JP5610247B2 - ネットワークシステム、及びポリシー経路設定方法 - Google Patents
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Description
なお、ネットワークシステムの制御方式の1つとして、外部の制御装置(コントロールプレーン)からノード装置(ユーザプレーン)を制御するCU(C:コントロールプレーン/U:ユーザプレーン)分離型ネットワークシステムが提案されている。
オープンフローネットワークシステムでは、OFC(OpenFlow Controller)等のコントローラが、OFS(OpenFlow Switch)等のスイッチのフローテーブルを操作することによりスイッチの挙動を制御する。コントローラとスイッチの間は、コントローラがオープンフロープロトコルに準拠した制御メッセージを用いてスイッチを制御するためのセキュアチャネル(Secure Channel)により接続されている。
以下に、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。
オープンフローにおいて、スイッチのフローテーブルにフローエントリを登録する方式は、大きく「Proactive型」と、「Reactive型」の2つの方式に分けられる。
図1に示すように、本発明に係るネットワークシステムは、コントローラ10と、スイッチ20(20−i、i=1〜n:nは台数)と、ルータ30と、中間装置(ミドルボックス)40と、端末50(50−j、j=1〜m:mは台数)とを含む。
以下に、本発明に係るネットワークシステムを実現するための具体的なハードウェアの例について説明する。
図1に示した物理ネットワーク(実ネットワーク)について説明する。
図1に示した論理ネットワーク(仮想ネットワーク)について説明する。
図1の論理ネットワークの動作(期待される動作)について説明する。
以上の目的のため、図2を参照し、端末「A」と端末「B」との間の通信(端末「A」→端末「B」)の経路設定の動作について説明する。
まず、コントローラ10は、仮想ネットワークにおいて、端末「A」と端末「B」との間の通信(端末「A」→端末「B」)にリダイレクトポリシーがあるかどうかを判断する。
このとき、コントローラ10は、端末「A」と端末「B」との間の通信(端末「A」→端末「B」)にリダイレクトポリシーがない場合には、端末「A」から端末「B」に向かって、端末「B」の宛先にマッチ(適合)するフローエントリを設定することで、転送フローを事前に設定する。
また、コントローラ10は、端末「A」と端末「B」との間の通信(端末「A」→端末「B」)にリダイレクトポリシーがある場合には、リダイレクトポリシーが設定されている仮想インターフェースとリダイレクト先の仮想インターフェースについてチェック(確認)する。
コントローラ10は、それらの仮想インターフェースが、端末やルータ、中間装置等の物理ポートにマッピングされているかどうかを判断する。すなわち、コントローラ10は、仮想ネットワーク上のポリシーが実際の物理スイッチのポートに対応するルールかどうか判定する。
コントローラ10は、それらの仮想インターフェースが両方とも物理ポートにマッピングされている場合(仮想ネットワーク上のポリシーが実際の物理スイッチのポートに対応するルールである場合)には、その2つの物理ポート間において、フローエントリの設定位置(ポリシー設定を行うインターフェース)を、入力側のインターフェースにマッピングされているスイッチポート(入力物理ポート)とし、リダイレクト先を出力側のインターフェースにマッピングされているスイッチポート(宛先物理ポート)として、フローエントリのマッチ条件をポリシーのマッチ条件(ポリシー条件)とする。すなわち、コントローラ10は、ポリシー設定を行うインターフェースを「入力物理ポート」、リダイレクト先のインターフェースを「宛先物理ポート」とし、マッチ条件を「ポリシー条件」とする。このとき、コントローラ10は、端末「A」、端末「B」のアドレスに関係なく、リダイレクトポリシーに対応するフローエントリをスイッチに設定することが可能である。
また、コントローラ10は、それらの仮想インターフェースのいずれか、若しくは、両者が仮想ポートにのみマッピングされている場合(仮想ネットワーク上のポリシーが実際の物理スイッチのポートに対応するルールでない場合)には、フロー設定が可能なように、物理情報を解決する。まず、コントローラ10は、仮想ネットワークにおいて、宛先が仮想ポートにマッピングされている場合には、その仮想ノードから端末「B」宛まで辿り、宛先となる物理ポートを得る。例えば、仮想ノードが仮想ブリッジ「vBR」120で、その先に端末「B」が接続されている場合には、端末「B」が接続されているポートが「宛先物理ポート」になる。このとき、コントローラ10は、仮想ネットワークを辿る際に、端末「A」、端末「B」のネットワークアドレス情報が必要になるため、ステーション検知(端末の検知)の際に、端末「A」又は端末「B」がARP等のパケットを送出した時にMACアドレスを学習し、そのMACアドレスを利用してリダイレクトポリシーに対応するフローエントリをスイッチに設定する。
次に、コントローラ10は、リダイレクト元の入力ポートが仮想ポートである場合には、入力物理ポートが得られるまで仮想ネットワークを辿る。例えば、コントローラ10は、端末「A」から中間装置「M1」140を経由し、仮想ブリッジ「vBR」120を経由して端末「B」に接続されている場合には、仮想ブリッジ「vBR」120から端末「A」に向かって辿り、中間装置「M1」140の物理ポートが得られたら、その物理ポートを「入力物理ポート」とする。
また、コントローラ10は、リダイレクト先がMACアドレスを持たない中間装置「M1」140の場合には、中間装置「M1」140の先に接続される端末「B」のアドレスが宛先アドレスになるため、仮想ネットワークを辿って「最終的な宛先MACアドレス」を取得する。
コントローラ10は、フローエントリの設定位置を中間装置「M1」140の物理ポートとし、リダイレクト先を端末「B」が接続されているポートとして、フローエントリのマッチ条件をポリシーのマッチ条件と宛先アドレス条件とする。すなわち、コントローラ10は、ポリシー設定を行うインターフェースを「入力物理ポート」、リダイレクト先のインターフェースを「宛先物理ポート」とし、マッチ条件を「ポリシー条件+宛先アドレス条件」とする。
次に、図1に示した構成例におけるフローエントリの設定について具体的に説明する。
まず、コントローラ10は、中間装置「M1」140を経由するポリシーについて求める。
次に、「条件2」で、仮想ブリッジ「vBR」120の仮想インターフェース「vp1」から、ルータ「R」130の出力ポート「ve1」へ転送される場合の設定について説明する。
図3を参照して、コントローラ10の構成例について説明する。
以上のように、本発明では、仮想ネットワークの構成情報において、物理スイッチに関連付けられた仮想インターフェースと、仮想ノード上でのみ定義される仮想インターフェースの間にリダイレクトされるポリシー経路制御に関して、仮想インターフェースの転送先に関連付けられる物理インターフェースを特定して、物理スイッチ内のポリシーフィルタとしてスイッチ動作を設定することで、新規フロー発生時にコントローラにパケットを転送することなく、仮想ネットワーク構成内で定義した任意のポリシー経路制御を実現する。
本発明により、物理ネットワーク構成に依存しない仮想ネットワークにおいて、ミドルボックス(ファイアウォールやセキュリティ機能等の中間装置)を任意に経由する柔軟な経路制御を、安定したネットワーク動作の下で実現することが可能になる。
以上、本発明の実施形態を詳述してきたが、実際には、上記の実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の変更があっても本発明に含まれる。
Claims (10)
- 端末と、
スイッチと、
所定のパケットをフローとして一律に制御するためのルールと動作が定義されたフローエントリを、前記スイッチのフローテーブルに設定するコントローラと
を含み、
前記コントローラは、
仮想ノードにより形成された仮想ネットワークの構成を管理する手段と、
前記仮想ネットワークの構成、前記端末の検知時に取得した当該端末の情報、及び、前記仮想ネットワークに設定されたリダイレクトポリシーに基づいて、前記所定のパケットの転送経路を決定し、前記転送経路に基づくフローエントリを、前記スイッチのフローテーブルに予め設定し、前記仮想ネットワークのリダイレクトポリシーを物理ネットワークに反映させる手段と
を具備する
ネットワークシステム。 - 請求項1に記載のネットワークシステムであって、
前記コントローラは、
前記リダイレクトポリシーが前記スイッチの物理インターフェースに対応するルールかどうか判定する手段と、
前記リダイレクトポリシーが前記スイッチのポートに対応するルールである場合、前記スイッチのフローテーブルに、前記リダイレクトポリシーに対応するフローエントリを設定する手段と、
前記リダイレクトポリシーが前記スイッチのポートに対応するルールでない場合、前記端末の検知時に取得した前記端末の情報を利用して前記スイッチのポートに対応するルールを解決し、前記スイッチのフローテーブルに、前記リダイレクトポリシーに対応するフローエントリを設定する手段と
を更に具備する
ネットワークシステム。 - 請求項2に記載のネットワークシステムであって、
前記コントローラは、
前記仮想ノードの仮想インターフェース間のリダイレクトポリシーと、前記スイッチの物理インターフェースに関連付けられた仮想インターフェースの情報とを基に、前記仮想ノードの仮想インターフェースの転送先に関連付けられる物理インターフェースを特定する手段と、
前記スイッチ内のポリシーフィルタとして、前記スイッチの物理インターフェースにおける動作が定義されたフローエントリを、前記スイッチのフローテーブルに設定する手段と
を更に具備する
ネットワークシステム。 - 仮想ノードにより形成された仮想ネットワークの構成及びリダイレクトポリシーを管理する手段と、
前記仮想ネットワークの構成、端末の検知時に取得した前記端末の情報、及び、前記仮想ネットワークに設定されたリダイレクトポリシーに基づいて、所定のパケットの転送経路を決定する手段と、
前記転送経路に基づいて、前記所定のパケットをフローとして一律に制御するためのルールと動作が定義されたフローエントリを、前記スイッチのフローテーブルに予め設定し、前記仮想ネットワークのリダイレクトポリシーを物理ネットワークに反映させる手段と
を具備する
コントローラ。 - 請求項4に記載のコントローラであって、
前記リダイレクトポリシーが前記スイッチの物理インターフェースに対応するルールかどうか判定する手段と、
前記リダイレクトポリシーが前記スイッチのポートに対応するルールである場合、前記スイッチのフローテーブルに、前記リダイレクトポリシーに対応するフローエントリを設定する手段と、
前記リダイレクトポリシーが前記スイッチのポートに対応するルールでない場合、前記端末の検知時に取得した前記端末の情報を利用して前記スイッチのポートに対応するルールを解決し、前記スイッチのフローテーブルに、前記リダイレクトポリシーに対応するフローエントリを設定する手段と
を更に具備する
コントローラ。 - 請求項5に記載のコントローラであって、
前記仮想ノードの仮想インターフェース間のリダイレクトポリシーと、前記スイッチの物理インターフェースに関連付けられた仮想インターフェースの情報とを基に、前記仮想ノードの仮想インターフェースの転送先に関連付けられる物理インターフェースを特定する手段と、
前記スイッチ内のポリシーフィルタとして、前記スイッチの物理インターフェースにおける動作が定義されたフローエントリを、前記スイッチのフローテーブルに設定する手段と
を更に具備する
コントローラ。 - 計算機により実施されるポリシー経路設定方法であって、
仮想ノードにより形成された仮想ネットワークの構成及びリダイレクトポリシーを管理することと、
前記仮想ネットワークの構成、端末の検知時に取得した前記端末の情報、及び、前記仮想ネットワークに設定されたリダイレクトポリシーに基づいて、所定のパケットの転送経路を決定することと、
前記転送経路に基づいて、前記所定のパケットをフローとして一律に制御するためのルールと動作が定義されたフローエントリを、前記スイッチのフローテーブルに予め設定し、前記仮想ネットワークのリダイレクトポリシーを物理ネットワークに反映させることと
を含む
ポリシー経路設定方法。 - 仮想ノードにより形成された仮想ネットワークの構成及びリダイレクトポリシーを管理するステップと、
前記仮想ネットワークの構成、端末の検知時に取得した前記端末の情報、及び、前記仮想ネットワークに設定されたリダイレクトポリシーに基づいて、所定のパケットの転送経路を決定するステップと、
前記転送経路に基づいて、前記所定のパケットをフローとして一律に制御するためのルールと動作が定義されたフローエントリを、前記スイッチのフローテーブルに予め設定し、前記仮想ネットワークのリダイレクトポリシーを物理ネットワークに反映させるステップと
を計算機に実行させるためのプログラムを格納した
記憶媒体。 - 請求項8に記載の記憶媒体であって、
前記リダイレクトポリシーが前記スイッチの物理インターフェースに対応するルールかどうか判定するステップと、
前記リダイレクトポリシーが前記スイッチのポートに対応するルールである場合、前記スイッチのフローテーブルに、前記リダイレクトポリシーに対応するフローエントリを設定するステップと、
前記リダイレクトポリシーが前記スイッチのポートに対応するルールでない場合、前記端末の検知時に取得した前記端末の情報を利用して前記スイッチのポートに対応するルールを解決し、前記スイッチのフローテーブルに、前記リダイレクトポリシーに対応するフローエントリを設定するステップと
を更に計算機に実行させるためのプログラムを格納した
記憶媒体。 - 請求項9に記載の記憶媒体であって、
前記仮想ノードの仮想インターフェース間のリダイレクトポリシーと、前記スイッチの物理インターフェースに関連付けられた仮想インターフェースの情報とを基に、前記仮想ノードの仮想インターフェースの転送先に関連付けられる物理インターフェースを特定するステップと、
前記スイッチ内のポリシーフィルタとして、前記スイッチの物理インターフェースにおける動作が定義されたフローエントリを、前記スイッチのフローテーブルに設定するステップと
を更に計算機に実行させるためのプログラムを格納した
記憶媒体。
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