JP7268741B2 - 通信システム、通信方法及び通信プログラム - Google Patents

Description

本発明は、転送装置、通信システム、転送方法及び転送プログラムに関する。

仮想マシン技術の発達に伴い、ソフトウェアを止めることなく別のサーバにデータを移行するソフトウェアの再配置を行うことが可能になった。ソフトウェアの再配置は、移行元のソフトウェアが起動されるサーバのメンテナンスや負荷分散を行う際に行われる。

移行元のソフトウェアが使用していたデータを再配置先のソフトウェアに移行する際、ソフトウェアに向けて送信されたデータフローの転送先を移行先に変更する必要がある。そこで、従来、パケットロスを起こさずに転送経路を変更する方法が提案されている（例えば、非特許文献１参照）。

L. Nobach，I. Rimac，V. Hilt and D. Hausheer，"Statelet-Based Efficient and Seamless NFV State Transfer"，in IEEE Transactions on Network and Service Management, vol. 14, no. 4, pp. 964-977, Dec. 2017.

非特許文献１記載の方法は、データ転送用ネットワーク技術として、ＳＤＮ（Software Defined Network）技術を使用し、ソフトウェアのデータの移行が完了するタイミングでＳＤＮスイッチの転送先を新しいものに変更する。そして、非特許文献１記載の方法では、再配置先のソフトウェアが、パケット処理の順番と、データの更新タイミングとを一致させるよう制御することによって、正しいデータを使用してパケットを処理している。

ここで、ＳＤＮでは、集中型制御用装置（ＳＤＮコントローラ）によって、パケット転送装置の制御が行なわれる。経路変更を行う場合、ＳＤＮコントローラは、変更後の経路を計算し、その結果を基に、パケットの出力先を設定する。そして、ＳＤＮコントローラは、経路変更用のメッセージを作成し、スイッチに送信する。

しかしながら、これらの処理は、ＳＤＮコントローラに大きな負荷となる。特に、データセンタのようにスイッチやサーバの数が多いネットワークでは、負荷の増大により、メッセージ作成や経路計算に時間がかかり、ネットワーク内の全ての装置に同一タイミングでメッセージを届けることが困難になる。この結果、スイッチの設定タイミングにずれが生じ、ルートフラッピングやパケットドロップが生じる。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、上位コントローラによる負荷を低減できる転送装置、通信システム、転送方法及び転送プログラムを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の転送装置は、転送用アドレス、出力ポート及びタイマーを含むエントリを有する管理テーブルを記憶する記憶部と、複数のポートを有し、パケットの送受信を行う通信部と、パケットを受信すると、管理テーブルを参照し、パケットの送信元アドレスをキーとするエントリを検索し、検索したエントリのタイマーがセットされていない場合には、該エントリについて、送信元アドレスを送信先とするパケットの出力先ポートをパケットの受信ポートに変更するとともに該エントリのタイマーをセットし、検索したエントリのタイマーがセットされている場合には、該エントリの内容の変更を行わない検索部と、パケットを、管理テーブルのパケットのエントリの出力ポートから転送する転送処理部と、を有することを特徴とする。

また、本発明の通信システムは、データ移行元において第１のソフトウェアを稼働させる第１の物理装置と、データ移行先において第２のソフトウェアを稼働させる第２の物理装置と、パケットを転送する転送装置とを有する通信システムであって、第１のソフトウェアは、第２のソフトウェアとの間で、第１のソフトウェアが使用するデータと転送用アドレスとを同期し、第２のソフトウェアは、指定されたタイミングでデータプレーンネットワークに対し、第１のソフトウェアから引き継いだアドレスを送信元アドレスとして添付したパケットをブロードキャストし、転送装置は、転送用アドレス、出力ポート及びタイマーを含むエントリを有する管理テーブルを記憶する記憶部と、複数のポートを有し、パケットの送受信を行う通信部と、パケットを受信すると、管理テーブルを参照し、パケットの送信元アドレスをキーとするエントリを検索し、検索したエントリのタイマーがセットされていない場合には、該エントリについて、送信元アドレスを送信先とするパケットの出力先ポートをパケットの受信ポートに変更するとともに該エントリのタイマーをセットし、検索したエントリのタイマーがセットされている場合には、該エントリの内容の変更を行わない検索部と、パケットを、管理テーブルのパケットのエントリの出力ポートから転送する転送処理部と、を有することを特徴とする。

また、本発明の転送方法は、転送装置が実行する転送方法であって、転送装置は、転送用アドレス、出力ポート及びタイマーを含むエントリを有する管理テーブルを記憶する記憶部と、複数のポートを有し、パケットの送受信を行う通信部と、を有し、パケットを受信すると、管理テーブルを参照し、パケットの送信元アドレスをキーとするエントリを検索する工程と、検索されたエントリのタイマーがセットされていない場合には、該エントリについて、送信元アドレスを送信先とするパケットの出力先ポートをパケットの受信ポートに変更するとともに該エントリのタイマーをセットする工程と、検索されたエントリのタイマーがセットされている場合には、パケットを、管理テーブルのパケットのエントリの出力ポートから転送する工程と、を含んだことを特徴とする。

また、本発明の転送プログラムは、パケットを受信すると、転送用アドレス、出力ポート及びタイマーを含むエントリを有する管理テーブルを参照し、パケットの送信元アドレスをキーとするエントリを検索するステップと、検索されたエントリのタイマーがセットされていない場合には、該エントリについて、送信元アドレスを送信先とするパケットの出力先ポートをパケットの受信ポートに変更するとともに該エントリのタイマーをセットするステップと、検索されたエントリのタイマーがセットされている場合には、パケットを、管理テーブルのパケットのエントリの出力ポートから転送するステップと、をコンピュータに実行させる。

本発明によれば、上位コントローラによる負荷を低減できる。

図１は、実施の形態に係る通信システムの構成の一例を示す図である。 図２は、図１に示す転送装置の構成の一例を示すブロック図である。 図３は、図２に示す管理テーブルのデータ構成の一例を示す図である。 図４は、ＶＮＦ間のデータ移行に伴う経路変更に関する処理の流れを説明する図である。 図５は、ＶＮＦ間のデータ移行に伴う経路変更に関する処理の流れを説明する図である。 図６は、ＶＮＦ間のデータ移行に伴う経路変更に関する処理の流れを説明する図である。 図７は、ＶＮＦ間のデータ移行に伴う経路変更に関する処理の流れを説明する図である。 図８は、ＶＮＦ間のデータ移行に伴う経路変更に関する処理の流れを説明する図である。 図９は、図１に示す通信システムにおけるＶＮＦ間のデータ移行に伴う経路変更に関する処理手順を示すシーケンス図である。 図１０は、図９に示す経路変更処理の処理手順を示すフローチャートである。 図１１は、ＳＤＮコントローラの経路計算対象を例示する図である。 図１２は、従来のパケットの経路変更を説明する図である。 図１３は、実施の形態におけるパケットの経路変更を説明する図である。 図１４は、実施の形態におけるパケットの経路変更を説明する図である。 図１５は、実施の形態におけるパケットの経路変更を説明する図である。 図１６は、プログラムが実行されることにより、転送装置、サーバが実現されるコンピュータの一例を示す図である。

以下に、本願に係る転送装置、通信システム、転送方法及び転送プログラムの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。また、本発明は、以下に説明する実施の形態により限定されるものではない。

［実施の形態］
まず、実施の形態について説明する。本実施の形態は、それぞれ異なるサーバにおいて起動されたソフトウェアを実装する仮想ネットワーク機能（ＶＮＦ（Virtual Network Function））間におけるデータ移行方法と、データに関連するトラヒックフローのデータプレーンネットワークの経路変更方法とに関する。本実施の形態は、サーバのメンテナンスやロードバランシングのために、ＶＮＦを別のサーバ上で稼働したい場合におけるデータ移行方法と経路変更の方法とに関する。なお、ＶＮＦは、ＮＡＰＴ（Network Address Port Translation）、ＩＤＳ（Intrusion Detection System）、ルータなど、パケット処理を行うソフトウェアであり、動作環境が存在する任意のサーバ上で稼働が可能である。

［通信システムの構成］
図１は、実施の形態に係る通信システムの構成の一例を示す図である。図１に示すように、実施の形態に係る通信システム１では、ＳＤＮコントローラ２０と、転送装置１０と、サーバ２Ａ（第１の物理装置）及びサーバ２Ｂ（第２の物理装置）とを有する。なお、転送装置１０及びサーバ２Ａ，２Ｂの台数は、一例であり、図１の台数に限らない。

ＳＤＮコントローラ２０は、転送装置１０の上位に設けられた集中型制御装置である。ＳＤＮコントローラ２０は、経路変更を行う場合、変更後の経路を計算し、計算結果を基にパケットの出力先を設定する。

サーバ２Ａは、ＶＮＦ３Ａ（第１のソフトウェア）を稼働させる物理装置である。サーバ２Ｂは、ＶＮＦ３Ｂ（第２のソフトウェア）を稼働させる物理装置である。図１の例では、ＶＮＦ３Ａは、データの移行元のＶＮＦであり、ＶＮＦ３Ｂは、データの移行先のＶＮＦである。ＶＮＦ３Ａは、ＳＤＮコントローラ２０によって経路変更が指示された場合、ＶＮＦ３Ｂとの間で、ＶＮＦ３Ａが使用するデータと転送用アドレスとを同期し、データ移行を行う。移行先のＶＮＦ３Ｂは、指定されたタイミングで、データプレーンネットワークに対し、ＶＮＦ３Ａから引き継いだアドレスを送信元アドレスとして添付したパケットをブロードキャストする。

転送装置１０は、パケットを受信し、受信したパケットを送信先のアドレスに転送する。転送装置１０は、例えば、ＳＤＮスイッチである。転送装置１０は、経路変更時には、経路変更対象のＭＡＣアドレスに対応する出力ポートを、変更先の出力ポートに変更することによって、データプレーンネットワークの経路変更を行う。

転送装置１０は、移行先のＶＮＦ３Ｂによるブロードキャストを受信してＭＡＣアドレスを学習することによって、変更先の出力ポートを、移行先のＶＮＦ３Ｂが起動されたサーバ２Ｂに対応する出力ポートに変更する。その後、転送装置１０は、移行元のＶＮＦ３Ａによるパケットを受信すると、このパケットのＭＡＣアドレスを学習せず、そのままパケットを転送することによって、ルートフラッピングやパケットドロップの発生を防止する。

移行先のサーバ２ＢにおいてＶＮＦ３Ｂを稼働させるためには、以下の処理を行う。まず、サーバ２Ｂ上で移行先のＶＮＦ３Ｂを起動させる。そして、移行元のＶＮＦ３Ａは、使用していたパケット処理用データを、移行先のＶＮＦ３Ｂに移行する。なお、以降の説明において、パケット処理用データを、ステートとする。ステートは、例えば、ＮＡＰＴのフロー割り当てアドレス、ＩＤＳのフローの振る舞い情報が該当する。続いて、転送装置１０は、フローが移行先のＶＮＦ３Ｂを通るよう、データプレーンネットワークの経路を設定する。

［転送装置の構成］
図２は、図１に示す転送装置１０の構成の一例を示すブロック図である。図２に示すように、転送装置１０は、通信部１１、記憶部１２及び制御部１３を有する。

通信部１１は、ネットワーク等を介して接続された他の装置との間で、各種情報を送受信する通信インタフェースである。通信部１１は、ＬＡＮ（Local Area Network）やインターネットなどの電気通信回線を介した他の装置と制御部１３（後述）との間の通信を行う。通信部１１は、複数のポートを有し、パケットの送受信を行う。各ポートは、電気信号を伝送するケーブルによって、通信先の装置と接続されている。

記憶部１２は、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリ（Flash Memory）等の半導体メモリ素子によって実現され、転送装置１０を動作させる処理プログラムや、処理プログラムの実行中に使用されるデータなどが記憶される。記憶部１２は、管理テーブル１２１を記憶する。管理テーブル１２１は、パケット転送を管理するための情報を含む。

図３は、図２に示す管理テーブル１２１のデータ構成の一例を示す図である。図３に示すように、管理テーブル１２１は、転送用アドレス（アドレス）、出力ポートの番号及びガードタイマーを含むエントリを有する。ガードタイマー（タイマー）は、転送装置１０が、移行先のＶＮＦ３Ｂによるブロードキャストを受信し、ＭＡＣアドレスを学習してポート変更を行った際に、タイマー値がセットされる。ガードタイマー欄には、タイマーが未セットである場合には「off(=0)」が登録されており、タイマーがセットされた場合には、そのタイマー値が登録される。

例えば、１行目のエントリには、アドレス「aa:bb:cc:dd:ee:ff」、出力ポート「1」、ガードタイマー「off (=0)」が登録されている。２行目のエントリには、アドレス「bb:cc:dd:ee:ff:aa」、出力ポート「2」、ガードタイマー「500ms」が登録されている。２行目のエントリについては、ガードタイマーのタイマー値がセットされているため、このエントリに対応するＶＮＦは、転送装置１０によって、ブロードキャスト受信によるＭＡＣアドレスの学習及びポート変更が行なわれている。

制御部１３は、転送装置１０全体を制御する。制御部１３は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の電子回路や、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の集積回路である。また、制御部１３は、各種の処理手順を規定したプログラムや制御データを格納するための内部メモリを有し、内部メモリを用いて各処理を実行する。また、制御部１３は、各種のプログラムが動作することにより各種の処理部として機能する。制御部１３は、転送処理部１３１及びアドレス検索部１３２（検索部）を有する。

転送処理部１３１は、パケットを、該パケットの送信先アドレスに対応する出力ポートから転送する。

アドレス検索部１３２は、パケットを受信すると、管理テーブル１２１を参照し、受信したパケットの送信元アドレスをキーとするエントリを検索する。アドレス検索部１３２は、検索したエントリのガードタイマーがセットされていない場合には、該エントリについて、送信元アドレスを送信先とするパケットの出力先ポートをパケットの受信ポートに変更するとともに該エントリのガードタイマーをセットする。これは、移行先のＶＮＦ３Ｂによるブロードキャストを受信した場合であり、この場合、アドレス検索部１３２は、ＭＡＣアドレスを学習してポート変更を行い、タイマー値をセットする。

一方、アドレス検索部１３２は、検索したエントリのガードタイマーがセットされている場合には、該エントリの内容の変更を行なわず、このパケットを、このパケットのエントリに登録される出力ポートから転送する。これは、例えば、経路変更前に移行元のＶＮＦ３Ａから転送されたパケットを受信した場合であり、この場合、アドレス検索部１３２は、ＭＡＣアドレスを学習せずに、パケットを転送する。

［処理の流れ］
続いて、ＶＮＦ３Ａ，３Ｂ間のデータ移行に伴う経路変更に関する処理の流れについて説明する。図４～図８は、ＶＮＦ３Ａ，３Ｂ間のデータ移行に伴う経路変更に関する処理の流れを説明する図である。図４～図８では、ＳＤＮコントローラ２０の記載を省略している。

まず、図４を参照して、経路変更処理について想定する状況を具体的に説明する。図４に示すように、サーバ２Ａで動作しているＶＮＦ３Ａが、ＶＮＦ３Ａのステートデータを、サーバ２Ｂで稼働するＶＮＦ３Ｂに移行する（矢印Ｙ１参照）。ステートの移行完了後、転送装置１０は、データパケットの転送先をサーバ２Ａからサーバ２Ｂに変更する（矢印Ｙ２参照）。なお、サーバ２Ａ，２Ｂ上で稼働するＶＮＦ３Ａ，３ＢのＭＡＤアドレスは、いずれも同じ「MAX XX」を設定している。

続いて、図５～図８を参照して、経路変更処理の流れを説明する。図５に示すように、サーバ２Ａは、サーバ２Ｂとの間でステート同期を行い（図５の（１）参照）、未送信ステートデータ量が閾値を下回った場合には、もうすぐデータ送信を完了することを、サーバ２Ｂに通知する。

この通知を受けると、サーバ２Ｂは、データパケットの転送先をサーバ２ＢのＶＮＦ３Ｂに変更するように転送装置１０を動作させるために、自装置のＭＡＣアドレスを、ヘッダの送信元（source address）欄に添付した転送先変更パケットをサブネット内にブロードキャストする（図５の（２）参照）。

そして、図６に示すように、転送装置１０は、ブロードキャストパケットを受信すると、ブロードキャストパケットの送信元アドレスをチェックする。転送装置１０は、管理テーブル１２１を参照し、ブロードキャストパケットの送信元アドレスをキーとするエントリを検索する。そして、転送装置１０は、検索したエントリ内のガードタイマーの値をチェックする。

この場合、ガードタイマー値が０であり、ガードタイマーがかかっていないため、転送装置１０は、ＭＡＣラーニング処理を行う。転送装置１０は、ＭＡＣラーニング処理として、検索したエントリについて、このエントリのアドレス宛ての出力ポートをサーバ２Ａに対応するポート１から、サーバ２Ｂに対応するポート２に変更する（図６の矢印Ｙ３及び図６の（３）参照）。そして、転送装置１０は、ガードタイマー欄に、予め指定されたガードタイム（500ms）をセットする（図６の（３）参照）。転送装置１０は、このパケットを他のポートからブロードキャストする。

また、図７を参照して、経路変更前にパケットがサーバ２Ａに到着し、ＶＮＦ３Ａで処理された後、転送装置１０の方向に再びパケットが転送された場合について説明する（図７の矢印Ｙ４参照）。この場合、転送装置１０は、パケットの送信元アドレスをチェックし、管理テーブル１２１を参照し、受信パケットパケットの送信元アドレスをキーとするエントリを検索する。この場合には、ガードタイマーに値（450ms）がセットされているため（図７の（４）参照）、転送装置１０は、ＭＡＣラーニングを行わずにパケットを送信先に転送する。

続いて、図８を参照して、サーバ２Ａで稼働するＶＮＦ３Ａが、サーバ２Ｂから送られた、自装置に設定されたＭＡＣアドレスと同じアドレスをヘッダに記録しているパケットを受信した場合について説明する。

この場合、ＶＮＦ３Ａは、ＶＮＦ３ＡからＶＮＦ３Ｂへと送られていた、データの送信を停止し、ＶＮＦ３Ｂに、最終データの送信であってステートの送信を完了することを示す完了通知を通知する（図８の（５）参照）。ＶＮＦ３Ｂは、サーバ２Ａで稼働するＶＮＦ３Ａから完了通知が送信されると、データを記録し、サーバ２Ａで稼働するＶＮＦ３Ａが行っていた処理を引き継ぎ、データ移行処理を終了する。

［データ移行に伴う経路変更処理の処理手順］
図９は、図１に示す通信システム１におけるＶＮＦ３Ａ，３Ｂ間のデータ移行に伴う経路変更に関する処理手順を示すシーケンス図である。

図９に示すように、サーバ２Ｂは、データ移行先となるＶＮＦ３Ｂを起動させる（ステップＳ１）。そして、ＶＮＦ３ＡとＶＮＦ３Ｂと間で、ＶＮＦ３Ａが使用するデータと転送用アドレスとを同期し、ＶＮＦ３ＡからＶＮＦ３Ｂへのデータ移行が行なわれる（ステップＳ２）。サーバ２Ａは、未送信ステートデータ量が閾値未満であるか否かを判定する（ステップＳ３）。未送信ステートデータ量が閾値未満でない場合（ステップＳ３：Ｎｏ）、ステップＳ２に進み、ＶＮＦ３ＡとＶＮＦ３Ｂと間のデータ移行が継続される。

一方、サーバ２Ａは、未送信ステートデータ量が閾値未満である場合（ステップＳ３：Ｙｅｓ）、もうすぐデータ送信を完了することを示す完了予定通知をサーバ２Ｂに送信する（ステップＳ４）。

続いて、サーバ２Ｂは、データパケットの転送先をサーバ２ＢのＶＮＦ３Ｂに変更するように転送装置１０を動作させるために、ＶＮＦ３Ａから引き継いだＭＡＣアドレスを、送信元アドレスとしてヘッダに添付した転送先変更パケットをデータプレーンネットワークに対し、ブロードキャストする（ステップＳ５）。転送装置１０は、パケットを受信すると、データプレーンネットワーク内の経路変更処理を行う（ステップＳ６）。

サーバ２Ａは、ＶＮＦ３Ａに設定されたアドレスと同じＭＡＣアドレスがヘッダに添付されたパケットを受信したか否かを判定する（ステップＳ７）。サーバ２Ａは、ＶＮＦ３Ａに設定されたアドレスと同じＭＡＣアドレスがヘッダに添付されたパケットを受信していない場合（ステップＳ７：Ｎｏ）、ステップＳ１０の判定処理を行う。

サーバ２Ａは、ＶＮＦ３Ａに設定されたアドレスと同じＭＡＣアドレスがヘッダに添付されたパケットを受信した場合（ステップＳ７：Ｙｅｓ）、ＶＮＦ３Ｂへのデータの送信を停止し、サーバ２Ｂにデータの送信が完了したことを示す完了通知を通知する（ステップＳ８）。

［経路変更処理の処理手順］
次に、経路変更処理（ステップＳ９）について説明する。図１０は、図９に示す経路変更処理の処理手順を示すフローチャートである。

図１０に示すように、転送装置１０では、アドレス検索部１３２が、受信したパケットの送信元アドレスを確認する（ステップＳ２１）。アドレス検索部１３２は、管理テーブル１２１を参照し、受信したパケットの送信元アドレスをキーとするエントリを検索する（ステップＳ２２）。アドレス検索部１３２は、検索したエントリのガードタイマーがセットされているか否かを判定する（ステップＳ２３）。

アドレス検索部１３２は、検索したエントリのガードタイマーがセットされていない場合には（ステップＳ２３：Ｎｏ）、該エントリについて、送信元アドレスを送信先とするパケットの出力先ポートをパケットの受信ポートに変更するＭＡＣラーニングを行う（ステップＳ２４）。そして、アドレス検索部１３２は、該エントリのガードタイマーをセットする（ステップＳ２５）。転送処理部１３１は、到着したパケットをブロードキャストする（ステップＳ２６）。

一方、検索したエントリのガードタイマーがセットされている場合には（ステップＳ２３：Ｙｅｓ）、アドレス検索部１３２においてＭＡＣラーニングは実行されず、転送処理部１３１からパケットが送信先に転送される（ステップＳ２７）。

そして、転送装置１０は、パケットを受信した場合には（ステップＳ２８：Ｙｅｓ）、ステップＳ２１に戻り、このパケットに対するエントリ検索処理を行う。一方、転送装置１０は、パケットを受信しない場合には（ステップＳ２８：Ｎｏ）、処理を終了する。

［実施の形態の効果］
図１１は、ＳＤＮコントローラの経路計算対象を例示する図である。従来、経路変更を行う場合、ＳＤＮコントローラは、変更後の経路を計算し、その結果を基に、パケットの出力先を設定し、経路変更用のメッセージを作成してスイッチに送信する。ここで、メッセージの数は、経路変更部分とフロールールが必要であるスイッチ及び仮想スイッチの数とを乗じた数となる。さらに、ＳＤＮコントローラは、スイッチやサーバの数が多いネットワークでは、場合によっては、数万のノード数の最短経路問題（ダイクストラ）を計算する必要がある。この結果、ＳＤＮコントローラ２０の負荷は、膨大なものとなる（図１１参照）。

図１２は、従来のパケットの経路変更を説明する図である。従来、図１２に示すように、転送装置１０Ｐは、移行先のＶＮＦ３Ｂから送信されたブロードキャストパケットＰｂに対してＭＡＣラーニングを行い、このＭＡＣアドレスの出力先ポートを、ＶＮＦ３Ａに対応するポート１からＶＮＦ３Ｂに対応するポート２に変更して、経路変更を行っていた。

このため、移行元のＶＮＦ３Ａが送信したパケットＰａが、経路変更後に転送装置１０Ｐに到着すると、このパケットに対して再度ＭＡＣラーニングを行って、ＭＡＣアドレスの出力先のポートを、ＶＮＦ３Ｂに対応するポート２から、ＶＮＦ３Ａに対応するポート１に変更してしまっていた。このように、従来では、経路情報が短時間に頻繁に変更されるルートフラッピングが発生していた。この結果、従来では、正しい送信先であるＶＮＦ３Ｂに、データバケットが転送されないという問題があった。

図１３～図１５は、実施の形態におけるパケットの経路変更を説明する図である。これに対し、本実施の形態では、転送装置１０は、移行先のＶＮＦ３ＢによるブロードキャストパケットＰｂを受信してＭＡＣラーニングを行った後は、一定時間、このＭＡＣアドレスに対するＭＡＣラーニングを停止する（図１３の（１）参照）。

この結果、実施の形態に係る転送装置１０によれば、ルートフラッピングの発生を低減することができる。そして、転送装置１０では、出力先ポートが移行先のＶＮＦ３Ｂに変更済みであるため（図１４の（２）参照）、経路変更後のデータパケットＰｃも、移行元のＶＮＦ３Ａに転送されることなく、移行先のＶＮＦ３Ｂに適切に転送され、パケットドロップの発生も低減可能である。そして、転送装置１０は、移行先のＶＮＦ３ＢによるブロードパケットＰｂを受信して経路変更を行うため、ＳＤＮコントローラ２０が、転送装置１０に経路変更用のメッセージを送信する必要もない。

そして、移行元のＶＮＦ３Ａは、第２のソフトウェアにデータを送信する間に、ＶＮＦ３Ａに設定されたＭＡＣアドレスと同じＭＡＣアドレスがヘッダに添付されたパケットを受信した場合、ステート送信を終了し、ＶＮＦ３Ａ，３Ｂ間でステートの内容を一致させる。そして、ＶＮＦ３Ａは、移行先のＶＮＦ３Ｂに、ステートの送信完了を示す送信完了通知を送信する。これによって、サーバ２Ｂで稼働するＶＮＦ３Ｂは、サーバ２Ａで稼働するＶＮＦ３Ａが行っていた処理を適切に引き継ぐことができる。

このように、本実施の形態によれば、ルートフラッピングやパケットドロップの発生を低減する。さらに、本実施の形態では、、経路の変更を行うときに、ＳＤＮコントローラ２０は、転送装置１０宛に経路変更用のメッセージを送信しなくともよい。したがって、本実施の形態によれば、ＳＤＮコントローラ２０において経路変更用のメッセージ送信処理が省略できるため、ＳＤＮコントローラ２０の負荷を軽減することができる。

［実施形態のシステム構成について］
図１に示した転送装置１０、サーバ２Ａ，２Ｂの各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示のように構成されていることを要しない。すなわち、転送装置１０、サーバ２Ａ，２Ｂの機能の分散および統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散または統合して構成することができる。

また、転送装置１０、サーバ２Ａ，２Ｂにおいておこなわれる各処理は、全部または任意の一部が、ＣＰＵおよびＣＰＵにより解析実行されるプログラムにて実現されてもよい。また、転送装置１０、サーバ２Ａ，２Ｂにおいておこなわれる各処理は、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現されてもよい。

また、実施の形態において説明した各処理のうち、自動的におこなわれるものとして説明した処理の全部または一部を手動的に行うこともできる。もしくは、手動的におこなわれるものとして説明した処理の全部または一部を公知の方法で自動的に行うこともできる。この他、上述および図示の処理手順、制御手順、具体的名称、各種のデータやパラメータを含む情報については、特記する場合を除いて適宜変更することができる。

［プログラム］
図１６は、プログラムが実行されることにより、転送装置１０、サーバ２Ａ，２Ｂが実現されるコンピュータの一例を示す図である。コンピュータ１０００は、例えば、メモリ１０１０、ＣＰＵ１０２０を有する。また、コンピュータ１０００は、ハードディスクドライブインタフェース１０３０、ディスクドライブインタフェース１０４０、シリアルポートインタフェース１０５０、ビデオアダプタ１０６０、ネットワークインタフェース１０７０を有する。これらの各部は、バス１０８０によって接続される。

メモリ１０１０は、ＲＯＭ１０１１およびＲＡＭ１０１２を含む。ＲＯＭ１０１１は、例えば、ＢＩＯＳ（Basic Input Output System）等のブートプログラムを記憶する。ハードディスクドライブインタフェース１０３０は、ハードディスクドライブ１０９０に接続される。ディスクドライブインタフェース１０４０は、ディスクドライブ１１００に接続される。例えば磁気ディスクや光ディスク等の着脱可能な記憶媒体が、ディスクドライブ１１００に挿入される。シリアルポートインタフェース１０５０は、例えばマウス１１１０、キーボード１１２０に接続される。ビデオアダプタ１０６０は、例えばディスプレイ１１３０に接続される。

ハードディスクドライブ１０９０は、例えば、ＯＳ（Operating System）１０９１、アプリケーションプログラム１０９２、プログラムモジュール１０９３、プログラムデータ１０９４を記憶する。すなわち、転送装置１０、サーバ２Ａ，２Ｂの各処理を規定するプログラムは、コンピュータ１０００により実行可能なコードが記述されたプログラムモジュール１０９３として実装される。プログラムモジュール１０９３は、例えばハードディスクドライブ１０９０に記憶される。例えば、転送装置１０、サーバ２Ａ，２Ｂにおける機能構成と同様の処理を実行するためのプログラムモジュール１０９３が、ハードディスクドライブ１０９０に記憶される。なお、ハードディスクドライブ１０９０は、ＳＳＤ（Solid State Drive）により代替されてもよい。

また、上述した実施の形態の処理で用いられる設定データは、プログラムデータ１０９４として、例えばメモリ１０１０やハードディスクドライブ１０９０に記憶される。そして、ＣＰＵ１０２０が、メモリ１０１０やハードディスクドライブ１０９０に記憶されたプログラムモジュール１０９３やプログラムデータ１０９４を必要に応じてＲＡＭ１０１２に読み出して実行する。

なお、プログラムモジュール１０９３やプログラムデータ１０９４は、ハードディスクドライブ１０９０に記憶される場合に限らず、例えば着脱可能な記憶媒体に記憶され、ディスクドライブ１１００等を介してＣＰＵ１０２０によって読み出されてもよい。あるいは、プログラムモジュール１０９３およびプログラムデータ１０９４は、ネットワーク（ＬＡＮ（Local Area Network）、ＷＡＮ（Wide Area Network）等）を介して接続された他のコンピュータに記憶されてもよい。そして、プログラムモジュール１０９３およびプログラムデータ１０９４は、他のコンピュータから、ネットワークインタフェース１０７０を介してＣＰＵ１０２０によって読み出されてもよい。

以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、本実施の形態による本発明の開示の一部をなす記述および図面により本発明は限定されることはない。すなわち、本実施の形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例および運用技術等はすべて本発明の範疇に含まれる。

１ 通信システム
２Ａ，２Ｂ サーバ
３Ａ，３Ｂ ＶＮＦ（Virtual Network Function）
１０ 転送装置
１１ 通信部
１２ 記憶部
１３ 制御部
１２１ 管理テーブル
１３１ 転送処理部
１３２ アドレス検索部

Claims (3)

1. データ移行元において第１のソフトウェアを稼働させる第１の物理装置と、データ移行先において第２のソフトウェアを稼働させる第２の物理装置と、パケットを転送する転送装置とを有する通信システムであって、
   前記第１のソフトウェアは、前記第２のソフトウェアとの間で、前記第１のソフトウェアが使用するデータと転送用アドレスとを同期し、
   前記第２のソフトウェアは、指定されたタイミングでデータプレーンネットワークに対し、前記第１のソフトウェアから引き継いだアドレスを送信元アドレスとして添付したパケットをブロードキャストし、
   前記転送装置は、
   転送用アドレス、出力ポート及びタイマーを含むエントリを有する管理テーブルを記憶する記憶部と、
   複数のポートを有し、パケットの送受信を行う通信部と、
   パケットを受信すると、前記管理テーブルを参照し、前記パケットの送信元アドレスをキーとするエントリを検索し、検索したエントリのタイマーがセットされていない場合には、該エントリについて、前記送信元アドレスを送信先とするパケットの出力先ポートを前記パケットの受信ポートに変更するとともに該エントリのタイマーをセットし、検索したエントリのタイマーがセットされている場合には、該エントリの内容の変更を行わない検索部と、
   前記パケットを、前記管理テーブルの前記パケットのエントリの出力ポートから転送する転送処理部と、
   を有し、
   前記第１のソフトウェアは、前記第２のソフトウェアにデータを送信する間に、前記第１のソフトウェアに設定されたアドレスと同じアドレスがヘッダに添付されたパケットを受信した場合、前記第２のソフトウェアへのデータの送信を停止し、前記第２の物理装置にデータの送信が完了したことを通知することを特徴とする通信システム。
2. データ移行元において第１のソフトウェアを稼働させる第１の物理装置と、データ移行先において第２のソフトウェアを稼働させる第２の物理装置と、パケットを転送する転送装置とを有する通信システムが実行する通信方法であって、
   前記第１のソフトウェアは、前記第２のソフトウェアとの間で、前記第１のソフトウェアが使用するデータと転送用アドレスとを同期し、
   前記第２のソフトウェアは、指定されたタイミングでデータプレーンネットワークに対し、前記第１のソフトウェアから引き継いだアドレスを送信元アドレスとして添付したパケットをブロードキャストし、
   前記転送装置は、
   転送用アドレス、出力ポート及びタイマーを含むエントリを有する管理テーブルを記憶する記憶部と、
   複数のポートを有し、パケットの送受信を行う通信部と、
   を有し、
   前記転送装置が、パケットを受信すると、前記管理テーブルを参照し、前記パケットの送信元アドレスをキーとするエントリを検索する工程と、
   前記転送装置が、検索されたエントリのタイマーがセットされていない場合には、該エントリについて、前記送信元アドレスを送信先とするパケットの出力先ポートを前記パケットの受信ポートに変更するとともに該エントリのタイマーをセットする工程と、
   前記転送装置が、検索されたエントリのタイマーがセットされている場合には、前記パケットを、前記管理テーブルの前記パケットのエントリの出力ポートから転送する工程と、
   を含み、
   前記第１のソフトウェアは、前記第２のソフトウェアにデータを送信する間に、前記第１のソフトウェアに設定されたアドレスと同じアドレスがヘッダに添付されたパケットを受信した場合、前記第２のソフトウェアへのデータの送信を停止し、前記第２の物理装置にデータの送信が完了したことを通知することを特徴とする通信方法。
3. 方法をコンピュータに実行させる通信プログラムであって、
   データ移行元における第１の物理装置としてのコンピュータに、
   第１のソフトウェアを稼働させて、データ移行先における第２の物理装置において稼働される第２のソフトウェアとの間で、前記第１のソフトウェアが使用するデータと転送用アドレスとを同期するステップを
   実行させ、
   前記第２の物理装置に、
   前記第２のソフトウェアを稼働させて、指定されたタイミングでデータプレーンネットワークに対し、前記第１のソフトウェアから引き継いだアドレスを送信元アドレスとして添付したパケットをブロードキャストするステップ
   を実行させ、
   複数のポートを有する転送装置としてのコンピュータに、
   パケットを受信すると、転送用アドレス、出力ポート及びタイマーを含むエントリを有する管理テーブルを参照し、前記パケットの送信元アドレスをキーとするエントリを検索するステップと、
   検索されたエントリのタイマーがセットされていない場合には、該エントリについて、前記送信元アドレスを送信先とするパケットの出力先ポートを前記パケットの受信ポートに変更するとともに該エントリのタイマーをセットするステップと、
   検索されたエントリのタイマーがセットされている場合には、前記パケットを、前記管理テーブルの前記パケットのエントリの出力ポートから転送するステップと、
   を実行させる通信プログラム。

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