JP6527488B2 - Packet transfer control device, packet transfer control method, and packet transfer control program - Google Patents

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Description

本発明は、OpenFlowスイッチ（以下、「ＯＦＳ」と呼ぶ場合がある。）と従来型ルータとを相互接続してパケット転送を制御する技術に関する。なお、「ＮＷ」は、ネットワーク（Network）の略語として用いる。また、「ＲＥ」は、ルーチングエンジン（Routing Engine）の略語として用いる。   The present invention relates to a technique for interconnecting an OpenFlow switch (hereinafter sometimes referred to as "OFS") and a conventional router to control packet transfer. In addition, "NW" is used as an abbreviation of network (Network). Also, "RE" is used as an abbreviation of Routing Engine.

複数の従来型ルータを用いてＮＷを大規模化するために、複数のＯＦＳを用いて構成される内部ＮＷと従来型ルータを用いて構成される外部ＮＷとを相互接続する接続方法がある。この接続方法には、主に、方式１に従うものと方式２に従うものが考えられる。   In order to enlarge the NW by using a plurality of conventional routers, there is a connection method in which an internal NW configured by using a plurality of OFS and an external NW configured by using a conventional router are interconnected. As this connection method, those following the method 1 and those following the method 2 can be considered.

方式１は、パケット転送用の経路計算を行うＲＥをＯＦＳごとに配備し、ＯＦＳを制御するOpenFlowコントローラ（以下、「ＯＦＣ」を呼ぶ場合がある。）が内部ＮＷと外部ＮＷとを区別なく管理して相互接続を実現する方式である。方式１の接続方法は、ＲＥ群のトポロジをＯＦＳ群のトポロジと同じにすることができ、ＲＥの実装を単純にすることができるというメリットがある。しかし、方式１では、外部ＮＷからは、ＯＦＳの数だけ従来型ルータの数が存在しているように見えてしまい、ＯＦＳ数の増加に伴いルーチング負荷が増大してしまうというデメリットがある。   Method 1 deploys RE for packet transfer route calculation for each OFS, and an OpenFlow controller (hereinafter sometimes called "OFC") that controls the OFS manages the internal NW and the external NW without distinction. To realize interconnection. The connection method of method 1 has an advantage that the topology of REs can be made the same as the topology of OFSs, and the implementation of REs can be simplified. However, according to scheme 1, from the external NW, the number of conventional routers appears as many as the number of OFSs, and there is a disadvantage that the routing load increases as the number of OFS increases.

方式２は、内部ＮＷをクラスタ化してＯＦＳクラスタとし、ＯＦＳクラスタに１つのＲＥを配備し、ＯＦＣが外部ＮＷと内部ＮＷとを区別して管理して相互接続を実現する方式である。方式２の接続方法は、方式１とは対照的に、外部ＮＷからは、従来型ルータが１つだけ存在しているように見せることができるため、ルーチング負荷を低減させることができるというメリットがある。しかし、方式２では、ＯＦＳクラスタを拡大させるようにＯＦＳの数を増大させた場合、内部ＮＷ上の経路と外部ＮＷ上の経路との紐付けが複雑化し、内部ＮＷ上のフォワーディングの実装が困難になるというデメリットがある。   Method 2 is a method in which an internal NW is clustered to be an OFS cluster, one RE is deployed in the OFS cluster, and the OFC distinguishes and manages the external NW and the internal NW to realize interconnection. The connection method of method 2 has the merit that the routing load can be reduced because the conventional network can appear as if there is only one conventional router from the external NW in contrast to method 1 is there. However, in method 2, if the number of OFS is increased to expand the OFS cluster, linking of the path on the internal NW and the path on the external NW is complicated, and it is difficult to implement forwarding on the internal NW It has the disadvantage of becoming

なお、特許文献１および非特許文献３には、上記の方式２の接続方法とほぼ同様の技術が開示されている。また、非特許文献１〜２には、OpenFlowの技術が開示されている。   Patent Document 1 and Non-Patent Document 3 disclose techniques substantially similar to the connection method of the above-described method 2. Further, Non-Patent Documents 1 and 2 disclose OpenFlow technology.

特開２０１４−１６０９２２号公報JP, 2014-160922, A

“OpenFlow Switch Specification 1.3.5”［online］、［平成28年6月4日検索］、インターネット<ＵＲＬ: https://www.opennetworking.org/images/stories/downloads/sdn-resources/onf-specifications/openflow/openflow-switch-v1.3.5.pdf>“OpenFlow Switch Specification 1.3.5” [online], [June 4, 2016 search], Internet <URL: https://www.opennetworking.org/images/stories/downloads/sdn-resources/onf-specifications /openflow/openflow-switch-v1.3.5.pdf> NTT OSRG, “Ryu SDN Framework”［online］、［平成28年6月4日検索］、インターネット<ＵＲＬ: https://osrg.github.io/ryu-book/ja/Ryubook.pdf>NTT OSRG, “Ryu SDN Framework” [online], [search June 4, 2016], Internet <URL: https://osrg.github.io/ryu-book/ja/Ryubook.pdf> Marcelo R. Nascimento et al., “Virtual routers as a service: the routeflow approach leveraging software-defined networks”, Proc. CFI '11, June 2011.Marcelo R. Nascimento et al., “Virtual routers as a service: the routeflow approach levering software-defined networks”, Proc. CFI '11, June 2011.

しかし、特許文献１および非特許文献１〜３には、上記の方式２のデメリットを解消するための記載も示唆もされていない。   However, Patent Document 1 and Non-Patent Documents 1 to 3 neither describe nor suggest to eliminate the disadvantages of the above-described method 2.

このような事情に鑑みて、本発明は、従来型ルータおよび相互接続するＯＦＳクラスタを拡大させてもネットワークの大規模化を容易に実現させることを課題とする。   In view of such circumstances, it is an object of the present invention to easily realize the enlargement of the network even if the conventional router and the interconnected OFS cluster are expanded.

前記した課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、複数の従来型ルータを介して外部ＮＷ（Network）と接続される内部ＮＷ上に配置されている複数のOpenFlowスイッチを制御してパケット転送を制御するパケット転送制御装置であって、前記複数のOpenFlowスイッチの各々に対応するルーチングエンジンを備え、前記内部ＮＷについての経路計算を行う内部ＮＷ経路制御部と、前記複数のOpenFlowスイッチをクラスタ化したＯＦＳクラスタに対応するルーチングエンジンを備え、前記外部ＮＷに対する経路計算を行う外部ＮＷ経路制御部と、前記複数のOpenFlowスイッチの各々に対して生成されるフローエントリにおいて、前記外部ＮＷ上の宛先が設定されたパケットの、前記ＯＦＳクラスタからの流出先を、前記設定された、外部ＮＷ上の宛先へ転送する前記従来型ルータに接続している前記OpenFlowスイッチの出力ＩＦ（Interface：インタフェース）に設定するフローエントリ生成部と、を備える、ことを特徴とする。   In order to solve the problems described above, the invention according to claim 1 controls a plurality of OpenFlow switches disposed on an internal NW connected to an external NW (Network) via a plurality of conventional routers. A packet transfer control device for controlling packet transfer, comprising: a routing engine corresponding to each of the plurality of OpenFlow switches; and an internal NW route control unit for performing route calculation for the internal NW; and the plurality of OpenFlow switches An external NW path control unit that includes a routing engine corresponding to a clustered OFS cluster and performs path calculation for the external NW, and a flow entry generated for each of the plurality of OpenFlow switches, on the external NW Outgoing destination from the OFS cluster of the packet for which the destination is set to the destination on the set external NW Wherein connected to the traditional router sending OpenFlow switch output IF: includes a flow entry generation unit configured to set the (Interface Interface), and characterized in that.

また、請求項７に記載の発明は、複数の従来型ルータを介して外部ＮＷと接続される内部ＮＷ上に配置されている複数のOpenFlowスイッチを制御してパケット転送を制御するパケット転送制御装置におけるパケット転送制御方法であって、前記パケット転送制御装置が、前記複数のOpenFlowスイッチの各々に対応するルーチングエンジンを備え、前記内部ＮＷについての経路計算を行う内部ＮＷ経路制御ステップと、前記複数のOpenFlowスイッチをクラスタ化したＯＦＳクラスタに対応するルーチングエンジンを備え、前記外部ＮＷに対する経路計算を行う外部ＮＷ経路制御ステップと、前記複数のOpenFlowスイッチの各々に対して生成されるフローエントリにおいて、前記外部ＮＷ上の宛先が設定されたパケットの、前記ＯＦＳクラスタからの流出先を、前記設定された、外部ＮＷ上の宛先へ転送する前記従来型ルータに接続している前記OpenFlowスイッチの出力ＩＦに設定するフローエントリ生成ステップと、を実行する、ことを特徴とする。   The invention according to claim 7 is a packet transfer control device that controls packet transfer by controlling a plurality of OpenFlow switches disposed on an internal NW connected to an external NW through a plurality of conventional routers. A packet transfer control method according to claim 1, wherein the packet transfer control device comprises a routing engine corresponding to each of the plurality of OpenFlow switches, and an internal NW path control step of performing path calculation for the internal NW, and the plurality of In the external NW path control step including a routing engine corresponding to the OFS cluster obtained by clustering the OpenFlow switch, and performing path calculation for the external NW, and the flow entry generated for each of the plurality of OpenFlow switches, the external Outflow destination from the OFS cluster of the packet for which the destination on the NW is set The set, executes a flow entry generation step of setting the output IF of the OpenFlow switches connected to the traditional router forwarding to a destination on the external NW, and characterized in that.

また、請求項８に記載の発明は、複数の従来型ルータを介して外部ＮＷと接続される内部ＮＷ上に配置されている複数のOpenFlowスイッチを制御してパケット転送を制御するパケット転送制御装置としてのコンピュータを、前記複数のOpenFlowスイッチの各々に対応するルーチングエンジンを備え、前記内部ＮＷについての経路計算を行う内部ＮＷ経路制御手段、前記複数のOpenFlowスイッチをクラスタ化したＯＦＳクラスタに対応するルーチングエンジンを備え、前記外部ＮＷに対する経路計算を行う外部ＮＷ経路制御手段、前記複数のOpenFlowスイッチの各々に対して生成されるフローエントリにおいて、前記外部ＮＷ上の宛先が設定されたパケットの、前記ＯＦＳクラスタからの流出先を、前記設定された、外部ＮＷ上の宛先へ転送する前記従来型ルータに接続している前記OpenFlowスイッチの出力ＩＦに設定するフローエントリ生成手段、として機能させるためのパケット転送制御プログラムである。   The invention according to claim 8 is a packet transfer control device that controls packet transfer by controlling a plurality of OpenFlow switches disposed on an internal NW connected to an external NW through a plurality of conventional routers. Computer as a routing engine corresponding to each of the plurality of OpenFlow switches, internal NW route control means for performing route calculation for the internal NW, and routing corresponding to an OFS cluster obtained by clustering the plurality of OpenFlow switches The network of the external NW route control means which comprises an engine and performs route calculation to the external NW, and the flow entry generated for each of the plurality of OpenFlow switches, the OFS of the packet for which the destination on the external NW is set The conventional method of transferring the outflow destination from a cluster to the destination on the set external NW A packet transfer control program for operating the flow entry generation means for setting the output IF of the OpenFlow switches connected to the router as.

請求項１，７，８の発明によれば、フローエントリ生成部によって、ＯＦＳクラスタ内に流入したパケットは、当該パケットの外部ＮＷ上の宛先へ転送する従来型ルータに接続しているOpenFlowスイッチの出力ＩＦ（ポート）へ一度集約されるようにＯＦＳクラスタ内を経由することができる。つまり、パケットごとに、ＯＦＳクラスタからの流出先を１つのOpenFlowスイッチの１つの出力ＩＦに固定するように内部経路と外部経路との紐付けが行われ、紐付けは単純化される。このような集約は、ＮＷの大規模化のために１ＯＦＳクラスタ内のOpenFlowスイッチの数を増大して、ＯＦＳクラスタを拡大させた場合にもあてはまる。
したがって、従来型ルータおよび相互接続するＯＦＳクラスタを拡大させてもネットワークの大規模化を容易に実現させることができる。 According to the invention of claims 1, 7 and 8, in the OpenFlow switch connected to the conventional router, the packet which has flowed into the OFS cluster by the flow entry generation unit is transferred to the destination on the external NW of the packet. It is possible to go through within the OFS cluster so as to be aggregated to the output IF (port) once. That is, for each packet, the inner path and the outer path are linked so as to fix the outflow destination from the OFS cluster to one output IF of one OpenFlow switch, and the linking is simplified. Such aggregation also applies to the case of expanding the OFS cluster by increasing the number of OpenFlow switches in one OFS cluster in order to increase the size of the NW.
Therefore, even if the conventional router and the interconnecting OFS cluster are expanded, it is possible to easily realize the enlargement of the network.

また、請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載のパケット転送制御装置であって、前記フローエントリ生成部は、前記パケットの前記ＯＦＳクラスタ内への流入を受け付ける前記OpenFlowスイッチにて、前記設定を実行する、ことを特徴とする。   Also, according to the invention of claim 2, in the packet transfer control device according to claim 1, the flow entry generation unit transmits the flow of the packet into the OFS cluster to the OpenFlow switch. To perform the setting.

請求項２の発明によれば、フローエントリ生成部による、外部ＮＷ上の宛先が設定されたパケットの、ＯＦＳクラスタからの流出先の書換（集約）を、パケットのＯＦＳクラスタ内への流入を受け付けるOpenFlowスイッチにて実行する、つまり、パケットのＯＦＳクラスタ内への流入時に実行することで、ＯＦＳクラスタ内では、ソースアドレス（ソースＭＡＣアドレスまたはソースＭＰＬＳラベル）を参照したフォワーディングを実現することができる。これにより、すべてのOpenFlowスイッチが全経路（外部経路全体および内部経路全体）を保持する必要が無くなり、経路数の観点から、フローエントリ数のスケール性を向上させる際の制限を緩和することができる。   According to the second aspect of the invention, the flow entry generation unit receives the inflow of packets into the OFS cluster, with the rewriting (aggregation) of the outflow destination from the OFS cluster of the packet for which the destination on the external NW is set. By executing in the OpenFlow switch, that is, when the packet flows into the OFS cluster, forwarding with reference to the source address (source MAC address or source MPLS label) can be realized in the OFS cluster. This eliminates the need for all OpenFlow switches to hold all the paths (the entire external path and the entire internal path), and in terms of the number of paths, it is possible to ease the limit in improving the scaleability of the number of flow entries. .

また、請求項３に記載の発明によれば、請求項２に記載のパケット転送制御装置であって、前記設定する出力ＩＦをＭＡＣアドレスにより識別し、前記内部ＮＷ経路制御部と外部ＮＷ経路制御部は該当ＭＡＣアドレスをソースアドレスに書換え、そのソースアドレスルーチングでパケットを転送することを特徴とする。   Also, according to the invention of claim 3, in the packet transfer control device according to claim 2, the output IF to be set is identified by a MAC address, and the internal NW path control unit and the external NW path control The unit is characterized in that the corresponding MAC address is rewritten to a source address, and the packet is transferred by the source address routing.

請求項３の発明によれば、パケットの、ＯＦＳクラスタからの流出先が書き換えられた出力ＩＦを構成するポートのアドレスを、ＭＡＣアドレスとすることで、ＯＦＳクラスタ内でＭＡＣ転送を実現することができ、レイヤ２より上のプロトコルに依存しないパケット転送を実現することができる。その結果、従来型ルータとしてＩＰルータだけでなく、大規模ＮＷで利用される機会の多いＩＰ／ＭＰＬＳルータとの相互接続が可能となる。   According to the invention of claim 3, the MAC transfer is realized in the OFS cluster by setting the address of the port constituting the output IF where the outflow destination from the OFS cluster of the packet is rewritten as the MAC address. Protocol-independent packet forwarding above layer 2 can be realized. As a result, it becomes possible to interconnect not only IP routers as conventional routers, but also IP / MPLS routers that are frequently used in large-scale NWs.

また、請求項４に記載の発明によれば、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のパケット転送制御装置であって、前記外部ＮＷがＩＰネットワークである場合、前記パケットに設定された、前記外部ＮＷ上の宛先がＩＰアドレスであり、前記外部ＮＷがＩＰ／ＭＰＬＳネットワークである場合、前記パケットに設定された、前記外部ＮＷ上の宛先が宛先ラベルである、ことを特徴とする。   According to the invention of claim 4, in the packet transfer control device according to any one of claims 1 to 3, when the external NW is an IP network, the packet is set as the packet. If the destination on the external NW is an IP address and the external NW is an IP / MPLS network, the destination on the external NW set in the packet is a destination label. Do.

請求項４の発明によれば、パケットに設定された外部ＮＷ上の宛先をＩＰアドレスにすることで、外部ＮＷがＩＰネットワークであってもネットワークの大規模化を容易に実現することができる。また、パケットに設定された外部ＮＷ上の宛先を宛先ラベルにすることで、外部ＮＷがＩＰ／ＭＰＬＳネットワークであってもネットワークの大規模化を容易に実現することができる。   According to the invention of claim 4, by setting the destination on the external NW set in the packet as the IP address, it is possible to easily realize the enlargement of the network even if the external NW is an IP network. In addition, by setting the destination on the external NW set in the packet as the destination label, even if the external NW is an IP / MPLS network, it is possible to easily realize the enlargement of the network.

また、請求項５に記載の発明によれば、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のパケット転送制御装置であって、前記複数のOpenFlowスイッチの各々が備える前記ルーチングエンジンを動作させるアルゴリズムと、前記ＯＦＳクラスタが備える前記ルーチングエンジンを動作させるアルゴリズムとが共通化可能である、ことを特徴とする。   Also, according to the invention described in claim 5, in the packet transfer control device according to any one of claims 1 to 4, the routing engine provided in each of the plurality of OpenFlow switches is operated. And an algorithm for operating the routing engine included in the OFS cluster can be made common.

請求項５の発明によれば、複数のOpenFlowスイッチの各々が備えるルーチングエンジンを動作させるアルゴリズムと、ＯＦＳクラスタが備えるルーチングエンジンを動作させるアルゴリズムの共通化を可能にすることで、内部ＮＷ上のフォワーディング（内部フォワーディング）の実装を容易にすることができる。その結果、ネットワークの大規模化をさらに容易に実現させることができる。   According to the invention of claim 5, forwarding on the internal NW is enabled by enabling sharing of an algorithm for operating the routing engine included in each of the plurality of OpenFlow switches and an algorithm for operating the routing engine included in the OFS cluster. Implementation of (internal forwarding) can be facilitated. As a result, it is possible to more easily realize the enlargement of the network.

また、請求項６に記載の発明によれば、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のパケット転送制御装置であって、前記設定された、外部ＮＷ上の宛先に前記パケットが到達できなくなる故障が発生した場合、当該パケットの、前記ＯＦＳクラスタからの流出先を、前記設定された、外部ＮＷ上の宛先へ転送する他の従来型ルータに接続している前記OpenFlowスイッチの出力ＩＦに設定し、前記設定された宛先へ転送する他の従来型ルータに接続している前記OpenFlowスイッチが無い場合、前記設定された、外部ＮＷ上の宛先を削除して、前記外部ＮＷへ経路広告する、ことを特徴とする。   Also, according to the invention described in claim 6, in the packet transfer control device according to any one of claims 1 to 5, the packet is transmitted to the set destination on the external NW. When a failure that can not be reached occurs, the output of the OpenFlow switch is connected to another conventional router that transfers the outflow destination of the packet from the OFS cluster to the destination on the external NW. If there is no OpenFlow switch connected to another conventional router set to IF and transferred to the set destination, the set destination on the external NW is deleted and the route to the external NW is deleted. It is characterized by advertising.

請求項６の発明によれば、パケットが外部ＮＷ上の宛先に到達するまでの経路において故障が発生した場合であっても、クラスタ内で故障箇所を迂回するようなパケットの最適な転送経路を導き出すことができる。もし、クラスタ内で迂回先が無い場合にはＯＦＳクラスタから転送経路が削除されたことを外部ＮＷに広告することで、外部ＮＷに対して適切なルーチングを促すことができる。   According to the invention of claim 6, even when a failure occurs in the route until the packet reaches the destination on the external NW, an optimal transfer route of the packet for bypassing the failure point in the cluster is provided. It can be derived. If there is no bypass destination in the cluster, it is possible to prompt the external NW to perform appropriate routing by advertising the fact that the transfer path has been deleted from the OFS cluster to the external NW.

本発明によれば、従来型ルータおよび相互接続するＯＦＳクラスタを拡大させてもネットワークの大規模化を容易に実現させることができる。   According to the present invention, the network scale can be easily realized even if the conventional router and the interconnecting OFS cluster are expanded.

（ａ）が従来型ルータによるパケット転送の説明図であり、（ｂ）がOpenFlowによるパケット転送の説明図である。(A) is an explanatory view of packet transfer by a conventional router, and (b) is an explanatory view of packet transfer by OpenFlow. ＯＦＳによるＩＰルーチングの説明図である。It is explanatory drawing of IP routing by OFS. 従来型ルータとＯＦＳとの相互接続の（ａ）方式１および（ｂ）方式２の説明図である。It is explanatory drawing of the (a) system 1 of the interconnection of a conventional router and OFS, and the (b) system 2. FIG. 本実施形態のＯＦＣの管理対象となる、従来型ルータおよびOpenFlowスイッチクラスタの構成の例である。It is an example of the structure of the conventional router and OpenFlow switch cluster used as the management object of OFC of this embodiment. 本実施形態のＯＦＣの機能構成詳細図の例である。It is an example of the function structure detail figure of OFC of this embodiment. ＩＦ状態テーブルのデータ構造図の例である。It is an example of the data structure figure of IF state table. 外部経路テーブルのデータ構造図の例である。It is an example of the data structure figure of an external routing table. 内部経路テーブルのデータ構造図の例である。It is an example of the data structure figure of an internal routing table. （ａ）が、パケット書換テーブル（ＩＰの場合）のデータ構造図の例であり、（ｂ）が、パケット書換テーブル（ＭＰＬＳの場合）のデータ構造図の例である。(A) is an example of a data structure diagram of a packet rewriting table (in the case of IP), and (b) is an example of a data structure diagram of a packet rewriting table (in the case of MPLS). 内部出力ＩＦテーブルのデータ構造図の例である。It is an example of the data structure figure of an internal output IF table. 正常系動作の説明図の例である。It is an example of explanatory drawing of normal system operation. 故障時切替動作の説明図である。It is explanatory drawing of switching operation at the time of failure. 故障時動作（内外ＩＦ連携動作）の説明図の例である。It is an example of explanatory drawing of operation at the time of failure (internal / external IF cooperation operation). 転送時動作（正常系）の処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process of operation | movement at the time of transfer (normal system). 故障時動作の処理を示すフローチャートである。It is a flow chart which shows processing of operation at the time of failure.

本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。   Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

≪背景≫
［OpenFlow］
図１（ａ）に示すように、従来型ルータがレイヤ３によるダイナミックルーチングを行う際、従来型ルータと一体で動作するＲＥが、ルーチングプロトコルとして機能するC-Plane（コントロールプレーン）にてコントロールパケットを処理し経路計算を行っていた。そして、従来型ルータは、経路計算結果に従って、D-Plane（データプレーン）にてパケット転送部がデータパケットを実際に処理することでパケット転送を行っていた。しかし、図１（ａ）に示す方式では、C-PlaneとD-Planeとが一体化しているため、従来型ルータに新たな経路制御方法を導入することが困難であり、柔軟なＮＷ構築が困難であった。 «Background»
[OpenFlow]
As shown in FIG. 1 (a), when a conventional router performs dynamic routing by layer 3, a control packet is operated by C-Plane (control plane) in which an RE operating integrally with the conventional router functions as a routing protocol. Was calculated and the route was calculated. Then, according to the route calculation result, the conventional router performs packet transfer by the packet transfer unit actually processing the data packet in D-Plane (data plane). However, in the method shown in FIG. 1A, since C-Plane and D-Plane are integrated, it is difficult to introduce a new route control method to the conventional router, and flexible NW construction is It was difficult.

これに対し、図１（ｂ）に示すように、OpenFlowは、C-PlaneとD-Planeとを分離し、柔軟なＮＷ構築を可能とする（非特許文献１参照）。C-Planeを担うＯＦＣが所定のアルゴリズム（OpenFlowでは特に規定されていない）を用いて経路計算を行う。そして、ＯＦＣが、D-Planeを担うＯＦＳに対してフローエントリと呼ばれる転送ルールを書き込むことで、データパケットを処理して、パケット転送を行う。ＮＷ構成変更の際は、物理トポロジ（D-Plane）を変更すればよく、C-Planeの大幅な設計変更は不要であるため、柔軟な構成変更が可能となる。   On the other hand, as shown in FIG. 1B, OpenFlow separates C-Plane and D-Plane and enables flexible NW construction (see Non-Patent Document 1). The OFC responsible for C-Plane performs route calculation using a predetermined algorithm (not specifically defined by OpenFlow). Then, the OFC processes the data packet by writing a transfer rule called a flow entry to the OFS carrying the D-Plane, and performs packet transfer. When changing the NW configuration, it is sufficient to change the physical topology (D-Plane), and a significant change in design of C-Plane is unnecessary, so flexible configuration changes become possible.

［ダイナミックルーチング］
例えば、従来型ＮＷからOpenFlowベースＮＷへのマイグレーション時などに、それぞれのＮＷをレイヤ３（Ｌ３）で接続する必要がある場合が想定される。マイグレーション時には、従来型ルータに新たな技術の導入は困難であることが想定される。このため、ＯＦＣ側の技術を従来型ルータに合わせるようにするために、ＯＦＣにＲＥを備え、ＯＦＣが従来型ルータとダイナミックルーチング（ＩＰ（Internet Protocol）ルーチング）を行わせることが検討されている（非特許文献２，３参照）。なお、ＲＥは、例えばＢＧＰ（Border Gateway Protocol）やＯＳＰＦ（Open Shortest Path First）などのプロトコルスタックである。 [Dynamic routing]
For example, when migrating from a conventional NW to an OpenFlow-based NW, it is assumed that the NWs need to be connected by layer 3 (L3). At the time of migration, it is assumed that it is difficult to introduce a new technology to the conventional router. For this reason, in order to match the technology on the OFC side with the conventional router, it is considered that the OFC is provided with REs and the OFC performs dynamic routing (IP (Internet Protocol) routing) with the conventional router. (Refer nonpatent literature 2, 3). The RE is a protocol stack such as, for example, Border Gateway Protocol (BGP) or Open Shortest Path First (OSPF).

具体的な接続方法としては、OpenFlowのPacketIN／Outを用いてコントロールパケットを処理する。つまり、図２に示すように、まず、ダイナミックルーチング用のコントロールパケットについては、OpenFlowのPacketIN／OutにてＯＦＣへパケットが流入するようにＯＦＳ側へ設定する。つぎに、ＯＦＣが備えるＲＥは、コントロールパケットの処理および経路計算を行い、ＯＦＳに投入するデータパケット用のフローエントリをＯＦＣが作成し、ＯＦＳに書き込む。   As a specific connection method, control packets are processed using OpenFlow Packet IN / Out. That is, as shown in FIG. 2, first, with regard to a control packet for dynamic routing, the packet is set to the OFS side so that the packet flows into the OFC by PacketIN / Out of OpenFlow. Next, the RE included in the OFC performs processing of the control packet and path calculation, the OFC creates a flow entry for the data packet to be input to the OFS, and writes the flow entry to the OFS.

［複数ＯＦＳの制御方法］
複数のＯＦＳと複数の従来型ルータとを相互接続する場合、以下の方式１および方式２が考えられる。
つまり、図３（ａ）に示すように、方式１では、ＯＦＣが備えるＲＥをＯＦＳごとに複数用意し、ＯＦＳ群のトポロジとＯＦＣ側のＲＥ群のトポロジとを同一にしつつ、ＯＦＣ側のＲＥ群の各々が、従来型ルータが備えるＲＥの各々に接続している。方式１によれば、ＯＦＣは、ＯＦＳ群が配置される内部ＮＷと従来型ルータが配置される外部ＮＷとを区別なく管理する。 [Method of controlling multiple OFS]
When interconnecting a plurality of OFS and a plurality of conventional routers, the following scheme 1 and scheme 2 can be considered.
That is, as shown in FIG. 3A, in method 1, a plurality of REs included in the OFC are prepared for each OFS, and the topology of the OFS group and the topology of the RE group on the OFC side are identical, Each of the groups is connected to each of the REs provided in the conventional router. According to scheme 1, the OFC manages the internal NW in which the OFS group is disposed and the external NW in which the conventional router is disposed without distinction.

また、図３（ｂ）に示すように、方式２では、ＯＦＳ群を１つのルータとしてクラスタ化してＯＦＳクラスタとし、ＯＦＣが備えるＲＥをＯＦＳクラスタに対して１つ用意し、ＯＦＣが備える１つのＲＥが、従来型ルータが備えるＲＥの各々に接続している。このとき、ＯＦＣは、従来型ルータに対応する外部ルータと１つのＲＥとの接続関係を表す外部トポロジを、外部ＮＷの管理情報として保持する。また、ＯＦＣは、ＯＦＳクラスタを構成するＯＦＳ同士の接続関係を表す内部トポロジを、内部ＮＷの管理情報として保持する。内部トポロジは、例えば、ルーチングプロトコルで把握されるようにしてもよいが、他のプロトコルによって把握されるようにしてもよい。方式２によれば、ＯＦＣは、ＯＦＳ群が配置される内部ＮＷと従来型ルータが配置される外部ＮＷとを区別して管理する。このとき、内部ＮＷ上の経路（内部経路）と外部ＮＷ上の経路（外部経路）とが紐付けられて管理される。   Further, as shown in FIG. 3B, in method 2, the OFS group is clustered as one router to form an OFS cluster, one RE provided for the OFC is prepared for the OFS cluster, and one for the OFC is provided. An RE is connected to each of the REs provided in the conventional router. At this time, the OFC holds the external topology representing the connection relationship between the external router corresponding to the conventional router and one RE as management information of the external NW. In addition, the OFC holds an internal topology representing a connection relationship between the OFSs constituting the OFS cluster as management information of the internal NW. The internal topology may be grasped by, for example, a routing protocol, but may be grasped by another protocol. According to scheme 2, the OFC distinguishes and manages the internal NW in which the OFS group is disposed and the external NW in which the conventional router is disposed. At this time, the route on the internal NW (internal route) and the route on the external NW (external route) are linked and managed.

方式１の接続方法は、ＲＥ群のトポロジをＯＦＳ群のトポロジと同じにすることができ、ＯＦＣの実装を単純にすることができるというメリットがある。しかし、方式１では、外部ＮＷからは、ＯＦＳの数だけ従来型ルータの数が存在しているように見えてしまい、ＯＦＳの増加に伴いルーチング負荷が増大してしまうというデメリットがある。方式２は、このようなルーチング負荷の増加は無く、ＮＷのスケール性が高い方式であるといえる。   The connection method of method 1 has an advantage that the topology of the RE group can be made the same as the topology of the OFS group, and the implementation of the OFC can be simplified. However, according to scheme 1, from the external NW, the number of conventional routers appears to exist as many as the number of OFSs, and there is a disadvantage that the routing load increases as the number of OFS increases. Method 2 has no such increase in routing load, and it can be said that NW is highly scalable.

複数の従来型ルータを用いてＮＷの大規模化を実現する上で、高スケール性を有する方式２による検討が行われている。特許文献１では、方式２とほぼ同様の技術が検討されている。つまり、特許文献１によれば、まず、OpenFlowコントローラは、外部ＮＷと内部ＮＷとの紐付けを行う。また、OpenFlowコントローラは、自身が生成した経路情報を外部ＮＷ上のルータにダイナミックルーチング（例：ＯＳＰＦ）で伝える。また、OpenFlowコントローラは、内部ＮＷ上のＯＦＳ間のパケット転送については、ＯＦＣ内部で計算したフローエントリの書き込みを行う。特許文献２の技術について、ＯＦＳクラスタ内の接続情報は、予め設定しておく、または、所定の隣接管理プロトコル（例：ＬＬＤＰ（Link Layer Discovery Protocol））で取得することが考えられる。   In order to realize a large-scale NW by using a plurality of conventional routers, a study using System 2 with high scaleability has been conducted. In Patent Document 1, almost the same technology as that of method 2 is studied. That is, according to Patent Document 1, first, the OpenFlow controller links the external NW with the internal NW. In addition, the OpenFlow controller transmits route information generated by itself to a router on the external NW by dynamic routing (eg, OSPF). Also, the OpenFlow controller writes the flow entry calculated inside the OFC for packet transfer between the OFS on the internal NW. With regard to the technology of Patent Document 2, connection information in the OFS cluster may be set in advance or acquired by using a predetermined adjacent management protocol (eg, LLDP (Link Layer Discovery Protocol)).

［課題］
方式２に示すクラスタ化は、一部の課題を解決することができるが、以下の課題ａ〜ｃが存在する。
課題ａ：ＯＦＳクラスタを構成するＯＦＳの数が増大した場合、内部経路と外部経路との紐付けが複雑化する。その結果、内部ＮＷ上のフォワーディング（内部フォワーディング）の実装が困難になる。
課題ｂ：すべてのＯＦＳがすべてのフローエントリ（またはすべての外部経路の管理情報）を持つ必要があり、フローエントリ数のスケール性の向上が制限される。
課題ｃ：パケットヘッダの書換方式について具体的に検討されていない。例えば、Ethernet（登録商標）におけるＭＡＣ（Media Access Control）アドレス書換や、ＩＰ／ＭＰＬＳ（Multi Protocol Label Switching）におけるＭＰＬＳラベル書換などは、ＯＦＳクラスタ内のいずれの箇所（ingress側かegress側かなど）でいかなる方法で実行されるかは何ら規定されていない。 [Task]
The clustering shown in method 2 can solve some problems, but the following problems a to c exist.
Problem a: When the number of OFSs constituting an OFS cluster increases, the connection between the internal route and the external route becomes complicated. As a result, it becomes difficult to implement forwarding (internal forwarding) on the internal NW.
Problem b: Every OFS needs to have all flow entries (or management information of all external routes), which limits the improvement in the scaleability of the number of flow entries.
Problem c: The packet header rewriting method has not been specifically considered. For example, for MAC (Media Access Control) address rewriting in Ethernet (registered trademark), and MPLS label rewriting in IP / MPLS (Multi Protocol Label Switching), which point in the OFS cluster (ingress side or egress side, etc.) There are no stipulations as to how to implement in

［本実施形態の概要］
本実施形態は、課題ａ〜ｃを解決するために以下の特徴を備える。
・内部ＮＷの（ＯＦＳ間の）経路制御については、方式１に従い、ＲＥを各ＯＦＳに１つずつ配備する。
・外部ＮＷの（ＯＦＳ−従来型ルータ間の）経路制御については、方式２に従い、ＲＥをＯＦＳクラスタ（またはＯＦＣ）に１つ配備する。ＯＦＣを複数用いるシステムについては、ＲＥを各ＯＦＳクラスタ（または各ＯＦＣ）に１つずつ配備する。
・内部経路と外部経路との紐付けは、各ＯＦＳのＲＥとＯＦＳクラスタのＲＥとの紐付けとして実現し、各ＯＦＳのＲＥとＯＦＳクラスタのＲＥとの紐付けには専用のテーブルを用いる（詳細は後記）。フローエントリ変換時（書換時）には、ソースＭＡＣアドレスフォワーディング（またはソースＭＰＬＳラベルフォワーディング）を実行するフローエントリ生成を行う（詳細は後記）。 [Overview of this embodiment]
The present embodiment has the following features in order to solve the problems a to c.
-For routing control of the internal NW (between OFSs), one RE is deployed in each OFS according to method 1.
-For routing control of the external NW (between the OFS and the conventional router), one RE is deployed in the OFS cluster (or OFC) according to method 2. For systems using multiple OFCs, deploy one RE in each OFS cluster (or each OFC).
-Linking of internal routes and external routes is realized as linking of REs of each OFS to REs of OFS clusters, and a dedicated table is used to link REs of each OFS and REs of OFS clusters ( Details will be described later). At the time of flow entry conversion (at the time of rewriting), flow entry generation for executing source MAC address forwarding (or source MPLS label forwarding) is performed (the details will be described later).

上記の特徴を詳細に説明するために、従来型ルータおよびOpneFlowスイッチクラスタ（ＯＦＳクラスタ）の構成の例を図４に示す。外部ＮＷに配置される従来型ルータとして、従来型ルータ＃１（３−１），＃２（３−２），＃３（３−３），＃４（３−４）を用意する。従来型ルータ＃１（３−１），＃２（３−２），＃３（３−３），＃４（３−４）ぞれぞれを、Ｒ＃１，Ｒ＃２，Ｒ＃３，Ｒ＃４と表記する場合がある。ＯＦＳクラスタ２を構成し、内部ＮＷに配置されるＯＦＳとしてＯＦＳ＃１（２−１），＃２（２−２），＃３（２−３），＃４（２−４），＃５（２−５），＃６（２−６）を用意する。   In order to describe the above features in detail, an example of the configuration of a conventional router and an OpneFlow switch cluster (OFS cluster) is shown in FIG. Conventional routers # 1 (3-1), # 2 (3-2), # 3 (3-3), and # 4 (3-4) are prepared as conventional routers disposed in the external NW. The conventional routers # 1 (3-1), # 2 (3-2), # 3 (3-3), and # 4 (3-4) are represented by R # 1, R # 2, R # respectively. It may be written as 3, R # 4. The OFS cluster 2 is configured, and OFS # 1 (2-1), # 2 (2-2), # 3 (2-3), # 4 (2-4), # 5 as OFS arranged in the internal NW (2-5) and # 6 (2-6) are prepared.

従来型ルータ＃１（３−１）は、1.1.1.0/24宛のパケットおよび4.4.4.0/24宛のパケットを中継できる。従来型ルータ＃２（３−２）は、1.1.1.0/24宛のパケットを中継できる。従来型ルータ＃３（３−３）は、2.2.2.0/24宛のパケットおよび3.3.3.0/24宛のパケットを中継できる。従来型ルータ＃４（３−４）は、2.2.2.0/24宛のパケットを中継できる。   The conventional router # 1 (3-1) can relay packets addressed to 1.1.1.0/24 and packets addressed to 4.4.4.0/24. The conventional router # 2 (3-2) can relay the packet addressed to 1.1.1.0/24. The conventional router # 3 (3-3) can relay packets addressed to 2.2.2.0/24 and packets addressed to 3.3.3.0/24. The conventional router # 4 (3-4) can relay packets addressed to 2.2.2.0/24.

ＯＦＳ＃１（２−１）は、従来型ルータ＃１（３−１）、ＯＦＳ＃３（２−３）、ＯＦＳ＃４（２−４）にそれぞれ接続するためのポートp1,p2,p3をそれぞれ備える。
ＯＦＳ＃２（２−２）は、従来型ルータ＃２（３−２）、ＯＦＳ＃３（２−３）、ＯＦＳ＃４（２−４）にそれぞれ接続するためのポートp1,p2,p3をそれぞれ備える。
ＯＦＳ＃３（２−３）は、ＯＦＳ＃１（２−１）、ＯＦＳ＃２（２−２）、ＯＦＳ＃５（２−５）、ＯＦＳ＃６（２−６）にそれぞれ接続するためのポートp1,p2,p3,p4をそれぞれ備える。
ＯＦＳ＃４（２−４）は、ＯＦＳ＃１（２−１）、ＯＦＳ＃２（２−２）、ＯＦＳ＃５（２−５）、ＯＦＳ＃６（２−６）にそれぞれ接続するためのポートp1,p2,p3,p4をそれぞれ備える。
ＯＦＳ＃５（２−５）は、ＯＦＳ＃３（２−３）、ＯＦＳ＃４（２−４）、従来型ルータ＃３（３−３）にそれぞれ接続するためのポートp1,p2,p3をそれぞれ備える。
ＯＦＳ＃６（２−６）は、ＯＦＳ＃３（２−３）、ＯＦＳ＃４（２−４）、従来型ルータ＃４（３−４）にそれぞれ接続するためのポートp1,p2,p3をそれぞれ備える。 OFS # 1 (2-1) are ports p1, p2, and p3 for connecting to the conventional router # 1 (3-1), OFS # 3 (2-3), and OFS # 4 (2-4), respectively. Each has
OFS # 2 (2-2) are ports p1, p2 and p3 for connecting to the conventional router # 2 (3-2), OFS # 3 (2-3) and OFS # 4 (2-4) respectively. Each has
OFS # 3 (2-3) is connected to OFS # 1 (2-1), OFS # 2 (2-2), OFS # 5 (2-5), OFS # 6 (2-6) respectively. Ports p1, p2, p3 and p4 of
OFS # 4 (2-4) are connected to OFS # 1 (2-1), OFS # 2 (2-2), OFS # 5 (2-5), OFS # 6 (2-6) respectively. Ports p1, p2, p3 and p4 of
OFS # 5 (2-5) are ports p1, p2, p3 for connecting to OFS # 3 (2-3), OFS # 4 (2-4), and conventional router # 3 (3-3), respectively. Each has
OFS # 6 (2-6) are ports p1, p2, p3 for connecting to OFS # 3 (2-3), OFS # 4 (2-4), and conventional router # 4 (3-4), respectively. Each has

ＯＦＣ１の外部ＮＷ経路制御部１２（後記）は、ＯＦＳクラスタ２に割り当てたＲＥ（４−Ｃ）を有する。ＯＦＣ１の内部ＮＷ経路制御部１３（後記）は、ＯＦＳ＃１（２−１）〜＃６（２−６）に割り当てたＲＥ（４−１〜４−６）を有する。ＲＥ（４−Ｃ）およびＲＥ（４−１〜４−６）には、経路計算用の共通のアルゴリズムを使用することができる。各ＯＦＳ＃１（２−１）〜＃６（２−６）のＲＥ（４−１〜４−６）とＯＦＳクラスタ２のＲＥ（４−Ｃ）との紐付けのためのテーブルとして、外部ＮＷ経路制御部１２（後記）は外部経路テーブルＴ２（後記）を有し、内部ＮＷ経路制御部１３（後記）は内部経路テーブルＴ３（後記）を有する。   The external NW path control unit 12 (described later) of the OFC 1 has the RE (4-C) assigned to the OFS cluster 2. The internal NW path control unit 13 (described later) of the OFC 1 has REs (4-1 to 4-6) assigned to the OFS # 1 (2-1) to # 6 (2-6). For RE (4-C) and RE (4-1 to 4-6), a common algorithm for path calculation can be used. As a table for associating REs (4-1 to 4-6) of OFS # 1 (2-1) to # 6 (2-6) with REs (4-C) of OFS cluster 2, external The NW route control unit 12 (described later) has an external route table T2 (described later), and the internal NW route control unit 13 (described later) has an internal route table T3 (described later).

［本実施形態の詳細］
≪構成≫
図５に、本実施形態のＯＦＣ１の機能構成詳細図の例を示す。ＯＦＣ１は、統合処理部１１と、外部ＮＷ経路制御部１２と、内部ＮＷ経路制御部１３とを含む機能部を有する。統合処理部１１は、OpenFlow処理部１１１と、システム管理部１１２と、フローエントリ生成部１１３で構成される。システム管理部１１２は、ＩＦ管理部１１２１と、内外ＩＦ連携制御部１１２２で構成される。なお、「ＩＦ」はインタフェース（Interface）の略語であり、本実施形態では、ＯＦＳのポートおよび従来型ルータのポートを意味する。
ＯＦＣ１は、制御部、記憶部、入力部、出力部といったハードウェアを有し、制御部が、記憶部に記憶されているプログラム（パケット転送制御プログラムを含む）を記憶領域に展開し実行することにより、上記の機能部を実現し、さまざまな処理を実行することができる。本実施形態のＯＦＣ１は、このようなソフトウェアとハードウェアの協働を実現することができる。 [Details of this Embodiment]
«Configuration»
FIG. 5 shows an example of a detailed functional configuration of the OFC 1 according to the present embodiment. The OFC 1 has a functional unit including an integration processing unit 11, an external NW route control unit 12, and an internal NW route control unit 13. The integration processing unit 11 includes an OpenFlow processing unit 111, a system management unit 112, and a flow entry generation unit 113. The system management unit 112 includes an IF management unit 1121 and an internal / external IF cooperation control unit 1122. Note that “IF” is an abbreviation of Interface, and in the present embodiment, means the port of the OFS and the port of the conventional router.
The OFC 1 includes hardware such as a control unit, a storage unit, an input unit, and an output unit, and the control unit expands a program (including a packet transfer control program) stored in the storage unit into a storage area and executes it. Thus, the functional units described above can be realized to execute various processes. The OFC 1 according to the present embodiment can realize such cooperation between software and hardware.

OpenFlow処理部１１１は、ＯＦＳクラスタ２内の各ＯＦＳとＯＦＣ１との間で情報のやり取りを行うインタフェースとして機能する。例えば、OpenFlow処理部１１１は、OpenFlowメッセージの生成やパースを行う。   The OpenFlow processing unit 111 functions as an interface for exchanging information between each OFS in the OFS cluster 2 and the OFC 1. For example, the OpenFlow processing unit 111 generates and parses an OpenFlow message.

ＩＦ管理部１１２１は、各ＩＦのＭＡＣアドレスを定める。また、ＩＦ管理部１１２１は、各ＩＦの状態を監視する。ＩＦ管理部１１２１は、各ＩＦの状態を監視するためのＩＦ状態テーブルＴ１（後記）を有する。ＩＦ状態テーブルＴ１は、ＯＦＳ＃１〜＃６（２−１〜２−６）ごとに生成される。   The IF management unit 1121 determines the MAC address of each IF. The IF management unit 1121 also monitors the state of each IF. The IF management unit 1121 has an IF status table T1 (described later) for monitoring the status of each IF. The IF status table T1 is generated for each of the OFS # 1 to # 6 (2-1 to 2-6).

内外ＩＦ連携制御部１１２２は、ＯＦＳクラスタ内で故障が発生し、ＯＦＳの１または複数が残りのＯＦＳから孤立した場合、当該ＯＦＳのＩＦを外部ＮＷ経路制御部１２に通知して、外部ＮＷ経路制御部１２の制御対象から除外する。   When a failure occurs in the OFS cluster and one or more OFSs become isolated from the remaining OFS, the internal / external IF cooperation control unit 1122 notifies the IF of the OFS to the external NW route control unit 12, and the external NW route It is excluded from the control targets of the control unit 12.

外部ＮＷ経路制御部１２は、外部ＮＷとの経路交換を行う。外部ＮＷ経路制御部１２は、ＯＦＳクラスタ２に割り当てられたＲＥ（４−Ｃ）を有し、外部経路の経路計算を行う。外部ＮＷ経路制御部１２は、経路計算から出力ＩＦを決定するための外部経路テーブルＴ２（後記）を有する。なお、外部ＮＷ経路制御部１２は、各ＩＦのＭＡＣアドレスとＩＰアドレスを対応付けるＡＲＰテーブル（図示略）を有する。   The external NW route control unit 12 performs route exchange with the external NW. The external NW route control unit 12 has the RE (4-C) assigned to the OFS cluster 2 and performs route calculation of the external route. The external NW route control unit 12 has an external route table T2 (described later) for determining an output IF from route calculation. The external NW path control unit 12 has an ARP table (not shown) that associates the MAC address of each IF with the IP address.

内部ＮＷ経路制御部１３は、内部ＮＷ内の各ＯＦＳ＃１〜＃６（２−１〜２−６）を表すＩＰアドレスの経路交換を行う。このＩＰアドレスは、例えば、各ＯＦＳのLoopbackアドレス（図５中「Lo」と表記）とすることができる。内部ＮＷ経路制御部１３は、各ＯＦＳ＃１〜＃６（２−１〜２−６）に割り当てられたＲＥ（４−１〜４−６）を有し、内部経路の経路計算を行う。内部ＮＷ経路制御部１３は、経路計算から出力ＩＦを決定するための内部経路テーブルＴ３（後記）を有する。内部経路テーブルＴ３は、ＯＦＳ＃１〜＃６（２−１〜２−６）ごとに生成される。なお、内部ＮＷ経路制御部１３は、各ＩＦのＭＡＣアドレスとＩＰアドレスを対応付けるＡＲＰテーブル（図示略）をＯＦＳ＃１〜＃６（２−１〜２−６）ごとに有する。   The internal NW path control unit 13 performs path exchange of IP addresses representing the respective OFSs # 1 to # 6 (2-1 to 2-6) in the internal NW. This IP address can be, for example, the Loopback address (denoted as “Lo” in FIG. 5) of each OFS. The internal NW route control unit 13 has REs (4-1 to 4-6) assigned to the respective OFSs # 1 to # 6 (2-1 to 2-6), and performs route calculation of the internal route. The internal NW route control unit 13 has an internal route table T3 (described later) for determining an output IF from route calculation. The internal route table T3 is generated for each of the OFS # 1 to # 6 (2-1 to 2-6). The internal NW path control unit 13 has an ARP table (not shown) that associates the MAC address of each IF with the IP address for each of the OFS # 1 to # 6 (2-1 to 2-6).

フローエントリ生成部１１３は、OpenFlowのフローエントリを生成する。例えば、フローエントリ生成部１１３は、ＩＦ管理部１１２１のＩＦ状態テーブルＴ１と、外部ＮＷ経路制御部１２の外部経路テーブルＴ２と、内部ＮＷ経路制御部１３の内部経路テーブルＴ３とを適宜組み合わせる（必要に応じて他のテーブルを組み合わせてもよい）ことにより、パケット書換テーブル（ＩＰの場合）Ｔ４ａ（後記）、パケット書換テーブル（ＭＰＬＳの場合）Ｔ４ｂ（後記）、および、内部出力ＩＦテーブルＴ５（後記）を作成し、フローエントリの生成に必要な情報を集計する。フローエントリの生成の詳細手順は後記する。   The flow entry generation unit 113 generates an OpenFlow flow entry. For example, the flow entry generation unit 113 appropriately combines the IF state table T1 of the IF management unit 1121, the external route table T2 of the external NW route control unit 12, and the internal route table T3 of the internal NW route control unit 13 Other tables may be combined according to the packet rewriting table (in the case of IP) T4a (described later), the packet rewriting table (in the case of MPLS) T4b (described later), and the internal output IF table T5 (described later). Create and aggregate the information needed to generate the flow entry. The detailed procedure of flow entry generation will be described later.

（各種テーブル）
図６に示すように、ＩＦ管理部１１２１が有するＩＦ状態テーブルＴ１は、「ＩＦ名」、「種類」、「ｍａｃ」、「状態」といった項目を有し、ＯＦＳのポートごとにエントリが登録されている。ＩＦ状態テーブルＴ１は、ＯＦＳ＃１〜＃６（２−１〜２−６）ごとに生成されている。
「ＩＦ名」には、対象のＯＦＳが有するポートの名称が格納されている。
「種類」には、該当ポートが外部ＮＷの従来型ルータに接続するポートであることを示す「外部」またはポートが内部ＮＷの他のＯＦＳに接続するポートであることを示す「内部」のいずれかの値が格納されている。
「ｍａｃ」には、該当ポートのＭＡＣアドレスが格納されている。
「状態」には、該当ポートの接続状態が良好であることを示す「Ｕｐ」または故障であることを示す「Ｄｏｗｎ」のいずれかの値が格納されている。 (Various tables)
As shown in FIG. 6, the IF status table T1 included in the IF management unit 1121 has items such as “IF name”, “type”, “mac”, and “status”, and an entry is registered for each port of the OFS. ing. The IF status table T1 is generated for each of the OFS # 1 to # 6 (2-1 to 2-6).
The “IF name” stores the name of the port of the OFS of interest.
The “type” is either “external” indicating that the corresponding port is a port connected to a conventional router of the external NW, or “internal” indicating that the port is a port connected to another OFS in the internal NW The value of is stored.
The MAC address of the corresponding port is stored in "mac".
The "state" stores either "Up" indicating that the connection state of the corresponding port is good or "Down" indicating that the port is faulty.

図７に示すように、外部ＮＷ経路制御部１２が有する外部経路テーブルＴ２は、「宛先」、「nexthop」といった項目を有し、外部ＮＷに配置されている機器（図示せず）が到達性を持つ宛先ごとにエントリが登録される。
「宛先」には、外部ＮＷに配置されている機器のＩＰアドレスが格納されている。
「nexthop」には、宛先の機器から転送されるパケットまたは宛先の機器へのパケットを処理する従来型ルータに隣接して接続しているＯＦＳのうち１つを示す値、および、当該ＯＦＳが従来型ルータと接続されているポートを示す値が格納されている。例えば、宛先が「1.1.1.0/24」に対応するnexthopが「OFS#1-p1」の場合、当該経路を持つ従来型ルータ＃１（３−１）に接続しているＯＦＳがＯＦＳ＃１（２−１）であり、ＯＦＳ＃１（２−１）が従来型ルータ＃１（３−１）と接続されているポートが「p1」であることを示す。なお、説明の便宜上、「OFS#1-p1」を単に各図において「#1-p1」と表記する場合がある（ＯＦＳが異なる場合やポート（ＩＦ）が異なる場合も同様）。 As shown in FIG. 7, the external route table T2 possessed by the external NW route control unit 12 has items such as “destination”, “next hop”, and the equipment (not shown) disposed in the external NW is reachability. An entry is registered for each destination with.
The “destination” stores the IP address of the device disposed in the external NW.
“Nexthop” is a value indicating one of the OFS connected adjacent to the conventional router that processes the packet transferred from the destination device or the packet to the destination device, and the OFS is Contains a value indicating the port connected to the router. For example, when the nexthop corresponding to the destination “1.1.1.0/24” is “OFS # 1-p1”, the OFS connected to the conventional router # 1 (3-1) having the route is the OFS # 1 (2-1), which indicates that the port connected to the OFS # 1 (2-1) with the conventional router # 1 (3-1) is "p1". For convenience of explanation, “OFS # 1-p1” may be simply described as “# 1-p1” in each drawing (the same applies to the case of different OFS and the case of different port (IF)).

図８に示すように、内部ＮＷ経路制御部１３が有する内部経路テーブルＴ３は、「宛先」、「nexthop」といった項目を有し、ＯＦＳ＃１〜＃６（２−１〜２−６）ごとにエントリが登録される。内部経路テーブルＴ３は、ＯＦＳ＃１〜＃６（２−１〜２−６）ごとに生成されている。
「宛先」には、自身のＯＦＳのＩＰアドレスまたは自身以外のＯＦＳのＩＰアドレスが格納されている。
「nexthop」には、クラスタ内の他の全てのＯＦＳと接続されているポートを示す値が格納されている。
ＯＦＳ＃１（２−１）の内部経路テーブルＴ３を例にとって説明すると、内部ＮＷ経路制御部１３内のＲＥ２−１が他のＯＦＳとの経路を計算することになる。
例えばＯＦＳ＃２（２−２）自身を表すＩＰアドレスである10.0.0.2に対しては、nexthopがp2であることを計算できるため、「nexthop」には「p2」が格納される。「宛先」の項目に自身のＯＦＳを表すＩＰアドレスが格納されている場合、対応する「nexthop」には自身のLoopbackアドレスを示す「Lo」が格納される。 As shown in FIG. 8, the internal route table T3 possessed by the internal NW route control unit 13 has items such as “destination” and “next hop”, and each of the OFS # 1 to # 6 (2-1 to 2-6) Entry is registered in. The internal route table T3 is generated for each of the OFS # 1 to # 6 (2-1 to 2-6).
The “destination” stores the IP address of its own OFS or the IP address of an OFS other than itself.
In "nexthop", a value indicating a port connected to all other OFS in the cluster is stored.
Taking the internal path table T3 of OFS # 1 (2-1) as an example, the RE 2-1 in the internal NW path control unit 13 calculates paths with other OFS.
For example, for 10.0.0.2 which is an IP address representing OFS # 2 (2-2) itself, it can be calculated that the nexthop is p2, so "p2" is stored in "nexthop". When an IP address representing the OFS of its own is stored in the item of “destination”, “Lo” representing its Loopback address is stored in the corresponding “next hop”.

図９（ａ）に示すように、フローエントリ生成部１１３が有するパケット書換テーブル（ＩＰの場合）Ｔ４ａは、外部ＮＷがＩＰネットワークである場合に用いるテーブルであって、「宛先」、「src. mac」、「dst. mac」、「クラスタからの出力先」といった項目を有し、外部ＮＷに配置されている機器（図示せず）が到達性を持つ宛先ごとにエントリが登録される。
「宛先」には、外部ＮＷに配置されている機器のＩＰアドレスが格納されている。
「src. mac」には、ソースＭＡＣアドレスフォワーディングのＭＡＣアドレスが格納されている。例えば、当該ＯＦＳが従来型ルータと接続されているポートのＭＡＣアドレスを示す値が格納されている。 As shown in FIG. 9A, the packet rewrite table (in the case of IP) T4a possessed by the flow entry generation unit 113 is a table used when the external NW is an IP network, and includes “destination”, “src. An entry is registered for each destination with reachability that has items such as mac "," dst. mac ", and" output destination from cluster "and is disposed in the external NW (not shown).
The “destination” stores the IP address of the device disposed in the external NW.
The MAC address of source MAC address forwarding is stored in "src. Mac". For example, a value indicating the MAC address of the port to which the OFS is connected to the conventional router is stored.

「dst. mac」には、内部ＮＷにとっての宛先となるＭＡＣアドレスが格納されている。例えば、宛先の機器へのパケットを処理する従来型ルータのＭＡＣアドレスを示す値が格納されている。
「クラスタからの出力先」には、ＯＦＳクラスタ２からのパケットを「宛先」で識別される機器に出力するときの出力先を示す値が格納されている。例えば、宛先の機器へのパケットを処理する従来型ルータに隣接して接続しているＯＦＳを示す値、および、当該ＯＦＳと従来型ルータとの接続を担うポートを示す値が格納されている。 In “dst. Mac”, a MAC address which is a destination for the internal NW is stored. For example, a value indicating the MAC address of a conventional router that processes a packet to a destination device is stored.
In “output destination from cluster”, a value indicating an output destination when the packet from the OFS cluster 2 is output to the device identified by “destination” is stored. For example, a value indicating the OFS connected adjacent to the conventional router that processes packets to the destination device and a value indicating the port responsible for connecting the OFS to the conventional router are stored.

また、図９（ｂ）に示すように、フローエントリ生成部１１３が有するパケット書換テーブル（ＭＰＬＳの場合）Ｔ４ｂは、外部ＮＷがＩＰ／ＭＰＬＳネットワークである場合に用いるテーブルであって、「Local Label」、「Remote Label」、「src. mac」、「dst. mac」、「クラスタからの出力先」といった項目を有し、外部ＮＷに配置されている機器（図示せず）が到達性を持つ宛先ごとにエントリが登録される。
「Local Label」には、ＯＦＳクラスタまたはＯＦＣが割り当てた値で、外部ＮＷに配置されている機器に対して広告するラベルの値が格納されている。
「Remote Label」には、外部ＮＷが割り当てた値で、到達性のある経路について、外部ＮＷに配置されている機器より割り当てられたラベルの値が格納されている。 Also, as shown in FIG. 9B, the packet rewrite table (in the case of MPLS) T4b that the flow entry generation unit 113 has is a table used when the external NW is an IP / MPLS network, , "Remote Label", "src. Mac", "dst. Mac", "destination from cluster", and the equipment (not shown) placed in the external NW has reachability. An entry is registered for each destination.
The “Local Label” is a value assigned by the OFS cluster or the OFC, and stores the value of the label advertised to the device disposed in the external NW.
The “Remote Label” is a value assigned by the external NW, and for the reachable route, the value of the label assigned by the device disposed in the external NW is stored.

「src. mac」には、ソースＭＡＣアドレスフォワーディングのＭＡＣアドレスが格納されている。パケット書換テーブルＴ４ｂの「src. mac」は、パケット書換テーブルＴ４ａの「src. mac」と同等である。
「dst. mac」には、内部ＮＷにとっての宛先となるＭＡＣアドレスが格納されている。パケット書換テーブルＴ４ｂの「dst. mac」は、パケット書換テーブルＴ４ａの「dst. mac」と同等である。
「クラスタからの出力先」には、ＯＦＳクラスタ２からのパケットを「宛先」で識別される機器に出力するときの出力先を示す値が格納されている。パケット書換テーブルＴ４ｂの「クラスタからの出力先」は、パケット書換テーブルＴ４ａの「クラスタからの出力先」と同等である。 The MAC address of source MAC address forwarding is stored in "src. Mac". "Src. Mac" of the packet rewrite table T4b is equivalent to "src. Mac" of the packet rewrite table T4a.
In “dst. Mac”, a MAC address which is a destination for the internal NW is stored. "Dst. Mac" of the packet rewrite table T4b is equivalent to "dst. Mac" of the packet rewrite table T4a.
In “output destination from cluster”, a value indicating an output destination when the packet from the OFS cluster 2 is output to the device identified by “destination” is stored. The “output destination from cluster” of the packet rewrite table T4b is equivalent to the “output destination from cluster” of the packet rewrite table T4a.

図１０に示すように、フローエントリ生成部１１３が有する内部出力ＩＦテーブルＴ５は、内部ＮＷを構成するＯＦＳ＃１〜＃６（２−１〜２−６）を用いて、内部ＮＷ内のパケットの転送の起点となる発ＯＦＳと、内部ＮＷ内のパケットの転送の終点となる着ＯＦＳとの組を設定し、設定された組ごとに、パケットを送出する発ＯＦＳのポートを示す値を格納する。発ＯＦＳと着ＯＦＳが同じである場合は、パケット送出先が自分自身であるため、設定された組に格納される値はブランクになる。   As shown in FIG. 10, the internal output IF table T5 possessed by the flow entry generation unit 113 uses the OFS # 1 to # 6 (2-1 to 2-6) constituting the internal NW to transmit packets within the internal NW. A set of the source OFS that is the starting point of the transfer and the destination OFS that is the end of the packet transfer in the internal NW is set, and for each set, the value indicating the port of the source OFS that sends the packet is stored. Do. If the originating OFS and the terminating OFS are the same, the value stored in the set is blank since the destination of the packet is itself.

［フローエントリの書換概要］
図５に戻って説明を続ける。ＯＦＣ１は、フローエントリの生成の事前準備として、図５中の処理Ａ１〜Ａ６を実行する。すなわち、まず、OpenFlow処理部１１１が、ＯＦＳ＃１〜＃６（２−１〜２−６）ごとのポートのＩＦ状態をＩＦ管理部１１２１に通知する（処理Ａ１）。ＩＦ管理部１１２１は、通知されたＩＦ状態を用いてＩＦ状態テーブルＴ１を作成する。 [Flow entry rewrite summary]
Returning to FIG. 5, the description will be continued. The OFC 1 executes the processes A1 to A6 in FIG. 5 as preparation for generation of a flow entry. That is, first, the OpenFlow processing unit 111 notifies the IF management unit 1121 of the IF status of the port of each of the OFS # 1 to # 6 (2-1 to 2-6) (processing A1). The IF management unit 1121 creates the IF state table T1 using the notified IF state.

ＩＦ管理部１１２１は、ＩＦ状態テーブルＴ１中の各エントリのうち「種類」が「外部」となっているものを外部ＩＦ情報として外部ＮＷ経路制御部１２に送信する（処理Ａ２）。外部ＮＷ経路制御部１２は、受信したエントリを用いて、外部経路テーブルＴ２を作成する。   The IF management unit 1121 transmits one of the entries in the IF status table T1 whose "type" is "external" to the external NW path control unit 12 as external IF information (processing A2). The external NW route control unit 12 creates the external route table T2 using the received entry.

ＩＦ管理部１１２１は、ＩＦ状態テーブルＴ１中の各エントリのうち「種類」が「内部」となっているものを外部ＩＦ情報として内部ＮＷ経路制御部１３に送信する（処理Ａ３）。内部ＮＷ経路制御部１３は、受信したエントリを用いて、内部経路テーブルＴ３を、ＯＦＳ＃１〜＃６（２−１〜２−６）ごとに作成する。   The IF management unit 1121 transmits one of the entries in the IF status table T1 whose "type" is "internal" to the internal NW path control unit 13 as external IF information (processing A3). The internal NW path control unit 13 creates the internal path table T3 for each of the OFS # 1 to # 6 (2-1 to 2-6) using the received entry.

外部ＮＷ経路制御部１２は、外部経路テーブルＴ２の情報を含むパケット書換情報をフローエントリ生成部１１３に送信する（処理Ａ４）。フローエントリ生成部１１３は、受信したパケット書換情報、および、ＩＦ状態テーブルＴ１の情報を用いてパケット書換テーブルＴ４ａ（またはＴ４ｂ）を作成する。   The external NW route control unit 12 transmits packet rewrite information including the information of the external route table T2 to the flow entry generation unit 113 (processing A4). The flow entry generation unit 113 generates a packet rewrite table T4a (or T4b) using the received packet rewrite information and the information of the IF state table T1.

内部ＮＷ経路制御部１３は、内部経路テーブルＴ３の情報を含む出力ＩＦテーブル情報をフローエントリ生成部１１３に送信する（処理Ａ５）。フローエントリ生成部１１３は、受信した出力ＩＦテーブル情報、および、ＩＦ状態テーブルＴ１の情報を用いて内部出力ＩＦテーブルＴ５を作成する。   The internal NW route control unit 13 transmits output IF table information including the information of the internal route table T3 to the flow entry generation unit 113 (processing A5). The flow entry generation unit 113 generates the internal output IF table T5 using the received output IF table information and the information of the IF state table T1.

フローエントリ生成部１１３は、パケット書換テーブルＴ４ａ（またはＴ４ｂ）と、内部出力ＩＦテーブルＴ５と、ＩＦ状態テーブルＴ１の情報を用いて、ＯＦＳ＃１〜＃６（２−１〜２−６）に投入するデータパケット用のフローエントリを作成する。また、フローエントリ生成部１１３は、作成したフローエントリへの書換をOpenFlow処理部１１１に指示する（処理Ａ６）。OpenFlow処理部１１１は、フローエントリの書換を行い、OpenFlowメッセージの生成およびパースを行う。   The flow entry generation unit 113 uses the information in the packet rewrite table T4a (or T4b), the internal output IF table T5, and the IF state table T1 to execute the OFS # 1 to # 6 (2-1 to 2-6). Create a flow entry for the incoming data packet. Also, the flow entry generation unit 113 instructs the OpenFlow processing unit 111 to rewrite the generated flow entry (processing A6). The OpenFlow processing unit 111 rewrites the flow entry, and generates and parses an OpenFlow message.

［故障時の動作概要］
ＯＦＣ１は、ＯＦＳクラスタ２に関連する故障時には、図５中の処理Ｂ１〜Ｂ３を実行することがある。すなわち、まず、故障が発生した場合は必ず、ＩＦ管理部１１２１は、外部ＩＦ情報および内部ＩＦ情報を内外ＩＦ連携制御部１１２２に送信する（処理Ｂ１）。 [Operation summary at the time of failure]
The OFC 1 may execute the processes B1 to B3 in FIG. 5 in the event of a failure related to the OFS cluster 2. That is, first, whenever a failure occurs, the IF management unit 1121 transmits the external IF information and the internal IF information to the internal / external IF cooperation control unit 1122 (processing B1).

内部ＮＷ経路制御部１３は、ＩＦ管理部１１２１から受信した内部ＩＦ情報（処理Ａ３）から作成した内部経路テーブルＴ３に基づいて、他のＯＦＳとの接続が断状態にある孤立したＯＦＳを判定することができる。内部ＮＷ経路制御部１３は、ＯＦＳの孤立が発生した場合に限り、その情報を内外ＩＦ連携制御部１１２２に送信する（処理Ｂ２）。   The internal NW route control unit 13 determines, on the basis of the internal route table T3 created from the internal IF information (processing A3) received from the IF managing unit 1121, the isolated OFS in which the connection with other OFS is disconnected. be able to. The internal NW route control unit 13 transmits the information to the internal / external IF cooperation control unit 1122 only when the OFS is isolated (processing B2).

内外ＩＦ連携制御部１１２２は、内部ＮＷ経路制御部１３からＯＦＳの孤立情報を受信した場合、その情報に基づき、ＯＦＳクラスタ内で他のＯＦＳにパケットを迂回して転送するために、孤立したＯＦＳに接続している外部ＩＦを閉塞するように外部ＮＷ経路制御部１２に指示する（処理Ｂ３）。   When the internal / external IF cooperation control unit 1122 receives the OFS isolated information from the internal NW route control unit 13, the isolated OFS is used to bypass and transfer the packet to another OFS in the OFS cluster based on the information. The external NW path control unit 12 is instructed to close the external IF connected to (process B3).

［フローエントリの書換詳細］
フローエントリの書換の詳細について説明する。
図１１に示すように、パケット転送に関する正常系動作（故障が発生していない正常時でのパケットの転送動作）において、以下の手順１〜３を踏むことで、外部ＮＷ経路制御部１２および内部ＮＷ経路制御部１３は、ＯＦＳクラスタ２へのパケット流入前にて経路計算を行い、フローエントリの書換を行う。宛先1.1.1.0/24の機器から宛先2.2.2.0/24の機器へのトラヒック方向を有するパケット転送を例に採り上げて説明する。 [Flow entry rewrite details]
Details of flow entry rewriting will be described.
As shown in FIG. 11, in the normal system operation related to packet transfer (the packet transfer operation at the normal time when no failure occurs), the external NW path control unit 12 and the inside can be performed by following the steps 1 to 3 below. The NW route control unit 13 performs route calculation before packet inflow to the OFS cluster 2 and rewrites the flow entry. The packet transfer having the traffic direction from the device of the destination 1.1.1.0/24 to the device of the destination 2.2.2.0/24 will be described as an example.

手順１：ＯＦＳクラスタ２に対して、フローエントリ生成部１１３が、パケット書換テーブルＴ４ａ（またはＴ４ｂ）、および、内部出力ＩＦテーブルＴ５を生成する。図１１中の手順１の説明部分には、パケット書換テーブルＴ４ａの一部抜粋となるパケット書換テーブルＴ４ａａと、内部出力ＩＦテーブルＴ５の一部抜粋となる内部出力ＩＦテーブルＴ５ａと、ＩＦ状態テーブルＴ１の一部抜粋となるＩＦ状態テーブルＴ１ａが図示されている。
パケット書換テーブルＴ４ａａは、外部ＮＷ制御用として機能するＲＥ（４−Ｃ）が従来型ルータから受信した経路情報をもとに作成される。内部出力ＩＦテーブルＴ５ａは、内部ＮＷ制御用として機能するＲＥ（４−１〜４−６）が内部ＮＷで経路計算を行った結果から作成される。ＩＦ状態テーブルＴ１ａは、事前に設定されている。 Procedure 1: For the OFS cluster 2, the flow entry generation unit 113 generates a packet rewrite table T4a (or T4b) and an internal output IF table T5. In the explanation of the procedure 1 in FIG. 11, a packet rewriting table T4aa which is a partial excerpt of the packet rewriting table T4a, an internal output IF table T5a which is a partial excerpt of the internal output IF table T5, and an IF status table T1. An IF status table T1a, which is a partial excerpt of FIG.
The packet rewriting table T4aa is created based on the path information received from the conventional router by the RE (4-C) functioning as the external NW control. The internal output IF table T5a is created from the result of calculating the route in the internal NW by the REs (4-1 to 4-6) functioning as the internal NW control. The IF status table T1a is set in advance.

手順２：ＯＦＳクラスタ２へのパケット流入時にて、フローエントリ生成部１１３が、パケット書換テーブルＴ４ａ（またはＴ４ｂ）を参照し、ＯＦＳクラスタ２からパケットを流出させるようなフローエントリに書換を実行する。具体的には、フローエントリ内のＭＡＣアドレス（またはＭＰＬＳラベルの値）の書換は、ＯＦＳクラスタ２への流入直後のＯＦＳにて実行する。図１１中の手順２の説明部分には、ＯＦＳクラスタ２への流入直後のＯＦＳとなるＯＦＳ＃１（２−１）のフローエントリにて、ＭＡＣアドレスの書換が行われている様子が図示されている（符号１１０１）。このため、ＭＡＣアドレスを含むパケットヘッダ（符号１１０１で示した箇所）は、ＯＦＳクラスタ２から流出する際（図１１下部のＯＦＳ＃５（２−５）から流出する際）のヘッダのまま、ＯＦＳクラスタ２の内部を通過する。   Procedure 2: At the time of packet inflow to the OFS cluster 2, the flow entry generation unit 113 refers to the packet rewrite table T4a (or T4b), and rewrites the flow entry that causes the packet to flow out of the OFS cluster 2. Specifically, rewriting of the MAC address (or the value of the MPLS label) in the flow entry is performed by the OFS immediately after the inflow to the OFS cluster 2. In the description of the procedure 2 in FIG. 11, the state in which the MAC address is being rewritten in the flow entry of OFS # 1 (2-1), which is the OFS immediately after the inflow to the OFS cluster 2, is illustrated. (Reference numeral 1101). Therefore, the packet header (the point indicated by reference numeral 1101) including the MAC address remains the header of the header when it flows out of the OFS cluster 2 (when it flows out of the OFS # 5 (2-5) in the lower part of FIG. 11) Pass inside of cluster 2

手順３：フローエントリ生成部１１３は、ＯＦＳクラスタ２内部の転送に関しては、内部出力ＩＦテーブルＴ５と、パケットのsrc. mac（つまり、ＯＦＳクラスタ２の流出側ＩＦ）とを参照して、ソースＭＡＣアドレスによるフォワーディングを行う。具体的には、フローエントリ生成部１１３は、各ＯＦＳ＃１〜＃６（２−１〜２−６）の出力先ＩＦに関して、内部出力ＩＦテーブルＴ５とパケットヘッダ中のsrc. mac（図１１下部のＯＦＳ＃５（２−５））を参照する。そして、フローエントリ生成部１１３は、「パケットヘッダ中のsrc. macがＯＦＳ＃ｘが保持しているＩＦのＭＡＣアドレスの場合、内部出力ＩＦテーブルＴ５を参照してＯＦＳ＃ｘ宛の出力ＩＦに出力する」というソースＭＡＣアドレスフォワーディングを実行させるフローエントリを生成する。   Step 3: The flow entry generation unit 113 refers to the internal output IF table T5 and the src. Mac of the packet (that is, the outgoing IF of the OFS cluster 2) regarding the transfer inside the OFS cluster 2, and the source MAC Perform forwarding by address. Specifically, the flow entry generation unit 113 sets the internal output IF table T5 and the src.mac in the packet header with respect to the output destinations IF of the respective OFSs # 1 to # 6 (2-1 to 2-6) (FIG. 11). Refer to the lower OFS # 5 (2-5)). Then, when “src. Mac in the packet header is the MAC address of the IF held by OFS # x, the flow entry generation unit 113 refers to the internal output IF table T5 to output IF addressed to OFS # x. Generate a flow entry to execute source MAC address forwarding of “output”.

図１１中の手順３の説明部分には、ＯＦＳ＃１（２−１）のフローエントリにて、流出側ＩＦをポートp2とする様子が図示されている（符号１１０２）。符号１１０１で示すエントリ部分は、内部ＮＷおよび外部ＮＷの境界にあるすべてのＯＦＳに投入すれば十分である。
また、ＯＦＳ＃３（２−３）のフローエントリにて、流出側ＩＦをポートp3とする様子が図示されている（符号１１０３）。符号１１０３で示すエントリ部分は、ＯＦＳ＃５（２−５）を除くすべてのＯＦＳに投入すれば十分である。 In the description of the procedure 3 in FIG. 11, the flow IF of the OFS # 1 (2-1) shows that the outflow side IF is the port p2 (reference numeral 1102). It is sufficient for the entry portion indicated by reference numeral 1101 to be input to all the OFS at the boundary of the inner NW and the outer NW.
In the flow entry of OFS # 3 (2-3), a state where the outflow side IF is set to the port p3 is illustrated (reference numeral 1103). It is sufficient for the entry portion indicated by reference numeral 1103 to be input to all the OFSs except for the OFS # 5 (2-5).

ただし、src. macが自身のＯＦＳに該当する場合は、ＩＦ状態テーブルＴ１にて保持されている外部ＩＦを出力先ＩＦとして設定する。図１１中の手順３の説明部分には、ＩＦ状態テーブルＴ１ａにて事前に設定したＭＡＣアドレスに該当するOFS#5-p3が出力先IFとして設定されている様子が図示されている（符号１１０４）。   However, when src. Mac corresponds to its own OFS, the external IF held in the IF state table T1 is set as the output destination IF. In the description of the procedure 3 in FIG. 11, the OFS # 5-p3 corresponding to the MAC address set in advance in the IF status table T1a is set as the output destination IF (reference numeral 1104). ).

［故障時動作の詳細］
ＩＦ連携の切断を表す故障が発生した場合、ＯＦＣ１は、当該故障箇所を迂回するパケット転送経路のルーチングを行う。
図１２に示すように、本実施形態の例として採り上げたＯＦＳクラスタ２を構成するＯＦＳ群において、例えば、ＯＦＳ＃１（２−１）に関するＩＦ連携の切断を表す故障には、故障パターン１（各ＯＦＳは内部ＮＷから孤立しておらず、外部ＮＷとも接続されている故障）、故障パターン２（内部ＮＷから孤立するＯＦＳが存在するが、当該ＯＦＳは外部ＮＷとは接続されている）、故障パターン３（外部ＮＷと接続断となるＯＦＳが存在する）がある。また、ＯＦＳクラスタ２を介するトラヒックには、1.1.1.0/24宛（左←右）、2.2.2.0/24宛（左→右）、3.3.3.0/24宛（左→右）、4.4.4.0/24宛（左←右）の４種類が存在し、故障が発生したときに宛先の切替パターン（切替先となる宛先）がこれらの４種類であることを意味する。このため、故障時切替動作は、１２（＝３×４）通り存在するが、図１２中の表に示すように、切替動作を内容別に分けると、以下の切替動作１〜６に分類される。 [Details of operation at failure]
When a failure indicating disconnection of IF linkage occurs, the OFC 1 performs routing of a packet transfer path bypassing the failure point.
As shown in FIG. 12, in the OFS group constituting the OFS cluster 2 taken as an example of the present embodiment, for example, a failure pattern representing a disconnection of IF cooperation related to the OFS # 1 (2-1) is a failure pattern 1 ( Each OFS is not isolated from the internal NW, and is a failure that is also connected to the external NW, failure pattern 2 (There is an OFS isolated from the internal NW, but the OFS is connected to the external NW), There is a failure pattern 3 (there is an OFS that is disconnected from the external NW). For traffic via OFS cluster 2, address 1.1.1.0/24 (left 右 right), address 2.2.2.0/24 (left → right), address 3.3.3.0/24 (left → right), 4.4.4.0 This means that there are four types of / 24 addresses (left 右 right), and when there is a failure, the switching pattern of the destination (destination to be switched to) is these four types. For this reason, there are 12 (= 3 × 4) switching operations at failure, but as shown in the table in FIG. 12, the switching operations are classified into the following switching operations 1 to 6 if they are classified according to the contents. .

＜切替動作１＞内部ＮＷ経路制御部１３の正常系動作の一環として、ＯＦＳクラスタ２内部で迂回。
切替動作１は、故障パターン１の故障が発生したときに、1.1.1.0/24宛（左←右）、2.2.2.0/24宛（左→右）、3.3.3.0/24宛（左→右）、4.4.4.0/24宛（左←右）の４種類の切替パターンをとる場合に実行される。切替動作１として、内部ＮＷ経路制御部１３は、ＲＥ２−１〜６が内部経路テーブルＴ３（図８）のnexthopを適切に変更することで、つまり故障箇所を回避するように変更することで迂回可能となる。 <Switching operation 1> As a part of normal system operation of the internal NW path control unit 13, detouring inside the OFS cluster 2.
Switching operation 1 is addressed to 1.1.1.0/24 (left 宛 right), 2.2. 2.0 / 24 (left → right), 3.3. 3.0 / 24 (left → right) when a failure occurs in failure pattern 1 ) And 4.4.4.0/24 (left 右 right), which is executed when four switching patterns are taken. As the switching operation 1, the internal NW path control unit 13 changes the next hop of the internal path table T3 (FIG. 8) appropriately by the REs 2-1 to 6-6, that is, changes the bypass point by avoiding the failure point. It becomes possible.

＜切替動作２＞内部ＮＷから孤立するが、外部ＮＷには接続されており、ＯＦＳクラスタ２内部で迂回。
切替動作２は、故障パターン２の故障が発生したときに、1.1.1.0/24宛（左←右）の１種類の切替パターンをとる場合に実行される。内外ＩＦ連携制御部１１２２がＯＦＳ＃１（２−１）の孤立を判定した上で（孤立判定の詳細は後記する）、外部ＮＷ経路制御部１２は、外部経路テーブルＴ２（図７）のnexthopをＯＦＳ＃２（２−２）に変更することで、ＯＦＳクラスタ２内部で迂回可能となる。ただし、クラスタ内での迂回先が無い場合は切替動作４に準ずる。 <Switching operation 2> Although isolated from the internal NW, it is connected to the external NW and detoured inside the OFS cluster 2.
The switching operation 2 is executed when one type of switching pattern addressed to 1.1.1.0/24 (left ← right) is taken when a failure of the failure pattern 2 occurs. After the internal / external IF cooperation control unit 1122 determines the isolation of the OFS # 1 (2-1) (details of the isolation determination will be described later), the external NW route control unit 12 performs nexthop on the external route table T2 (FIG. 7). Can be bypassed inside the OFS cluster 2 by changing it to OFS # 2 (2-2). However, when there is no bypass destination in the cluster, the switching operation 4 is applied.

＜切替動作３＞内部ＮＷから孤立するが、外部ＮＷには接続されており、ＯＦＳクラスタ２外部（つまり、従来型ルータ）が迂回。
切替動作３は、故障パターン２の故障が発生したときに、2.2.2.0/24宛（左→右）、または、3.3.3.0/24宛（左→右）の２種類の切替パターンをとる場合に実行される。内外ＩＦ連携制御部１１２２がＯＦＳ＃１（２−１）の孤立を判定した上で、外部ＮＷ経路制御部１２が、各従来型ルータに対して、故障個所となる経路の経路削除を広告することで従来型ルータが迂回可能となる（故障の無い経路を新たに設定しその経路上をパケットが辿るようにすることが可能となる）。ただし、クラスタ内での迂回先が無い場合は切替動作４に準ずる。 <Switching operation 3> Although isolated from the internal NW, it is connected to the external NW, and the outside of the OFS cluster 2 (that is, the conventional router) bypasses.
In switching operation 3, two types of switching patterns are addressed: 2.2.2.0/24 (left → right) or 3.3.3.0/24 (left → right) when a failure of failure pattern 2 occurs. To be executed. After the inside / outside IF cooperation control unit 1122 determines the isolation of the OFS # 1 (2-1), the external NW route control unit 12 advertises route deletion of a route which is a failure point to each conventional router. This makes it possible for the conventional router to bypass (a fault-free route can be newly set so that packets can be traced on the route). However, when there is no bypass destination in the cluster, the switching operation 4 is applied.

＜切替動作４＞内部ＮＷから孤立するが、外部ＮＷには接続されており、ＯＦＳクラスタ２内部で迂回を試みるが迂回できず、ＯＦＳクラスタ２外部（つまり、従来型ルータ）が迂回。
切替動作４は、故障パターン２の故障が発生したときに、4.4.4.0/24宛（左←右）の１種類の切替パターンをとる場合に実行される。内外ＩＦ連携制御部１１２２がＯＦＳ＃１（２−１）の孤立を判定した上で、外部ＮＷ経路制御部１２は、外部経路テーブルＴ２（図７）のnexthopをＯＦＳ＃２（２−２）に変更しようとするが、変更先が無いため、各従来型ルータに対して、故障個所となる経路の経路削除を広告することで従来型ルータが迂回可能となる（故障の無い経路を新たに設定しその経路上をパケットが辿るようにすることが可能となる）。ただし、従来型ルータが迂回先を保持していない場合は通信断となる。
上記のように切替動作２〜４のようにＯＦＳの孤立が発生するときに、内外ＩＦ連携制御部１１２２が必要となる。 <Switching operation 4> Although isolated from the internal NW, it is connected to the external NW and tries to bypass inside the OFS cluster 2 but can not bypass, and the outside of the OFS cluster 2 (that is, the conventional router) bypasses.
The switching operation 4 is executed when one type of switching pattern addressed to 4.4.4.0/24 (left ← right) is taken when a failure of the failure pattern 2 occurs. After the internal / external IF cooperation control unit 1122 determines the isolation of the OFS # 1 (2-1), the external NW route control unit 12 executes nexthop of the external route table T2 (FIG. 7) OFS # 2 (2-2) However, because there is no change destination, the conventional router can be bypassed by advertising the route deletion of the route that is the failure point to each conventional router (new failure free route) It is possible to set up and allow packets to follow along the route). However, if the conventional router does not hold the bypass destination, the communication is disconnected.
As described above, when isolation of the OFS occurs as in the switching operations 2 to 4, the internal / external IF cooperation control unit 1122 is required.

＜切替動作５＞外部ＮＷ経路制御部１２の正常系動作の一環として、ＯＦＳクラスタ２内部で迂回。
切替動作５は、故障パターン３の故障が発生したときに、1.1.1.0/24宛（左←右）の１種類の切替パターンをとる場合に実行される。外部ＮＷ経路制御部１２は、外部経路テーブルＴ２（図７）のnexthopをＯＦＳ＃２（２−２）に変更することで、ＯＦＳクラスタ２内部で迂回可能となる。ただし、クラスタ内で迂回先が無い場合は切り替え動作６に準ずる。 <Switching Operation 5> As part of the normal system operation of the external NW route control unit 12, the bypass is performed inside the OFS cluster 2.
The switching operation 5 is executed when one type of switching pattern addressed to 1.1.1.0/24 (left ← right) is taken when a failure of the failure pattern 3 occurs. The external NW path control unit 12 changes the nexthop of the external path table T2 (FIG. 7) to OFS # 2 (2-2), so that bypassing becomes possible inside the OFS cluster 2. However, when there is no bypass destination in the cluster, the switching operation 6 is applied.

＜切替動作６＞外部ＮＷ経路制御部１２の正常系動作の一環として、ＯＦＳクラスタ２外部（つまり、従来型ルータ）が迂回。
切替動作６は、故障パターン３の故障が発生したときに、2.2.2.0/24宛（左→右）、3.3.3.0/24宛（左→右）、4.4.4.0/24宛（左←右）の３種類の切替パターンをとる場合に実行される。外部ＮＷ経路制御部１２が、各従来型ルータに対して、故障個所となる経路の経路削除を広告することで従来型ルータが迂回可能となる（故障の無い経路を新たに設定しその経路上をパケットが辿るようにすることが可能となる）。ただし、従来型ルータが迂回先を保持していない場合は通信断となる。 <Switching Operation 6> As part of the normal system operation of the external NW route control unit 12, the outside of the OFS cluster 2 (that is, the conventional router) bypasses.
The switching operation 6 is addressed to 2.2.2.0/24 (left to right), 3.3.3.0/24 (left to right), 4.4.4.0/24 (left 右 right) when a failure of failure pattern 3 occurs. Is executed when the three types of switching patterns are taken. The external NW route control unit 12 advertises the route deletion of the route which is the failure point to each conventional router, and the conventional router can be bypassed (a new route without a failure is set and the route is set on the route). Packets can be traced). However, if the conventional router does not hold the bypass destination, the communication is disconnected.

図１３を参照して、故障が発生したときの内外ＩＦ連携制御部１１２２の動作（内外ＩＦ連携動作）の詳細を説明する。
図１２に示す故障パターン２の故障が発生し、外部ＮＷに接続しているＯＦＳ＃１（２−１）が、外部ＮＷに接続している他のＯＦＳのいずれか１つへの到達性（宛先にパケットを転送させること）が無くなった場合、内部ＮＷ経路制御部１３は、当該ＯＦＳ＃１（２−１）が孤立したと判定する（ＯＦＳの孤立判定）。孤立判定により、内部ＮＷ経路制御部１３は、外部ＮＷ経路制御部１２に対し、ＯＦＳ＃１−ｐ１を断と処理するように命令する。そして、内部ＮＷ経路制御部１３は、ＲＥ（４−１〜４−６）の経路計算結果により、孤立したＯＦＳに対して作成された内部経路テーブルＴ３の内容を空（null）にする。 Details of the operation (internal / external IF cooperation operation) of the internal / external IF cooperation control unit 1122 when a failure occurs will be described with reference to FIG.
When the failure of the failure pattern 2 shown in FIG. 12 occurs and the OFS # 1 (2-1) connected to the external NW reaches reachability to any one of the other OFS connected to the external NW ( When forwarding the packet to the destination is lost, the internal NW path control unit 13 determines that the OFS # 1 (2-1) is isolated (OFS isolation determination). By the isolation determination, the internal NW path control unit 13 instructs the external NW path control unit 12 to process OFS # 1-p1 as disconnection. Then, the internal NW path control unit 13 nullifies the contents of the internal path table T3 created for the isolated OFS based on the path calculation result of RE (4-1 to 4-6).

内外ＩＦ連携制御部１１２２は、孤立したＯＦＳを監視する。孤立したＯＦＳに対して、以下の工程１〜３を実行することで迂回可能となる。
［工程１（ＯＦＳクラスタが迂回。図１２中、故障パターン２、切替パターン：1.1.1.0/24宛（左←右）に対応）］・・・外部ＮＷ経路制御部１２は、孤立したＯＦＳの外部向けＩＦを断として、ＲＥ（４−Ｃ）に通知する。そして、外部ＮＷ経路制御部１２は、ＲＥ（４−Ｃ）の経路計算結果により外部経路テーブルＴ２を更新する。
図１３には、外部ＮＷ経路制御部１２が、孤立したＯＦＳ＃１（２−１）の外部向けＩＦ、ＯＦＳ＃１−ｐ１を断として処理し、外部経路テーブルＴ２にて、nexthopをＯＦＳ＃２−ｐ１に変更することが図示されている（符号１３０１−１参照）。また、宛先1.1.1.0/24への経路広告が継続される（図１３中の符号１３０１−２参照）。 The internal / external IF cooperation control unit 1122 monitors the isolated OFS. It becomes possible to bypass the isolated OFS by executing the following steps 1 to 3.
[Step 1 (OFS cluster bypasses. In FIG. 12, failure pattern 2, switching pattern: addressed to 1.1.1.0/24 (left 右 right))] ... The external NW route control unit 12 is an isolated OFS. The RE (4-C) is notified that the external interface IF is disconnected. Then, the external NW route control unit 12 updates the external route table T2 based on the route calculation result of RE (4-C).
In FIG. 13, the external NW path control unit 12 processes the isolated IF of the OFS # 1 (2-1), OFS # 1-p1, as a disconnection, and the external path table T2 processes the nexthop OFS #. It is illustrated changing to 2-p1 (refer code | symbol 1301-1). Also, the route advertisement to the destination 1.1.1.0/24 is continued (see reference numeral 1301-2 in FIG. 13).

［工程２（従来型ルータが迂回。図１２中、故障パターン２、切替パターン：4.4.4.0/24宛（左←右）に対応）］・・・工程１により、外部経路テーブルＴ２中の特定のエントリが空（null）になってしまった場合、外部ＮＷ経路制御部１２は、従来型ルータへ経路削除の旨を広告する。
図１３には、外部ＮＷ経路制御部１２が、ＯＦＳ＃１−ｐ１を断として処理した結果、宛先が4.4.4.0/24のエントリのnexthopが無くなった（null）ため、各従来型ルータ（３−１〜３−４）に対し、宛先4.4.4.0/24に対する経路削除が広告されたことが図示されている（符号１３０２−１，１３０２−２参照）。 [Step 2 (conventional router bypasses. In FIG. 12, failure pattern 2, switching pattern: addressed to 4.4.4.0/24 (left 右 right))] ... specification in external route table T2 according to step 1. If the entry of has become null (null), the external NW route control unit 12 advertises the route deletion to the conventional router.
In FIG. 13, as a result of the external NW route control unit 12 processing the OFS # 1-p1 as a disconnection, the nexthop of the entry whose destination is 4.4.4.0/24 is null (null), so each conventional router (3 It is illustrated that the route deletion for the destination 4.4.4.0/24 has been advertised for (1) to (3-4) (see reference numerals 1302-1 and 1302-2).

［工程３（従来型ルータが迂回。図１２中、故障パターン２、切替パターン：2.2.2.0/24宛（左→右）、または、3.3.3.0/24宛（左→右）に対応）］・・・外部ＮＷ経路制御部１２は、孤立したＯＦＳに接続されている従来型ルータに対し経路削除の旨を広告する。
図１３には、外部ＮＷ経路制御部１２が、ＯＦＳ＃１−ｐ１の断（符号１３０３−１参照）に伴い、孤立したＯＦＳ＃１（２−１）に接続していた従来型ルータ＃１（３−１）に対し、2.2.2.0/24宛（左→右）、および、3.3.3.0/24宛（左→右）の経路広告が停止したことを広告することが図示されている（符号１３０３−２参照）。また、他の従来型ルータ（＃２（３−２）など）に対し、2.2.2.0/24宛（左→右）、および、3.3.3.0/24宛（左→右）の新たな経路広告をする（符号１３０３−３参照）。 [Step 3 (Conventional router bypasses. In FIG. 12, failure pattern 2, switching pattern: addressed to 2.2.2.0/24 (left to right) or 3.3.3.0/24 (left to right)]) The external NW route control unit 12 advertises the route deletion to the conventional router connected to the isolated OFS.
FIG. 13 shows the conventional router # 1 in which the external NW route control unit 12 is connected to the isolated OFS # 1 (2-1) due to the disconnection of the OFS # 1-p1 (refer to reference numeral 1303-1). It is illustrated that the route advertisement for 2.2.2.0/24 (left to right) and 3.3.3.0/24 (left to right) is stopped as opposed to (3-1) (the advertisement is stopped ((1) Reference numeral 1303-2). Also, new route advertisements addressed to 2.2.2.0/24 (left to right) and 3.3.3.0/24 (left to right) for other conventional routers (such as # 2 (3-2)) (See reference numeral 1303-3).

≪処理≫
本実施形態のＯＦＣ１が実行する処理について説明する。
図１４に示すように、故障が無い正常系において、ＯＦＣ１が実行する処理となる転送時動作は、以下のステップＳ１〜ステップＳ６に示す通りである。
まず、ＯＦＣ１は、事前準備処理を行う（ステップＳ１）。具体的には、ＯＦＣ１は、システム管理部１１２によって、コントロールパケットがPacketIn/PacketOutするようにフローエントリを設定する。また、ＩＦ管理部１１２１が管理するＩＦ状態テーブルＴ１を生成する。つまり、ＯＦＳクラスタ２内の各ＯＦＳにおける各ＩＦの状態（Ｕｐ／Ｄｏｗｎ）の取得、各ＩＦの種類の定義（内部ＮＷ上にあれば内部ＩＦ（「内部」と定義）、外部ＮＷ上にあれば外部ＩＦ（「外部」）と定義）、各ＩＦのＭＡＣアドレスの定義を行う。 «Processing»
The processing executed by the OFC 1 of this embodiment will be described.
As shown in FIG. 14, in the normal system without a failure, the transfer operation which is the process executed by the OFC 1 is as shown in the following steps S1 to S6.
First, the OFC 1 performs preliminary preparation processing (step S1). Specifically, the OFC 1 causes the system management unit 112 to set the flow entry so that the control packet is PacketIn / PacketOut. Further, the IF status table T1 managed by the IF management unit 1121 is generated. In other words, acquisition of the status (Up / Down) of each IF in each OFS in the OFS cluster 2, definition of each IF type (if it is on the internal NW, internal IF (defined as "internal"), on the external NW For example, define the external IF ("external") and the MAC address of each IF.

次に、ＯＦＣ１は、内部経路テーブルＴ３を生成する（ステップＳ２）。具体的には、ＯＦＣ１は、内部ＮＷ経路制御部１３によって、内部ＮＷ上のＯＦＳ＃１（２−１）〜＃６（２−６）に割り当てたＲＥ（４−１〜４−６）による内部経路計算を行うことによって、内部経路テーブルＴ３（図８）の内容を決定する。   Next, the OFC 1 generates an internal route table T3 (step S2). Specifically, the OFC 1 is based on REs (4-1 to 4-6) allocated to the OFS # 1 (2-1) to # 6 (2-6) on the internal NW by the internal NW path control unit 13. By performing internal route calculation, the contents of the internal route table T3 (FIG. 8) are determined.

次に、ＯＦＣ１は、内部出力ＩＦテーブルＴ５を生成する（ステップＳ３）。具体的には、ＯＦＣ１は、フローエントリ生成部１１３によって、内部経路テーブルＴ３の情報を含む出力ＩＦテーブル情報に基づいて（図５の処理Ａ５参照）、内部出力ＩＦテーブルＴ５（図１０）の内容を決定する。   Next, the OFC 1 generates an internal output IF table T5 (step S3). Specifically, the OFC 1 causes the flow entry generation unit 113 to output the contents of the internal output IF table T5 (FIG. 10) based on the output IF table information including the information of the internal path table T3 (see processing A5 in FIG. 5). Decide.

次に、ＯＦＣ１は、外部経路テーブルＴ２を生成する（ステップＳ４）。具体的には、ＯＦＣ１は、外部ＮＷ経路制御部１２によって、ＯＦＳクラスタ２に割り当てた、外部ＮＷ向けのＲＥ（４−Ｃ）による外部経路計算を行うことによって、外部経路テーブルＴ２（図７）の内容を決定する。   Next, the OFC 1 generates an external route table T2 (step S4). Specifically, the OFC 1 performs the external route calculation by the RE (4-C) for the external NW assigned to the OFS cluster 2 by the external NW route control unit 12, thereby the external route table T2 (FIG. 7). Determine the content of

次に、ＯＦＣ１は、パケット書換テーブルＴ４ａ（またはＴ４ｂ）を生成する（ステップＳ５）。具体的には、ＯＦＣ１は、フローエントリ生成部１１３によって、ステップＳ２で生成した内部経路テーブルＴ３、および、ステップＳ４の外部経路計算の結果を合わせて、パケット書換テーブルＴ４ａ（またはＴ４ｂ）を生成する（図１１の手順１参照）。   Next, the OFC 1 generates a packet rewriting table T4a (or T4b) (step S5). Specifically, the OFC 1 generates the packet rewrite table T4a (or T4b) by the flow entry generation unit 113 combining the internal route table T3 generated in step S2 and the external route calculation result in step S4. (See step 1 in FIG. 11).

次に、ＯＦＣ１は、フローエントリ生成部１１３によって、フローエントリを生成し（ステップＳ６。図１１の手順２，３参照。）、図１４の処理全体を終了する。   Next, the OFC 1 causes the flow entry generation unit 113 to generate a flow entry (step S6; see procedures 2 and 3 in FIG. 11), and ends the entire processing in FIG.

また、図１５に示すように、故障が発生した場合にＯＦＣ１が実行する処理となる故障時動作は、以下のステップＳ１１〜ステップＳ１７に示す通りである。
まず、ＯＦＣ１は、故障が発生したＩＦがどのＩＦであるかを判定する（ステップＳ１１）。具体的には、ＯＦＣ１は、ＩＦ管理部１１２１が管理するＩＦ状態テーブルＴ１の状態の項目を参照して判定する。 Further, as shown in FIG. 15, the failure operation, which is processing executed by the OFC 1 when a failure occurs, is as shown in the following steps S11 to S17.
First, the OFC 1 determines which IF is the IF in which the failure has occurred (step S11). Specifically, the OFC 1 determines with reference to the items of the state of the IF state table T1 managed by the IF management unit 1121.

故障発生ＩＦが内部ＩＦである場合（ステップＳ１１で「内部ＩＦ」。図１２の故障パターン１または２に相当。）、ＯＦＣ１は、当該内部ＩＦを、内部ＮＷ経路制御部１３のＲＥ（４−１〜４−６）に通知する（ステップＳ１２）。次に、故障が発生した内部ＩＦを通知されたＲＥ（４−１〜４−６）が経路計算を行い、ＯＦＣ１は、経路計算結果を内部経路テーブルＴ３（図８）に格納し（ステップＳ１３）、内部経路テーブルＴ３を更新する。   When the failure occurrence IF is an internal IF ("internal IF" in step S11, which corresponds to the failure pattern 1 or 2 in FIG. 12), the OFC 1 executes the internal IF as RE (4-4 of the internal NW path control unit 13). 1 to 4-6) (step S12). Next, the REs (4-1 to 4-6) notified of the internal IF in which the failure occurred performs path calculation, and the OFC 1 stores the path calculation result in the internal path table T3 (FIG. 8) (step S13). ), Update the internal route table T3.

その後、ＯＦＣ１は、内部ＮＷ経路制御部１３によって、内部経路テーブルＴ３を参照して、孤立が発生した外部ＩＦ（孤立したＯＦＳが有する外部ＮＷ接続用のＩＦ）が存在するか否かを判定する（ステップＳ１４）。つまり、内部ＩＦの故障によって内部ＩＦ断となったことで、ＯＦＳが孤立したか否かを判定する。存在する場合（ステップＳ１４でＹｅｓ）、ステップＳ１５（後記）に進む。一方、存在しない場合（ステップＳ１４でＮｏ。図１２の故障パターン１に相当。）、ステップＳ１７（後記）に進む。   Thereafter, the OFC 1 refers to the internal route table T3 by the internal NW route control unit 13 to determine whether or not there is an external IF in which isolation has occurred (IF for external NW connection that the isolated OFS has). (Step S14). That is, it is determined whether the OFS has become isolated because the internal IF has become disconnected due to the failure of the internal IF. If it exists (Yes in step S14), the process proceeds to step S15 (described later). On the other hand, if it does not exist (No in step S14, corresponding to the failure pattern 1 in FIG. 12), the process proceeds to step S17 (described later).

一方、故障発生ＩＦが内部ＩＦでない場合は故障発生ＩＦが外部ＩＦであり（ステップＳ１１で「外部ＩＦ」。図１２の故障パターン３に相当）、ＯＦＣ１は、当該外部ＩＦを、外部ＮＷ経路制御部１２のＲＥ（４−Ｃ）に通知する（ステップＳ１５）。次に、故障が発生した外部ＩＦを通知されたＲＥ（４−Ｃ）が経路計算を行い、ＯＦＣ１は、経路計算結果を外部経路テーブルＴ２（図７）に格納し（ステップＳ１６）、外部経路テーブルＴ２を更新する。
ここで、内部ＩＦの故障によって内部ＩＦ断となったことで、ＯＦＳが孤立し、孤立が発生した外部ＩＦが存在する場合（ステップＳ１４でＹｅｓ。図１２の故障パターン２に相当。）、ＯＦＣ１は、当該（外部）ＩＦをＲＥ（４−Ｃ）に通知する（ステップＳ１５）。ＲＥ（４−Ｃ）は、通知された外部ＩＦを故障が発生した外部ＩＦとみなし、経路計算を行い、ＯＦＣ１は、経路計算結果を外部経路テーブルＴ２（図７）に格納する（ステップＳ１６）。 On the other hand, when the failure occurrence IF is not the internal IF, the failure occurrence IF is the external IF ("external IF" in step S11, corresponding to the failure pattern 3 in FIG. 12), and the OFC 1 controls the external IF The RE (4-C) of part 12 is notified (step S15). Next, the RE (4-C) notified of the external IF in which the failure has occurred performs route calculation, and the OFC 1 stores the route calculation result in the external route table T2 (FIG. 7) (step S16). Update table T2.
Here, when the internal IF is broken due to the failure of the internal IF, the OFS is isolated, and there is an external IF in which the isolation has occurred (Yes in step S14, corresponding to the failure pattern 2 in FIG. 12), OFC1. Sends the (external) IF to RE (4-C) (step S15). RE (4-C) regards the notified external IF as an external IF in which a failure has occurred, performs route calculation, and OFC 1 stores the route calculation result in the external route table T2 (FIG. 7) (step S16). .

内部経路テーブルＴ３の更新（ステップＳ１３）、または、外部経路テーブルＴ２の更新（ステップＳ１６）に応じて、パケット書換テーブルＴ４ａ（またはＴ４ｂ）（図９）、内部出力ＩＦテーブルＴ５（図１０）、または、ＩＦ状態テーブルＴ１（図６）のいずれかの内容に変更があれば、ＯＦＣ１は、フローエントリ生成部１１３によって、新たなフローエントリを投入し（ステップＳ１７）、図１５の処理全体を終了する。   Packet rewrite table T4a (or T4b) (FIG. 9), internal output IF table T5 (FIG. 10), according to the update of the internal route table T3 (step S13) or the update of the external route table T2 (step S16). Alternatively, if there is a change in any content of IF status table T1 (FIG. 6), OFC 1 inputs a new flow entry by flow entry generation unit 113 (step S17), and the whole processing of FIG. 15 is completed. Do.

≪まとめ≫
本実施形態によれば、フローエントリ生成部１１３によって、ＯＦＳクラスタ２内に流入したパケットは、当該パケットの外部ＮＷ上の宛先へ転送する従来型ルータに接続しているＯＦＳの出力ＩＦ（ポート）へ一度集約されるようにＯＦＳクラスタ２内を経由することができる（図１１の符号１１０１〜１１０４参照）。つまり、パケットごとに、ＯＦＳクラスタ２からの流出先を１つのＯＦＳの１つの出力ＩＦに固定するように内部経路と外部経路との紐付けが行われ、紐付けは単純化される。このような集約は、ＮＷの大規模化のために１ＯＦＳクラスタ内のＯＦＳの数を増大して、ＯＦＳクラスタを拡大させた場合にもあてはまる。
したがって、従来型ルータおよび相互接続するＯＦＳクラスタを拡大させてもネットワークの大規模化を容易に実現させることができる。 «Summary»
According to this embodiment, the packet that has flowed into the OFS cluster 2 by the flow entry generation unit 113 is output IF (port) of the OFS connected to the conventional router that transfers the packet to the destination on the external NW. It is possible to go through the inside of the OFS cluster 2 so as to be aggregated once (see reference numerals 1101 to 1104 in FIG. 11). That is, for each packet, the inner path and the outer path are linked so as to fix the outflow destination from the OFS cluster 2 to one output IF of one OFS, and the linking is simplified. Such aggregation also applies to the case of expanding the OFS cluster by increasing the number of OFS in one OFS cluster in order to increase the NW size.
Therefore, even if the conventional router and the interconnecting OFS cluster are expanded, it is possible to easily realize the enlargement of the network.

また、フローエントリ生成部１１３による、外部ＮＷ上の宛先が設定されたパケットの、ＯＦＳクラスタ２からの流出先の書換（集約）を、パケットのＯＦＳクラスタ２内への流入を受け付けるＯＦＳにて実行する、つまり、パケットのＯＦＳクラスタ２内への流入時に実行することで、ＯＦＳクラスタ２内では、ソースアドレス（ソースＭＡＣアドレスまたはソースＭＰＬＳラベル）を参照したフォワーディングを実現することができる（図１１の符号１１０１参照）。これにより、すべてのＯＦＳが全経路（外部経路全体および内部経路全体）を保持する必要が無くなり、経路数の観点から、フローエントリ数のスケール性を向上させる際の制限を緩和することができる。   Also, the flow entry generation unit 113 executes rewriting (aggregation) of the outflow destination from the OFS cluster 2 of the packet for which the destination on the external NW is set, in the OFS that receives the inflow of the packet into the OFS cluster 2 In other words, by executing when packets flow into OFS cluster 2, forwarding with reference to the source address (source MAC address or source MPLS label) can be realized in OFS cluster 2 (see FIG. 11). Reference numeral 1101). This eliminates the need for all the OFS to hold all the paths (the entire external path and the entire internal path), and in terms of the number of paths, it is possible to ease the limitation in improving the scaleability of the number of flow entries.

また、パケットの、ＯＦＳクラスタ２からの流出先が書き換えられた出力ＩＦを構成するポートのアドレスを、ＭＡＣアドレスとすることで、ＯＦＳクラスタ２内でＭＡＣ転送を実現することができ、レイヤ２より上のプロトコルに依存しないパケット転送を実現することができる。その結果、従来型ルータとしてＩＰルータだけでなく、大規模ＮＷで利用される機会の多いＩＰ／ＭＰＬＳルータとの相互接続が可能となる。   In addition, MAC transfer can be realized in the OFS cluster 2 by using the address of the port that constitutes the output IF where the outflow destination from the OFS cluster 2 has been rewritten, as the MAC address, from layer 2 It is possible to realize packet transfer independent of the above protocol. As a result, it becomes possible to interconnect not only IP routers as conventional routers, but also IP / MPLS routers that are frequently used in large-scale NWs.

また、パケットに設定された外部ＮＷ上の宛先をＩＰアドレスにすることで、外部ＮＷがＩＰネットワークであってもネットワークの大規模化を容易に実現することができる。また、パケットに設定された外部ＮＷ上の宛先を宛先ラベルにすることで、外部ＮＷがＩＰ／ＭＰＬＳネットワークであってもネットワークの大規模化を容易に実現することができる。   In addition, by setting the destination on the external NW set in the packet to an IP address, it is possible to easily realize a large-scale network even if the external NW is an IP network. In addition, by setting the destination on the external NW set in the packet as the destination label, even if the external NW is an IP / MPLS network, it is possible to easily realize the enlargement of the network.

また、複数のＯＦＳの各々が備えるルーチングエンジンを動作させるアルゴリズムと、ＯＦＳクラスタ２が備えるルーチングエンジンを動作させるアルゴリズムの共通化を可能にすることで、内部ＮＷ上のフォワーディング（内部フォワーディング）の実装を容易にすることができる。その結果、ネットワークの大規模化をさらに容易に実現させることができる。   In addition, the implementation of forwarding (internal forwarding) on the internal NW is enabled by enabling the sharing of an algorithm for operating the routing engine included in each of the plurality of OFSs and an algorithm for operating the routing engine included in the OFS cluster 2 It can be easy. As a result, it is possible to more easily realize the enlargement of the network.

また、パケットが外部ＮＷ上の宛先に到達するまでの経路において故障が発生した場合であっても、クラスタ内で故障箇所を迂回するようなパケットの最適な転送経路を導き出すことができる。もし、クラスタ内で迂回先が無い場合にはＯＦＳクラスタから転送経路が削除されたことを外部ＮＷに広告することで、外部ＮＷに対して適切なルーチングを促すことができる。   In addition, even when a failure occurs in the route until the packet reaches the destination on the external NW, it is possible to derive an optimal transfer route of the packet that bypasses the failure point in the cluster. If there is no bypass destination in the cluster, it is possible to prompt the external NW to perform appropriate routing by advertising the fact that the transfer path has been deleted from the OFS cluster to the external NW.

本発明は、上記実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更実施が可能である。
また、本実施形態で説明した種々の技術を適宜組み合わせた技術を実現することもできる。
また、本実施形態で説明したソフトウェアをハードウェアとして実現することもでき、ハードウェアをソフトウェアとして実現することもできる。
その他、ハードウェア、ソフトウェア、処理手順などについて、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。 The present invention is not limited to the above embodiment, and modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
In addition, it is also possible to realize a technique in which various techniques described in the present embodiment are appropriately combined.
Also, the software described in the present embodiment can be realized as hardware, and the hardware can also be realized as software.
In addition, hardware, software, processing procedures, and the like can be appropriately modified without departing from the spirit of the present invention.

１ ＯＦＣ（パケット転送制御装置：OpenFlowコントローラ）
２ ＯＦＳクラスタ
２−１〜２−６ ＯＦＳ＃１〜＃６
３−１〜３−４ 従来型ルータ
４−１〜４−６、４−Ｃ ＲＥ（ルーチングエンジン）
１１ 統合処理部
１２ 外部ＮＷ経路制御部（外部ＮＷ経路制御手段）
１３ 内部ＮＷ経路制御部（内部ＮＷ経路制御手段）
１１３ フローエントリ生成部（フローエントリ生成手段）
１１２ システム管理部
１１２１ ＩＦ管理部
１１２２ 内外ＩＦ連携制御部
Ｔ１ ＩＦ状態テーブル
Ｔ２ 外部経路テーブル
Ｔ３ 内部経路テーブル
Ｔ４ａ，Ｔ４ｂ パケット書換テーブル
Ｔ５ 内部出力ＩＦテーブル 1 OFC (Packet Transfer Controller: OpenFlow Controller)
2 OFS Clusters 2-1 to 2-6 OFS # 1 to # 6
3-1 to 3-4 conventional router 4-1 to 4-6, 4-C RE (routing engine)
11 integrated processing unit 12 external NW route control unit (external NW route control means)
13 Internal NW route control unit (internal NW route control means)
113 Flow Entry Generator (Flow Entry Generator)
112 system management unit 1121 IF management unit 1122 internal / external IF cooperation control unit T1 IF status table T2 external route table T3 internal route table T4a, T4b packet rewrite table T5 internal output IF table

Claims (8)

複数の従来型ルータを介して外部ＮＷ（Network）と接続される内部ＮＷ上に配置されている複数のOpenFlowスイッチを制御してパケット転送を制御するパケット転送制御装置であって、
前記複数のOpenFlowスイッチの各々に対応するルーチングエンジンを備え、前記内部ＮＷについての経路計算を行う内部ＮＷ経路制御部と、
前記複数のOpenFlowスイッチをクラスタ化したＯＦＳクラスタに対応するルーチングエンジンを備え、前記外部ＮＷに対する経路計算を行う外部ＮＷ経路制御部と、
前記複数のOpenFlowスイッチの各々に対して生成されるフローエントリにおいて、前記外部ＮＷ上の宛先が設定されたパケットの、前記ＯＦＳクラスタからの流出先を、前記設定された、外部ＮＷ上の宛先へ転送する前記従来型ルータに接続している前記OpenFlowスイッチの出力ＩＦ（Interface）に設定するフローエントリ生成部と、を備える、
ことを特徴とするパケット転送制御装置。 A packet transfer control device that controls a plurality of OpenFlow switches disposed on an internal NW connected to an external NW (Network) via a plurality of conventional routers to control packet transfer,
An internal NW path control unit including a routing engine corresponding to each of the plurality of OpenFlow switches and performing path calculation for the internal NW;
An external NW path control unit including a routing engine corresponding to an OFS cluster in which the plurality of OpenFlow switches are clustered, and performing path calculation for the external NW;
In the flow entry generated for each of the plurality of OpenFlow switches, the outflow destination from the OFS cluster of the packet in which the destination on the external NW is set is set to the destination on the external NW. A flow entry generation unit configured to set an output IF (Interface) of the OpenFlow switch connected to the conventional router to be transferred;
A packet transfer control device characterized in that. 前記フローエントリ生成部は、
前記パケットの前記ＯＦＳクラスタ内への流入を受け付ける前記OpenFlowスイッチにて、前記設定を実行する、
ことを特徴とする請求項１に記載のパケット転送制御装置。 The flow entry generation unit
Execute the setting in the OpenFlow switch that receives the inflow of the packet into the OFS cluster;
The packet transfer control device according to claim 1, characterized in that: 前記設定する出力ＩＦをＭＡＣアドレスにより識別し、前記内部ＮＷ経路制御部と外部ＮＷ経路制御部は該当ＭＡＣアドレスをソースアドレスに書換え、そのソースアドレスルーチングでパケットを転送することを特徴とする請求項２に記載のパケット転送制御装置。 The output IF to be set is identified by a MAC address, and the internal NW path control unit and the external NW path control unit rewrite the corresponding MAC address to a source address, and transfer the packet by the source address routing. The packet transfer control device according to 2. 前記外部ＮＷがＩＰネットワークである場合、前記パケットに設定された、前記外部ＮＷ上の宛先がＩＰアドレスであり、
前記外部ＮＷがＩＰ／ＭＰＬＳネットワークである場合、前記パケットに設定された、前記外部ＮＷ上の宛先が宛先ラベルである、
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のパケット転送制御装置。 When the external NW is an IP network, the destination on the external NW set in the packet is an IP address,
When the external NW is an IP / MPLS network, the destination on the external NW set in the packet is a destination label.
The packet transfer control device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that: 前記複数のOpenFlowスイッチの各々が備える前記ルーチングエンジンを動作させるアルゴリズムと、前記ＯＦＳクラスタが備える前記ルーチングエンジンを動作させるアルゴリズムとが共通化可能である、
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のパケット転送制御装置。 An algorithm for operating the routing engine included in each of the plurality of OpenFlow switches and an algorithm for operating the routing engine included in the OFS cluster can be made common.
The packet transfer control device according to any one of claims 1 to 4, characterized in that: 前記設定された、外部ＮＷ上の宛先に前記パケットが到達できなくなる故障が発生した場合、当該パケットの、前記ＯＦＳクラスタからの流出先を、前記設定された、外部ＮＷ上の宛先へ転送する他の従来型ルータに接続している前記OpenFlowスイッチの出力ＩＦに設定し、
前記設定された宛先へ転送する他の従来型ルータに接続している前記OpenFlowスイッチが無い場合、前記設定された、外部ＮＷ上の宛先を削除して、前記外部ＮＷへ経路広告する、
ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のパケット転送制御装置。 When a failure occurs in which the packet can not reach the destination set on the external NW, the outflow destination of the packet from the OFS cluster is transferred to the destination on the set external NW. Set to the output IF of the OpenFlow switch connected to the conventional router of
If there is no OpenFlow switch connected to another conventional router that transfers data to the set destination, the set destination on the external NW is deleted and route advertisement is made to the external NW.
The packet transfer control device according to any one of claims 1 to 5, characterized in that: 複数の従来型ルータを介して外部ＮＷと接続される内部ＮＷ上に配置されている複数のOpenFlowスイッチを制御してパケット転送を制御するパケット転送制御装置におけるパケット転送制御方法であって、
前記パケット転送制御装置が、
前記複数のOpenFlowスイッチの各々に対応するルーチングエンジンを備え、前記内部ＮＷについての経路計算を行う内部ＮＷ経路制御ステップと、
前記複数のOpenFlowスイッチをクラスタ化したＯＦＳクラスタに対応するルーチングエンジンを備え、前記外部ＮＷに対する経路計算を行う外部ＮＷ経路制御ステップと、
前記複数のOpenFlowスイッチの各々に対して生成されるフローエントリにおいて、前記外部ＮＷ上の宛先が設定されたパケットの、前記ＯＦＳクラスタからの流出先を、前記設定された、外部ＮＷ上の宛先へ転送する前記従来型ルータに接続している前記OpenFlowスイッチの出力ＩＦに設定するフローエントリ生成ステップと、を実行する、
ことを特徴とするパケット転送制御方法。 A packet transfer control method in a packet transfer control apparatus, which controls packet transfer by controlling a plurality of OpenFlow switches arranged on an internal NW connected to an external NW through a plurality of conventional routers,
The packet transfer control device
An internal NW path control step including a routing engine corresponding to each of the plurality of OpenFlow switches, and performing path calculation for the internal NW;
An external NW path control step including a routing engine corresponding to an OFS cluster in which the plurality of OpenFlow switches are clustered, and performing path calculation for the external NW;
In the flow entry generated for each of the plurality of OpenFlow switches, the outflow destination from the OFS cluster of the packet in which the destination on the external NW is set is set to the destination on the external NW. Performing a flow entry generation step of setting the output IF of the OpenFlow switch connected to the conventional router to be transferred;
A packet transfer control method characterized in that. 複数の従来型ルータを介して外部ＮＷと接続される内部ＮＷ上に配置されている複数のOpenFlowスイッチを制御してパケット転送を制御するパケット転送制御装置としてのコンピュータを、
前記複数のOpenFlowスイッチの各々に対応するルーチングエンジンを備え、前記内部ＮＷについての経路計算を行う内部ＮＷ経路制御手段、
前記複数のOpenFlowスイッチをクラスタ化したＯＦＳクラスタに対応するルーチングエンジンを備え、前記外部ＮＷに対する経路計算を行う外部ＮＷ経路制御手段、
前記複数のOpenFlowスイッチの各々に対して生成されるフローエントリにおいて、前記外部ＮＷ上の宛先が設定されたパケットの、前記ＯＦＳクラスタからの流出先を、前記設定された、外部ＮＷ上の宛先へ転送する前記従来型ルータに接続している前記OpenFlowスイッチの出力ＩＦに設定するフローエントリ生成手段、
として機能させるためのパケット転送制御プログラム。 A computer as a packet transfer control device that controls packet transfer by controlling a plurality of OpenFlow switches disposed on an internal NW connected to an external NW through a plurality of conventional routers,
An internal NW path control unit including a routing engine corresponding to each of the plurality of OpenFlow switches and performing path calculation for the internal NW;
An external NW route control unit that includes a routing engine corresponding to an OFS cluster in which the plurality of OpenFlow switches are clustered, and performs route calculation for the external NW;
In the flow entry generated for each of the plurality of OpenFlow switches, the outflow destination from the OFS cluster of the packet in which the destination on the external NW is set is set to the destination on the external NW. Flow entry generation means set to the output IF of the OpenFlow switch connected to the conventional router for transfer;
Packet transfer control program to function as.
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