JP5716741B2 - 通信システム、論理チャネル制御装置、制御装置、通信方法およびプログラム - Google Patents

Description

［関連出願についての記載］
本発明は、日本国特許出願：特願２０１０−１３２１８１号（２０１０年６月９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、論理チャネル制御装置、制御装置、通信方法およびプログラムに関し、ネットワークに配置された転送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、論理チャネル制御装置、制御装置、通信方法およびプログラムに関する。

携帯電話網に代表されるモバイルネットワークは、図３０に示すように、Ｅ−ＵＴＲＡＮ Ｎｏｄｅ−Ｂ（ｅＮｏｄｅＢ）Ｘ４０、Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｅｎｔｉｔｙ（ＭＭＥ）Ｘ４１、Ｓｅｒｖｉｎｇ Ｇａｔｅｗａｙ（Ｓｅｒｖｉｎｇ ＧＷ）Ｘ４２、Ｐａｃｋｅｔ Ｄａｔａ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｇａｔｅｗａｙ（ＰＤＮ ＧＷ）Ｘ４３で構成されている（非特許文献１参照）。以下、その概要を説明する。

ｅＮｏｄｅＢ Ｘ４０は、Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ（ＬＴＥ）と呼ばれる無線アクセスを通して通信端末に対して論理チャネルを提供する論理チャネル制御装置である。

ＭＭＥ Ｘ４１は、複数のｅＮｏｄｅＢやＳｅｒｖｉｎｇ ＧＷを管理する制御装置であって、通信端末とｅＮｏｄｅＢ間のハンドオーバやパケット通信を行うためのＥｖｏｌｖｅｄ Ｐａｃｋｅｔ Ｓｙｓｔｅｍ（ＥＰＳ）ベアラと呼ばれる論理チャネルを管理する機能を具備する。

Ｓｅｒｖｉｎｇ ＧＷ Ｘ４２は、通信端末が在圏する地理的なエリアに帰属したパケット転送装置であって、ｅＮｏｄｅＢ〜ＰＤＮ ＧＷ間で転送されるデータパケットを中継する機能を具備する。

ＰＤＮ ＧＷ Ｘ４３は、Ｐａｃｋｅｔ Ｄａｔａ Ｎｅｔｗｏｒｋ（ＰＤＮ）１１へのアクセスを提供するためのゲートウェイ装置であって、Ｓｅｒｖｉｎｇ ＧＷ Ｘ４２を介して通信端末用にＥＰＳベアラを生成すると共に、通信端末にＰＤＮ１１にアクセスするためのＩＰアドレスを払い出す機能も具備する。ＰＤＮとしては、例えば、オペレータネットワーク（通信事業者ネットワーク）や企業内ネットワーク、大学キャンパス、家庭内のネットワークなどが挙げられる。

上記図３０のモバイルネットワークにおいて、通信端末Ｘ５１がｅＮｏｄｅＢ Ｘ４０に接続し、ＰＤＮ１１内にあるサーバＸ６１にアクセスするまでの一連の手順について、図３１を用いて説明する。

通信端末Ｘ５１は、ｅＮｏｄｅＢ Ｘ４０とリンクアップすると、ＰＤＮ１１にアクセスするためのＥＰＳベアラを生成する。その際に、ＭＭＥ Ｘ４１およびＳｅｒｖｉｎｇ ＧＷ Ｘ４２は、Ａｃｃｅｓｓ Ｐｏｉｎｔ Ｎａｍｅ（ＡＰＮ）と呼ばれる情報を用いて、通信端末Ｘ５１がアクセスしようとしているＰＤＮ１１を特定する。このＡＰＮの入手方法としては、通信端末Ｘ５１が通信システムに通知する方法や、図３０において省略されているＨｏｍｅ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｓｅｒｖｅｒ（ＨＳＳ）と呼ばれる加入者情報データベースからダウンロードする方法などが挙げられる。ＰＤＮ ＧＷ Ｘ４３は、その際に通信端末Ｘ５１にＰＤＮ１１にアクセスするためのＩＰアドレスを払い出す。以上のようにして、通信端末Ｘ５１〜ＰＤＮ１１間のＥＰＳベアラを構築すると、通信端末Ｘ５１〜ＰＤＮ１１間に複数且つ一連のトンネルが生成される。通信端末Ｘ５１はこのように構築されたトンネルを経由してＰＤＮ１１内に存在するサーバＸ６１にアクセスすることができる。

このように、非特許文献１の技術では、通信端末がＰＤＮまでトンネルを生成してアクセスするため、ＰＤＮや通信端末がプライベートＩＰアドレスを使用し、かつ、他のＰＤＮや通信端末とアドレス空間が衝突していたとしても、それぞれの通信を識別して、各ＰＤＮアクセスを提供することができる。

非特許文献２は、オープンフロー（ＯｐｅｎＦｌｏｗ）という技術の仕様書である。オープンフローは、通信をエンドツーエンドのフローとして捉え、フロー単位で経路制御、障害回復、負荷分散、最適化を行うものである。転送ノードとして機能するオープンフロースイッチは、オープンフローコントローラとの通信用のセキュアチャネルを備え、オープンフローコントローラから適宜追加または書き換え指示されるフローテーブルに従って動作する。フローテーブルには、フロー毎に、パケットヘッダと照合するルール（ＦｌｏｗＫｅｙ；マッチングキー）と、処理内容を定義したアクション（Ａｃｔｉｏｎ）と、フロー統計情報（Ｓｔａｔｓ）との組（処理規則）が定義される（図３２参照）。

例えば、オープンフロースイッチは、最初のパケット（ｆｉｒｓｔ ｐａｃｋｅｔ）を受信すると、フローテーブルから、受信パケットのヘッダ情報に適合するルール（ＦｌｏｗＫｅｙ）を持つエントリを検索する。検索の結果、受信パケットに適合するエントリが見つかった場合、オープンフロースイッチは、受信パケットに対して、当該エントリのアクションフィールドに記述された処理内容を実施する。一方、前記検索の結果、受信パケットに適合するエントリが見つからなかった場合、オープンフロースイッチは、セキュアチャネルを介して、オープンフローコントローラに対して受信パケットを転送し、受信パケットの送信元・送信先に基づいたパケットの経路の決定を依頼し、これを実現する処理規則（フローエントリ）を受け取ってフローテーブルを更新する。以上により、当該フローに属するパケットの転送が実現される。

3GPP TS 23.401 ver.9.3.0."General Packet Radio Service (GPRS) enhancements for Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN) access"、[平成22（2010）年3月8日検索]、インターネット<http://www.3gpp.org/ftp/Specs/archive/23_series/23.401/23401-930.zip> "OpenFlow Switch Specification" Version 1.0.0. (Wire Protocol 0x01) ［平成22（2010）年3月8日検索］、インターネット〈URL：http://www.openflowswitch.org/documents/openflow-spec-v1.0.0.pdf〉

上記の非特許文献の各開示を、本書に引用をもって繰り込むものとする。以下の分析は、本発明者によってなされたものである。
しかしながら、近年モバイルインターネットトラフィックの急増により、Ｓｅｌｅｃｔｅｄ ＩＰ Ｔｒａｆｆｉｃ Ｏｆｆｌｏａｄ（ＳＩＰＴＯ）という名称で、ｅＮｏｄｅＢからモバイルオペレータが所有する通信システムを通さずに、直接インターネットを介してデータパケットを送受信する手法が３ＧＰＰで検討されている。このＳＩＰＴＯが適用された通信システムは、ｅＮｏｄｅＢにＳｅｒｖｉｎｇ ＧＷおよびＰＤＮ ＧＷの機能を具備させて実現することを想定している。

図１５は、上記ＳＩＰＴＯに、非特許文献２の技術を適用した通信システムの構成を示す図である。図１５の例では、通信システム３は、上記したオープンフローコントローラに相当する制御装置１２０、上記したオープンフロースイッチに相当するフロースイッチ１３０〜１３２、ｅＮｏｄｅＢ１４０、ＭＭＥ２４１で構成されている。

制御装置１２０は、後に図２を用いて詳説するように、フロースイッチから収集した情報を元にネットワークトポロジを管理するトポロジ管理部、ネットワークトポロジを参照して受信パケットの転送経路や該転送経路を実現するためのアクションを計算する経路・アクション計算部、タイムアウト値付きのフローエントリを生成するフローエントリ管理部のほか、通信端末がどのフロースイッチのどのポートに接続しているのかを管理する通信端末位置管理部や、フロースイッチの構成情報等を管理するフロースイッチ管理部とを備え、フロースイッチ１３０〜１３２に処理規則（フローエントリ）を設定する。

フロースイッチ１３０〜１３２は、制御装置１２０から設定された処理規則（フローエントリ）基づいて、受信パケットの処理を行う。具体的には、フロースイッチ１３０〜１３２は、パケットを受信すると、処理規則（フローエントリ）が格納されたフローテーブルから、受信パケットに適合するマッチングキーを持つ処理規則（フローエントリ）を検索し、検索された処理規則（フローエントリ）のアクションフィールドに規定された処理（例えば、特定のポートへの転送、フラッディング、ヘッダの書き換え、廃棄など）を実施する。

また、フロースイッチ１３０〜１３２は、パケットを処理する度に、検索された処理規則（フローエントリ）のアクションフィールド内のタイムアウト値をリセットする。一方、ある処理規則（フローエントリ）に適合するパケットを受信せず、タイムアウトと判定すると、フロースイッチは該当する処理規則（フローエントリ）を削除する。

図１５のｅＮｏｄｅＢ１４０は、Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ（ＬＴＥ）と呼ばれる無線アクセスを通して通信端末に対して論理チャネルを提供する論理チャネル制御装置であって、図３０記載のＳｅｒｖｉｎｇ ＧＷ Ｘ４２、ＰＤＮ ＧＷ Ｘ４３の機能も具備しているものとする。

このような構成を有する通信システム３において、複数の競合するプライベートアドレス空間に属するＰＤＮへのアクセスは以下のように動作する。

まず、前提として、ＰＤＮ１１とＰＤＮ１２はプライベートＩＰネットワークであって、そのサブネットは同じであるものとする。また、各ＰＤＮに存在するサーバ１６１およびサーバ１６２は同じＩＰアドレスが割り当てられているものとする。

通信端末１５１は、ｅＮｏｄｅＢ１４０とリンクアップすると、ｅＮｏｄｅＢ１４０の管理するＩＰアドレスプールからＩＰアドレスを割り当ててもらうためのＥＰＳベアラを生成する。その際に、通信端末１５１はその旨をＡＰＮを用いてｅＮｏｄｅＢ１４０に通知する。

ｅＮｏｄｅＢ１４０は、ＭＭＥ２４１から上記ＥＰＳベアラの生成の承認がおりると、通信端末１５１〜ｅＮｏｄｅＢ１４０間でＥＰＳベアラを構築する。本通信システム３においては、ｅＮｏｄｅＢ１４０は、Ｓｅｒｖｉｎｇ ＧＷおよびＰＤＮ ＧＷの機能も具備しているため、このＥＰＳベアラはｅＮｏｄｅＢ１４０で終端される。

次に通信端末１５１はサーバ１６１にアクセスするためにデータパケットを送信する。このデータパケットはｅＮｏｄｅＢ１４０を介してフロースイッチ１３０に届く。フロースイッチ１３０はデータパケットを受信すると、フローテーブルを検索し、受信したパケットに適合する処理規則（フローエントリ）を検索する。しかしながら、このパケットは、未知のパケットであるため、該当する処理規則（フローエントリ）は存在しない。そこで、フロースイッチ１３０は受信したパケットをバッファリングしてから、制御装置１２０に新規フロー検出通知（Ｐａｃｋｅｔ−Ｉｎ）を送信する。この新規フロー検出通知には処理規則（フローエントリ）の識別に必要な情報（例えば、ＭＡＣアドレス、ＩＰアドレス、ポート番号（それぞれ送信元と宛先両方含む））とパケット受信ポート識別子が含まれている。

制御装置１２０は新規フロー検出通知を受信すると、通信端末１５１からサーバ１６１へのパケット転送経路を計算するため、宛先であるサーバ１６１の位置確認を行おうとするが、位置を特定するための情報であるサーバ１６１のＩＰアドレスがプライベートＩＰアドレスであるため、新規フロー検出通知から得られる情報だけでは位置を特定することができない。

要するに、上記ＳＩＰＴＯ等に、非特許文献２の技術を適用した通信システムには、プライベートＩＰアドレス空間の重複したパケットを適切な宛先に転送することができないという問題点がある。その理由は、制御装置が、通信端末がアクセスしようとしているプライベートＩＰアドレス空間を認識することができないからである。

従って、本発明の目的は、転送ノードに処理規則を設定する制御装置を有する構成において、プライベートＩＰアドレス空間の重複したパケットの転送制御を実現できる構成を提供することにある。

本発明の第１の視点によれば、転送ノードに処理規則を設定する制御装置と、前記設定された処理規則に基づいて受信パケットの処理を行うパケット処理部を備える複数の転送ノードと、を含み、前記転送ノードのうち少なくとも１つの転送ノードが、外部ノードとの間に論理チャネルを構築する論理チャネル制御装置として動作し、前記外部ノードとの間で構築した論理チャネルに対応付けて仮想的なポート情報を生成または削除し、前記制御装置に通知し、前記制御装置が、前記通知されたポート情報を用いてパケットの転送経路を計算する通信システムが提供される。

本発明の第２の視点によれば、外部ノードとの間に論理チャネルを構築するとともに、構築した論理チャネルに対応付けて仮想的なポートを生成または削除する論理チャネル管理部と、制御装置により設定された処理規則に基づいて受信パケットの処理を行うとともに、前記仮想的なポートの作成または削除を制御装置に通知する仮想フロースイッチ部と、を備える論理チャネル制御装置が提供される。

本発明の第３の視点によれば、ポート情報に紐づいたネットワーク属性情報に基づいて、パケットの転送経路を計算し、前記パケットの転送経路上の転送ノードに処理規則を設定する制御装置が提供される。

本発明の第４の視点によれば、転送ノードに処理規則を設定する制御装置と接続され、前記設定された処理規則に基づいて受信パケットの処理を行うパケット処理部を備える複数の転送ノードのうち少なくとも１つの転送ノードが、外部ノードとの間に論理チャネルを構築する論理チャネル制御装置として動作し、前記外部ノードとの間で構築した論理チャネルに、仮想的なポート情報を付与して、前記制御装置に通知するステップと、前記制御装置が、前記通知されたポート情報を用いてパケットの転送経路を計算するとともに、前記転送経路を実現する処理規則を作成し、前記転送ノードに設定するステップと、を含む通信方法が提供される。なお、本方法は、上記した論理チャネル制御装置および制御装置をそれぞれ構成するコンピュータという、特定の機械に結びつけられている。

本発明の第５の視点によれば、制御装置により設定された処理規則に基づいて受信パケットの処理を行う転送ノードを構成するコンピュータに実行させるプログラムであって、通信端末との間に論理チャネルを構築するとともに、構築した論理チャネルに対応付けて仮想的なポートを生成または削除する処理と、前記仮想ポートの作成または削除を経路制御装置に通知する処理と、を前記コンピュータに実行させるプログラムが提供される。なお、このプログラムは、コンピュータが読み取り可能な記憶媒体に記録することができる。即ち、本発明は、コンピュータプログラム製品として具現することも可能である。

本発明によれば、プライベートＩＰアドレス空間の重複したパケットをそれぞれ別々のフローとして識別して転送することが可能となる。その理由は、論理チャネル制御装置として動作する転送ノードが、外部ノードとの間に構築した論理チャネル制御装置が、論理チャネルに対応付けて仮想的なポート情報を生成または削除し、前記制御装置に通知するとともに、制御装置が、前記論理チャネル制御装置として動作する転送ノードから通知されたポート情報に基づいて、パケット転送経路の計算を行うように構成したことにある。

本発明の第１の実施形態の構成を説明するための図である。 本発明の第１の実施形態の制御装置の構成を表したブロック図である。 本発明の第１の実施形態の制御装置の通信端末位置管理部に保持されるテーブルの一例である。 本発明の第１の実施形態の制御装置のポート属性管理部に保持されるテーブルの一例である。 本発明の第１の実施形態の論理チャネル制御装置の構成を表したブロック図である。 本発明の第１の実施形態の論理チャネル制御装置の論理チャネル管理部に保持されるテーブルの一例である。 本発明の第１の実施形態の動作を示すシーケンス図である。 図７の続図である。 図８の続図である。 図９の続図である。 本発明の第２の実施形態の制御装置の通信端末位置管理部に保持されるテーブルの一例である。 本発明の第２の実施形態の制御装置のポート属性管理部に保持されるテーブルの一例である。 本発明の第２の実施形態の論理チャネル制御装置の構成を表したブロック図である。 本発明の第２の実施形態の論理チャネル制御装置の論理チャネル管理部に保持されるテーブルの一例である。 本発明の一具体例の構成を表した図である。 図１５のｅＮｏｄｅＢの具体的構成を表したブロック図である。 本発明の一具体例の動作を示すシーケンス図である。 図１７の続図である。 図１８の続図である。 図１９の続図である。 図１５のｅＮｏｄｅＢの具体的構成を表した別のブロック図である。 本発明の一具体例の構成を表した別の図である。 本発明の一具体例の構成を表した別の図である。 本発明の一具体例の構成を表した別の図である。 図２４のＶＰＮ ＧＷの具体的構成を表した別のブロック図である。 本発明の一具体例の動作を示すシーケンス図である。 図２６の続図である。 図２７の続図である。 図２８の続図である。 非特許文献１の通信システムの構成を示すブロック図である。 非特許文献１の通信システムの動作を示すシーケンス図である。 非特許文献２のフローエントリの構成を表した図である。

はじめに、本発明の概要について説明する。本発明は、図１、図２、図５に示すように、論理チャネル制御装置が、外部ノードとの間に論理チャネルを構築するとともに、構築した論理チャネルに対応付けて仮想的なポートを生成または削除する論理チャネル管理部と、制御装置により設定された処理規則に基づいて受信パケットの処理を行うとともに、前記仮想的なポートの作成または削除を制御装置に通知する仮想フロースイッチ部と、を備え、制御装置が、前記通知されたポートに紐づいたネットワーク属性情報（例えば、ＰＤＮ識別情報）に基づいて、外部ノード（図１の通信端末、図２４のＶＰＮクライアントなど）および該外部ノードがアクセスしようとしているサーバを特定し、パケットの転送経路を計算する構成にて実現できる。

前記制御装置は、前記計算したパケット転送経路上の転送ノードに、前記転送経路を実現する処理規則をそれぞれ設定する。以上により、プライベートＩＰアドレス空間の重複したパケットをそれぞれ適切に転送することが可能となる。

［第１の実施形態］
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説明するための図である。図１を参照すると、制御装置２０と、転送ノード３０〜３２と、論理チャネル制御装置４０とが示されている。なお、図１の例では、１つの論理チャネル制御装置４０と、３つの転送ノード３０〜３２が配置され、２つの通信端末５１、５２と、ＰＤＮ１１、１２上の２つのサーバ６１、６２が接続された形態となっているが、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。

図２は、図１の制御装置２０の詳細構成を表した図である。図２を参照すると、制御装置（コントローラ）２０は、処理規則（フローエントリ）を格納するフローエントリデータベース（フローエントリＤＢ）２１と、通信端末位置管理部２２と、トポロジ管理部２３と、経路・アクション計算部２４と、フローエントリ管理部２５と、制御メッセージ処理部２６と、転送ノード３０〜３２および論理チャネル制御装置４０との通信を行うノード通信部２７と、ポート属性管理部２８とを備えて構成される。これらはそれぞれ次のように動作する。

通信端末位置管理部２２は、通信システム１に接続している通信端末５１、５２およびＰＤＮ１１、１２が、どのネットワークに属しているのか、そして、論理チャネル制御装置や転送ノードのどのポートに接続しているのかを管理する。この位置管理は、例えば、論理チャネル制御装置４０からの後記するポート生成通知または仮想ポート削除通知、新規フロー検出通知、フロー削除通知などに基づいて行われる。

図３は、通信端末位置管理部２２に保持されるテーブルの一例を示す図である。図３のテーブルは、端末識別情報、位置情報、ネットワーク属性、フロー情報で構成される。端末識別情報は通信端末を特定するための識別子であり、図３の例では通信端末のＩＰアドレスを利用している。端末情報として、ＭＡＣアドレスのようなＩＰアドレス以外の情報を使う場合は、別途本テーブルに通信端末のＩＰアドレスを示す情報要素を追加すればよい。位置情報は通信端末の位置として通信システムへの接続点を示す情報で、スイッチ番号とポート番号で構成される。ネットワーク属性は対応するポートが帰属するネットワークの属性情報である。フロー情報は本ポートを通過するフローの情報である。図３の例では、通信端末５１と通信端末５２、ＰＤＮ１１、ＰＤＮ１２に関するエントリが記載してある。なお、通信端末５１と５２の位置情報エントリがそれぞれ２つあるのは、ＰＤＮに属する端末と通信するための上りと下りで別の論理チャネルを構築しているためである。

トポロジ管理部２３は、ノード通信部２７を介して収集された転送ノード３０〜３２および論理チャネル制御装置４０の接続関係に基づいてネットワークトポロジ情報を構築する。

経路・アクション計算部２４は、通信端末位置管理部２２にて管理されている通信端末の位置情報、トポロジ管理部２３にて構築されたネットワークトポロジ情報およびポート属性管理部２８にて管理されているネットワーク属性情報に基づいてパケットの転送経路および該転送経路上の転送ノード３０〜３２に実行させるアクションを求める。

フローエントリ管理部２５は、経路・アクション計算部２４にて計算された結果を処理規則（フローエントリ）としてフローエントリＤＢ２１に登録し、論理チャネル制御装置４０または転送ノード３０〜３２からの処理規則（フローエントリ）の追加または更新要求に応じて処理規則（フローエントリ）を設定する。

制御メッセージ処理部２６は、論理チャネル制御装置４０または転送ノード３０〜３２から受信した制御メッセージを解析して、制御装置２０内の該当する処理手段に制御メッセージ情報を引き渡す。

ポート属性管理部２８は、通信システム１内の論理チャネル制御装置や転送ノードの各ポートが、どのネットワークに帰属しているのかを管理する。

図４は、ポート属性管理部２８に保持されるテーブルの一例を示す図である。図４のテーブルは、スイッチ番号、ポート番号、ネットワーク属性で構成される。ここで、ネットワーク属性で「Ｇｌｏｂａｌ」としているのは、プライベートなアドレス空間を使用していないグローバルなネットワークであることを示している。

なお、上記した構成のうち、制御装置２０にて、処理規則（フローエントリ）を保持する必要が無い場合、フローエントリＤＢ２１は省略することが可能である。また、フローエントリＤＢ２１を別途外部サーバ等に設ける構成も採用可能である。

上記のような制御装置２０は、非特許文献２のオープンフローコントローラをベースに、上記通信端末位置管理部２２およびポート属性管理部２８を追加し、端末位置およびネットワーク属性情報を考慮に入れた経路の計算と処理規則（フローエントリ）の作成を行うようにした構成にて実現することも可能である。

転送ノード３０〜３２は、パケットを受信すると、処理規則（フローエントリ）を格納するフローテーブルから、受信したパケットに適合するマッチングキーを持つ処理規則（フローエントリ）を探し出し、その処理規則（フローエントリ）に紐づいているアクション通りの処理（例えば、特定のポートへの転送、フラッディング、廃棄など）を実施する。

また、転送ノード３０〜３２は、パケットを処理する度に、該当処理規則（フローエントリ）のアクションフィールド内のタイマー（タイムアウト情報）をリセットする。タイマーが０になると、転送ノード３０〜３２は、フローテーブルから、該当処理規則（フローエントリ）を削除する。これにより、使用されなくなった処理規則（フローエントリ）がいつまでも残ってしまい、意図しないアクションが実行されてしまう事態が防止される。

なお、上記した転送ノード３０〜３２は、非特許文献２のオープンフロースイッチと同等の構成にて実現することも可能である。

論理チャネル制御装置４０は、通信端末が通信システム１に接続するための論理チャネルを管理し、通信システム１へのコネクティビティを提供する。

図５は、論理チャネル制御装置４０の詳細構成を表したブロック図である。図５を参照すると、論理チャネル制御装置４０は、論理チャネル管理部４１と、仮想フロースイッチ部４２と備えて構成される。なお、図５の上段に示されたデータ転送ネットワークは、上記したような制御装置と１つ以上の転送ノードで構成されたネットワークであり、図１の制御装置２０と転送ノード３０〜３２で形成されるネットワークに相当する。

論理チャネル管理部４１は、通信端末が通信システム１を介してデータパケットを送受信するための論理チャネルの生成や解放などの論理チャネル管理機能と、論理チャネルの生成や解放などのイベントを仮想フロースイッチ部４２に通知する論理チャネルイベント通知機能と、論理チャネル〜仮想フロースイッチ部４２間のパケット転送機能とを備えている。また、本実施形態では、論理チャネル管理部４１は、通信端末５１、５２にＩＰアドレスを払い出すためのＩＰアドレス管理機能も備えているものとするが、論理チャネル管理部４１とは別個に、ＩＰアドレス管理機能と同等の役割を果たすＩＰアドレス管理部を設けた構成とすることもできる。

図６は、論理チャネル管理部４１に保持されるテーブルの一例を示す図である。図６のテーブルは論理チャネル番号、ネットワーク属性、フロー情報、内部ＩＦ番号で構成される。論理チャネル番号は通信端末と構築する論理チャネルを特定するための識別子である。ネットワーク属性は対応する論理チャネルが帰属するネットワークの属性情報である。フロー情報は本論理チャネルを通過するフローの情報である。内部ＩＦ番号は本論理チャネルに対応する仮想フロースイッチ部４２との内部ＩＦ（インタフェース）を特定するための識別子である。

仮想フロースイッチ部４２は、前述の転送ノード３０〜３２の機能に加え、仮想ポート管理機能と、ポートイベント通知機能とが追加されたものである。仮想ポート管理機能は、論理チャネル管理部４１から通知される論理チャネルの生成／解放といったイベントに対応して、各論理チャネルに対応する仮想ポート４３（図３、図４のポート番号に相当）の生成／削除を行い、仮想ポートを管理する機能である。

ポートイベント通知機能とは、制御装置２０に対し、仮想ポート４３の生成／削除といったイベントを通知する機能である。

なお、図５に示した論理チャネル制御装置４０の各部（処理手段）は、論理チャネル制御装置４０を構成するコンピュータに、そのハードウェアを用いて、上記した各処理を実行させるコンピュータプログラムにより実現することもできる。

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７は、本発明の第１の実施形態の動作を示すシーケンス図である。図７では、通信端末５１が通信システム１に接続、すなわち、論理チャネル制御装置４０と、ＰＤＮ１１にアクセスするための論理チャネルを生成するまでの一連の手順が示されている。

図７を参照すると、まず、通信端末５１は、論理チャネル制御機能４０との間にＰＤＮ１１にアクセスするための論理チャネルを生成する（ステップＳ００２）。通信端末５１は、論理チャネルを生成する際に、論理チャネルを通るフロー情報と共に、ネットワーク属性情報としてＰＤＮ１１を示すＰＤＮ識別情報を通知する。これにより、通信端末５１は、当該論理チャネルがＰＤＮ１１にアクセスするための論理チャネルであることを明示的に論理チャネル制御装置４０に通知する。前記論理チャネルに帰属するフロー情報やＰＤＮ識別情報は通信端末５１から論理チャネル制御装置４０に通知するものとして説明したが、別途設けられた加入者情報データベース（図１では図示省略）からダウンロードすることとしても良い。

また、論理チャネル制御装置４０は、論理チャネル生成時に、通信端末５１に対しＰＤＮ１１にアクセスする際に使用するＩＰアドレスを払い出す。この通信端末５１に払い出すＩＰアドレスも、上記したフロー情報やＰＤＮ識別情報と同様に、加入者情報データベースからダウンロードすることとしても良い。

通信端末５１との論理チャネルが生成されると、論理チャネル制御装置４０は、この論理チャネルに対応する仮想ポート４３を生成する（ステップＳ００３）。具体的には、論理チャネル制御装置４０の論理チャネル管理部４１が仮想フロースイッチ部４２に論理チャネル生成を知らせる。その際に、論理チャネル管理部４１は論理チャネルに紐づいている通信端末５１のＩＰアドレス、フロー情報、ＰＤＮ識別情報も併せて通知する。ここで、通信端末５１のＩＰアドレスはフロー情報の一部という形で通知することとしてもよい。また、この論理チャネルに括り付けられたＱｏＳ情報も併せて通知することとしてもよい。仮想フロースイッチ部４２は、前記論理チャネル生成通知を受け取ると、この論理チャネルと紐づいた仮想ポート４３を生成する。この仮想ポート４３は、論理チャネル制御装置４０の内部インタフェースを介して論理チャネル管理部４１に接続される。このため、論理チャネル管理部４１も論理チャネルと仮想ポート４３の対応関係を認識できるようになっている。その結果、論理チャネル管理部４１は仮想ポート４３から入力されてきたデータパケットを対応する論理チャネルに転送することができる。

仮想ポート４３が生成されると、論理チャネル制御装置４０内の仮想フロースイッチ部４２は、制御装置２０に対し、仮想ポート４３の生成を示すポート生成通知を送信する（ステップＳ００４）。このポート生成通知には、仮想フロースイッチ部４２を識別するための転送ノード識別子、仮想ポート４３に割り当てられたポート識別子、仮想ポートに紐づいたＩＰアドレス、フロー情報、ＰＤＮ識別情報が含まれる。なお、フロー情報の一部という形で前記ＩＰアドレスを通知することとしても良い。また、この論理チャネルに括り付けられたＱｏＳ情報も併せて通知することとしてもよい。

ポート生成通知を受信すると、制御装置２０は、通信端末位置管理部２２に、通信端末５１と、前記通知されたポートおよびネットワーク属性との対応関係を登録する。また制御装置２０は、ポート属性管理部２８に前記通知されたポートとネットワーク属性（ＰＤＮ識別情報）との対応関係を登録する。

図７では１つしか論理チャネルを構築していないが、実際は上りと下りの計２つの論理チャネルを構築している。

図８は、前記仮想ポートの作成後、通信端末５１が、ＰＤＮ１１内のサーバ６１に対して通信を開始するまでの手順を説明するための図である。図８を参照すると、まず、通信端末５１が論理チャネルを介してサーバ６１宛てにデータパケットを送信すると（ステップＳ００５）、このデータパケットは論理チャネルを終端している論理チャネル制御装置４０に届く。ここでは、データパケットのＶＬＡＮ ＩＤはＩＤ＃０であるものとする。

論理チャネル制御装置４０はデータパケットを受信すると、論理チャネルに対応した内部インタフェースを介して論理チャネル管理部４１から仮想フロースイッチ部４２にデータパケットを渡す。

仮想フロースイッチ部４２はデータパケットを受信すると、フローテーブルを検索し、受信したパケットに適合するマッチングキーを持つ処理規則を検索する。しかしながら、このパケットは、通信端末５１が論理チャネル制御装置４０に接続後最初のパケットであるため、該当する処理規則は存在しない。そこで、仮想フロースイッチ部４２は、受信したパケットをバッファリングしてから、制御装置２０に対し、新規フロー検出通知（Ｐａｃｋｅｔ−Ｉｎ）を送信する（ステップＳ００６）。この新規フロー検出通知には、処理規則の識別・作成に必要な情報（例えば、ＭＡＣアドレス、ＩＰアドレス、ポート番号（それぞれ送信元と宛先両方含む）、ＶＬＡＮ ＩＤ）と、当該パケットの受信ポート識別子（仮想ポートのポート識別子）が含まれている。なお。本実施形態では、仮想フロースイッチ部４２は、処理規則の識別・作成に必要な情報を制御装置２０に送るものとして説明しているが、受信したパケットをそのまま制御装置２０に送信することとしても良い。

制御装置２０は、前記新規フロー検出通知を受信すると、ポート属性管理部２８で管理するポートとネットワーク属性（ＰＤＮ識別情報）との対応関係に基づいて、新規フロー検出通知に含まれる受信ポート識別子（仮想ポートのポート識別子）から、このフローはＰＤＮ１１に帰属するフローであることを判断する。そして、制御装置２０は、新規フロー検出通知に含まれる処理規則の識別・作成に必要な情報と通信端末位置管理部２２で管理する情報を元に、通信端末５１の通信相手がサーバ６１であることを特定する。さらに、制御装置２０は、新しく設定する処理規則のマッチングキーを決定するとともに、宛先であるサーバ６１の位置確認を行い、通信端末５１からサーバ６１へのパケット転送経路を計算する。ここでは、経路計算の結果、論理チャネル制御装置４０、転送ノード３０、転送ノード３１の順でパケットを転送する経路が計算されたものとする。また、前記マッチングキーとして、当該パケットの受信ポートとＶＬＡＮ ＩＤに加え、送信元ＩＰアドレスを通信端末５１に払い出されたＩＰアドレスとし、宛先ＭＡＣアドレスおよび宛先ＩＰアドレスをサーバ６１の各アドレスとするマッチングキーが決定されたものとする。さらに、前記計算した経路上の最初の転送ノードである論理チャネル制御装置４０でＶＬＡＮ ＩＤにＩＤ＃１を埋め込み、前記計算した経路上の最後の転送ノードである転送ノード３１でＶＬＡＮ ＩＤに元の値であるＩＤ＃０を埋め込むアクションを行うことを決定したものとする。

さらに、制御装置２０は、前記転送経路を実現するアクションを計算して、前記転送経路上の論理チャネル制御装置４０、転送ノード３０、転送ノード３１に対し、それぞれ前記マッチングキーおよびアクションを持つ処理規則を送信し、処理規則の設定を要求する（ステップＳ００７）。

制御装置２０は、上記処理規則の設定後、各処理規則をフローエントリＤＢ２１に登録する。

処理規則の設定が完了すると、論理チャネル制御装置４０の仮想フロースイッチ部４２は、処理規則に従ってバッファリングしてあるパケットのＶＬＡＮ ＩＤをＩＤ＃１に変更した後、当該パケットを転送する（ステップＳ００８）。このパケットの転送経路上の転送ノード３０、３１には既に処理規則の設定が行われているので、このパケットは、転送ノード３０から転送ノード３１に転送される。転送ノード３１はパケットを受信すると、パケットのＶＬＡＮ ＩＤを元の値であるＩＤ＃０に変更した後、パケットをサーバ６１に転送する。

図９は、上記のようにして通信端末５１からデータパケットを受信したサーバ６１が、通信端末５１に対してデータパケットを送信するまでの手順を説明するための図である。図９を参照すると、まず、サーバ６１が通信端末５１宛てにデータパケットを送信すると（ステップＳ１０１）、このデータパケットは転送ノード３１に届く。ここでは、データパケットのＶＬＡＮ ＩＤはＩＤ＃０であるものとする。

転送ノード３１はデータパケットを受信すると、フローテーブルを検索し、受信したパケットに適合するマッチングキーを持つ処理規則を検索する。しかしながら、このパケットは、サーバ６１が通信端末５１に送信する最初のパケットであるため、該当する処理規則は存在しない。そこで、転送ノード３１は、受信したパケットをバッファリングしてから、制御装置２０に対し、新規フロー検出通知（Ｐａｃｋｅｔ−Ｉｎ）を送信する（ステップＳ１０２）。

制御装置２０は、前記新規フロー検出通知を受信すると、ポート属性管理部２８で管理するポートとネットワーク属性（ＰＤＮ識別情報）との対応関係に基づいて、新規フロー検出通知に含まれる受信ポート識別子（仮想ポートのポート識別子）から、このフローはＰＤＮ１１に帰属するフローであることを判断する。そして、制御装置２０は、新規フロー検出通知に含まれる処理規則の識別・作成に必要な情報と通信端末位置管理部２２で管理する情報を元に、このパケットの宛先が通信端末５１であることを特定する。さらに、制御装置２０は、新しく設定する処理規則のマッチングキーを決定するとともに、サーバ６１から通信端末５１へのパケット転送経路を計算する。その際、制御装置２０は、通信端末位置管理部２２で管理する情報を元に、通信端末５１がＰＤＮ１１にアクセスするために構築した論理チャネルに対応した仮想ポートに出力するように本フローの転送経路を計算する。

ここでは、経路計算の結果、転送ノード３１、転送ノード３０、論理チャネル制御装置４０の順でパケットを転送する経路が計算されたものとする。また、前記マッチングキーとして、当該パケットの受信ポートとＶＬＡＮ ＩＤに加え、送信元ＭＡＣアドレスおよび送信元ＩＰアドレスをサーバ６１の各アドレスとし、宛先ＩＰアドレスを通信端末５１に払い出されたＩＰアドレスとするマッチングキーが決定されたものとする。なお、ここでも、前記計算した経路上の最初の転送ノードである転送ノード３１でＶＬＡＮ ＩＤにＩＤ＃１を埋め込み、前記計算した経路上の最後の転送ノードである論理チャネル制御装置４０でＶＬＡＮ ＩＤに元の値であるＩＤ＃０を埋め込むアクションを行うことを決定したものとする。

さらに、制御装置２０は、前記転送経路を実現するアクションを計算して、前記転送経路上の転送ノード３１、転送ノード３０、論理チャネル制御装置４０に対し、それぞれ前記マッチングキーおよびアクションを持つ処理規則を送信し、処理規則の設定を要求する（ステップＳ１０３）。

制御装置２０は、上記処理規則の設定後、各処理規則をフローエントリＤＢ２１に登録する。

処理規則の設定が完了すると、転送ノード３１は、処理規則に従ってバッファリングしてあるパケットのＶＬＡＮ ＩＤをＩＤ＃１に変更した後、転送する（ステップＳ１０４）。このパケットの転送経路上の転送ノード３１、論理チャネル制御装置４０には既に処理規則の設定が行われているので、このパケットは、転送ノード３１から転送ノード３０、転送ノード３１から論理チャネル制御装置４０に転送される。論理チャネル制御装置４０はパケットを受信すると、パケットのＶＬＡＮ ＩＤを元の値であるＩＤ＃０に変更した後、論理チャネルを通じてパケットを通信端末５１に到達させる。

なお、上記の状態で他の通信端末５２が論理チャネル制御装置４０と論理チャネルを構築した場合、図７に示すとおり、論理チャネル制御装置４０は、これに対応する仮想ポートを生成し、制御装置２０に通知する。制御装置２０は、通信端末５２からのデータパケットに対する新規フロー通知には、上述のとおり、処理規則の識別・作成に必要な情報と、当該パケットの受信ポート識別子（仮想ポートのポート識別子）が含まれているため、制御装置は、両者を識別して新しい処理規則（フローエントリ）を生成することができる。さらに、異なる複数のプライベートＩＰアドレス空間が混在する通信システム内でフローを一意に識別するため識別子をデータパケットに埋め込むため（本形態ではＶＬＡＮ ＩＤ）、経路上の他の転送ノードにおいても、前記識別子をマッチングキーに含めることで、両者を識別して新しい処理規則（フローエントリ）を生成することができる。

図１０は、通信端末５１が、通信システム１から離脱、すなわち、ＰＤＮ１１にアクセスするために論理チャネル制御装置４０との間に構築した論理チャネルを切断するまでの手順を説明するための図である。

図１０を参照すると、まず、通信端末５１はＰＤＮ１１にアクセスするための論理チャネルを解放する（ステップＳ１０５；論理チャネル切断）。通信端末５１との論理チャネルが解放されると、論理チャネル制御装置４０はこの論理チャネルに対応する仮想ポートを削除する（ステップＳ１０６）。具体的には、論理チャネル制御装置４０内部の仮想フロースイッチ部４２が論理チャネル管理部４１からの通知（論理チャネル解放）に基づいて、この論理チャネルと紐づいた仮想ポートを削除する処理を行う。

仮想ポート４３が削除されると、論理チャネル制御装置４０内の仮想フロースイッチ部４２は、制御装置２０に対しポート削除通知を送信する（ステップＳ１０７）。このポート削除通知には、仮想フロースイッチ部４２を識別するための転送ノード識別子、仮想ポート４３に割り当てられたポート識別子が含まれる。

ポート削除通知を受信すると、制御装置２０は、通信端末位置管理部２２に登録されていた、通信端末５１と前記通知された仮想ポートとの対応関係を削除する。また制御装置２０は、ポート属性管理部２８に登録されていた、前記通知されたポートとネットワーク属性との対応関係を削除する。

以上のように、本実施形態では、論理チャネルの生成・削除に応じてネットワーク属性を持たせた仮想ポートを生成・削除するよう構成したため、プライベートＩＰアドレス空間の重複したパケット（例えば、宛先ＩＰアドレスとして同一のプライベートＩＰアドレスを持つが、仮想フロースイッチ部における接続ポート番号あるいはネットワーク属性情報が異なるパケット）をそれぞれ別々のフローと識別して転送することができる。

なお、上記した実施形態では、通信端末５１は上りと下りで１つの論理チャネルしか構築しなかったが、上りと下りでそれぞれで２つ以上の論理チャネルを同時に構築することとしても良い。

また、上記した実施形態では、制御装置２０は、ポート生成通知の受信を契機に、通信端末位置管理部２２に通信端末５１と仮想ポートおよびネットワーク属性との対応関係を登録していたが、新規フロー検出通知（Ｐａｃｋｅｔ−Ｉｎ）の受信を契機にこれら情報を登録することとしても良い。

また、上記した実施形態では、通信端末が論理チャネル制御装置４０との間に論理チャネルを構築するものとして説明したが、その他の外部ノード、例えば、背後にあるネットワークからＰＤＮにアクセスするために論理チャネル制御装置との間に論理チャネルを構築する装置でも良い。

また、上記した実施形態では、転送ノードからの新規フロー検出通知の受信を契機に、制御装置２０が処理規則を設定するものとして説明したが、事前にフローの発生を予測して事前に処理規則を設定しておくことなどもできる。また、制御装置２０がポート生成通知に含まれるＱｏＳ情報等に基づいて、ＱｏＳを考慮したパケット転送経路を計算するよう構成することも可能である。さらに、制御装置２０がポート生成通知に含まれるフロー情報に基づいて、通信端末の位置を特定し、パケット転送経路を計算するよう構成することも可能である。

［第２の実施形態］
続いて、上記第１の実施形態の論理チャネル制御装置の構成に変更を加えた本発明の第２の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。本実施形態は、第１の実施形態と基本的に構成を同一にするので、以下、その相違点を中心に説明する。

図１１は、本発明の第２の実施形態の制御装置の通信端末位置管理部２２に保持されるテーブルの一例である。後に説明するように、ＰＤＮ識別情報毎に仮想ポートを生成するため、第１の実施形態の通信端末位置管理部２２に保持されるテーブル（図３）と比較して、端末識別情報のエントリが少なくなっている。

図１２は、本発明の第２の実施形態の制御装置のポート属性管理部２８に保持されるテーブルの一例である。第１の実施形態のポート属性管理部２８に保持されるテーブル（図４）と比較して、論理チャネル制御装置４０のポート属性エントリが少なくなっている。

図１３は、本発明の第２の実施形態に係る論理チャネル制御装置の構成を説明するための図である。本発明の第１の実施形態の論理チャネル制御装置との相違点は、論理チャネル制御装置の仮想ポートの生成粒度である。第１の実施形態では、仮想フロースイッチ部４２は、通信端末５１（５２）〜論理チャネル制御装置４０間で構築された論理チャネル単位で仮想ポートを生成したが、本実施形態では共通のパラメータを持つ複数の論理チャネル単位で仮想ポートを生成する点にある。ここでは、共通のパラメータとしてＰＤＮ識別情報を使用するものとして説明する。

図１３を参照すると、論理チャネル管理部４１ａと、仮想フロースイッチ部４２とを備えた論理チャネル制御装置４０ａが示されている。

論理チャネル管理部４１ａは、通信端末が通信システム１を介してデータパケットを送受信するための論理チャネルの生成や解放などの論理チャネル管理機能と、ＰＤＮ毎の論理チャネルの生成や解放などのイベントを仮想フロースイッチ部４２に通知する論理チャネルイベント通知機能と、論理チャネル〜仮想フロースイッチ部４２間のパケット転送機能と、通信端末５１、５２にＩＰアドレスを払い出すためのＩＰアドレス管理機能とを備えている。また、本実施形態では、論理チャネル管理部４１ａは、通信端末５１、５２にＩＰアドレスを払い出すためのＩＰアドレス管理機能も備えているものとするが、論理チャネル管理部４１ａとは別個に、ＩＰアドレス管理機能と同等の役割を果たすＩＰアドレス管理部を設けた構成とすることもできる。

図１４は、論理チャネル管理部４１ａに保持されるテーブルの一例を示す図である。第１の実施形態の論理チャネル管理部４１に保持されるテーブル（図６）とほぼ同様であるが、ＰＤＮ識別情報毎に仮想ポートを生成するため、内部ＩＦ番号が少なくなっている。

仮想フロースイッチ部４２は、前述の転送ノード３０〜３２の機能に加え、仮想ポート管理機能と、ポートイベント通知機能とが追加されたものである。仮想ポート管理機能は、論理チャネル管理部４１ａから通知されるＰＤＮ毎の論理チャネルの生成／解放といったイベントに対応して、各ＰＤＮに対応する仮想ポート４３の生成／削除を行い、仮想ポートを管理する機能である。

ポートイベント通知機能とは、制御装置２０に対し、仮想ポート４３の生成／削除といったイベントを通知する機能である。

続いて、本実施形態の動作について説明する。本実施形態の動作は、上記した第１の実施形態とほぼ共通するので、以下、図７〜図１０の論理チャネル制御装置４０を論理チャネル制御装置４０ａと読み替えて一連の流れを説明する。

図７の通信端末５１が論理チャネル制御装置４０ａとの間の論理チャネルを生成するまでの流れは、上記した第１の実施形態と同様である（図７のステップＳ００２）。

通信端末５１との論理チャネルが生成されると、論理チャネル制御装置４０ａは、ＰＤＮに対応する仮想ポートを生成する（図７のステップＳ００３）。具体的には、通信端末５１との論理チャネルが生成されると、論理チャネル制御装置４０ａの論理チャネル管理部４１ａは、この論理チャネルが帰属するＰＤＮ１１に対応する仮想ポートが仮想フロースイッチ部４２にあるか否かを確認する。これは、論理チャネル管理部４１ａが仮想フロースイッチ部４２に対し、ＰＤＮ１１用の仮想ポートの生成を要求する際に、ＰＤＮ識別情報を併せて通知し、もしＰＤＮ１１に対応する仮想ポートが存在した場合には、新規仮想ポートの生成および以降の処理は行わないようにすることで実現できる。

仮想フロースイッチ部４２は、新規仮想ポート生成要求を受けとると、ＰＤＮ１１と紐づかせた仮想ポートを生成する。この仮想ポート４３は、論理チャネル制御装置４０ａの内部インタフェースを介して論理チャネル管理部４１ａに接続される。このため、論理チャネル管理部４１ａもＰＤＮと仮想ポート４３の対応関係を認識できるようになっている。その結果、論理チャネル管理部４１ａは仮想ポート４３から入力されてきたデータパケットが属するＰＤＮを識別することができる。

仮想ポート４３が生成されると、論理チャネル制御装置４０ａ内の仮想フロースイッチ部４２は、制御装置２０に対しポート生成通知を送信する（図７のステップＳ００４）。このポート生成通知には、仮想フロースイッチ部４２を識別するための転送ノード識別子、仮想ポート４３に割り当てられたポート識別子、仮想ポートに紐づいたＰＤＮ識別情報が含まれる。

前記ポート生成通知を受信すると、制御装置２０は、ポート属性管理部２８に、前記通知されたポートとネットワーク属性との対応関係を登録する（図１２参照）。

その後、図８に示すように、通信端末５１からサーバ６１宛てのデータパケットを受信すると、論理チャネル制御装置４０ａは、論理チャネルが帰属するＰＤＮ１１に対応した内部インタフェースを介して論理チャネル管理部４１ａから仮想フロースイッチ部４２に受信したデータパケットを渡す。

以降のデータパケットの送受信処理は、図９〜図１０に、制御装置２０が、新規フロー検出通知（Ｐａｃｋｅｔ−Ｉｎ）の受信を契機にして通信端末位置管理部２２に通信端末５１と仮想ポートおよびネットワーク属性との対応関係を登録する処理を追加しただけであり、第１の実施形態と同様であるため、詳細な説明は割愛する。

その後、図１０に示すように、通信端末５１がＰＤＮ１１にアクセスするための論理チャネルを切断すると（図１０のステップＳ１０５）、論理チャネル制御装置４０ａはこの論理チャネルに対応する仮想ポートを削除する（図１０のステップＳ１０６）。具体的には、論理チャネル制御装置４０ａ内部の論理チャネル管理部４１ａが、この切断された論理チャネル以外にＰＤＮ１１に帰属する論理チャネルがあるかどうか確認する。ここでは他にＰＤＮ１１に帰属する論理チャネルはないため、論理チャネル管理部４１ａは仮想フロースイッチ部４２に対し仮想ポートの解放を要求する。仮想フロースイッチ部４２は、仮想ポートの解放要求を受けると、対応する仮想ポートを削除する。

仮想ポートが削除されると、論理チャネル制御装置４０ａ内の仮想フロースイッチ部４２は制御装置２０に対しポート削除通知を送信する（図１０のステップＳ１０７）。このポート削除通知には、仮想フロースイッチ部４２を識別するための転送ノード識別子、仮想ポート４３に割り当てられたポート識別子が含まれる。

ポート削除通知を受信すると、制御装置２０は、ポート属性管理部２８に登録されていた、前記通知されたポートとネットワーク属性との対応関係を削除する（図１２参照）。

以上のように、本発明は、ＰＤＮ単位で複数の論理チャネルをまとめて仮想ポートを生成・削除する構成によっても実現することができる。なお、上記した実施形態では、複数の論理チャネルを束ねる共通のパラメータとしてＰＤＮ識別情報のみを使用したが、１台の通信端末が同一ＰＤＮに接続するがＱｏＳ情報の異なる複数の論理チャネルを束ねることも可能である。

その他、本実施形態においても、論理チャネルの構築／解放のタイミングや、通信端末５１が構築する論理チャネルの数、制御装置２０による処理規則の設定契機などは、適宜変更することが可能である。

［具体例１］
続いて、具体例を示して、より具体的に、上記した第１の実施形態を説明する。図１５は、本発明の一具体例の構成を表した図である。図１５を参照すると、制御装置１２０と、フロースイッチ（オープンフロースイッチ）１３０〜１３２と、ｅＮｏｄｅＢ１４０と、ＭＭＥ２４１とが示されている。

制御装置１２０は、フロースイッチ１３０〜１３２およびｅＮｏｄｅＢ１４０に処理規則を設定することで、通信システム３に接続する端末が通信を行うための経路制御を行う。より具体的には、ネットワークトポロジ管理機能と、通信端末位置管理機能と、処理規則生成機能と、経路計算機能と、処理規則管理機能と、フロースイッチ管理機能と、ポート属性管理機能とを具備している。このような制御装置１２０は、例えば、非特許文献２のオープンフローコントローラをベースに構成することが可能である。

ネットワークトポロジ管理機能は、フロースイッチから収集した情報を元に、フロースイッチ群が形成するネットワークトポロジを記憶する機能であり、図２のトポロジ管理部２３に相当する。

通信端末位置管理機能は、通信システム３に接続している通信端末およびＰＤＮがどのネットワークに帰属しているのか、そしてどのフロースイッチ（ｅＮｏｄｅＢ１４０を含む）のどのポートに接続しているのかを管理する機能であり、図２の通信端末位置情報管理部２２に相当する。

処理規則生成機能は、後述の処理規則を作成する機能で、マッチングキーおよびアクション内容を決定する機能であり、図２の経路・アクション計算部２４およびフローエントリ管理部２５がこれに相当する。

経路計算機能は、フロー毎にパケットの転送経路を計算する機能であり、図２の経路・アクション計算部２４の経路計算機能がこれに相当する。

処理規則管理機能は、どのような処理規則をどのフロースイッチに設定しているかを管理している機能であり、図２のフローエントリ管理部２５がこれに相当する。

フロースイッチ管理機能はフロースイッチを制御するための機能であり、図２の制御メッセージ処理部２６がこれに相当する。

ポート属性管理機能は通信システム３内のフロースイッチ（ｅＮｏｄｅＢ１４０を含む）の各ポートが、どのネットワークに帰属しているのかを管理するための機能であり、図２のポート属性管理部２８がこれに相当する。

フロースイッチ１３０〜１３２は、上記した第１の実施形態の転送ノード３０〜３２に相当し、制御装置１２０から設定された処理規則に基づいて、パケット転送を行う装置である。このようなフロースイッチ１３０〜１３２は、例えば、非特許文献２のオープンフロースイッチにて構成することが可能である。

ｅＮｏｄｅＢ１４０は、上記した第１の実施形態の論理チャネル制御装置４０に相当し、通信端末が通信システム３に接続するための論理チャネルを管理し、通信システム３へのコネクティビティを提供する基地局装置等により実現される。

図１６は、図１５の論理チャネル制御装置の具体的構成を表したブロック図である。図１６に示すように、ｅＮｏｄｅＢ１４０は、論理チャネル管理部１４１と、仮想フロースイッチ部１４２とを具備している。

論理チャネル管理部１４１は通信端末とのリンクの確立や切断などのリンク制御機能と、通信端末が通信システム３を介してデータパケットを送受信するためのベアラの生成や解放などのベアラ管理機能と、ベアラの生成や解放などのイベントを仮想フロースイッチ部１４２に通知するベアライベント通知機能と、ベアラ〜仮想フロースイッチ部１４２間のパケット転送機能と、通信端末にＩＰアドレスを払い出すためのＩＰアドレス管理機能とを具備する。また、本具体例では、論理チャネル管理部１４１は通信端末にＩＰアドレスを払い出すためのＩＰアドレス管理機能も備えているものとしているが、論理チャネル管理部１４１とは別個に、ＩＰアドレス管理機能と同等の役割を果たすＩＰアドレス管理部を設けた構成とすることもできる。

仮想フロースイッチ部１４２は前述のフロースイッチ１３０〜１３２相当の機能に加え、仮想ポート管理機能と、ポートイベント通知機能とを具備する。仮想ポート管理機能とは、論理チャネル管理部１４１から通知されるベアラの生成／解放といったイベントに対応して、各ベアラに対応する仮想ポートの生成／削除を行い、仮想ポートを管理する機能である。ポートイベント通知機能とは、仮想ポートの生成／削除といったイベントを通知する制御装置１２０に通知する機能である。

続いて、図１７〜図２０のシーケンス図を参照して全体の動作について詳細に説明する。

まず、図１７を用いて、通信端末１５１が通信システム３に接続、すなわち、ｅＮｏｄｅＢ１４０とリンクを確立し、ＰＤＮ１１にアクセスするためのベアラを生成するまでの一連の手順を説明する。

まず、通信端末１５１はｅＮｏｄｅＢ１４０とリンクアップする（ステップＳ２０１）。引き続き、通信端末１５１はｅＮｏｄｅＢ１４０との間にＰＤＮ１１にアクセスするためのベアラを生成する（ステップＳ２０２）。ベアラを生成する際、通信端末１５１はベアラを通るフロー情報と共に、ＰＤＮ１１を示すＡＰＮを通知することで、当該ベアラがＰＤＮ１１にアクセスするためのベアラであることを明示的にｅＮｏｄｅＢ１４０に通知する。また、ベアラ生成時に、ｅＮｏｄｅＢ１４０は、通信端末１５１に対しＰＤＮ１１にアクセスする際に使用するＩＰアドレスを払い出す。

なお、図１７の例では、ベアラに帰属するフロー情報やＡＰＮは、通信端末１５１からｅＮｏｄｅＢ１４０に通知するものとしているが、Ｈｏｍｅ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｓｅｒｖｅｒ（ＨＳＳ；図示省略）からダウンロードする構成とすることもできる。また、通信端末１５１に払い出すＩＰアドレスも同様にＨＳＳからダウンロードする構成とすることもできる。

通信端末１５１とのベアラが生成されると、ｅＮｏｄｅＢ１４０はこのベアラに対応する仮想ポートを生成する（ステップＳ２０３）。

具体的には、ｅＮｏｄｅＢ１４０の内部の機能である論理チャネル管理部１４１が仮想フロースイッチ部１４２に対しベアラ生成を知らせる。その際に、論理チャネル管理部４１はベアラに紐づいている通信端末１５１のＩＰアドレス、フロー情報、ＡＰＮも併せて通知する。仮想フロースイッチ部１４２は、新規ベアラ生成を認識すると、このベアラと紐づいた仮想ポートを生成する。この仮想ポートは、ｅＮｏｄｅＢ１４０の内部インタフェースで論理チャネル管理部１４１に接続される。そのため、論理チャネル管理部１４１もベアラと仮想ポートの対応関係を認識できる。その結果、論理チャネル管理部１４１は仮想ポートから入力されてきたデータパケットを対応するベアラに転送することができる。

仮想ポートが生成されると、ｅＮｏｄｅＢ１４０内の仮想フロースイッチ部１４２は制御装置１２０に対し、ポート生成通知を送信する（ステップＳ２０４）。このポート生成通知には、仮想フロースイッチ部１４２を識別するためのフロースイッチ識別子、仮想ポートに割り当てられたポート識別子、仮想ポートに紐づいたＩＰアドレス、フロー情報、ＡＰＮが含まれる。

制御装置１２０は、ポート生成通知を受信すると、通信端末１５１と前記通知されたポートおよびそのネットワーク属性との対応関係を記憶する。また制御装置２０は、前記通知されたポートとネットワーク属性との対応関係を登録する。

次に、図１８を用いて、通信端末１５１がＰＤＮ１１内のサーバ１６１に対して通信を開始する手順を説明する。

まず、通信端末１５１がベアラを介してサーバ１６１宛てにデータパケットを送信する（ステップＳ２０５）。このデータパケットはベアラを終端しているｅＮｏｄｅＢ１４０に届く。ここでは、データパケットのＶＬＡＮ ＩＤはＩＤ＃０であるものとする。

ｅＮｏｄｅＢ１４０は、データパケットを受信すると、ベアラに対応した内部インタフェースを介して論理チャネル管理部１４１から仮想フロースイッチ部１４２にデータパケットを渡す。

仮想フロースイッチ部１４２はデータパケットを受信すると、フローテーブルを検索し、受信したパケットに適合するマッチングキーを持つ処理規則を検索する。しかしながら、このパケットは最初に受信したパケットであるため、該当する処理規則は存在しない。

そこで、仮想フロースイッチ部１４２は受信したパケットをバッファリングしてから、制御装置１２０に対し新規フロー検出通知を送信する（ステップＳ２０６）。この新規フロー検出通知にはパケット転送ルールの識別に必要な情報（例えば、ＭＡＣアドレス、ＩＰアドレス、ポート番号（それぞれ送信元と宛先両方含む）、ＶＬＡＮ ＩＤ）とパケットを受信したポートの受信ポート識別子が含まれている。

制御装置１２０は、新規フロー検出通知を受信すると、新規フロー検出通知に含まれる受信ポート識別子から、このフローはＰＤＮ１１に帰属するフローであることを判断する。そして、制御装置１２０は、新規フロー検出通知に含まれるパケット転送ルールの識別に必要な情報と通信端末位置管理機能で管理する情報を元に、通信端末１５１の通信相手がサーバ１６１であることを特定する。さらに、制御装置１２０は、新規に設定する処理規則のマッチングキーの決定および宛先であるサーバ１６１の位置確認を行い、通信端末１５１からサーバ１６１へのパケット転送経路を計算する。ここでは経路計算の結果、ｅＮｏｄｅＢ１４０、フロースイッチ１３０、フロースイッチ１３１の順でパケットを転送していくパケット転送経路が計算されたものとする。

またマッチングキーとしては、パケットの受信ポートとＶＬＡＮ ＩＤに加え、送信元ＩＰアドレスが通信端末１５１のＩＰアドレスであり、宛先ＭＡＣアドレスおよび宛先ＩＰアドレスがサーバ１６１の各アドレスであることを条件とするマッチングキーが決定されたものとする。さらに、ｅＮｏｄｅＢ１４０でＶＬＡＮ ＩＤにＩＤ＃１を埋め込み、フロースイッチ１３１でＶＬＡＮ ＩＤに元の値であるＩＤ＃０を埋め込むアクションを行うことを決定したものとする。

制御装置１２０は、マッチングキーおよび転送経路に基づき、処理規則を作成し、経路上のフロースイッチであるフロースイッチ１３０、１３１および仮想フロースイッチ部１４２に、それぞれ処理規則を設定する（ステップＳ２０７）。

経路制御装置１２０は、上記処理規則の設定後、処理規則管理機能にて、フロースイッチ１３０、１３１および仮想フロースイッチ部１４２に設定した処理規則の管理を開始する。

前記処理規則の設定が完了すると、仮想フロースイッチ部１４２はバッファリングしてあるパケットを処理規則に従って、パケットのＶＬＡＮ ＩＤをＩＤ＃１に変更した後、フロースイッチ１３０に転送する。このパケットの転送経路上のフロースイッチには既にステップＳ２０７で処理規則の設定が行われているので、このパケットはフロースイッチ１３０、１３１の順で転送される。フロースイッチ１３１はパケットを受信すると、パケットのＶＬＡＮ ＩＤを元の値であるＩＤ＃０に変更した後、パケットをサーバ１６１に届ける。

次に、図１９を用いて、ＰＤＮ１１内のサーバ１６１が通信端末１５１に対して通信を開始する手順を説明する。

まず、サーバ１６１が通信端末１５１宛てにデータパケットを送信する（ステップＳ３０１）。このデータパケットはフロースイッチ１３１に届く。ここでは、データパケットのＶＬＡＮ ＩＤはＩＤ＃０であるものとする。

フロースイッチ１３１はデータパケットを受信すると、フローテーブルを検索し、受信したパケットに適合するマッチングキーを持つ処理規則を検索する。しかしながら、このパケットは、サーバ１６１が最初に送信したパケットであるため、図１８のときのｅＮｏｄｅＢ１４０と同様に、制御装置１２０に対し新規フロー検出通知を送信する（ステップＳ３０２）。

制御装置１２０は、新規フロー検出通知を受信すると、新規フロー検出通知に含まれる受信ポート識別子から、当該フローがＰＤＮ１１に帰属するフローであることを判断する。そして、制御装置１２０は、新規フロー検出通知に含まれるパケット転送ルールの識別に必要な情報と通信端末位置管理機能で管理する情報を元に、このパケットの宛先が通信端末１５１であることを特定する。さらに、制御装置１２０は、新規に設定する処理規則のマッチングキーの決定および宛先である通信端末１５１の位置確認を行い、サーバ１６１から通信端末１５１へのパケット転送経路を計算する。その際、制御装置１２０は、本フローが、通信端末位置管理機能で管理する情報を元に、通信端末１５１がＰＤＮ１１にアクセスするために構築したベアラに対応した仮想ポートに出力するように転送経路を計算する。ここでは経路計算の結果、フロースイッチ１３１、フロースイッチ１３０、ｅＮｏｄｅＢ１４０の順でパケットを転送していく転送経路が計算されたものとする。

またマッチングキーとしては、パケットの受信ポートとＶＬＡＮ ＩＤに加え、送信元ＭＡＣアドレス、送信元ＩＰアドレスがサーバ１６１の各アドレスであり、宛先ＩＰアドレスが通信端末１５１のＩＰアドレスであることを条件とするマッチングキーが決定されたものとする。なお、ここでも、フロースイッチ１３１でＶＬＡＮ ＩＤにＩＤ＃１を埋め込み、ｅＮｏｄｅＢ１４０でＶＬＡＮ ＩＤに元の値であるＩＤ＃０を埋め込むアクションを行うことを決定したものとする。

制御装置１２０は、前記決定したマッチングキーおよび転送経路に基づき、処理規則を作成し、転送経路上のフロースイッチ１３０、１３１および仮想フロースイッチ部１４２に処理規則の設定を行う（ステップＳ３０３）。

制御装置１２０は、処理規則の設定後、処理規則管理機能にて、フロースイッチ１３０、１３１および仮想フロースイッチ部１４２に設定した処理規則の管理を開始する。

上記処理規則の設定が完了すると、フロースイッチ１３１はバッファリングしてあるパケットを処理規則に従ってパケットのＶＬＡＮ ＩＤをＩＤ＃１に変更した後、フロースイッチ１３０に転送する（ステップＳ３０４）。このパケットの転送経路上の各ノードには既に処理規則の設定が行われているので、このパケットはフロースイッチ１３０、ｅＮｏｄｅＢ１４０の順で転送される。ｅＮｏｄｅＢ１４０はパケットを受信すると、パケットのＶＬＡＮ ＩＤを元の値であるＩＤ＃０に変更した後、ベアラを通じてパケットを通信端末１５１に到達させる。

次に、図２０を用いて、通信端末１５１が通信システム３から離脱、すなわち、ＰＤＮ１１にアクセスするためのベアラを切断し、さらにｅＮｏｄｅＢ１４０とリンクを切断するまでの一連の手順を説明する。

まず、通信端末１５１は、ＰＤＮ１１にアクセスするためのベアラを解放する（ステップＳ３０５）。通信端末１５１とのベアラが解放されると、ｅＮｏｄｅＢ１４０はこのベアラに対応する仮想ポートを削除する（ステップＳ３０６）。具体的には、ｅＮｏｄｅＢ１４０の内部の論理チャネル管理部１４１が仮想フロースイッチ部１４２に対しベアラ解放を知らせる。仮想フロースイッチ部１４２は、ベアラ解放を認識すると、このベアラと紐づいた仮想ポートを削除する。

仮想ポートが削除されると、ｅＮｏｄｅＢ１４０の仮想フロースイッチ部１４２は、制御装置１２０に対し、ポート削除通知を送信する（ステップＳ３０７）。仮想ポート削除通知には、仮想フロースイッチ部１４２を識別するためのフロースイッチ識別子、仮想ポートに割り当てられたポート識別子が含まれる。

制御装置１２０はポート削除通知を受信すると、通信端末位置管理機能に登録されていた、通信端末１５１と前記通知された仮想ポートとの対応関係を削除する。また制御装置１２０は、ポート属性管理機能に登録されていた、前記通知されたポートとネットワーク属性との対応関係を削除する。

ベアラの解放後、通信端末１５１はｅＮｏｄｅＢ１４０とのリンクを切断する（ステップＳ３０８）。

以上のように、ベアラの生成・削除に応じてネットワーク属性を持たせた仮想ポートを生成・削除するよう構成したため、プライベートＩＰアドレス空間の重複したパケットをそれぞれ別々のフローと識別して転送することができる。さらに、異なる複数のプライベートＩＰアドレス空間が混在する通信システム内でフローを一意に識別するために識別子をデータパケットに埋め込むため（本具体例ではＶＬＡＮ ＩＤ）、経路上の他のフロースイッチにおいても、前記識別子をマッチングキーに含めることで、両者を識別して新しい処理規則（フローエントリ）を生成することができる。

なお、上記の説明では、通信端末１５１が通信システム３に接続または離脱する際の一連の流れの中で、ベアラの構築／解放を行うものとして説明したが、通信システム３への接続／切断とは独立に通信端末１５１が、ベアラの構築／解放を行うこととしても良い。また、通信端末１５１が、２つ以上のベアラを同時に構築するものとしても良い。

アクセス方式としては、論理的なチャネルを構築できればよく、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｕｏｎ）のほか、Ｗ−ＣＤＭＡ（Ｗｉｄｅｂａｎｄ Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）やＣＤＭＡ２０００などの３ＧＰＰや３ＧＰＰ２で規定された他のアクセス方式やＷｉＭＡＸ（ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ）などを用いることが可能である。

また、上記した具体例では、ｅＮｏｄｅＢがベアラを終端していたが、必ずしもｅＮｏｄｅＢで終端しなくても良い。例えば、図３０のようにＰＤＮ−ＧＷが存在する通信システムであれば、ＰＤＮ−ＧＷが仮想フロースイッチ部を具備する構成も採用可能である。

また、第２の実施形態についても図２１に示すｅＮｏｄｅＢ１４０ａにより実現することが可能であり、この場合も、ＰＤＮ単位で複数のベアラをまとめて仮想ポートを生成・削除し、処理規則を生成・識別することができる。また、この場合、ベアラをまとめる共通のパラメータとしては、通信端末１５１から通知され、あるいは、ＨＳＳからダウンロードするＡＰＮを用いることができる。

なお、上記した具体例では、通信端末１５１は、無線で通信システム３にアクセスするものとして説明したが、以下のように、Ｐｏｉｎｔ−ｔｏ−Ｐｏｉｎｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ（ＰＰＰ）やＶｉｒｔｕａｌ Ｐｒｉｖａｔｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ（ＶＰＮ）のように論理的なチャネルを構築できる有線方式でアクセスする場合にも適用することも可能である。

図２２は、本発明をＰＰＰに適用した構成を表した図である。この形態ではＰＰＰｏＥ（Ｐｏｉｎｔ−ｔｏ−Ｐｏｉｎｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｏｖｅｒ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ）サーバが通信端末とＰＰＰのセッションというと論理チャネルを構築し、かつ、仮想フロースイッチ部を具備する。

図２３は、本発明をＶＰＮに適用した構成を表した図である。この形態ではＶｉｒｔｕａｌ Ｐｒｉｖａｔｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｇａｔｅｗａｙ（ＶＰＮ ＧＷ）が通信端末とＶＰＮのトンネルという論理チャネルを構築し、かつ、仮想フロースイッチ部を具備する。

［具体例２］
続いて、別の具体例を示して、上記した第１の実施形態を説明する。図２４は、本発明の一具体例の構成を表した図である。図２４を参照すると、制御装置１２０と、フロースイッチ（オープンフロースイッチ）１３０〜１３２と、ＶＰＮ ＧＷ１４５とが示されている。

制御装置１２０は、フロースイッチ１３０〜１３２およびＶＰＮ ＧＷ１４５に処理規則を設定することで、通信システム３に接続する端末が通信を行うための経路制御を行う。より具体的には、ネットワークトポロジ管理機能と、通信端末位置管理機能と、処理規則生成機能と、経路計算機能と、処理規則管理機能と、フロースイッチ管理機能と、ポート属性管理機能とを具備している。このような制御装置１２０は、例えば、非特許文献２のオープンフローコントローラをベースに構成することが可能である。制御装置１２０は具体例１記載の制御装置１２０と同じであるため、各機能の詳細の説明は割愛する。

フロースイッチ１３０〜１３２は、上記した第１の実施形態の転送ノード３０〜３２に相当し、制御装置１２０から設定された処理規則に基づいて、パケット転送を行う装置である。このようなフロースイッチ１３０〜１３２は、例えば、非特許文献２のオープンフロースイッチにて構成することが可能である。

ＶＰＮ ＧＷ１４５は、上記した第１の実施形態の論理チャネル制御装置４０に相当し、企業網に帰属する通信端末がデータセンタ網に接続するための論理チャネルを管理し、通信システム３へのコネクティビティを提供するＶＰＮ装置等により実現される。

図２５は、図２４のＶＰＮ ＧＷ１４５の具体的構成を表したブロック図である。図２５に示すように、ＶＰＮ ＧＷ１４５は、論理チャネル管理部１４１ａと、仮想フロースイッチ部１４２とを具備している。

論理チャネル管理部１４１ａは、企業網内の通信端末がデータセンタ網１９１内のサーバと通信するためにＶＰＮクライアント〜ＶＰＮ ＧＷ１４５間で構築されるＶＰＮトンネルの生成や解放などのＶＰＮトンネル管理機能と、ＶＰＮトンネルの生成や解放などのイベントを仮想フロースイッチ部１４２に通知するＶＰＮトンネルイベント通知機能と、ＶＰＮトンネル〜仮想フロースイッチ部１４２間のパケット転送機能とを具備する。

仮想フロースイッチ部１４２は前述のフロースイッチ１３０〜１３２相当の機能に加え、仮想ポート管理機能と、ポートイベント通知機能とを具備する。仮想ポート管理機能とは、論理チャネル管理部１４１から通知されるＶＰＮトンネルの生成／解放といったイベントに対応して、各ＶＰＮトンネルに対応する仮想ポートの生成／削除を行い、仮想ポートを管理する機能である。ポートイベント通知機能とは、仮想ポートに対応するポートの生成／削除といったイベントを通知する制御装置１２０に通知する機能である。

なお、本具体例では、企業網１８１内に存在する通信端末１５１とＶＰＮクライアント１７１、そしてデータセンタ網１９１内に存在するサーバ１６１は、企業網１８１に帰属する装置であるものとする。同様に、企業網１８２内に存在する通信端末１５２とＶＰＮクライアント１７２、そしてデータセンタ網１９１内に存在するサーバ１６２は、企業網１８２に帰属する装置であるものとする。

また、本具体例では企業網１８１、１８２にはそれぞれ通信端末とＶＰＮクライアントがそれぞれ１台ずつしか記載されていないが、複数台存在しても良い。また、本具体例では、ＶＰＮクライアントが外部ノードとして、ＶＰＮ ＧＷ１４５からコネクティビティの提供を受けることになる。

続いて、図２６〜図２９のシーケンス図を参照して全体の動作について詳細に説明する。

まず、図２６を用いて、ＶＰＮクライアント１７１がデータセンタ網１９１に接続、すなわち、ＶＰＮ ＧＷ１４５とのＶＰＮトンネルを生成するまでの一連の手順を説明する。

まず、ＶＰＮクライアント１７１はＶＰＮ ＧＷ１４５との間にデータセンタ網１９１にアクセスするためのＶＰＮトンネルを生成する（ステップＳ４０２）。ＶＰＮトンネルを生成する際、ＶＰＮクライアント１７１はＶＰＮトンネルを通るフロー情報とともに、企業網１８１を示すネットワーク属性情報を通知することで、当該ＶＰＮトンネルが企業網１８１に帰属するデータセンタ網１９１内のサーバにアクセスするためのＶＰＮトンネルであることを明示的にＶＰＮ ＧＷ１４５に通知する。

なお、図２６の例では、ＶＰＮトンネルに帰属するフロー情報やネットワーク識別情報は、ＶＰＮクライアント１７１からＶＰＮ ＧＷ１４５に通知するものとしているが、ＶＰＮトンネル構築時に連携する認証サーバ（図示省略）からダウンロードする構成とすることもできる。

ＶＰＮクライアント１７１とのＶＰＮトンネルが生成されると、ＶＰＮ ＧＷ１４５はこのＶＰＮトンネルに対応する仮想ポートを生成する（ステップＳ４０３）。

具体的には、ＶＰＮ ＧＷ１４５の内部の機能である論理チャネル管理部１４１ａが仮想フロースイッチ部１４２に対しＶＰＮトンネル生成を知らせる。その際に、論理チャネル管理部４１はＶＰＮトンネルに紐づいているＶＰＮクライアント１７１の帰属するネットワーク属性情報も併せて通知する。仮想フロースイッチ部１４２は、新規ＶＰＮトンネル生成を認識すると、このＶＰＮトンネルと紐づいた仮想ポートを生成する。この仮想ポートは、ＶＰＮ ＧＷ１４５の内部インタフェースで論理チャネル管理部１４１ａに接続される。そのため、論理チャネル管理部１４１ａもＶＰＮトンネルと仮想ポートの対応関係を認識できる。その結果、論理チャネル管理部１４１ａは仮想ポートから入力されてきたデータパケットを対応するＶＰＮトンネルに転送することができる。

仮想ポートが生成されると、ＶＰＮ ＧＷ１４５内の仮想フロースイッチ部１４２は制御装置１２０に対し、ポート生成通知を送信する（ステップＳ４０４）。このポート生成通知には、仮想フロースイッチ部１４２を識別するためのフロースイッチ識別子、仮想ポートに割り当てられたポート識別子、仮想ポートに紐づいたネットワーク識別情報が含まれる。

制御装置１２０は、ポート生成通知を受信すると、前記通知された仮想ポートとそのネットワーク属性との対応関係を登録する。

次に、図２７を用いて、通信端末１５１がデータセンタ網１９１内のサーバ１６１に対して通信を開始する手順を説明する。

まず、通信端末１５１がＶＰＮトンネルを介してサーバ１６１宛てにデータパケットを送信する（ステップＳ４０５）。このデータパケットはＶＰＮトンネルを終端しているＶＰＮ ＧＷ１４５に届く。ここでは、データパケットのＶＬＡＮ ＩＤはＩＤ＃０であるものとする。

ＶＰＮ ＧＷ１４５は、データパケットを受信すると、ＶＰＮトンネルに対応した内部インタフェースを介して論理チャネル管理部１４１ａから仮想フロースイッチ部１４２にデータパケットを渡す。

仮想フロースイッチ部１４２はデータパケットを受信すると、フローテーブルを検索し、受信したパケットに適合するマッチングキーを持つ処理規則を検索する。しかしながら、このパケットは最初に受信したパケットであるため、該当する処理規則は存在しない。

そこで、仮想フロースイッチ部１４２は受信したパケットをバッファリングしてから、制御装置１２０に対し新規フロー検出通知を送信する（ステップＳ４０６）。この新規フロー検出通知にはパケット転送ルールの識別に必要な情報（例えば、ＭＡＣアドレス、ＩＰアドレス、ポート番号（それぞれ送信元と宛先両方含む）、ＶＬＡＮ ＩＤ）とパケットを受信したポートの受信ポート識別子が含まれている。

制御装置１２０は、新規フロー検出通知を受信すると、通信端末位置管理機能内のデータベースに新規フロー検出通知に含まれる受信ポートに通信端末１５１が存在することを登録する。続いて、制御装置１２０は、新規フロー検出通知に含まれる受信ポート識別子から、このフローは企業網１８１に帰属するフローであることを判断する。そして、制御装置１２０は、新規フロー検出通知に含まれるパケット転送ルールの識別に必要な情報と通信端末位置管理機能で管理する情報を元に、通信端末１５１の通信相手がサーバ１６１であることを特定する。さらに、制御装置１２０は、新規に設定する処理規則のマッチングキーの決定および宛先であるサーバ１６１の位置確認を行い、通信端末１５１からサーバ１６１へのパケット転送経路を計算する。ここでは経路計算の結果、ＶＰＮ ＧＷ１４５、フロースイッチ１３０、フロースイッチ１３１の順でパケットを転送していくパケット転送経路が計算されたものとする。

またマッチングキーとしては、パケットの受信ポートとＶＬＡＮ ＩＤに加え、送信元ＩＰアドレスが通信端末１５１のＩＰアドレスであり、宛先ＭＡＣアドレスおよび宛先ＩＰアドレスがサーバ１６１の各アドレスであることを条件とするマッチングキーが決定されたものとする。さらに、ＶＰＮ ＧＷ１４５でＶＬＡＮ ＩＤにＩＤ＃１を埋め込み、フロースイッチ１３１でＶＬＡＮ ＩＤに元の値であるＩＤ＃０を埋め込むアクションを行うことを決定したものとする。

制御装置１２０は、マッチングキーおよび転送経路に基づき、処理規則を作成し、経路上のフロースイッチであるフロースイッチ１３０、１３１および仮想フロースイッチ部１４２に、それぞれ処理規則を設定する（ステップＳ４０７）。

経路制御装置１２０は、上記処理規則の設定後、処理規則管理機能にて、フロースイッチ１３０、１３１および仮想フロースイッチ部１４２に設定した処理規則の管理を開始する。

前記処理規則の設定が完了すると、仮想フロースイッチ部１４２はバッファリングしてあるパケットを処理規則に従って、パケットのＶＬＡＮ ＩＤをＩＤ＃１に変更した後、フロースイッチ１３０に転送する（ステップＳ４０８）。このパケットの転送経路上のフロースイッチには既にステップＳ４０７で処理規則の設定が行われているので、このパケットはフロースイッチ１３０、１３１の順で転送される。フロースイッチ１３１はパケットを受信すると、パケットのＶＬＡＮ ＩＤを元の値であるＩＤ＃０に変更した後、パケットをサーバ１６１に届ける。

次に、図２８を用いて、データセンタ網１９１内のサーバ１６１が通信端末１５１に対して通信を開始する手順を説明する。

まず、サーバ１６１が通信端末１５１宛てにデータパケットを送信する（ステップＳ５０１）。このデータパケットはフロースイッチ１３１に届く。ここでは、データパケットのＶＬＡＮ ＩＤはＩＤ＃０であるものとする。

フロースイッチ１３１はデータパケットを受信すると、フローテーブルを検索し、受信したパケットに適合するマッチングキーを持つ処理規則を検索する。しかしながら、このパケットは、サーバ１６１が最初に送信したパケットであるため、図２７のときのＶＰＮ ＧＷ１４５と同様に、制御装置１２０に対し新規フロー検出通知を送信する（ステップＳ５０２）。

制御装置１２０は、新規フロー検出通知を受信すると、新規フロー検出通知に含まれる受信ポート識別子から、当該フローが企業網１８１に帰属するフローであることを判断する。そして、制御装置１２０は、新規フロー検出通知に含まれるパケット転送ルールの識別に必要な情報と通信端末位置管理機能で管理する情報を元に、このパケットの宛先が通信端末１５１であることを特定する。さらに、制御装置１２０は、新規に設定する処理規則のマッチングキーの決定および宛先である通信端末１５１の位置確認を行い、サーバ１６１から通信端末１５１へのパケット転送経路を計算する。その際、制御装置１２０は、本フローが、通信端末位置管理機能で管理する情報を元に、通信端末１５１がＰＤＮ１１にアクセスするために構築したＶＰＮトンネルに対応した仮想ポートに出力するように転送経路を計算する。ここでは経路計算の結果、フロースイッチ１３１、フロースイッチ１３０、ＶＰＮ ＧＷ１４５の順でパケットを転送していく転送経路が計算されたものとする。

またマッチングキーとしては、パケットの受信ポートとＶＬＡＮ ＩＤに加え、送信元ＭＡＣアドレス、送信元ＩＰアドレスがサーバ１６１の各アドレスであり、宛先ＩＰアドレスが通信端末１５１のＩＰアドレスであることを条件とするマッチングキーが決定されたものとする。なお、ここでもＶＰＮ ＧＷ１４５でＶＬＡＮ ＩＤにＩＤ＃１を埋め込み、フロースイッチ１３１でＶＬＡＮ ＩＤに元の値であるＩＤ＃０を埋め込むアクションを行うことを決定したものとする。

制御装置１２０は、前記決定したマッチングキーおよび転送経路に基づき、処理規則を作成し、転送経路上のフロースイッチ１３０、１３１および仮想フロースイッチ部１４２に処理規則の設定を行う（ステップＳ５０３）。

制御装置１２０は、処理規則の設定後、処理規則管理機能にて、フロースイッチ１３０、１３１および仮想フロースイッチ部１４２に設定した処理規則の管理を開始する。

上記処理規則の設定が完了すると、フロースイッチ１３１はバッファリングしてあるパケットを処理規則に従って、パケットのＶＬＡＮ ＩＤをＩＤ＃１に変更した後、フロースイッチ１３０に転送する（ステップＳ５０４）。このパケットの転送経路上の各ノードには既に処理規則の設定が行われているので、このパケットはフロースイッチ１３０、ＶＰＮ ＧＷ１４５の順で転送される。ＶＰＮ ＧＷ１４５はパケットを受信すると、パケットのＶＬＡＮ ＩＤを元の値であるＩＤ＃０に変更した後、ＶＰＮトンネルを通じてパケットを通信端末１５１に届ける。

次に、図２９を用いて、ＶＰＮクライアント１７１が通信システム３から離脱、すなわち、データセンタ網１９１にアクセスするためのＶＰＮトンネルを切断するまでの一連の手順を説明する。

まず、ＶＰＮクライアント１７１は、データセンタ網１９１にアクセスするためのＶＰＮトンネルを解放する（ステップＳ５０５）。ＶＰＮクライアント１７１とのＶＰＮトンネルが解放されると、ＶＰＮ ＧＷ１４５はこのＶＰＮトンネルに対応する仮想ポートを削除する（ステップＳ５０６）。具体的には、ＶＰＮ ＧＷ１４５の内部の論理チャネル管理部１４１ａが仮想フロースイッチ部１４２に対しＶＰＮトンネル解放を知らせる。仮想フロースイッチ部１４２は、ＶＰＮトンネル解放を認識すると、このＶＰＮトンネルと紐づいた仮想ポートを削除する。

仮想ポートが削除されると、ＶＰＮ ＧＷ１４５の仮想フロースイッチ部１４２は、制御装置１２０に対し、ポート削除通知を送信する（ステップＳ５０７）。このポート削除通知には、仮想フロースイッチ部１４２を識別するためのフロースイッチ識別子、仮想ポートに割り当てられたポート識別子が含まれる。

制御装置１２０はポート削除通知を受信すると、ポート属性管理機能に登録されていた、前記通知されたポートとネットワーク属性との対応関係を削除する。また、制御装置１２０は、前記通知されたポートに接続していると通信端末位置管理機能に登録されている通信端末が存在していたら、該当通信端末と前記通知された仮想ポートとの対応関係を削除する。

以上のように、ＶＰＮトンネルの生成・削除に応じてネットワーク属性を持たせた仮想ポートを生成・削除するよう構成したため、プライベートＩＰアドレス空間の重複したパケットをそれぞれ別々のフローと識別して転送することができる。さらに、異なる複数のプライベートＩＰアドレス空間が混在するデータセンタ網内でフローを一意に識別するため識別子をデータパケットに埋め込むため（本具体例ではＶＬＡＮ ＩＤ）、経路上の他のフロースイッチにおいても、前記識別子をマッチングキーに含めることで、両者を識別して新しい処理規則（フローエントリ）を生成することができる。

なお、上記の説明では、説明を簡易にするために、図２４にあるように、データセンタ網１９１が１つの空間内に閉じて構成されている想定で説明を行っているが、論理的に１つのデータセンタ網を形成していれば、個別装置は地理的に異なる複数の空間に点在していても良い。

以上、本発明の実施形態およびその具体例を説明したが、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の基本的技術的思想を逸脱しない範囲で、更なる変形・置換・調整を加えることができる。

最後に、本発明の好ましい形態を要約する。
［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の形態の通信システムにおいて、
前記論理チャネル制御装置として動作する転送ノードは、前記制御装置に対し、前記仮想的なポートの作成または削除の通知とともに、前記論理チャネルのネットワーク属性情報を通知し、
前記制御装置が、前記通知されたネットワーク属性情報に基づいてパケットの転送経路を計算する通信システム。
［第３の形態］
第２の形態の通信システムにおいて、
前記制御装置が、前記計算したパケットの転送経路上の最初の転送ノードに、前記ネットワーク属性情報に基づいた識別子をパケットに埋め込む処理を実行させ、前記パケットの転送経路上の最後の転送ノードに、前記パケットから前記識別子を取り除く処理を実行させる通信システム。
［第４の形態］
第１〜第３いずれか一の形態の通信システムにおいて、
前記論理チャネル制御装置として動作する転送ノードが、共通のパラメータを持つ複数の論理チャネルを、１つの仮想ポートに対応付けて管理する通信システム。
［第５の形態］
第４の形態の通信システムにおいて、
前記共通のパラメータとして、論理チャネルのネットワーク属性情報を用いる通信システム。
［第６の形態］
（上記第２の視点による論理チャネル制御装置参照）
［第７の形態］
第６の形態の論理チャネル制御装置において、
前記制御装置に対し、前記仮想的なポートの作成または削除の通知とともに、前記論理チャネルのネットワーク属性情報を通知する論理チャネル制御装置。
［第８の形態］
第６、第７の形態の論理チャネル制御装置において、
共通のパラメータを持つ複数の論理チャネルを、１つの仮想ポートに対応付けて管理する論理チャネル制御装置。
［第９の形態］
第７の形態の論理チャネル制御装置において、
前記共通のパラメータとして、論理チャネルのネットワーク属性情報を用いる論理チャネル制御装置。
［第１０の形態］
（上記第３の視点による制御装置参照）
［第１１の形態］
第１０の形態の制御装置において、
前記計算したパケットの転送経路上の最初の転送ノードに、前記ネットワーク属性情報に基づいた識別子をパケットに埋め込む処理を実行させ、前記パケットの転送経路上の最後の転送ノードに、前記パケットから前記識別子を取り除く処理を実行させる制御装置。
［第１２の形態］
（上記第４の視点による通信方法参照）
［第１３の形態］
（上記第５の視点によるプログラム参照）
なお、上記第１２、第１３の形態は、上記第１の形態と同様に、第２〜第５の形態に展開することが可能である。
本発明の全開示（請求の範囲を含む）の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態の変更・調整が可能である。また、本発明の請求の範囲の枠内において種々の開示要素の多様な組み合わせないし選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。

本発明は、多数の基地局を収容するモバイルアクセス網を構成するモバイルバックホールシステムにも適用することが可能である。

１、３ 通信システム
１１、１２、 Ｐａｃｋｅｔ Ｄａｔａ Ｎｅｔｗｏｒｋ（ＰＤＮ)
２０ 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 通信端末位置管理部
２３ トポロジ管理部
２４ 経路・アクション計算部
２５ フローエントリ管理部
２６ 制御メッセージ処理部
２７ ノード通信部
２８ ポート属性管理部
３０〜３２ 転送ノード
４０、４０ａ 論理チャネル制御装置
４１、４１ａ、１４１、１４１ａ 論理チャネル管理部
４２、１４２ 仮想フロースイッチ部
４３ 仮想ポート
５１、５２、１５１、１５２ 通信端末
６１、６２、１６１、１６２ サーバ
１３０、１３１、１３２ フロースイッチ
１４４ Ｐｏｉｎｔ ｔｏ Ｐｏｉｎｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｏｖｅｒ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（ＰＰＰｏＥ）サーバ
１４５ Ｖｉｒｔｕａｌ Ｐｒｉｖａｔｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｇａｔｅｗａｙ（ＶＰＮ ＧＷ）
１７１、１７２ Ｖｉｒｔｕａｌ Ｐｒｉｖａｔｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ（ＶＰＮ）クライアント
１８１、１８２ 企業網
１９１ データセンタ網
Ｘ１ 通信システム
Ｘ２０、１２０ 制御装置
Ｘ４０、１４０、１４０ａ Ｅ−ＵＴＲＡＮ Ｎｏｄｅ−Ｂ（ｅＮｏｄｅＢ）
Ｘ４１、２４１ Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｅｎｔｉｔｙ（ＭＭＥ）
Ｘ４２ Ｓｅｒｖｉｎｇ Ｇａｔｅｗａｙ（Ｓｅｒｖｉｎｇ ＧＷ）
Ｘ４３ Ｐａｃｋｅｔ Ｄａｔａ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｇａｔｅｗａｙ（ＰＤＮ ＧＷ）
Ｘ５１ 通信端末
Ｘ６１ サーバ

Claims (9)

1. 転送ノードに処理規則を設定する制御装置と、
   前記設定された処理規則に基づいて受信パケットの処理を行うパケット処理部を備える複数の転送ノードと、を含み、
   前記転送ノードのうち少なくとも１つの転送ノードが、外部ノードとの間に論理チャネルを構築する論理チャネル制御装置として動作し、前記外部ノードとの間で構築した論理チャネルに対応付けて仮想的なポート情報を生成または削除し、前記制御装置に通知し、
   前記制御装置が、前記通知されたポート情報を用いてパケットの転送経路を計算すること、
   を特徴とする通信システム。
2. 前記論理チャネル制御装置として動作する転送ノードは、前記制御装置に対し、前記仮想的なポートの作成または削除の通知とともに、前記論理チャネルのネットワーク属性情報を通知し、
   前記制御装置が、前記通知されたネットワーク属性情報に基づいてパケットの転送経路を計算する請求項１の通信システム。
3. 前記制御装置が、前記計算したパケットの転送経路上の最初の転送ノードに、前記ネットワーク属性情報に基づいた識別子をパケットに埋め込む処理を実行させ、前記パケットの転送経路上の最後の転送ノードに、前記パケットから前記識別子を取り除く処理を実行させる請求項２の通信システム。
4. 前記論理チャネル制御装置として動作する転送ノードが、共通のパラメータを持つ複数の論理チャネルを、１つの仮想的なポートに対応付けて管理する請求項１から３いずれか一の通信システム。
5. 前記共通のパラメータとして、論理チャネルのネットワーク属性情報を用いる請求項４の通信システム。
6. 外部ノードとの間に論理チャネルを構築するとともに、構築した論理チャネルに対応付けて仮想的なポートを生成または削除する論理チャネル管理部と、
   制御装置により設定された処理規則に基づいて受信パケットの処理を行うとともに、前記仮想的なポートの作成または削除を制御装置に通知する仮想フロースイッチ部と、を備えること、
   を特徴とする論理チャネル制御装置。
7. ポート情報に紐づいたネットワーク属性情報に基づいて、パケットの転送経路を計算し、前記パケットの転送経路上の転送ノードに処理規則を設定する制御装置であって、
   前記計算したパケットの転送経路上の最初の転送ノードに、前記ネットワーク属性情報に基づいた識別子をパケットに埋め込む処理を実行させ、前記パケットの転送経路上の最後の転送ノードに、前記パケットから前記識別子を取り除く処理を実行させる制御装置。
8. 転送ノードに処理規則を設定する制御装置と接続され、前記設定された処理規則に基づいて受信パケットの処理を行うパケット処理部を備える複数の転送ノードのうち少なくとも１つの転送ノードが、外部ノードとの間に論理チャネルを構築する論理チャネル制御装置として動作し、前記外部ノードとの間で構築した論理チャネルに、仮想的なポート情報を付与して、前記制御装置に通知するステップと、
   前記制御装置が、前記通知されたポート情報を用いてパケットの転送経路を計算するとともに、前記転送経路を実現する処理規則を作成し、前記転送ノードに設定するステップと、を含むこと、
   を特徴とする通信方法。
9. 制御装置により設定された処理規則に基づいて受信パケットの処理を行う転送ノードを構成するコンピュータに実行させるプログラムであって、
   外部ノードとの間に論理チャネルを構築するとともに、構築した論理チャネルに対応付けて仮想的なポートを生成または削除する処理と、
   前記ポートの作成または削除を経路制御装置に通知する処理と、
   を前記コンピュータに実行させるプログラム。

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