JP2019004357A - 通信制御装置、通信制御方法、及び、通信制御プログラム - Google Patents
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Abstract
Description
のフローをFlowModで指定された別の経路へと転送するようになる。これによって、経路変更の対象のフローの経路が変更される。
ーラのCPUの負荷が増大し、経路変更対象のフローに加え、OFコントローラのCPUで処理される他のフローも転送遅延が大きくなる可能性がある。
図1は、第1実施形態に係る通信システム100のシステム構成の一例を示す図である。通信システム100は、例えば、SDNのネットワークである。通信システム100は、例えば、OFスイッチ#1〜#5と、OFスイッチを制御するOFコントローラ1と、映像配信サーバ3と、端末4とを含む。OFスイッチ#1〜#5は、区別されない場合には、OFスイッチ2と表記する。以下、OFコントローラ1、OFスイッチ2を、それぞれ、コントローラ1、スイッチ2と称する。OFコントローラ1は、「通信制御装置」の一例である。OFスイッチ2は、「制御対象のスイッチ」の一例である。
又は論理的に分離されている。コントローラ1とスイッチ2との間の制御信号が流れるネットワークを制御プレーンという。スイッチ2間で中継されるユーザ信号が流れるネットワークをデータプレーンという。図1では、制御プレーンの通信は二重線で、データプレーンの通信は一重線で示されている。PacketIn、PacketOut、FlowMod等のOFメッセージは制御プレーンを流れる。
、通信システム100の接続関係、IPアドレスの割当は、図1に示されるものを前提とする。
い。そのため、第1実施形態では、ルート#1は優先ルートとして用いられる。ルート#2は迂回ルートとして用いられる。初期状態では、フローA、フローBは優先ルートであるルート#1を通過するように、各スイッチ2は設定されている。
wModを用いて行われる。スイッチ#1がフローテーブルの設定の対象となるのは、スイッチ#1がルート#1とルート#2との分岐点に位置するスイッチ2であるためである。
パケットを含むPacketInに対してPacketOutで応答する処理を、コントローラ1が備えるPLDに実行させる。これによって、PacketInの処理によるCPUへの処理負荷を低減させることができる。
図3は、負荷情報パケットのフォーマットの一部の一例を示す図である。負荷情報パケットは、スイッチ2からコントローラ1への負荷情報の送信に用いられるパケットである。したがって、負荷情報パケットは、制御プレーンを流れるパケットである。スイッチ2は、所定の周期で負荷情報パケットをコントローラ1に送信する。負荷情報パケットの送信周期は、例えば、1秒から数十秒の間で通信システム100の管理者によって任意に設定される。
図5は、コントローラ1のハードウェア構成の一例を示す図である。コントローラ1は、例えば、専用又は汎用のコンピュータである。コントローラ1は、CPU 101、メモリ102、PLD 103、ネットワークインタフェース104、外部記憶装置インタフェース105、入出力装置インタフェース106を備える。CPU 101、メモリ102、PLD 103、ネットワークインタフェース104、外部記憶装置インタフェース105、入出力装置インタフェース106は、バスによって電気的に接続される。
ば、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)を含む。RAMは、例えば、DRAM(Dynamic RAM)、SRAM(Static RAM)、SDRAM(Synchronous
DRAM)、のような半導体メモリである。メモリ102は、CPU 101に、ROMや外部記憶装置に格納されているプログラムをロードする作業領域を提供したり、バッファとして用いられたりする。
バイス」はプログラミング可能な論理回路に限定されず、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)等のプログラミング可能でない論理回路であってもよい。
トワークプロセッサ等のプロセッサを備えてもよい。
づくことに限定されない。
ステム100内を流れているフローに関する情報を保持する。フロー管理テーブル19は、例えば、メモリ102に保持されている。
図11A及び図11Bは、転送制御部15の処理のフローチャートの一例である。図11A及び図11Bに示される処理は、所定の周期で実行される。図11A及び図11Bに示される処理の実行周期は、例えば、10ミリ秒から1秒の間で通信システム100の管理者によって任意に設定される。図11A及び図11Bに示される処理の実行周期は、例えば、スイッチ2の負荷情報パケットの送信周期と同じであってもよい。
」である場合には、パケットバッファ14B内に対象フローのパケットが蓄積されているからである。
2:YES)、処理がOP13に進む。パケットバッファ14B内に対象フローのパケットが蓄積されていない場合には(OP12:NO)、処理がOP14に進む。
13に指示する。該当のスイッチ2は、例えば、優先ルートと迂回ルートとの分岐点に位置するスイッチ2である。OP18の処理は、OP14の処理と同様である。
具体例として、図1に示される通信システム100において、映像配信サーバ3から端末4へのフローA、フローBの経路が変更される場合について説明する。フローAは、フローBよりも優先度が高く、フロー種別「低遅延」のフローである。フローBは、フロー種別「通常」のフローである。
トがPacketInによってコントローラ1へ転送されると、コントローラ1のPLD転送処理部13は、例えば、フローBのパケットの出力ポートとしてルート#2に接続されるポートを指定するPacketOutをスイッチ#1に送信する。
してもよい。そのため、図16に示されるスイッチ#1のフローテーブルには、スイッチ
#1のポート#1からフローAのパケットが入力された場合には、ルート#1に接続するポート#10に出力することを示す登録番号「1」のエントリが格納されている。
て、フロー種別「低遅延」であるフローAの通信形態を通信形態番号「2」の通信形態に変更することを判定する(図11B、OP11:YES)。すなわち、コントローラ1は、フローAについてのパケット転送処理をPLD転送処理部13に実行させることを判定する。
更することを判定する(図11B、OP17:YES)。すなわち、コントローラ1は、フローBのパケットは転送せずにコントローラ1のパケットバッファ14Bにバッファされるように変更することを判定する。
をスイッチ#1に転送する(図11B、OP12:YES、OP13)。
第1実施形態では、コントローラ1は、優先ルートが混雑してきた場合に、優先度の低いフローの経路を迂回ルートに変更する制御を行う。この経路変更は、第1実施形態では、スイッチ2に経路変更の対象のフローのパケットをPacketInによってコントローラ1に転送させ、コントローラ1がPacketOutによってスイッチ2における当該パケットの出力ポートを指定することで行われる。第1実施形態では、経路変更の対象のフローについてPacketIn、PacketOutに関わるパケット転送処理を、処理速度の速いコントローラ1のPLD 103に実行させる。
第1実施形態では、PacketInに対象のパケット本体が含まれていることを前提として説明された。ただし、PacketInは、対象のパケット本体を含めなくても用いることができる。第1実施形態において説明された技術は、パケット本体が含まれていないPacketInが用いられる場合でも適用可能である。
CPUは、MPU(Microprocessor)、プロセッサとも呼ばれる。CPUは、単一のプロセッサに限定される訳ではなく、マルチプロセッサ構成であってもよい。また、単一のソケットで接続される単一のCPUがマルチコア構成を有していても良い。上記各部の少なくとも一部の処理は、CPU以外のプロセッサ、例えば、DSP、NPU(Network Processing Unit)等の専用プロセッサで行われても良い。
コンピュータその他の機械、装置(以下、コンピュータ等)に上記いずれかの機能を実現させるプログラムをコンピュータ等が読み取り可能な記録媒体に記録することができる。コンピュータ等に、この記録媒体のプログラムを読み込ませて実行させることにより、その機能を提供させることができる。
ンピュータ等に固定された記録媒体としても利用可能である。
2 OpenFlowスイッチ
11 通信部
12 負荷情報管理部
13 PLD転送処理部
14 CPU転送処理部
14B パケットバッファ
15 転送制御部
16 負荷情報管理テーブル
17 トポロジ情報テーブル
18 振分判定テーブル
19 フロー管理テーブル
101 CPU
102 メモリ
103 PLD
Claims (7)
- 制御対象の複数のスイッチそれぞれの負荷情報を受信する受信部と、
所定の処理のロジックを実行するロジックデバイスと、
第1の条件が前記負荷情報によって満たされた場合に、前記複数のスイッチのうちの第1のスイッチから受信されるパケットの経路情報の要求について、前記第1の条件が満たされた場合の経路への前記パケットの出力指示を前記第1のスイッチに通知する処理を前記所定の処理として前記ロジックデバイスに実行させるプロセッサと、
を備える通信制御装置。 - 前記プロセッサは、
前記第1の条件が前記負荷情報によって満たされた場合に、前記第1のスイッチとして、前記パケットが属するフローの経路である第1の経路と前記第1の条件が満たされた場合に前記第1の経路の代わりに用いられる第2の経路との分岐点に位置するスイッチに、前記パケットの経路情報の要求の送信指示を送信し、前記第1のスイッチからの前記パケットの経路情報の要求に対して、前記第2の経路に接続される前記第1のスイッチのポートを出力ポートとして指定する前記パケットの出力指示を前記第1のスイッチに通知する処理を前記ロジックデバイスに実行させる、
請求項1に記載の通信制御装置。 - 前記複数のスイッチ間を流れる複数のフローの種別それぞれについて、前記複数のフローの種別のそれぞれで異なる前記第1の条件と、前記第1の条件が満たされた場合の経路に関する情報と、を保持する記憶部をさらに備え、
前記プロセッサは、前記第1の条件が満たされたフローについて、前記第1のスイッチから受信されるパケットの経路情報の要求に対して、前記第1の条件が満たされた場合の経路への前記パケットの出力指示を前記第1のスイッチに通知する処理を前記所定の処理として前記ロジックデバイスに実行させる、
請求項1又は2に記載の通信制御装置。 - 前記第1の条件は、前記第1の経路の混雑度に関する条件であって、
前記プロセッサは、
前記第1の経路の宛先の処理負荷に関する第2の条件が前記負荷情報によって満たされた場合に、前記第1のスイッチからのパケットの経路情報の要求を前記ロジックデバイスに入力せずに、バッファに蓄積する、
請求項2に記載の通信制御装置。 - 前記複数のスイッチ間を流れる複数のフローの種別それぞれについて、前記複数のフローの種別のそれぞれで異なる前記第1の条件と、前記第1の条件が満たされた場合の経路の情報と、を保持し、前記複数のフローの種別のうちより優先度の低いフローの種別それぞれについては、前記第1の経路の宛先の処理負荷に関する第2の条件をさらに保持する記憶部をさらに備え、
前記プロセッサは、前記第1の条件が満たされたフローについて、前記第1のスイッチから受信されるパケットの経路情報の要求について、前記第1の条件が満たされた場合の経路への前記パケットの出力指示を前記第1のスイッチに通知する処理を前記所定の処理として前記ロジックデバイスに実行させ、前記第2の条件が満たされたフローについて、前記第1のスイッチからのパケットの経路情報の要求を前記ロジックデバイスに入力せずに、バッファに蓄積する、
請求項4に記載の通信制御装置。 - 制御対象の複数のスイッチそれぞれの負荷情報を受信し、
第1の条件が前記負荷情報によって満たされた場合に、所定の処理のロジックを実行するロジックデバイスに、前記複数のスイッチのうちの第1のスイッチから受信されるパケットの経路情報の要求について、前記第1の条件が満たされた場合の経路への前記パケットの出力指示を前記第1のスイッチに通知する処理を前記所定の処理として実行させる、通信制御方法。 - プロセッサに、
制御対象の複数のスイッチそれぞれの負荷情報を受信させ、
第1の条件が前記負荷情報によって満たされた場合に、所定の処理のロジックを実行するロジックデバイスに、前記複数のスイッチのうちの第1のスイッチから受信されるパケットの経路情報の要求について、前記第1の条件が満たされた場合の経路への前記パケットの出力指示を前記第1のスイッチに通知する処理の前記所定の処理としての実行を指示させる、
ための通信制御プログラム。
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