CN111656739A - 系统控制器、网络系统以及网络系统中的方法 - Google Patents

Abstract

【问题】为了高效地将数据分发到多个分发目的地。【解决方案】根据本公开，提供了一种系统控制器，该系统控制器控制将从发送侧的设备接收到的数据分发到接收侧的设备的IP交换机。系统控制器在IP交换机处构建多个虚拟网络，并且将由虚拟网络中的任何虚拟网络接收到的数据发送到与虚拟网络连接的每个分发目的地。根据这种配置，数据被高效地分发到多个分发目的地。

Description

系统控制器、网络系统以及网络系统中的方法

技术领域

本公开涉及系统控制器、网络系统以及网络系统中的方法。

背景技术

下面的专利文献1常规地描述了用于控制包括软件定义网络(software-definednetwork，SDN)交换机和传统(legacy)交换机的混合网络的方法和系统。

引用列表

专利文献

专利文献1：日本专利申请国家公开(特许公开)号2016-521529

发明内容

本发明要解决的问题

然而，如上面提到的专利文献1中所述，难以设计具有高自由度的常规网络交换机，并且难以高效地将数据分发到多个分发目的地。

因此，期望高效地将数据分发到多个分发目的地。

问题的解决方案

根据本公开，提供了一种控制IP交换机的系统控制器，所述IP交换机将从发送侧的设备接收到的数据分发到接收侧的设备，所述系统控制器在所述IP交换机中构建多个虚拟网络，并使由所述虚拟网络中的任何虚拟网络接收到的数据发送到与所述虚拟网络连接的各个分发目的地。

此外，根据本公开，提供了一种网络系统，该网络系统包括将从发送侧的设备接收到的数据分发到接收侧的设备的IP交换机；以及控制所述IP交换机的系统控制器，其中所述系统控制器在所述IP交换机中构建多个虚拟网络，并使由所述虚拟网络中的任何虚拟网络接收到的数据发送到与所述虚拟网络连接的各个分发目的地。

此外，根据本公开，提供了一种用于控制IP交换机的网络系统中的方法，所述IP交换机将从发送侧的设备接收到的数据分发到接收侧的设备，所述方法包括在所述IP交换机中构建多个虚拟网络，并使由所述虚拟网络中的任何虚拟网络接收到的数据发送到与所述虚拟网络连接的各个分发目的地。

发明的效果

如上所述，根据本公开，能够高效地将数据分发到多个分发目的地。

注意，上述效果不一定是限制性的，并且除了上述效果之外，或者代替上述效果，可以展示本说明书中描述的任何效果或者能够从本说明书中掌握的其他效果。

附图说明

图1是图示根据本公开的实施例的系统的示意性配置的示意图。

图2是图示本公开的具体应用示例的示意图。

图3是图示本公开的具体应用示例的示意图。

图4是图示一般的单播、广播和多播的示意图。

图5是图示SDN控制器及其周边的配置的示意图。

图6是用于说明多链路环境中的广播分发的问题的示意图。

图7是用于详细说明叶脊配置中的问题的示意图。

图8是图示根据本实施例的IP交换机的配置的示意图。

图9是图示根据本实施例的多链路环境中的广播通信的示意图。

图10是图示AV设备连接到IP交换机的叶交换机的状态的示意图。

图11是图示AV设备连接到IP交换机的叶交换机的状态的示意图。

图12是图示AV流负载分发的具体示例的示意图。

图13是图示由SDN控制器创建的对网络拓扑进行可视化的信息的示意图。

图14是示意性地图示手术室系统的总体配置的图。

图15是图示集中式操作面板上的操作画面的显示示例的图。

图16是图示应用了手术室系统的手术的状态的示例的图。

图17是图示图16中所示的相机头和CCU的功能配置的示例的框图。

具体实施方式

下面将参考附图详细描述本公开的优选实施例。注意，在本说明书和附图中，具有大致相同的功能配置的组件由相同的附图标记表示，并且将省略重复的说明。

注意，将按以下顺序给出描述。

1.本公开的概述

2.本公开的应用示例

3.SDN控制器的配置示例

4.使用SDN的柔性网络设计

4.1.多链路环境中的广播分发的问题

4.2.根据本实施例的多链路环境中的广播分发

4.3.AV流负载分发方法

5.网络拓扑的可视化

6.应用示例

1.本公开的概述

首先，将参考图1描述根据本公开的实施例的系统1000的示意性配置。如图1所示，系统1000包括多个AV设备100、IP交换机200、系统管理器400以及SDN控制器(系统控制器)500。在图1中，在AV设备100和IP交换机200之间发送和接收AV流数据和控制数据。此外，在IP交换机200和系统管理器400或SDN控制器500之间发送和接收控制数据。在图1中，在AV设备100和IP交换机200之间以及在IP交换机200和系统管理器400或SDN控制器500之间，用粗线表示AV流流量(traffic)，用细线表示控制数据流量。系统管理器400是控制和切换AV设备100的设备。

多个AV设备100例如是诸如IP转换器的设备。例如，诸如相机的设备作为发送侧的AV源180连接到发送侧的AV设备100(对应于图1中的发送器)。此外，诸如显示器的设备作为接收侧的AV目的地190连接到接收侧的AV设备100(对应于图1中的接收器)。在AV设备100是IP转换器的情况下，AV设备100执行AV源180或AV目的地190和IP交换机200之间的接口转换。在这个示例中，来自多个相机的视频经由IP交换机200提供给多个显示器。

在本实施例的系统1000中，通过使用软件定义网络(SDN)来执行柔性网络设计。SDN是一种架构，在该架构中网络由网络控制器(SDN控制器500)集中管理并且资源能够被动态分配。作为结果，能够针对现有网络实现取决于应用的柔性的流量负载分发，而不受交换机功能或协议的限制。

此外，在本实施例的系统1000中，网络拓扑被可视化，并且通过基于流程的可视化来实现对操作管理的改进。

2.本公开的应用示例

作为示例，本公开的系统1000假设为IP传输(即，为AV传输)提供音频和视频。在系统1000中，在AV设备100之间执行IP传输。作为AV源180，可以假设图像获取和/或获取图像发送设备、监视相机等，诸如相机、AV流媒体(streaming)服务器、电视启动系统的设备以及视频会议系统的相机。此外，作为AV目的地190，可以假设PC显示器、视频会议等中的大型显示器、投影仪、记录服务器等。

在系统1000中，假设通过使用IP来切换AV流媒体，并且假设将AV信号转换成IP并在网络上传输。此外，还可以在将AV信号转换成IP之前对其进行压缩。可以将AV信号转换成IP并作为RTP流传输，或者可以使用另一种传输方法。还假设将传输执行为多播以提高AV信号的效率。

图2和图3是图示本公开的具体应用示例的示意图。图2图示了用于广播站的系统1000。在图2的系统1000中，AV源180是诸如相机、AV制作切换台(production switcher)和流媒体服务器的设备。此外，AV目的地190是诸如各种显示器和存储装置的设备。在图2所示的示例中，假设将AV设备100合并到AV源180或AV目的地190中的情况。

图3图示了用于经营者的系统1000。在图3的系统1000中，AV源180是诸如PC屏幕和流媒体服务器的设备。此外，AV目的地190是诸如各种显示器和存储装置的设备。在图3所示的示例中，AV设备100与AV源180或AV目的地190分开配置。

图4是图示一般的单播、广播和多播的示意图。在单播中，一个AV源180发送到一个AV目的地190。在广播中，一个AV源180发送到所有其他AV目的地190。在多播中，一个AV源180(或多个AV源180)发送到多个AV目的地190。

3.SDN控制器的配置示例

图5是图示SDN控制器500及其周边的配置的示意图。如图2所示，SDN控制器500包括负载分发单元502、广播单元504以及流显示控制单元506。

与SDN控制器500一起，包括系统控制器应用550。应用550在SDN控制器500上操作。应用550包括负载分发设置单元552和监视应用554作为其功能配置。此外，应用550保持设备流信息556。SDN控制器500和应用550的每个组件能够由中央处理单元(诸如SDN控制器500中包括的CPU)和用于实现该功能的程序(软件)构成。

通过设置IP交换机200的流条目列表(flow entry list)来执行上述柔性网络设计，使得SDN控制器500的广播单元504在稍后描述的虚拟网络中传送广播包。此外，例如，用户从应用550的负载分发设置单元552执行设置，并且SDN控制器500的负载分发单元502设置IP交换机200，由此实现多播的负载分发。

此外，SDN控制器500的流显示控制单元506基于从IP交换机200获得的信息和从AV设备100等获得的流信息来控制应用550的监视应用554中的显示，由此执行上述网络拓扑的可视化。注意，用于该显示的显示器可以与SDN控制器500集成在一起，或者可以是单独的主体。

4.使用SDN的柔性网络设计

4.1.多链路环境中的广播分发的问题

图6是用于说明中规模到大规模网络的多链路环境中的广播分发的问题的示意图。在现有系统中，存在在系统控制器10和IP转换器20之间执行广播通信的情况。图6图示了使用大规模机架型(chassis type)交换机作为系统控制器10的配置(左图)以及使用多个IP交换机30、32和34的叶脊(spine-leaf)配置(右图)。

在使用如图6所示的大规模机架型交换机的情况下，存在网络成本昂贵的问题。此外，在使用多个IP交换机30、32和34的情况下，在诸如IGMP的现有网络中，发送数据被发送到上层的IP交换机30，然后被分发到下层的IP交换机32和34。然而，由于IP交换机30、32和34仅通过一个链路连接在一起，并且无法配置多个链路，因此存在多播和广播无法在多个链路中彼此兼容的问题。

图7是用于详细说明叶脊配置中的问题的示意图。在图7中，IP交换机包括脊交换机30以及叶交换机32和34。在分发如上所述的视频的数据的情况下，在叶交换机32中，为了视频的负载分发而对VLAN进行划分，并且提供VLAN 1和VLAN 2。在这种情况下，例如，即使连接到VLAN 2的系统控制器40试图通过广播进行通信，系统控制器40也无法与另一个VLAN1的IP转换器20通信(在图7中用×标记)，因为VLAN被划分为VLAN 1和VLAN 2。因此，在通过广播执行通信的情况下，无法使用在一般的中规模到大规模配置中使用的叶脊配置。

如上所述，叶脊配置是不实用的，而当使用大规模机架型交换机时，该系统是昂贵的。

4.2.根据本实施例的多链路环境中的广播分发

图8是图示根据本实施例的IP交换机200的配置的示意图。在本实施例中，使交换机具有多级，并且通过由多个链路进行的负载分发来实现成本降低。SDN消除了对交换机功能和协议的限制，使得能够进行取决于应用的柔性的流量负载分发。此外，SDN控制器500的独特配置使得即使在交换机之间的多个链路上也能够进行广播和多播通信。

当将图6的右图与图8进行比较时，在图6的右图中，在脊和叶之间的一个上行链路的容量为40千兆(G)的情况下，叶交换机32和34中的每个交换机的IP转换器20的数量在发送侧(Tx)是四个，并且在接收侧(Rx)是四个。然而，每个IP转换器20的容量是10G。

另一方面，在图8的情况下，在脊和叶之间的三个上行链路中的每个上行链路的容量为40千兆(G)的情况下，每个叶的AV设备101(对应于图6中的IP转换器20)的数量在发送侧(Tx)为12个，并且在接收侧(Rx)为12个。因此，每个叶的IP转换器的数量从8个增加到48个。此外，由于能够不使用如图6的左图所示的大规模机架型交换机而通过多级交换机来实现，因此能够降低硬件的成本。

在下文中，将具体描述本实施例。在本实施例中，通过在多个链路存在于交换机之间的网络拓扑中构建虚拟网络来在IP交换机200中传送广播包。

图9是图示根据本实施例的多链路环境中的广播通信的示意图。如图9所示，IP交换机200包括布置为多级(图9中为两级)的SDN交换机210、220和230。注意，在IP交换机200包括布置为多级的SDN交换机的情况下，例如两个SDN交换机连接在图9所示的SDN交换机220的下层中，并且多个AV设备连接在两个SDN交换机中的每个交换机的下层中。

SDN交换机210和SDN交换机220通过两个上行链路(Up Link)240和242彼此连接。此外，SDN交换机210和SDN交换机230通过两个上行链路(Up Link)250和252彼此连接。

在SDN交换机220中，构建了与两个上行链路240和242对应的两个虚拟网络222和224。类似地，在SDN交换机230中，构建了与两个上行链路250和252对应的两个虚拟网络232和234。此外，在SDN交换机210中构建了一个虚拟网络212。

如上所述，在本实施例中，针对每个上行链路定义了虚拟网络，并且针对每个上行链路分离了端点。然后，执行流控制，使得在虚拟网络中执行广播包的泛洪(flooding)。

在图9中，AV设备120连接到的SDN交换机220的端口被设置为端口“1”，并且AV设备122连接到的SDN交换机220的端口被设置为端口“2”。此外，AV设备124连接到的SDN交换机220的端口被设置为端口“3”，并且AV设备126连接到的SDN交换机220的端口被设置为端口“4”。

此外，在图9中，上行链路240连接到的SDN交换机220的端口被设置为端口“5”，并且上行链路242连接到的SDN交换机220的端口被设置为端口“6”。此时，SDN交换机220的流条目列表被定义如下。

IF Broadcast Packet AND In_port＝Port1 Output＝Port2,Port5

IF Broadcast Packet AND In_port＝Port2 Output＝Port1,Port5

IF Broadcast Packet AND In_port＝Port5 Output＝Port1,Port2

IF Broadcast Packet AND In_port＝Port3 Output＝Port4,Port6

IF Broadcast Packet AND In_port＝Port4 Output＝Port3,Port6

IF Broadcast Packet AND In_port＝Port6 Output＝Port3,Port4

在SDN交换机210和SDN交换机230中进行类似的设置。如上所述，例如，根据上述流条目列表的第一行，从AV设备120发送到SDN交换机220的广播包(用图9中的实线箭头A1表示)从SDN交换机220的端口“1”进入SDN交换机220，并从端口“2”和端口“5”输出，发送到SDN交换机210和IP转换器122。在SDN交换机210和SDN交换机230中，执行类似的流，由此将从AV设备120发送到SDN交换机220的广播包按照用点划线表示的箭头的流广播分发到AV设备122、124、126、128、130、132和134。注意，在这个示例中，AV设备120例如可以是诸如相机的AV源，并且AV设备122、124、126、128、130、132和134可以是诸如显示器的AV目的地。要广播分发的数据可以是控制数据或AV流。此外，在控制数据在AV设备122、124、126、128、130、132和134是诸如显示器的设备的情况下被广播分发的情况下，AV设备122、124、126、128、130、132和134可以是发送侧的设备。此外，发送侧的AV设备120可以是诸如系统管理器400或SDN控制器500的设备。

如上所述的广播分发能够通过SDN控制器500的广播单元504基于虚拟网络设置IP交换机(SDN交换机210、220和230)的流条目列表来实现。IP交换机(SDN交换机210、220和230)基于流条目列表设置路径。作为结果，由SDN控制器500进行的自由的路径设计变得可能。

4.3.AV流负载分发方法

接下来，将描述根据本实施例的AV流负载分发方法。图10和图11是用于说明根据本实施例的AV流负载分发方法的示意图。图10和图11是图示AV设备140、142、144和146连接到IP交换机200的叶交换机260的状态的示意图。

图10是图示针对每个接口的负载分发的示意图。在图10所示的示例中，从AV设备140和142发送的数据流过连接到虚拟网络262的链路，发送到上级的交换机。此外，从AV设备144和146发送的数据流过连接到虚拟网络264的链路，发送到上级的交换机。通过针对AV设备140、142、144和146中的每个AV设备对虚拟网络262和264进行划分，与常规的VLAN系统相比，可以根据情况进行动态改变。此外，图11是图示针对每个流的负载分发的示意图。如图11所示，从AV设备140、142、144和146发送的数据针对每个单独的流发送到叶交换机260中的不同的虚拟网络262和264。作为结果，能够针对每个流执行负载分发。注意，图10所示的附图标记262可以是交换机，并且包括该交换机以及AV设备140和142的网络可以用作虚拟网络。类似地，图10所示的附图标记264可以是交换机，并且包括该交换机以及AV设备144和146的网络可以用作虚拟网络。这也适用于图11。

如图10和11所示，以UI或设置文件为基础明确地执行AV流的负载分发。基于流的大小以及上行链路和中继(trunk)端口的带宽来执行负载分发。下行链路的负载分发基于主机而执行。

图12是图示AV流负载分发的具体示例的示意图。IP交换机200的配置类似于图9的配置。如上所述，由应用550将多播的负载分发指定给SDN控制器500。由应用550指定的负载分发在图12的下部的表中表示。该表还能够由对应用550的UI进行操作的用户来指定。

在图12中，将IP交换机220的ID设置为“1”，将IP交换机230的ID设置为“2”，并且将IP交换机210的ID设置为“3”。此外，IP交换机210、220和230各包括连接到AV设备150、152、154和156的端口。此外，分别将AV设备150、152、154和156的ID设置为“1”、“2”、“3”和“4”。在图12的下部所示的表中，在网络接口列表(networkInterfaceList)中，针对连接到IP交换机的每个设备(诸如AV设备150、152、154和156)，定义了每个ID的AV设备的IP地址(ipAddress)、所连接的IP交换机的ID(peerSwitch ID)和端口号(peerSwitchPort)等。此外，在流转化器(streamer)列表(streamerList)中，定义了流(streamer)的ID、流转化器类型(Sender或Receiver)、带宽(bandwidth)、多播目的地地址(mcastAddres)、所连接的IP交换机的ID(switchID)、输出端口(switchPort)等。

在AV流负载分发中，SDN控制器500的负载分发单元502基于图12中所示的表执行路径设置。例如，在从AV设备150发送的ID＝1的AV流的情况下，如下执行路径设置。

If In_port＝Port1 AND Multicast_Address＝224.0.0.1Output＝Port49

If In_port＝Port2 AND Multicast_Address＝224.0.0.2Output＝Port50

路径设置是基于流的大小以及上行链路和中继端口的带宽来执行的。IP交换机210、220和230中的每个交换机识别图12的表中的信息并执行负载分发。因此，SDN控制器500的负载分发单元502基于图12中所示的表来执行路径设置，由此能够分发AV流的负载。

5.网络拓扑的可视化

接下来，将描述网络拓扑的可视化。在现有网络中，无法基于数据流(例如基于多播)来执行监视。另一方面，通过使用SDN，能够由IP交换机200管理流信息，使得能够实现数据流监视功能。在本实施例中，通过使用SDN并且利用SDN控制器400集中管理网络来对AV设备之间的网络拓扑进行可视化。

SDN控制器500能够从IP交换机200获取数据流统计信息。即，SDN控制器500能够从构成IP交换机200的叶交换机和脊交换机获取数据流信息。

而且，SDN控制器500能够获取来自终端设备(每个AV设备)的连接信息以及每个终端设备输出的流信息。SDN控制器500的流显示控制单元506基于从IP交换机获得的数据流信息和从AV设备获得的从每个AV设备输出的流信息来执行用于显示终端设备之间的流信息的控制。

此外，流显示控制单元506执行用于针对每个网络流量分离和显示流信息的控制。例如，针对多播流量列表、单播流量列表和广播流量列表中的每个流量列表执行单独的显示。

而且，通过参考IP交换机200的路径信息和传送表来显示UI信息，并且通过查看实际流过IP交换机200的流量来确定路径并显示该路径。

图13是图示由SDN控制器500的流显示控制单元506创建的对网络拓扑进行可视化的显示信息的示意图。图13所示的信息基于路径信息并根据实际流量的数据的流而显示在显示器等上。SDN控制器500能够通过掌握IP交换机200中的数据流的流动并获取终端设备输出的流信息来创建图13所示的信息。

如图13所示，系统配置显示在左侧。图示了AV设备150、152和154经由IP交换机200彼此连接并且SDN控制器500连接到IP交换机200的状态。

此外，在图13的右上部分中，例如，作为流列表，表示了AV设备152(IPC_TX1)的多播AV流的比特率(＝8,560,557,792bps)和数据量(＝53911911992字节)。此外，表示了来自AV设备154(IPC_RX1)的控制数据的广播数据的比特率(＝384bps)和数据量(＝3006300)。注意，AV设备的数据流信息可以由SDN控制器500的流显示控制单元506直接获取，或者流显示控制单元506可以获取由应用550获取为设备流信息556的信息。

此外，在图13的右下部分中表示了IP交换机200中的每个交换机中的流信息。因此，由于通过使用UI对AV设备150、152和154中的数据流信息以及IP交换机200中的数据流信息这二者进行了可视化，因此用户能够识别从发送侧的AV设备通过IP交换机200流到接收侧的AV设备的数据流。此外，由于在图13所示的对网络拓扑进行可视化的信息中反映了网络系统的改变，因此即使在进一步添加AV设备的情况下，也可以识别从发送侧的AV设备通过IP交换机200流到接收侧的AV设备的数据流。

6.应用示例

根据本公开的技术能够应用于各种产品。例如，根据本公开的技术可以应用于手术室系统。

图14是示意性地图示能够应用根据本公开的技术的手术室系统5100的总体配置的图。参考图14，在手术室系统5100中，安装在手术室中的设备经由视听控制器(AV控制器)5107和手术室控制设备5109彼此连接，以能够彼此协作。

能够在手术室中安装各种设备。作为示例，图14图示了用于内窥镜手术的各种设备5101、设在手术室的天花板上并且对外科医生的手边区域进行成像的天花板相机5187、设在手术室的天花板上并且对整个手术室的状态进行成像的手术室相机5189、多个显示设备5103A至5103D、记录器5105、病床5183、照明装置5191。

这里，在这些设备中，设备5101属于稍后描述的内窥镜手术系统5113，并且包括内窥镜、显示由内窥镜捕获的图像的显示设备等。属于内窥镜手术系统5113的每个设备也被称为医疗设备。另一方面，显示设备5103A至5103D、记录器5105、病床5183和照明装置5191是与内窥镜手术系统5113分开设在例如手术室中的设备。不属于内窥镜手术系统5113的每个设备也被称为非医疗设备。视听控制器5107和/或手术室控制设备5109彼此协作地控制这些医疗设备和非医疗设备的操作。

视听控制器5107全面地控制关于医疗设备和非医疗设备中的图像显示的处理。具体地，在手术室系统5100所包括的设备中，设备5101、天花板相机5187和手术室相机5189各自能够是具有发送要在手术期间显示的信息(在下文中也被称为显示信息)的功能的设备(在下文中也被称为发送源设备)。此外，显示设备5103A至5103D各自能够是显示信息输出到的设备(在下文中也被称为输出目的地设备)。此外，记录器5105能够是与发送源设备和输出目的地设备这二者对应的设备。视听控制器5107具有控制发送源设备和输出目的地设备的操作以从发送源设备获取显示信息并将显示信息发送到输出目的地设备以进行显示或记录的功能。注意，显示信息是在手术期间捕获的各种图像以及关于手术的各种类型的信息(例如患者的身体信息、过去的检查结果、关于手术方法的信息等)等。

具体地，关于由内窥镜捕获的患者的体腔中的手术部位的图像的信息作为显示信息从设备5101发送到视听控制器5107。此外，能够从天花板相机5187发送关于由天花板相机5187捕获的外科医生的手边区域的图像的信息作为显示信息。此外，能够从手术室相机5189发送关于表示由手术室相机5189捕获的整个手术室的状态的图像的信息作为显示信息。注意，在手术室系统5100中存在具有成像功能的另一个设备的情况下，视听控制器5107可以从该另一个设备获取关于由该另一个设备捕获的图像的信息作为显示信息。

可替代地，例如，关于过去捕获的这些图像的信息由视听控制器5107记录在记录器5105中。视听控制器5107能够从记录器5105获取关于过去捕获的图像的信息作为显示信息。注意，关于手术的各种类型的信息也可以预先记录在记录器5105中。

视听控制器5107使作为输出目的地设备的显示设备5103A至5103D中的至少一个显示所获取的显示信息(换句话说，在手术期间捕获的图像以及关于手术的各种类型的信息)。在图示的示例中，显示设备5103A是安装为从手术室的天花板悬挂的显示设备，显示设备5103B是安装在手术室的墙上的显示设备，显示设备5103C是安装在手术室中的桌子上的显示设备，并且显示设备5103D是具有显示功能的移动设备(例如平板式个人计算机(PC))。

此外，虽然在图14中省略了图示，但是手术室系统5100可以包括手术室外部的设备。手术室外部的设备例如能够是与构建于医院内外的网络连接的服务器、医疗人员使用的PC、安装在医院的会议室中的投影仪等。在这样的外部设备在医院外部的情况下，视听控制器5107还能够经由视频会议系统等使另一家医院的显示设备对显示信息进行显示，以进行远程医疗。

手术室控制设备5109对关于非医疗设备中的图像显示的处理以外的处理进行全面控制。例如，手术室控制设备5109控制病床5183、天花板相机5187、手术室相机5189以及照明装置5191的驱动。

在手术室系统5100中设有集中式操作面板5111，并且用户能够经由集中式操作面板5111对视听控制器5107给出关于图像显示的指令，或者对手术室控制设备5109给出关于非医疗设备的操作的指令。集中式操作面板5111被配置为设在显示设备的显示面上的触摸面板。

图15是图示集中式操作面板5111上的操作画面的显示示例的图。在图15中，作为示例，图示了与手术室系统5100设有两个显示设备作为输出目的地设备的情况对应的操作画面。参考图15，操作画面5193设有发送源选择区域5195、预览区域5197和控制区域5201。

在发送源选择区域5195中，彼此关联地显示了手术室系统5100中包括的发送源设备和表示发送源设备的显示信息的各个缩略图画面。用户能够从显示在发送源选择区域5195中的任何发送源设备中选择要在显示设备上显示的显示信息。

在预览区域5197中，显示有在作为输出目的地设备的相应的两个显示设备(监视器1和监视器2)上显示的画面的预览。在图示的示例中，在一个显示设备中画中画(PinP)显示了四个图像。这四个图像对应于从在发送源选择区域5195中选择的发送源设备发送的显示信息。在这四个图像中，相对较大地显示一个图像作为主图像，相对较小地显示其余三个图像作为子图像。用户能够通过适当地选择显示有相应的图像的四个区域中的一个区域来彼此切换主图像和子图像。此外，在显示有四个图像的区域下方设有状态显示区域5199，并且在该区域中适当地显示关于手术的状态(例如手术的经过时间、患者的身体信息等)。

控制区域5201设有显示用于对发送源设备执行操作的图形用户界面(GUI)组件的发送源操作区域5203，以及显示用于对发送目的地设备执行操作的GUI组件的输出目的地操作区域5205。在图示的示例中，在发送源操作区域5203中，设有用于对具有成像功能的发送源设备中的相机执行各种操作(平移、倾斜和变焦)的GUI组件。用户能够通过适当地选择这些GUI组件来操作发送源设备中的相机的操作。注意，虽然未图示，但是在发送源选择区域5195中选择的发送源设备是记录器的情况下(换句话说，在预览区域5197上显示了过去记录在记录器中的图像的情况下)，能够在发送源操作区域5203中设置用于执行诸如图像的再现、再现停止、倒回和快进的操作的GUI组件。

此外，在输出目的地操作区域5205中，设有用于对作为输出目的地设备的显示设备上的显示器执行各种操作(调换、翻页、色彩调整、对比度调整、2D显示和3D显示之间的切换)的GUI组件。用户能够通过适当地选择这些GUI组件来操作显示设备上的显示。

注意，集中式操作面板5111上显示的操作画面不限于图示的示例，并且用户可以能够经由集中式操作面板5111对手术室系统5100中包括的可以由视听控制器5107和手术室控制设备5109控制的每个设备进行操作输入。

图16是图示应用了上述手术室系统的手术的状态的示例的图。天花板相机5187和手术室相机5189设在手术室的天花板上，并且能够对对病床5183上的患者5185的患部进行治疗的外科医生(surgeon)5181的手边区域以及整个手术室的状态进行成像。天花板相机5187和手术室相机5189能够设有放大率调整功能、焦距调整功能、成像方向调整功能等。照明装置5191设在手术室的天花板上，并且至少照射外科医生5181的手边区域。可以使照明装置5191能够适当地调整照射光的量、照射光的波长(颜色)、光的照射方向等。

如图14所示，内窥镜手术系统5113、病床5183、天花板相机5187、手术室相机5189以及照明装置5191经由视听控制器5107和手术室控制设备5109(图16中未示出)彼此连接，以能够彼此协作。集中式操作面板5111设在手术室中，并且如上所述，用户能够经由集中式操作面板5111适当地操作存在于手术室中的这些设备。

在下文中，将详细描述内窥镜手术系统5113的配置。如图所示，内窥镜手术系统5113包括内窥镜5115、其他手术工具5131、支撑内窥镜5115的支撑臂设备5141以及安装有用于内窥镜手术的各种设备的推车5151。

在内窥镜手术中，不是通过切开腹壁来执行剖腹手术，而是由被称为套管针5139a至5139d的多个圆柱形开口设备刺穿腹壁。然后，将内窥镜5115的镜筒5117和其他手术工具5131从套管针5139a至5139d插入到患者5185的体腔中。在图示的示例中，作为其他外科手术工具5131，将气腹管5133、能量治疗工具(energy treatment tool)5135和钳子5137插入到患者5185的体腔中。此外，能量治疗工具5135是通过高频电流或超声波振动执行组织的切开和剥离、血管的封闭等的治疗工具。然而，图示的手术工具5131仅是示例，并且可以使用内窥镜手术中通常使用的各种手术工具作为手术工具5131，例如镊子、牵开器等。

由内窥镜5115成像的患者5185的体腔中的手术部位的图像显示在显示设备5155上。外科医生5181在实时观看显示在显示设备5155上的手术部位的图像的同时，通过使用能量治疗工具5135和钳子5137进行治疗，例如切除患部等。注意，虽然未图示，但是在手术期间，由外科医生5181、助手等支撑气腹管5133、能量治疗工具5135和钳子5137。

(支撑臂设备)

支撑臂设备5141包括从基座5143延伸的臂5145。在图示的示例中，臂5145包括关节5147a、5147b和5147c以及连杆5149a和5149b，并且由臂控制设备5159的控制来驱动。内窥镜5115由臂5145支撑，并且其位置和姿势受到控制。作为结果，能够实现内窥镜5115的稳定的位置固定。

(内窥镜)

内窥镜5115包括距远端预定长度的区域被插入到患者5185的体腔中的镜筒5117以及连接到镜筒5117的近端的相机头5119。在图示的示例中，图示了形成为包括刚性镜筒5117的所谓的刚性镜的内窥镜5115，但是也可以将内窥镜5115形成为包括柔性镜筒5117的所谓的柔性镜。

在镜筒5117的远端，设置了嵌入有物镜的开口。光源设备5157连接到内窥镜5115，光源设备5157生成的光通过在镜筒5117内部延伸的光导被引导至镜筒的远端，并且该光经由物镜射向患者5185的体腔中的观察对象。注意，内窥镜5115可以是前视内窥镜、斜视内窥镜或侧视内窥镜。

光学系统和成像元件设在相机头5119内部，来自观察对象的反射光(观察光)由光学系统聚焦在成像元件上。由成像元件对观察光进行光电转换，并且生成与观察光对应的电信号，即，与观察图像对应的图像信号。图像信号作为RAW数据发送到相机控制单元(camera control unit，CCU)5153。注意，在相机头5119中，安装有通过适当地驱动光学系统来调整放大率和焦距的功能。

注意，例如，为了应对立体视觉(3D显示)等，相机头5119可以设有多个成像元件。在这种情况下，在镜筒5117的内部设置多个中继光学系统，以将观察光引导到多个成像元件中的每个成像元件。

(安装在推车上的各种设备)

CCU 5153包括中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)等，并且全面地控制内窥镜5115和显示设备5155的操作。具体地，CCU 5153对从相机头5119接收到的图像信号执行用于对基于图像信号的图像进行显示的各种类型的图像处理，例如显影处理(去马赛克处理)等。CCU 5153向显示设备5155提供执行了图像处理的图像信号。此外，图14所示的视听控制器5107连接到CCU 5153。CCU 5153也向视听控制器5107提供执行了图像处理的图像信号。此外，CCU 5153对相机头5119发送控制信号以控制其驱动。控制信号能够包括关于成像条件的信息，诸如放大率和焦距。关于成像条件的信息可以经由输入设备5161输入，或者可以经由上述集中式操作面板5111输入。

显示设备5155通过来自CCU 5153的控制对基于由CCU 5153进行了图像处理的图像信号的图像进行显示。在内窥镜5115与高分辨率成像(例如4K(水平像素数3840×垂直像素数2160)、8K(水平像素数7680×垂直像素数4320)等)兼容的情况下，和/或在内窥镜5115与3D显示兼容的情况下，作为显示设备5155，对应于每种情况，能够使用能够进行高分辨率显示和/或3D显示的显示设备。在显示设备5155与诸如4K或8K的高分辨率成像兼容的情况下，能够通过使用尺寸大于或等于55英寸的显示设备来获得更加沉浸的感觉。此外，可以根据应用来设置具有不同分辨率和尺寸的多个显示设备5155。

光源设备5157包括例如发光二极管(LED)等的光源，并且将用于对手术部位进行成像的照射光提供给内窥镜5115。

臂控制设备5159包括处理器(例如CPU等)，并且通过按照预定的程序进行操作，按照预定的控制方法控制支撑臂设备5141的臂5145的驱动。

输入设备5161是到内窥镜手术系统5113的输入接口。用户能够经由输入设备5161对内窥镜手术系统5113输入各种类型的信息和指令。例如，用户经由输入设备5161输入关于手术的各种类型的信息，诸如患者的身体信息和关于手术方法的信息。此外，例如，用户经由输入设备5161输入对臂5145进行驱动的指令、改变内窥镜5115的成像条件(照射光的类型、放大率、焦距等)的指令、对能量治疗工具5135进行驱动的指令等。

输入设备5161的类型不受限制，并且输入设备5161可以是各种已知输入设备中的任何设备。作为输入设备5161，例如能够应用鼠标、键盘、触摸面板、开关、脚踏开关5171和/或操纵杆等。在使用触摸面板作为输入设备5161的情况下，可以将该触摸面板设在显示设备5155的显示面上。

可替代地，输入设备5161是用户穿戴的设备，例如眼镜型可穿戴设备、头戴式显示器(HMD)等，并且根据由这些设备检测到的用户的手势和视线来执行各种输入。此外，输入设备5161包括能够检测用户的移动的相机，并且根据从该相机所捕获的视频中检测到的用户的手势和视线来执行各种输入。而且，输入设备5161包括能够拾取用户的语音的麦克风，并且经由该麦克风通过语音执行各种输入。如上所述，使输入设备5161能够在不接触的情况下输入各种信息，由此特别是属于清洁区域的用户(例如外科医生5181)能够在不接触的情况下操作属于非清洁区域的设备。此外，由于用户能够在不从手术工具松开用户的手的情况下操作设备，因此提高了用户的便利性。

治疗工具控制设备5163控制用于组织的烧灼、切开、血管的封闭等的能量治疗工具5135的驱动。气腹设备5165经由气腹管5133将气体注入到患者5185的体腔中以使体腔膨胀，以达到确保内窥镜5115的视场并确保外科医生的工作空间的目的。记录器5167是能够记录关于手术的各种类型的信息的设备。打印机5169是能够以各种格式(诸如文本、图像、图形等)打印关于手术的各种类型的信息的设备。

在下文中，将详细描述内窥镜手术系统5113中的特别特征配置。

(支撑臂设备)

支撑臂设备5141包括作为基座的基座5143和从基座5143延伸的臂5145。在图示的示例中，臂5145包括多个关节5147a、5147b和5147c以及通过关节5147b耦合在一起的多个连杆5149a和5149b，但是在图16中，为了简单起见，简化图示了臂5145的配置。实际上，能够适当地设置关节5147a至5147c以及连杆5149a和5149b的形状、数量和布置、关节5147a至5147c的旋转轴的方向等，使得臂5145具有期望的自由度。例如，臂5145能够适当地具有六个或更多个自由度。作为结果，内窥镜5115能够在臂5145的可移动范围内自由移动，使得内窥镜5115的镜筒5117能够从期望的方向插入到患者5185的体腔中。

关节5147a至5147c各设有致动器，并且关节5147a至5147c各能够通过致动器的驱动绕预定的旋转轴旋转。臂控制设备5159控制致动器的驱动，由此控制关节5147a至5147c中的每个关节的旋转角度，并且控制臂5145的驱动。作为结果，能够实现对内窥镜5115的位置和姿势的控制。此时，臂控制设备5159能够通过诸如力控制或位置控制的各种已知的控制方法来控制臂5145的驱动。

例如，外科医生5181经由输入设备5161(包括脚踏开关5171)适当地执行操作输入，由此可以由臂控制设备5159根据操作输入来适当地控制臂5145的驱动，并且可以控制内窥镜5115的位置和姿势。通过该控制，臂5145的远端处的内窥镜5115能够从任意位置移动到任意位置，然后在该移动之后的位置处被固定地支撑。注意，可以通过所谓的主从方法来操作臂5145。在这种情况下，用户能够经由安装在远离手术室的位置处的输入设备5161来对臂5145进行远程操作。

此外，在应用了力控制的情况下，臂控制设备5159可以执行所谓的动力辅助控制，在该动力辅助控制中从用户接收外力，并且对关节5147a至5147c中的每个关节的致动器进行驱动，使得臂5145随外力平稳地移动。作为结果，当用户在直接接触臂5145的同时移动臂5145时，能够以相对弱的力来移动臂5145。因此，能够更直观地并且以更简单的操作移动内窥镜5115，并且能够提高用户的便利性。

这里，通常，在内窥镜手术中，内窥镜5115由被称为助手(scopist)的外科医生支持。相对地，通过使用支撑臂设备5141，能够不依靠人的手而更加可靠地固定内窥镜5115的位置，使得能够稳定地获得手术部位的图像，并且能够顺利地进行手术。

注意，臂控制设备5159不一定设在推车5151中。此外，臂控制设备5159不必一定是一个设备。例如，臂控制设备5159可以设在支撑臂设备5141的臂5145的关节5147a至5147c中的每个关节处，并且多个臂控制设备5159彼此协作，由此可以实现臂5145的驱动控制。

(光源设备)

当对手术部位进行成像时，光源设备5157向内窥镜5115提供照射光。光源设备5157包括例如包括LED、激光光源或它们的组合的白色光源。此时，在白色光源包括R、G和B激光光源的组合的情况下，能够高精度地控制每个颜色(每个波长)的输出强度和输出定时，使得能够在光源设备5157中执行捕获图像的白平衡的调整。此外，在这种情况下，还可以通过将来自R、G和B激光光源中的每个激光光源的激光以时分方式发射到观察对象并与发射定时同步地控制相机头5119的成像元件的驱动，以时分方式捕获与R、G和B中的每一个对应的图像。根据该方法，无需在成像元件中设置滤色器就能够获得彩色图像。

此外，可以控制光源设备5157的驱动，使得以预定的时间间隔改变要输出的光的强度。通过与光强度的改变定时同步地控制相机头5119的成像元件的驱动以用时分方式获取图像并对图像进行合成，能够生成高动态范围图像而没有所谓的遮挡阴影或爆裂高光(blown out highlight)。

此外，光源设备5157可以能够提供与特殊光观察对应的预定波长带的光。在特殊光观察中，例如，通过使用人体组织中的光吸收的波长依赖性，通过发射与普通观察时的照射光(换句话说，白光)相比的窄带光，执行以高对比度对诸如粘膜表面层中的血管这样的预定组织进行成像的所谓的窄带成像。可替代地，在特殊光观察中，可以执行通过发射激发光而生成的荧光来获得图像的荧光观察。在荧光观察中，可以用激发光照射人体组织来观察来自人体组织的荧光(自发荧光观察)，或者将诸如吲哚菁绿(ICG)的试剂局部注入到人体组织中并且例如用与试剂的荧光波长对应的激发光照射人体组织来获得荧光图像。光源设备5157可以能够提供与这样的特殊光观察对应的窄带光和/或激发光。

(相机头和CCU)

将参考图17更详细地描述内窥镜5115的相机头5119和CCU5153的功能。图17是图示图16所示的相机头5119和CCU 5153的功能配置的示例的框图。

参考图17，相机头5119包括透镜单元5121、成像单元5123、驱动单元5125、通信单元5127和相机头控制单元5129作为其功能。此外，CCU 5153包括通信单元5173、图像处理单元5175和控制单元5177作为其功能。相机头5119和CCU 5153通过传输线缆5179在两个方向上可通信地彼此连接。

首先，将描述相机头5119的功能配置。透镜单元5121是设在与镜筒5117的连接部分处的光学系统。从镜筒5117的远端捕获的观察光被引导到相机头5119，并入射在透镜单元5121上。透镜单元5121包括包含变焦透镜和聚焦透镜的多个透镜的组合。调整透镜单元5121的光学特性，使得观察光聚焦在成像单元5123的成像元件的光接收表面上。此外，变焦透镜和聚焦透镜的光轴上的位置是可移动的，以调整捕获图像的放大率和焦点。

成像单元5123包括成像元件，并且被布置在透镜单元5121的后一级。通过透镜单元5121的观察光聚焦在成像元件的光接收表面上，并且通过光电转换生成与观察图像对应的图像信号。由成像单元5123生成的图像信号被提供给通信单元5127。

作为构成成像单元5123的成像元件，例如，使用作为互补金属氧化物半导体(CMOS)型图像传感器的元件，该元件能够进行具有拜耳阵列的彩色成像。注意，作为成像元件，例如可以使用与大于或等于4K的高分辨率图像的成像兼容的元件。以高分辨率获得手术部位的图像，由此外科医生5181能够更详细地掌握手术部位的状态，并且能够更顺利地进行手术。

此外，构成成像单元5123的成像元件包括用于获取用于右眼和左眼的图像信号以应对3D显示的一对成像元件。通过执行3D显示，外科医生5181能够更准确地掌握手术部位中的活组织的深度。注意，在成像单元5123包括多片式成像元件的情况下，与各个成像元件对应地设置透镜单元5121的多个系统。

此外，成像单元5123不一定设在相机头5119中。例如，成像单元5123可以设在紧接在物镜之后的镜筒5117内部。

驱动单元5125包括致动器，并且通过相机头控制单元5129的控制，使透镜单元5121的变焦透镜和聚焦透镜沿着光轴移动预定距离。作为结果，能够适当地调整由成像单元5123捕获的图像的放大率和焦点。

通信单元5127包括用于向/从CCU 5153发送/接收各种类型的信息的通信设备。通信单元5127经由传输线缆5179将从成像单元5123获得的图像信号作为RAW数据发送到CCU5153。此时，为了以低时延显示手术部位的捕获图像，优选地通过光通信来发送图像信号。这是因为，由于在手术过程中外科医生5181一边通过捕获图像观察患部的状态一边进行手术，因此为了更安全、更可靠地进行手术，需要尽可能实时地显示手术部位的视频图像。在进行光通信的情况下，通信单元5127设有将电信号转换成光信号的光电转换模块。图像信号被光电转换模块转换成光信号，然后经由传输线缆5179发送到CCU 5153。

此外，通信单元5127从CCU 5153接收用于控制相机头5119的驱动的控制信号。控制信号包括关于成像条件的信息，例如指定捕获图像的帧率的信息、指定成像时的曝光值的信息和/或指定捕获图像的放大率和焦点的信息。通信单元5127将接收到的控制信号提供给相机头控制单元5129。注意，来自CCU 5153的控制信号也可以通过光通信来传输。在这种情况下，通信单元5127设有将光信号转换成电信号的光电转换模块，控制信号被光电转换模块转换成电信号，然后提供给相机头控制单元5129。

注意，上述成像条件(诸如帧率、曝光值、放大率和焦点)是由CCU 5153的控制单元5177基于获取的图像信号自动设置的。即，在内窥镜5115中安装了所谓的自动曝光(AE)功能、自动聚焦(AF)功能和自动白平衡(AWB)功能。

相机头控制单元5129基于经由通信单元5127接收到的来自CCU 5153的控制信号来控制相机头5119的驱动。例如，相机头控制单元5129基于指定捕获图像的帧率的信息和/或指定成像时的曝光的信息来控制成像单元5123的成像元件的驱动。此外，例如，相机头控制单元5129基于指定捕获图像的放大率和焦点的信息经由驱动单元5125适当地移动透镜单元5121的变焦透镜和聚焦透镜。相机头控制单元5129还可以具有存储用于识别镜筒5117和相机头5119的信息的功能。

注意，通过将透镜单元5121、成像单元5123等布置在具有高气密性和防水性的密封结构中，能够使相机头5119具有对高压灭菌(autoclave sterilization)的抵抗力。

接下来，将描述CCU 5153的功能配置。通信单元5173包括用于向/从相机头5119发送/接收各种类型的信息的通信设备。通信单元5173经由传输线缆5179接收从相机头5119发送的图像信号。此时，如上所述，能够通过光通信适当地传输图像信号。在这种情况下，为了适于光通信，通信单元5173设有将光信号转换成电信号的光电转换模块。通信单元5173将转换成电信号的图像信号提供给图像处理单元5175。

此外，通信单元5173将用于控制相机头5119的驱动的控制信号发送到相机头5119。控制信号也可以通过光通信来传输。

图像处理单元5175对从相机头5119发送的作为RAW数据的图像信号执行各种类型的图像处理。图像处理的示例包括各种类型的已知信号处理，例如显影处理、图像质量增强处理(诸如频带增强处理、超分辨率处理、降噪(NR)处理和/或相机抖动校正处理)和/或放大处理(电子缩放处理)等。此外，图像处理单元5175对图像信号执行检测处理，以执行AE、AF和AWB。

图像处理单元5175包括诸如CPU或GPU的处理器，并且能够通过处理器按照预定程序进行操作来执行上述图像处理和检测处理。注意，在图像处理单元5175包括多个GPU的情况下，图像处理单元5175适当地对与图像信号相关的信息进行划分并且由多个GPU并行地执行图像处理。

控制单元5177执行关于由内窥镜5115进行的手术部位的成像以及捕获图像的显示的各种类型的控制。例如，控制单元5177生成用于控制相机头5119的驱动的控制信号。此时，在由用户输入成像条件的情况下，控制单元5177基于用户的输入来生成控制信号。可替代地，在内窥镜5115中安装有AE功能、AF功能和AWB功能的情况下，控制单元5177通过根据图像处理单元5175进行的检测处理的结果适当地计算最佳曝光值、焦距和白平衡来生成控制信号。

此外，控制单元5177基于由图像处理单元5175进行了图像处理的图像信号来使显示设备5155显示手术部位的图像。此时，控制单元5177通过使用各种图像识别技术来识别手术部位图像中的各种物体。例如，控制单元5177检测手术部位图像中包括的物体的颜色、边缘的形状等，从而能够识别诸如钳子的手术工具、具体的身体部位、出血、在使用能量治疗工具5135时的雾气等。当使显示设备5155显示手术部位的图像时，控制单元5177通过使用识别结果来使显示设备5155在手术部位的图像上叠加显示各种类型的手术辅助信息。叠加显示手术辅助信息并将其呈现给外科医生5181，由此能够更安全且可靠地进行手术。

将相机头5119和CCU 5153连接在一起的传输线缆5179是适于电信号的通信的电信号电缆、适于光通信的光纤或其复合电缆。

这里，在图示的示例中，使用传输线缆5179有线地执行通信，但是也可以无线地执行相机头5119与CCU 5153之间的通信。在无线地执行两者之间的通信的情况下，不需要在手术室中安装传输线缆5179，使得能够消除医疗人员在手术室中的移动受传输线缆5179阻碍的情况。

在上面，已经描述了能够应用根据本公开的技术的手术室系统5100的示例。注意，这里，作为示例，已经描述了应用了手术室系统5100的医疗系统是内窥镜手术系统5113的情况，但是手术室系统5100的配置不限于这样的示例。例如，手术室系统5100可以应用于检查柔性内窥镜系统或显微镜手术系统而不是内窥镜手术系统5113。

根据本公开的技术能够适当地应用于上述配置中的构成手术室系统5100的网络。通过将根据本公开的技术应用于手术室系统5100，可以构建以低成本高效地彼此连接设备的网络系统。

在上面，已经参考附图详细描述了本公开的优选实施例；然而，本公开的技术范围不限于这样的示例。清楚的是，具有本公开的技术领域中的普通知识的人员能够在权利要求书中描述的技术思想的范围内构思各种修改例或校正例，并且应理解的是，这些修改例或校正例也属于本公开的技术范围。

此外，本说明书中描述的效果仅是说明性或示例性的而不是限制性的。即，根据本公开的技术能够与上述效果一起或代替上述效果展示根据本说明书的描述对于本领域技术人员清楚的其他效果。

注意，以下配置也属于本公开的技术范围。

(1)一种控制IP交换机的系统控制器，所述IP交换机将从发送侧的设备接收到的数据分发到接收侧的设备，

所述系统控制器在所述IP交换机中构建多个虚拟网络，并使由所述虚拟网络中的任何虚拟网络接收到的数据发送到与所述虚拟网络连接的各个分发目的地。

(2)根据(1)所述的系统控制器，其中所述IP交换机包括分层的多个交换机，并且所述虚拟网络构建在所述多个交换机中。

(3)根据(2)所述的系统控制器，其中所述多个交换机中的任何两个交换机通过多个链路彼此连接。

(4)根据(2)或(3)所述的系统控制器，其中由所述虚拟网络中的任何虚拟网络接收到的数据发送到的分发目的地中的每个分发目的地是与构建有所述虚拟网络中的所述任何虚拟网络的交换机中的一个交换机连接的接收侧的设备，或者是与构建有所述虚拟网络中的所述任何虚拟网络的交换机中的所述一个交换机连接的交换机中的另一个交换机。

(5)根据(3)或(4)所述的系统控制器，还包括负载分发单元，在接收到的数据是多播的情况下，所述负载分发单元基于数据流的大小、所述链路的带宽或所述交换机的端口的带宽来执行负载分发。

(6)根据(5)所述的系统控制器，其中所述负载分发单元针对每个数据流执行所述负载分发。

(7)根据(2)至(6)中的任一项所述的系统控制器，还包括显示控制单元，所述显示控制单元基于关于所述交换机中的每个交换机中的数据流的信息和关于连接到所述IP交换机的设备的数据流的信息来控制网络拓扑的显示。

(8)根据(1)至(7)中的任一项所述的系统控制器，其中所述数据是音频数据或视频数据。

(9)一种网络系统，包括：

IP交换机，将从发送侧的设备接收到的数据分发到接收侧的设备；以及

系统控制器，控制所述IP交换机，其中，

所述系统控制器在所述IP交换机中构建多个虚拟网络，并使由所述虚拟网络中的任何虚拟网络接收到的数据发送到与所述虚拟网络连接的各个分发目的地。

(10)根据(9)所述的网络系统，其中所述IP交换机包括分层的多个交换机，并且所述虚拟网络构建在所述多个交换机中。

(11)根据(10)所述的网络系统，其中所述多个交换机中的任何两个交换机通过多个链路彼此连接。

(12)根据(10)或(11)所述的网络系统，其中由所述虚拟网络中的任何虚拟网络接收到的数据发送到的分发目的地中的每个分发目的地是与构建有所述虚拟网络中的所述任何虚拟网络的交换机中的一个交换机连接的接收侧的设备，或者是与构建有所述虚拟网络中的所述任何虚拟网络的交换机中的所述一个交换机连接的交换机中的另一个交换机。

(13)根据(11)或(12)所述的网络系统，还包括负载分发单元，在接收到的数据是多播的情况下，所述负载分发单元基于数据流的大小、所述链路的带宽或所述交换机的端口的带宽来执行负载分发。

(14)根据(13)所述的网络系统，其中所述负载分发单元针对每个数据流执行所述负载分发。

(15)根据(11)至(14)中的任一项所述的网络系统，还包括显示控制单元，所述显示控制单元基于关于所述交换机中的每个交换机中的数据流的信息和关于连接到所述IP交换机的设备的数据流的信息来控制网络拓扑的显示。

(16)根据(9)至(15)中的任一项所述的网络系统，其中所述数据是音频数据或视频数据。

(17)一种用于控制IP交换机的网络系统中的方法，所述IP交换机将从发送侧的设备接收到的数据分发到接收侧的设备，所述方法包括：

在所述IP交换机中构建多个虚拟网络，并使由所述虚拟网络中的任何虚拟网络接收到的数据发送到与所述虚拟网络连接的各个分发目的地。

标号列表

100 AV设备

200 IP交换机

222、224 虚拟网络

500 SDN控制器

502 负载分发单元

504 广播单元

506 流显示控制单元

Claims (17)

1.一种控制IP交换机的系统控制器，所述IP交换机将从发送侧的设备接收到的数据分发到接收侧的设备，

所述系统控制器在所述IP交换机中构建多个虚拟网络，并使由所述虚拟网络中的任何虚拟网络接收到的数据发送到与所述虚拟网络连接的各个分发目的地。

2.根据权利要求1所述的系统控制器，其中，所述IP交换机包括分层的多个交换机，并且所述虚拟网络构建在所述多个交换机中。

3.根据权利要求2所述的系统控制器，其中，所述多个交换机中的任何两个交换机通过多个链路彼此连接。

4.根据权利要求2所述的系统控制器，其中，由所述虚拟网络中的任何虚拟网络接收到的数据发送到的分发目的地中的每个分发目的地是与构建有所述虚拟网络中的所述任何虚拟网络的交换机中的一个交换机连接的接收侧的设备，或者是与构建有所述虚拟网络中的所述任何虚拟网络的交换机中的所述一个交换机连接的交换机中的另一个交换机。

5.根据权利要求3所述的系统控制器，还包括负载分发单元，所述负载分发单元基于从应用侧指定的表来执行在所述多个交换机之间流动的数据的负载分发。

6.根据权利要求5所述的系统控制器，其中，所述负载分发单元针对数据流中的每个数据流执行所述负载分发。

7.根据权利要求2所述的系统控制器，还包括显示控制单元，所述显示控制单元基于关于所述交换机中的每个交换机中的数据流的信息和关于连接到所述IP交换机的设备的数据流的信息来控制网络拓扑的显示。

8.根据权利要求1所述的系统控制器，其中，所述数据是音频数据或视频数据。

9.一种网络系统，包括：

IP交换机，将从发送侧的设备接收到的数据分发到接收侧的设备；以及

系统控制器，控制所述IP交换机，其中，

所述系统控制器在所述IP交换机中构建多个虚拟网络，并使由所述虚拟网络中的任何虚拟网络接收到的数据发送到与所述虚拟网络连接的各个分发目的地。

10.根据权利要求9所述的网络系统，其中，所述IP交换机包括分层的多个交换机，并且所述虚拟网络构建在所述多个交换机中。

11.根据权利要求10所述的网络系统，其中，所述多个交换机中的任何两个交换机通过多个链路彼此连接。

12.根据权利要求10所述的网络系统，其中，由所述虚拟网络中的任何虚拟网络接收到的数据发送到的分发目的地中的每个分发目的地是与构建有所述虚拟网络中的所述任何虚拟网络的交换机中的一个交换机连接的接收侧的设备，或者是与构建有所述虚拟网络中的所述任何虚拟网络的交换机中的所述一个交换机连接的交换机中的另一个交换机。

13.根据权利要求11所述的网络系统，其中，所述系统控制器包括负载分发单元，所述负载分发单元基于从应用侧指定的表来执行在所述多个交换机之间流动的数据的负载分发。

14.根据权利要求13所述的网络系统，其中，所述负载分发单元针对数据流中的每个数据流执行所述负载分发。

15.根据权利要求10所述的网络系统，其中，所述系统控制器包括显示控制单元，所述显示控制单元基于关于所述交换机中的每个交换机中的数据流的信息和关于连接到所述IP交换机的设备的数据流的信息来控制网络拓扑的显示。

16.根据权利要求9所述的网络系统，其中，所述数据是音频数据或视频数据。

17.一种用于控制IP交换机的网络系统中的方法，所述IP交换机将从发送侧的设备接收到的数据分发到接收侧的设备，所述方法包括：

在所述IP交换机中构建多个虚拟网络，并使由所述虚拟网络中的任何虚拟网络接收到的数据发送到与所述虚拟网络连接的各个分发目的地。

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