JP2010050719A - 通信システム、制御ノード、通信方法、およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】容易にサービスを変更できる通信システムを実現する。
【解決手段】通信システムは、パケットのヘッダ情報と、所定のサービスを提供するためのアプリケーションを示すアプリ識別情報とを対応付けたフロー識別テーブルを作成し、作成した該フロー識別テーブルを配信する制御ノードと、前記制御ノードから配信された前記フロー識別テーブルを記録し、パケットを受信すると、受信した該パケットのヘッダ情報と対応する前記アプリ識別情報を該フロー識別テーブルから読み出し、読み出した該アプリ識別情報を該パケットに付与し、該アプリ識別情報を付与した該パケットを所定の経路でサービス処理ノードへ転送する転送ノードと、前記転送ノードから転送された前記パケットを受信すると、受信した該パケットに付与された前記アプリ識別情報の示すアプリケーションを実行する、サービス処理ノードと、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、通信システムにおいてパケットを転送し、処理する技術に関する。

近年ＩＰ（Internet Protocol）ネットワークでは、電子メール、ＷＷＷ（World Wide Web）、ＶｏＩＰ（Voice over IP）などの各種アプリケーションが利用できるようになり、急速に通信トラフィックが増加している。このＩＰネットワークは、受信したパケットのＩＰヘッダ情報に基づきパケットの出力回線を決定するルータにより構成されており、当初はルーティング処理をソフトウェアで行っていたが、近年では通信トラフィックの増加に対応するため、この処理をハードウェアで行うルータが脚光をあびている。

転送処理のハードウェア化において、さらにルータの性能向上を目的として、特許文献１および非特許文献１に開示されているような、機能分散システムが提案されている。具体的には、ルータの機能を、ルーティングを制御する機能とパケットを転送する機能とに分け、これらを別々のノードに分担させる通信システムである。この構成によれば、通信システムは、ルーティングの制御処理についての負荷の影響を受けずに、パケット転送処理を行うことが可能となる。
特開２００６−１３５９７５号公報 T. V. Laksman, T. Nandagopal, R. Ramjee, K. Sabnani, and T. Woo, "The SoftRouter architecture, " in Proc. ACM SIGCOMM Workshop on Hot Topics in Networking, November 2004.

しかし、このような機能分散型の通信システムによっても、サービスを提供するためのアプリケーションの数が多い場合、通信システムの運用に支障をきたすことがあった。

より詳細には、アプリケーションの数や、そのアプリケーションを実行することによりサービスを提供するノードの数が多くなると、その組み合わせの数が多くなる。そして、それらの組み合わせごとに、組み合わせを識別するための識別子として番号やラベルを割り当てる必要が生じ、多数の識別子の管理が困難となる。

また、複数のノードで複数のサービスを実行する場合、サービスの一部の変更であっても、通信システム全体の各ノードに格納されているルーティングテーブルを変更することが必要となることがある。

このため、複雑な通信システムにおいては、サービス追加、削除等の変更が困難となるという問題があった。

本発明は、容易にサービスを変更できる通信システムを実現する技術を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の通信システムは、パケットのヘッダ情報と、所定のサービスを提供するためのアプリケーションを示すアプリ識別情報とを対応付けたフロー識別テーブルを作成し、作成した該フロー識別テーブルを配信する制御ノードと、前記制御ノードから配信された前記フロー識別テーブルを記録し、パケットを受信すると、受信した該パケットのヘッダ情報と対応する前記アプリ識別情報を該フロー識別テーブルから読み出し、読み出した該アプリ識別情報を該パケットに付与し、該アプリ識別情報を付与した該パケットを所定の経路でサービス処理ノードへ転送する転送ノードと、前記転送ノードから転送された前記パケットを受信すると、受信した該パケットに付与された前記アプリ識別情報の示すアプリケーションを実行する、サービス処理ノードと、を有する。

本発明の制御ノードは、パケットのヘッダ情報と、所定のサービスを実行するためのアプリケーションを示すアプリ識別情報とを対応付けたフロー識別テーブルを作成するテーブル作成手段と、前記テーブル作成手段により作成された前記フロー識別テーブルを、該アプリ識別情報をパケットに付与して該パケットを転送する転送ノードに配信する送信手段と、を有する。

本発明の通信方法は、制御ノードにおいて、パケットのヘッダ情報と、所定のサービスを提供するためのアプリケーションを示すアプリ識別情報とを対応付けたフロー識別テーブルを作成し、作成した該フロー識別テーブルを配信し、転送ノードにおいて、前記制御ノードから配信された前記フロー識別テーブルを記録し、パケットを受信すると、該パケットのヘッダ情報と対応する前記アプリ識別情報を該フロー識別テーブルから読み出し、読み出した該アプリ識別情報を受信した該パケットに付与し、該アプリ識別情報を付与した該パケットを所定の経路でサービス処理ノードへ転送し、前記サービス処理ノードにおいて、前記転送ノードから前記パケットを受信すると、受信した該パケットに付与された前記アプリ識別情報の示すアプリケーションを実行する、通信方法である。

本発明のプログラムは、コンピュータに、パケットのヘッダ情報と、所定のサービスを実行するためのアプリケーションを示すアプリ識別情報とを対応付けたフロー識別テーブルを作成するテーブル作成手順、前記テーブル作成手順で作成された前記フロー識別テーブルを転送ノードに配信する配信手順、を実行させるためのプログラムである。

本発明によれば、ヘッダ情報とアプリ識別情報とを対応付けたフロー識別テーブルを制御ノードが転送ノードに配信するので、それぞれの転送ノードがフロー識別テーブルを作成することはなく、制御ノードがサービスに関する情報を一元的に管理することができる。また、サービスの変更があったとき、転送ノードにおいてフロー識別テーブルを変更する必要がないので、通信システムにおいて容易にサービスを変更することができる。

（第１の実施形態）
本発明を実施するための第１の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、本実施形態の通信システム１の構成を示す全体図である。同図を参照すると、通信システム１は、転送系装置群制御系処理装置（制御ノード）１５と、転送系処理装置（転送ノード）３１と、サービス系処理装置（サービス処理ノード）３３とを有する。

転送系処理装置３１およびサービス系処理装置３３は、メトロサブ網３に収容される。メトロサブ網３内のノード（３１および３３）は、メトロサブ網３を介して転送系装置群制御系処理装置１５に接続される。また、通信システム３には、サービス加入者装置７１が接続される。サービス加入者装置７１および７３は、サービスの提供を受ける加入者が使用する装置である。

図２は、転送系装置群制御系処理装置１５の構成を示すブロック図である。転送系装置群制御系処理装置１５は、例えば予め与えられた情報を基にメトロサブ網内の経路計算を行い、通信システム１内のノード（３１、３３）を制御するＳＣＥ（Subnetwork Control Element）として動作する。同図を参照すると、転送系装置群制御系処理装置１５は、テーブル作成部１５１およびＳＣＥ機能部１５３を有する。

テーブル作成部１５１は、メトロサブ網内の経路計算を行い、メトロサブ網内ルーティングテーブル１５１１を作成する。また、テーブル作成部１５１は、フロー識別テーブル１５１３を作成する。

図３は、メトロサブ網内ルーティングテーブル１５１１の示す内容をまとめた表である。メトロサブ網内ルーティングテーブル１５１１は、転送系処理装置（３１）が受信したパケットを、サービス系処理装置（３３）へ転送する経路を示すテーブルである。同図を参照すると、メトロサブ網内ルーティングテーブル１５１１は、例えば、カット・スルー・ルーティング方式を用い、「ノード識別情報」、「ＭＰＬＳ入力ラベル」、「アドレスプレフィックス」、「出力ＩＦ」、および「ＭＰＬＳ出力ラベル」を示す情報を含む。

「ノード識別番号」は、通信システム１における各ノード（３１、３３）を識別するための番号である。「ＭＰＬＳ入力ラベル」は、ＭＰＬＳ(Multiprotocol Label Switching)における入力用のラベルであり、「ＭＰＬＳ出力ラベル」は、転送の際に置き換えられる出力用のラベルである。「出力ＩＦ」は、パケットを転送する通信インターフェースを識別するための番号である。

図４は、フロー識別テーブル１５１３の示す内容をまとめた表である。フロー識別テーブル１３１２は、パケットのヘッダ情報と、所定のサービスを実行するためのアプリケーションを示すアプリ識別情報とを付けて格納したテーブルである。同図を参照すると、フロー識別テーブル１１１３は、「発信元アドレス」、「宛先アドレス」、「発信元ポート番号」、「宛先ポート番号」、および「プロトコル識別番号」を示す情報（ヘッダ情報）と、「アプリ識別番号」を示す情報（アプリ識別情報）とを含む。

「発信元アドレス」および「送信元アドレス」は、それぞれパケットの発信元および送信元のＩＰ（Internet Protocol）アドレスである。「発信元ポート番号」および「宛先ポート番号」は、それぞれ発信元および送信元に対して提供されるサービスを識別するための番号である。「プロトコル識別番号」は、使用される通信プロトコルを識別するための番号である。

「アプリ識別番号」は、パケットの送信元（加入者）に対してサービスを提供するためのアプリケーションを示す番号であり、ヘッダ情報とアプリ識別番号とは、１対多の対応関係である。

ＳＣＥ機能部１５３は、テーブル作成部１５１が作成したメトロサブ網内ルーティングテーブル１５１１をメトロサブ網の各ノード（３１および３５）に配信する。また、ＳＣＥ機能部１５３は、フロー識別テーブル１５１２を転送系処理装置（３１）に配信する。

図５は、転送系処理装置３１の構成を示すブロック図である。転送系処理装置３１は、他のノード（３３）との間でパケットの転送を行い、通信システム１においてＦＥ（Forwarding Element）として動作する。同図を参照すると、転送系処理装置３１は、記憶部３１１およびＦＥ機能部３１３を有する。

記憶部３１１には、メトロサブ網内ルーティングテーブル３１１１およびフロー識別テーブル３１１３が格納される。メトロサブ網内ルーティングテーブル３１１１およびフロー識別テーブル３１１３は、それぞれ、メトロサブ網間ルーティングテーブル１５１１およびフロー識別テーブル１５１３と同様の構成である。

ＦＥ機能部３１３は、パケットを受信したとき、そのパケットのＩＰヘッダを参照して、パケットに「アプリ識別番号」が付与されているか否かを判断する。

「アプリ識別番号」が付与されていなければ、ＦＥ機能部３１３は、パケットのＴＣＰ（Transmission Control Protocol）／IＰヘッダなどの、Ｌ３(Layer3)、Ｌ４(Layer4)のヘッダから「送信元アドレス」、「宛先アドレス」、「送信元ポート番号」、「宛先ポート番号」、および「プロトコル識別番号」のヘッダ情報を読み出し、これらに対応する「アプリ識別番号」を全てフロー識別テーブル３１１３から読み出す。

そして、ＦＥ機能部３１３は、図６に示すように、ＩＰヘッダに設けた拡張ヘッダに、読み出した「アプリ識別番号」を示す情報を付加する。「アプリ識別番号」が複数あるならば、ＦＥ機能部３１３は、最後に処理するアプリケーションに対応する番号を最初に付与し、最初に処理するアプリケーションに対応する番号を最後に付与する、いわゆるＬＩＦＯ（Last In First Out）方式で「アプリ識別番号」を付与する。

ＦＥ機能部３１３は、「アプリ識別番号」を付与したパケットを、メトロサブ網内ルーティングテーブル３１１２を参照して、サービス処理系装置（３３）に転送する。

図７は、サービス系処理装置３３の構成を示すブロック図である。同図を参照すると、サービス系処理装置３３は、「サービス識別番号」の示すサービスを提供し、通信システム１においてＳＥ（Serving Element）として動作する。同図を参照すると、サービス系処理装置３３は、記憶部３３１およびＳＥ機能部３３３を有する。

記憶部３３１には、メトロサブ網内ルーティングテーブル３３１１および1以上のアプリケーション３３１３が格納される。メトロサブ網内ルーティングテーブル３３１１は、メトロサブ網内ルーティングテーブル１５１１と同様の構成である。

ＳＥ機能部３３３は、パケットを受信したとき、そのパケットの拡張ヘッダから「アプリ識別番号」を読み出し、「アプリ識別番号」の示すアプリケーションを実行する。

例えば、記憶しておいたアプリケーション３３１３から、「アプリ識別番号」の示すアプリケーションを読み出して実行する。

ＳＥ機能部３３３は、実行したアプリケーションに対応する「アプリ識別番号」を拡張ヘッダから削除し、削除した後に「アプリ識別番号」が残っていれば、対応するアプリケーションを実行する。

全てのアプリケーションを実行したならば、ＳＥ機能部３３３は、メトロサブ網内ルーティングテーブル３３１１を参照して、ＭＰＬＳラベルを付与して他のノード（例えば、３１）にパケットを転送する。

図８は、転送系処理装置（３１）のパケット転送処理を示すフローチャートである。このパケット転送処理は、転送系処理装置（３１）がパケットを受信したときに開始する。同図を参照すると、転送系処理装置（３１）は、受信したパケットのＩＰヘッダを参照して、その拡張ヘッダにアプリ識別番号を示す情報が付与されているか否かを判断する（ステップＳ１）。

アプリ識別番号を示す情報が付与されていなければ（ステップＳ１：ＮＯ）、転送系処理装置（３１）は、パケットのＬ３、Ｌ４ヘッダから、所定のヘッダ情報を読み出し（ステップＳ３）、ヘッダ情報に対応する「アプリ識別番号」を読み出す（ステップＳ５）。

そして、サービス系処理装置（３１）は、読み出した「アプリ識別番号」を拡張ヘッダに付与する（ステップＳ５）。

アプリ識別番号を示す情報が付与されている場合（ステップＳ１：ＮＯ）、またはステップＳ５の後、転送系処理装置（３１）は、メトロサブ網内ルーティングテーブル（３１１３）を参照して、パケットにＭＰＬＳラベルを付与して転送する。ステップＳ７の後、転送系処理装置（３１）は、パケット転送処理を終了する。

図９は、サービス系処理装置（３３）の実行するサービス処理を示すフローチャートである。このサービス処理は、サービス系処理装置（３３）がパケットを受信したときに開始する。同図を参照すると、サービス系処理装置（３３）は、拡張ヘッダを参照し、「アプリ識別番号」が付与されているか否かを判断する（ステップＴ３）。

「アプリ識別番号」等が付与されていれば（ステップＴ３：ＹＥＳ）、サービス系処理装置（３３）は、「アプリ識別番号」の示すアプリケーションを実行する（ステップＴ５）。サービス系処理装置（３３）は、実行したアプリケーションに対応する「アプリ識別番号」を拡張ヘッダから削除する（ステップＴ７）。ステップＴ５の後、サービス系処理装置（３３）は、ステップＵ３に戻る。

「アプリ識別番号」等が付与されていなければ（ステップＴ３：ＮＯ）、サービス系処理装置（３３）は、メトロサブ網内ルーティングテーブル３３１１を参照して、パケットにＭＰＬＳラベルを付与して転送する（ステップＵ９）。ステップＴ９の後、サービス系処理装置（３１）は、サービス処理を終了する。

なお、本実施形態では、メトロサブ網内ルーティングテーブル１５１１をカット・スルー・ルーティング方式のテーブルとしたが、パケット・バイ・パケット・ルーティング方式のテーブルとしてもよい。

また、本実施形態では、転送系処理装置３１を１つとしているが、複数の転送系処理装置を設けてもよい。転送系処理装置３１が、サービス系処理装置３３と同様の機能を有する構成とすることもできる。

本実施形態では、転送系処理装置３１がＩＰヘッダの拡張ヘッダに「アプリ識別番号」を付与する構成としているが、ＭＰＬＳヘッダなど、他のヘッダに「アプリ識別番号」を付与する構成としてもよい。

本実施形態では、サブ網間統合制御装置１１は、フロー識別テーブル１５１３において、ヘッダ情報に「アプリ識別番号」のみを対応付ける構成としているが、「アプリ識別番号」に、そのアプリケーションを実行する順序を対応付けて格納することもできる。

本実施形態では、サービス系処理装置３３は、記憶しておいたアプリケーションを読み出して実行する構成としているが、他のノードと共有する記憶装置などから「アプリ識別番号」の示すアプリケーションを読み出して、そのアプリケーションを実行する構成としてもよい。

本実施形態では、転送系装置群制御系処理装置１５が、フロー識別テーブル１５１３を各転送系処理装置に配布する構成としているが、転送系装置群制御系処理装置１５を設けず、それぞれの転送系処理装置に予めフロー識別テーブル１１１３を記憶しておく構成とすることもできる。

以上説明したように、本実施形態によれば、ヘッダ情報とアプリ識別情報とを対応付けたフロー識別テーブル１５１３を転送系装置群制御系処理装置１５（制御ノード）が転送系処理装置３１（転送ノード）に配信するので、それぞれの転送ノードはフロー識別テーブル１５１３を作成する必要がなく、制御ノードがサービスに関する情報を一元的に管理することができる。また、サービスの変更があったとき、転送ノードにおいてサービス変更テーブルを変更する必要がないので、通信システム１において容易にサービスを変更することができる。

（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態は、転送系装置群制御系処理装置１５が、フロー識別テーブル１５１３aを使用して、サービス系処理装置３３によるアプリケーションの処理パターンを制御する点で、第１の実施形態と異なる。

本実施形態の通信システム１の構成は、第１の実施形態と同様である。

図１０は、本実施形態のフロー識別テーブル１５１３ａの内容をまとめた表である。同図を参照すると、フロー識別テーブル１５１３ａは、「アプリ識別番号」に１対１に対応付けて、斜線部分のように「動作パラメータ」を示す情報（パラメータ情報）を含む点で、フロー識別テーブル１５１３と異なる。

「動作パラメータ」は、サービス系処理装置３３が、アプリケーション処理パターンを選択するための値である。

サービス系処理装置３３は、アプリケーションごとに、「動作パラメータ」と処理パターンとを対応付けたテーブルを保持しておき、このテーブルを参照して、入力パケットに対して、どのような出力処理を行うかを決定する。

例えば、サービス系処理装置３３が、ＤＳＣＰ（Differentiated Services Code Point）値の書き換えサービスを提供する場合、「動作パラメータ」の値に応じて、どの値に書き換えるかを決定する。

図１１は、本実施形態のパケットのフォーマットを示す図である。同図を参照すると、転送系処理装置（３１）は、「アプリ識別番号」とともに「パラメータ番号」（斜線部）を更に付与する。

サービス系処理装置（３３）は、パケットに付与された「パラメータ番号」に応じてパラメータを設定してアプリケーションを実行する。

以上説明したように、本実施形態によれば、転送系装置群制御系処理装置１５が、フロー識別テーブル１５１３ａを使用して、アプリケーションを実行するときに設定するパラメータを制御できるので、サービス内容に応じてパラメータを変更することができ、より柔軟なサービスを提供できる。

（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態は、サービス系処理装置を複数設けた点で、第２の実施形態と異なる。

図１２は、本実施形態の通信システム１ｂの構成を示す全体図である。同図を参照すると、通信システム１ｂは、サービス系処理装置３３に加え、サービス系処理装置３４（斜線部）を有する以外は、通信システム１と同様の構成である。

サービス系処理装置３４の構成は、サービス系処理装置３３と同様である。

図１３は、本実施形態のフロー識別テーブル１５１３ｂの内容をまとめた表である。同図を参照すると、フロー識別テーブル１５１３ｂは、斜線部分のように「ＳＥ識別番号」を示す情報（ノード識別情報）を更に含む点で、フロー識別テーブル１５１３ａと異なる。

「ＳＥ識別番号」は、「アプリ識別番号」の示すアプリケーションを実行するサービス系処理装置（３３、３４）を識別するための番号である。「ＳＥ識別番号」と「アプリ識別番号」とは、１対多の対応関係である。

図１４は、本実施形態のパケットのフォーマットを示す図である。同図を参照すると、転送系処理装置（３１）は、「アプリ識別番号」および「動作パラメータ」に加え、更に「ＳＥ識別番号」（斜線部）をパケットの拡張ヘッダに付与する。

転送系処理装置（３１）は、「ＳＥ識別番号」、「アプリ識別番号」、「動作パラメータ」の順で、パケットに付与する。１つの「ＳＥ識別番号」に対応する「アプリ識別番号」および「動作パラメータ」の組が複数ある場合、転送系処理装置（３１）は、そのノードで最後に実行する（最初に付与する）組にのみ、「ＳＥ識別番号」を付与し、それ以外の組には、「アプリ識別番号」および「動作パラメータ」のみを付与する。

サービス系処理装置（３３、３４）は、パケットに付与された「ＳＥ識別番号」の示すノードが自身であれば、アプリケーションを実行する。

図１５は、本実施形態のサービス処理を示すフローチャートである。同図を参照すると、サービス系処理装置（３３、３４）は、パケットを受信したとき、パケットの拡張ヘッダに付与された「ＳＥ識別番号」の示すノードが自身であるか否かを判断する（ステップＴ１）。

「ＳＥ識別番号」の示すノードが自身である場合（ステップＴ１：ＹＥＳ）、サービス系処理装置（３３、３４）は、ステップＴ３を実行する。「ＳＥ識別番号」の示すノードが自身でない場合（ステップＴ１：ＮＯ）、サービス系処理装置（３３、３４）は、ステップＴ９を実行する。

なお、本実施形態では、通信システム１にサービス系処理装置を２つ設ける構成としているが、３つ以上設けてもよいのは勿論である。

以上説明したように、本実施形態によれば、サービス系処理装置（３３、３４）を複数設けることができるので、サービス処理による負荷を複数のノードに分散し、サービス品質を更に向上することができる。

（第４の実施形態）
第４の実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態は、メトロサブ網を複数設けた点で、第３の実施形態と異なる。

図１６は、本実施形態の通信システム１ｃの構成を示す全体図である。同図を参照すると、通信システム１ｃは、メトロサブ網３に収容された転送系処理装置３５と、メトロサブ網５に収容されたノードと、メトロサブ網５内のノードを制御する転送系装置群制御系処理装置１７とを更に有する以外は、通信システム１ｂと同様の構成である。

メトロサブ網５には、斜線部分のように、転送系処理装置５１および５３と、サービス系処理装置５３とが収容される。メトロサブ網５には、サービス加入者装置７３が接続される。

転送系処理装置３５および５５は、メトロサブ網３および５のエッジに配置されたノードであり、パケットの転送機能に加え、ゲートウェイの機能を有する。メトロサブ網３に収容された各ノード（３１、３３、３５）の機能は、メトロサブ網５に収容された各ノード（５１、５３、５５）の機能と同様である。

複数の転送系処理装置３１が複数のサービス加入者装置（７１）を収容するサービス加入者側のエッジに配置されるのに対し、転送系処理装置３５は、ゲートウェイ機能のほか、これらの転送系処理装置（３１）を束ねる中継ＦＥとしても動作する。

なお、転送系処理装置（３１）を束ねる中継ＦＥと、ゲートウェイとは、別々のノードとする構成としてもよい。

図１７は、本実施形態の転送系装置群制御系処理装置１５ｃの構成を示すブロック図である。同図を参照すると、テーブル作成部１５１が、転送系装置群制御系処理装置１７との間で経路情報を交換することにより、メトロサブ網間ルーティングテーブル１５１２を更に作成し、フロー識別テーブル１５１３の代わりに、フロー識別テーブル１１１３ｃを作成する点で、第３の実施形態のサブ網間統合制御装置１１と異なる。

図１８、メトロサブ網間ルーティングテーブル１５１２の示す内容をまとめた表である。メトロサブ網間ルーティングテーブル１５１２は、それぞれのメトロサブ網（３、５）のエッジノード（３５、５５）間の経路を示すテーブルである。同図を参照すると、メトロサブ網間ルーティングテーブル１５１２は、例えば、パケット・バイ・パケット・ルーティング方式を用い、「ノード識別番号」、「アドレスプレフィックス」、「出力ＩＦ」、および「metric」を示す情報を含む。

「ノード識別情報」は、各メトロサブ網のエッジのノードを識別するための番号である。「アドレスプレフィックス」は、パケットに対応するＩＰアドレスのうち、ネットワークアドレスを示す部分である。「metric」は、パケットの転送における優先度を示す番号である。

転送系装置群制御系処理装置１７の構成は、転送系装置群制御系処理装置１５ｃと同様である。

転送系装置群制御系処理装置１５ｃ、１７は、作成したメトロサブ網間ルーティングテーブル１１１２を、各メトロサブ網（３、５）のゲートウェイ機能を有するノード（３５、５５）に送信する。

図１９は、フロー識別テーブル１５１３ｃの内容をまとめた表である。同図を参照すると、フロー識別テーブル１５１３ｃは、斜線部分のように「メトロサブ網識別番号」を示す情報（網識別情報）を更に含む点でフロー識別テーブル１５１３ｂと異なる。

「メトロサブ網識別番号」は、サービス系処理装置（３３、５３）が収容されるメトロサブ網を識別するための番号である。「メトロサブ網識別番号」と「ＳＥ識別番号」とは、１対多の対応関係である。

図２０は、転送系処理装置３５の構成を示すブロック図である。同図を参照すると、転送系処理装置３５は、記憶部３５１およびＦＥ機能部３５３を有する。

記憶部３５１には、メトロサブ網内ルーティングテーブル３５１１、メトロサブ網間ルーティングテーブル３５１２、およびフロー識別テーブル３５１３が格納される。

メトロサブ網内ルーティングテーブル３５１１、メトロサブ網間ルーティングテーブル３５１２、およびフロー識別テーブル３５１３は、メトロサブ網内ルーティングテーブル１５１１、メトロサブ網間ルーティングテーブル１５１２、およびフロー識別テーブル１５１３ｃと同じテーブルである。

転送系処理装置３５は、受信したパケットに「アプリ識別番号」等が付与されていなければ、フロー識別テーブル３５１３を参照して「アプリ識別番号」等を付与する。

転送系処理装置３５は、「ＳＥ識別番号」に対応する「メトロサブ網識別番号」の示すメトロサブ網が、自身が収容されたメトロサブ網である場合、メトロサブ網内ルーティングテーブル３５１１を参照してパケットを転送する。転送系処理装置３５は、「ＳＥ識別番号」に対応する「メトロサブ網識別番号」の示すメトロサブ網が、自身が収容されたメトロサブ網でない場合、メトロサブ網間ルーティングテーブル３５１２を参照してパケットを転送する。

図２１は、本実施形態の転送系処理装置３５のパケット転送処理を示すフローチャートである。同図を参照すると、このパケット転送処理は、ステップＳ８およびＳ１１を実行する以外は、転送系処理装置３１の実行するパケット転送処理と同様である。

アプリ識別番号を示す情報が付与されている場合（ステップＳ１：ＮＯ）、またはステップＳ５の後、転送系処理装置（３５）は、パケットに付与された「メトロサブ網識別番号」の示すメトロサブ網に自身が収容されているか否かを判断する（ステップＴ８）。

「メトロサブ網識別番号」の示すメトロサブ網に自身が収容されている場合（ステップＳ８：ＹＥＳ）、転送系処理装置３１はステップＴ９を実行する。「メトロサブ網識別番号」の示すメトロサブ網に自身が収容されていない場合（ステップＳ８：ＮＯ）、転送系処理装置３１は、ＡＲＰ（Address Resolution Protocol）、ＯＰＳＦ（Open Shortest Path First）などのプロトコルを使用して、メトロサブ網間ルーティングテーブル３５１２を参照して、ゲートウェイ（５５）にパケットを転送する（ステップＴ９）。

なお、本実施形態では、通信システム１にメトロサブ網を２つ設ける構成としているが３つ以上設けてもよいのは勿論である。

以上説明したように、本実施形態によれば、メトロサブ網を複数設けて複数のネットワークにサービス負荷を分散することができるので、サービス品質の向上やサービス機能の変更がより容易となる。

（第５の実施形態）
第５の実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態は、テーブル作成処理の負荷を分散した点で、第４の実施形態と異なる。

図２２は、本実施形態の通信システム１ｄの構成を示す全体図である。同図を参照すると、通信システム１ｄは、サブ網間統合制御装置１１（制御ノード）を更に有する以外は、通信システム１ｃと同様の構成である。但し、転送系装置群制御系処理装置１５ｄ、１７ｄの代わりにサブ網間統合制御装置１１が、それぞれのメトロサブ網内におけるルーティングテーブルを作成する。

サブ網間統合制御装置１１は、メトロサブ網５および７内の経路計算を行い、転送系装置群制御系処理装置１５ｄ、１７ｄを制御するＮＣＥ（Network Control Element）として動作する。サブ網間統合制御装置１１は、各メトロサブ網３および５のメトロサブ網内ルーティングテーブルを作成し、転送系装置群制御系処理装置１５ｄ、１７ｄに配信する。

また、サブ網間統合制御装置１１は、フロー識別テーブル（１５１３）を更に作成し、転送系装置群制御系処理装置１５ｄ、１７ｄに配信する。

以上説明したように、本実施形態によれば、テーブルの作成および配信を、サブ網間統合制御装置１１が、分担するので、サブ網間統合制御装置１１の処理負荷を軽減することができる。

（第６の実施形態）
第６の実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態は、データベースにフロー識別テーブル１１１３を作成するための情報を格納する点で、第５の実施形態と異なる。

図２３は、本実施形態の通信システム１ｅの構成を示す全体図である。同図を参照すると、通信システム１ｅは、サブ網間統合制御装置１１に接続されたデータベース１３（斜線部）を更に有する以外は、通信システム１ｄと同様の構成である。

図２４は、データベース１３の構成を示すブロック図である。同図を参照すると、データベース１３は、加入者情報１３１、アプリ管理情報１３３、およびノード識別情報１３５を格納する。

図２５は、加入者情報１３１の示す内容をまとめた表である。同図を参照すると、加入者情報１３１は、「発信元アドレス」、「宛先アドレス」、「発信元ポート番号」、および「宛先ポート番号」、および「プロトコル識別番号」等のヘッダ情報と、「サービス識別番号」を示す情報と含む。

ヘッダ情報と、「サービス識別番号」を示す情報とは１対１の対応関係である。

「サービス識別番号」は、パケットの送信元（加入者）に対して提供するサービスを識別するための番号である。

図２６は、アプリ管理情報１３３の示す内容をまとめた表である。アプリ管理情報１１３は、所定のサービスを提供するためのアプリケーションに関連する情報である。同図を参照すると、アプリ管理情報１１３は、「サービス識別番号」、「動作パラメータ」、および「アプリ識別番号」を示す情報を含む。

「サービス識別番号」と「アプリ識別番号」とは１対多の対応関係であり、「アプリ識別番号」と「動作パラメータ」は１対１の対応関係である。

図２７は、ノード識別情報１３５の示す内容をまとめた表である。同図を参照すると、ノード識別情報１１５は、「アプリ識別番号」、「メトロサブ網識別番号」、および「ＳＥ識別番号」を示す情報を含む。

「ＳＥ識別番号」と「アプリ識別番号」とは１対多の対応関係、「メトロサブ網識別番号」と「ＳＥ識別番号」とは１対多の対応関係である。

サブ網間統合制御装置１１は、データベース１３から加入者情報１３１、アプリ管理情報１３３、およびノード識別情報１３５を読み出し、これらの情報からフロー識別テーブル（１５１３）を作成する。

以上説明したように、本実施形態によれば、サブ網間統合制御装置１１は、データベース１３を使用して、フロー識別テーブル（１５１３）を作成するための情報を複数のテーブルに分けて管理するので、サービスの変更が更に容易となる。

なお、図８、図９、図１５、および図２１に示したフローチャートの全部または一部は、コンピュータプログラムの実行により実現することもできる。

第1の実施形態の通信システムの構成を示す全体図である。 第１の実施形態の転送系装置群制御系処理装置の構成を示すブロック図である。 第1の実施形態のメトロサブ網内ルーティングテーブルの示す内容をまとめた表である。 第1の実施形態のフロー識別テーブルの示す内容をまとめた表である。 第１の実施形態の転送系処理装置の構成を示すブロック図である。 第1の実施形態のパケットのフォーマットを示す図である。 第１の実施形態のサービス系処理装置の構成を示すブロック図である。 第1の実施形態のパケット転送処理を示すフローチャートである。 第1の実施形態のサービス処理を示すフローチャートである。 第２の実施形態のフロー識別テーブルの示す内容をまとめた表である。 第２の実施形態のパケットのフォーマットを示す図である。 第３の実施形態の通信システムの構成を示す全体図である。 第３の実施形態のフロー識別テーブルの示す内容をまとめた表である。 第３の実施形態のパケットのフォーマットを示す図である。 第３の実施形態のサービス処理を示すフローチャートである。 第４の実施形態の通信システムの構成を示す全体図である。 第４の実施形態の転送系装置群制御系処理装置の構成を示すブロック図である。 第４の実施形態のメトロサブ網間ルーティングテーブルの示す内容をまとめた表である。 第４の実施形態のフロー識別テーブルの示す内容をまとめた表である。 第４の実施形態の転送系処理装置の構成を示すブロック図である。 第４の実施形態のパケット転送処理を示すフローチャートである。 第５の実施形態の通信システムの構成を示す全体図である。 第６の実施形態の通信システムの構成を示す全体図である。 第６の実施形態のデータベースの構成を示すブロック図である。 第６の実施形態の加入者情報の示す内容をまとめた表である。 第６の実施形態のアプリ管理情報の示す内容をまとめた表である。 第６の実施形態のノード識別情報の示す内容をまとめた表である。

符号の説明

１、１ｂ、１ｃ 通信システム
３、５ メトロサブ網
１１ サブ網間統合制御装置
１３ データベース
１５、１５ｃ、１５ｄ、１６、１７ 転送系装置群制御系処理装置
３１、３５、５１、５５ 転送系処理装置
３３、３４、５３ サービス系処理装置
７１、７３ サービス加入者装置
１３１ 加入者情報
１３３ アプリ管理情報
１３５ ノード識別情報
１５１ テーブル作成部
１５３ ＮＣＥ機能部
３１１、３３１ 記憶部
３１３、３３３ ＦＥ機能部
３３３ ＳＥ機能部
１５１１、３１１１、３３１１、３５１１ メトロサブ網内ルーティングテーブル
１５１２、３５１２ メトロサブ網間ルーティングテーブル
１５１３、３１１３、１５１３ａ、１５１３ｂ、１５１３ｃ、３５１３ フロー識別テーブル
３３１３ アプリケーション
Ｓ１〜Ｓ９、Ｔ１〜Ｔ７ ステップ

Claims (10)

1. パケットのヘッダ情報と、所定のサービスを提供するためのアプリケーションを示すアプリ識別情報とを対応付けたフロー識別テーブルを作成し、作成した該フロー識別テーブルを配信する制御ノードと、
   前記制御ノードから配信された前記フロー識別テーブルを記録し、パケットを受信すると、受信した該パケットのヘッダ情報と対応する前記アプリ識別情報を該フロー識別テーブルから読み出し、読み出した該アプリ識別情報を該パケットに付与し、該アプリ識別情報を付与した該パケットを所定の経路でサービス処理ノードへ転送する転送ノードと、
   前記転送ノードから転送された前記パケットを受信すると、受信した該パケットに付与された前記アプリ識別情報の示すアプリケーションを実行する、サービス処理ノードと、
   を有する通信システム。
2. 前記制御ノードは、前記フロー識別テーブルを作成するとき、前記アプリ識別情報の示すアプリケーションを実行するサービス処理ノードを識別するためのノード識別情報を、前記アプリ識別情報に更に対応づけて該フロー識別テーブルに記録し、
   前記転送ノードは、読み出した前記アプリ識別情報に対応する前記ノード識別情報を前記フロー識別テーブルから読み出し、読み出した該ノード識別情報を受信した前記パケットに更に付与し、
   前記サービス処理ノードは、受信した前記パケットに付与された前記ノード識別情報の示すサービス処理ノードが自身であれば、前記アプリケーションを実行する、請求項１に記載の通信システム。
3. 前記制御ノードは、前記フロー識別テーブルを作成するとき、前記サービス処理ノードが収容されたネットワークを識別するための網識別情報を前記ノード識別情報に更に対応付けて該フロー識別テーブルに記録し、
   前記転送ノードは、読み出した前記ノード識別情報に対応する前記網識別情報を前記フロー識別テーブルから読み出し、読み出した網識別情報の示すネットワークが、自身が収容されているネットワークでなければ、該網識別情報の示すネットワークのゲートウェイへ所定の経路で前記パケットを転送する、請求項２に記載の通信システム。
4. 前記制御ノードは、所定の経路を示すルーティングテーブルを更に作成し、作成した該ルーティングテーブルを前記転送ノードへ更に配信し、
   前記転送ノードは、前記制御ノードから配信された前記ルーティングテーブルを記録し、前記パケットを該ルーティングテーブルの示す前記経路で転送する、請求項１乃至３のいずれか1項に記載の通信システム。
5. パケットのヘッダ情報と、所定のサービスを実行するためのアプリケーションを示すアプリ識別情報とを対応付けたフロー識別テーブルを作成するテーブル作成手段と、
   前記テーブル作成手段により作成された前記フロー識別テーブルを、該アプリ識別情報をパケットに付与して該パケットを転送する転送ノードに配信する送信手段と、
   を有する制御ノード。
6. 制御ノードにおいて、
   パケットのヘッダ情報と、所定のサービスを提供するためのアプリケーションを示すアプリ識別情報とを対応付けたフロー識別テーブルを作成し、
   作成した該フロー識別テーブルを配信し、
   転送ノードにおいて、
   前記制御ノードから配信された前記フロー識別テーブルを記録し、
   パケットを受信すると、該パケットのヘッダ情報と対応する前記アプリ識別情報を該フロー識別テーブルから読み出し、
   読み出した該アプリ識別情報を受信した該パケットに付与し、
   該アプリ識別情報を付与した該パケットを所定の経路でサービス処理ノードへ転送し、
   前記サービス処理ノードにおいて、
   前記転送ノードから前記パケットを受信すると、受信した該パケットに付与された前記アプリ識別情報の示すアプリケーションを実行する、通信方法。
7. 前記制御ノードにおいて、
   前記フロー識別テーブルを作成するとき、前記アプリ識別情報の示すアプリケーションを実行するサービス処理ノードを識別するためのノード識別情報を、前記アプリ識別情報に更に対応づけて該フロー識別テーブルに記録し、
   前記転送ノードにおいて、
   読み出した前記アプリ識別情報に対応する前記ノード識別情報を前記フロー識別テーブルから読み出し、読み出した該ノード識別情報を受信した前記パケットに更に付与し、
   前記サービス処理ノードにおいて、
   受信した前記パケットに付与された前記ノード識別情報の示すサービス処理ノードが自身であれば、前記アプリケーションを実行する、請求項６に記載の通信方法。
8. 前記制御ノードにおいて、
   前記フロー識別テーブルを作成するとき、前記サービス処理ノードが収容されたネットワークを識別するための網識別情報を前記ノード識別情報に更に対応付けて該フロー識別テーブルに記録し、
   前記転送ノードにおいて、
   読み出した前記ノード識別情報に対応する前記網識別情報を前記フロー識別テーブルから読み出し、読み出した網識別情報の示すネットワークが、自身が収容されているネットワークでなければ、該網識別情報の示すネットワークのゲートウェイへ所定の経路で前記パケットを転送する、請求項７に記載の通信方法。
9. 前記制御ノードにおいて、
   所定の経路を示すルーティングテーブルを更に作成し、作成した該ルーティングテーブルを前記転送ノードへ更に配信し、
   前記転送ノードにおいて、
   前記制御ノードから配信された前記ルーティングテーブルを記録し、前記パケットを該ルーティングテーブルの示す前記経路で転送する、請求項６乃至８のいずれか1項に記載の通信方法。
10. コンピュータに、
    パケットのヘッダ情報と、所定のサービスを実行するためのアプリケーションを示すアプリ識別情報とを対応付けたフロー識別テーブルを作成するテーブル作成手順、
    前記テーブル作成手順で作成された前記フロー識別テーブルを転送ノードに配信する配信手順、
    を実行させるためのプログラム。

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