JP6409640B2 - 通信装置、通信方法 - Google Patents

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Description

本発明は、通信装置、通信方法に関する。
近年、集中制御型のネットワークアーキテクチャが提案されている。集中制御型のネットワークアーキテクチャの例として、オープンフロー(OpenFlow)と呼ばれる技術がある。オープンフローは、オープンフローコントローラ(OpenFlow Controller)と、オープンフロースイッチ(OpenFlow Switch)と、で実現される。
オープンフローコントローラは、オープンフロースイッチにフローテーブルを設定する。フローテーブルは、フローに属するパケットの処理ルールを記述したフローエントリから構成される。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該当するフローエントリを検索し、検索したフローエントリに記述された処理ルールに従って、そのパケットを処理する。なお、フローエントリが検索されない場合は、オープンフローコントローラが、新たなフローエントリを作成し、フローテーブルに追加する。
特開2002−064587号公報 特開2002−247098号公報 特開2003−333064号公報
最近、オープンフロースイッチを備える通信装置の中には、同じ通信装置内の通信アプリケーションにて発生したフローにオープンフローを適用するために、通信アプリケーションとの間で、TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)レイヤにてパケットを送受信するTCP/IP処理部を備えるものがある。そのため、オープンフロースイッチは、フローテーブルに従って、レイヤ2の通信インタフェースと、レイヤ2の上位レイヤであるTCP/IP処理部と、の間でパケットを転送することがある。
しかし、オープンフローの技術標準においては、オープンフロースイッチにおけるレイヤ2の通信インタフェースとして、有線LAN(Local Area Network)方式及び無線LAN方式の通信インタフェースのみを想定している。そのため、オープンフロースイッチで通信の対象とするパケットは、MAC(Media Access Control)アドレスが含まれる構造のパケットのみに限定されていた。言い換えれば、MACアドレスが含まれない構造のパケット、例えば、3G(Generation)やLTE(Long Term Evolution)などのセルラー方式に用いられるPPP(Point to Point Protocol)パケット(特許文献1〜3)などは、オープンフロースイッチで通信の対象とはされていなかった。そのため、PPPパケットを用いてセルラー方式の無線通信を行うデバイスには、オープンフローを適用することができなかった。
そこで本発明の目的の1つは、上述した課題を解決し、MACアドレスが含まれない構造のパケットも通信の対象とすることができる通信装置、通信方法を提供することにある。
一態様において、通信装置は、MAC(Media Access Control)アドレスが含まれない構造のパケットをレイヤ2にて送受信する第1の通信インタフェースと、TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)レイヤにてパケットを送受信するTCP/IP処理部と、前記第1の通信インタフェース及び前記TCP/IP処理部にて受信されたパケットの処理を行うスイッチ部と、疑似MACアドレスを含む疑似MACヘッダのパケットへの付加及びパケットからの前記疑似MACヘッダの除去を行うMACヘッダ処理部と、を備える。前記第1の通信インタフェースにて受信したパケットを前記TCP/IP処理部から送信する処理を行う場合、前記MACヘッダ処理部は、前記第1の通信インタフェースにて受信したパケットに前記疑似MACヘッダを付加し、前記スイッチ部は、前記疑似MACヘッダが付加されたパケットを前記TCP/IP処理部に出力する。また、前記TCP/IP処理部にて受信したパケットを前記第1の通信インタフェースから送信する処理を行う場合、前記MACヘッダ処理部は、前記TCP/IP処理部にて受信したパケットから前記疑似MACヘッダを除去し、前記スイッチ部は、前記疑似MACヘッダが除去されたパケットを前記第1の通信インタフェースに出力する。
一態様において、通信方法は、通信装置による通信方法である。前記通信装置は、MACアドレスが含まれない構造のパケットをレイヤ2にて送受信する第1の通信インタフェースと、TCP/IPレイヤにてパケットを送受信するTCP/IP処理部と、前記第1の通信インタフェース及び前記TCP/IP処理部にて受信されたパケットの処理を行うスイッチと、を備える。前記通信方法では、前記スイッチは、前記第1の通信インタフェースにて受信したパケットを前記TCP/IP処理部から送信する処理を行う場合、前記第1の通信インタフェースにて受信したパケットに、疑似MACアドレスを含む疑似MACヘッダを付加し、前記疑似MACヘッダが付加されたパケットを前記TCP/IP処理部に出力する。また、前記スイッチは、前記TCP/IP処理部にて受信したパケットを前記第1の通信インタフェースから送信する処理を行う場合、前記TCP/IP処理部にて受信したパケットから前記疑似MACヘッダを除去し、前記疑似MACヘッダが除去されたパケットを前記第1の通信インタフェースに出力する。
上述した態様によれば、MACアドレスが含まれない構造のパケットも通信の対象とすることができるという効果が得られる。
実施形態1の通信装置の構成例を示すブロック図である。 実施形態2の通信装置の構成例を示すブロック図である。 イーサネット(登録商標)パケット及びPPPパケットの構造例を示す図である。 実施形態2の通信装置において、PPP通信インタフェースにて受信したパケットをTCP/IP処理部から送信する場合の動作例を示すフロー図である。 実施形態2の通信装置において、TCP/IP処理部にて受信したパケットをPPP通信インタフェースから送信する場合の動作例を示すフロー図である。
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
(1)実施形態1
図1に、本実施形態の通信装置10の構成例を示す。図1に示される通信装置10は、通信インタフェース(IF:Interface)11と、TCP/IP処理部12と、スイッチ13と、を備えている。
通信インタフェース11は、MACアドレスが含まれない構造のパケットをレイヤ2にて送受信する第1の通信インタフェースである。
TCP/IP処理部12は、TCP/IPレイヤにてパケットを送受信する部分である。
スイッチ13は、スイッチ部131及びMACヘッダ処理部132を備えている。スイッチ部131は、通信インタフェース11及びTCP/IP処理部12にてパケットが受信されると、そのパケットを処理する。MACヘッダ処理部132は、疑似MACアドレスを含む疑似MACヘッダのパケットへの付加及びパケットからの疑似MACヘッダの除去を行う。
スイッチ部131は、通信インタフェース11にて受信したパケットをTCP/IP処理部12から送信する処理を行うとする。この場合、通信インタフェース11にて受信したパケットにはMACアドレスが含まれないため、このままではTCP/IP処理部12から送信することができない。そこで、スイッチ部131は、通信インタフェース11にて受信したパケットをMACヘッダ処理部132に渡す。MACヘッダ処理部132は、スイッチ部131から渡されたパケットに疑似MACヘッダを付加してスイッチ部131に返す。スイッチ部131は、MACヘッダ処理部132から返されたパケットをTCP/IP処理部12に出力する。これにより、通信インタフェース11にて受信したパケットは、疑似MACアドレスを含むものになったため、TCP/IP処理部12から送信することができる。
また、スイッチ部131は、TCP/IP処理部12にて受信したパケットを通信インタフェース11から送信する処理を行うとする。この場合、TCP/IP処理部12にて受信したパケットには疑似MACアドレスが含まれている。そこで、スイッチ部131は、TCP/IP処理部12にて受信したパケットをMACヘッダ処理部132に渡す。MACヘッダ処理部132は、スイッチ部131から渡されたパケットから疑似MACヘッダを除去してスイッチ部131に返す。スイッチ部131は、MACヘッダ処理部132から返されたパケットを通信インタフェース11に出力する。これにより、通信インタフェース11からは、疑似MACアドレスが除去されたパケットを送信することができる。
上述したように本実施形態においては、通信装置10は、通信インタフェース11にて受信したパケットをTCP/IP処理部12から送信する場合、そのパケットに疑似MACヘッダを付加する。また、通信装置10は、TCP/IP処理部12にて受信したパケットを通信インタフェース11から送信する場合、そのパケットから疑似MACヘッダを除去する。そのため、通信装置10は、MACアドレスが含まれない構造のパケットも通信の対象とすることができる。
(2)実施形態2
本実施形態は、実施形態1の構成及び動作をより具体化したものである。図2に、本実施形態の通信装置20の構成例を示す。図2に示される通信装置20は、イーサネット(登録商標)通信インタフェース21と、WLAN(Wireless LAN)通信インタフェース22と、PPP通信インタフェース23と、TCP/IP処理部24と、オープンフロースイッチ25と、を備えている。
イーサネット(登録商標)通信インタフェース21は、レイヤ2にてイーサネット(登録商標)パケットを送受信する第2の通信インタフェースである。WLAN(Wireless LAN)通信インタフェース22は、レイヤ2にてWLANパケットを送受信する第2の通信インタフェースである。PPP通信インタフェース23は、レイヤ2にてPPPパケットを送受信する第1の通信インタフェースである。このうち、イーサネット(登録商標)パケット及びWLANパケットは、MACアドレスが含まれる構造のパケットである。一方、PPPパケットは、MACアドレスが含まれない構造のパケットである。図3に、イーサネット(登録商標)パケット及びPPPパケットの構造例を示す。イーサネット(登録商標)パケットには、宛先MACアドレス及び送信元MACアドレスを含むMACヘッダが付加されている。一方、PPPパケットには、MACヘッダではなく、PPPヘッダが付加されており、PPPヘッダにはMACアドレスが含まれない。
TCP/IP処理部24は、TCP/IPレイヤにてパケットを送受信する部分である。例えば、通信装置20内の不図示の通信アプリケーションにて発生したフローにオープンフローを適用する場合、TCP/IP処理部24は、その通信アプリケーションとの間でTCP/IPレイヤにてパケットを送受信する。又は、TCP/IP処理部24は、通信装置20の外部のデバイスとの間でTCP/IPレイヤにてパケットを送受信する。
オープンフロースイッチ25は、スイッチ部251及びMACヘッダ処理部252を備えている。スイッチ部251は、不図示のフローテーブルを備えており、通信インタフェース21〜23及びTCP/IP処理部24にてパケットが受信されると、フローテーブルに従って、そのパケットを処理する。MACヘッダ処理部252は、疑似宛先MACアドレス及び疑似送信元MACアドレスを含む疑似MACヘッダのパケットへの付加及びパケットからの疑似MACヘッダの除去を行う。
スイッチ部251は、フローテーブルに従い、PPP通信インタフェース23にて受信したパケット(PPPパケット)をTCP/IP処理部24から送信する処理を行うとする。この場合、PPP通信インタフェース23にて受信したパケットにはMACアドレスが含まれないため、このままではTCP/IP処理部24から送信することができない。そこで、スイッチ部251は、PPP通信インタフェース23にて受信したパケットをMACヘッダ処理部252に渡す。MACヘッダ処理部252は、スイッチ部251から渡されたパケットからPPPヘッダを除去し、その代わりに疑似MACヘッダを付加してスイッチ部251に返す。スイッチ部251は、MACヘッダ処理部252から返されたパケットをTCP/IP処理部24に出力する。これにより、PPP通信インタフェース23にて受信したパケットは、疑似MACアドレスを含むものになったため、TCP/IP処理部24から送信することができる。なお、MACヘッダ処理部252が、上記で付加する疑似MACヘッダに含める疑似宛先MACアドレス及び疑似送信元MACアドレスは、特に限定されない。なぜなら、TCP/IP処理部24からTCP/IPレイヤにて送信されるパケットは、以降、IPヘッダ内のIPアドレスを参照されるためである。ただし、イーサネット(登録商標)通信インタフェース21及びWLAN通信インタフェース22のMACアドレスとの重複を避けるため、これらのMACアドレスとは異なる疑似宛先MACアドレス及び疑似送信元MACアドレスを疑似MACヘッダに含めるのが好ましい。
なお、スイッチ部251は、フローテーブルに従い、イーサネット(登録商標)通信インタフェース21又はWLAN通信インタフェース22にて受信したパケットをTCP/IP処理部24から送信する処理を行うとする。この場合、スイッチ部251は、イーサネット(登録商標)通信インタフェース21又はWLAN通信インタフェース22にて受信したパケットを、MACヘッダ処理部252に渡すことなく、TCP/IP処理部24に出力する。
また、スイッチ部251は、フローテーブルに従い、TCP/IP処理部24にて受信したパケット(IPパケット)をPPP通信インタフェース23から送信する処理を行うとする。この場合、TCP/IP処理部24にて受信したパケットには疑似MACアドレスが含まれている。そこで、スイッチ部251は、TCP/IP処理部24にて受信したパケットをMACヘッダ処理部252に渡す。MACヘッダ処理部252は、スイッチ部251から渡されたパケットから疑似MACヘッダを除去し、その代わりにPPPヘッダを付加してスイッチ部251に返す。スイッチ部251は、MACヘッダ処理部252から返されたパケットをPPP通信インタフェース23に出力する。これにより、PPP通信インタフェース23からは、疑似MACアドレスが除去されたパケットを送信することができる。なお、MACヘッダ処理部252は、上記で付加するPPPヘッダには、通信装置20を経由して又は通信装置20とPPP通信を行っているデバイスのアドレスを含める。
なお、スイッチ部251は、フローテーブルに従い、TCP/IP処理部24にて受信したパケットをイーサネット(登録商標)通信インタフェース21又はWLAN通信インタフェース22から送信する処理を行うとする。この場合、スイッチ部251は、TCP/IP処理部24にて受信したパケットを、MACヘッダ処理部252に渡すことなく、イーサネット(登録商標)通信インタフェース21又はWLAN通信インタフェース22に出力する。
以下、本実施形態の通信装置20の動作について説明する。
まず、PPP通信インタフェース23にて受信したパケットをTCP/IP処理部24から送信する場合の動作について、図4を参照して説明する。PPP通信インタフェース23にてパケット(PPPパケット)が受信されると、そのパケットがオープンフロースイッチ25に入力される(ステップA1)。すると、スイッチ部251は、フローテーブルに従い、入力されたパケットの処理ルールを確認する。ここでは、パケットをTCP/IP処理部24から送信する処理を行うとする。この場合、スイッチ部251は、PPP通信インタフェース23にて受信したパケットをMACヘッダ処理部252に渡す。MACヘッダ処理部252は、スイッチ部251から渡されたパケットからPPPヘッダを除去し、その代わりに疑似MACヘッダを付加してスイッチ部251に返す(ステップA2)。その後、スイッチ部251は、MACヘッダ処理部252から返されたパケットをTCP/IP処理部24に出力する(ステップA3)。
続いて、TCP/IP処理部24にて受信したパケットをPPP通信インタフェース23から送信する場合の動作について、図5を参照して説明する。TCP/IP処理部24にてパケット(IPパケット)が受信されると、そのパケットがオープンフロースイッチ25に入力される(ステップB1)。すると、スイッチ部251は、フローテーブルに従い、入力されたパケットの処理ルールを確認する。ここでは、パケットをPPP通信インタフェース23から送信する処理を行うとする。この場合、スイッチ部251は、TCP/IP処理部24にて受信したパケットをMACヘッダ処理部252に渡す。MACヘッダ処理部252は、スイッチ部251から渡されたパケットから疑似MACヘッダを除去し、その代わりにPPPヘッダを付加してスイッチ部251に返す(ステップB2)。その後、スイッチ部251は、MACヘッダ処理部252から返されたパケットをPPP通信インタフェース23に出力する(ステップB3)。
上述したように本実施形態においては、通信装置20は、PPP通信インタフェース23にて受信したパケットをTCP/IP処理部24から送信する場合、そのパケットに疑似MACヘッダを付加する。また、通信装置20は、TCP/IP処理部24にて受信したパケットをPPP通信インタフェース23から送信する場合、そのパケットから疑似MACヘッダを除去する。そのため、通信装置20は、MACアドレスが含まれない構造のパケット(PPPパケット)も通信の対象とすることができる。これにより、PPPパケットを用いてセルラー方式の無線通信を行うデバイスにも、オープンフローを適用することができる。
なお、本発明は上記実施形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、上記実施形態2においては、MACアドレスが含まれない構造のパケットを送受信する第1の通信インタフェースを1つとし、MACアドレスが含まれる構造のパケットを送受信する第2の通信インタフェースを2つとしたが、第1の通信インタフェース及び第2の通信インタフェースの数はこれには限定されない。本発明は、第1の通信インタフェースを少なくとも1つ設ければ良い。
また、上記実施形態1,2においては、オープンフローコントローラを図示していないが、オープンフローコントローラは、オープンフロースイッチを設けた通信装置に設けても良い。または、オープンフローコントローラは、オープンフロースイッチを設けた通信装置の外部のデバイスに設けても良い。
また、上記実施形態においては、MACアドレスが含まれない構造のパケットの例としてPPPパケットを挙げたが、PPPパケット以外のパケットであっても、MACアドレスが含まれない構造のパケットであれば、本発明は適用可能である。
また、通信装置における処理は、CPU(Central Processing Unit)にコンピュータプログラムを実行させることにより実現されても良い。プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体(non-transitory computer readable medium)を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体(tangible storage medium)を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体(例えば、フレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ)、光磁気記録媒体(例えば、光磁気ディスク)、CD−ROM(Compact Disk-Read Only Memory)、CD−R(CD-Recordable)、CD−R/W(CD-ReWritable)、半導体メモリ(例えば、マスクROM、PROM(Programmable ROM)、EPROM(Erasable PROM)、フラッシュROM、RAM(random access memory))を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体(transitory computer readable medium)によってコンピュータに供給されても良い。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバなどの有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。
10 通信装置
11 通信インタフェース
12 TCP/IP処理部
13 スイッチ
131 スイッチ部
132 MACヘッダ処理部
20 通信装置
21 イーサネット(登録商標)通信インタフェース
22 WLAN通信インタフェース
23 PPP通信インタフェース
24 TCP/IP処理部
25 オープンフロースイッチ
251 スイッチ部
252 MACヘッダ処理部

Claims (8)

  1. MAC(Media Access Control)アドレスが含まれない構造のパケットをレイヤ2にて送受信する第1の通信インタフェースと、
    TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)レイヤにてパケットを送受信するTCP/IP処理部と、
    前記第1の通信インタフェース及び前記TCP/IP処理部にて受信されたパケットの処理を行うスイッチ部と、
    疑似MACアドレスを含む疑似MACヘッダのパケットへの付加及びパケットからの前記疑似MACヘッダの除去を行うMACヘッダ処理部と、を備え、
    前記第1の通信インタフェースにて受信したパケットを前記TCP/IP処理部から送信する処理を行う場合、前記MACヘッダ処理部は、前記第1の通信インタフェースにて受信したパケットに前記疑似MACヘッダを付加し、前記スイッチ部は、前記疑似MACヘッダが付加されたパケットを前記TCP/IP処理部に出力し、
    前記TCP/IP処理部にて受信したパケットを前記第1の通信インタフェースから送信する処理を行う場合、前記MACヘッダ処理部は、前記TCP/IP処理部にて受信したパケットから前記疑似MACヘッダを除去し、前記スイッチ部は、前記疑似MACヘッダが除去されたパケットを前記第1の通信インタフェースに出力する、通信装置。
  2. MACアドレスが含まれる構造のパケットをレイヤ2にて送受信する第2の通信インタフェースをさらに備え、
    前記第2の通信インタフェースにて受信したパケットを前記TCP/IP処理部から送信する処理を行う場合、前記スイッチ部は、前記第1の通信インタフェースにて受信したパケットを前記TCP/IP処理部に出力し、
    前記TCP/IP処理部にて受信したパケットを前記第2の通信インタフェースから送信する処理を行う場合、前記スイッチ部は、前記TCP/IP処理部にて受信したパケットを前記第2の通信インタフェースに出力する、請求項1に記載の通信装置。
  3. 前記MACヘッダ処理部は、前記第1の通信インタフェースにて受信したパケットに前記疑似MACヘッダを付加する場合、前記第2の通信インタフェースのMACアドレスとは異なる前記疑似MACアドレスを含む前記疑似MACヘッダを付加する、請求項2に記載の通信装置。
  4. 前記第1の通信インタフェースは、PPP(Point to Point Protocol)パケットを送受信するPPPインタフェースである、請求項1から3のいずれか1項に記載の通信装置。
  5. MACアドレスが含まれない構造のパケットをレイヤ2にて送受信する第1の通信インタフェースと、TCP/IPレイヤにてパケットを送受信するTCP/IP処理部と、前記第1の通信インタフェース及び前記TCP/IP処理部にて受信されたパケットの処理を行うスイッチと、を備えた通信装置による通信方法であって、
    前記スイッチは、前記第1の通信インタフェースにて受信したパケットを前記TCP/IP処理部から送信する処理を行う場合、前記第1の通信インタフェースにて受信したパケットに、疑似MACアドレスを含む疑似MACヘッダを付加し、前記疑似MACヘッダが付加されたパケットを前記TCP/IP処理部に出力し、
    前記スイッチは、前記TCP/IP処理部にて受信したパケットを前記第1の通信インタフェースから送信する処理を行う場合、前記TCP/IP処理部にて受信したパケットから前記疑似MACヘッダを除去し、前記疑似MACヘッダが除去されたパケットを前記第1の通信インタフェースに出力する、通信方法。
  6. 前記通信装置は、MACアドレスが含まれる構造のパケットをレイヤ2にて送受信する第2の通信インタフェースを備えており、
    前記スイッチは、前記第2の通信インタフェースにて受信したパケットを前記TCP/IP処理部から送信する処理を行う場合、前記第1の通信インタフェースにて受信したパケットを前記TCP/IP処理部に出力し、
    前記スイッチは、前記TCP/IP処理部にて受信したパケットを前記第2の通信インタフェースから送信する処理を行う場合、前記TCP/IP処理部にて受信したパケットを前記第2の通信インタフェースに出力する、請求項5に記載の通信方法。
  7. 前記スイッチは、前記第1の通信インタフェースにて受信したパケットに前記疑似MACヘッダを付加する場合、前記第2の通信インタフェースのMACアドレスとは異なる前記疑似MACアドレスを含む前記疑似MACヘッダを付加する、請求項6に記載の通信方法。
  8. 前記第1の通信インタフェースは、PPPパケットを送受信するPPPインタフェースである、請求項5から7のいずれか1項に記載の通信方法。
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