JP5458038B2 - フロースイッチ、フロー制御システムおよびフロー制御方法 - Google Patents
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以下、本発明を実施するための形態(以下、実施の形態という)について説明する。まず、図2を用いて、本実施の形態のフロー制御システムの概要を説明する。
次に、図3を用いて、フロースイッチ10およびフロー制御装置20の構成を説明する。フロースイッチ10は、フローエントリ情報130に従いフロー制御を行うスイッチであり、その機能は、入出力部11、処理部12および記憶部13に分けられる。入出力部11は、他のフロースイッチ10との間でフローのパケットの送受信を行ったり、フロー制御装置20から各種設定指示を受信したりするための通信インタフェースである。処理部12は、記憶部13のフローエントリ情報130を参照して、フロー制御を行う。記憶部13は、フローエントリ情報130を記憶する。
第1のフローエントリ情報131は、フロー識別情報としてフローの宛先IPアドレスを用いる。そして、この宛先IPアドレスごとに、当該宛先IPアドレスへのフローに対する処理内容として、当該フローの送信元MACアドレスおよび宛先MACアドレスのフィールドの値を、当該宛先IPアドレスの外部装置30に接続するエッジスイッチのID(スイッチンスタンスID)に書き換えることと、当該フローを、所定の転送経路へ転送することとが設定される。この第1のフローエントリ情報131のフローエントリの内容を、表1を用いて説明する。
第2のフローエントリ情報132は、コアNW内のフローに関するフローエントリを示す情報である。この第2のフローエントリ情報132は、フロー識別情報としてフローに付されるスイッチンスタンスIDを用いる。そして、当該フローへの処理内容として、当該フローを、当該スイッチンスタンスIDに対応するエッジノードへの転送経路へ転送することが設定される。この第2のフローエントリ情報132のフローエントリの内容を、表3を用いて説明する。
第3のフローエントリ情報133は、コアNWからエッジNWへ流出するフローに関するフローエントリを示す情報である。この第3のフローエントリ情報133は、フロー識別情報としてフローの宛先IPアドレスを用いる。そして、当該フローへの処理内容として、当該フローを、当該宛先IPアドレスの外部装置30へ出力することが設定される。この第3のフローエントリ情報133のフローエントリの内容を、表5を用いて説明する。
フロー制御装置20は、フロースイッチ10を制御する装置であり、その機能は、入出力部21、処理部22および記憶部23に分けられる。入出力部21は、各フロースイッチ10へ各種設定指示を送信したり、各フロースイッチ10からトポロジ情報230の元となる情報を受信したりするためのインタフェースである。処理部22は、主に、各フロースイッチ10へ各種設定指示を送信する。また、記憶部23は、外部装置情報231を含むトポロジ情報230を記憶する。
図4を用いて、図3のフロー制御システムの処理手順を説明する。ここでは、OpenFlowネットワークにおけるフロー制御を例として説明する。フロースイッチ10には、OFS(Open Flow Switch)を用い、フロー制御装置20には、OFC(Open Flow Controller)を用いる。なお、スイッチンスタンスIDとして、DPID(データパスID。64bit)を用いる。このDPIDは、OpenFlowにおいてOFSの識別情報としてを用いられるIDである。このDPIDは、例えば、パケットの送信元MACアドレスおよび宛先MACアドレスのフィールドの96bit中、先頭の64bitに格納し、残りの32bitには「0」を格納する。さらに、このフロースイッチ10には、ARP(Address Resolution Protocol)の代理機能を設ける。つまり、外部装置30からのARP要求を受信したフロースイッチ10は、このARP要求をフロー制御装置20に転送し、フロー制御装置20は、ARP要求に対する応答を、送信元の外部装置30に返す。
11,21 入出力部
12,22 処理部
13,23 記憶部
20 フロー制御装置
30 外部装置
40 サービス利用者端末
121 フローエントリ更新部
122 フロー制御部
123 フローエントリ取得部
130 フローエントリ情報
131 第1のフローエントリ情報
132 第2のフローエントリ情報
133 第3のフローエントリ情報
221 フローエントリ情報設定部
222 トポロジ情報更新部
230 トポロジ情報
231 外部装置情報
Claims (5)
- ネットワーク内に設置され、前記ネットワーク内を流れる一連のパケットであるフローに対し、フローエントリ情報に基づきフロー制御を行うフロースイッチであって、
前記フローの宛先IPアドレスごとに、当該フローへの処理内容として、当該フローのMACアドレスフィールドの値を、前記フロースイッチのうち、当該宛先IPアドレスの外部装置に接続するエッジスイッチのIDであるスイッチインスタンスIDに書き換えることと、当該フローを、所定の転送経路へ転送することとを示した第1のフローエントリ情報、
前記フローに付されるスイッチインスタンスIDごとに、当該フローへの処理内容として、当該フローを、当該スイッチインスタンスIDに対応するエッジスイッチへの転送経路へ転送することを示した第2のフローエントリ情報、
および、
前記フローの宛先IPアドレスごとに、当該フローへの処理内容として、当該フローを、当該宛先IPアドレスの外部装置へ出力することを示した第3のフローエントリ情報、を記憶する記憶部と、
前記フローの送信および受信を行う入出力部と、
(1)前記入出力部経由で受信したフローが、自身のフロースイッチに接続される外部装置から、前記ネットワーク内の他のフロースイッチへのフローであるとき、当該フローの宛先IPアドレスと前記第1のフローエントリ情報とを参照して、当該フローのMACアドレスフィールドの値を、前記第1のフローエントリ情報に示される当該フローのスイッチインスタンスIDに書き換え、当該フローを、前記第1のフローエントリ情報に示される当該フローの転送経路に従い転送し、
(2)前記受信したフローが、前記ネットワーク内の他のフロースイッチから、別の他のフロースイッチへのフローであるとき、当該フローのスイッチインスタンスIDと前記第2のフローエントリ情報とを参照して、当該スイッチインスタンスIDを持つフローの転送経路に従い、当該フローを転送し、
(3)前記受信したフローが、前記ネットワーク内の他のフロースイッチから、自身のフロースイッチに接続される外部装置へのフローであるとき、当該フローの宛先IPアドレスと前記第3のフローエントリ情報とを参照して、当該フローを、前記入出力部経由で前記第3のフローエントリ情報に示される当該宛先IPアドレスの外部装置へ出力する、フロー制御部とを備えることを特徴とするフロースイッチ。 - 前記第1のフローエントリ情報は、
前記フローそれぞれの有効期限を示す情報を含み、
前記フロースイッチは、
前記第1のフローエントリ情報から、前記有効期限の過ぎたフローの情報を削除するフローエントリ更新部を備えることを特徴とする請求項1に記載のフロースイッチ。 - 請求項2に記載のフロースイッチと、前記フロースイッチの制御を行うフロー制御装置とを含むフロー制御システムであって、
前記フロースイッチは、
前記外部装置から、前記第1のフローエントリ情報に示されていない宛先IPアドレスのフローを受信したとき、当該宛先IPアドレスのフローのフローエントリの取得要求を前記フロー制御装置へ送信するフローエントリ取得部を備え、
前記フローエントリ更新部は、
前記フロー制御装置から、前記取得要求に対する応答を受信したとき、前記受信した応答に示される当該宛先IPアドレスのフローのフローエントリを、前記第1のフローエントリ情報に追加し、
前記フロー制御装置は、
前記フローの宛先IPアドレスごとに、前記フロースイッチのうち、当該宛先IPアドレスの外部装置に接続するエッジスイッチのIDであるスイッチインスタンスIDを示した外部装置情報と、当該エッジスイッチへの転送経路とを記憶する記憶部と、
前記フロースイッチから、前記フローエントリの取得要求を受け付けたとき、当該フローの宛先IPアドレスおよび前記外部装置情報を参照して、前記外部装置情報に示される当該フローのスイッチインスタンスIDを含むフローエントリと、当該宛先IPアドレスの外部装置に接続するエッジスイッチへの転送経路とを、前記取得要求の応答として、前記取得要求の送信元のフロースイッチへ送信するフローエントリ情報設定部とを備えることを特徴とするフロー制御システム。 - 前記フロー制御装置は、
前記外部装置および前記ネットワークのフロースイッチ同士の接続状態を示すトポロジ情報を収集し、前記収集したトポロジ情報を用いて前記外部装置情報を更新し、前記収集したトポロジ情報に基づき、前記エッジスイッチ間の転送経路を再計算する情報更新部を備え、
前記フローエントリ情報設定部は、
前記収集したトポロジ情報に基づき、前記フロースイッチそれぞれの前記第1のフローエントリ情報、第2のフローエントリ情報および第3のフローエントリ情報における各フローのスイッチインスタンスIDを更新し、前記再計算した転送経路により、前記第1のフローエントリ情報および第2のフローエントリ情報それぞれの各フローの転送経路を更新することを特徴とする請求項3に記載のフロー制御システム。 - ネットワーク内を流れる一連のパケットであるフローに対するフロー制御方法であって、
前記フローの宛先IPアドレスごとに、当該フローへの処理内容として、当該フローのMACアドレスフィールドの値を、フロースイッチのうち、当該宛先IPアドレスの外部装置に接続するエッジスイッチのIDであるスイッチインスタンスIDに書き換えることと、当該フローを、所定の転送経路へ転送することとを示した第1のフローエントリ情報、前記フローに付されるスイッチインスタンスIDごとに、当該フローへの処理内容として、当該フローを、当該スイッチインスタンスIDに対応するエッジスイッチへの転送経路へ転送することを示した第2のフローエントリ情報、および、前記フローの宛先IPアドレスごとに、当該フローへの処理内容として、当該フローを、当該宛先IPアドレスの外部装置へ出力することを示した第3のフローエントリ情報、を記憶する記憶部を備える前記フロースイッチが、
(1)入出力部経由で受信したフローが、自身のフロースイッチに接続される外部装置から、前記ネットワーク内の他のフロースイッチへのフローであるとき、当該フローの宛先IPアドレスと前記第1のフローエントリ情報とを参照して、当該フローのMACアドレスフィールドの値を、前記第1のフローエントリ情報に示される当該フローのスイッチインスタンスIDに書き換え、当該フローを、前記第1のフローエントリ情報に示される当該フローの転送経路に従い転送し、
(2)前記受信したフローが、前記ネットワーク内の他のフロースイッチから、別の他のフロースイッチへのフローであるとき、当該フローのスイッチインスタンスIDと前記第2のフローエントリ情報とを参照して、当該スイッチインスタンスIDを持つフローの転送経路に従い、当該フローを転送し、
(3)前記受信したフローが、前記ネットワーク内の他のフロースイッチから、自身のフロースイッチに接続される外部装置へのフローであるとき、当該フローの宛先IPアドレスと前記第3のフローエントリ情報とを参照して、当該フローを、前記第3のフローエントリ情報に示される当該宛先IPアドレスの外部装置へ出力することを特徴とするフロー制御方法。
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