所述的控制器，其中

对于所述第二路径故障的情况，所述第一路径是备用路径。

[模式6](参见根据上述第二方面的通信系统)。

[模式7](参见根据上述第三方面的路径切换方法)。

[模式8](参见根据上述第四方面的程序)。

应该注意的是，如模式1一样，上述模式6-8可以被扩展为模式2-5。

上述专利文献和非专利文献的公开内容以引用方式并入于此。在本发明的整个公开(包括权利要求)的概念内并且基于本公开的基本技术构思，可以对示例实施例和示例进行修改和调整。可以在本公开的权利要求的上下文内，可以做出各一系列公开的要素或本文公开的组合或选择(权利要求、示例和附图的要素)。即，本公开可以包括本领域技术人员根据包括本发明的权利要求和附图和技术构思在内的整个公开可以做出的多种变化和修改。具体地，应当理解，即使缺少明确的声明，包括在数值范围中的任意可选数值或子范围应当被视为已经具体公开了。

参考符号列表

1安全信道

2切换管理单元

3路径管理单元

4拓扑管理单元

5路径数据库(路径DB)

6、60控制器

21故障通知接收单元

22控制信息发出单元

31控制信息删除命令生成单元

32路径计算单元

33备用系统路径计算单元

34常规系统控制信息生成单元

35常规系统第二表控制信息生成单元

36备用系统控制信息生成单元

41拓扑更新单元

42拓扑DB

61第一控制信息生成单元

62第二控制信息生成单元

63转发控制单元

101终端

120转发装置

121～124交换机

131、132网络

141、142服务器

411输入侧交换机的ID

412输入侧交换机的输出端口号

413输出侧交换机的ID

414输出侧交换机的进入端口号

511目的地前缀

512输出交换机的ID

513输出交换机(备用)的ID

Claims (8)

1.一种控制器，包括：

第一控制信息生成单元，所述第一控制信息生成单元生成第一控制信息，所述第一控制信息使正在受到控制的转发装置在第一路径上转发分组；

第二控制信息生成单元，所述第二控制信息生成单元生成第二控制信息，所述第二控制信息使正在受到控制的所述转发装置在与所述第一路径不同的第二路径上转发一组分组，所述一组分组包括作为由所述第一控制信息控制的对象的所述分组；以及

转发控制单元，所述转发控制单元在正在受到控制的所述转发装置中设置所述第一控制信息的优先级等级和所述第二控制信息的优先级等级，使得所述第二控制信息的优先级等级将高于所述第一控制信息的优先级等级；以及通过指示正在受到控制的所述转发装置删除所述第二控制信息，改变至少与所述第一控制信息相匹配的分组的转发路径。

2.根据权利要求1所述的控制器，还包括：

故障通知接收单元，所述故障通知接收单元基于从正在受到控制的所述转发装置收集的信息来检测所述第二路径的故障；

在所述第二路径上发生故障的情况下，所述转发控制单元指示正在受到控制的所述转发装置删除所述第二控制信息。

3.根据权利要求1或2所述的控制器，其中，

所述转发控制单元在正在受到控制的所述转发装置中设置第一表，所述第一表将用于匹配接收到的分组的匹配条件与要参照的第二表互相关联；

所述转发控制单元还在正在受到控制的所述转发装置中设置多个所述第二表，所述第二表中的每一个存储所述第一控制信息和所述第二控制信息，并根据所述第一表的指派被参照。

4.根据权利要求3所述的控制器，其中：

以一一对应关系向所述转发装置的输出端口提供多个所述第二表。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的控制器，其中

对于所述第二路径故障的情况，所述第一路径是备用路径。

6.一种通信系统，包括：

转发装置，所述转发装置根据从外部设置的控制信息来处理接收到的分组，以及

控制器，所述控制器包括：

第一控制信息生成单元，所述第一控制信息生成单元生成第一控制信息，所述第一控制信息使所述转发装置在第一路径上转发分组；

第二控制信息生成单元，所述第二控制信息生成单元生成第二控制信息，所述第二控制信息使所述转发装置在与所述第一路径不同的第二路径上转发一组分组，所述一组分组包括作为由所述第一控制信息控制的对象的所述分组；以及

转发控制单元，所述转发控制单元在所述转发装置中设置所述第一控制信息的优先级等级和所述第二控制信息的优先级等级，使得所述第二控制信息的优先级等级将高于所述第一控制信息的优先级等级；以及通过指示所述转发装置删除所述第二控制信息，改变至少与所述第一控制信息相匹配的分组的转发路径。

7.一种用于路径切换的方法，包括以下步骤：

生成第一控制信息，所述第一控制信息使正在受到控制的转发装置在第一路径上转发分组；

生成所述第二控制信息，所述第二控制信息使正在受到控制的所述转发装置在与所述第一路径不同的第二路径上转发一组分组，所述一组分组包括作为由所述第一控制信息控制的对象的所述分组；

在正在受到控制的所述转发装置中设置所述第一控制信息的优先级等级和所述第二控制信息的优先级等级，使得所述第二控制信息的优先级等级将高于所述第一控制信息的优先级等级；以及

指示正在受到控制的所述转发装置删除所述第二控制信息，以改变至少与所述第一控制信息相匹配的分组的转发路径。

8.一种程序，所述程序使计算机被配置为控制转发装置执行以下过程：

生成第一控制信息，所述第一控制信息使正在受到控制的所述转发装置在第一路径上转发分组；

生成第二控制信息，所述第二控制信息使正在受到控制的所述转发装置在与所述第一路径不同的第二路径上转发一组分组，所述一组分组包括作为由所述第一控制信息控制的对象的所述分组；以及

在正在受到控制的所述转发装置中设置所述第一控制信息的优先级等级和所述第二控制信息的优先级等级，使得所述第二控制信息的优先级等级将高于所述第一控制信息的优先级等级，以及

指示正在受到控制的所述转发装置删除所述第二控制信息，以改变至少与所述第一控制信息相匹配的分组的转发路径。