JP5682846B2 - ネットワークシステム、パケット処理方法、及び記憶媒体 - Google Patents
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Description
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は、セキュアチャネル(Secure Channel)で接続されている。
オープンフローネットワークシステムにおいても、従来のネットワークシステムと同様に、マルチキャスト(multicast)でのパケット送信が行われることがある。
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。
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、スイッチ1と、マルチキャスト配信サーバ100と、クライアント200(200−i、i=1〜n:nは台数)を含む。
スイッチ1は、パケット転送処理部10と、ネットワークプロセッサ(NP:Network Processor)20と、フローテーブル30を備えている。
マルチキャスト配信サーバ100、及びクライアント200(200−i、i=1〜n)については、従来のシステムと同様であるため、説明を省略する。
次に、図2を参照して、本発明におけるマルチキャスト送信処理の動作について説明する。
スイッチ1のパケット転送処理部10は、オープンフローインタフェースでパケットを受信する。なお、受信パケットに適合するフローエントリは既にスイッチ1のフローテーブル30に設定されているものとする。
スイッチ1のパケット転送処理部10は、受信パケットがマルチキャスト送信するパケットかどうかを判断する。スイッチ1のパケット転送処理部10は、受信パケットの宛先アドレスがマルチキャストアドレスであるかどうかを確認し、宛先アドレスがマルチキャストアドレスであればマルチキャスト送信であると判断する。
スイッチ1のパケット転送処理部10は、受信パケットがマルチキャスト送信するパケットでない場合、フローテーブル30の内容に従ってパケットを処理する。すなわち、スイッチ1のパケット転送処理部10は、通常のオープンフローネットワークシステムにおけるパケット処理を行う。
スイッチ1のパケット転送処理部10は、受信パケットがマルチキャスト送信するパケットである場合、宛先に指定されたポートに全て送信済みかどうかを確認する。例えば、スイッチ1のパケット転送処理部10は、受信パケットがマルチキャスト送信するパケットである場合、宛先に指定されたポートの一覧情報を作成し、未送信のポートがないか確認する。詳細については、「全宛先ポート送信済みの確認手順」として後述する。
スイッチ1のパケット転送処理部10は、宛先に指定されたポートに全て送信済みでない場合、元の受信パケットに適合したフローエントリのアクションに従い、受信パケットの変換アクションを実施し、受信パケットのパケットヘッダを書き換える。ここでは、変換後のパケットのヘッダは、変換前のパケットのヘッダと比べて「VLAN ID」が変更されているものとする。「VLAN ID」は、VLANグループを一意に特定するための識別情報である。
スイッチ1のパケット転送処理部10は、変換アクションを実施したパケットをコピー(複製)する。すなわち、スイッチ1のパケット転送処理部10は、パケットヘッダを書き換えたパケットをコピーする。
スイッチ1のパケット転送処理部10は、変換アクションを実施したパケットを、宛先ポートへ出力(送信)する。ここでは、スイッチ1のパケット転送処理部10は、コピーして2つになったパケットの一方を宛先ポートへ出力する。例えば、スイッチ1のパケット転送処理部10は、変換アクションを実施したパケットを、宛先に指定されたポートの一覧情報の先頭に記載された宛先ポートへ出力した後、宛先に指定されたポートの一覧情報から該宛先ポートを削除する。或いは、該宛先ポートが送信済みである旨を示す情報を、宛先に指定されたポートの一覧情報に記録する。
スイッチ1のパケット転送処理部10は、変換アクションを実施したパケットを、ネットワークプロセッサ(NP)20のループバックインタフェースへ送信する。例えば、スイッチ1のパケット転送処理部10は、変換アクションを実施したパケットを、ループバックアドレス(Loopback Address)宛に送信する。ここでは、スイッチ1のパケット転送処理部10は、コピーして2つになったパケットのもう一方(他方)をネットワークプロセッサ(NP)20のループバックインタフェースへ送信する。すなわち、スイッチ1のパケット転送処理部10は、受信パケットの宛先アドレスがマルチキャストアドレスである場合は、アクションに指定された出力ポートに加えてネットワークプロセッサ(NP)20のループバックインタフェースへも送信する。
ネットワークプロセッサ(NP)20は、ループバックインタフェースを介して受信したパケットをパケット転送処理部10に返信する。
スイッチ1のパケット転送処理部10は、ネットワークプロセッサ(NP)20のループバックインタフェースからパケットを受信する。その後、スイッチ1のパケット転送処理部10は、再度、受信パケットがマルチキャスト送信するパケットかどうかを判断する(ステップS102に戻る)。このとき、スイッチ1のパケット転送処理部10は、ネットワークプロセッサ(NP)20のループバックインタフェースから受信したパケット(ループバックされたパケット)はマルチキャスト送信するパケットであると自動的に判断しても良い。
スイッチ1のパケット転送処理部10は、宛先に指定されたポートに全て送信済みである場合、パケットを廃棄して処理を終了する。
スイッチ1のフローテーブル30に、図3に示すようなフローエントリが予め登録されているものとする。また、スイッチ1のパケット転送処理部10は、送信済みのエントリ数を確認するためのカウンタを備えているものとする。
なお、マルチキャスト送信ではなく、マルチアクションを行う場合、上記の説明において、「宛先に指定されたポート」を「指定されたアクション」と読み替え、「変換アクションの実施(受信パケットのパケットヘッダの書き換え)」及び「宛先ポートへの出力」を「指定されたアクションの実行」と読み替える。「変換アクションの実施(受信パケットのパケットヘッダの書き換え)」は行わなくても良い。すなわち、指定されたアクションを全て実行するまで、ループバック処理を行い、指定されたアクションを1つずつ実行していく。
図1において、ネットワークプロセッサ(NP)20の代わりに、スイッチ1の持つループバックインタフェースを使用することでも、マルチキャスト送信やマルチアクションを実現することができる。すなわち、ネットワークプロセッサ(NP)20に相当する装置は、スイッチ1の外部に存在していても良い。例えば、ネットワークプロセッサ(NP)20は、オープンフローネットワークシステムにおけるコントローラでも良い。
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。
以上のように、本発明は、オープンフローネットワークシステムにおけるマルチキャスト送信やマルチアクションを実現するための技術に関する。
上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のように記載することも可能である。但し、実際には、以下の記載例に限定されない。
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アクションが定義されたフローエントリに従って、受信パケットを処理するパケット転送処理部と、
パケット転送処理部からパケット(処理されたパケット、又はそのコピー等)を受信した際、当該パケットに対してループバック処理を行い、当該パケットをパケット転送処理部に送信し、オープンフローネットワークにおけるマルチキャスト送信及びマルチアクションを実現するループバック処理部と
を具備する
スイッチ。
付記1に記載のスイッチであって、
パケット転送処理部は、
マルチキャスト送信のパケットを受信した際、ループバック処理部にパケットを送信する機能部と、
ループバック処理部から返信されたパケットを受信する機能部と
を具備する
スイッチ。
付記2に記載のスイッチであって、
パケット転送処理部は、
受信パケットがマルチキャスト送信のパケットであるか確認する機能部と、
受信パケットがマルチキャスト送信のパケットである場合、フローエントリに従って、受信パケットの変換アクションを実施し、受信パケットのパケットヘッダを書き換える機能部と、
パケットヘッダを書き換えたパケットをコピーする機能部と、
一方のパケットを宛先に指定されたポートの1つに出力する機能部と、
他方のパケットをループバック処理部に送信する機能部と、
ループバック処理部から返信されたパケットを受信した際、宛先に指定された全てのポートに送信済みか確認する機能部と、
宛先に指定された全てのポートに送信済みである場合、当該パケットを破棄する機能部と、
宛先に指定された全てのポートに送信済みでない場合、宛先に指定された全てのポートに送信するまで上記の処理を繰り返す機能部と
を更に具備する
スイッチ。
付記1乃至3のいずれか一項に記載のスイッチであって、
パケット転送処理部は、
受信パケットがマルチアクションのパケットであるか確認する機能部と、
受信パケットがマルチアクションのパケットである場合、受信パケットをコピーする機能部と、
一方のパケットに対して、フローエントリに従って、指定されたアクションの1つを実行する機能部と、
他方のパケットをループバック処理部に送信する機能部と、
ループバック処理部から返信されたパケットを受信した際、指定された全てのアクションを実行済みか確認する機能部と、
指定された全てのアクションを実行済みである場合、当該パケットを破棄する機能部と、
指定された全てのアクションを実行済みでない場合、指定された全てのアクションを実行するまで上記の処理を繰り返す機能部と
を更に具備する
スイッチ。
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)
- 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アクションが定義されたフローエントリに従って、受信パケットを処理するパケット転送処理装置と、
前記パケット転送処理装置からパケットを受信した際、該パケットを前記パケット転送処理装置に送信するループバック処理装置と
を含み、
前記パケット転送処理装置は、前記受信パケットがマルチキャスト送信のパケットであるか確認し、前記受信パケットがマルチキャスト送信のパケットである場合、前記フローエントリに従って、前記受信パケットの変換アクションを実施し、前記受信パケットのパケットヘッダを書き換え、該パケットをコピーし、一方のパケットを宛先に指定されたポートの1つに出力し、他方のパケットを前記ループバック処理装置に送信し、前記ループバック処理装置から返信されたパケットを受信した際、宛先に指定された全てのポートに送信済みか確認し、宛先に指定された全てのポートに送信済みである場合、該パケットを破棄し、宛先に指定された全てのポートに送信済みでない場合、宛先に指定された全てのポートに送信するまで上記の処理を繰り返す
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、
前記パケット転送処理装置は、前記受信パケットがマルチアクションのパケットであるか確認し、前記受信パケットがマルチアクションのパケットである場合、前記受信パケットをコピーし、一方のパケットに対して、前記フローエントリに従って、指定されたアクションの1つを実行し、他方のパケットを前記ループバック処理装置に送信し、前記ループバック処理装置から返信されたパケットを受信した際、指定された全てのアクションを実行済みか確認し、指定された全てのアクションを実行済みである場合、該パケットを破棄し、指定された全てのアクションを実行済みでない場合、指定された全てのアクションを実行するまで上記の処理を繰り返す
ネットワークシステム。 - 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アクションが定義されたフローエントリに従って、受信パケットを処理するパケット転送処理部と、
前記パケット転送処理部からパケットを受信した際、該パケットを前記パケット転送処理部に送信するループバック処理部と
を具備し、
前記パケット転送処理部は、
前記受信パケットがマルチキャスト送信のパケットであるか確認する手段と、
前記受信パケットがマルチキャスト送信のパケットである場合、前記フローエントリに従って、前記受信パケットの変換アクションを実施し、前記受信パケットのパケットヘッダを書き換える手段と、
前記パケットヘッダを書き換えたパケットをコピーする手段と、
一方のパケットを宛先に指定されたポートの1つに出力する手段と、
他方のパケットを前記ループバック処理部に送信する手段と、
前記ループバック処理部から返信されたパケットを受信した際、宛先に指定された全てのポートに送信済みか確認する手段と、
宛先に指定された全てのポートに送信済みである場合、該パケットを破棄する手段と、
宛先に指定された全てのポートに送信済みでない場合、宛先に指定された全てのポートに送信するまで上記の処理を繰り返す手段と
を具備する
スイッチ。 - 請求項3に記載のスイッチであって、
前記パケット転送処理部は、
前記受信パケットがマルチアクションのパケットであるか確認する手段と、
前記受信パケットがマルチアクションのパケットである場合、前記受信パケットをコピーする手段と、
一方のパケットに対して、前記フローエントリに従って、指定されたアクションの1つを実行する手段と、
他方のパケットを前記ループバック処理部に送信する手段と、
前記ループバック処理部から返信されたパケットを受信した際、指定された全てのアクションを実行済みか確認する手段と、
指定された全てのアクションを実行済みである場合、該パケットを破棄する手段と、
指定された全てのアクションを実行済みでない場合、指定された全てのアクションを実行するまで上記の処理を繰り返す手段と
を更に具備する
スイッチ。 - スイッチにより実施されるパケット処理方法であって、
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アクションが定義されたフローエントリに従って、受信パケットを処理することと、
前記処理されたパケットのコピーをループバック処理用の出力先に出力することと、
ループバックされたパケットを受信することと、
前記ループバックされたパケットを再度受信パケットとして扱うことと
を含むパケット処理方法であって、
前記受信パケットがマルチキャスト送信のパケットであるか確認することと、
前記受信パケットがマルチキャスト送信のパケットである場合、前記フローエントリに従って、前記受信パケットの変換アクションを実施し、前記受信パケットのパケットヘッダを書き換えることと、
前記パケットヘッダを書き換えたパケットをコピーすることと、
一方のパケットを宛先に指定されたポートの1つに出力することと、
他方のパケットをループバック処理用の出力先に出力することと、
ループバックされたパケットを受信した際、宛先に指定された全てのポートに送信済みか確認することと、
宛先に指定された全てのポートに送信済みである場合、該パケットを破棄することと、
宛先に指定された全てのポートに送信済みでない場合、宛先に指定された全てのポートに送信するまで上記の処理を繰り返すことと
を更に含む
パケット処理方法。 - 請求項5に記載のパケット処理方法であって、
前記受信パケットがマルチアクションのパケットであるか確認することと、
前記受信パケットがマルチアクションのパケットである場合、前記受信パケットをコピーすることと、
一方のパケットに対して、前記フローエントリに従って、指定されたアクションの1つを実行することと、
他方のパケットをループバック処理用の出力先に出力することと、
ループバックされたパケットを受信した際、宛先に指定された全てのポートに送信済みか確認することと、
宛先に指定された全てのポートに送信済みである場合、該パケットを破棄することと、
宛先に指定された全てのポートに送信済みでない場合、宛先に指定された全てのポートに送信するまで上記の処理を繰り返すことと
を更に含む
パケット処理方法。 - 請求項5又は6に記載のパケット処理方法を、スイッチに実行させるためのプログラムを格納した記憶媒体。
- パケットのマッチ条件及び処理内容を含むパケット処理規則に応じてパケットを転送する転送装置であって、
マルチキャスト対象である受信パケットを第1の複製パケットと第2の複製パケットとに複製する第1の手段と、
前記第2の複製パケットを前記第1の手段から受信し、当該第1の手段に返送する第2の手段と
を備え、
前記第1の手段は、前記受信パケット及び前記第2の手段から返送された前記第2の複製パケットのヘッダにマルチキャストの複数の宛先のそれぞれに対応する識別情報を付加し、当該識別情報に応じた宛先に前記第1の複製パケット及び前記第2の複製パケットを転送し、前記第2の手段から返送された前記第2の複製パケットをさらに複製し、前記マルチキャスト対象であるパケットの宛先全てに対して、前記複製及び前記識別情報の付加を実施する
ことを特徴とする転送装置。 - パケットのマッチ条件及び処理内容を含むパケット処理規則に応じてパケットを転送する通信システムであって、
マルチキャスト対象である受信パケットを第1の複製パケットと第2の複製パケットとに複製する第1の手段と、
前記第2の複製パケットを前記第1の手段から受信し、当該第1の手段に返送する第2の手段と
を備え、
前記第1の手段は、前記受信パケット及び前記第2の手段から返送された前記第2の複製パケットのヘッダにマルチキャストの複数の宛先のそれぞれに対応する識別情報を付加し、当該識別情報に応じた宛先に前記第1の複製パケット及び前記第2の複製パケットを転送し、前記第2の手段から返送された前記第2の複製パケットをさらに複製し、前記マルチキャスト対象であるパケットの宛先全てに対して、前記複製及び前記識別情報の付加を実施する
ことを特徴とする通信システム。 - マルチキャスト対象である受信パケットを第1の複製パケットと第2の複製パケットとに複製し、
前記第2の複製パケットをループバック処理し、
前記受信パケット及び前記ループバック処理された前記第2の複製パケットのヘッダにマルチキャストの複数の宛先のそれぞれに対応する識別情報を付加し、
前記識別情報に応じた宛先に前記第1の複製パケット及び前記第2の複製パケットを転送し、
前記ループバック処理された前記第2の複製パケットをさらに複製し、
前記マルチキャスト対象であるパケットの宛先全てに対して、前記複製及び前記識別情報の付加を実施する
ことを特徴とするパケット転送方法。
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