JP2017028698A - トラフィック切り替え方法、デバイス、およびシステム - Google Patents

トラフィック切り替え方法、デバイス、およびシステム Download PDF

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Abstract

【課題】トラフィック切り替え方法、デバイス、およびシステムを提供する。【解決手段】SDNコントローラは、ターゲットゲートウェイの第1の状態を獲得し、ターゲットゲートウェイはSDNゲートウェイグループに属し、SDNゲートウェイグループは第1のネットワークノードと第2のネットワークノードとの間で送信されるトラフィックを転送するために使用され、SDNゲートウェイグループにおける複数のゲートウェイが配置されている複数の転送パスは、第1のネットワークノードと第2のネットワークノードとの間に複数の等コストパスを形成する。SDNコントローラは、第1の状態に従って、ターゲットゲートウェイへARPエントリを送信し、複数の等コストパスのうちターゲットゲートウェイが配置されている転送パスのメトリック値をオリジナルの値から第1の値へ変更し、第1の値はオリジナルの値よりも大きい。【選択図】図１

Description

本発明は、ネットワーク技術の分野、詳細には、トラフィック切り替え方法、デバイス、およびシステムに関する。
ネットワークオーバーレイ(overlay)は、ソフトウェア定義ネットワーキング(software-defined networking, SDN)のメインストリーム・アーキテクチャ・パターンであり、ネットワークサービスと、根底にある物理ネットワークデバイスとの間の分離を実現することができ、それにより柔軟な仮想ネットワークを生成する。
パケット送信の信頼性を改善するために、overlayアーキテクチャにおけるネットワークノードは、(同じネットワークアドレスを共有する複数のゲートウェイを備える)マルチアクティブ・ゲートウェイを使用することによって、パケット転送を行い、マルチアクティブ・ゲートウェイのゲートウェイが配置されている転送パスは、ネットワークノード間の等コストマルチパス(equal-cost multi-path, ECMP)を形成する。
マルチアクティブ・ゲートウェイのゲートウェイが、故障により、再起動されるとき、ARPエントリ間の一貫性を保証するために、SDNコントローラが、SDNコントローラにおけるアドレス解決プロトコル(Address Resolution Protocol, ARP)エントリを、故障したゲートウェイへ、バッチで送信する必要がある。しかしながら、時間を浪費するARPエントリ送信プロセスでは、ネットワークにおけるネットワークノードは、依然として、トラフィックを転送するために、故障したゲートウェイが配置されている転送パスを選択する。この場合、故障したゲートウェイにおけるARPエントリの更新が完了していないので、故障したゲートウェイへ転送されたデータは喪失され得る。
この問題に対する解決策は、ARPエントリ送信が終了する前に、故障したゲートウェイが動作しないように設定することである。しかしながら、故障したゲートウェイの他のサービス機能は、著しく影響を受ける。
本発明の実施形態は、トラフィック切り替え方法、デバイス、およびシステムを提供し、これらは、故障したゲートウェイへARPエントリを送信することが完了していないとき、等コストマルチパスを介してゲートウェイへパケットをルーティングすることがデータ喪失を引き起こすという問題を解決する。それに加えて、ARPエントリ送信プロセスでは、ゲートウェイの他のサービス機能は影響を受けない。
第1の態様によれば、
SDNコントローラにより、ターゲットゲートウェイの第1の状態を獲得するステップであって、第1の状態はターゲットゲートウェイにおけるARPエントリが更新される必要があることを示し、ターゲットゲートウェイはSDNゲートウェイグループに属し、SDNゲートウェイグループは第1のネットワークノードと第2のネットワークノードとの間で送信されるトラフィックを転送するために使用され、SDNゲートウェイグループは複数のゲートウェイを含み、複数のゲートウェイ、第1のネットワークノード、および第2のネットワークノードの各々が、転送パスを形成し、複数のゲートウェイが配置されている複数の転送パスは、第1のネットワークノードと第2のネットワークノードとの間に複数の等コストパスを形成する、獲得するステップと、
SDNコントローラにより、第1の状態に従ってARPエントリをターゲットゲートウェイへ送信し、複数の等コストパスのうちターゲットゲートウェイが配置されている転送パスのメトリック値をオリジナルの値から第1の値へ変更するステップであって、第1のネットワークノードと第2のネットワークノードとの間で送信されるトラフィックが、複数の等コストパスのうちメトリック値が第1の値よりも小さいパスへ切り替えられるように、第1の値はオリジナルの値よりも大きい、ステップと、
を含むトラフィック切り替え方法が提供される。
第1の態様を参照して、第1の可能な実現方式では、複数の等コストパスのうちターゲットゲートウェイが配置されている転送パスのメトリック値をオリジナルの値から第1の値へ変更するステップは、
第1のネットワークノードと第2のネットワークノードが、それぞれのルーティングテーブルにおいて、ターゲットゲートウェイにおけるあらかじめ設定されたルーティングプロトコルのルーティングメトリックパラメータと第1の値との間の対応に従って、ターゲットゲートウェイが配置されている転送パスのメトリック値を第1の値に設定するように、SDNコントローラにより、あらかじめ設定されたルーティングプロトコルを使用することによってルーティングメトリックパラメータと第1の値との間の対応を第1のネットワークノードおよび第2のネットワークノードへ公開するようにターゲットゲートウェイをトリガするように、あらかじめ設定されたネットワークコンフィギュレーションプロトコルを使用することによってルーティングメトリックパラメータの値を第1の値に設定するステップを含む。
第1の態様を参照して、または、第1の態様の第1の可能な実現方式を参照して、第2の可能な実現方式において、この方法は、SDNコントローラにより、ARPエントリをターゲットゲートウェイへ送信するプロセスが終了した後、SDNコントローラにより、ターゲットゲートウェイが配置されている転送パスのメトリック値をオリジナルの値へ戻すステップをさらに含む。
第1の態様の第2の可能な実現方式を参照して、第3の可能な実現方式において、SDNコントローラにより、ターゲットゲートウェイが配置されている転送パスのメトリック値をオリジナルの値へ戻すステップは、
第1のネットワークノードと第2のネットワークノードが、それぞれのルーティングテーブルにおいて、ターゲットゲートウェイにおけるあらかじめ設定されたルーティングプロトコルのルーティングメトリックパラメータとオリジナルの値との間の対応に従って、ターゲットゲートウェイが配置されている転送パスのメトリック値をオリジナルの値に設定するように、SDNコントローラにより、あらかじめ設定されたルーティングプロトコルを使用することによってルーティングメトリックパラメータとオリジナルの値との間の対応を第1のネットワークノードおよび第2のネットワークノードへ公開するようにターゲットゲートウェイをトリガするように、あらかじめ設定されたネットワークコンフィギュレーションプロトコルを使用することによってルーティングメトリックパラメータの値をオリジナルの値へ戻すステップを含む。
第1の態様を参照して、または、第1の態様の第1から第3の可能な実現方式のうちのいずれか1つを参照して、第4の可能な実現方式において、この方法は、SDNコントローラにより、第1のネットワークノードによって送信されたARP要求を受信するステップであって、ARP要求は第2のネットワークノードの媒体アクセス制御(media access control, MAC)アドレスを獲得することを要求するために使用される、ステップと、SDNコントローラにより、ARP要求において伝送された第1のネットワークノードのインターネットプロトコル(Internet Protocol, IP)アドレスとMACアドレスとに従ってARP学習を行い、ARP要求において伝送された第2のネットワークノードのIPアドレスに従って第2のネットワークノードのMACアドレスを探索するステップと、SDNコントローラにより、SDNゲートウェイグループにおけるARPエントリを更新するために、学習されたARPエントリをSDNゲートウェイグループへ配信し、第2のネットワークノードのMACアドレスに従って、第1のネットワークノードにARP応答を送信するステップであって、ARP応答は第2のネットワークノードのMACアドレスを伝送する、ステップと、をさらに含む。
第2の態様によれば、
ターゲットゲートウェイの第1の状態を獲得するように構成された獲得モジュールであって、第1の状態はターゲットゲートウェイにおけるARPエントリが更新される必要があることを示し、ターゲットゲートウェイはSDNゲートウェイグループに属し、SDNゲートウェイグループは第1のネットワークノードと第2のネットワークノードとの間で送信されるトラフィックを転送するために使用され、SDNゲートウェイグループは複数のゲートウェイを含み、複数のゲートウェイ、第1のネットワークノード、および第2のネットワークノードの各々が、転送パスを形成し、複数のゲートウェイが配置されている複数の転送パスは、第1のネットワークノードと第2のネットワークノードとの間に複数の等コストパスを形成する、獲得モジュールと、
第1の状態に従ってターゲットゲートウェイにARPエントリを送信するように構成された送信モジュールと、
複数の等コストパスのうちターゲットゲートウェイが配置されている転送パスのメトリック値をオリジナルの値から第1の値へ変更するように構成された第1の設定モジュールであって、第1のネットワークノードと第2のネットワークノードとの間で送信されるトラフィックが、複数の等コストパスのうちメトリック値が第1の値よりも小さいパスへ切り替えられるように、第1の値はオリジナルの値よりも大きい、第1の設定モジュールと、を含むネットワークデバイスが提供される。
第2の態様を参照して、第1の可能な実現方式において、第1の設定モジュールは、具体的には、第1のネットワークノードと第2のネットワークノードが、それぞれのルーティングテーブルにおいて、ターゲットゲートウェイにおけるあらかじめ設定されたルーティングプロトコルのルーティングメトリックパラメータと第1の値との間の対応に従ってターゲットゲートウェイが配置されている転送パスのメトリック値を第1の値に設定するように、あらかじめ設定されたルーティングプロトコルを使用することによってルーティングメトリックパラメータと第1の値との間の対応を第1のネットワークノードおよび第2のネットワークノードへ公開するようにターゲットゲートウェイをトリガするように、あらかじめ設定されたネットワークコンフィギュレーションプロトコルを使用することによってルーティングメトリックパラメータの値を第1の値に設定するように構成される。
第2の態様を参照して、または、第2の態様の第1の可能な実現方式を参照して、デバイスは、送信モジュールによりARPエントリをターゲットゲートウェイへ送信するプロセスが終了した後、ターゲットゲートウェイが配置されている転送パスのメトリック値を、オリジナルの値へ戻すように構成された第2の設定モジュールをさらに含む。
第2の態様の第2の可能な実現方式を参照して、第3の可能な実現方式において、第2の設定モジュールは、具体的には、第1のネットワークノードと第2のネットワークノードが、それぞれのルーティングテーブルにおいて、ターゲットゲートウェイにおけるあらかじめ設定されたルーティングプロトコルのルーティングメトリックパラメータとオリジナルの値との間の対応に従って、ターゲットゲートウェイが配置されている転送パスのメトリック値をオリジナルの値に設定するように、あらかじめ設定されたルーティングプロトコルを使用することによってルーティングメトリックパラメータとオリジナルの値との間の対応を第1のネットワークノードおよび第2のネットワークノードへ公開するようにターゲットゲートウェイをトリガするように、あらかじめ設定されたネットワークコンフィギュレーションプロトコルを使用することによってルーティングメトリックパラメータの値をオリジナルの値へ戻すように構成される。
第2の態様を参照して、または、第2の態様の第1から第3の可能な実現方式のうちのいずれか1つを参照して、第4の可能な実現方式において、デバイスは、第1のネットワークノードによって送信され、第2のネットワークノードのMACアドレスを獲得することを要求するために使用されるARP要求を受信し、ARP要求において伝送された第1のネットワークノードのIPアドレスとMACアドレスとに従ってARP学習を行い、ARP要求において伝送された第2のネットワークノードのIPアドレスに従って、第2のネットワークノードのMACアドレスを探索し、SDNゲートウェイグループにおけるARPエントリを更新するために、学習されたARPエントリをSDNゲートウェイグループへ配信し、第2のネットワークノードのMACアドレスに従って、第2のネットワークノードのMACアドレスを伝送するARP応答を第1のネットワークノードへ送信するように構成されたARP更新モジュールをさらに含む。
第3の態様によれば、SDNコントローラ、ターゲットゲートウェイ、SDNゲートウェイグループ、第1のネットワークノード、および第2のネットワークノードを含み、
SDNコントローラは、ターゲットゲートウェイの第1の状態を獲得するように構成され、第1の状態はターゲットゲートウェイにおけるARPエントリが更新される必要があることを示し、ターゲットゲートウェイはSDNゲートウェイグループに属し、SDNゲートウェイグループは第1のネットワークノードと第2のネットワークノードとの間で送信されるトラフィックを転送するために使用され、SDNゲートウェイグループは複数のゲートウェイを含み、複数のゲートウェイ、第1のネットワークノード、および第2のネットワークノードの各々が、転送パスを形成し、複数のゲートウェイが配置されている複数の転送パスは、第1のネットワークノードと第2のネットワークノードとの間に複数の等コストパスを形成し、
SDNコントローラは、第1の状態に従ってターゲットゲートウェイへARPエントリを送信し、複数の等コストパスのうちターゲットゲートウェイが配置されている転送パスのメトリック値をオリジナルの値から第1の値へ変更するようにさらに構成され、第1のネットワークノードと第2のネットワークノードとの間で送信されるトラフィックが、複数の等コストパスのうちメトリック値が第1の値よりも小さいパスへ切り替えられるように、第1の値はオリジナルの値よりも大きい、ネットワーク通信システムが提供される。
第3の態様を参照して、第1の可能な実現方式において、SDNコントローラは、第2の態様に従うネットワークデバイスである。
本発明の実施形態では、ターゲットゲートウェイはSDNゲートウェイグループに属し、SDNゲートウェイグループにおけるゲートウェイが配置されている転送パスは、第1のネットワークノードと第2のネットワークノードとの間に等コストマルチパスを形成する。ターゲットゲートウェイの第1の状態を獲得した後、SDNコントローラは、ターゲットゲートウェイへARPエントリを送信し、ARPエントリを送信するプロセスにおいて、ターゲットゲートウェイが配置されている転送パスのメトリック値をオリジナルの値から第1の値へ変更し、第1の値はオリジナルの値よりも大きい。本発明の実施形態では、転送パスのルート優先度を下げるために、故障したゲートウェイが配置されている転送パスのメトリック値が増加され、それにより、データ喪失を回避するように、トラフィックが、等コストマルチパスを介して故障したゲートウェイへルーティングされることを防止する。それに加えて、ARPエントリ送信プロセスでは、故障したゲートウェイの他のサービス機能は影響を受けない。
本発明の実施形態における技術的解決策をより明確に記載するために、以下は、本実施形態を記載するために必要とされる添付図面を簡単に紹介する。
本発明の実施形態に従う適用シナリオの概略図である。 本発明の実施形態に従うトラフィック切り替え方法の第1の実施形態のフローチャートである。 本発明の実施形態に従う、ターゲットゲートウェイが配置されている転送パスのメトリック値を増加させる概略図である。 本発明の実施形態に従うトラフィック切り替え方法の第2の実施形態のフローチャートである。 本発明の実施形態に従う、ターゲットゲートウェイが配置されている転送パスのメトリック値を戻す概略図である。 本発明の実施形態に従うネットワークデバイスの第1の実施形態の概略構成図である。 本発明の実施形態に従うネットワークデバイスの第2の実施形態の概略構成図である。 本発明の実施形態に従うネットワークデバイスの第3の実施形態の概略構成図である。 本発明の実施形態に従うネットワーク通信システムの概略図である。
以下は、本発明の実施形態における添付図面を参照して本発明の実施形態における技術的解決策を明確に記載する。本発明の実施形態は、複数の用語を含む。実施形態に含まれる用語の意味に関しては、リクエストフォーコメント(Request for Comments, RFC)826(ARP)およびRFC2992(ECMP)を参照されたい。
本発明の実施形態は、トラフィック切り替え方法、デバイス、およびシステムを提供し、転送パスのルート優先度を下げるために、故障したゲートウェイが配置されている転送パスのメトリック値が増加され、それにより、データ喪失を回避するように、トラフィックが、等コストマルチパスを介して故障したゲートウェイへルーティングされることを防止する。それに加えて、ARPエントリ送信プロセスでは、故障したゲートウェイの他のサービス機能は影響を受けない。
本発明の実施形態をより理解可能にするために、以下は、仮想拡張可能ローカルエリアネットワーク(virtual extensible local area network, VXLAN)を使用し、VXLANは、本発明の実施形態の適用シナリオを記載するための例としての、現在におけるメインストリームoverlayネットワーク技術である。
図1を参照すると、図1は、本発明の実施形態に従う適用シナリオの概略図である。図1に示される適用シナリオでは、スイッチSpine1およびスイッチSpine2のVXLANトンネルエンドポイント(VXLAN tunnel end point, VTEP)は、同じネットワークアドレス(2.2.2.2)を共有し、それによって、Spine1およびSpine2は、マルチアクティブ・ゲートウェイを形成する。マルチアクティブ・ゲートウェイでは、各ゲートウェイにおけるARPエントリは、別のゲートウェイにおけるARPエントリと同じままである必要がある。
ネットワークのトラフィック負荷を増加し、送信の信頼性およびセキュリティを改善するために、マルチアクティブ・ゲートウェイのゲートウェイが配置されている転送パスは、VXLANネットワークにおけるVTEPノード(たとえば、Leaf1のVTEPおよびLeaf2のVTEP)間にECMPを形成する。
具体的な実現では、等コストマルチパスは、ネットワークデバイスにおけるルーティングテーブルを使用することによって表現される。たとえば、図1におけるスイッチLeaf1のルーティングテーブルが表１に示される。
Figure 2017028698
より低いメトリック値は、より高いルート優先度を示す。
前述した表１は、VTEP:1.1.1.1とVTEP:3.3.3.3との間に、高いルート優先度を有する2つの等コストパス、すなわち、Spine1(次のホップ:10.1.1.2)が配置されている転送パスおよびSpine2(次のホップ:10.1.2.3)が配置されている転送パスが存在すること、および、VTEP:1.1.1.1とVTEP:2.2.2.2との間に、2つの等コストパス、すなわち、Spine1が配置されている転送パスおよびSpine2が配置されている転送パスも存在することを示す。
トラフィックが等コストマルチパスを介して送信されるとき、ネットワークデバイス(たとえば、Leaf1)は、通常、ネットワーク輻輳を低減し、リンク帯域幅を十分に利用するように、ECMPトラフィック分散アルゴリズム(たとえば、ハッシュアルゴリズム)を使用することによって、各等コストパスにおけるトラフィック負荷を分散させる。
実際の適用では、図1に示される適用シナリオでは、VTEPは、VXLANパケットのカプセル化およびカプセル除去のために使用され、マルチアクティブ・ゲートウェイは、VTEPの機能を有しているのみならず、ARPエントリに従って、パケットを転送することをも担当する。しかしながら、マルチアクティブ・ゲートウェイのゲートウェイが、故障しているとき(その結果、ゲートウェイにおけるARPエントリの喪失に至る)、ECMPトラフィック分散アルゴリズムを使用することによって、故障したゲートウェイへルーティングされたパケットは、喪失される可能性が高い。
パケット喪失問題を解決するための解決策は、SDNコントローラにより故障したゲートウェイへARPエントリを送信するプロセスが完了する前に、故障したゲートウェイが動作しないように設定することである。しかしながら、故障したゲートウェイの他のサービス機能は、著しく影響を受ける。
図1に示される適用シナリオにおける短所を考慮して、本発明の実施形態は、トラフィック切り替え方法、デバイス、およびシステムを開示し、転送パスのルート優先度を下げるために、故障したゲートウェイが配置されている転送パスのメトリック値が増加され、それにより、データ喪失を回避するように、トラフィックが、等コストマルチパスを介して故障したゲートウェイへルーティングされることを防止する。それに加えて、ARPエントリ送信プロセスでは、故障したゲートウェイの他のサービス機能は影響されない。詳細な記載が、以下に個別に提供される。
図2を参照すると、図2は、本発明の実施形態に従うトラフィック切り替え方法の第1の実施形態のフローチャートである。図2に示されるように、この方法は以下を含む。
S101:SDNコントローラが、ターゲットゲートウェイの第1の状態を獲得し、第1の状態はターゲットゲートウェイにおけるARPエントリが更新される必要があることを示し、ターゲットゲートウェイはSDNゲートウェイグループに属し、SDNゲートウェイグループは第1のネットワークノードと第2のネットワークノードとの間で送信されるトラフィックを転送するために使用され、SDNゲートウェイグループは複数のゲートウェイを含み、各々のゲートウェイ、第1のネットワークノード、および第2のネットワークノードは、転送パスを形成し、複数のゲートウェイが配置されている複数の転送パスは、第1のネットワークノードと第2のネットワークノードとの間に複数の等コストパスを形成する。
この実施形態では、SDNゲートウェイグループは、図1におけるマルチアクティブ・ゲートウェイと等価であり得る。第1のネットワークノードおよび第2のネットワークノードは、マルチアクティブ・ゲートウェイの近隣ネットワークノードのうちの任意の2つのネットワークノードであり得る。
この実施形態では、第1の状態は、ターゲットゲートウェイが、故障により、再起動される状態であり得る。一般に、ネットワークデバイスの再起動は、そこに記憶されていたARPエントリの喪失という結果になるか、または、記憶されているARPエントリが、信頼されないと見なされるという結果になる。このケースでは、ネットワークデバイスは、ARPエントリを更新する必要がある。したがって、第1の状態は、ターゲットゲートウェイにおけるARPエントリが更新される必要があることを示すために使用されることが可能である。第1の状態は、ターゲットゲートウェイにおけるARPエントリが、更新される必要があることに至る別の異常状態でもあり得ることに留意すべきであり、これはここでは限定されない。
ARPエントリおよび他のARP関連用語の定義に関しては、RFC826を参照されたく、詳細はここで再度記載されない。
具体的な実現において、第1の状態は、ターゲットゲートウェイによってSDNコントローラへ送信され得る。その代わりに、第1の状態は、アクティブクエリ(polling)によってSDNコントローラによって取得され得る。第1の状態を獲得する方式は、この実施形態では限定されない。
マルチアクティブ・ゲートウェイのゲートウェイの数量は、ネットワーク輻輳によって決定され得ることに留意すべきであり、これはここでは限定されない。
S103:SDNコントローラは、第1の状態に従って、ターゲットゲートウェイへARPエントリを送信し、複数の等コストパスのうちターゲットゲートウェイが配置されている転送パスのメトリック値をオリジナルの値から第1の値へ変更し、第1のネットワークノードと第2のネットワークノードとの間で送信されるトラフィックが、複数の等コストパスのうち、メトリック値が第1の値よりも小さいパスへ切り替えられるように、第1の値はオリジナルの値よりも大きい。
この実施形態では、ネットワークデバイスは、あらかじめ設定されたルーティングプロトコルのルーティングメトリックパラメータを維持し、ネットワークデバイスの近隣ノードが、ローカルルーティングテーブルにおいて、ネットワークデバイスが配置されているパスのメトリック値をルーティングメトリックパラメータの値に設定するように、あらかじめ設定されたルーティングプロトコルを使用することによってルーティングメトリックパラメータをネットワークデバイスの近隣ノードへ公開し得る。
具体的な実現において、ARPエントリをターゲットゲートウェイへ送信するプロセスにおいて、第1のネットワークノードと第2のネットワークノードが、それぞれのルーティングテーブルにおいて、ターゲットゲートウェイにおけるあらかじめ設定されたルーティングプロトコルのルーティングメトリックパラメータと第1の値との間の対応に従って、ターゲットゲートウェイが配置されている転送パスのメトリック値を第1の値に設定するように、SDNコントローラは、あらかじめ設定されたルーティングプロトコルを使用することによってルーティングメトリックパラメータと第1の値との間の対応を第1のネットワークノードおよび第2のネットワークノードへ公開するようにターゲットゲートウェイをトリガするように、拡張マークアップ言語ベース(Extensible Markup Language based, XML-based)のネットワークコンフィギュレーションプロトコル(Network Configuration Protocol, NETCONF)、または、シンプルネットワーク管理プロトコル(Simple Network Management Protocol, SNMP)のようなあらかじめ設定されたネットワークコンフィギュレーションプロトコルを使用することによってルーティングメトリックパラメータを第1の値に設定し得る。
この実施形態では、あらかじめ設定されたルーティングプロトコルは、ボーダ・ゲートウェイ・プロトコル(Border Gateway Protocol, BGP)であり得るか、または、オープン・ショーテスト・パス・ファースト(Open Shortest Path First, OSPF)プロトコルであり得るか、または、別のルーティングプロトコルであり得る。これはここで限定されない。
以下は、図3を参照して記載を提供するための例としてBGPプロトコルを使用する。本発明のこの実施形態では、ターゲットゲートウェイが配置されている転送パスのメトリック値が、以下のステップを実行することによって増加され得る。
1.SDNコントローラが、ターゲットゲートウェイ(Spine1)におけるBGPプロトコルのルーティングメトリックパラメータ(たとえばBGP MED)の値を第1の値に設定する。たとえば、第1の値は10の最大メトリック値であり得る。
2.ターゲットゲートウェイは、BGPプロトコルを使用することによって、ルーティングメトリックパラメータと第1の値との間の対応(すなわち、MEDと10との間の対応、たとえば、MED=10またはMED:10)を第1のネットワークノード(Leaf1のVTEP)および第2のネットワークノード(Leaf2のVTEP)へ公開する。
3.第1のネットワークノードおよび第2のネットワークノードは、それぞれのルーティングテーブルにおいて、ルーティングメトリックパラメータと第1の値との間の対応に従って、ターゲットゲートウェイが配置されている転送パスのメトリック値を第1の値に設定する。
前述したプロセスの後、Leaf1におけるルーティングテーブルは、表２に示される。
Figure 2017028698
ルーティングプロトコルによれば、トラフィック送信中、トラフィックは、高いルート優先度を有するパスを介して優先的に送信される。Leaf1は、表２に示されるルーティングテーブルに従って、Spine2(次のホップ:10.1.2.3)を使用することによって、Leaf2のVTEPへトラフィックを送信することを優先的に選択することができ、それにより、Spine1(次のホップ:10.1.1.2)を使用することによって、Leaf1がトラフィック送信を行うときに引き起こされるデータ喪失を回避することが理解され得る。
オプションとして、SDNコントローラは、ARPエントリをOpenFlowパケットへカプセル化し、その後、OpenFlowパケットをターゲットゲートウェイへバッチで配信し得る。
それに加えて、ネットワーク状態は動的である、たとえば、ネットワークデバイスが追加され、または、ネットワークデバイスにおける通信ポートのIPアドレスが変更されるので、SDNコントローラにおけるARPエントリもまた動的に更新される必要があり、更新されたARPエントリは、マルチアクティブ・ゲートウェイへ送信される必要がある。具体的な実現では、図1に示されるVXLANネットワークが確立された後、SDNコントローラは、集中化されたARP処理プロセスを使用することによって、マルチアクティブ・ゲートウェイにおけるARPエントリを更新し得る。
以下は、(Leaf3のVTEPが新たに追加されたネットワークノードであると仮定して)図1を参照して、集中化されたARP処理プロセスを記載する。
1.SDNコントローラは、第1のネットワークノード(Leaf3のVTEP)によって送信されたARP要求を受信し、ARP要求は、第2のネットワークノード(Leaf1のVTEP)のMACアドレスを獲得することを要求するために使用される。
2.SDNコントローラは、ARP要求において伝送された第1のネットワークノード(Leaf3のVTEP)のIPアドレスおよびMACアドレスに従ってARP学習を行い、ARP要求において伝送された第2のネットワークノードのIPアドレスに従って、第2のネットワークノードのMACアドレスを探索する。
3.SDNコントローラは、マルチアクティブ・ゲートウェイにおけるARPエントリを更新するために、学習されたARPエントリをマルチアクティブ・ゲートウェイへ配信し、第2のネットワークノードのMACアドレスに従って、第1のネットワークノードへARP応答を送信し、ARP応答は、第2のネットワークノードのMACアドレスを伝送する。
前述したプロセスを介してSDNコントローラによって学習されるARPエントリは、Leaf3のVTEPのIPアドレスおよびMACアドレスを含むことが理解され得る。SDNコントローラは、マルチアクティブ・ゲートウェイにおけるARPエントリが更新されることができるように、学習されたARPエントリをマルチアクティブ・ゲートウェイへ配信する。このように、マルチアクティブ・ゲートウェイにおけるARPエントリは、SDNコントローラにおけるARPエントリと同じである。
本発明のこの実施形態の実現の間、SDNコントローラがS101において、ターゲットゲートウェイの第1の状態(ターゲットゲートウェイにおけるARPエントリが更新される必要がある)を獲得した後、SDNコントローラは、S103において、ターゲットゲートウェイが配置されている転送パスのメトリック値を増加させ、ターゲットゲートウェイへARPエントリを送信することができ、それにより、ARPエントリ送信プロセスにおいて、トラフィックが等コストマルチパスを介してターゲットゲートウェイへルーティングされるときに引き起こされるデータ喪失を回避する。
図4を参照すると、図4は、本発明の実施形態に従うトラフィック切り替え方法の第2の実施形態のフローチャートである。図4の実施形態に従って、ARPエントリを故障したゲートウェイ(すなわち、ターゲットゲートウェイ)へ送信するプロセスが完了した後、SDNコントローラは、マルチアクティブ・ゲートウェイの故障したゲートウェイが配置されている転送パスが等コストマルチパスのパスへ戻されるように、故障したゲートウェイが配置されている転送パスのメトリック値をオリジナルの値へ戻し、それによりリンク帯域幅を効果的に利用し、ネットワーク輻輳を低減する。図4に示される方法は、図2に示される方法における改善である。図4に対応する実施形態において言及されていない内容に関しては、図2に対応する実施形態の記載を参照されたい。図4を参照すると、この方法は、以下を含む。
S201:SDNコントローラは、ターゲットゲートウェイの第1の状態を獲得し、第1の状態は、ターゲットゲートウェイにおけるARPエントリが更新される必要があることを示し、ターゲットゲートウェイはSDNゲートウェイグループに属し、SDNゲートウェイグループは第1のネットワークノードと第2のネットワークノードとの間で送信されるトラフィックを転送するために使用され、SDNゲートウェイグループは複数のゲートウェイを含み、各々のゲートウェイ、第1のネットワークノード、および第2のネットワークノードは、転送パスを形成し、複数のゲートウェイが配置されている複数の転送パスは、第1のネットワークノードと第2のネットワークノードとの間に複数の等コストパスを形成する。
具体的には、図2の実施形態のS101を参照されたく、詳細はここで再度記載されない。
S203:SDNコントローラは、第1の状態に従ってターゲットゲートウェイへARPエントリを送信し、複数の等コストパスのうちターゲットゲートウェイが配置されている転送パスのメトリック値をオリジナルの値から第1の値へ変更し、第1のネットワークノードと第2のネットワークノードとの間で送信されるトラフィックが、複数の等コストパスのうちメトリック値が第1の値よりも小さいパスへ切り替えられるように、第1の値はオリジナルの値よりも大きい。
具体的には、図2の実施形態のS103を参照されたく、詳細はここで再度記載されない。
S205:SDNコントローラによりARPエントリをターゲットゲートウェイへ送信するプロセスが終了した後、SDNコントローラは、ターゲットゲートウェイが配置されている転送パスのメトリック値をオリジナルの値へ戻す。
具体的な実現では、第1のネットワークノードと第2のネットワークノードが、それぞれのルーティングテーブルにおいて、ターゲットゲートウェイにおけるあらかじめ設定されたルーティングプロトコルのルーティングメトリックパラメータとオリジナルの値との間の対応に従って、ターゲットゲートウェイが配置されている転送パスのメトリック値をオリジナルの値に設定するように、SDNコントローラは、あらかじめ設定されたルーティングプロトコルを使用することによってルーティングメトリックパラメータとオリジナルの値との間の対応を第1のネットワークノードおよび第2のネットワークノードへ公開するようにターゲットゲートウェイをトリガするように、XMLベースのNETCONFまたはSNMPのようなあらかじめ設定されたネットワークコンフィギュレーションプロトコルを使用することによってルーティングメトリックパラメータの値をオリジナルの値へ戻し得る。
以下は、図5を参照して記載を提供するための例としてBGPプロトコルを使用する。本発明のこの実施形態では、ターゲットゲートウェイが配置されている転送パスのメトリック値が、以下のステップを行うことによって戻され得る。
1.SDNコントローラは、ターゲットゲートウェイ(Spine1)におけるBGPプロトコルのルーティングメトリックパラメータ(BGP MED)の値をオリジナルの値へ戻す。たとえば、オリジナルの値は0の最小メトリック値であり得る。
2.ターゲットゲートウェイは、BGPプロトコルを使用することによって、ルーティングメトリックパラメータとオリジナルの値との間の対応(すなわち、MEDと0との間の対応、たとえばMED=0またはMED:0)を第1のネットワークノード(Leaf1のVTEP)および第2のネットワークノード(Leaf2のVTEP)へ公開する。
3.第1のネットワークノードおよび第2のネットワークノードは、それぞれのルーティングテーブルにおいて、ルーティングメトリックパラメータとオリジナルの値との間の対応に従って、ターゲットゲートウェイが配置されている転送パスのメトリック値をオリジナルの値に設定する。
前述したプロセスの後、Leaf1におけるルーティングテーブルが表３に示される。
Figure 2017028698
Spine1(次のホップ:10.1.1.2)が配置されている転送パスのルート優先度が、Spine2(次のホップ:10.1.2.3)が配置されている転送パスのルート優先度と同じである高い優先度へ戻されていることが表３から知られ得る。すなわち、Spine1が配置されている転送パスおよびSpine2が配置されている転送パスが、第1のネットワークノード(Leaf1のVTEP)と第2のネットワークノード(Leaf2のVTEP)との間の2つの等コストパスへ戻され、それによりリンク帯域幅を効果的に利用し、ネットワーク輻輳を低減する。
本発明のこの実施形態の実現の間、ターゲットゲートウェイへARPエントリを送信するプロセスにおいて、SDNコントローラは、ターゲットゲートウェイが配置されている転送パスのルート優先度を下げるように、ターゲットゲートウェイが配置されている転送パスのメトリック値を高いメトリック値に設定し、それによりトラフィックがターゲットゲートウェイを介して送信されるときに引き起こされるデータ喪失を回避する。ARPエントリ送信が完了した後、ターゲットゲートウェイが配置されている転送パスが、等コストマルチパスのパスへ戻されるように、SDNコントローラは、ターゲットゲートウェイが配置されている転送パスのメトリック値を戻すことができ、それによりリンク帯域幅を効果的に利用し、ネットワーク輻輳を低減する。
図6を参照すると、図6は、本発明の実施形態に従うネットワークデバイスの第1の実施形態の概略構成図である。図6に示されるネットワークデバイス60は、獲得モジュール601、送信モジュール603、および第1の設定モジュール605を含み得る。ネットワークデバイス60は、図2または図4に示される方法を行うように構成され得る。図6に示される実施形態において言及されていない内容に関しては、図2または図4にそれぞれ対応する実施形態における記載を参照されたい。
獲得モジュール601は、ターゲットゲートウェイの第1の状態を獲得するように構成され、第1の状態はターゲットゲートウェイにおけるARPエントリが更新される必要があることを示し、ターゲットゲートウェイはSDNゲートウェイグループに属し、SDNゲートウェイグループは第1のネットワークノードと第2のネットワークノードとの間で送信されるトラフィックを転送するために使用され、SDNゲートウェイグループは複数のゲートウェイを含み、各々のゲートウェイ、第1のネットワークノード、および第2のネットワークノードは、転送パスを形成し、複数のゲートウェイが配置されている複数の転送パスは、第1のネットワークノードと第2のネットワークノードとの間に複数の等コストパスを形成する。
送信モジュール603は、獲得モジュール601によって獲得された第1の状態に従って、ターゲットゲートウェイへARPエントリを送信するように構成される。
第1の設定モジュール605は、複数の等コストパスのうちターゲットゲートウェイが配置されている転送パスのメトリック値をオリジナルの値から第1の値へ変更するように構成され、第1のネットワークノードと第2のネットワークノードとの間で送信されるトラフィックが、複数の等コストパスのうちメトリック値が第1の値よりも小さいパスへ切り替えられるように、第1の値はオリジナルの値よりも大きい。
この実施形態では、SDNゲートウェイグループは、図1におけるマルチアクティブ・ゲートウェイと等価であり得る。第1のネットワークノードおよび第2のネットワークノードは、マルチアクティブ・ゲートウェイの近隣ネットワークノードのうちの任意の2つのネットワークノードであり得る。
この実施形態では、第1の状態は、ターゲットゲートウェイが、故障により、再起動される状態であり得る。一般に、ネットワークデバイスの再起動は、そこに記憶されていたARPエントリの喪失という結果に至る。したがって、第1の状態は、ターゲットゲートウェイにおけるARPエントリが更新される必要があることを示すために使用され得る。第1の状態は、ターゲットゲートウェイにおけるARPエントリが、更新される必要があることに至る別の異常状態でもあり得ることに留意されたく、これはここで限定されない。
この実施形態では、獲得モジュール601によって獲得された第1の状態は、ターゲットゲートウェイによってネットワークデバイス60へ送信された状態であり得るか、または、アクティブクエリ(polling)によって獲得モジュール601によって取得された状態であり得る。獲得モジュール601によって第1の状態を獲得する方式は、この実施形態では限定されない。
具体的な実現において、送信モジュール603によってターゲットゲートウェイへARPエントリを送信するプロセスでは、第1のネットワークノードと第2のネットワークノードが、それぞれのルーティングテーブルにおいて、ターゲットゲートウェイにおけるあらかじめ設定されたルーティングプロトコルのルーティングメトリックパラメータと第1の値との間の対応に従って、ターゲットゲートウェイが配置されている転送パスのメトリック値を第1の値に設定するように、第1の設定モジュール605は、具体的には、あらかじめ設定されたルーティングプロトコルを使用することによってルーティングメトリックパラメータと第1の値との間の対応を第1のネットワークノードおよび第2のネットワークノードへ公開するようにターゲットゲートウェイをトリガするように、XMLベースのNETCONFまたはSNMPのようなあらかじめ設定されたネットワークコンフィギュレーションプロトコルを使用することによってルーティングメトリックパラメータの値を第1の値に設定するように構成され得る。
すなわち、送信モジュール603によってターゲットゲートウェイへARPエントリを送信するプロセスにおいて、ターゲットゲートウェイが配置されている転送パスのルート優先度が低下されるように、第1の設定モジュール605は、ターゲットゲートウェイが配置されている転送パスのメトリック値を高いメトリック値に設定することができ、それによりトラフィックがターゲットゲートウェイを介して送信されるときに引き起こされるデータ喪失を回避する。
オプションで、送信モジュール603は、ARPエントリをOpenFlowパケットへカプセル化し、その後、OpenFlowパケットをターゲットゲートウェイへバッチで配信し得る。
ネットワーク状態は動的である、たとえば、ネットワークデバイスが追加され、または、ネットワークデバイスにおける通信ポートのIPアドレスが変更されるので、ネットワークデバイス60におけるARPエントリも動的に更新される必要があり、更新されたARPエントリは、マルチアクティブ・ゲートウェイへ送信される必要があることが理解され得る。
さらに、獲得モジュール601、送信モジュール603、および第1の設定モジュール605に加えて、ネットワークデバイス60は、ARP更新モジュールをさらに含み得る。ARP更新モジュールは、第1のネットワークノードによって送信され、第2のネットワークノードのMACアドレスを獲得することを要求するために使用されるARP要求を受信し、ARP要求において伝送された第1のネットワークノードのIPアドレスとMACアドレスとに従ってARP学習を行い、ARP要求において伝送された第2のネットワークノードのIPアドレスに従って、第2のネットワークノードのMACアドレスを探索し、SDNゲートウェイグループにおけるARPエントリを更新するために、学習されたARPエントリをSDNゲートウェイグループへ配信し、第2のネットワークノードのMACアドレスに従って、第2のネットワークノードのMACアドレスを伝送するARP応答を第1のネットワークノードへ送信するように構成され得る。
前述した学習されたARPエントリは、第1のネットワークノードのIPアドレスおよびMACアドレスを含み得ることが理解され得る。マルチアクティブ・ゲートウェイにおけるARPエントリが、ネットワークデバイス60におけるARPエントリと同じであるように、ARP更新モジュールは、前述した学習されたARPエントリをマルチアクティブ・ゲートウェイへ配信する。
依然としてさらに、図7に示されるように、獲得モジュール601、送信モジュール603、および第1の設定モジュール605に加えて、ネットワークデバイス60は、第2の設定モジュール607をさらに含むことができ、
第2の設定モジュール607は、送信モジュール603によってターゲットゲートウェイへARPエントリを送信するプロセスが終了した後、ターゲットゲートウェイが配置されている転送パスのメトリック値をオリジナルの値へ戻すように構成される。
具体的な実現において、送信モジュール603によってターゲットゲートウェイへARPエントリを送信するプロセスが終了した後、第1のネットワークノードと第2のネットワークノードが、それぞれのルーティングテーブルにおいて、ターゲットゲートウェイにおけるあらかじめ設定されたルーティングプロトコルのルーティングメトリックパラメータとオリジナルの値との間の対応に従って、ターゲットゲートウェイが配置されている転送パスのメトリック値をオリジナルの値に設定するように、第2の設定モジュール607は、あらかじめ設定されたルーティングプロトコルを使用することによってルーティングメトリックパラメータとオリジナルの値との間の対応を第1のネットワークノードおよび第2のネットワークノードへ公開するようにターゲットゲートウェイをトリガするように、XMLベースのNETCONFまたはSNMPのようなあらかじめ設定されたネットワークコンフィギュレーションプロトコルを使用することによってルーティングメトリックパラメータの値をオリジナルの値へ戻し得る。
すなわち、送信モジュール603がARPエントリを送信した後、ターゲットゲートウェイが配置されている転送パスが、複数の等コストパスのうちのあるパスへ戻されるように、第2の設定モジュール607は、ターゲットゲートウェイが配置されている転送パスのメトリック値を戻すことができ、それによりリンク帯域幅を効果的に利用し、ネットワーク輻輳を低減する。
ネットワークデバイス60における機能モジュールの機能は、具体的には、図2および図4にそれぞれ対応する方法の実施形態における方法に従って実現されてよいことが理解されることができ、詳細はここで再度記載されない。
図8を参照すると、図8は、本発明の実施形態に従うネットワークデバイスの第3の実施形態の概略構成図である。図8を参照すると、ネットワークデバイス80は、入力装置803、出力装置804、トランシーバ805、メモリ802、および、メモリ802に結合されたプロセッサ801を含み得る(ネットワークデバイス80には1つまたは複数のプロセッサ801が存在することができ、図8では、例として1つのプロセッサが使用される)。本発明のいくつかの実施形態では、入力装置803、出力装置804、トランシーバ805、メモリ802、およびプロセッサ801は、バスを使用することによって、または別の方式で接続されることができ、図8では、バスを使用することによって接続が実現される例が使用される。
入力装置803は、外部入力データを受信するように構成される。具体的な実現では、入力装置803は、キーボード、マウス、光電入力装置、音入力装置、タッチ入力装置、スキャナ等を含み得る。出力装置804は、外部へデータを出力するように構成される。具体的な実現では、出力装置804は、ディスプレイ、ラウドスピーカ、プリンタ等を含み得る。トランシーバ805は、別のデバイスへデータを送信し、または、別のデバイスからデータを受信するように構成される。具体的な実現では、トランシーバ805は、無線トランシーバモジュールまたは有線トランシーバモジュールのようなトランシーバ構成要素を含み得る。メモリ802は、プログラムコードを記憶するように構成される。プロセッサ801は、以下のステップ、
トランシーバ805により、ターゲットゲートウェイの第1の状態を獲得するステップであって、第1の状態はターゲットゲートウェイにおけるARPエントリが更新される必要があることを示し、ターゲットゲートウェイはSDNゲートウェイグループに属し、SDNゲートウェイグループは第1のネットワークノードと第2のネットワークノードとの間で送信されるトラフィックを転送するために使用され、SDNゲートウェイグループは複数のゲートウェイを含み、各々のゲートウェイ、第1のネットワークノード、および第2のネットワークノードは、転送パスを形成し、複数のゲートウェイが配置されている複数の転送パスは、第1のネットワークノードと第2のネットワークノードとの間に複数の等コストパスを形成する、ステップと、
トランシーバ805により、第1の状態に従ってARPエントリをターゲットゲートウェイへ送信し、複数の等コストパスのうちターゲットゲートウェイが配置されている転送パスのメトリック値をオリジナルの値から第1の値へ変更するステップであって、第1のネットワークノードと第2のネットワークノードとの間で送信されるトラフィックが、複数の等コストパスのうちメトリック値が第1の値よりも小さいパスへ切り替えられるように、第1の値はオリジナルの値よりも大きい、ステップと、
を実行するようにメモリに記憶されたプログラムコードを起動するように構成される。
具体的な実現において、ARPエントリをターゲットゲートウェイへ送信するプロセスにおいて、第1のネットワークノードと第2のネットワークノードが、それぞれのルーティングテーブルにおいて、ターゲットゲートウェイにおけるあらかじめ設定されたルーティングプロトコルのルーティングメトリックパラメータと第1の値との間の対応に従って、ターゲットゲートウェイが配置されている転送パスのメトリック値を第1の値に設定するように、プロセッサ801は、あらかじめ設定されたルーティングプロトコルを使用することによってルーティングメトリックパラメータと第1の値との間の対応を第1のネットワークノードおよび第2のネットワークノードへ公開するようにターゲットゲートウェイをトリガするように、XMLベースのNETCONFまたはSNMPのようなあらかじめ設定されたネットワークコンフィギュレーションプロトコルを使用することによってルーティングメトリックパラメータを第1の値に設定し得る。
オプションで、プロセッサ801は、ARPエントリをOpenFlowパケットへカプセル化してもよく、その後、トランシーバ805は、OpenFlowパケットをターゲットゲートウェイへバッチで配信する。
それに加えて、ネットワーク状態は動的である、たとえば、ネットワークデバイスが追加され、または、ネットワークデバイスにおける通信ポートのIPアドレスが変更されるので、プロセッサ801は、ネットワークデバイス80におけるARPエントリを更新し、更新されたARPエントリをマルチアクティブ・ゲートウェイへ送信する必要がある。具体的な実現では、図1に示されるVXLANが確立された後、プロセッサ801は、集中化されたARP処理プロセスを使用することによって、マルチアクティブ・ゲートウェイにおけるARPエントリを更新し得る。
集中化されたARP処理プロセスは、以下を含み得る。プロセッサ801は、トランシーバ805を使用することにより、第1のネットワークノードによって送信されたARP要求を受信し、ARP要求は、第2のネットワークノードのMACアドレスを獲得することを要求するために使用され、プロセッサ801は、ARP要求において伝送された第1のネットワークノードのIPアドレスおよびMACアドレスに従ってARP学習を行い、ARP要求において伝送された第2のネットワークノードのIPアドレスに従って、第2のネットワークノードのMACアドレスを探索し、その後、プロセッサ801は、トランシーバ805を使用することにより、SDNゲートウェイグループにおけるARPエントリを更新するために、学習されたARPエントリをSDNゲートウェイグループへ配信し、トランシーバ805を使用することにより、第2のネットワークノードのMACアドレスに従って、第1のネットワークノードへARP応答を送信し、ARP応答は、第2のネットワークノードのMACアドレスを伝送する。
前述した学習されたARPエントリは、Leaf3のVTEPのIPアドレスおよびMACアドレスを含むことが理解され得る。マルチアクティブ・ゲートウェイにおけるARPエントリが更新されることができるように、プロセッサ801は、前述した学習されたARPエントリをマルチアクティブ・ゲートウェイへ配信する。このように、マルチアクティブ・ゲートウェイにおけるARPエントリは、ネットワークデバイス80におけるARPエントリと同じである。
さらに、ARPエントリを、故障したゲートウェイ(すなわち、ターゲットゲートウェイ)へ送信するプロセスが完了した後、マルチアクティブ・ゲートウェイの故障したゲートウェイが配置されている転送パスが、等コストマルチパスのパスへ戻されるように、プロセッサ801は、故障したゲートウェイが配置されている転送パスのメトリック値をオリジナルの値へ戻すことができ、それによりリンク帯域幅を効果的に利用し、ネットワーク輻輳を低減する。
具体的な実現において、第1のネットワークノードと第2のネットワークノードが、それぞれのルーティングテーブルにおいて、ターゲットゲートウェイにおけるあらかじめ設定されたルーティングプロトコルのルーティングメトリックパラメータとオリジナルの値との間の対応に従って、ターゲットゲートウェイが配置されている転送パスのメトリック値をオリジナルの値に設定するように、プロセッサ801は、あらかじめ設定されたルーティングプロトコルを使用することによってルーティングメトリックパラメータとオリジナルの値との間の対応を第1のネットワークノードおよび第2のネットワークノードへ公開するようにターゲットゲートウェイをトリガするように、XMLベースのNETCONFまたはSNMPのようなあらかじめ設定されたネットワークコンフィギュレーションプロトコルを使用することによってルーティングメトリックパラメータの値をオリジナルの値へ戻し得る。
プロセッサ801によって行われるステップに関しては、図2および図4にそれぞれ対応する方法の実施形態の内容を参照されたく、詳細はここで再度記載されないことが理解され得る。
図9を参照すると、図9は、本発明の実施形態に従うネットワーク通信システムの概略図である。図9に示されるシステムは、SDNコントローラ100、ターゲットゲートウェイ200、第1のネットワークノード300、第2のネットワークノード400、およびSDNゲートウェイグループ500を含むことができ、
SDNコントローラ100は、ターゲットゲートウェイ200の第1の状態を獲得するように構成され、第1の状態はターゲットゲートウェイ200におけるARPエントリが更新される必要があることを示し、ターゲットゲートウェイ200はSDNゲートウェイグループ500に属し、SDNゲートウェイグループ500は第1のネットワークノード300と第2のネットワークノード400との間で送信されるトラフィックを転送するために使用され、SDNゲートウェイグループ500は複数のゲートウェイを含み、各々のゲートウェイ、第1のネットワークノード300、および第2のネットワークノード400は、転送パスを形成し、複数のゲートウェイが配置されている複数の転送パスは、第1のネットワークノードと第2のネットワークノードとの間に複数の等コストパスを形成し、
SDNコントローラ100は、第1の状態に従ってターゲットゲートウェイ200へARPエントリを送信し、複数の等コストパスのうちターゲットゲートウェイ200が配置されている転送パスのメトリック値をオリジナルの値から第1の値へ変更するようにさらに構成され、第1のネットワークノード300と第2のネットワークノード400との間で送信されるトラフィックが、複数の等コストパスのうちメトリック値が第1の値よりも小さいパスへ切り替えられるように、第1の値はオリジナルの値よりも大きい。
具体的には、SDNゲートウェイグループ500は、図1に示されるマルチアクティブ・ゲートウェイと等価であり得る。第1のネットワークノード300および第2のネットワークノード400は、マルチアクティブ・ゲートウェイの近隣ネットワークノードのうちの任意の2つのネットワークノードであり得る。
この実施形態では、第1の状態は、ターゲットゲートウェイが、故障により、再起動される状態であり得る。一般に、ネットワークデバイスの再起動は、そこに記憶されていたARPエントリの喪失という結果に至る。したがって、第1の状態は、ターゲットゲートウェイ200におけるARPエントリが更新される必要があることを示すために使用され得る。第1の状態は、ターゲットゲートウェイ200におけるARPエントリが、更新される必要があることに至る別の異常状態でもあり得ることに留意すべきであり、これはここで限定されない。
具体的な実現において、ターゲットゲートウェイ200へARPエントリを送信するプロセスにおいて、第1のネットワークノード300と第2のネットワークノード400が、それぞれのルーティングテーブルにおいて、ターゲットゲートウェイ200におけるあらかじめ設定されたルーティングプロトコルのルーティングメトリックパラメータと第1の値との間の対応に従って、ターゲットゲートウェイ200が配置されている転送パスのメトリック値を第1の値に設定するように、SDNコントローラ100は、あらかじめ設定されたルーティングプロトコルを使用することによってルーティングメトリックパラメータと第1の値との間の対応を第1のネットワークノード300および第2のネットワークノード400へ公開するようにターゲットゲートウェイ200をトリガするように、XMLベースのNETCONFまたはSNMPのようなあらかじめ設定されたネットワークコンフィギュレーションプロトコルを使用することによってルーティングメトリックパラメータを第1の値に設定し得る。
オプションで、SDNコントローラ100は、ARPエントリをOpenFlowパケットへカプセル化し、その後、OpenFlowパケットをターゲットゲートウェイ200へバッチで配信し得る。
すなわち、ターゲットゲートウェイ200へARPエントリを送信するプロセスにおいて、ターゲットゲートウェイ200が配置されている転送パスのルート優先度が下げられるように、SDNコントローラ100は、ターゲットゲートウェイ200が配置されている転送パスのメトリック値を高いメトリック値に設定することができ、それによりトラフィックがターゲットゲートウェイ200を介して送信されるときに引き起こされるデータ喪失を回避する。
さらに、SDNコントローラによりARPエントリをターゲットゲートウェイへ送信するプロセスが終了した後、SDNコントローラは、ターゲットゲートウェイが配置されている転送パスのメトリック値をオリジナルの値へ戻す。
具体的な実現において、第1のネットワークノードと第2のネットワークノードが、それぞれのルーティングテーブルにおいて、ターゲットゲートウェイにおけるあらかじめ設定されたルーティングプロトコルのルーティングメトリックパラメータとオリジナルの値との間の対応に従って、ターゲットゲートウェイが配置されている転送パスのメトリック値をオリジナルの値に設定するように、SDNコントローラは、あらかじめ設定されたルーティングプロトコルを使用することによってルーティングメトリックパラメータとオリジナルの値との間の対応を第1のネットワークノードおよび第2のネットワークノードへ公開するようにターゲットゲートウェイをトリガするように、XMLベースのNETCONFまたはSNMPのようなあらかじめ設定されたネットワークコンフィギュレーションプロトコルを使用することによってルーティングメトリックパラメータの値をオリジナルの値へ戻し得る。
すなわち、ARPエントリ送信が完了した後、ターゲットゲートウェイが配置されている転送パスが、複数の等コストパスのうちのあるパスへ戻されるように、SDNコントローラ100は、ターゲットゲートウェイ200が配置されている転送パスのメトリック値を戻すことができ、それによりリンク帯域幅を効果的に利用し、ネットワーク輻輳を低減する。
実際の適用では、ネットワーク状態は動的である、たとえば、ネットワークデバイスが追加され、または、ネットワークデバイスにおける通信ポートのIPアドレスが変更されるので、SDNコントローラ100におけるARPエントリもまた動的に更新される必要があり、更新されたARPエントリは、SDNゲートウェイグループ500へ送信される必要がある。具体的な実現では、図1に示されるVXLANネットワークが確立された後、SDNコントローラ100は、集中化されたARP処理プロセスを使用することによって、SDNゲートウェイグループ500におけるARPエントリを更新し得る。
具体的な実現において、SDNコントローラ100は、集中化されたARP処理プロセスを使用することによって、SDNゲートウェイグループ500におけるARPエントリを更新し得る。具体的には、集中化されたARP処理プロセスは、以下のステップを主に含み得る。
1.SDNコントローラ100は、第1のネットワークノード300によって送信されたARP要求を受信し、ARP要求は、第2のネットワークノード400のMACアドレスを獲得することを要求するために使用される。
2.SDNコントローラ100は、ARP要求において伝送された第1のネットワークノード300のIPアドレスおよびMACアドレスに従ってARP学習を行い、ARP要求において伝送された第2のネットワークノード400のIPアドレスに従って、第2のネットワークノード400のMACアドレスを探索する。
3.SDNコントローラ100は、SDNゲートウェイグループ500におけるARPエントリを更新するために、学習されたARPエントリをSDNゲートウェイグループ500へ配信し、第2のネットワークノード400のMACアドレスに従って、第1のネットワークノードへARP応答を送信し、ARP応答は、第2のネットワークノードのMACアドレスを伝送する。
SDNゲートウェイグループ500におけるARPエントリが、SDNコントローラ100におけるARPエントリと同じであるように更新されることができるように、SDNコントローラ100が、学習された新たなARPエントリをSDNゲートウェイグループ500へ配信することが理解され得る。
図9に示された実施形態において言及されていない内容に関しては、図2または図4にそれぞれ対応する実施形態の記載を参照されたく、詳細はここで再度記載されないことに留意すべきである。
SDNコントローラ100は、図6および図7の実施形態において記載されたネットワークデバイス60、または、図8の実施形態において記載されたネットワークデバイス80でもあり得ることが理解されることができ、詳細はここで再度記載されない。
上記に基づいて、本発明のこの実施形態の実現の間、マルチアクティブ・ゲートウェイの故障したゲートウェイ(ターゲットゲートウェイ)の第1の状態を獲得した後、SDNコントローラは、故障したゲートウェイへARPエントリを送信し、ARPエントリを送信するプロセスにおいて、故障したゲートウェイが配置されている転送パスのメトリック値を、オリジナルの値から第1の値へ変更し、故障したゲートウェイが配置されている転送パスのルート優先度が下げられるように、第1の値はオリジナルの値よりも大きく、これにより、データ喪失を回避するように、トラフィックが、マルチアクティブ・ゲートウェイによって形成された等コストマルチパスを介して故障したゲートウェイへルーティングされることを防止する。それに加えて、ARPエントリを送信するプロセスにおいて、故障したゲートウェイの他のサービス機能は影響されない。
この技術分野の当業者は、実施形態における方法のプロセスのうちのすべてまたはいくつかが、関連するハードウェアに命令するコンピュータプログラムによって実現され得ることを理解し得る。プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶され得る。プログラムが動作するとき、実施形態における方法のプロセスが行われる。前述した記憶媒体は、磁気ディスク、光ディスク、リードオンリメモリ(read-only memory, ROM)、ランダムアクセスメモリ(random access memory, RAM)等を含み得る。
上記で開示されたものは単に本発明のいくつかの実施形態であり、本発明の保護範囲を限定することはもちろん意図されていない。この技術分野の当業者は、本発明の請求項に従ってなされた前述した実施形態および等価な修正を実現するプロセスのすべてまたはいくつかは、本発明の範囲内にあるものであることを理解し得る。
60 ネットワークデバイス
80 ネットワークデバイス
100 SDNコントローラ
200 ターゲットゲートウェイ
300 第1のネットワークノード
400 第2のネットワークノード
500 SDNゲートウェイグループ
601 獲得モジュール
603 送信モジュール
605 第1の送信モジュール
607 第2の送信モジュール
801 プロセッサ
802 メモリ
803 入力装置
804 出力装置
805 トランシーバ

Claims (12)

  1. ソフトウェア定義ネットワーキング(SDN)コントローラにより、ターゲットゲートウェイの第1の状態を獲得するステップであって、前記第1の状態は前記ターゲットゲートウェイにおけるアドレス解決プロトコル(ARP)エントリが更新される必要があることを示し、前記ターゲットゲートウェイはSDNゲートウェイグループに属し、前記SDNゲートウェイグループは第1のネットワークノードと第2のネットワークノードとの間で送信されるトラフィックを転送するために使用され、前記SDNゲートウェイグループは複数のゲートウェイを備え、前記複数のゲートウェイ、前記第1のネットワークノード、および前記第2のネットワークノードの各々が、転送パスを形成し、前記複数のゲートウェイが配置されている複数の転送パスは、前記第1のネットワークノードと前記第2のネットワークノードとの間に複数の等コストパスを形成する、ステップと、
    前記SDNコントローラにより、前記第1の状態に従ってARPエントリを前記ターゲットゲートウェイへ送信し、前記複数の等コストパスのうち前記ターゲットゲートウェイが配置されている転送パスのメトリック値をオリジナルの値から第1の値へ変更するステップであって、前記第1のネットワークノードと前記第2のネットワークノードとの間で送信される前記トラフィックが、前記複数の等コストパスのうちメトリック値が前記第1の値よりも小さいパスへ切り替えられるように、前記第1の値は前記オリジナルの値よりも大きい、ステップと、
    を含むトラフィック切り替え方法。
  2. 前記複数の等コストパスのうち前記ターゲットゲートウェイが配置されている転送パスのメトリック値をオリジナルの値から第1の値へ変更する前記ステップは、
    前記第1のネットワークノードと前記第2のネットワークノードが、それぞれのルーティングテーブルにおいて、前記ターゲットゲートウェイにおけるあらかじめ設定されたルーティングプロトコルのルーティングメトリックパラメータと前記第1の値との間の対応に従って、前記ターゲットゲートウェイが配置されている前記転送パスの前記メトリック値を前記第1の値に設定するように、前記SDNコントローラにより、あらかじめ設定されたルーティングプロトコルを使用することによって前記ルーティングメトリックパラメータと前記第1の値との間の対応を前記第1のネットワークノードおよび前記第2のネットワークノードへ公開するように前記ターゲットゲートウェイをトリガするように、あらかじめ設定されたネットワークコンフィギュレーションプロトコルを使用することによって前記ルーティングメトリックパラメータの値を前記第1の値に設定するステップを含む、請求項1に記載の方法。
  3. 前記SDNコントローラにより、ARPエントリを前記ターゲットゲートウェイへ送信するプロセスが終了した後、前記SDNコントローラにより、前記ターゲットゲートウェイが配置されている前記転送パスの前記メトリック値を前記オリジナルの値へ戻すステップをさらに含む、請求項1または2に記載の方法。
  4. 前記SDNコントローラにより、前記ターゲットゲートウェイが配置されている前記転送パスの前記メトリック値を前記オリジナルの値へ戻す前記ステップは、
    前記第1のネットワークノードと前記第2のネットワークノードが、それぞれのルーティングテーブルにおいて、前記ターゲットゲートウェイにおけるあらかじめ設定されたルーティングプロトコルのルーティングメトリックパラメータと前記オリジナルの値との間の対応に従って、前記ターゲットゲートウェイが配置されている前記転送パスの前記メトリック値を前記オリジナルの値に設定するように、前記SDNコントローラにより、前記あらかじめ設定されたルーティングプロトコルを使用することによって前記ルーティングメトリックパラメータと前記オリジナルの値との間の対応を前記第1のネットワークノードおよび前記第2のネットワークノードへ公開するように前記ターゲットゲートウェイをトリガするように、前記あらかじめ設定されたネットワークコンフィギュレーションプロトコルを使用することによって前記ルーティングメトリックパラメータの前記値を前記オリジナルの値へ戻すステップを含む、請求項3に記載の方法。
  5. 前記SDNコントローラにより、前記第1のネットワークノードによって送信され、前記第2のネットワークノードの媒体アクセス制御(MAC)アドレスを獲得することを要求するために使用されるARP要求を受信するステップと、
    前記SDNコントローラにより、前記ARP要求において伝送された前記第1のネットワークノードのインターネットプロトコル(IP)アドレスとMACアドレスとに従ってARP学習を行うステップと、
    前記SDNコントローラにより、前記ARP要求において伝送された前記第2のネットワークノードのIPアドレスに従って前記第2のネットワークノードの前記MACアドレスを探索するステップと、
    前記SDNコントローラにより、前記SDNゲートウェイグループにおける前記ARPエントリを更新するために、学習されたARPエントリを前記SDNゲートウェイグループへ配信するステップと、
    前記SDNコントローラにより、前記第2のネットワークノードの前記MACアドレスに従って、前記第2のネットワークノードの前記MACアドレスを伝送するARP応答を前記第1のネットワークノードへ送信するステップと、
    をさらに備える、請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。
  6. ターゲットゲートウェイの第1の状態を獲得するように構成された獲得モジュールであって、前記第1の状態は前記ターゲットゲートウェイにおけるアドレス解決プロトコル(ARP)エントリが更新される必要があることを示し、前記ターゲットゲートウェイはソフトウェア定義ネットワーキング(SDN)ゲートウェイグループに属し、前記SDNゲートウェイグループは第1のネットワークノードと第2のネットワークノードとの間で送信されるトラフィックを転送するために使用され、前記SDNゲートウェイグループは複数のゲートウェイを備え、前記複数のゲートウェイ、前記第1のネットワークノード、および前記第2のネットワークノードの各々が、転送パスを形成し、前記複数のゲートウェイが配置されている複数の転送パスは、前記第1のネットワークノードと前記第2のネットワークノードとの間に複数の等コストパスを形成する、獲得モジュールと、
    前記第1の状態に従って前記ターゲットゲートウェイへARPエントリを送信するように構成された送信モジュールと、
    前記複数の等コストパスのうち前記ターゲットゲートウェイが配置されている転送パスのメトリック値をオリジナルの値から第1の値へ変更するように構成された第1の設定モジュールであって、前記第1のネットワークノードと前記第2のネットワークノードとの間で送信される前記トラフィックが、前記複数の等コストパスのうちメトリック値が前記第1の値よりも小さいパスへ切り替えられるように、前記第1の値は前記オリジナルの値よりも大きい、第1の設定モジュールと、
    を備えるネットワークデバイス。
  7. 前記第1の設定モジュールは、具体的には、前記第1のネットワークノードと前記第2のネットワークノードが、それぞれのルーティングテーブルにおいて、前記ターゲットゲートウェイにおけるあらかじめ設定されたルーティングプロトコルのルーティングメトリックパラメータと前記第1の値との間の対応に従って、前記ターゲットゲートウェイが配置されている前記転送パスの前記メトリック値を前記第1の値に設定するように、あらかじめ設定されたルーティングプロトコルを使用することによって前記ルーティングメトリックパラメータと前記第1の値との間の対応を前記第1のネットワークノードおよび前記第2のネットワークノードへ公開するように前記ターゲットゲートウェイをトリガするように、あらかじめ設定されたネットワークコンフィギュレーションプロトコルを使用することによって前記ルーティングメトリックパラメータの値を前記第1の値に設定するように構成される、請求項6に記載のデバイス。
  8. 前記送信モジュールによりARPエントリを前記ターゲットゲートウェイへ送信するプロセスが終了した後、前記ターゲットゲートウェイが配置されている前記転送パスの前記メトリック値を前記オリジナルの値へ戻すように構成された第2の設定モジュールをさらに備える、請求項6または7に記載のデバイス。
  9. 前記第2の設定モジュールは、具体的には、前記第1のネットワークノードと前記第2のネットワークノードが、それぞれのルーティングテーブルにおいて、前記ターゲットゲートウェイにおけるあらかじめ設定されたルーティングプロトコルのルーティングメトリックパラメータと前記オリジナルの値との間の対応に従って、前記ターゲットゲートウェイが配置されている前記転送パスの前記メトリック値を前記オリジナルの値に設定するように、前記あらかじめ設定されたルーティングプロトコルを使用することによって前記ルーティングメトリックパラメータと前記オリジナルの値との間の対応を前記第1のネットワークノードおよび前記第2のネットワークノードへ公開するように前記ターゲットゲートウェイをトリガするように、前記あらかじめ設定されたネットワークコンフィギュレーションプロトコルを使用することによって前記ルーティングメトリックパラメータの前記値を前記オリジナルの値へ戻すように構成される、請求項8に記載のデバイス。
  10. 前記第1のネットワークノードによって送信され、前記第2のネットワークノードの媒体アクセス制御(MAC)アドレスを獲得することを要求するために使用されるARP要求を受信し、
    前記ARP要求において伝送された前記第1のネットワークノードのIPアドレスとMACアドレスとに従ってARP学習を行い、
    前記ARP要求において伝送された前記第2のネットワークノードのインターネットプロトコル(IP)アドレスに従って、前記第2のネットワークノードの前記MACアドレスを探索し、
    前記SDNゲートウェイグループにおけるARPエントリを更新するために、学習されたARPエントリを前記SDNゲートウェイグループへ配信し、
    前記第2のネットワークノードの前記MACアドレスに従って、前記第2のネットワークノードの前記MACアドレスを伝送するARP応答を前記第1のネットワークノードへ送信する
    ように構成されたARP更新モジュールをさらに備える、請求項6から9のいずれか一項に記載のデバイス。
  11. ソフトウェア定義ネットワーキング(SDN)コントローラ、ターゲットゲートウェイ、SDNゲートウェイグループ、第1のネットワークノード、および第2のネットワークノードを備え、
    前記SDNコントローラは、前記ターゲットゲートウェイの第1の状態を獲得するように構成され、前記第1の状態は前記ターゲットゲートウェイにおけるアドレス解決プロトコル(ARP)エントリが更新される必要があることを示し、前記ターゲットゲートウェイは前記SDNゲートウェイグループに属し、前記SDNゲートウェイグループは前記第1のネットワークノードと前記第2のネットワークノードとの間で送信されるトラフィックを転送するために使用され、前記SDNゲートウェイグループは複数のゲートウェイを備え、前記複数のゲートウェイ、前記第1のネットワークノード、および前記第2のネットワークノードの各々が、転送パスを形成し、前記複数のゲートウェイが配置されている複数の転送パスは、前記第1のネットワークノードと前記第2のネットワークノードとの間に複数の等コストパスを形成し、
    前記SDNコントローラは、前記第1の状態に従って前記ターゲットゲートウェイへARPエントリを送信し、前記複数の等コストパスのうち前記ターゲットゲートウェイが配置されている転送パスのメトリック値をオリジナルの値から第1の値へ変更するようにさらに構成され、前記第1のネットワークノードと前記第2のネットワークノードとの間で送信される前記トラフィックが、前記複数の等コストパスのうちメトリック値が前記第1の値よりも小さいパスへ切り替えられるように、前記第1の値は前記オリジナルの値よりも大きい、ネットワーク通信システム。
  12. 前記SDNコントローラは、請求項6から10のいずれか一項に記載のネットワークデバイスである、請求項11に記載のシステム。
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