JP5987920B2 - 通信システム、制御装置及びネットワークトポロジの管理方法 - Google Patents

通信システム、制御装置及びネットワークトポロジの管理方法 Download PDF

Info

Publication number
JP5987920B2
JP5987920B2 JP2014557523A JP2014557523A JP5987920B2 JP 5987920 B2 JP5987920 B2 JP 5987920B2 JP 2014557523 A JP2014557523 A JP 2014557523A JP 2014557523 A JP2014557523 A JP 2014557523A JP 5987920 B2 JP5987920 B2 JP 5987920B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
network
switch
packet
link layer
layer detection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2014557523A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2014112612A1 (ja
Inventor
志穂美 佐藤
志穂美 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Application granted granted Critical
Publication of JP5987920B2 publication Critical patent/JP5987920B2/ja
Publication of JPWO2014112612A1 publication Critical patent/JPWO2014112612A1/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00Data switching networks
    • H04L12/64Hybrid switching systems
    • H04L12/6418Hybrid transport
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L41/00Arrangements for maintenance, administration or management of data switching networks, e.g. of packet switching networks
    • H04L41/12Discovery or management of network topologies
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L41/00Arrangements for maintenance, administration or management of data switching networks, e.g. of packet switching networks
    • H04L41/12Discovery or management of network topologies
    • H04L41/122Discovery or management of network topologies of virtualised topologies, e.g. software-defined networks [SDN] or network function virtualisation [NFV]
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L45/00Routing or path finding of packets in data switching networks
    • H04L45/02Topology update or discovery
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L45/00Routing or path finding of packets in data switching networks
    • H04L45/26Route discovery packet
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L43/00Arrangements for monitoring or testing data switching networks
    • H04L43/02Capturing of monitoring data
    • H04L43/026Capturing of monitoring data using flow identification
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02DCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00Reducing energy consumption in communication networks

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)

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2013−008132号(2013年1月21日出願)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、制御装置及びネットワークトポロジの管理方法に関し、特に、複数のスイッチとこれらスイッチを集中制御する制御装置とを含む通信システム、制御装置及びネットワークトポロジの管理方法に関する。
非特許文献1、2に、オープンフローという技術が提案されている。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。非特許文献2に仕様化されてい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マッチ条件(Match Fields)と、フロー統計情報(Counters)と、処理内容を定義したインストラクション(Instructions)と、の組が定義される(非特許文献2の「5.2 Flow Table」の項参照)。
例えば、オープンフロースイッチは、パケットを受信すると、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マッチ条件(非特許文献2の「5.3 Matching」参照)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、フロー統計情報(カウンタ)を更新するとともに、受信パケットに対して、当該エントリのインストラクションフィールドに記述された処理内容(指定ポートからのパケット送信、フラッディング、廃棄等)を実施する。一方、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エントリ設定の要求、即ち、受信パケットを処理するための制御情報の送信要求(Packet−Inメッセージ)を送信する。オープンフロースイッチは、処理内容が定められた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。このように、オープンフロースイッチは、フローテーブルに格納されたエントリを制御情報として用いてパケット転送を行う。
上記オープンフローに代表される集中制御型のネットワークでは、スイッチの集中制御する制御装置がスイッチ間のリンクトポロジを把握する必要がある。例えば、特許文献1には、LLDP(Link Layer Discovery Protocol、IEEE802.1abにより標準化)を用いて、外部装置およびオープンフロースイッチから収集した情報を用いてトポロジ情報更新する機能を備えたオープンフローコントローラが開示されている。
特開2012−175394号公報
Nick McKeownほか7名、"OpenFlow: Enabling Innovation in Campus Networks"、[online]、[平成24(2012)年11月24日検索]、インターネット〈URL:http://www.openflow.org/documents/openflow-wp-latest.pdf〉 "OpenFlow Switch Specification" Version 1.3.1 (Wire Protocol 0x04)、[online]、[平成24(2012)年12月11日検索]、インターネット〈URL: https://www.opennetworking.org/images/stories/downloads/specification/openflow-spec-v1.3.1.pdf〉
上記特許文献及び非特許文献の各記載を引用をもって本書に繰り込み記載する。
以下の分析は、本発明によって与えられたものである。集中制御型のネットワークにおいて、特許文献1のようにトポロジの把握に、リンク層検出プロトコルを用いる場合、スイッチ及び制御装置が、ユーザトラフィックとしてネットワークに流入したLLDPパケットと、集中制御型のネットワーク自身のトポロジ検出用のLLDPパケットとを区別でできないという問題点がある。例えば、スイッチの中には、レイヤ2で構成された他のネットワークと接続されている場合があり、これらのスイッチは、他のネットワークから受け取ったLLDPパケットをデータプレーン上に流すことがある。これらのLLDPパケットは、コントローラが収集するトポロジ検出のためのLLDPパケットと区別がつかないため、コントローラによるトポロジ構築に支障を来たしてしまう。
本発明は、上記のような異なるネットワークのリンク層検出プロトコルのパケットが混在するネットワーク構成であって、意図したネットワークのトポロジを把握できるようにした通信システム、制御装置及びネットワークトポロジの管理方法を提供することを目的とする。
第1の視点によれば、制御対象のスイッチに対し、第1のネットワークのリンク層検出プロトコルのパケットと、前記第1のネットワークとは異なる第2のネットワークのリンク層検出プロトコルのパケットとを識別し、それぞれ所定の処理を実行させる制御情報を設定する制御装置と、前記制御装置から設定された制御情報に従って、所定のトポロジ管理装置に対し前記第1のネットワークのリンク層検出プロトコルのパケットを送信するスイッチ群と、前記スイッチから受信した前記第1のネットワークのリンク層検出プロトコルのパケットに含まれる情報に基づいて、前記スイッチ群によって構成されるネットワークトポロジを管理するトポロジ管理装置と、を含む通信システムが提供される。
第2の視点によれば、制御対象のスイッチに対し、第1のネットワークのリンク層検出プロトコルのパケットと、前記第1のネットワークとは異なる第2のネットワークのリンク層検出プロトコルのパケットとを識別し、それぞれ所定の処理を実行させる制御情報を設定する制御情報設定部を備え、スイッチに、所定のトポロジ管理装置に対し前記第1のネットワークのリンク層検出プロトコルのパケットを送信させ、前記所定のトポロジ管理装置に、前記スイッチから受信した前記第1のネットワークのリンク層検出プロトコルのパケットに含まれる情報に基づいて、前記スイッチ群によって構成されるネットワークトポロジを管理させる制御装置が提供される。
第3の視点によれば、制御対象のスイッチに対し、第1のネットワークのリンク層検出プロトコルのパケットと、前記第1のネットワークとは異なる第2のネットワークのリンク層検出プロトコルのパケットとを識別し、それぞれ所定の処理を実行させる制御情報を設定するステップと、前記スイッチが、前記制御装置から設定された制御情報に従って、所定のトポロジ管理装置に対し前記第1のネットワークのリンク層検出プロトコルのパケットを送信するステップと、前記スイッチから受信した前記第1のネットワークのリンク層検出プロトコルのパケットに含まれる情報に基づいて、前記スイッチ群によって構成されるネットワークトポロジを管理するステップと、を含むネットワークトポロジの管理方法が提供される。本方法は、集中制御型のネットワークのトポロジ把握機能を実現する装置という、特定の機械に結びつけられている。
本発明によれば、異なるネットワークのリンク層検出プロトコルのパケットが混在するネットワーク構成であっても、意図したネットワークのトポロジを把握することが可能となる。
本発明の一実施形態の構成を示す図である。 本発明の第1の実施形態の通信システムの構成を示す図である。 本発明の第1の実施形態の通信システムで用いるリンク層検出プロトコルのパケットの構成を示す図である。 本発明の第1の実施形態の通信システムの制御装置がスイッチに設定するフローエントリを示す図である。 本発明の第1の実施形態の通信システムの動作を表した図である。 図5のステップS001〜S002の動作を説明するための図である。 図5のステップS003の動作を説明するための図である。 図5のステップS004の動作を説明するための図である。 図5のステップS005〜S006の動作を説明するための図である。 本発明の第1の実施形態のスイッチの動作を表した図である。 図10のステップS101の動作を説明するための図である。 図10のステップS102の動作を説明するための図である。 図10のステップS102の後に行われる動作を説明するための図である。 図10のステップS102の後に行われる別の動作を説明するための図である。 本発明の第2の実施形態の通信システムの制御装置がスイッチに設定するフローエントリを示す図である。
はじめに本発明の一実施形態の概要について図面を参照して説明する。なお、この概要に付記した図面参照符号は、理解を助けるための一例として各要素に便宜上付記したものであり、本発明を図示の態様に限定することを意図するものではない。
本発明は、その一実施形態において、図1に示すように、制御装置10と、制御装置10から設定される制御情報に従い動作するスイッチ20A、20Bと、スイッチ20A、20Bによって構成されるネットワークトポロジを管理するトポロジ管理装置60とを含む構成にて実現できる。
より具体的には、制御装置10は、制御対象のスイッチ(例えば、スイッチ20A)に対し、第1のネットワークのリンク層検出プロトコルのパケット(LLDP−1)と、前記第1のネットワークとは異なる第2のネットワークのリンク層検出プロトコルのパケット(LLDP−2)とを識別し、それぞれ所定の処理を実行させる制御情報を設定する。そして、スイッチ20Aは、前記制御情報に定められた所定の処理として、トポロジ管理装置60に対し第1のネットワークのリンク層検出プロトコルのパケットを送信する。
トポロジ管理装置60は、例えば、スイッチ20Aが、スイッチ20Bから送信された第1のネットワークのリンク層検出プロトコルのパケット(LLDP−1)を受信したことを検出することで、スイッチ20A−スイッチ20B間のリンクを検出する。なお、スイッチ20Aが、第2のネットワークのリンク層検出プロトコルのパケット(LLDP−2)を受信した場合の動作としては、制御装置10に対する受信通知(応答指示依頼)、予め制御装置10から指示されたパケット(LLDPパケット等)の送信などが考えられる。
また、スイッチ20Bからスイッチ20Aへの第1のネットワークのリンク層検出プロトコルのパケット(LLDP−1)の送信は、制御装置10が指示してもよいし、トポロジ管理装置60が指示してもよい。
以上のように構成することで、異なるネットワークのリンク層検出プロトコルのパケットが混在するネットワーク構成であっても、意図したネットワークのトポロジを把握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2は、本発明の第1の実施形態の通信システムの構成を示す図である。図2を参照すると、互いに接続されて第1のネットワークを構成する複数のスイッチ20と、これらの複数のスイッチにフローエントリを設定することにより、これらスイッチ20を制御する制御装置10と、を含む構成が示されている。また、スイッチ20のうち、他のネットワークとの境界に位置するスイッチは、ルータ41、42とも接続されている。
制御装置10は、図2の破線で示す専用チャネルを介して、スイッチ20に対して、フローエントリを設定する。また、制御装置10は、スイッチ20に対して、第1のネットワークのトポロジを検出するためのLLDPパケットの送信を指示する。このような制御装置10としては、非特許文献1、2に記載のオープンフローコントローラと同等の機能を備えた装置を用いることができる。前記フローエントリの設定には、非特許文献2のFlow_Modメッセージを用いることができる。同様に、LLDPパケットの送信指示には、Packet_Outメッセージを用いることができる。また、本実施形態の制御装置10は、上記したトポロジ管理装置としても動作する。
スイッチ20は、前記制御装置10から設定されたフローエントリをフローテーブルと呼ばれるルックアップテーブルに保持している。また、他の装置からパケットを受信すると、スイッチは、フローテーブルに登録されたフローエントリの中から、受信パケットに適合するマッチ条件を持つフローエントリを検索し、該当するフローエントリに定められた処理内容(指定ポートからの転送、ヘッダ書換え等)を実行する。また、前記検索の結果、受信パケットに適合するマッチ条件を持つフローエントリが見つからなかった場合、スイッチ20は制御装置10に対して、受信パケット又は受信パケットから抽出した情報を送信し、フローエントリの設定を要求する。このようなスイッチ20としては、非特許文献1、2に記載のオープンフロースイッチと同等の機能を備えた装置を用いることができる。前記フローエントリの設定要求には、非特許文献2のPacket_Inメッセージを用いることができる。
ルータ41、42は、レイヤ2/レイヤ3ネットワーク等の他のネットワークに属する機器であり、規定されたタイミングでLLDPパケットを送信する。
ここで、ルータ41、42が送信するIEEE802.1abで標準化されているLLDPパケットと、制御装置10がスイッチ20に送信を指示するLLDPパケットとの違いについて説明する。
図3は、本発明の第1の実施形態の通信システムで用いるリンク層検出プロトコルのパケット(制御装置10がスイッチ20に送信を指示するLLDPパケット)の構成を示す図である。IEEE802.1abで標準化されているLLDPパケットと異なるのは、LLDPデータユニット中の必須情報要素(TLV)である、シャーシID、ポートID、有効期間(TTL;Time To Live)に加えて、追加の情報要素として、「識別フラグ」、「コントローラ ID」及び「DPID」が追加されている点である。なお、このような情報要素の追加は、IEEE802.1abにおいてもオプションとして許容されているものである。
「識別フラグ」は、LLDPの送信ポート及びスイッチが制御装置10の制御対象であるか否かを示している。この情報要素は、スイッチ20が、一般のLLDPパケットと、制御装置10がスイッチ20に送信を指示するLLDPパケットとを識別するために用いられる。
「コントローラ ID」は、LLDPパケットの送信指示を出した制御装置10のIDを格納する情報要素である。集中制御型ネットワークには、制御装置が複数配置され、それぞれ連携して動作する構成を持つことがある。「コントローラ ID」は、このような場合に、LLDPパケットの送信指示元の制御装置を識別する際に使用される。なお、「コントローラ ID」としては、制御装置の名前やIP(Internet Protocol)アドレスやMAC(Media Access Contorol)アドレスなどを用いることができる。
「DPID」は、LLDPパケットの送信元のスイッチ20のポートに設定されたDataPathIDを格納する情報要素である。ネットワークによっては、物理的な1台のスイッチに、論理的なスイッチ(仮想スイッチ)が複数存在する場合がある。このような「DPID」を用いることにより、物理スイッチのみならず仮想スイッチを含んで構成される論理的に分割されたネットワーク(仮想ネットワーク)のトポロジを把握することができる。
続いて、スイッチ20にて、上記したLLDPパケットの違いを識別する仕組みについて説明する。図4は、スイッチ20のフローテーブルの登録されたフローエントリを示す図である。図4に示すとおり、個々のフローエントリは、受信パケットと照合する内容を定めたマッチ条件と、マッチ条件に適合したパケット数等を記録するためのフロー統計情報フィールドと、マッチ条件に適合したパケットに適用する処理内容を定めたインストラクションとを対応付けて構成されている。また、図4では、優先度が高いフローエントリほど、フローテーブルの上位に格納されているものとする。
図4のフローテーブルの上段に配置されたユーザトラヒック用フローエントリは、スイッチ20に接続するユーザからのパケットの転送等を実行するためのフローエントリである。ユーザトラヒック用フローエントリには、例えば、ルータ41、42から送信された一般的なLLDPパケットを転送するためのフローエントリが含まれていてもよい。一方、図4のフローテーブルの下段に配置された第1ネットワークのトポロジ検出用パケットの処理用フローエントリは、上記追加の情報要素が設定されたLLDPパケットについての処理内容を定めたエントリである。例えば、マッチ条件として、LLDPであることを示すEthernet(登録商標) Type(88CC)が設定され、かつ、識別フラグが「1(=制御対象)」であるとの内容が設定される。また、図4の例では、上記マッチ条件に適合するパケットに適用する処理内容として「制御装置10に転送」が設定されている。なお、非特許文献2のマッチ条件の必須項目には、上記LLDPの追加の情報要素の識別フラグは存在しないため、ベンダが自由に拡張できる一項目として設定することになる。
以上のような優先度を持つ2以上のフローエントリを設定することで、スイッチ20に、ユーザトラヒック用フローエントリに適合するユーザトラヒック(ルータ41、42から送信されるLLDPパケットを含む)については、それぞれの転送先等へ転送させ、制御装置10がスイッチ20に送信を指示することによって送られたLLDPパケット(追加の情報要素が設定されたLLDPパケット)については、制御装置10に転送させるよう制御することができる。
続いて、本実施形態の動作について図面を参照して詳細に説明する。図5は、本発明の第1の実施形態の通信システムの動作を表した図である。図5を参照すると、まず、制御装置10は、図4に示すフローエントリを作成し、スイッチ20に設定する(図5のステップS001)。
前記フローエントリの設定指示を受けたスイッチ20は、制御装置10から送信されたフローエントリをフローテーブルに登録する(図5のステップS002)。
図6は、図5のステップS001〜S002の動作を説明するための図である。図6に示すように、制御装置10は、制御対象のスイッチ20にFlow_Modメッセージを用いて、LLDPパケットであり、かつ、識別フラグに「1」が設定されているパケットを制御装置10に転送させるフローエントリを設定する。
次に制御装置10は、スイッチ20に対して、第1ネットワークトポロジ検出用パケットを送信し、受信ポート以外のポートから送信するよう指示する(図5のステップS003)。スイッチ20は、前記指示に従い、受信ポート以外のポートから、制御装置10から受信した第1ネットワークトポロジ検出用パケットを送信する(図5のステップS004)。
図7は、図5のステップS003の動作を説明するための図である。図7に示すように、制御装置10は、制御対象のスイッチ20にPacket_Outメッセージを用いて、上記追加の情報要素を設定したLLDPパケット(トポロジ検出用LLDPパケット)を送信し、受信ポート以外の他のポートから、上記追加の情報要素を設定したLLDPパケット(トポロジ検出用LLDPパケット)を送信するよう指示する。
図8は、図5のステップS004の動作を説明するための図である。前記指示を受けたスイッチ20は、それぞれ上記追加の情報要素を設定したLLDPパケット(トポロジ検出用LLDPパケット)を該当するポートから送信する。
これらの追加の情報要素を設定したLLDPパケット(トポロジ検出用LLDPパケット)が、接続先のスイッチ20にて受信されると、接続先のスイッチ20は、ステップS001、S002にて設定されたフローエントリに従い、制御装置10に対し、追加の情報要素を設定したLLDPパケット(トポロジ検出用LLDPパケット)を送信する(図5のS005)。
追加の情報要素を設定したLLDPパケット(トポロジ検出用LLDPパケット)を受信した制御装置10は、その追加の情報要素に含まれるコントローラIDやDPIDを参照して、スイッチ20間の接続関係を特定し、トポロジを構築する(図5のS006)。例えば、制御装置10のコントローラIDと異なるコントローラIDが設定されているLLDPパケット(トポロジ検出用LLDPパケット)は、他の集中制御型のネットワークの制御装置10が送信させたLLDPパケットであるため、廃棄される。
図9は、図5のステップS005〜S006の動作を説明するための図である。他のスイッチ20から追加の情報要素を設定したLLDPパケット(トポロジ検出用LLDPパケット)を受信したスイッチ20は、制御装置10に対して、他のスイッチ20から追加の情報要素を設定したLLDPパケット(トポロジ検出用LLDPパケット)を送信する。
続いて、追加の情報要素を設定したLLDPパケット(トポロジ検出用LLDPパケット)でないパケットを受信した場合も含めてスイッチ20の基本的な動作について説明する。
図10は、本発明の第1の実施形態のスイッチの動作を表した図である。図10を参照すると、パケットを受信するとスイッチ20は、フローテーブルを参照して、受信パケットに適合するマッチ条件を持つフローエントリを検索する(図10のステップS101)。前記検索の結果、受信パケットに適合するマッチ条件を持つフローエントリが存在しなかった場合(ステップS101のNo)、スイッチ20は、制御装置10に対し、受信パケット又は受信パケットから抽出した情報を送信し、フローエントリの設定を要求する(図10のステップS102)。例えば、図11のように、ルータ41から他のネットワークのLLDPパケットを受信した場合も、図12に示すように、制御装置10に対して、Packet_Inメッセージでフローエントリの設定要求が行われる。
前記フローエントリの設定要求を受けた制御装置10は、スイッチ20にフローエントリを設定し、例えば、図13に示すように、ルータ41から受信した他のネットワークのLLDPパケットをスイッチ20経由でルータ42に転送するような制御を行ってもよい。
また、例えば、前記フローエントリの設定要求を受けた制御装置10が、図14に示すように、スイッチ20に、ルータ41に対するLLDPパケットの送信を指示してもよい。このようにすれば、ルータ41からは、第1のネットワーク全体を一つのスイッチであるかのように見せかけることもできる。
一方、図10のステップS101で受信パケットに適合するマッチ条件を持つフローエントリが見つかり(ステップS101のYes)、かつ、そのフローエントリが図4のトポロジ検出用パケットの処理用フローエントリである場合(ステップS103のYes)、スイッチ20は、図4のトポロジ検出用パケットの処理用フローエントリに従い、制御装置10に、受信パケット(制御装置10が送信を指示したLLDPパケット)を送信する(ステップS104)。これは、図9を用いて説明した動作に相当する。
また、ステップS103で、図4のトポロジ検出用パケットの処理用フローエントリでないと判断された場合(ステップS103のNo)、即ち、受信パケットがユーザトラヒック用のフローエントリにマッチした場合、スイッチ20は、適合したフローエントリのインストラクションに従い、パケットを処理する。例えば、図10のステップS105に対する動作として、制御装置10が、他のネットワークのLLDPパケットをルータ42等に転送させるフローエントリを設定している場合には、そのフローエントリに従い、他のネットワークのLLDPパケットをルータ42に送信する制御が行われる。
以上のように、本実施形態によれば、ユーザトラヒックとして流れるLLDPパケットのうち、制御装置10がスイッチに送信した自ネットワーク(第1のネットワーク)のトポロジ検出用のLLDPパケットだけを識別して制御装置10に転送させることが可能となる。
[第2の実施形態]
上記した第1の実施形態では、スイッチ20に設定したフローエントリのマッチ条件に、LLDPパケットの追加の情報要素として格納されている識別フラグを用いることで、制御装置10がスイッチに送信した自ネットワーク(第1のネットワーク)のトポロジ検出用のLLDPパケットを識別するものとして説明した。続いて、スイッチ20に設定するフローエントリのマッチ条件に、上記識別フラグを用いずに同等の効果を実現する本発明の第2の実施形態を説明する。本発明の第2の実施形態は、制御装置10がスイッチ20に設定するフローエントリが異なるだけであるので、以下のその相違点を中心に説明する。
図15は、本発明の第2の実施形態の通信システムの制御装置がスイッチに設定するフローエントリを示す図である。図4に示したフローエントリの配置と異なる点は、トポロジ検出用のLLDPパケットを制御装置10に転送させるフローエントリを上位に配置し、その下位に、個別のユーザトラヒックを処理するフローエントリを配置した点である。
上記のようなフローエントリを設定した場合、ルータ41、42から送信されるLLDPパケットを含むトポロジ検出用のLLDPパケットが制御装置10に転送されることになる。しかしながら、図3にて説明したように、制御装置10がスイッチ20に送信を指示したLLDPパケットは、追加の情報要素(TLV)を含んでいるため、ルータ41、42から送信されるLLDPパケットと区別することが可能である。
従って、本実施形態においても、トポロジ管理装置として動作する制御装置10が、スイッチ20によって構成されたネットワークトポロジを把握することができる。また、ルータ41、42から送信されるLLDPパケットについても識別することができるため、制御装置10がスイッチ20に、図13に示すように所定の宛先に転送させたり、図14に示すようにLLDPパケットの送信を指示するといった処理を行うことができる。
また、本実施形態では、スイッチ20がLLDPパケットの追加の情報要素の値を確認する必要がなくなるため、第1の実施形態と比べて、非特許文献2の仕様に沿ったスイッチを使用可能である、スイッチ20の転送性能に与える影響が少ない、といった利点がある。
以上、本発明の各実施形態を説明したが、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。例えば、各図面に示したネットワーク構成や要素の構成は、本発明の理解を助けるための一例であり、これらの図面に示した構成に限定されるものではない。
例えば、上記した実施形態では、第1のネットワークのリンク層検出プロトコルのパケットとしてLLDPパケットを用いるものとして説明したが、その他のパケットを用いることも可能である。
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の形態において、
前記第1のネットワークのリンク層検出プロトコルのパケットは、前記第2のネットワークのリンク層検出プロトコルのパケットに含まれる情報要素に、所定の情報要素が追加されているパケットである通信システム。
[第3の形態]
第1又は第2の形態において、
前記所定の情報要素に、物理スイッチと仮想スイッチについて一意に付与される識別子(DPID)が含まれ、
前記トポロジ管理装置は、前記物理スイッチと仮想スイッチによって構成されるネットワークトポロジを管理する通信システム。
[第4の形態]
第1〜第3いずれか一の形態において、
前記所定の情報要素に、前記各スイッチのポートが前記制御装置の制御対象であるか否かを示す情報が含まれ、
前記制御装置は、前記スイッチに、前記各スイッチのポートが前記制御装置の制御対象であるか否かを示す情報に基づき、前記第1のネットワークのリンク層検出プロトコルのパケットを識別させる通信システム。
[第5の形態]
第1〜第4いずれか一の形態において、
前記所定の情報要素に、前記各スイッチが制御を受ける制御装置の情報(コントローラID)が含まれ、
前記トポロジ管理装置は、前記制御装置の情報に基づいて、前記ネットワークトポロジの管理に用いるパケットを選択する通信システム。
[第6の形態]
第1〜第5いずれか一の形態において、
前記制御装置が、前記第1のネットワークのリンク層検出プロトコルのパケットと、前記第1のネットワークとは異なる第2のネットワークのリンク層検出プロトコルのパケットとを識別し、それぞれ所定の処理を実行させる制御情報に代えて、
リンク層検出プロトコルのパケットを所定のトポロジ管理装置に転送させる制御情報を設定し、
前記トポロジ管理装置が、前記第1のネットワークのリンク層検出プロトコルのパケットか、前記第2のネットワークのリンク層検出プロトコルのパケットであるかを判別して、前記スイッチ群によって構成されるネットワークトポロジを管理する通信システム。
[第7の形態]
第1〜第6いずれか一の形態において、
前記制御装置が、前記トポロジ管理装置として機能する通信システム。
[第8の形態]
第1〜第7いずれか一の形態において、
前記制御装置が、前記スイッチ群に対して、前記第1のネットワークのリンク層検出プロトコルのパケットの送信を指示する通信システム。
[第9の形態]
(上記第2の視点による制御装置参照)
[第10の形態]
(上記第3の視点によるネットワークトポロジの管理方法参照)
なお、上記第9、第10の形態は、第1の形態と同様に、第2〜第8の形態に展開することが可能である。
なお、上記の特許文献および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。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、実施形態ないし実施例の変更・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(各請求項の各要素、各実施形態ないし実施例の各要素、各図面の各要素等を含む)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。特に、本書に記載した数値範囲については、当該範囲内に含まれる任意の数値ないし小範囲が、別段の記載のない場合でも具体的に記載されているものと解釈されるべきである。
10 制御装置
20、20A、20B スイッチ
41、42 ルータ
60 トポロジ管理装置

Claims (10)

  1. 制御対象のスイッチに対し、第1のネットワークのリンク層検出プロトコルのパケットと、前記第1のネットワークとは異なる第2のネットワークのリンク層検出プロトコルのパケットとを識別し、それぞれ所定の処理を実行させる制御情報を設定する制御装置と、
    前記制御装置から設定された制御情報に従って、所定のトポロジ管理装置に対し前記第1のネットワークのリンク層検出プロトコルのパケットを送信するスイッチ群と、
    前記スイッチから受信した前記第1のネットワークのリンク層検出プロトコルのパケットに含まれる情報に基づいて、前記スイッチ群によって構成されるネットワークトポロジを管理するトポロジ管理装置と、
    を含む通信システム。
  2. 前記第1のネットワークのリンク層検出プロトコルのパケットは、前記第2のネットワークのリンク層検出プロトコルのパケットに含まれる情報要素に、所定の情報要素が追加されているパケットである請求項1の通信システム。
  3. 前記所定の情報要素に、物理スイッチと仮想スイッチについて一意に付与される識別子が含まれ、
    前記トポロジ管理装置は、前記物理スイッチと仮想スイッチによって構成されるネットワークトポロジを管理する請求項2の通信システム。
  4. 前記所定の情報要素に、前記各スイッチのポートが前記制御装置の制御対象であるか否かを示す情報が含まれ、
    前記制御装置は、前記スイッチに、前記各スイッチのポートが前記制御装置の制御対象であるか否かを示す情報に基づき、前記第1のネットワークのリンク層検出プロトコルのパケットを識別させる請求項2又は3の通信システム。
  5. 前記所定の情報要素に、前記各スイッチが制御を受ける制御装置の情報が含まれ、
    前記トポロジ管理装置は、前記制御装置の情報に基づいて、前記ネットワークトポロジの管理に用いるパケットを選択する請求項から4いずれか一の通信システム。
  6. 前記制御装置が、前記第1のネットワークのリンク層検出プロトコルのパケットと、前記第1のネットワークとは異なる第2のネットワークのリンク層検出プロトコルのパケットとを識別し、それぞれ所定の処理を実行させる制御情報に代えて、
    リンク層検出プロトコルのパケットを所定のトポロジ管理装置に転送させる制御情報を設定し、
    前記トポロジ管理装置が、パケットに前記所定の情報要素が含まれるか否かに応じて、前記第1のネットワークのリンク層検出プロトコルのパケットか、前記第2のネットワークのリンク層検出プロトコルのパケットであるかを判別して、前記スイッチ群によって構成されるネットワークトポロジを管理する請求項から5いずれか一の通信システム。
  7. 前記制御装置が、前記トポロジ管理装置として機能する請求項1から6いずれか一の通信システム。
  8. 前記制御装置が、前記スイッチ群に対して、前記第1のネットワークのリンク層検出プロトコルのパケットの送信を指示する請求項1から7いずれか一の通信システム。
  9. 制御対象のスイッチに対し、第1のネットワークのリンク層検出プロトコルのパケットと、前記第1のネットワークとは異なる第2のネットワークのリンク層検出プロトコルのパケットとを識別し、それぞれ所定の処理を実行させる制御情報を設定する制御情報設定部を備え、
    スイッチに、所定のトポロジ管理装置に対し前記第1のネットワークのリンク層検出プロトコルのパケットを送信させ、
    前記所定のトポロジ管理装置に、前記スイッチから受信した前記第1のネットワークのリンク層検出プロトコルのパケットに含まれる情報に基づいて、前記スイッチ群によって構成されるネットワークトポロジを管理させる制御装置。
  10. 制御対象のスイッチに対し、第1のネットワークのリンク層検出プロトコルのパケットと、前記第1のネットワークとは異なる第2のネットワークのリンク層検出プロトコルのパケットとを識別し、それぞれ所定の処理を実行させる制御情報を設定するステップと、
    前記スイッチが、前記制御装置から設定された制御情報に従って、所定のトポロジ管理装置に対し前記第1のネットワークのリンク層検出プロトコルのパケットを送信するステップと、
    前記スイッチから受信した前記第1のネットワークのリンク層検出プロトコルのパケットに含まれる情報に基づいて、前記スイッチ群によって構成されるネットワークトポロジを管理するステップと、
    を含むネットワークトポロジの管理方法。
JP2014557523A 2013-01-21 2014-01-20 通信システム、制御装置及びネットワークトポロジの管理方法 Active JP5987920B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013008132 2013-01-21
JP2013008132 2013-01-21
PCT/JP2014/050896 WO2014112612A1 (ja) 2013-01-21 2014-01-20 通信システム、制御装置及びネットワークトポロジの管理方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP5987920B2 true JP5987920B2 (ja) 2016-09-07
JPWO2014112612A1 JPWO2014112612A1 (ja) 2017-01-19

Family

ID=51209699

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014557523A Active JP5987920B2 (ja) 2013-01-21 2014-01-20 通信システム、制御装置及びネットワークトポロジの管理方法

Country Status (9)

Country Link
US (1) US9843496B2 (ja)
EP (1) EP2947828A4 (ja)
JP (1) JP5987920B2 (ja)
KR (1) KR101755138B1 (ja)
CN (1) CN104937889A (ja)
BR (1) BR112015016439A2 (ja)
CA (1) CA2896458A1 (ja)
RU (1) RU2598317C1 (ja)
WO (1) WO2014112612A1 (ja)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102468939B (zh) * 2010-11-05 2015-07-08 索尼公司 下行信道反馈信息反馈方法和装置及用户配对方法和装置
WO2015078008A1 (zh) * 2013-11-29 2015-06-04 华为技术有限公司 一种链路发现的方法、系统及设备
CN105337860B (zh) * 2014-06-23 2018-10-30 华为技术有限公司 一种数据包传输路径的确定方法、装置及系统
US9774502B2 (en) * 2014-06-25 2017-09-26 Ciena Corporation Systems and methods for combined software defined networking and distributed network control
KR102233645B1 (ko) * 2014-11-11 2021-03-30 한국전자통신연구원 가상 네트워크 기반 분산 다중 도메인 라우팅 제어 시스템 및 라우팅 제어 방법
JP6514329B2 (ja) * 2014-11-28 2019-05-15 華為技術有限公司Huawei Technologies Co.,Ltd. メモリアクセス方法、スイッチ、およびマルチプロセッサシステム
CN104468219B (zh) * 2014-12-11 2019-01-08 新华三技术有限公司 虚拟组网网络拓扑发现方法和设备
JP2016181819A (ja) * 2015-03-24 2016-10-13 富士通株式会社 ネットワークの制御装置及び制御方法、並びに、ネットワークスイッチ
US9866468B2 (en) * 2015-03-31 2018-01-09 Verizon Patent And Licensing Inc. Discovery and admission control of forwarding boxes in a software-defined network
WO2017092009A1 (zh) * 2015-12-03 2017-06-08 华为技术有限公司 一种交换机进行配置处理的方法和装置
US10439932B2 (en) * 2016-10-05 2019-10-08 Avago Technologies International Sales Pte. Limited System and method for flow rule management in software-defined networks
US10785118B2 (en) * 2017-02-23 2020-09-22 Dell Products L.P. Systems and methods for network topology validation
US10425287B2 (en) 2017-02-23 2019-09-24 Dell Products L.P. Systems and methods for network topology discovery
WO2019111154A1 (en) * 2017-12-04 2019-06-13 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Network link verification
CN110661629B (zh) * 2018-06-28 2022-02-25 中兴通讯股份有限公司 一种网络拓扑发现方法和装置
EP3963829A1 (en) * 2019-05-02 2022-03-09 Nokia Technologies Oy Integration of communication network in time sensitive networking system
WO2021163284A1 (en) * 2020-02-11 2021-08-19 Futurewei Technologies, Inc. Method for robust communication between nodes that are adjacent at layer 3
CN112637077B (zh) * 2020-12-28 2023-02-28 杭州迪普科技股份有限公司 路由动态配置方法及装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008172381A (ja) * 2007-01-10 2008-07-24 Nec Corp ネットワーク、ノード装置及びそれらに用いるlldpフレーム転送方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5664107A (en) 1992-10-13 1997-09-02 Bay Networks, Inc. Method for providing for automatic topology discovery in an ATM network or the like
WO2005004398A1 (en) 2003-07-07 2005-01-13 Lg Electronics, Inc. Mobile agent module for mobile home network system
US20060245401A1 (en) 2005-03-09 2006-11-02 Broadcom Corporation, A California Corporation Multiple network multiple protocol communication using a shared communication medium
KR101270275B1 (ko) 2005-08-17 2013-05-31 삼성전자주식회사 방송 시스템에서의 통지 메시지 제공 방법 및 장치
RU2378795C2 (ru) 2005-08-17 2010-01-10 Самсунг Электроникс Ко., Лтд. Способ и устройство для предоставления сообщения оповещения в системе широковещательной передачи
US9001827B2 (en) 2010-12-17 2015-04-07 Big Switch Networks, Inc. Methods for configuring network switches
JP5458038B2 (ja) 2011-02-21 2014-04-02 日本電信電話株式会社 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
US9130870B1 (en) * 2011-04-15 2015-09-08 Big Switch Networks, Inc. Methods for determining network topologies
JP5672154B2 (ja) * 2011-05-31 2015-02-18 株式会社バッファロー ネットワークシステム、ゲートウェイ装置、経路決定方法、プログラム、および記憶媒体
EP2824877A4 (en) 2012-03-05 2015-10-14 Nec Corp NETWORK SYSTEM, SWITCH AND NETWORK BUILDING PROCESS
US9094285B2 (en) * 2013-01-25 2015-07-28 Argela Yazilim ve Bilisim Teknolojileri San. ve Tic. A.S. Automatic discovery of multiple controllers in Software Defined Networks (SDNs)
US9374285B1 (en) * 2013-02-07 2016-06-21 Big Switch Networks, Inc. Systems and methods for determining network topologies

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008172381A (ja) * 2007-01-10 2008-07-24 Nec Corp ネットワーク、ノード装置及びそれらに用いるlldpフレーム転送方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JPN6016013674; Open Networking Foundation March 2012 InteroperabilityEvent Technical Paper , 20120419 *
JPN6016013676; 'A Design and Implementation of OpenFlow Controller Handling IP Multicast with Fast Tree Switching' 2012 IEEE/IPSJ 12th International Symposium on Applications and the Internet (SAINT) , 20120720 *
JPN6016013678; 'Energy Efficient Minimum Spanning Tree in OpenFlow Networks' 2012 European Workshop on Software Defined Networking (EWSDN) , 20121026 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN104937889A (zh) 2015-09-23
BR112015016439A2 (pt) 2017-07-11
US9843496B2 (en) 2017-12-12
US20150334001A1 (en) 2015-11-19
EP2947828A1 (en) 2015-11-25
KR20150110689A (ko) 2015-10-02
CA2896458A1 (en) 2014-07-24
RU2598317C1 (ru) 2016-09-20
WO2014112612A1 (ja) 2014-07-24
KR101755138B1 (ko) 2017-07-06
JPWO2014112612A1 (ja) 2017-01-19
EP2947828A4 (en) 2016-09-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5987920B2 (ja) 通信システム、制御装置及びネットワークトポロジの管理方法
JP5494668B2 (ja) 情報システム、制御サーバ、仮想ネットワーク管理方法およびプログラム
EP2904745B1 (en) Method and apparatus for accelerating forwarding in software-defined networks
US9215175B2 (en) Computer system including controller and plurality of switches and communication method in computer system
JP6007976B2 (ja) 通信システム、コントローラ、通信方法およびプログラム
US10645006B2 (en) Information system, control apparatus, communication method, and program
US20160269289A1 (en) Communication system, communication device, controller, and method and program for controlling forwarding path of packet flow
WO2011108205A1 (ja) 通信システム、経路制御装置、パケット転送装置および経路制御方法
JP5939353B2 (ja) 制御装置、通信システム、スイッチ制御方法及びプログラム
US9491000B2 (en) Data transport system, transmission method, and transport apparatus
EP2814213A1 (en) Control device, communication system, communication method and program
US20130195110A1 (en) Communication system, control device, method for setting processing rules, and program
JP6070700B2 (ja) パケット転送システム、制御装置、パケット転送方法及びプログラム
JPWO2013022082A1 (ja) パケット転送システム、制御装置、パケット転送方法およびプログラム
WO2014104277A1 (ja) 制御装置、通信システム、通信ノードの制御方法及びプログラム
EP2773072B1 (en) Control apparatus, communication system, virtual network management method, and program
JP6206493B2 (ja) 制御装置、通信システム、中継装置の制御方法及びプログラム
JP6127569B2 (ja) スイッチ、制御装置、通信システム、制御チャネルの管理方法及びプログラム
WO2014084216A1 (ja) 制御装置、通信システム、通信方法及びプログラム
JPWO2014175335A1 (ja) 制御装置、計算機システム、通信制御方法及びプログラム
WO2014087993A1 (ja) 制御装置、通信システム、通信方法及びプログラム
JP2016225933A (ja) 制御装置、中継装置の制御方法、プログラム及び通信システム

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160613

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160712

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160725

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5987920

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150