JP2014168157A - Communication system, control device, control method for control device, and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、通信システム、制御装置、制御装置の制御方法及びプログラムに関する。特に、冗長化された通信システム、制御装置、制御装置の制御方法及びプログラムに関する。 The present invention relates to a communication system, a control device, a control method for the control device, and a program. In particular, the present invention relates to a redundant communication system, a control device, a control method for the control device, and a program.
近年、オープンフロー（ＯｐｅｎＦｌｏｗ）という技術が提案されている（非特許文献１、２参照）。オープンフローは、通信をエンドツーエンドのフローとして捉え、フロー単位で経路制御、障害回復、負荷分散、最適化を行うものである。非特許文献２に仕様化されているオープンフロースイッチは、オープンフローコントローラとの通信用のセキュアチャネルを備え、オープンフローコントローラから適宜追加又は書き換え指示されるフローテーブルに従って動作する。フローテーブルには、フロー毎に、パケットヘッダと照合するマッチ条件（Ｍａｔｃｈ Ｆｉｅｌｄｓ）と、フロー統計情報（Ｃｏｕｎｔｅｒｓ）と、処理内容を定義したインストラクション（Ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓ）と、の組が定義される（非特許文献２の「４．１ Ｆｌｏｗ Ｔａｂｌｅ」の項参照）。
In recent years, a technique called OpenFlow has been proposed (see Non-Patent
例えば、オープンフロースイッチは、パケットを受信すると、フローテーブルから、受信パケットのヘッダ情報に適合するマッチ条件（非特許文献２の「４．３ Ｍａｔｃｈ Ｆｉｅｌｄｓ」参照）を持つエントリを検索する。検索の結果、受信パケットに適合するエントリが見つかった場合、オープンフロースイッチは、フロー統計情報（カウンタ）を更新するとともに、受信パケットに対して、当該エントリのインストラクションフィールドに記述された処理内容（指定ポートからのパケット送信、フラッディング、廃棄等）を実施する。一方、検索の結果、受信パケットに適合するエントリが見つからなかった場合、オープンフロースイッチは、セキュアチャネルを介して、オープンフローコントローラに対してエントリ設定の要求、即ち、受信パケットを処理するための制御情報の送信要求（Ｐａｃｋｅｔ−Ｉｎメッセージ）を送信する。オープンフロースイッチは、処理内容が定められたフローエントリを受け取ってフローテーブルを更新する。このように、オープンフロースイッチは、フローテーブルに格納されたエントリを制御情報として用いてパケット転送を行う。 For example, when the OpenFlow switch receives a packet, the OpenFlow switch searches the flow table for an entry having a matching condition (see “4.3 Match Fields” in Non-Patent Document 2) that matches the header information of the received packet. If an entry that matches the received packet is found as a result of the search, the OpenFlow switch updates the flow statistical information (counter) and processes the processing (designated) in the instruction field of the entry for the received packet. Perform packet transmission, flooding, discard, etc. from the port. On the other hand, if no entry matching the received packet is found as a result of the search, the OpenFlow switch sends an entry setting request to the OpenFlow controller via the secure channel, that is, a control for processing the received packet. An information transmission request (Packet-In message) is transmitted. The OpenFlow switch receives a flow entry whose processing content is defined and updates the flow table. As described above, the OpenFlow switch performs packet transfer using the entry stored in the flow table as control information.
さらに、ネットワークの信頼性及び可用性を向上させる目的で、通信ノードの冗長化が行われる。例えば、ＶＲＲＰ（Virtual Router Redundancy Protocol）等の冗長化プロトコルをサポートする２つの通信ノードを用意し、これらの通信ノードのうち１つを稼働系の通信ノードとして動作させ、他の通信ノードは待機系の通信ノードとして動作させる。稼働系の通信ノードに障害が生じると、稼働系の通信ノードと待機系の通信ノードが入れ替わる（フェイルオーバーの実施）ことで、ネットワークの信頼性及び可用性を高める。 Further, communication nodes are made redundant for the purpose of improving the reliability and availability of the network. For example, two communication nodes that support a redundancy protocol such as VRRP (Virtual Router Redundancy Protocol) are prepared, and one of these communication nodes is operated as an active communication node, and the other communication nodes are standby systems. As a communication node. When a failure occurs in the active communication node, the active communication node and the standby communication node are switched (execution of failover), thereby improving the reliability and availability of the network.
特許文献１において、稼働系の通信ノードと待機系の通信ノードの間で定期的な通信（所謂、ハートビート通信）を行い、稼働系のホストの生存を確認する冗長化システム（二重化システム）が開示されている。
In
なお、上記先行技術文献の各開示を、本書に引用をもって繰り込むものとする。以下の分析は、本発明者らによってなされたものである。 Each disclosure of the above prior art document is incorporated herein by reference. The following analysis was made by the present inventors.
特許文献１が開示するような、稼働系の通信ノードと待機系の通信ノードが定期的な通信を行うことで、稼働系の通信ノードと待機系の通信ノードを入れ替える手法には、通信システム全体の信頼性及び可用性の観点からは問題がある。冗長化された通信ノードを含む通信システムが正常に動作しない状況は、稼働系の通信ノードにおける障害の発生に限らない。例えば、稼働系の通信ノードと、当該通信ノードに接続されたスイッチと、の間に接続障害が生じている場合には、通信システム全体が正常に動作しているといえない。
As disclosed in
しかし、このような場合、稼働系の通信ノード自身には障害が生じておらず、稼働系の通信ノードと待機系の通信ノード間の定期的な通信は可能である。稼働系の通信ノードと待機系の通信ノードとの間で定期的な通信が行われていれば、フェイルオーバーは生じない。即ち、稼働系の通信ノードと当該通信ノードに接続されたスイッチの間には接続障害が生じているにもかかわらず、障害を回復するための対応が実施されることはない。即ち、通信システムの可用性に関し、改善の余地がある。 However, in such a case, there is no failure in the active communication node itself, and periodic communication between the active communication node and the standby communication node is possible. If regular communication is performed between the active communication node and the standby communication node, failover does not occur. That is, no action is taken to recover from a failure even though a connection failure has occurred between the active communication node and the switch connected to the communication node. That is, there is room for improvement regarding the availability of the communication system.
本発明は、可用性を向上させることに寄与する通信システムを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a communication system that contributes to improving availability.
本発明の第１の視点によれば、通信ノードと接続され、パケットを処理するための処理規則に従いパケットを処理するスイッチと、前記スイッチに処理規則を設定する制御装置と、前記スイッチに接続され、稼働系の通信ノードと待機系の通信ノードからなる冗長化システムを管理する管理装置と、を含み、前記制御装置は、前記スイッチと前記稼働系の通信ノードの間の接続障害により、前記通信ノードと前記稼働系の通信ノード間の第１のパケット転送経路が不存在となる場合に、前記第１のパケット転送経路に関連する処理規則を、前記スイッチから削除すると共に、前記第１のパケット転送経路の不存在を前記管理装置に通知し、前記管理装置は、前記制御装置からの通知に応じて、前記冗長化システムの稼働系と待機系の通信ノードを入れ替える通信システムが提供される。 According to a first aspect of the present invention, a switch that is connected to a communication node and processes a packet according to a processing rule for processing the packet, a control device that sets a processing rule in the switch, and a switch that is connected to the switch A management device that manages a redundant system composed of an active communication node and a standby communication node, and the control device causes the communication due to a connection failure between the switch and the active communication node. When there is no first packet transfer path between the node and the active communication node, the processing rule related to the first packet transfer path is deleted from the switch, and the first packet The management device is notified of the absence of a transfer path, and the management device responds to the notification from the control device and communicates between the active system and the standby system of the redundant system. The communication system to switch the provided.
本発明の第２の視点によれば、通信ノードと接続され、パケットを処理するための処理規則に従いパケットを処理するスイッチを制御する制御装置であって、前記スイッチと、冗長化システムを構成する稼働系の通信ノードの間の接続障害により、前記通信ノードと前記稼働系の通信ノード間のパケット転送経路が不存在となる場合に、前記パケット転送経路を実現する処理規則を、前記スイッチから削除すると共に、前記パケット転送経路の不存在を、前記冗長化システムを管理する管理装置に通知する制御装置が提供される。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a control device that controls a switch that is connected to a communication node and processes a packet in accordance with a processing rule for processing the packet, and constitutes a redundant system with the switch. When the packet transfer path between the communication node and the active communication node is not present due to a connection failure between the active communication nodes, the processing rule for realizing the packet transfer path is deleted from the switch. In addition, a control device is provided that notifies the management device that manages the redundant system of the absence of the packet transfer path.
本発明の第３の視点によれば、通信ノードと接続され、パケットを処理するための処理規則に従いパケットを処理するスイッチを制御する制御装置の制御方法であって、前記スイッチと、冗長化システムを構成する稼働系の通信ノードの間の接続障害により、前記通信ノードと前記稼働系の通信ノード間のパケット転送経路が存在するか否かを判定する工程と、前記パケット転送経路が不存在の場合に、前記パケット転送経路を実現する処理規則を、前記スイッチから削除する工程と、前記パケット転送経路が不存在の場合に、前記パケット転送経路の不存在を、前記冗長化システムを管理する管理装置に通知する工程と、を含む制御装置の制御方法が提供される。
なお、本方法は、スイッチを制御する制御装置という、特定の機械に結びつけられている。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a control method for a control device that controls a switch that is connected to a communication node and processes a packet in accordance with a processing rule for processing the packet. Determining whether there is a packet transfer path between the communication node and the active communication node due to a connection failure between the active communication nodes constituting the network, and the packet transfer path is not present A process for deleting the processing rule for realizing the packet transfer path from the switch, and a management for managing the redundancy system for the absence of the packet transfer path when the packet transfer path is not present. And a method for controlling the control device.
The method is associated with a specific machine called a control device that controls the switch.
本発明の第４の視点によれば、通信ノードと接続され、パケットを処理するための処理規則に従いパケットを処理するスイッチを制御する制御装置を制御するコンピュータに実行させるプログラムであって、前記スイッチと、冗長化システムを構成する稼働系の通信ノードの間の接続障害により、前記通信ノードと前記稼働系の通信ノード間のパケット転送経路が存在するか否かを判定する処理と、前記パケット転送経路が不存在の場合に、前記パケット転送経路を実現する処理規則を、前記スイッチから削除する処理と、前記パケット転送経路が不存在の場合に、前記パケット転送経路の不存在を、前記冗長化システムを管理する管理装置に通知する処理と、実行させるプログラムが提供される。
なお、第４の視点に係るプログラムは、コンピュータが読み取り可能な記憶媒体に記録することができる。記憶媒体は、半導体メモリ、ハードディスク、磁気記録媒体、光記録媒体等の非トランジェント（ｎｏｎ−ｔｒａｎｓｉｅｎｔ）なものとすることができる。本発明は、コンピュータプログラム製品として具現することも可能である。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a program that is executed by a computer that controls a control device that is connected to a communication node and controls a switch that processes a packet in accordance with a processing rule for processing the packet. Determining whether there is a packet transfer path between the communication node and the active communication node due to a connection failure between the active communication nodes constituting the redundant system; and the packet transfer When the route does not exist, the processing rule for realizing the packet transfer route is deleted from the switch, and when the packet transfer route does not exist, the absence of the packet transfer route is determined as the redundancy. A process for notifying a management apparatus that manages the system and a program to be executed are provided.
The program according to the fourth viewpoint can be recorded on a computer-readable storage medium. The storage medium can be non-transient such as a semiconductor memory, a hard disk, a magnetic recording medium, an optical recording medium, or the like. The present invention can also be embodied as a computer program product.
本発明の各視点によれば、可用性を向上させることに寄与する通信システム、制御装置、制御装置の制御方法及びプログラムが、提供される。 According to each aspect of the present invention, a communication system, a control device, a control method for the control device, and a program that contribute to improving availability are provided.
初めに、図１を用いて一実施形態の概要について説明する。なお、この概要に付記した図面参照符号は、理解を助けるための一例として各要素に便宜上付記したものであり、この概要の記載はなんらの限定を意図するものではない。 First, an outline of an embodiment will be described with reference to FIG. Note that the reference numerals of the drawings attached to the outline are attached to the respective elements for convenience as an example for facilitating understanding, and the description of the outline is not intended to be any limitation.
上述のように、スイッチと稼働系の通信ノードの間に接続障害が生じた場合であっても、稼働を継続する可用性の高い通信システムが望まれる。 As described above, a highly available communication system that continues operation even when a connection failure occurs between the switch and the active communication node is desired.
そこで、一例として図１に示す通信システムを提供する。図１に示す通信システムは、スイッチ１００−１及び１００−２と、制御装置１０１と、管理装置１０２と、を含んで構成される。通信ノード１０３と接続されるスイッチ１００−１と、１００−２は、パケットを処理するための処理規則に従い、パケットを処理する。制御装置１０１は、スイッチ１００−１及び１００−２に処理規則を設定する。管理装置１０２は、スイッチ１００−１及び１００−２に接続され、稼働系の通信ノード１０４と待機系の通信ノード１０５からなる冗長化システムを管理する。制御装置１０１は、スイッチ１００−１と稼働系の通信ノード１０４の間の接続障害により、通信ノード１０３と稼働系の通信ノード１０４間の第１のパケット転送経路が不存在となる場合に、第１のパケット転送経路に関連する処理規則を、スイッチ１００−１及び１００−２から削除すると共に、第１のパケット転送経路の不存在を管理装置１０２に通知する。管理装置１０２は、制御装置１０１からの通知に応じて、冗長化システムの稼働系と待機系の通信ノードを入れ替える。
Therefore, the communication system shown in FIG. 1 is provided as an example. The communication system shown in FIG. 1 includes switches 100-1 and 100-2, a
制御装置１０１は、スイッチ１００−１と稼働系の通信ノード１０４の間に生じた接続障害を、例えば、スイッチ１００−１におけるポートの状態変化等により認識する。制御装置１０１は、その接続障害に起因し、通信ノード１０３と稼働系の通信ノード１０４間の第１のパケット転送経路が消滅した場合には、第１のパケット転送経路を実現する処理規則をスイッチ１００−１及び１００−２から削除する。さらに、制御装置１０１は、第１のパケット転送経路の不存在を、管理装置１０２に通知する。通知を受信した管理装置１０２は、稼働系の通信ノード１０４を待機系の通信ノードとして動作させ、待機系の通信ノード１０５を稼働系の通信ノードとして動作させる。その結果、稼働系の通信ノード１０４には障害が発生しておらず、管理装置１０２は、稼働系の通信ノード１０４を介して、通信システムの障害を認識できない状況であっても、制御装置１０１を介して通信システムの障害を認識できる。管理装置１０２は、スイッチ１００−１と稼働系の通信ノード１０４の間の接続障害を認識すれば、待機系の通信ノード１０５を稼働系の通信ノードとして動作させることができる。
The
また、既に設定されていた第１のパケット転送経路を実現する処理規則は削除されるため、例えば、通信ノード１０３から冗長化システムに向けてパケットが送信された場合、スイッチ１００−１は新規パケットを受信したと判断し、制御装置１０１に処理規則の設定を要求する。要求を受けた制御装置１０１は、通信ノード１０３から新たな稼働系の通信ノードへのパケット転送経路を実現する処理規則を、スイッチ１００−１及び１００−２に設定する。その結果、通信ノード１０３から冗長化システムに向けたパケット転送経路が確保され、通信システムの運用を継続できる。即ち、通信システムに生じた障害が回復され、通信システムの可用性が高まる。
In addition, since the processing rule that realizes the first packet transfer path that has already been set is deleted, for example, when a packet is transmitted from the
以下に具体的な実施の形態について、図面を参照してさらに詳しく説明する。 Hereinafter, specific embodiments will be described in more detail with reference to the drawings.
［第１の実施形態］
第１の実施形態について、図面を用いてより詳細に説明する。
[First Embodiment]
The first embodiment will be described in more detail with reference to the drawings.
図２は、第１の実施形態に係る通信システムの一例を示す図である。図２を参照すると、ネットワーク間の接続を実現するスイッチ１０−１〜１０−３と、スイッチ１０−１〜１０−３を含むネットワークを制御する制御装置２０と、スイッチ１０−１〜１０−３のそれぞれに接続された通信ノード３０−１〜３０−３と、構成管理装置４０と、を含む構成が示されている。
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a communication system according to the first embodiment. Referring to FIG. 2, switches 10-1 to 10-3 that realize connection between networks, a
例えば、制御装置２０はオープンフローコントローラに相当し、スイッチ１０−１〜１０−３はオープンフロースイッチに相当する。制御装置２０と、スイッチ１０−１〜１０−３は、それぞれ、セキュアチャネルにより接続されている。また、スイッチ１０−１〜１０−３の間の回線は、冗長化されている。
For example, the
なお、以降の説明において、スイッチ１０−１〜１０−３を特に区別する必要のないときは「スイッチ１０」と表記する。同様に、通信ノード３０−１〜３０−３を特に区別する必要のないときは「通信ノード３０」と表記する。また、図２に示す通信システムは例示であって、スイッチや通信ノードの個数及びこれらの接続は、図２の構成に限定されない。 In the following description, the switches 10-1 to 10-3 are referred to as “switch 10” when it is not necessary to distinguish them. Similarly, the communication nodes 30-1 to 30-3 are described as “communication node 30” when it is not necessary to distinguish them. The communication system shown in FIG. 2 is an example, and the number of switches and communication nodes and their connection are not limited to the configuration shown in FIG.
通信ノード３０−１〜３０−３は、サーバ等の計算機である。通信ノード３０−１〜３０−３のうち、少なくとも２以上の通信ノードにより冗長化システムを構成する。図２に示す通信システムにおいては、通信ノード３０−１及び３０−３が冗長化システムを構成する。また、冗長化システムを構成する通信ノード３０のうち、稼働系の通信ノードは、構成管理装置４０に対して、自身は稼働中であることを示すメッセージを定期的に送信する（以下、当該メッセージをハートビート（Ｈｅａｒｔ＿Ｂｅａｔ）メッセージと表記する）。構成管理装置４０は、ハートビートメッセージを受信することで、稼働系の通信ノードが正常に動作していることを確認する。換言するならば、構成管理装置４０は、ハートビートメッセージを受信できない場合に、稼働系の通信ノードに障害が生じていると認識する。
The communication nodes 30-1 to 30-3 are computers such as servers. Of the communication nodes 30-1 to 30-3, a redundant system is configured by at least two or more communication nodes. In the communication system shown in FIG. 2, communication nodes 30-1 and 30-3 constitute a redundant system. In addition, among the communication nodes 30 configuring the redundant system, the active communication node periodically transmits a message indicating that it is operating to the configuration management device 40 (hereinafter, the message). Is represented as a heartbeat (Heart_Beat) message). The
また、稼働系の通信ノードは、自らに障害が生じていると認識した場合には、その旨を構成管理装置４０に通知してもよい。その結果、稼働系の通信ノードは、自らの障害を構成管理装置４０に対して能動的に伝達でき、稼働系と待機系の通信ノードの入れ替えを早期に実現できる。本実施形態に係る通信ノード３０は、自らの障害を検出した場合には、構成管理装置４０に対してその旨を通知する。なお、稼働系の通信ノードが、自らに障害が生じたことを構成管理装置４０に通知する際に使用するメッセージを、障害通知（Ｆａｉｌｕｒｅ＿Ｎｏｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）メッセージと表記し、以降の説明を行う。例えば、通信ノード３０は、自身に含まれる機能モジュールが正常動作しているか否かを判定し、機能モジュールが正常に動作していないと判定した場合には、障害通知メッセージを構成管理装置４０に送信する。なお、通信ノード３０が、機能モジュールの動作を確認する方法はどのようなものでもよい。例えば、機能モジュールが正常動作している場合には、内部レジスタのフラグを定期的に反転させ、当該レジスタのフラグが、所定の期間、変化しない場合に、当該機能モジュールに障害が生じていると判定してもよい。
When the active communication node recognizes that a failure has occurred, it may notify the
冗長化システムを構成する通信ノード３０は、構成管理装置４０の指示に従い、稼働系の通信ノードから待機系の通信ノード（あるいは、その逆）に入れ替わる。より具体的には、構成管理装置４０が送信するサービスストップ（Ｓｅｒｖｉｃｅ＿Ｓｔｏｐ）メッセージを受信した稼働系の通信ノード３０は待機系の通信ノードへと動作モードを切り替える。また、構成管理装置４０が送信するサービススタート（Ｓｅｒｖｉｃｅ＿Ｓｔａｒｔ）メッセージを受信した待機系の通信ノード３０は稼働系の通信ノードへと動作モードを切り替える。なお、構成管理装置４０が、サービスストップメッセージ及びサービススタートメッセージを送信する条件等の詳細は後述する。
The communication node 30 configuring the redundant system is switched from the active communication node to the standby communication node (or vice versa) in accordance with an instruction from the
構成管理装置４０は、クラスタ化され、冗長化システムを構成する通信ノード群を管理し、制御する装置である。図２において、通信ノード３０−１及び３０−３により冗長化システムが構成され、構成管理装置４０はこれらの通信ノード３０を管理し、制御する。
The
スイッチ１０は、パケットを処理するための処理規則に従い、パケットを処理する。図３は、スイッチ１０の内部構成の一例を示す図である。スイッチ１０は、通信部１１と、テーブル管理部１２と、テーブルデータベース（テーブルＤＢ）１３と、転送処理部１４と、接続監視部１５と、を含んで構成されている。
The
通信部１１は、スイッチ１０に処理規則（フローエントリ）を設定する制御装置２０との通信を実現する手段である。本実施形態では、通信部１１は、非特許文献２のオープンフロープロトコルを用いて制御装置２０と通信するものとする。但し、通信部１１と制御装置２０との通信プロトコルは、オープンフロープロトコルに限定されるものではない。
The
テーブル管理部１２は、テーブルＤＢ１３に保持されているフローテーブルを管理する手段である。より具体的には、テーブル管理部１２は、制御装置２０から指示された処理規則をテーブルＤＢ１３に登録し、転送処理部１４から新規パケットを受信したことが通知されると、制御装置２０に処理規則の設定を要求する。
The table management unit 12 is means for managing the flow table held in the
テーブルＤＢ１３は、転送処理部１４が受信パケットの処理を行う際に参照するフローテーブルを１つ以上格納可能なデータベースによって構成される。
The
転送処理部１４は、テーブル検索部１４１と、アクション実行部１４２と、を含んで構成される。テーブル検索部１４１は、テーブルＤＢ１３に格納されたフローテーブルから、受信パケットに適合するマッチフィールドを持つエントリを検索する手段である。アクション実行部１４２は、テーブル検索部１４１にて検索されたエントリのインストラクションフィールドに示す処理内容に従ってパケット処理を行う手段である。
The transfer processing unit 14 includes a
転送処理部１４は、受信パケットに適合するマッチフィールドを持つエントリが見つからなかった場合は、その旨をテーブル管理部１２に通知する。さらに、転送処理部１４は、パケット処理に応じて、テーブルＤＢ１３に登録されている統計情報を更新する。
If no entry having a match field that matches the received packet is found, the transfer processing unit 14 notifies the table management unit 12 to that effect. Further, the transfer processing unit 14 updates the statistical information registered in the
接続監視部１５は、スイッチ１０が備えるポートの接続状態を監視する。より具体的には、接続監視部１５は、スイッチ１０のポートに通信機器（具体的には通信ノード３０、他のスイッチ１０）が接続され、当該通信機器との接続が活性化することを検出する。あるいは、接続監視部１５は、自身のポートに接続された通信機器が取り除かれ、当該通信機器との接続が非活性化することを検出する。このように、接続監視部１５は、スイッチ１０が備えるポートの状態変化を検出する。
The
接続監視部１５は、ポートの状態変化を検出した場合に、制御装置２０に対して、ポートステータス（Ｐｏｒｔ＿Ｓｔａｔｕｓ）メッセージを、通信部１１を介して送信する。ポートステータスメッセージは、スイッチ１０が備えるポートの状態変化（他の通信機器とのリンク確立又はリンク切断）を制御装置２０に通知するメッセージである。なお、本実施形態に係るスイッチ１０は、通信ノード３０と接続するポートの状態変化と、他のスイッチ１０と接続するポートの状態変化と、をそれぞれ検出し、検出結果をポートステータスメッセージとして制御装置２０に送信する。つまり、スイッチ１０が備えるポートでのリンク確立（リンクアップ）を示すポートステータスメッセージと、スイッチ１０が備えるポートでのリンク切断（リンクダウン）を示すポートステータスメッセージと、がスイッチ１０から制御装置２０に送信される。即ち、ポートステータスメッセージは、スイッチ１０と、通信ノード３０又は他のスイッチ１０と、の間の接続障害の発生を制御装置２０に通知するためのメッセージである。
The
図４は、スイッチ１０に設定する処理規則の一例を示す図である。図４を参照すると、受信パケットのパケットヘッダと照合するルールを格納するマッチフィールド（Ｍａｔｃｈ Ｆｉｅｌｄ）と、ルールに適合するパケット等の統計情報を格納するフロー統計情報フィールド（Ｃｏｕｎｔｅｒｓ）と、ルールに適合するパケットに適用する処理内容（Ａｃｔｉｏｎ）を格納するインストラクションフィールド（Ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓ）と、を対応付けたエントリ（処理規則）が示されている。なお、マッチフィールドには、入力ポートや送信元ＭＡＣアドレス等に関するルールを格納する複数のカラムが含まれる。また、受信パケットのパケットヘッダと照合するルールとして、マッチフィールドの条件にワイルドカードを設定してもよい。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of processing rules set in the
図５は、インストラクションフィールドに設定可能な処理内容とその内容の一例の図である。図５を参照すると、例えば、ＯＵＴＰＵＴは、受信パケットを指定ポート（インタフェース）に出力するアクションであることが分かる。また、ＳＥＴ＿ＶＬＡＮ＿ＶＩＤからＳＥＴ＿ＴＰ＿ＤＳＴは、パケットヘッダのフィールドを修正するアクションである。これらを組み合わせて、例えば、ある送信元から宛先に送信されるパケットのＶＬＡＮ ＩＤを書き換えた上で、指定ポートから出力できる。 FIG. 5 is a diagram of processing contents that can be set in the instruction field and an example of the contents. Referring to FIG. 5, for example, OUTPUT is an action for outputting a received packet to a designated port (interface). Also, SET_VLAN_VID to SET_TP_DST are actions for correcting the field of the packet header. By combining these, for example, the VLAN ID of a packet transmitted from a certain source to the destination can be rewritten and output from a designated port.
図６は、制御装置２０の内部構成の一例を示す図である。制御装置２０は、トポロジ管理部２１と、トポロジデータベース（トポロジＤＢ）２２と、制御メッセージ処理部２３と、経路・アクション計算部２４と、パケット転送経路データベース（パケット転送経路ＤＢ）２５と、処理規則管理部２６と、処理規則データベース（処理規則ＤＢ）２７と、接続変更処理部２８と、スイッチ１０及び構成管理装置４０との通信を行うノード通信部２９と、を含んで構成される。
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of the internal configuration of the
トポロジ管理部２１は、制御メッセージ処理部２３及びノード通信部２９を介して、制御装置２０が制御対象とするスイッチ１０の接続情報（スイッチ１０と通信ノード３０の接続に関する情報、スイッチ１０同士の接続に関する情報）を集約し、ネットワークのトポロジを管理する。より具体的には、トポロジ管理部２１は、スイッチ１０が送信するポートステータスメッセージから得られるリンク確立及びリンク切断に関する情報を集約し、ネットワークのトポロジを把握する。なお、ネットワークの運用開始の際には、ネットワーク管理者がネットワークのトポロジを予め制御装置２０に入力してもよい。
The
トポロジＤＢ２２は、ネットワークのトポロジを記憶するデータベースである。制御装置２０が制御対象とするネットワークのトポロジは、スイッチ１０同士の接続と、スイッチ１０と通信ノード３０との接続と、から成り立つため、トポロジＤＢ２２はこれらの接続に関する情報を記憶する。
The topology DB 22 is a database that stores the network topology. Since the topology of the network to be controlled by the
図７は、トポロジＤＢ２２のエントリの一例を示す図である。図７（ａ）は、スイッチ１０同士の接続に関するエントリである。図７（ａ）を参照すると、スイッチ１０同士の接続は、それぞれのスイッチ１０を識別するＤＰＩＤ（ＤａｔａＰａｔｈ ＩＤ）と、ＤＰＩＤに対応したポート番号の組により規定される。図７（ｂ）は、スイッチ１０と通信ノード３０の接続に関するエントリである。図７（ｂ）を参照すると、スイッチ１０のＤＰＩＤとそのポート番号、及び、当該ポートに接続される通信ノード３０が備えるＮＩＣ（Network Interface Card）のＭＡＣアドレスの対応付けにより、スイッチ１０と通信ノード３０の接続が規定される。なお、以降の説明において、通信機器（例えば、スイッチ１０や通信ノード３０）のＭＡＣアドレスと表記した場合には、当該通信機器が備えるＮＩＣのＭＡＣアドレスを意味するものとする。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of entries in the topology DB 22. FIG. 7A shows an entry related to the connection between the
制御メッセージ処理部２３は、スイッチ１０や構成管理装置４０から受信したメッセージを解析して、制御装置２０内の該当する処理手段に引き渡す。
The control message processing unit 23 analyzes the message received from the
経路・アクション計算部２４は、トポロジＤＢ２２が記憶するネットワークのトポロジに基づいて、フローごとのパケット転送経路を計算する。経路・アクション計算部２４は、計算したパケット転送経路をパケット転送経路ＤＢ２５に登録する。経路・アクション計算部２４は、スイッチ１０から処理規則の設定を要求された場合に、パケット転送経路を計算する。なお、経路・アクション計算部２４は、要求された処理規則を実現するパケット転送経路を計算できない場合には、その旨を構成管理装置４０に通知する。その際に、使用するメッセージを、パスディセーブル（Ｐａｔｈ＿Ｄｉｓａｂｌｅ）メッセージと表記する。さらに、経路・アクション計算部２４は、接続変更処理部２８からの指示に従い、パケット転送経路の計算を行うこともある。
The route /
図８は、パケット転送経路ＤＢ２５のエントリの一例を示す図である。なお、パケット転送経路ＤＢ２５のエントリは、フローごとのパケット転送経路に対応して存在する。パケット転送経路ＤＢ２５のエントリは、ＩＮ情報フィールド、ＯＵＴ情報フィールド及びリンク情報フィールドから構成される。ＩＮ情報フィールドは、パケットを最初に入力するポートを格納する。具体的には、ＩＮ情報フィールドには、最初にパケットを受け付けるスイッチ１０のＤＰＩＤと、当該スイッチ１０のポート番号と、が格納される。ＯＵＴ情報フィールドは、最後にパケットを出力するポートを格納する。具体的には、ＯＵＴ情報フィールドには、パケットを出力するスイッチ１０のＤＰＩＤと、当該スイッチ１０のポート番号と、が格納される。リンク情報フィールドは、通過するリンクに関する情報を格納する。なお、通過するリンクが複数存在する場合には、リンク情報フィールドもまた複数存在する。リンク情報フィールドには、入力側のスイッチ１０のＤＰＩＤとそのポート番号、出力側のスイッチ１０のＤＰＩＤとそのポート番号、の組が格納される。このように、制御装置２０は、パケット転送経路に含まれる、始点のスイッチ、中間のスイッチ及び終点のスイッチに関する情報を記憶する。
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of entries in the packet transfer path DB 25. An entry in the packet transfer path DB 25 exists corresponding to the packet transfer path for each flow. An entry in the packet transfer path DB 25 includes an IN information field, an OUT information field, and a link information field. The IN information field stores a port where a packet is first input. Specifically, the DPID of the
処理規則管理部２６は、スイッチ１０に設定する処理規則を管理する。処理規則管理部２６は、経路・アクション計算部２４にて計算されたパケット転送経路に基づき、スイッチ１０に設定する処理規則を生成し、生成した処理規則を処理規則ＤＢ２７に登録する。また、処理規則管理部２６は、生成した処理規則を、制御メッセージ処理部２３及びノード通信部２９を介してスイッチ１０に設定する。さらに、処理規則管理部２６は、接続変更処理部２８からの指示に従い、処理規則ＤＢ２７のエントリを変更（エントリの削除及び追加を含む）する。さらにまた、処理規則管理部２６は、接続変更処理部２８からの指示に従い、スイッチ１０に既に設定した処理規則を削除し、又は、スイッチ１０に新たな処理規則を設定する。
The processing rule management unit 26 manages processing rules set in the
接続変更処理部２８は、スイッチ１０におけるポートの状態変更を示すポートステータスメッセージを、制御メッセージ処理部２３及びノード通信部２９を介して受信する。接続変更処理部２８は、受信したポートステータスメッセージに基づいて、制御装置２０内部の状態変更を行う。より具体的には、ポートステータスメッセージの受信は、制御装置２０が制御対象とするネットワークのトポロジが変化したことを意味するので、トポロジの変化の影響を受けるパケット転送経路に関する処理を行う。より詳細には、受信したポートステータスメッセージがリンク切断を通知する場合には、リンク切断の影響を受けるパケット転送経路が存在する可能性がある（パケットを転送できないパケット転送経路が存在する可能性がある）。この場合、そのようなパケット転送経路に関連する処理規則を削除する。接続変更処理部２８は、処理規則を削除する必要がある場合に、処理規則管理部２６に対して、処理規則ＤＢ２７のエントリを削除する指示と、スイッチ１０に既に設定されている処理規則を削除させる指示と、を行う。
The connection change processing unit 28 receives a port status message indicating a port status change in the
さらに、このようなパケット転送経路が、構成管理装置４０の管理対象である通信ノード３０に関連する場合がある。そこで、接続変更処理部２８は、リンク切断の影響を受けるパケット転送経路であって、通信ノード３０が使用するパケット転送経路が存在するのであれば、その旨を構成管理装置４０に通知する。換言するならば、接続変更処理部２８は、通信ノード３０と冗長化システムを構成する稼働系の通信ノード３０の間のパケット転送経路であって、スイッチ１０に生じたリンク切断の影響により消滅するパケット転送経路の存在を（稼働系の通信ノード３０へのパケット転送経路の不存在を）判定し、消滅するパケット転送経路が存在する旨を構成管理装置４０に通知する。なお、接続変更処理部２８が、制御メッセージ処理部２３及びノード通信部２９を介して、リンク切断の影響により消滅するパケット転送経路を構成管理装置４０に通知する際に使用するメッセージは、上述のパスディセーブルメッセージである。なお、消滅するパケット転送経路が存在する場合には、接続変更処理部２８は、このようなパケット転送経路をパケット転送経路ＤＢ２５から削除する。
Further, such a packet transfer path may be related to the communication node 30 that is the management target of the
また、接続変更処理部２８は、構成管理装置４０から、後述するホストディセーブル（Ｈｏｓｔ＿Ｄｉｓａｂｌｅ）メッセージを、制御メッセージ処理部２３及びノード通信部２９を介して受信する。ホストディセーブルメッセージは、構成管理装置４０が管理する冗長化システム（クラスタ化された通信ノード群）に含まれる稼働系の通信ノード３０が使用不能となった旨を通知するメッセージである。従って、使用不能となった通信ノード３０のパケットの転送のために用意されたパケット転送経路が存在する可能性がある。このような場合も、接続変更処理部２８は、処理規則管理部２６に、使用不能となった通信ノードに関連するパケット転送経路を実現する処理規則を削除させる。
Further, the connection change processing unit 28 receives a host disable (Host_Disable) message, which will be described later, from the
構成管理装置４０は、スイッチ１０に接続され、稼働系の通信ノード３０と待機系の通信ノード３０により構成される冗長化システム（クラスタ化された通信ノード群）を管理する装置である。例えば、図２に示す通信システムにおいては、構成管理装置４０は、通信ノード３０−１及び３０−３を管理し、制御する。
The
図９は、構成管理装置４０の内部構成の一例を示す図である。構成管理装置４０は、通信ノード管理データベース（通信ノード管理ＤＢ）４１と、障害処理部４２と、制御装置２０及び通信ノード３０との通信を行う通信部４３と、を含んで構成される。
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of the internal configuration of the
通信ノード管理ＤＢ４１は、クラスタ化された通信ノード群（例えば、通信ノード３０−１及び３０−３）に関する情報を記憶する。
The communication
図１０は、通信ノード管理ＤＢ４１のエントリの一例を示す図である。通信ノード管理ＤＢ４１のエントリは、稼働系通信ノードフィールドと、通信ノード情報フィールドと、から構成されている。稼働系通信ノードフィールドは、クラスタ化された通信ノード群における稼働系の通信ノード３０を識別する情報を格納するフィールドである。稼働系通信ノードフィールドには、稼働系の通信ノード３０のＭＡＣアドレスや、通信ノード情報フィールドに使用するインデックスが格納される。
FIG. 10 is a diagram illustrating an example of entries in the communication
通信ノード情報フィールドは、クラスタ化された通信ノード群に含まれる個々の通信ノード３０に関する情報を格納するフィールドである。具体的には、通信ノード情報フィールドは、個々の通信ノード３０のＭＡＣアドレスと、その通信ノード３０の死活状態（通信ノード３０が使用可能又は使用不能）を示す死活フラグと、を格納する。なお、図１０では、稼働系の通信ノード３０は１つであることが前提であるが、稼働系の通信ノード３０が２以上であってもよい。稼働系の通信ノード３０が複数存在すれば、クラスタ化された通信ノード群により可用性が高まるだけでなく、負荷分散も実現できる。 The communication node information field is a field for storing information related to individual communication nodes 30 included in the clustered communication node group. Specifically, the communication node information field stores a MAC address of each communication node 30 and a life / death flag indicating the life / death state of the communication node 30 (the communication node 30 is usable or unusable). In FIG. 10, it is assumed that there is one active communication node 30, but there may be two or more active communication nodes 30. If there are a plurality of active communication nodes 30, not only the availability is increased by the clustered communication nodes, but also load distribution can be realized.
障害処理部４２は、冗長化システムを構成する通信ノード３０の状態、又は、制御装置２０からの通知に基づいて、通信ノード３０を制御する。より具体的には、障害処理部４２は、稼働系の通信ノード３０が送信するハートビートメッセージを所定の期間内に受信できなかった場合、又は、稼働系の通信ノード３０から障害通知メッセージを受信した場合には、冗長化システムの稼働系の通信ノード３０と待機系の通信ノード３０とを入れ替える。その際、障害処理部４２は、通信部４３を介して、稼働系の通信ノード３０に対してはサービスストップメッセージを、待機系の通信ノード３０に対してはサービススタートメッセージを、送信する。あるいは、制御装置２０からパスディセーブルメッセージを受信した場合に、障害処理部４２は、サービスストップメッセージ及びサービススタートメッセージを送信することで、稼働系の通信ノード３０と待機系の通信ノード３０を入れ替える。
The
さらに、障害処理部４２は、稼働系の通信ノード３０が送信するハートビートメッセージを所定の期間内に受信できなかった場合、又は、稼働系の通信ノード３０から障害通知メッセージを受信した場合には、ホストディセーブルメッセージを制御装置２０に送信することで、使用不能となった通信ノード３０の存在を制御装置２０に通知する。即ち、構成管理装置４０は、稼働系の通信ノード３０が定期的に送信するハートビートメッセージを所定の期間内に受信できない場合に、制御装置２０に、稼働系の通信ノード３０の使用不能を通知する。あるいは、構成管理装置４０は、稼働系の通信ノード３０に生じた障害を認識した場合に、制御装置２０に、稼働系の通信ノード３０の使用不能を通知する。
Furthermore, when the
なお、図３、図６、図９に示したスイッチ１０、制御装置２０、構成管理装置４０の各部（処理手段）は、これらの装置を構成するコンピュータに、そのハードウェアを用いて、後述する各処理を実行させるコンピュータプログラムにより実現することもできる。
Note that each unit (processing means) of the
次に、スイッチ１０、制御装置２０及び構成管理装置４０の動作について説明する。
Next, operations of the
図１１は、スイッチ１０の動作の一例を示すフローチャートである。図１１は、スイッチ１０がパケットを受け取った際の動作例を示す。
FIG. 11 is a flowchart illustrating an example of the operation of the
スイッチ１０の転送処理部１４は、テーブルＤＢ１３に格納されている処理規則のマッチフィールドと受信パケットのパケットヘッダを比較し、受信パケットのパケットヘッダに一致する処理規則が存在するか否かを検索する（ステップＳ１０１、Ｓ１０２）。
The transfer processing unit 14 of the
受信パケットのパケットヘッダに一致するマッチフィールドを持つ処理規則が存在する場合（ステップＳ１０２、Ｙｅｓ分岐）には、転送処理部１４は、ステップＳ１０１で検索した処理規則のインストラクションフィールドに指定されている処理（Ａｃｔｉｏｎ）を受信パケットに対して実行する（ステップＳ１０３）。 When there is a processing rule having a match field that matches the packet header of the received packet (step S102, Yes branch), the transfer processing unit 14 performs processing specified in the instruction field of the processing rule searched in step S101. (Action) is executed on the received packet (step S103).
一方、受信パケットのパケットヘッダに一致するマッチフィールドを持つ処理規則が存在しない場合（ステップＳ１０２、Ｎｏ分岐）には、受信パケットを制御装置２０に転送する（ステップＳ１０４）。 On the other hand, when there is no processing rule having a match field that matches the packet header of the received packet (step S102, No branch), the received packet is transferred to the control device 20 (step S104).
なお、図１１のフローチャートには示されていないが、スイッチ１０は、制御装置２０から、ＦｌｏｗＭｏｄメッセージを受け取ることで、テーブルＤＢ１３のエントリの追加（ＡＤＤ）又は削除（ＤＥＬ）を行う。さらに、スイッチ１０は、自身のポートに通信機器が接続され、当該通信機器との接続が活性化された場合や、通信機器との接続が切断され、当該通信機器との接続が非活性化された場合に、制御装置２０に対して、ポートステータスメッセージを送信する。
Although not shown in the flowchart of FIG. 11, the
図１２は、制御装置２０の動作の一例を示すフローチャートである。図１２は、スイッチ１０から受信パケットが転送された場合における制御装置２０の動作例を示す。
FIG. 12 is a flowchart illustrating an example of the operation of the
ステップＳ２０１において、経路・アクション計算部２４が、トポロジＤＢ２２が記憶するネットワークのトポロジを用いて、パケットの発信元の通信ノード３０と宛先の通信ノード３０間のパケット転送経路の計算を試みる。
In step S <b> 201, the route /
経路・アクション計算部２４は、パケット転送経路の計算が可能か否かを判定（ステップＳ２０２）し、パケット転送経路が存在する場合（ステップＳ２０２、Ｙｅｓ分岐）には、ステップＳ２０３〜Ｓ２０６に係る処理が実行される。一方、パケット転送経路が存在しない場合（ステップＳ２０２、Ｎｏ分岐）には、ステップＳ２０７及びＳ２０８に係る処理が実行される。
The route /
ステップＳ２０３において、処理規則管理部２６が、経路・アクション計算部２４が計算したパケット転送経路に基づいて、スイッチ１０に設定する処理規則を生成する。例えば、処理規則管理部２６は、スイッチ１０から転送された受信パケットのパケットヘッダを用いてマッチングフィールドを計算し、インストラクションフィールドに格納する処理として、処理規則を設定しようとするスイッチ１０の次のスイッチ１０、又は、宛先の通信ノード３０に接続されたスイッチ１０のポートにパケットを出力するＯＵＴＰＵＴを指定する。
In step S <b> 203, the processing rule management unit 26 generates a processing rule to be set in the
経路・アクション計算部２４は、ステップＳ２０１で計算したパケット転送経路（入出力ポートに関する情報、使用するリンクに関する情報；図８参照）を、パケット転送経路ＤＢ２５に登録する（ステップＳ２０４）。
The route /
ステップＳ２０５において、処理規則管理部２６は、ステップＳ２０３で生成した処理規則を、制御メッセージ処理部２３及びノード通信部２９を介して、対応するスイッチ１０に設定する。
In step S205, the processing rule management unit 26 sets the processing rule generated in step S203 to the
ステップＳ２０６において、処理規則管理部２６は、宛先の通信ノード３０に最も近接するスイッチ１０に対し、宛先の通信ノード３０にパケットを転送するように指示（パケットアウトを指示）すると共に、転送すべきパケットを当該通信ノード３０に送信する。
In step S206, the processing rule management unit 26 instructs the
ステップＳ２０７において、経路・アクション計算部２４は、構成管理装置４０に対してパケット転送経路が計算できない旨を通知する。なお、制御装置２０が、構成管理装置４０に対して送信するメッセージは、上述のパスディセーブルメッセージである。制御装置２０が、パスディセーブルメッセージを送信する際には、送信元の通信ノード３０と宛先の通信ノード３０の間に形成できないパケット転送経路の当該発信元の通信ノード３０と宛先の通信ノード３０に関する情報も合わせて通知する。より具体的には、制御装置２０は、構成管理装置４０に対し、形成できないパケット転送経路における送信元の通信ノード３０と宛先の通信ノード３０のＭＡＣアドレスやＩＰアドレスを送信する。
In step S207, the route /
その後、経路・アクション計算部２４は、スイッチ１０から転送された受信パケットを廃棄する（ステップＳ２０８）。
Thereafter, the route /
図１３は、制御装置２０の動作の一例を示すフローチャートである。図１３は、スイッチ１０からポートステータスメッセージが送信された場合における制御装置２０の動作例を示す。
FIG. 13 is a flowchart illustrating an example of the operation of the
ステップＳ２１１において、接続変更処理部２８は、ポートステータスメッセージがリンク確立を示すメッセージか否かを判定する。 In step S211, the connection change processing unit 28 determines whether the port status message is a message indicating link establishment.
リンク確立を示すメッセージの場合（ステップＳ２１１、Ｙｅｓ分岐）には、接続変更処理部２８は、受信したポートステータスメッセージに基づき、スイッチ１０に接続された通信機器（他のスイッチ１０や通信ノード３０）を確認（ステップＳ２１２）する。なお、スイッチ１０に接続された通信機器を確認する手法としては、接続先の通信機器がスイッチやルータであればＬＬＤＰ（Link Layer Discovery Protocol）が使用できる。また、接続先の通信機器がサーバ等の計算機であれば、これらの通信機器から送信されたフレームのＭＡＣアドレスを取得することで接続された通信機器が確認できる。
In the case of a message indicating link establishment (step S211, Yes branch), the connection change processing unit 28 is a communication device connected to the switch 10 (another
さらに、接続変更処理部２８は、スイッチ１０に接続された通信機器に関する情報（ＤＰＩＤ、ポート番号、ＭＡＣアドレス；図７参照）をトポロジＤＢ２２に登録する（ステップＳ２１３）。
Further, the connection change processing unit 28 registers information (DPID, port number, MAC address; see FIG. 7) regarding the communication device connected to the
一方、ポートステータスメッセージがリンク確立に関するメッセージではない場合（即ち、リンク切断に係るメッセージの場合；ステップＳ２１１、Ｎｏ分岐）には、ステップＳ２１４〜Ｓ２２３に係る処理が実行される。 On the other hand, when the port status message is not a message relating to link establishment (that is, a message relating to link disconnection; step S211, No branch), the processing relating to steps S214 to S223 is executed.
ステップＳ２１４において、接続変更処理部２８は、ポートステータスメッセージを送信したスイッチ１０のポートであって、リンク切断が通知されたポートに関連するエントリを、トポロジＤＢ２２から削除する。即ち、接続変更処理部２８は、ポートステータスメッセージに基づいて、トポロジＤＢ２２を更新する。
In step S214, the connection change processing unit 28 deletes, from the topology DB 22, an entry related to the port of the
次に、接続変更処理部２８は、パケット転送経路ＤＢ２５を検索（ステップＳ２１５）し、ポートステータスメッセージを送信したスイッチ１０のリンク切断が通知されたポートに関連するパケット転送経路が存在するか否かを判定する（ステップＳ２１６）。より具体的には、接続変更処理部２８は、図８に示すエントリにおいて、ＩＮ情報、ＯＵＴ情報及びリンク情報のうち少なくとも１以上のフィールドに、リンク切断が通知されたポートのポート番号が存在するか否かを判定する。
Next, the connection change processing unit 28 searches the packet transfer path DB 25 (step S215), and determines whether or not there is a packet transfer path related to the port notified of the link disconnection of the
関連するパケット転送経路が存在しなければ（ステップＳ２１６、Ｎｏ分岐）、処理を終了する。関連するパケット転送経路が存在すれば（ステップＳ２１６、Ｙｅｓ分岐）、ステップＳ２１７以降の処理が実行される。より具体的には、ステップＳ２１８以降の処理において、リンク切断が通知されたポートを含むパケット転送経路を実現する処理規則を、スイッチ１０のテーブルＤＢ１３及び処理規則ＤＢ２７から削除する削除処理を実行する。
If there is no related packet transfer path (step S216, No branch), the process is terminated. If there is an associated packet transfer path (step S216, Yes branch), the processing after step S217 is executed. More specifically, in the processing after step S218, a deletion process is executed to delete the processing rule for realizing the packet transfer path including the port for which the link disconnection has been notified from the
ステップＳ２１７において、接続変更処理部２８は、削除すべきパケット転送経路であって、未だ削除処理がなされていないパケット転送経路（以下、未処理転送経路と表記する）が存在するか否かを判定する。 In step S217, the connection change processing unit 28 determines whether there is a packet transfer path that should be deleted and that has not yet been deleted (hereinafter referred to as an unprocessed transfer path). To do.
未処理転送経路が存在しなければ（ステップＳ２１７、Ｎｏ分岐）、処理を終了する。未処理転送経路が存在すれば（ステップＳ２１７、Ｙｅｓ分岐）、ステップＳ２１５のパケット転送経路ＤＢ２５の検索により得られたパケット転送経路を、削除処理の対象に設定する（ステップＳ２１８）。 If there is no unprocessed transfer path (step S217, No branch), the process ends. If there is an unprocessed transfer path (step S217, Yes branch), the packet transfer path obtained by searching the packet transfer path DB 25 in step S215 is set as the target of the deletion process (step S218).
ステップＳ２１９において、接続変更処理部２８は、処理規則管理部２６に対し、削除対象のパケット転送経路を実現するスイッチ１０であって、パケット転送経路の入力側のスイッチ１０のテーブルＤＢ１３から処理規則を削除する指示を行う。指示を受けた処理規則管理部２６は、制御メッセージ処理部２３及びノード通信部２９を介して、ＦｌｏｗＭｏｄ（ＤＬＬ）メッセージをスイッチ１０に送信することで、処理規則を削除する。より具体的には、マッチングフィールドにおける送信元ＭＡＣアドレスにトポロジＤＢ２２から検索したＩＮ情報フィールドに格納するＭＡＣアドレスを、宛先ＭＡＣアドレスにＯＵＴ情報フィールドに格納するＭＡＣアドレスを、他のカラムにはワイルドカードを、それぞれ指定し、ＦｌｏｗＭｏｄ（ＤＬＬ）メッセージを用いて処理規則を削除する。
In step S219, the connection change processing unit 28 notifies the processing rule management unit 26 of the processing rule from the
さらに、ステップＳ２２０において、接続変更処理部２８は、未処理転送経路の送信元のスイッチ１０（ＩＮ情報フィールドに格納するスイッチ）と、宛先のスイッチ１０（ＯＵＴ情報フィールドに格納するスイッチ）を記憶部（図示せず）に記憶すると共に、未処理転送経路をパケット転送経路ＤＢ２５から削除する。 Further, in step S220, the connection change processing unit 28 stores the transmission source switch 10 (switch stored in the IN information field) and destination switch 10 (switch stored in the OUT information field) of the unprocessed transfer path in the storage unit. (Not shown) and the unprocessed transfer path is deleted from the packet transfer path DB 25.
ステップＳ２２１において、経路・アクション計算部２４は、前ステップで記憶した送信元のスイッチ１０と宛先のスイッチ１０間のパケット転送経路の計算を試みる。
In step S221, the route /
経路・アクション計算部２４は、パケット転送経路の計算が可能か否かを判定（ステップＳ２２２）し、パケット転送経路が存在する場合（ステップＳ２２２、Ｙｅｓ分岐）には、ステップＳ２１７に戻り処理を継続する。一方、パケット転送経路が存在しない場合（ステップＳ２２２、Ｎｏ分岐）には、ステップＳ２２３に係る処理が実行される。
The route /
ステップＳ２２３においては、接続変更処理部２８は、ステップＳ２２０で記憶した送信元のスイッチ１０と宛先のスイッチ１０の間には、パケット転送経路が存在しない旨を、構成管理装置４０に通知する（パスディセーブルメッセージを送信する）。その際、接続変更処理部２８は、トポロジＤＢ２２を検索し、ステップＳ２２０で記憶した送信元のスイッチ１０と宛先のスイッチ１０のＭＡＣアドレスを取得し、取得したＭＡＣアドレスも併せて構成管理装置４０に通知する。
In step S223, the connection change processing unit 28 notifies the
図１４は、制御装置２０の動作の一例を示すフローチャートである。図１４は、構成管理装置４０から通信ノード３０の使用不能が通知された場合における制御装置２０の動作例を示す。なお、この場合には、構成管理装置４０から制御装置２０に対して、ホストディセーブルメッセージが送信される。
FIG. 14 is a flowchart illustrating an example of the operation of the
ホストディセーブルメッセージを受信した制御装置２０は、ステップＳ２３１において、接続変更処理部２８が、トポロジＤＢ２２を検索し、使用不能が通知された通信ノード３０に接続されているスイッチ１０及びそのポートを確認する。
In step S231, the
ステップＳ２３２において、接続変更処理部２８は、パケット転送経路ＤＢ２５を検索し、前ステップで確認したスイッチ１０及びそのポートに関連するパケット転送経路の存在を確認する。
In step S232, the connection change processing unit 28 searches the packet transfer route DB 25 to check the existence of the packet transfer route related to the
関連するパケット転送経路が存在しなければ（ステップＳ２３３、Ｎｏ分岐）、処理を終了する。関連するパケット転送経路が存在すれば（ステップＳ２３３、Ｙｅｓ分岐）、ステップＳ２３４以降の処理を実行する。より具体的には、ステップＳ２３４以降の処理において、使用不能が通知された通信ノード３０に接続されているスイッチ１０を含むパケット転送経路を実現する処理規則を、スイッチ１０のテーブルＤＢ１３及び処理規則ＤＢ２７から削除する削除処理を実行する。
If there is no related packet transfer path (step S233, No branch), the process is terminated. If there is an associated packet transfer path (step S233, Yes branch), the processing after step S234 is executed. More specifically, in the processing after step S234, the processing rules for realizing the packet transfer path including the
ステップＳ２３４において、接続変更処理部２８は、削除すべきパケット転送経路であって、未だ削除処理がなされていないパケット転送経路（未処理転送経路）が存在するか否かを判定する。 In step S234, the connection change processing unit 28 determines whether there is a packet transfer path (unprocessed transfer path) that is a packet transfer path to be deleted and has not yet been deleted.
未処理転送経路が存在しなければ（ステップＳ２３４、Ｎｏ分岐）、処理を終了する。未処理転送経路が存在すれば（ステップＳ２３４、Ｙｅｓ分岐）、ステップＳ２３２のパケット転送経路ＤＢ２５の検索により得られたパケット転送経路を、削除処理の対象に設定する（ステップＳ２３５）。 If there is no unprocessed transfer path (step S234, No branch), the process ends. If there is an unprocessed transfer path (step S234, Yes branch), the packet transfer path obtained by searching the packet transfer path DB 25 in step S232 is set as a deletion process target (step S235).
ステップＳ２３６において、接続変更処理部２８は、処理規則管理部２６に対し、削除対象のパケット転送経路を実現するスイッチ１０であって、パケット転送経路の入力側のスイッチ１０のテーブルＤＢ１３から処理規則を削除する指示を行う。指示を受けた処理規則管理部２６は、制御メッセージ処理部２３及びノード通信部２９を介して、ＦｌｏｗＭｏｄ（ＤＬＬ）メッセージをスイッチ１０に送信することで、処理規則を削除する。より具体的には、マッチングフィールドにおける送信元ＭＡＣアドレスにトポロジＤＢ２２から検索したＩＮ情報フィールドに格納するＭＡＣアドレスを、宛先ＭＡＣアドレスにＯＵＴ情報フィールドに格納するＭＡＣアドレスを、他のカラムにはワイルドカードを、それぞれ指定し、ＦｌｏｗＭｏｄ（ＤＬＬ）メッセージを用いて処理規則を削除する。
In step S236, the connection change processing unit 28 sends a processing rule to the processing rule management unit 26 from the
さらに、ステップＳ２３７において、接続変更処理部２８は、未処理転送経路をパケット転送経路ＤＢ２５から削除する。その後、ステップＳ２３４に戻り、処理を継続する。 Furthermore, in step S237, the connection change processing unit 28 deletes the unprocessed transfer path from the packet transfer path DB 25. Then, it returns to step S234 and continues the process.
図１５は、構成管理装置４０の動作の一例を示すフローチャートである。図１５は、稼働系の通信ノード３０に障害が生じた場合における構成管理装置４０の動作例を示す。
FIG. 15 is a flowchart illustrating an example of the operation of the
障害処理部４２は、稼働系の通信ノード３０から定期的に送信されてくるハートビートメッセージのタイムアウトが生じているか、又は、稼働系の通信ノード３０からの障害通知メッセージを受信したか確認する（ステップＳ４０１）。即ち、本ステップにおいて、障害処理部４２は、稼働系の通信ノード３０の状態を確認する。
The
稼働系の通信ノード３０からの障害通知メッセージを受信した場合（ステップＳ４０２、Ｙｅｓ分岐）には、障害処理部４２は、制御装置２０に対して、稼働系の通信ノード３０は使用不能である旨を通知する（ステップＳ４０５）。より具体的には、障害処理部４２は、通信ノード管理ＤＢ４１のエントリ（稼働系通信ノードフィールド及び対応する通信ノード情報フィールド）を参照し、動作を停止させる稼働系の通信ノード３０のＭＡＣアドレスを取得し、取得したＭＡＣアドレスを添えて当該通信ノード３０は使用不能である旨を制御装置２０に通知する（ホストディセーブルメッセージを送信する）。また、障害処理部４２は、本ステップにおいて、稼働系の通信ノード３０に動作の停止を指示する（サービスストップメッセージを送信する）。
When a failure notification message is received from the active communication node 30 (Yes in step S402), the
このように、構成管理装置４０から制御装置２０に対して、使用不能の通信ノード３０を通知することで、稼働系の通信ノード３０に生じた障害に起因して稼働系の通信ノード３０を正常に停止できない場合であっても、不要なパケット転送経路が削除できる。
In this way, the
一方、所定の期間内にハートビートメッセージを受信できない（後述するタイマがタイムアウト；ステップＳ４０３、Ｙｅｓ分岐）場合には、動作を停止させる稼動系の通信ノード３０及び死活フラグに使用不能が設定されている通信ノード３０を除外した通信ノード群から、新たな稼動系の通信ノード３０を選択する（ステップＳ４０６）。また、動作を停止させる稼動系の通信ノード３０に対応する死活フラグに使用不能を設定し、稼動系の通信ノード３０として選択された通信ノード３０を、通信ノード管理ＤＢ４１の稼働系通信ノードフィールドに格納する。
On the other hand, when a heartbeat message cannot be received within a predetermined period (timer described later is timed out; step S403, Yes branch), the active communication node 30 for stopping the operation and the alive flag are set as unusable. A new active communication node 30 is selected from the communication node group excluding the existing communication node 30 (step S406). In addition, the alive flag corresponding to the active communication node 30 whose operation is to be stopped is set to unusable, and the communication node 30 selected as the active communication node 30 is set in the active communication node field of the communication
さらに、前ステップにおいて稼動系の通信ノード３０として選択された通信ノード３０に対して、稼動系として動作する旨を指示（サービススタートメッセージを送信；ステップＳ４０７）し、指示を受けた通信ノード３０が稼動系として動作するまで待機する（ステップＳ４０８）。 Further, the communication node 30 selected as the active communication node 30 in the previous step is instructed to operate as an active system (send service start message; step S407), and the communication node 30 that received the instruction It waits until it operates as an active system (Step S408).
ステップＳ４０４では、障害処理部４２は、予め定めた時間のタイマを設定し、ステップＳ４０１に処理を戻す。
In step S404, the
図１６は、構成管理装置４０の動作の一例を示すフローチャートである。図１６は、制御装置２０からパケット転送経路の不存在を通知された構成管理装置４０の動作例を示す。
FIG. 16 is a flowchart illustrating an example of the operation of the
ステップＳ４１１において、障害処理部４２は、制御装置２０からパスディセーブルメッセージと共に通知されたＭＡＣアドレスを持つ通信ノード３０を含むエントリを、通信ノード管理ＤＢ４１において検索する。このようなエントリが存在する場合（ステップＳ４１２、Ｙｅｓ分岐）に、ステップＳ４１３〜Ｓ４１５に係る処理が実行される。一方、このようなエントリが存在しない場合（ステップＳ４１２、Ｎｏ分岐）は、処理を終了する。
In step S411, the
ステップＳ４１３において、障害処理部４２は、検索したエントリに含まれる通信ノード３０であって、稼働系の通信ノード３０に対して、動作の停止を指示する（サービスストップメッセージを送信する）。
In step S413, the
ステップＳ４１４において、障害処理部４２は、動作を停止させる稼動系の通信ノード３０及び死活フラグに使用不能と設定されている通信ノード３０を除外した通信ノード群から、新たな稼動系の通信ノード３０を選択する。また、動作を停止させる稼動系の通信ノード３０に対応する死活フラグに使用不能を設定し、稼動系の通信ノード３０として選択された通信ノード３０を、通信ノード管理ＤＢ４１の稼働系通信ノードフィールドに格納する。
In step S414, the
ステップＳ４１５において、障害処理部４２は、前ステップにおいて選択された通信ノード３０に対して、稼働系の通信ノード３０として動作するように指示する（サービススタートメッセージを送信する）し、指示を受けた通信ノード３０が稼動系として動作するまで待機する（ステップＳ４１６）。
In step S415, the
なお、制御装置２０は、パスディセーブルメッセージを送信する際に、２つのスイッチ１０（パケット転送経路の入力側と出力側のスイッチ１０）のＭＡＣアドレスを通知する。その際に、２つのＭＡＣアドレスが共に、通信ノード管理ＤＢ４１のエントリに含まれる場合には、２つの対応が考えられる。第１に、双方の通信ノード３０を停止させる方法である。第２に、一方の通信ノード３０に限り停止させる方法である。第２の方法を採用する場合は、乱数や優先度に基づいて停止させる通信ノード３０を定めることができる。
The
図１７〜図２０は、本実施形態に係る通信システムの動作の一例を示すシーケンス図である。図１７〜図２０において、通信ノード３０−１及び３０−３がクラスタ化され、冗長化システムを構成する。また、通信ノード３０−１が稼働系の通信ノードとする。 17 to 20 are sequence diagrams illustrating an example of the operation of the communication system according to the present embodiment. 17 to 20, communication nodes 30-1 and 30-3 are clustered to form a redundant system. The communication node 30-1 is an active communication node.
図１７は、パケット転送経路がスイッチ１０に設定されていない状態で、通信ノード３０−２から通信ノード３０−１に向けてパケットを送信する場合の動作例を示す。
FIG. 17 illustrates an operation example when a packet is transmitted from the communication node 30-2 to the communication node 30-1 in a state where the packet transfer path is not set in the
図１７を参照すると、初めに、通信ノード３０−２は、スイッチ１０−２に向けてパケット（図１７のＭｅｓｓａｇｅ１）を送信する。通信ノード３０−２からパケットを受信したスイッチ１０−２は、当該パケットを添えて制御装置２０に処理規則の設定を要求する。制御装置２０の経路・アクション計算部２４は、パケットヘッダ及びトポロジＤＢ２２が記憶するネットワークのトポロジを参照し、パケット転送経路を計算する。その後、処理規則管理部２６は、計算されたパケット転送経路に応じてスイッチ１０に設定する処理規則を生成する。処理規則管理部２６は、生成した処理規則を、制御メッセージ処理部２３及びノード通信部２９を介してスイッチ１０に設定する。より詳細には、スイッチ１０−１及び１０−２が備えるテーブルＤＢ１３に新たなエントリを追加する（図１７のＦｌｏｗＭｏｄ（ＡＤＤ）メッセージを送信する）。
Referring to FIG. 17, first, the communication node 30-2 transmits a packet (
制御装置２０は、処理規則をスイッチ１０−１及び１０−２に設定した後、スイッチ１０−１にパケット（Ｍｅｓｓａｇｅ１）を転送する。スイッチ１０−１は、受信したパケットを通信ノード３０−１に転送する。その後、通信ノード３０−２から通信ノード３０−１に向けられたパケット（Ｍｅｓｓａｇｅ２）は、スイッチ１０−１及び１０−２に設定された処理規則に従い処理され、通信ノード３０−１に転送される。
The
図１８は、通信ノード３０−２から通信ノード３０−１へのパケット転送経路がスイッチ１０に設定されている状態で、スイッチ１０−１及び１０−２の間のリンクが切断となった場合の動作例を示す。
FIG. 18 shows a case where the link between the switches 10-1 and 10-2 is disconnected while the packet transfer path from the communication node 30-2 to the communication node 30-1 is set in the
図１８を参照すると、リンク切断が判明した際に、スイッチ１０−１及び１０−２から制御装置２０に向けてポートステータスメッセージが送信される。
Referring to FIG. 18, when link disconnection is determined, a port status message is transmitted from the switches 10-1 and 10-2 to the
制御装置２０の接続変更処理部２８は、ポートステータスメッセージを受信すると、リンク切断が通知されたポートに関連する処理規則をスイッチ１０−２から削除する（図１８のＦｌｏｗＭｏｄ（ＤＬＬ）メッセージを送信する）。
When receiving the port status message, the connection change processing unit 28 of the
なお、スイッチ１０からエントリが削除された後の通信システムの動作は、図１７に示す動作例と一致するため、説明を省略する。
The operation of the communication system after the entry is deleted from the
図１９は、図１８における状況に加えて、スイッチ１０−１及び１０−２間のリンクがさらに切断（リンク切断；スイッチ１０−１及び１０−２間の冗長経路も消滅）となった場合の動作例を示す。なお、このような場合には、稼働系の通信ノード３０を、通信ノード１０−１から通信ノード１０−３に変更する必要がある。 FIG. 19 shows a case where the link between the switches 10-1 and 10-2 is further disconnected (link disconnection; the redundant path between the switches 10-1 and 10-2 is also lost) in addition to the situation in FIG. An operation example is shown. In such a case, it is necessary to change the active communication node 30 from the communication node 10-1 to the communication node 10-3.
スイッチ１０−１及び１０−２にリンク切断が生じると、これらのスイッチ１０から制御装置２０にポートステータスメッセージが送信される。制御装置２０の接続変更処理部２８は、ポートステータスメッセージを受け付けると、リンク切断が通知されたポートに関連する処理規則をスイッチ１０−１及び１０−２から削除する（図１９のＦｌｏｗＭｏｄ（ＤＬＬ）メッセージを送信する）。
When link disconnection occurs in the switches 10-1 and 10-2, a port status message is transmitted from these
さらに、接続変更処理部２８は、構成管理装置４０に対して、スイッチ１０−１及び１０−２間のパケット転送経路の不存在を通知する（図１９のパスディセーブルメッセージを送信する）。パスディセーブルメッセージを受信した構成管理装置４０は、稼働系の通信ノード３０を、通信ノード３０−１から通信ノード３０−３に入れ替える。より詳細には、構成管理装置４０は、通信ノード３０−１に対してサービスストップメッセージを送信する。一方、構成管理装置４０は、通信ノード３０−３に対してサービススタートメッセージを送信する。
Further, the connection change processing unit 28 notifies the
サービスストップメッセージを受信した通信ノード３０−１は、スイッチ１０−１と接続されたポートを非活性状態とする。ポートの非活性化を検出したスイッチ１０−１は、リンク切断を示すポートステータスメッセージを制御装置２０に送信する。サービススタートメッセージを受信した通信ノード３０−３は、スイッチ１０−３と接続されたポートを活性状態とする。ポートの活性化を検出したスイッチ１０−３は、リンク確立を示すポートステータスメッセージを制御装置２０に送信する。
The communication node 30-1 that has received the service stop message deactivates the port connected to the switch 10-1. The switch 10-1 that has detected the deactivation of the port transmits a port status message indicating the link disconnection to the
また、通信ノード３０−３は、待機系から稼働系に遷移する際、スイッチ１０−３と接続されたポートを活性化すると共に、ＧｒａｔｕｉｔｏｕｓＡＲＰ（Address Resolution Protocol）に係るパケットをブロードキャストしてもよい。ブロードキャストされたＧｒａｔｕｉｔｏｕｓＡＲＰに係るパケットは、スイッチ１０−３及び制御装置２０を介して、スイッチ１０−２及び通信ノード３０−２に転送される。
Further, when the communication node 30-3 transitions from the standby system to the active system, the communication node 30-3 may activate a port connected to the switch 10-3 and broadcast a packet related to Gratuitous ARP (Address Resolution Protocol). The broadcasted packet related to Gratuitous ARP is transferred to the switch 10-2 and the communication node 30-2 via the switch 10-3 and the
ＧｒａｔｕｉｔｏｕｓＡＲＰに係るパケットを受信すると、各通信機器（スイッチ１０−３や制御装置２０等）は、自身のＡＲＰテーブルを更新する（ＩＰアドレスとＭＡＣアドレスの対応関係を更新する）。なお、スイッチ１０−３と通信ノード３０−３の接続ポートが既に活性化状態にあれば、スイッチ１０−３から制御装置２０に向けたポートステータスメッセージの送信は不要である。さらに、通信ノード３０−３が、ＧｒａｔｕｉｔｏｕｓＡＲＰに係るパケットをブローキャストしない場合には、通信ノード３０−２から通信ノード３０−３に向けた通信を開始する際のＡＲＰにより、ＩＰアドレスとＭＡＣアドレスの対応関係が更新される。
When receiving a packet related to Gratuitous ARP, each communication device (switch 10-3,
なお、通信ノード３０−３が稼働系として動作を開始した後の通信システムの動作は、図１７に示す動作例と一致するため、説明を省略する。 Note that the operation of the communication system after the communication node 30-3 starts operating as an active system is the same as the operation example shown in FIG.
図２０は、通信ノード３０−２から通信ノード３０−１へのパケット転送経路が設定されており、且つ、通信ノード３０−１が稼働系の通信ノードである場合において、通信ノード３０−１に障害が生じたことにより、稼働系の通信ノードが通信ノード３０−３に入れ替わる場合の動作例を示す。このような場合には、構成管理装置４０が、制御装置２０にホストディセーブルメッセージを送信する。
FIG. 20 illustrates the case where the packet transfer path from the communication node 30-2 to the communication node 30-1 is set and the communication node 30-1 is an active communication node. An operation example in the case where the active communication node is replaced with the communication node 30-3 due to a failure will be described. In such a case, the
ホストディセーブルメッセージを受信した制御装置２０は、スイッチ１０−１及び１０−２が備えるテーブルＤＢ１３のエントリを削除する（図２０のＦｌｏｗＭｏｄ（ＤＬＬ）メッセージを送信する）。
The
なお、その後の通信システムの動作は、図１７に示す動作例と一致するため、説明を省略する。 The subsequent operation of the communication system is identical to the operation example shown in FIG.
以上のように、本実施形態に係る制御装置２０は、スイッチ１０と稼働系の通信ノード３０の間に生じた接続障害に起因するパケット転送経路の消滅を、構成管理装置４０に通知する。通知を受け取った構成管理装置４０は、稼働系の通信ノード３０を待機系の通信ノードとして動作させ、待機系の通信ノード３０を稼働系の通信ノードとして動作させる。その結果、稼働系の通信ノード３０には障害が発生しておらず、構成管理装置４０は、通信システムの障害を認識できない状況であっても、制御装置２０を介して通信システムの障害を認識できる。構成管理装置４０は、スイッチ１０と稼働系の通信ノード３０の間の接続障害を認識すれば、待機系の通信ノード３０を稼働系の通信ノードとして動作させる。その結果、通信システムに生じた障害が回復され、通信システムの可用性が高まる。
As described above, the
［第２の実施形態］
続いて、第２の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment will be described in detail with reference to the drawings.
本実施形態に係る通信システムは、スイッチ１０間のリンクが存在しない場合、パケット転送経路を再計算し、再計算したパケット転送経路に基づいて、スイッチ１０に処理規則を設定する。なお、本実施形態に係る通信システムに含まれる通信ノード、スイッチ及び構成管理装置は、第１の実施形態において説明した内容と相違する点は存在しないため、さらなる説明を省略する。また、本実施形態に係る制御装置２０ａと制御装置２０は、経路・アクション計算部２４及び処理規則管理部２６の機能が異なるが、他の機能は同一であるため、制御装置２０ａに関する図６に相当する説明を省略する。
When there is no link between the
初めに、本実施形態に係る通信システムの動作について説明する。その際、図２に示す通信システムにおいて、通信ノード３０−２から通信ノード３０−１へのパケット転送経路が設定されている状態で、スイッチ１０−１及び１０−２間のリンクのうち、パケット転送経路が使用するリンクが切断された場合の動作について説明する。 First, the operation of the communication system according to the present embodiment will be described. At that time, in the communication system shown in FIG. 2, in the state where the packet transfer path from the communication node 30-2 to the communication node 30-1 is set, the packet of the links between the switches 10-1 and 10-2. An operation when the link used by the transfer path is disconnected will be described.
図２１は、本実施形態に係る通信システムの動作の一例を示すシーケンス図である。図２１は、スイッチ１０−１及び１０−２間のリンクのうち、パケット転送経路が使用するリンクが切断された場合の動作例を示す。 FIG. 21 is a sequence diagram illustrating an example of the operation of the communication system according to the present embodiment. FIG. 21 shows an operation example when the link used by the packet transfer path is disconnected among the links between the switches 10-1 and 10-2.
図１８と図２１に示すシーケンス図の相違点は、制御装置２０ａが、スイッチ１０−２に設定されている処理規則を削除（ＦｌｏｗＭｏｄ（ＤＬＬ）メッセージを送信）した後、スイッチ１０−２に新たな処理規則を設定（ＦｌｏｗＭｏｄ（ＡＤＤ）メッセージを送信）する点である。即ち、制御装置２０ａは、スイッチ１０−１及び１０−２の間のリンクの切断が判明した際に、パケット転送経路を再計算し、再計算したパケット転送経路に基づいて処理規則をスイッチ１０に設定する。
The difference between the sequence diagrams shown in FIG. 18 and FIG. 21 is that the
次に、制御装置２０ａの動作について説明する。
Next, the operation of the
図２２は、制御装置２０ａの動作の一例を示すフローチャートである。図２２は、スイッチ１０からポートステータスメッセージが送信された場合における制御装置２０ａの動作例を示す。図１３と図２２に示すフローチャートにおいて、ステップＳ２１１〜Ｓ２２３に係る処理は同一のため、さらなる説明を省略する。
FIG. 22 is a flowchart illustrating an example of the operation of the
図２２に示すフローチャートでは、ステップＳ２２４〜Ｓ２２６に係る処理が追加されている。 In the flowchart shown in FIG. 22, processes related to steps S224 to S226 are added.
ステップＳ２２１においてパケット転送経路の計算を試みた際に、パケット転送経路が存在する（ステップＳ２２２、Ｙｅｓ分岐）場合に、処理規則管理部２６は、ステップＳ２２１にて再計算されたパケット転送経路に基づいて、スイッチ１０に設定する処理規則を生成する。その後、処理規則管理部２６は、生成した処理規則を処理規則ＤＢ２７に登録（ステップＳ２２５）し、スイッチ１０に処理規則を設定する（ステップＳ２２６）。なお、処理規則の生成に代えて、予め処理規則ＤＢ２７にエントリを登録しておき、登録された処理規則から、適合する処理規則を選択してスイッチ１０に設定してもよい。あるいは、スイッチ１０から処理規則を削除する前に、スイッチからの削除が予定される処理規則を取得し、取得した処理規則の一部（例えば、マッチングフィールド）を流用してもよい。
If the packet transfer path exists when the packet transfer path is calculated in step S221 (step S222, Yes branch), the processing rule management unit 26 uses the packet transfer path recalculated in step S221. Thus, a processing rule to be set in the
このように、本実施形態に係る制御装置２０ａは、再計算されたパケット転送経路に基づいて、スイッチ１０に処理規則を設定する。その結果、ネットワークを継続して運用でき、通信システムの信頼性及び可用性が向上する。
As described above, the
なお、以上説明した第１及び第２実施形態は単なる例示に過ぎず、様々な変形を施すことができる。例えば、図２３に示すように、構成管理装置４０は、稼働系の通信ノード３０が送信するハートビートメッセージを所定の期間内に受信できなかった場合にも、制御装置２０に通信ノード３０の使用不能を通知することが考えられる。その結果、稼働系の通信ノード３０と接続するスイッチ１０のポートがリンク切断とならない場合であっても、制御装置２０のトポロジＤＢ２２から正常動作していない通信ノード３０を削除できる。即ち、構成管理装置４０とだけ通信できず、且つ、稼働系の通信ノード３０自身は稼働している状態であっても、他の装置との接続を断つことができ、障害の生じている稼働系の通信ノード３０が、ネットワーク上に存在することが防止できる。
The first and second embodiments described above are merely examples, and various modifications can be made. For example, as shown in FIG. 23, the
また、構成管理装置４０の機能を制御装置２０に組み込むこと、あるいは、制御装置２０の機能を構成管理装置４０に組み込むことができる。即ち、制御装置２０と構成管理装置４０を同一の通信機器で実現できる。あるいは、スイッチ１０や通信ノード３０は、仮想マシン（Virtual Machine）であってもよい。さらに、通信システムには、仮想マシンと物理マシンのスイッチ１０や通信ノード３０が、混在していてもよい。さらにまた、第１及び第２の実施形態において、制御装置２０が制御対象とするスイッチ１０は複数存在する前提で説明したが、スイッチ１０は１つであってもよい。
Further, the function of the
第１及び第２の実施形態に係る通信システムは、ユーザから高い信頼性及び可用性が求められる、通信ノード３０をサーバとして用いて構成されるデータセンターに好適に利用できる。 The communication system according to the first and second embodiments can be suitably used for a data center configured using the communication node 30 as a server, which requires high reliability and availability from the user.
最後に、好ましい形態を要約する。 Finally, the preferred form is summarized.
［形態１］
上述の第１の視点に係る通信システムのとおりである。
［形態２］
前記制御装置は、前記スイッチのポートであって、前記稼働系の通信ノードと接続する第１のポートの状態変化に応じて、前記第１のパケット転送経路が存在するか否かを判定する形態１の通信システム。
［形態３］
前記制御装置は、前記スイッチのポートであって、他のスイッチと接続する第２のポートの状態変化に応じて、前記第１のパケット転送経路が存在するか否かを判定する形態１又は２の通信システム。
［形態４］
前記制御装置は、パケット転送経路に含まれる、始点のスイッチ、中間のスイッチ及び終点のスイッチに関する情報に基づいて、前記第１のパケット転送経路が存在するか否かを判定する形態１乃至３のいずれか一に記載の通信システム。
［形態５］
前記制御装置は、前記第１のパケット転送経路が不存在となる場合に、前記通信ノードと前記待機系の通信ノード間の第２のパケット転送経路を計算し、前記計算された第２のパケット転送経路を実現する処理規則を、前記スイッチに設定する形態１乃至４のいずれか一に記載の通信システム。
［形態６］
前記管理装置は、前記稼働系の通信ノードに生じた障害を認識した場合に、前記制御装置に、前記稼働系の通信ノードの使用不能を通知する形態１乃至５のいずれか一に記載の通信システム。
［形態７］
前記制御装置は、前記使用不能が通知された稼働系の通信ノードに関連する処理規則を、前記スイッチから削除する形態６の通信システム。
［形態８］
通信ノードと接続され、パケットを処理するための処理規則に従いパケットを処理するスイッチと、前記スイッチに接続され、冗長化システムを構成する稼働系の通信ノードと、の間の接続障害により前記通信ノードと前記稼働系の通信ノード間のパケット転送経路が存在するか否かを判定する工程と、前記パケット転送経路が不存在の場合に、前記パケット転送経路を実現する処理規則を、スイッチから削除する工程と、前記パケット転送経路が不存在の場合に、前記冗長化システムの稼働系と待機系の通信ノードを入れ替える工程と、を含む通信方法。
なお、本方法は、スイッチ及び冗長化システムという、特定の機械に結びつけられている。
［形態９］
上述の第２の視点に係る制御装置のとおりである。
［形態１０］
上述の第３の視点に係る制御装置の制御方法のとおりである。
［形態１１］
上述の第４の視点に係るプログラムのとおりである。
［形態１２］
スイッチを介して通信ノードと接続される、稼働系の通信ノードと待機系の通信ノードからなる冗長化システムを管理する管理装置であって、前記スイッチを制御する制御装置から、前記通信ノードと前記稼働系の通信ノード間のパケット転送経路が不存在となる通知を受信した場合に、前記冗長化システムの稼働系と待機系の通信ノードを入れ替える管理装置。
［形態１３］
スイッチを介して通信ノードと接続される、稼働系の通信ノードと待機系の通信ノードからなる冗長化システムを管理する管理装置の制御方法であって、前記スイッチを制御する制御装置からの通知を受信する工程と、前記制御装置が、前記通信ノードと前記稼働系の通信ノード間のパケット転送経路の不存在を通知する場合に、前記冗長化システムの稼働系と待機系の通信ノードを入れ替える工程と、を含む管理装置の制御方法。
なお、本方法は、冗長化システムを管理する管理装置という、特定の機械に結びつけられている。
［形態１４］
スイッチを介して通信ノードと接続される、稼働系の通信ノードと待機系の通信ノードからなる冗長化システムを管理する管理装置を制御するコンピュータに実行させるプログラムであって、前記スイッチを制御する制御装置からの通知を受信する処理と、前記制御装置が、前記通信ノードと前記稼働系の通信ノード間の第１のパケット転送経路の不存在を通知する場合に、前記冗長化システムの稼働系と待機系の通信ノードを入れ替える処理と、を実行させるプログラム。
なお、第８の形態〜第１４の形態は、第１の形態と同様に、第２の形態〜第７の形態に展開することが可能である。
[Form 1]
The communication system according to the first aspect described above.
[Form 2]
The control device determines whether or not the first packet transfer path exists according to a change in a state of a first port connected to the active communication node, which is a port of the switch. 1 communication system.
[Form 3]
The control device determines whether or not the first packet transfer path exists in accordance with a change in a state of a second port connected to another switch, which is a port of the switch. Communication system.
[Form 4]
In the first to third aspects, the control device determines whether or not the first packet transfer path exists based on information about a start switch, an intermediate switch, and an end switch included in the packet transfer path. The communication system as described in any one.
[Form 5]
The control device calculates a second packet transfer path between the communication node and the standby communication node when the first packet transfer path does not exist, and calculates the calculated second packet. The communication system according to any one of
[Form 6]
The communication according to any one of
[Form 7]
The communication system according to mode 6, wherein the control device deletes, from the switch, a processing rule related to an active communication node notified of the unusability.
[Form 8]
Due to a connection failure between a switch connected to a communication node and processing a packet in accordance with a processing rule for processing the packet, and an active communication node connected to the switch and constituting a redundant system, the communication node Determining whether there is a packet transfer path between the active communication node and the active communication node, and if the packet transfer path is not present, the processing rule for realizing the packet transfer path is deleted from the switch A communication method including: a step; and a step of replacing the active and standby communication nodes of the redundant system when the packet transfer path is absent.
Note that the method is tied to specific machines, switches and redundant systems.
[Form 9]
It is as the control apparatus which concerns on the above-mentioned 2nd viewpoint.
[Mode 10]
It is as the control method of the control apparatus which concerns on the above-mentioned 3rd viewpoint.
[Form 11]
It is as the program which concerns on the above-mentioned 4th viewpoint.
[Form 12]
A management device that manages a redundant system composed of an active communication node and a standby communication node connected to a communication node via a switch, from the control device that controls the switch, the communication node and the A management device that replaces the active and standby communication nodes of the redundant system when a notification indicating that there is no packet transfer path between active communication nodes is received.
[Form 13]
A control method for a management device that manages a redundant system composed of an active communication node and a standby communication node that is connected to a communication node via a switch, wherein a notification is sent from the control device that controls the switch. And a step of replacing the active and standby communication nodes of the redundant system when the control device notifies the absence of a packet transfer path between the communication node and the active communication node. And a control method for a management device.
Note that this method is linked to a specific machine called a management device that manages the redundant system.
[Form 14]
A program that is executed by a computer that controls a management device that manages a redundant system that includes an active communication node and a standby communication node that is connected to a communication node via a switch, and that controls the switch A process of receiving a notification from a device, and when the control device notifies the absence of a first packet transfer path between the communication node and the active communication node, A program for executing a process of replacing a standby communication node.
In addition, the 8th form-14th form can be expand | deployed to the 2nd form-7th form similarly to the 1st form.
なお、引用した上記の特許文献等の各開示は、本書に引用をもって繰り込むものとする。本発明の全開示（請求の範囲を含む）の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の請求の範囲の枠内において種々の開示要素（各請求項の各要素、各実施形態ないし実施例の各要素、各図面の各要素等を含む）の多様な組み合わせ、ないし、選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。特に、本書に記載した数値範囲については、当該範囲内に含まれる任意の数値ないし小範囲が、別段の記載のない場合でも具体的に記載されているものと解釈されるべきである。 Each disclosure of the cited patent documents and the like cited above is incorporated herein by reference. Within the scope of the entire disclosure (including claims) of the present invention, the embodiments and examples can be changed and adjusted based on the basic technical concept. Various disclosed elements (including each element of each claim, each element of each embodiment or example, each element of each drawing, etc.) within the scope of the claims of the present invention, Selection is possible. That is, the present invention of course includes various variations and modifications that could be made by those skilled in the art according to the entire disclosure including the claims and the technical idea. In particular, with respect to the numerical ranges described in this document, any numerical value or small range included in the range should be construed as being specifically described even if there is no specific description.
１０、１０−１〜１０−３、１００−１、１００−２ スイッチ
１１、４３ 通信部
１２ テーブル管理部
１３ テーブルデータベース（テーブルＤＢ）
１４ 転送処理部
１５ 接続監視部
２０、２０ａ、１０１ 制御装置
２１ トポロジ管理部
２２ トポロジデータベース（トポロジＤＢ）
２３ 制御メッセージ処理部
２４ 経路・アクション計算部
２５ パケット転送経路データベース（パケット転送経路ＤＢ）
２６ 処理規則管理部
２７ 処理規則データベース（処理規則ＤＢ）
２８ 接続変更処理部
２９ ノード通信部
３０、３０−１〜３０−３、１０３ 通信ノード
４０ 構成管理装置
４１ 通信ノード管理データベース（通信ノード管理ＤＢ）
４２ 障害処理部
１０２ 管理装置
１０４ 稼働系の通信ノード
１０５ 待機系の通信ノード
１４１ テーブル検索部
１４２ アクション実行部
10, 10-1 to 10-3, 100-1, 100-2
14
23 Control
26 processing rule management unit 27 processing rule database (processing rule DB)
28 Connection
42
Claims (10)
前記スイッチに処理規則を設定する制御装置と、
前記スイッチに接続され、稼働系の通信ノードと待機系の通信ノードからなる冗長化システムを管理する管理装置と、
を含み、
前記制御装置は、前記スイッチと前記稼働系の通信ノードの間の接続障害により、前記通信ノードと前記稼働系の通信ノード間の第１のパケット転送経路が不存在となる場合に、前記第１のパケット転送経路に関連する処理規則を、前記スイッチから削除すると共に、前記第１のパケット転送経路の不存在を前記管理装置に通知し、
前記管理装置は、前記制御装置からの通知に応じて、前記冗長化システムの稼働系と待機系の通信ノードを入れ替える通信システム。 A switch that is connected to the communication node and processes the packet in accordance with a processing rule for processing the packet;
A control device for setting processing rules in the switch;
A management device connected to the switch for managing a redundant system comprising an active communication node and a standby communication node;
Including
When the first packet transfer path between the communication node and the active communication node is absent due to a connection failure between the switch and the active communication node, the control device A processing rule related to the packet transfer path of the first packet transfer path is deleted from the switch, and the management apparatus is notified of the absence of the first packet transfer path,
The management device is a communication system in which the active and standby communication nodes of the redundant system are switched in response to a notification from the control device.
前記スイッチと、冗長化システムを構成する稼働系の通信ノードの間の接続障害により、前記通信ノードと前記稼働系の通信ノード間のパケット転送経路が不存在となる場合に、前記パケット転送経路を実現する処理規則を、前記スイッチから削除すると共に、前記パケット転送経路の不存在を、前記冗長化システムを管理する管理装置に通知する制御装置。 A control device that is connected to a communication node and controls a switch that processes a packet in accordance with a processing rule for processing the packet,
When the packet transfer path between the communication node and the active communication node becomes non-existent due to a connection failure between the switch and the active communication node constituting the redundant system, the packet transfer path is A control device that deletes a processing rule to be realized from the switch and notifies a management device that manages the redundancy system of the absence of the packet transfer path.
前記スイッチと、冗長化システムを構成する稼働系の通信ノードの間の接続障害により、前記通信ノードと前記稼働系の通信ノード間のパケット転送経路が存在するか否かを判定する工程と、
前記パケット転送経路が不存在の場合に、前記パケット転送経路を実現する処理規則を、前記スイッチから削除する工程と、
前記パケット転送経路が不存在の場合に、前記パケット転送経路の不存在を、前記冗長化システムを管理する管理装置に通知する工程と、
を含む制御装置の制御方法。 A control method of a control device that is connected to a communication node and controls a switch that processes a packet according to a processing rule for processing the packet,
Determining whether there is a packet transfer path between the communication node and the active communication node due to a connection failure between the switch and the active communication node constituting the redundant system;
Deleting the processing rule for realizing the packet transfer path from the switch when the packet transfer path is absent;
Notifying the management device that manages the redundancy system of the absence of the packet transfer path when the packet transfer path is not present;
A control method for a control device including:
前記スイッチと、冗長化システムを構成する稼働系の通信ノードの間の接続障害により、前記通信ノードと前記稼働系の通信ノード間のパケット転送経路が存在するか否かを判定する処理と、
前記パケット転送経路が不存在の場合に、前記パケット転送経路を実現する処理規則を、前記スイッチから削除する処理と、
前記パケット転送経路が不存在の場合に、前記パケット転送経路の不存在を、前記冗長化システムを管理する管理装置に通知する処理と、
実行させるプログラム。 A program connected to a communication node and executed by a computer that controls a control device that controls a switch that processes a packet in accordance with a processing rule for processing the packet,
A process of determining whether or not a packet transfer path between the communication node and the active communication node exists due to a connection failure between the switch and the active communication node constituting the redundant system;
When the packet transfer path is not present, a process rule for realizing the packet transfer path is deleted from the switch; and
A process of notifying the management device that manages the redundancy system of the absence of the packet transfer path when the packet transfer path is not present;
The program to be executed.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2013039258A JP2014168157A (en) | 2013-02-28 | 2013-02-28 | Communication system, control device, control method for control device, and program |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2013039258A JP2014168157A (en) | 2013-02-28 | 2013-02-28 | Communication system, control device, control method for control device, and program |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2014168157A true JP2014168157A (en) | 2014-09-11 |
Family
ID=51617647
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2013039258A Pending JP2014168157A (en) | 2013-02-28 | 2013-02-28 | Communication system, control device, control method for control device, and program |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2014168157A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017221970A1 (en) * | 2016-06-23 | 2017-12-28 | 日本電気株式会社 | Log information creation device, log information creation method, recording medium having log information creation program recorded therein, and information processing system |
-
2013
- 2013-02-28 JP JP2013039258A patent/JP2014168157A/en active Pending
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