JP5573942B2 - 通信システム、ノード、制御サーバ、通信方法およびプログラム - Google Patents
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Description
本発明は、日本国特許出願:特願2010−060898号(2010年3月17日出願)の優先権主張に基づくものであり、同出願の全記載内容は引用をもって本書に組み込み記載されているものとする。
本発明は、通信システム、ノード、制御サーバ、通信方法およびプログラムに関し、特に、ネットワークに配置されたノードによりパケットを転送して通信を実現する通信システム、ノード、制御サーバ、通信方法およびプログラムに関する。
上記受信パケットの経路の決定依頼を受けたオープンフローコントローラは(図26のs2 Packet−In参照)、受信パケットの転送経路を決定する。前記受信パケットおよび同一フローに属する後続パケットをホスト(B)に転送するには、前記転送経路上にあるすべてのオープンフロースイッチ(図26のノード#1およびノード#2)に、フローエントリを設定する必要がある。このために、ユーザパケットの転送を開始するまでに時間がかかってしまうという問題点がある。
続いて、本発明の第1の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図1は、本発明の第1の実施形態に係る通信システムの構成を示す図である。図1を参照すると、2つのノード10と、制御装置(コントローラ)20と、ノード10を経由して通信するホスト(A)、(B)が示されている。なお、図1の例では、2つのノード10と、制御装置(コントローラ)20と、2つのホスト(Host(A)、Host(B))を示しているが、それぞれの数は、あくまで例示であり、それぞれ任意の数とすることができる。
Tf: FlowMod (Add)によるフロー設定処理時間
Tb: Barrier Request処理時間
Tsc: ノード−コントローラ遅延
Tcs: コントローラ−ノード遅延
Tc: コントローラパス計算時間
Tl: ノード間/ノード−ホストリンク遅延
N : フロー設定対象ノード数
Tsetup0=Tsc+Tc+N(Tcs+Tf+Tb+Tsc+Tl)
Tsetup=Tsc+Tc+Tcs+N(Tf+Tl)
両式を対比すると明らかなとおり、本発明の方が、処理規則を設定する際の遅延Tcsが1回で済むのと、Barrier Request/Replyのための処理時間Tb+応答遅延Tscが不要となる点で有利である。
続いて、本発明の第2の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。上記本発明の第1の実施形態では、前記問い合わせ(処理規則列の作成要求)を受けた制御装置(コントローラ)20がFlow Mod(Add)メッセージを送信することにより1stホップのノードにフローエントリの設定を行っていたが、本実施形態では、Flow Mod(Add)メッセージを用いない別の方法を採用している。なお、第2の実施形態のノード10および制御装置(コントローラ)20の構成は、上記第1の実施形態と同等であるので、説明を省略する。
以上、本発明の第1、第2の実施形態を説明したが、制御装置(コントローラ)20にて作成される経路上のノード数が増大すると、処理規則列も長大となり、最大フレーム長を超えてしまうことが考えられる。以下、より多くのノードに処理規則を設定できるように変更を加えた第3の実施形態について説明する。
続いて、受信したパケットに含まれる処理規則列の正当性を検証する機能を追加した本発明の第4の実施形態について説明する。以下、本実施形態の基本的な構成は、第3の実施形態と同一であるので、以下、その相違点を中心に説明する。
続いて、処理規則列が含まれるパケットが経路の途中で何らかの事由により廃棄されてしまうパケットロスの問題を考慮した本発明の第5の実施形態について説明する。本実施形態は、第1〜第4の実施形態と同一の構成にて実現可能であるので、以下、その概要を説明する。
[第1の形態]
(上記第1の視点による通信システム参照)
[第2の形態]
第1の形態において、
前記処理規則列は、データ転送ネットワークの複数のノードがそれぞれの処理規則記憶部に設定すべき処理規則で構成されている通信システム。
[第3の形態]
第1、第2の形態において、前記各ノードは、前記処理規則列中の各処理規則に対応付けられたノード識別子に基づいて、自装置が設定すべき処理規則を特定する通信システム。
[第4の形態]
第1〜第3のいずれか一の形態において、前記各ノードは、前記処理規則列に添付された出力先情報に基づいて、前記処理規則列を含むパケットを転送する通信システム。
[第5の形態]
第1〜第4の形態のいずれか一の形態において、前記パケットには、最終ホップのノードの情報が含まれており、前記最終ホップのノードが前記処理規則列を削除または前記パケットの転送を停止する通信システム。
[第6の形態]
第2、第4、第5の形態のいずれか一の形態において、前記処理規則列中の処理規則は、前記パケットの転送経路上のノードの順番で並べられており、前記各ノードが、順次、自装置の処理規則記憶部に設定した処理規則の前記パケットからを削除または前記パケットの所定領域に当該処理規則が使用済みであることを書き込むことにより、各ノードがそれぞれ設定すべき処理規則を特定する通信システム。
[第7の形態]
第1〜第6の形態のいずれか一の形態において、前記処理規則列は、追加ヘッダの形態でユーザパケットに付加されている通信システム。
[第8の形態]
第1〜第7の形態のいずれか一の形態において、前記パケットには、前記処理規則列または個々の処理規則の正当性を示す電子署名が付加されており、前記各ノードは、前記処理規則列または個々の処理規則の電子署名の正当性を検証し、前記正当性が確認された場合に前記処理規則の設定を行う通信システム。
[第9の形態]
第1〜第8の形態のいずれか一の形態において、前記処理規則列を含むパケットの起点となるノードに対し、前記処理規則列または前記処理規則列を含むパケットを作成して送信する制御装置を含む通信システム。
[第10の形態]
第1〜第9の形態のいずれか一の形態において、前記制御装置は、前記パケットの経路上の複数のノードに対し、同一のノードに設定すべき処理規則を含む処理規則列、または、前記同一ノードに設定すべき処理規則列を含むパケット、を作成して送信する通信システム。
[第11の形態]
(上記第2の視点によるノード参照)
[第12の形態]
第11の形態において、
前記処理規則列は、データ転送ネットワークの複数のノードがそれぞれの処理規則記憶部に設定すべき処理規則で構成されているノード。
[第13の形態]
第11、第12の形態において、前記処理規則列中の各処理規則に対応付けられたノード識別子に基づいて、自装置が設定すべき処理規則を特定するノード。
[第14の形態]
第11〜第13のいずれか一の形態において、前記処理規則列に添付された出力先情報に基づいて、前記処理規則列を含むパケットを転送するノード。
[第15の形態]
第11〜第14の形態のいずれか一の形態において、前記パケットに含まれる最終ホップのノードの情報が、自装置が最終ホップのノードであることを示す場合、前記処理規則列を削除または前記パケットの転送を停止するノード。
[第16の形態]
第12、第14、第15の形態のいずれか一の形態において、前記処理規則列中の処理規則は、前記パケットの転送経路上のノードの順番で並べられており、前記各ノードが、順次、前記処理規則列からの処理規則の削除または前記パケットの所定領域に当該処理規則が使用済みであることを書き込むことにより、各ノードがそれぞれ設定すべき処理規則を特定するノード。
[第17の形態]
第11〜第16の形態のいずれか一の形態において、ユーザパケットに付加された追加ヘッダに格納されている処理規則列から、自装置の処理規則記憶部に設定すべき処理規則を取り出して設定するノード。
[第18の形態]
第11〜第17の形態のいずれか一の形態において、前記パケットに付加された前記処理規則列または自装置に設定すべき処理規則の電子署名の正当性を検証し、前記正当性が確認された場合に前記処理規則の設定を行うノード。
[第19の形態]
(上記第3の視点による制御サーバ参照)
[第20の形態]
第19の形態において、データ転送ネットワークの複数のノードがそれぞれの処理規則記憶部に設定すべき処理規則で構成した処理規則列を作成する制御サーバ。
[第21の形態]
第19、第20の形態において、前記処理規則列として、処理規則と当該処理規則を設定すべきノードのノード識別子とを対応付けたパケットを送信する制御サーバ。
[第22の形態]
第19〜第21のいずれか一の形態において、前記処理規則列に、前記処理規則列を含むパケットの転送先を示す出力先情報を添付する制御サーバ。
[第23の形態]
第19〜第22のいずれか一の形態において、最終ホップのノードに、前記処理規則列を削除または前記パケットの転送を停止させるための最終ホップのノードの情報を含んだパケットを送信する制御サーバ。
[第24の形態]
第20、第22、第23のいずれか一の形態において、前記パケットの転送経路上のノードの順番で処理規則を並べた処理規則列を作成する制御サーバ。
[第25の形態]
第19〜第24のいずれか一の形態において、前記処理規則列を追加ヘッダの形態でユーザパケットに付加する制御サーバ。
[第26の形態]
第19〜第25のいずれか一の形態において、前記処理規則列または個々の処理規則の正当性を示す電子署名を付加したパケットを送信する制御サーバ。
[第27の形態]
第19〜第26のいずれか一の形態において、前記パケットの経路上の複数のノードに対し、同一のノードに設定すべき処理規則を含む処理規則列、または、前記同一ノードに設定すべき処理規則列を含むパケット、を作成して送信する制御サーバ。
[第28の形態]
(上記第4の視点による通信方法参照)
[第29の形態]
(上記第5の視点によるプログラム参照)
[第30の形態]
(上記第6の視点によるプログラム参照)
11 制御装置通信部
12 フローテーブル管理部
13 フローテーブル
14 パケットバッファ
15 転送処理部
20、20a 制御装置
21 フローエントリデータベース(フローエントリDB)
22 トポロジ管理部
23 経路・アクション計算部
24 フローエントリ管理部
25 制御メッセージ処理部
26 ノード通信部
31 ユーザパケット
32 処理規則列ヘッダ付きパケット
33、33a 処理規則列ヘッダ
151 フロー設定情報処理部
152 フロー設定情報抽出部
153 テーブル検索部
154 アクション実行部
155 パケット遅延部
156 署名検証部
251 メッセージ解析・処理部
252 メッセージ生成部
253 フローエントリ集約部
254 署名生成部
Claims (28)
- パケットの転送経路の少なくとも一部を構成する複数のノードを含み、
前記複数のノードにおけるノードは、
前記複数のノードの各々で実行されるパケット処理に関する複数の処理規則が設定されたパケットから、前記ノードに対応する処理規則を抽出可能な第1の手段と、
前記複数の処理規則が未設定の場合に、パケットに対応する処理規則を制御装置に要求し、当該要求に対して前記制御装置から通知された前記複数の処理規則を含めてパケット転送を実行可能な第2の手段と
を含むことを特徴とする通信システム。 - 前記複数の処理規則は、前記複数のノードの各々が記憶部に設定すべき処理規則で構成されている請求項1の通信システム。
- 前記ノードは、前記複数の処理規則の各々の処理規則に対応付けられたノード識別子に基づいて、前記ノードが設定すべき処理規則を特定する請求項1または2の通信システム。
- 前記パケットには、最終ホップのノードの情報が含まれており、前記最終ホップのノードが前記複数の処理規則を削除またはパケット転送を停止する請求項1から3いずれか一の通信システム。
- 前記複数の処理規則中の処理規則は、前記転送経路上のノードの順番で並べられており、
前記ノードが、記憶部に設定した処理規則の前記パケットからの削除または前記パケットの所定領域に当該処理規則が使用済みであることを書き込むことにより、前記複数のノードの各々が、設定すべき処理規則を特定する請求項2または4の通信システム。 - 前記複数の処理規則は、追加ヘッダとして前記パケットに付加されている請求項1から5いずれか一の通信システム。
- 前記パケットには、前記複数の処理規則または個々の処理規則の正当性を示す電子署名が付加されており、
前記ノードは、前記複数の処理規則列または個々の処理規則の電子署名の正当性を検証し、前記正当性が確認された場合に前記処理規則の設定を行う請求項1から6いずれか一の通信システム。 - 前記複数の処理規則を含むパケットの起点となるノードに対し、前記複数の処理規則または前記複数の処理規則を含む前記パケットを作成して送信する前記制御装置を含む請求項1から7いずれか一の通信システム。
- 前記制御装置は、前記パケットの経路上の複数のノードに対し、同一のノードに設定すべき処理規則を含む前記複数の処理規則または前記同一ノードに設置すべき前記複数の処理規則を含む前記パケットを作成して送信する請求項8の通信システム。
- パケットを転送するノードであって、
パケットの転送経路の少なくとも一部を構成する複数のノードの各々で実行されるパケット処理に関する複数の処理規則が設定されたパケットから、前記ノードに対応する処理規則を抽出可能な第1の手段と、
前記複数の処理規則が未設定の場合に、パケットに対応する処理規則を制御装置に要求し、当該要求に対して前記制御装置から通知された前記複数の処理規則を含めてパケット転送を実行可能な第2の手段と
を含むことを特徴とするノード。 - 前記複数の処理規則は、前記複数のノードの各々が記憶部に設定すべき処理規則で構成されている請求項10のノード。
- 前記複数の処理規則の各々の処理規則に対応付けられたノード識別子に基づいて、前記ノードが設定すべき処理規則を特定する請求項10または11のノード。
- 前記パケットに含まれる最終ホップのノードの情報が、前記ノードが最終ホップのノードであることを示す場合、前記複数の処理規則を削除またはパケット転送を停止する請求項11または12のノード。
- 前記複数の処理規則中の処理規則は、前記転送経路上のノードの順番で並べられており、
前記ノードが、前記複数の処理規則からの処理規則の削除または前記パケットの所定領域に当該処理規則が使用済みであることを書き込むことにより、前記複数のノードの各々が設定すべき処理規則を特定する請求項11または13のノード。 - 前記パケットに付加された追加ヘッダに格納されている前記複数の処理規則から、前記ノードの記憶部に設定すべき処理規則を取り出して設定する請求項10から14いずれか一のノード。
- 前記パケットに付加された前記複数の処理規則または前記ノードに設定すべき処理規則の電子署名の正当性を検証し、前記正当性が確認された場合に前記処理規則の設定を行う請求項10から15いずれか一のノード。
- パケットの転送経路の少なくとも一部を構成する複数のノードの各々で実行されるパケット処理に関する複数の処理規則が未設定のパケットに対応する処理規則の設定要求を、前記複数のノードに含まれるノードから受信する第1の手段と、
前記設定要求に応じて、前記複数のノードの各々の記憶部に設定される前記複数の処理規則を前記ノードに通知可能な第2の手段と
を含む制御サーバ。 - 前記複数のノードがそれぞれの前記記憶部に設定すべき処理規則で構成された前記複数の処理規則を作成する請求項17の制御サーバ。
- 前記複数の処理規則として、処理規則と当該処理規則を設定すべきノードのノード識別子とを対応付けたパケットを前記ノードに通知する請求項17または18の制御サーバ。
- 最終ホップのノードに、前記複数の処理規則を削除または前記パケットの転送を停止させるための最終ホップのノードの情報を含んだパケットを送信する請求項17から19いずれか一の制御サーバ。
- 前記パケットの転送経路上のノードの順番で処理規則を並べた前記複数の処理規則を作成する請求項18または20の制御サーバ。
- 前記複数の処理規則を追加ヘッダとしてパケットに付加する請求項17から21いずれか一の制御サーバ。
- 前記複数の処理規則または個々の処理規則の正当性を示す電子署名を付加したパケットを送信する請求項17から22いずれか一の制御サーバ。
- 前記複数のノードに対し、同一のノードに設定すべき処理規則を含む前記複数の処理規則または前記同一ノードに設置すべき前記複数の処理規則を含むパケットを作成して送信する請求項17から23いずれか一の制御サーバ。
- パケットを転送するノードによる通信方法であって、
パケットの転送経路の少なくとも一部を構成する複数のノードの各々で実行されるパケット処理に関する複数の処理規則が設定されたパケットから、前記ノードに対応する処理規則を抽出し、
前記複数の処理規則が未設定の場合に、パケットに対応する処理規則を制御装置に要求し、
当該要求に対して前記制御装置から通知された前記複数の処理規則を含めてパケット転送を実行する
ことを特徴とする通信方法。 - パケットの転送経路の少なくとも一部を構成する複数のノードの各々で実行されるパケット処理に関する複数の処理規則が未設定のパケットに対応する処理規則の設定要求を、前記複数のノードに含まれるノードから受信し、
前記設定要求に応じて、前記複数のノードの各々の記憶部に設定される前記複数の処理規則を前記ノードに通知する
ことを特徴とする通信方法。 - パケットを転送するノードに、
パケットの転送経路の少なくとも一部を構成する複数のノードの各々で実行されるパケット処理に関する複数の処理規則が設定されたパケットから、前記ノードに対応する処理規則を抽出する処理と、
前記複数の処理規則が未設定の場合に、パケットに対応する処理規則を制御装置に要求し、当該要求に対して前記制御装置から通知された前記複数の処理規則を含めてパケット転送を実行する処理と
を実行させることを特徴とするプログラム。 - パケットを転送するノードを制御する制御サーバに、
パケットの転送経路の少なくとも一部を構成する複数のノードの各々で実行されるパケット処理に関する複数の処理規則が未設定のパケットに対応する処理規則の設定要求を、前記複数のノードに含まれるノードから受信する処理と、
前記設定要求に応じて、前記複数のノードの各々の記憶部に設定される前記複数の処理規則を前記ノードに通知する処理と
を実行させることを特徴とするプログラム。
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